細菌的遺傳與變異課件

第5章

細菌的遺傳與變異遺傳（heredity）

遺傳使細菌的性狀保持相對穩(wěn)定，且代代相傳，使其種屬得以保存變異（variation）在一定條件下，子代和親代之間以及子代和子代之間的差異遺傳性變異（基因型變異）細菌的基因結構發(fā)生了改變，如基因突變或重組，不可逆，可遺傳給后代。非遺傳性變異（表型變異）環(huán)境改變導致，基因結構未發(fā)生變異，可逆，不可遺傳?；蛐秃捅硇妥儺惖谋容^基因型變異表型變異基因結構

變化未變可逆性

不或極少可逆穩(wěn)定性

穩(wěn)定不穩(wěn)定環(huán)境影響涉及細菌數不受影響受影響

個別全體細菌L型變異

青霉素、溶菌酶

正常形態(tài)細菌細菌L型抗體或補體

正?；魜y弧菌霍亂弧菌L型特殊結構的變異

鞭毛變異

（H—O變異）

1%石炭酸

變形桿菌失去鞭毛（H菌落）（O菌落）遷徙生長現象單個菌落菌落變異

在陳舊培養(yǎng)基中長期培養(yǎng)

光滑型菌落粗糙型菌落

（

S型

）或在有免疫力的人體內

（R型）S-R變異毒力變異白喉外毒素的來源白喉桿菌+噬菌體產生毒素卡介苗的發(fā)明牛型結核桿菌BCG230次

特點：

環(huán)狀dsDNA，相對較小，3.2～5×106

bp無組蛋白無內含子連續(xù)基因結構基因單拷貝1.細菌染色體（bacterialchromosome)2.質粒（plasmid）特征1.自我復制2.編碼某些特定性狀：R質粒耐藥性F質粒性菌毛Vi質粒毒力Col質粒大腸菌素代謝質粒各種酶

3.轉座因子transposable

element概念：是存在于細菌染色體或質粒DNA分子上的一段特異性核苷酸序列片段，它能在DNA分子中移動，不斷改變它們在基因組的位置，能從一個基因組轉移到另一個基因組中。(1)插入序列（insertionsequence

，IS）

750-1550

bp

，最簡單，兩端反向重復序列，與插入有關，中心序列有轉位酶基因(2)轉座子（transposon，Tn）除攜帶與轉座作用有關的基因外，還攜帶其它基因（如耐藥性、重金屬抗性基因、糖發(fā)酵基因）

5.噬菌體（bacteriophage）形態(tài)結構:蝌蚪形衣殼：蛋白質核酸：dsDNA分布廣:有菌就有噬菌體宿主特異性：流行病調查；分型參與細菌變異：轉導,溶原性轉換第三節(jié)基因的轉移和重組轉移：供菌提供DNA；受菌接受DNA重組：受菌獲得供菌DNA類型

基因來源

轉移方式轉化

供菌

受菌攝入

接合

供菌

通過性菌毛轉導

供菌

噬菌體媒介溶原性轉換

噬菌體

前噬菌體一、轉化（transformation）轉化供體菌裂解釋放的DNA片段被受體菌直接攝取，使受體菌獲得新的性狀。轉化現象在肺炎鏈球菌、葡萄球菌和流感嗜血桿菌等中被證實。轉化發(fā)生的條件1.供受菌基因型同源性；親緣關系近，轉化率高2.感受態(tài)對數生長期的后期，時間短。

3.環(huán)境因素鈣、鎂離子可加強感受態(tài)。二、接合（conjugation）定義

細菌通過性菌毛相互連接溝通，將遺傳物質（主要是質粒DNA）從供體菌轉移給受體菌的方式接合性質粒能通過接合方式轉移的質粒F質粒、R質粒、Col質粒、Vi質粒等1.F質粒的接合F質粒編碼性菌毛雄性菌F+菌；雌性菌F-菌接觸：細胞質溝通轉移：F質粒進入F－菌,1分鐘完成復制：F－菌轉為F＋菌+Hfr轉移細菌染色體過程F’質粒

高頻重組菌中的F質粒有時從染色體上脫離下來，帶有染色體上鄰近的基因，稱為F’質粒。

F+菌，Hfr，F’菌都是雄性菌三、轉導（transduction）

由噬菌體介導，將供體菌的DNA片段轉入受體菌，使受體菌獲得供體菌的部分遺傳性狀。轉導類型

1.普遍性轉導可以轉導供菌DNA上任何基因片段。有兩種結果：

完全轉導：發(fā)生交換重組；

流產轉導：呈游離狀態(tài)。2.局限性轉導只能轉導供體菌染色體上特定的基因。

普遍性轉導第一寄主菌轉導示意圖第二寄主菌

局限性轉導：溫和性噬菌體脫落錯誤：前噬菌體及兩邊的細菌DNA轉導性噬菌體：噬菌體DNA及細菌DNA

普遍性轉導與局限性轉導的區(qū)別區(qū)別要點普遍性轉導局限性轉導基因轉導發(fā)生的時期裂解期溶原期轉導的遺傳物質供體菌染色體DNA任何部位或質粒噬菌體DNA及供體菌DNA的特定部位轉導的后果完全轉導或流產轉導受體菌獲得供體菌DNA特定部位的遺傳特性轉導頻率受體菌的10-7轉導頻率較普遍轉導增加1000倍(10-4)四、溶原性轉換（lysogenicconversion）

和原生質體融合（protoplastfusion）溶原性轉換

噬菌體作為供體，宿主菌染色體上整合了噬菌體的DNA片段，獲得新的遺傳性狀。溶原性轉換示意圖原生質體融合（protoplastfusion）將兩種不同的細菌經溶菌酶或青霉素等處理，失去細胞壁成為原生質體后進行融合的過程。兩種失去細胞壁的細菌互相融合的過程。融合后的染色體之間發(fā)生重組。第四節(jié)基因突變1、定義：DNA堿基對的置換、插入或缺失所致的基因結構的變化。2、分類：小突變（點突變）大突變（染色體突變）

一、基因突變的規(guī)律1.自發(fā)突變與誘發(fā)突變彷徨試驗2.突變率自然突變率10-6~10-9誘導突變率10-4~10-63.突變與選擇影印培養(yǎng)試驗4.回復突變與抑制突變野生型突變型影印平板：自發(fā)的，隨機的，非誘導的藥物僅起選擇作用二、突變型細菌及其分離

1.抗性突變型藥敏試驗2.營養(yǎng)缺陷突變型營養(yǎng)物質篩選3.

條件致死性突變型溫度敏感試驗4.發(fā)酵陰性突變型乳糖發(fā)酵試驗1.影響細菌學診斷

H→O變異：如傷寒沙門菌鞭毛S→R變異：消失莢膜或多糖抗原性改變