微生物学:C4 细菌的遗传与变异
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微生物的遗传与变异遗传和变异是生物体的最本质的属性之一。
遗传性:指世代间子代和亲代相似的现象;变异性:是子代与子代之间及子代与亲代之间的差异。
遗传性保证了种的存在和延续;而变异性则推动了种的进化和发展。
遗传型(基因型):某一生物个体所含有全部遗传因子即基因的总和。
它是一种内在潜力,只有在适当的环境条件下,通过自身的发代谢和发育,才能将它具体化,即产生表型。
表型:指某一生物体所具有的一切外表特征及内在特性的总和,是遗传型在合适环境下的具体体现。
变异:指生物体在某种外因或内因的作用下所引起的遗传物质结构或数量的改变。
饰变:指不涉及遗传物质结构改变而只发生在转录、转译水平上的表型变化。
如粘质沙雷氏菌,在25℃培养时,可产生深红色的灵杆菌素,这是一种饰变,但当在37℃培养时,则不产生色素,再在25℃下培养时,又恢复产生色素的能力。
微生物在遗传学中的地位:✧个体微小,结构简单;✧营养体一般都是单倍体;✧易培养;✧繁殖快;✧易于累积不同的中间代谢物;✧菌落形态可见性与多样性;✧环境条件对微生物群体中每个个体的直接性与一致性;✧易于形成营养缺陷型;✧存在多种处于进化过程中的原始有性生殖过程。
对微生物遗传规律的深入研究,不仅促进了现代分子生物学和生物工程学的发展,而且还为育种工作提提供了丰富的理论基础,促使育种工作向着不自觉到自觉,从低效到高效,从随机到定向,从近缘杂交到远缘杂交等方向发展。
第一节遗传变异的物质基础遗传变异有无物质基础以及何种物质可承担遗传变异功能的问题,是生物学中的一个重大理论问题。
对此有着不同的猜测。
直到1944年后,利用微生物这一实验对象进行了三个著名的实验,才以确凿的事实证实了核酸尤其是DNA才是遗传变异的真正物质基础。
一、证明核酸是遗传物质的三个经典实验(一)转化实验✧发现者:英国人Griffith于1928年首次发现这一现象。
✧研究对象:肺炎链球菌S型和R型✧过程:1944年Avery等证明遗传物质是DNA。
细菌的遗传变异在微生物学领域,遗传变异是一个非常重要的概念。
细菌作为一类微生物,也存在着遗传变异现象。
这种变异可以是有益的、中性的或者有害的,对细菌的存活和适应环境起到了至关重要的作用。
本文将介绍细菌的遗传变异过程以及其对细菌种群的影响。
一、遗传变异的基本概念细菌的遗传变异是指细菌在繁殖过程中,由于基因突变或者基因重组等原因,导致后代细菌的遗传信息发生了改变。
这种变异可以在个体层面或者种群层面上出现。
二、基因突变引发的遗传变异基因突变是细菌遗传变异最常见的途径之一。
基因突变可以是点突变、插入突变、缺失突变或者倒位突变等。
这些突变可能会导致突变细菌获得某种新功能,或者丧失某种原有功能。
例如,某些细菌可能由于基因突变而获得对抗抗生素的能力。
这种突变有助于细菌在抗生素环境中生存下来,并传递给后代细菌。
然而,基因突变也可能导致细菌失去对抗生素的敏感性,从而对抗生素产生抗药性。
三、水平基因转移引发的遗传变异水平基因转移是细菌种群中广泛存在的一种遗传变异方式。
它指的是细菌之间通过共享基因片段或质粒传递遗传信息的过程。
水平基因转移能够增加细菌种群的遗传多样性,并使细菌更好地适应不同的环境压力。
质粒是一种环状DNA片段,可以携带多个基因。
当细菌接受某质粒并将其整合到自己的染色体中时,该细菌就可以获得质粒携带的基因信息。
这种水平基因转移过程可以在不同细菌种间或同一种细菌的不同个体之间发生。
四、遗传变异对细菌种群的影响遗传变异对细菌种群的影响很大。
首先,遗传变异增加了细菌种群的适应性。
由于细菌种群中存在着大量的遗传变异,一些突变可能使细菌对环境中的压力产生更好的应对能力,从而提高了其生存率。
其次,遗传变异也是细菌抗药性形成的基础。
细菌通过基因突变或水平基因转移获得抗生素抵抗基因,从而对抗生素产生了抗药性。
这种抗药性的获得导致了新的抗生素治疗策略的需求。
另外,遗传变异也有可能导致细菌种群中出现有害突变。
对于细菌来说,有益的变异只是少数,而大部分突变可能对细菌的生长和存活产生负面影响。
微生物学第二版参考答案微生物学第二版参考答案微生物学是研究微生物的科学,涉及到生物学、医学、环境科学等多个学科领域。
对于学习微生物学的学生来说,掌握正确的参考答案是提高学习效果的关键。
本文将为大家提供微生物学第二版参考答案,帮助大家更好地理解和掌握微生物学的知识。
第一章:微生物的概述1. 微生物的定义:微生物是一类不能用肉眼观察到的生物,包括细菌、真菌、病毒和原生动物等。
2. 微生物的分类:微生物可以根据其细胞结构、生活方式和遗传物质等特征进行分类。
3. 微生物的重要性:微生物在生态系统中起着重要的角色,如参与物质循环、维持生态平衡等。
第二章:微生物的结构和功能1. 细菌的结构:细菌包括细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体和核酸等结构。
2. 细菌的功能:细菌具有多样的功能,如合成蛋白质、分解有机物、产生抗生素等。
3. 真菌的结构:真菌包括菌丝、孢子、菌核和菌盖等结构。
4. 真菌的功能:真菌可以分解有机物、产生酶、参与土壤生态系统等。
第三章:微生物的生长和繁殖1. 微生物的生长:微生物的生长包括营养摄取、代谢、生长分裂等过程。
2. 微生物的繁殖:微生物可以通过二分裂、芽生、孢子形成等方式进行繁殖。
3. 微生物的生长曲线:微生物的生长曲线包括潜伏期、指数期、平台期和死亡期等阶段。
第四章:微生物的遗传与变异1. 微生物的遗传物质:微生物的遗传物质包括DNA和RNA,其中DNA是主要的遗传物质。
2. 微生物的遗传变异:微生物可以通过基因突变、基因重组等方式发生遗传变异。
3. 微生物的遗传传递:微生物的遗传信息可以通过垂直传递和水平传递进行传递。
第五章:微生物的代谢与生态1. 微生物的代谢类型:微生物的代谢包括光合作用、呼吸作用、发酵作用等多种类型。
2. 微生物的生态功能:微生物在生态系统中参与物质循环、能量转化等功能。
3. 微生物的微生态系统:微生物可以形成微生态系统,如肠道微生态系统、土壤微生态系统等。
第六章:微生物与人类1. 微生物与人类的关系:微生物与人类有着密切的关系,如参与人体免疫、引起疾病等。
细菌的遗传与变异●遗传(heredity):使微生物的性状保持相对稳定,子代与亲代生物学的性状基本相同,且代代相传。
●变异(variation):在一定条件下,子代与亲代之间以及子代与子代之间的生物学性状出现的差异,有利于物种的进化。
●基因型(genotype):细菌的遗传物质。
●表型(phenotype):基因表现出的各种性状。
●遗传性变异:是细菌的基因结构发生了改变,故又称基因型变异。
常发生于个别的细菌,不受环境因素的影响,变异发生后是不可逆的,产生的新性状可稳定地遗传给后代。
●非遗传性变异:细菌在一定的环境条件影响下产生的变异,其基因结构未改变,称为表型变异。
易受到环境因素的影响,凡在此环境因素作用下的所有细菌都出现变异,而且当环境中的影响因素去除后,变异的性状又可复原,表型变异不能遗传。
第一节细菌的遗传物质●DNA的结构与功能:结构——两条互相平行而方向相反的多核苷酸链功能——储存、复制和传递遗传信息复制——半保留复制特点——复制中易发生错误—基因突变蛋白合成——分子生物学中心法则(DNA-RNA-蛋白质)●基因与基因的转录结构基因——编码结构蛋白质基因结构非结构基因——编码功能蛋白质基因转录●遗传信息的翻译第二节细菌的遗传与变异一、染色体(chromosome)①一条环状双螺旋DNA长链,按一定构型反复回旋形成松散的网状结构;②缺乏组蛋白,无核膜包裹;③约含有5000个基因;二、质粒——是细菌染色体以外的遗传物质,是闭合环状的双链DNA。
1、质粒的特征:①质粒具有自我复制的能力。
②质粒DNA所编码的基因产物赋予细菌某些性状特征。
③质粒可自行丢失与消除。
④质粒的转移性。
⑤质粒可分为相容性与不相容性两种。
2、质粒的分类(1)根据质粒能否通过细菌的接合作用进行传递①接合性质粒②非接合性质粒(2)根据质粒在细菌内拷贝数多少①严紧型质粒②松弛型质粒(3)根据相容性①相容性——几种质粒同时共存于同一菌体内②不相容性——不能同时共存*可借此对质粒进行分组、分群。
医学微生物学练习题:细菌的遗传和变异转载/[与专家互动]1.细菌的遗传物质包括______.A.核质和质粒B.核质、质粒和附加体C.核质、质粒和前医学噬菌体D.核质和前噬菌体E.核质、附加体和前噬菌体2.与细菌致育性有关的因子是______.A.R决定因子B.F因子C.V因子D.X因子E.Col因子3.有关质粒的叙述不正确的是______.A.质粒是细菌核质以外的遗传物质B.质粒是细菌必备结构C.质粒能在胞浆中自行复制D.与某些细菌的耐药性有关E.质粒可独立存在于细菌体内4.有关耐药性质粒的描述错误的一项是______.A.由耐药传递因子(RTF)和耐药决定因子组成B.RTF和F质粒的功能相似,编码细菌性菌毛C.R质粒的转移是造成细菌间耐药性传播的主要原因D.细菌耐药性的产生是由于R质粒基因突变所致E.耐药决定因子可编码细菌多重耐药性5.转化过程中受体菌摄取供体菌遗传物质的方式是______.A.胞饮B.通过性菌毛C.通过噬菌体D.细胞融合E.直接摄取6.关于耐药性突变,下列叙述错误的是:______.A.可以自然发生B.可以诱导发生C.具有相对稳定性D.可由噬菌体介导发生E.是在接触抗生素之前已经发生7.溶原性转换:______.A.由R质粒参与B.由性菌毛介导C.由毒性噬苗体参与D.由温和噬菌体参与E.是受体菌直接摄取供体菌的DNA片段8.能产生外毒索的白喉杆菌,是因为其有______.A.R质粒B.F质粒C.Vi质粒D.Col质粒E.前噬菌体9.细菌转导和溶源性转换的共同特点是______.A.需质粒参与B.需性菌毛参与C.需毒性噬菌体介导D.需温和噬菌体介导E.共体菌和受体菌直接接触10.关于R质粒,叙述错误的是______.A.R质粒是编码细菌耐药的基因B.一种R质粒只含有针对一种抗生素的耐药基因医学http:C.R质粒可分为结合性R质粒和非结合性R质粒D.结合性R质粒是由耐药传递因子和耐药决定因子组成E.非结合性R质粒可经转化或转导方式进入受体菌11.编码细菌毒力的质粒是______.A.F质粒B.结合性质粒C.Vi质粒D.R质粒E.Col质粒12.BCG是结核杆菌的变异株,这种变异属于______.A.形态结构的变异B.菌落的变异C.毒力的变异D.耐药性的变异E.对理化因素抵抗力的变异13.下列哪项是预防耐药菌株产生和扩散的主要措施______.A.大剂量使用抗生素B.少量多次使用抗生素C.使用广谱抗生素D.多种抗生素长期联合使用E.根据药敏实验合理使用抗生素14.局限性转导与噬菌体生活周期的哪个时期有关______.A.溶原期早期B.溶原期晚期C.溶菌期早期D.溶菌期晚期E.裂解期15.普遍性转导与噬菌体生活周期哪个时期有关______.A.溶原期早期B.溶原期晚期C.溶菌期晚期D.溶菌期早期E.裂解期16.因长期使用广谱性抗生素引起假膜性肠炎,细菌多是______.A.空肠弯曲菌B.霍乱弧菌C.金黄色葡萄球菌D.甲型溶血性链球菌E.致病性大肠杆菌17.条件致病性微生物是______.A.白假丝酵母菌B.乙型溶血性链球菌C.白喉棒状杆菌D.钩端螺旋体E.沙眼衣原体18.R因子最常见的转移途径是______.A.转化B.转导C.接合D.原生质体融合E.溶原性转换19.下列那种因子不是质粒______.A.Col因子B.R因子C.性因子D.Vi因子E.转移因子参考答案:1.A2.B3.B4.D5.E6.D7.D8.E9.D10.B11.C12.C13.E14.B15.C16.C17.A18.C19.E。