微生物学-第六章 微生物的遗传和变异
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细菌的遗传与变异知识分享
间接作用是使染色体以外的细胞物质发生 变化，再由这些物质作用于染色体引起突变; 它包括碱基类似物的形成及其突变诱发作用， 和电离辐射引起过氧化氢和游离基的产生以及 它们诱发突变。
（二）化学方法
常用的化学诱变剂有5溴脱氧尿苷（ UBr ）、 5-氟脱氧尿苷、2-氨基嘌呤、8-氮鸟嘌呤、亚硝 酸、羟胺、烷化剂（B丙酸内酯和芥子气等）、 亚硝基胍、丫啶橙染料 (丫啶黄、丫啶橙、原黄 素等)、一系列烷化剂和丫啶类结合的化合物、 溴化乙锭等。它们的作用机制复杂而各有差异， 总的说来主要有以下几方面。
（4）在特殊气体条件下培养 如无荚膜炭疽芽 孢苗是半强毒菌株在含50%动物血清的培养基 上，在50%CO2的条件下选育的。
（5）通过非易感动物 如猪丹毒弱毒苗 (GC42 ) 系将强致病菌和株通过豚鼠370代后，又通过 鸡42代选育而成。
（6）通过基因工程的方法 去除毒力基因或用 点突变的方法使毒力基因失活，可获得无毒力 菌株或弱毒菌株。但对多基因调控的毒力因子 较难奏效。
利用各种生物学的方法可诱使微生物发生 变异，使细菌发生毒力等性状的改变，获得性 能良好的菌株。
1、增强毒力 连续通过易感动物，可使病原 菌毒力增强。有的细菌与其他微生物共生，或 被温和噬菌体感染，也可增强毒力。例如产气 荚膜梭菌与八叠球菌共生时毒力增强;肉毒梭 菌当被温和噬菌体感染时，方产生毒素。
2、减弱毒力 病原菌毒力自发减弱的现象， 常见于传染病流行末期所分得的病原菌株。人 工减弱病原微生物的毒力通常使用病原菌通过 非易感动物、鸡胚等方法。如将禽霍乱强毒菌 株通过琢鼠190代后，再经鸡胚传40代，育成 禽霍乱弱毒菌株。无论自然变异弱毒株或人工 培育的变异弱毒株，均由于DNA上核甘酸碱基 顺序的改变的结果。
3.插入DNA相邻的碱基之间，引起移码突变。 在邻近的两个嘌呤碱基之间插入丫啶染料分子， 可引起DNA复制时碱基增添或缺失的错误，造 成密码子的移码，出现基因突变。
（二）化学方法
常用的化学诱变剂有5溴脱氧尿苷（ UBr ）、 5-氟脱氧尿苷、2-氨基嘌呤、8-氮鸟嘌呤、亚硝 酸、羟胺、烷化剂（B丙酸内酯和芥子气等）、 亚硝基胍、丫啶橙染料 (丫啶黄、丫啶橙、原黄 素等)、一系列烷化剂和丫啶类结合的化合物、 溴化乙锭等。它们的作用机制复杂而各有差异， 总的说来主要有以下几方面。
（4）在特殊气体条件下培养 如无荚膜炭疽芽 孢苗是半强毒菌株在含50%动物血清的培养基 上，在50%CO2的条件下选育的。
（5）通过非易感动物 如猪丹毒弱毒苗 (GC42 ) 系将强致病菌和株通过豚鼠370代后，又通过 鸡42代选育而成。
（6）通过基因工程的方法 去除毒力基因或用 点突变的方法使毒力基因失活，可获得无毒力 菌株或弱毒菌株。但对多基因调控的毒力因子 较难奏效。
利用各种生物学的方法可诱使微生物发生 变异，使细菌发生毒力等性状的改变，获得性 能良好的菌株。
1、增强毒力 连续通过易感动物，可使病原 菌毒力增强。有的细菌与其他微生物共生，或 被温和噬菌体感染，也可增强毒力。例如产气 荚膜梭菌与八叠球菌共生时毒力增强;肉毒梭 菌当被温和噬菌体感染时，方产生毒素。
2、减弱毒力 病原菌毒力自发减弱的现象， 常见于传染病流行末期所分得的病原菌株。人 工减弱病原微生物的毒力通常使用病原菌通过 非易感动物、鸡胚等方法。如将禽霍乱强毒菌 株通过琢鼠190代后，再经鸡胚传40代，育成 禽霍乱弱毒菌株。无论自然变异弱毒株或人工 培育的变异弱毒株，均由于DNA上核甘酸碱基 顺序的改变的结果。
3.插入DNA相邻的碱基之间，引起移码突变。 在邻近的两个嘌呤碱基之间插入丫啶染料分子， 可引起DNA复制时碱基增添或缺失的错误，造 成密码子的移码，出现基因突变。
微生物的遗传与变异
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。
周群英《环境工程微生物学》(第3版)课后习题(第六章 微生物的遗传和变异)【圣才出品】
第六章微生物的遗传和变异1．什么是微生物的遗传性和变异性？遗传和变异的物质基础是什么？如何得以证明？答：（1）微生物的遗传性微生物将其生长发育所需要的营养类型和环境条件，以及对这些营养和外界条件产生的一定反应，或出现的一定性状相对稳定的一代一代传给后代，称为微生物的遗传。
（2）微生物的变异性微生物从它使用的环境迁移到不适应的环境后，改变自己对营养和环境条件的要求，在新的生活条件下产生适应新环境的酶，从而适应新环境并良好生长，称为微生物的变异。
（3）遗传和变异的物质基础遗传和变异的物质基础是DNA。
（4）证明方式可以用格里菲斯经典的转化实验和大肠杆菌T2噬菌体感染大肠杆菌的试验证明。
2．微生物的遗传基因是什么？微生物的遗传信息是如何传递的？答：（1）微生物的遗传基因微生物的遗传基因是微生物体内储存传递信息的、有自我复制功能的单位。
（2）微生物遗传信息的传递从分子遗传学的角度来看，微生物的遗传信息是通过DNA传递给子代的。
3．什么叫分子遗传学的中心法则？什么叫反向转录？答：（1）分子遗传学的中心法则指DNA的复制和遗传信息传递的基本规则。
（2）反向转录是指只含RNA的病毒将遗传信息储存在RNA上，通过反转录酶的作用由RNA转录为DNA的过程。
4．DNA是如何复制的？何谓DNA的变性和复性？答：（1）DNA的复制过程如下：①DNA分子中的两条多核苷酸链之间的氢键断裂，彼此分开成两条单链。
②各自以原有的多核苷酸链为模板，根据碱基配对的原则吸收细胞中游离的核苷酸，按照原有链上的碱基排列顺序，各自合成出一条新的互补的多核苷酸链。
③新合成的一条多核苷酸链和原有的多核苷酸链又以氢键连接成新的双螺旋结构。
（2）DNA的变性DNA的变性是指天然双链DNA受热或在其他因素作用下，两条链之间的结合力被破坏而分开成单链DNA的过程。
（3）DNA的复性DNA的复性是指变性的DNA溶液经过适当的处理后重新形成天然DNA的过程。
微生物的变异原理及应用
微生物的变异原理及应用1. 引言微生物变异是指微生物在自然界或实验条件下经过长期的演化过程中，产生了与亲代微生物有明显遗传差异的后代微生物。
微生物的变异一直是微生物学研究的重要领域，对于理解微生物的遗传变异机制以及应用于实际生产具有重要意义。
2. 微生物变异的原理微生物的变异是由于其基因发生了突变所导致的。
微生物的遗传信息存储在其DNA分子中，当DNA发生突变时，这些变异基因就会在后代中得以保留和传递。
微生物的突变可以分为两种类型：自然突变和诱变突变。
2.1 自然突变自然突变是指在微生物的自然生长过程中产生的突变。
这些突变通常是由DNA 复制错误、化学修饰、或者DNA损伤修复过程中发生的。
自然突变是微生物进化的基础，也是微生物遗传变异的主要来源之一。
2.2 诱变突变诱变突变是指通过人工手段诱导微生物基因发生突变。
这种突变方法可以通过化学物质、物理因素或者基因工程技术来实现。
诱变突变可以加速微生物的遗传变异进程，从而产生更多的变异体，为微生物的应用提供新的可能性。
3. 微生物变异的应用微生物变异的应用广泛涉及到农业、食品工业、药物研发以及环境修复等领域。
下面列举了几个常见的应用案例：3.1 作物育种通过微生物变异技术可以对作物进行改良育种，以获得具有抗病虫害、耐逆性和高产性的新品种。
例如，通过诱变突变可以筛选到抗除草剂的小麦品种，从而降低农药使用量，减少对环境的污染。
3.2 食品发酵工业微生物的变异在食品发酵工业中具有重要的应用价值。
通过对工业菌株进行诱变突变，可以提高其代谢能力和产酶能力，从而提高发酵过程的效率和产量。
例如，诱变突变后的酿酒酵母可以产生更多的酒精，提高酒的酿造效率。
3.3 药物研发微生物变异在药物研发中也起到了重要的作用。
通过诱变突变，可以获得抗生素产生菌株或者高效酶制剂的产生菌株。
这些变异菌株可以用于生产药物原料或者制备酶制剂，为药物研发和生产提供了新的资源。
3.4 环境修复微生物变异技术在环境修复领域也有着广泛的应用前景。
医学微生物学试题及答案各章节
医学微生物学试题及答案各章节第一章：微生物学概述1. 请简要介绍微生物学的历史和研究内容。
微生物学是一个历史悠久的学科，早在古代人类就开始对微生物进行了研究。
其研究内容包括微生物的形态、结构、生理代谢、遗传变异、群落结构、生态功能等方面。
2. 请列举几种常见的微生物分类。
常见的微生物分类包括细菌、真菌、病毒、藻类等。
3. 简述微生物在人类生活中的作用。
微生物在人类生活中起着极其重要的作用，包括：帮助身体消化食物、合成维生素、抵御病原微生物、创造食品和药物等。
第二章：微生物的形态和结构1. 请介绍细菌的结构特点。
细菌一般为单细胞生物，具有细胞壁、细胞膜、核糖体、核酸等结构，其中细胞壁是其最为显著的特征。
2. 简述细菌的运动方式。
细菌的运动方式有旋转鞭毛、抖动纤毛、滑动等。
3. 请说明好氧菌与厌氧菌的区别。
好氧菌需要空气氧气进行代谢，而厌氧菌则需要在无氧或极低氧化环境中生长。
第三章：微生物的营养和代谢1. 请简述微生物的营养分类。
微生物的营养分类可分为自养营养和异养营养两种类型。
2. 请说明厌氧呼吸和发酵的区别。
厌氧呼吸需要使用无氧电子受体进行代谢，而发酵则是在没有外部电子受体的情况下进行代谢。
3. 请列举几种细菌产生的有用代谢产物。
细菌产生的有用代谢产物包括酸、碱、乳酸、酵母、乳酸菌、醋酸菌等。
第四章：微生物的生长与繁殖1. 请说明微生物生长的四个阶段。
微生物生长的四个阶段为潜伏期、对数期、平稳期和死亡期。
2. 请介绍微生物的繁殖方式。
微生物的繁殖方式包括二分裂、孢子形成、生殖、代谢产物的分泌等。
3. 请解释生长速率及其影响因素。
生长速率是指微生物在一定时间内增殖的数量，其影响因素包括环境温度、营养成分、水分含量、pH值等。
第五章：微生物的遗传与基因重组1. 请介绍细菌的基因组特点。
细菌基因组具有单倍体性，一般为单环状DNA分子，其中包含有关其生存的全部信息。
2. 请列举几种基因重组技术。
基因重组技术包括PCR扩增、DNA测序、基因克隆、基因编辑等。
第四版环境工程微生物学后练习题全解
环境工程微生物学第三版_周群英课后习题目录第一篇微生物学基础 (1)第一章非细胞结构的超微生物——病毒 (1)第二章原核微生物 (3)第三章真核微生物 (6)第四章微生物的生理 (8)第五章微生物的生长繁殖与生存因子 (12)第六章微生物的遗传和变异 (16)第二篇微生物生态 (20)第一章微生物生态 (20)第二章微生物在环境物质循环中的作用 (22)第三章水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理 (26)第四章污、废水深度处理和微污染源水预处理中的微生物学原理 (28)第五章有机固体废弃物与废气的微生物处理及其微生物群落 (31)第六章微生物学新技术在环境工程中的应用 (34)第一篇微生物学基础第一章非细胞结构的超微生物——病毒1 病毒是一类什么样的微生物？它有什么特点？答：病毒没有合成蛋白质的机构——核糖体，也没有合成细胞物质和繁殖所必备的酶系统，不具独立的代谢能力，必须专性寄宿在活的敏感宿主细胞内，依靠宿主细胞合成病毒的化学组成和繁殖新个体。
其特点是：病毒在活的敏感宿主细胞内是具有生命的超微生物，然而，在宿主体外却呈现不具生命特征的大分子物质，但仍保留感染宿主的潜在能力，一旦重新进入活的宿主细胞内又具有生命特征，重新感染新宿主。
2病毒的分类依据是什么？分为哪几类病毒？答：依据是：病毒是根据病毒的宿主、所致疾病、核酸的类型、病毒粒子的大小、病毒的结构、有或无被膜等进行分类的。
根据转性宿主分类：有动物病毒、植物病毒、细菌病毒（噬菌体）、放线菌病毒（噬放线菌体）、藻类病毒（噬藻体）、真菌病毒（噬真菌体）。
按核酸分类：有DNA病毒和RNA病毒。
3病毒具有什么样的化学组成和结构？答：病毒的化学组成有蛋白质和核酸。
还含有脂质和多糖。
整个病毒体分两部分：蛋白质衣壳和核酸内芯，两者构成核衣壳。
蛋白质衣壳是由一定数量的衣壳粒按一定的排列组合构成的病毒外壳。
核酸内芯有两种：核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）。
细菌的遗传与变异
三、转 导（Transduction）
以噬菌体为载体，将供体菌的一 段DNA片段转移给受体菌，使其获得 新的性状。
根据转导基因片段的范围，可分为两种：
普遍性转导：
可转移供体菌DNA的任何片段。
局限性转导：
只转移前噬菌体插入部位邻近的供体菌DNA片段
1）普 遍 性 转 导
噬菌体的溶菌周期发生装配错误，误将 供体菌DNA装入噬菌体内成为一个转导噬菌 体，再以正常方式感染另一宿主菌。
F′质粒：
Hfr菌中的F质粒可以从细菌染色体上 切离下来，终止其Hfr状态，切离时可能 带有染色体上临近的基因，这种质粒称为 F′质粒。
2）R质粒的接合
R质粒由耐药传递因子（RTF）和耐药（r） 决定子两部分组成，这两部分可单独，也可结 合在一起，只有结合在一起才能发生质粒的接 合性传递。
RTF的功能与F质粒相似，因此可介导类似 F质粒的接合过程；r决定子能编码对抗菌药物 的耐药性。
2、温 和 噬 菌 体
1）概 念：
前噬菌体： 整合在宿主菌染色体上的噬菌体基因组。
溶原性细菌：带有前噬菌体基因组的细菌 。 溶原状态：
噬菌体基因随溶原性细菌的分裂而传给子代 的状态。
2）溶原性周期和溶菌性周期
温和噬菌体感染宿主菌后所建立的溶原 状态可中断，前噬菌体可自发或在一定理化 因素诱导下从宿主菌染色体切离下来，重新 复制新的子代噬菌体，最终裂解细菌。
（5）质粒的相容性与不相容性
3、几种常见质粒：
F质粒 R质粒 Col质粒
fertility factor
性菌毛有关
resistance plasmid 与耐药性有关
Col plasmid
编码大肠菌素
Vi质粒 virulence plasmid 与细菌毒力有关
微生物自测题—微生物的遗传与变异
微生物自测题—微生物的遗传与变异2014年12月23日20:03 新浪博客一．是非题营养缺陷型微生物在MM与CM培养基中均能生长。
5－溴尿嘧啶是以碱基颠换的方式引起基因突变的。
在制备酵母原生质体时，可用溶菌酶破壁。
所谓转导子就是带有供体基因的缺陷噬菌体。
饰变是生物在环境条件改变时表现出来的一种表型变化，它是生物自发突变的结果。
准性生殖可使同种生物两个不同菌株的体细胞发生融合，且不以减数分裂的方式而导致低频率的基因重组而产生重组子。
用青霉素浓缩放线菌营养缺陷型的原理是在基本培养基上，野生型因生长而致死，缺陷型因不生长而存活，从而达到浓缩目的。
当基因发生突变时，由该基因指导合成的蛋白质中氨基酸的顺序必然发生改变。
二．填空证明核酸是遗传物质的三个经典实验是、和；而证明基因突变自发性和不对应性的三个经典实验又是__变量实验_ 、和_ 。
质粒根据分子结构可有_CCC型__、___OC型__和___L型__三种构型，而根据质粒所编码的功能和赋予宿主的表型效应，又可将其分为、、、、、 _等类型。
常用的表型变化的突变型有、、。
基因自发突变具有的特性为、、、、、、、、、、、和、。
根据F质粒的不同情况可有、、、、、和、四种菌株。
普遍性转导的可能出现的三种后果是、、、和、。
紫外线照射能使DNA相邻碱基形成，从而导致DNA复制产生错误，用紫外线诱变微生物后应在、条件下进行，以防止、现象的产生。
细菌基因转移的三种方式为、、、和、。
进行自然转化的必要条件为、和_、。
原核生物的基因调控系统是由一个操纵子和它的所组成的，每一操纵子又包括、、、和、。
微生物菌种保藏的原理是在、、、、、 _、、 __和、等环境条件下，使其处于代谢不活泼状态。
菌种可保藏在、 _℃的液氮或、℃的干冰低温冰箱中。
准性生殖过程可分为、、、、、和_、四个阶段。
三．名词解释质粒（plasmid）转座因子基因突变移码突变hisC-与hisC+strr 与strs转导转化普遍性转导局限性转导基本培养基完全培养基基因重组营养缺陷型野生型原养型接合转染四．问答题要检测环境或食品中是否存在化学致癌剂可用什么简便有效的方法？请试简述之。
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。
微生物遗传学基础
代谢
遗传型 + 环境条件 •
发育
表型
表型（ ）：指生物体所具有的一切外表特征和内 表型（phenotype）：指生物体所具有的一切外表特征和内 ）： 在特性的总和;------是一种现实存在，是具一定遗传型的生 是一种现实存在 在特性的总和 是一种现实存在， 物在一定条件下所表现出的具体性状。 物在一定条件下所表现出的具体性状。
变异(variation):生物体在外因 或内因的作用下 ， 遗传物 生物体在外因或内因的作用下 变异 生物体在外因 或内因的作用下， 质的结构或数量发生改变。变异的特点： 质的结构或数量发生改变。 变异的特点：a.在群体中以 极低的几率出现， 一般为10 极低的几率出现 ， （ 一般为 10-6 ～ 10-10 ） ； b. 形状变化 的幅度大； 变化后形成的新性状是稳定的， 的幅度大 ； c. 变化后形成的新性状是稳定的，可遗传 的。 饰变（ 饰变（modification）：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。 特点是： a. 几乎 发生在转录 、 转译水平上的表型变化 。 特点是 ： a.几乎 整个群体中的每一个个体都发生同样的变化； b.性状变 整个群体中的每一个个体都发生同样的变化 ； b. 性状变 化的幅度小； 因遗传物质不变 故饰变是不遗传的。 因遗传物质不变， 化的幅度小 ； c.因遗传物质不变 ， 故饰变是不遗传的 。 引起饰变的因素消失后，表型即可恢复。 引起饰变的因素消失后，表型即可恢复。 例如：粘质沙雷氏菌： 例如：粘质沙雷氏菌：在25℃下培养，产生深红色的灵 ℃下培养， 杆菌素； 杆菌素；在37℃下培养，不产生色素；如果重新将温度 ℃下培养，不产生色素； 降到25℃ 又恢复产色素的能力。 降到 ℃，又恢复产色素的能力。
遗传型 + 环境条件 •
发育
表型
表型（ ）：指生物体所具有的一切外表特征和内 表型（phenotype）：指生物体所具有的一切外表特征和内 ）： 在特性的总和;------是一种现实存在，是具一定遗传型的生 是一种现实存在 在特性的总和 是一种现实存在， 物在一定条件下所表现出的具体性状。 物在一定条件下所表现出的具体性状。
变异(variation):生物体在外因 或内因的作用下 ， 遗传物 生物体在外因或内因的作用下 变异 生物体在外因 或内因的作用下， 质的结构或数量发生改变。变异的特点： 质的结构或数量发生改变。 变异的特点：a.在群体中以 极低的几率出现， 一般为10 极低的几率出现 ， （ 一般为 10-6 ～ 10-10 ） ； b. 形状变化 的幅度大； 变化后形成的新性状是稳定的， 的幅度大 ； c. 变化后形成的新性状是稳定的，可遗传 的。 饰变（ 饰变（modification）：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。 特点是： a. 几乎 发生在转录 、 转译水平上的表型变化 。 特点是 ： a.几乎 整个群体中的每一个个体都发生同样的变化； b.性状变 整个群体中的每一个个体都发生同样的变化 ； b. 性状变 化的幅度小； 因遗传物质不变 故饰变是不遗传的。 因遗传物质不变， 化的幅度小 ； c.因遗传物质不变 ， 故饰变是不遗传的 。 引起饰变的因素消失后，表型即可恢复。 引起饰变的因素消失后，表型即可恢复。 例如：粘质沙雷氏菌： 例如：粘质沙雷氏菌：在25℃下培养，产生深红色的灵 ℃下培养， 杆菌素； 杆菌素；在37℃下培养，不产生色素；如果重新将温度 ℃下培养，不产生色素； 降到25℃ 又恢复产色素的能力。 降到 ℃，又恢复产色素的能力。
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质粒
▪ (4) 大肠杆菌素质粒 （ Col plasmid ，或称 Col 因子）：携带有产生大肠杆菌素（ colicin ）酶系 基因的质粒，赋予大肠杆菌产生大肠杆菌素的能
力。假单胞菌属（ Pseudomonas ） 和巨大芽孢
杆菌（ Bacillus megaterium ）分别含有能决定 产生绿脓杆菌素（ pyocin ）和巨杆菌素 （ megacin ）等细菌素（ bacteriocin ）的质粒。 Col 因子可分两类，分别以 ColEl 和 ColIb 为代 表。凡带 Col 因子的菌株，由于质粒本身编码一 种免疫蛋白，从而对大肠杆菌素有免疫作用，不 受其伤害。 ColE1 已被广泛研究并应用于重组 DNA 和体外复制系统上。
质粒
▪ （ 1 ）、抗药性质粒 （耐药性质粒 R 因子， resistant plasmid ） 携带有分解某种抗生素或药物酶系的基因的质粒，可以赋予宿主细胞 耐或抗或分解或失活某种抗生素或药物的性能。
➢ 某些抗性质粒携带有可以抗重金属如 Te6+，Hg2+，Ni2+，Co2+，Ag+ ， Cd2+ ， As3+ 等毒性的基因。
微生物的变异
微生物的变异很普遍，变异现象很多，例 如：个体形态的变异，菌落形态（光滑型/ 粗糙型）的变异，营养要求的变异，对温 度、pH要求的变异、毒力的变异，抗毒能 力的变异，生理生化特性的变异及代谢途 径、产▪ （ 2 ）抗生素产生质粒：携带有合成某种抗生素 的酶系基因的质粒，赋予宿主细胞合成某种抗生 素的性能。
▪ （ 3 ）芳香族化合物降解质粒（ degradative plasmid ）：携带有分解或降解某种芳香族化合 物为简单化合物或无机物的酶系基因的质粒，赋 予宿主细胞降解某种芳香族化合物的能力。降解 性质粒只在假单胞菌属（ Pseudomonas ）中发 现。这些质粒以其所分解的底物命名，例如有分 解 CAM （樟脑）、 OCT （辛烷）质粒、 XYL （二甲苯）、 SAL （水杨酸）质粒、 MDL （扁 桃酸）、 NAP （萘）和 TOL （甲苯）质粒等。
▪ 微生物遗传和变异的物质基础——DNA ▪ 遗传物质在微生物中存在的主要形式 —— 染色体 ▪ 真核微生物中染色体外的遗传物质——细胞器
DNA ▪ 微生物中染色体外 DNA 存在的另一形式 —— 质粒 ▪ 某些动植物病毒和微生物噬菌体是以 RNA 为遗传
物质 ▪ 朊病毒的遗传物质问题（疯牛病、羊搔痒症等 ）
质粒
▪ （5） 性质粒 （ fertility plasmid ），又称 F 因 子 这是第一个从大肠杆菌细胞中被发现的质粒， 携带有负责接合转移的基因（ tra genes ）即编 码形成性纤毛的基因和 DNA 复制的基因。是 E. coli 等细菌中决定性别的质粒。它能足以为 94 个 中等大小的多肽进行编码，而其中有 1/3 的基因 （ tra 区）与接合作用（ conjugation ）有关。 F 因子除在 E. coli 等肠道细菌中存在外，还存在 于假单胞菌属（ Pseudomonas ）、嗜血杆菌属 （ Haemophilus ）、奈瑟氏球菌属 （ Neisseria ）和链球菌属（ Streptococcus ） 等细菌中。
染色体与DNA的关系
染色体组
染色体
超螺线管 700nm
30nm螺线 管
DNA 组蛋白
2nmDNA
核小体
质粒
▪ 质粒（ plasmid ）是微生物染色体外或附 加于染色体的携带有某种特异性遗传信息 的 DNA 分子片段。目前仅发现于原核微生 物和真核微生物的酵母菌。
▪ 根据质粒所携带的遗传信息表达后的表型 特征可将质粒的分类如下：
➢ 有些质粒还具有对紫外线、 X 射线具有抗性的基因。
▪ 多数 R 因子是由相连的 2 个 DNA 片段组成。其一称 RTF 质粒 （ resistance transfer factor ，抗性转移因子），它含有调节 DNA 复制和拷贝数的基因及转移基因，有时还有四环素抗性基因（ tet ）。 其二为抗性决定质粒（ r-determinant ），其上含有其他抗生素的抗 性基因，例如抗青霉素（ Pen ）、安比西林（ Amp ）、氯霉素 （ Cam ）、链霉素（ Str ）、卡那霉素（ Kan ）和磺胺（ Sul ）等 基因。
中心法则： DNA RNA
蛋白质
微生物的变异
微生物的变异（ variation ）即是微生物 子代的表型特征与其亲代的表型特征发生 较大的差异，这种差异是由于子代的基因 发生了突变（ mutation ）所引起的，即 遗传物质 DNA 或 RNA 病毒和噬菌体中的 RNA 中的核苷酸序列发生了一种稳定的和 可遗传的变化。
质粒
▪ （ 6 ）、限制性核酸内切酶和修饰酶产生的质粒 ▪ （ 7 ）、致瘤性质粒 (tumor inducing plasmid) ▪ （ 8 ）、杀伤性质粒 ▪ （ 9 ）、已证实和可能与人类疾病有关的质粒 ▪ （ 10 ）、酵母菌中的 2 μ m 质粒和其他质粒 ▪ 有兴趣可参阅相关资料
遗传信息的传递 方向
第六章 微生物的遗传和变异
基本概念
▪ 遗 传：生物世代间的延续，指生物的上一 代将自己的一整套遗传因子传递给下一代 的行为或功能
▪ 遗传性：生物的亲代传递给其子代一套遗 传信息的特性
▪ 遗传型（ genotype ）：又称基因型，生 物体所携带的全部基因的总称
基本概念
▪ 表型（ phenotype ）：具有一定遗传型的 个体，在特定的外界环境中，通过生长和 发育所表现出的种种形态和生理特征的总 和。是遗传型在合适环境下的具体表现。
代谢
遗传型 + 环境条件 发育
表型
基本概念
▪ 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， 即遗传型的改变。
▪ 变异的特点：
➢ 在群体中以极低的几率（一般为10-5~10-10） 出现；
➢ 性状变化的幅度大； ➢ 变化后的新性状是稳定的、可遗传的；
第一节 微生物的遗传