第四章 细菌的遗传与变异
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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。
细菌的遗传与变异细菌是微生物界中最简单、最原始的有生命之物。
它们可以通过不同的方式进行繁殖和传播,其中最常见的方式就是分裂繁殖。
在这种过程中,细菌体内的遗传物质会被复制并分配到新生细胞中,从而保证了后代基因的一致性。
但是,细菌的遗传物质并不总是保持不变的,它们也会发生变异,不同的遗传变异会对细菌的生长、繁殖和适应能力产生重要影响。
细菌的遗传基础细菌的遗传信息主要储存在细胞核外的染色体和质粒中。
与动物和植物的遗传物质DNA相似,细菌的DNA也是由基本的碱基单元构成的,包括腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)。
这些碱基组成了一个双螺旋的结构,形成了著名的DNA分子。
然而,与动物和植物的DNA不同的是,细菌的染色体和质粒并没有被包裹在细胞核内,它们可以自由地在细胞质中游动。
此外,一些细菌也具有病毒样的遗传物质,如噬菌体(bacteriophage)和质粒所编码的转座酶等。
细菌的遗传变异在细菌进展的漫长历史中,数以亿计的遗传变异发生了。
这些遗传变异可能来自于突变、水平基因转移、DNA重组等多种机制。
不同的遗传变异会导致细菌表现出不同的特点,如细菌的抗药性、营养代谢能力和环境适应性等。
突变突变是细菌发生遗传变异的最基本机制之一。
突变指的是DNA序列的改变,包括插入、缺失和替代等。
这些变异可能导致突变体表现出与野生型不同的性状,从而具有更高或更低的适应能力。
水平基因转移除了突变之外,细菌还可以通过水平基因转移的方式获得新的基因信息。
这种机制主要包括转化、转导和菌体接触等方式。
在水平基因转移过程中,来自其他种类细菌的遗传信息被导入到目标菌体中,从而产生新的融合基因或者替代基因等。
DNA重组DNA重组是指DNA分子的重组组合,其主要涉及到DNA的切割、重组和连接等过程。
这种机制可以产生新的基因片段、基因组重排和基因组切除等遗传变异模式。
细菌的遗传变异对生态环境的影响细菌的遗传变异对于生态环境的维持和稳定具有重要影响。