细菌的遗传与变异演示文稿

细菌的遗传保证了物种的稳定性， 变异则产生变种或新种，有利于物种的进化
细 1.遗传性变异：又称基因型变异
菌 特点：① 常发生于个别的细菌
变
② 不受环境因素的影响
异 的
③ 变异是不可逆的
类 例：牛型结核杆菌（有毒株）
型
胆汁-甘油-马铃薯培养
13年，230次传代
减毒株（BCG）
2.表型变异：又称非遗传性变异 特点：① 基因结构未改变。 ② 发生于同一环境中所有细菌 ③ 影响因素去除后，变异的性 状又可复原。
（3）分类 1）插入序列（insertion sequence,IS）
特点：最简单的转座因子。结构中 不含与转座无关的功能性表达基因。 可独立存在，也可成为转座子的一 部分。
2）转座子（transposon,Tn）
除两端的IS外还带有与转座无关的耐 药、毒力等基因，并随Tn转座发生转移 重组，致染色体突变，促使生物变异。
范围：点突变或小突变 大突变（染色体畸变）
诱因：自发突变、诱发突变
方式：碱基置换、移码突变
特点：随机性和可回复性
1952年，Lederberg等设计了影印试验 （replica plating），筛选耐药菌株
抗生素敏感 细菌接种于
影印培养示意图
影印试机的， 非诱导的；
2、质粒种类
① 致育质粒或称F质粒 （fertility plasmid） ② 耐药性质粒 ③ 毒力质粒或Vi质粒 ④ Col质粒－细菌素 ⑤ 代谢质粒－乳糖酶
质粒特征 ①自我复制能力：一个质粒是一个复制子 ②可自行丢失与清除
质粒非是细菌生命活动必须的遗传物质 ③可在细菌间转移 ④相容性与不相容性 ⑤编码细菌某些特定性状：
常用试验： Ames试验 原理：是突变菌在诱变剂的作用下可能会 发生回复突变而恢复其原有性状。
2.药物仅起选择作用
3.突变发生越早，产生抗性突变株就越 多。
第三节 基因的转移和重组
细菌间基因的转移与重组是发生遗 传性变异的重要原因之一。
➢基因转移(gene transfer)
遗传物质由供体菌进入受体菌体内的过程。
➢基因重组(recombination)
转移的基因与受体菌DNA整合在一起。
基因转移重组的方式：
4.溶原性转换（Lysogenic conversion）
温和噬菌体的DNA整合到宿主菌染色体 DNA后，成为溶原状态导致遗传性变异。
第四节 细菌遗传变异在医学上的实际意义
(一)形态结构变异与细菌学诊断 变异细 菌失去典型特性，影响正确诊断
H→O变异：如伤寒沙门菌鞭毛 S→R变异：消失荚膜或多糖 抗原性改变 毒力下降，生化反应改变
1.转化（Transformation）
受体菌直接摄取供体菌 游离DNA片段，整合后 改变了受体菌的遗传 性状。
如 小鼠体内肺炎链球菌的转化试验
2.接合（Conjugation）
遗传物质通过性菌毛 由供体菌传递给受体 菌，使受体菌遗传性 状发生改变的过程。
①F质粒的接合 ②R质粒的接合
Hfr F-
4、整合子（integron，In）
1989年Strokes和Hall首次提出整 合子的概念。
存在于染色体、质粒或转座子上的一 种运动性DNA分子，具有独特结构可捕 获和整合外源性基因，使之转变成为功 能性基因的表达单位。
第二节 细菌基因突变
细菌遗传物质的结构发生稳定的 改变，导致细菌性状的遗传性变异
如 致育性、耐药性、致病性
3、转位因子(transposable element)
（1）概念：细菌基因组内能改变自身 位置的一段核苷酸序列
（2）特点：
① 是细菌菌体内可移动的遗传物质
② 能在质粒间、染色体间、质粒与 染色体之间、染色体内自行转移位置
③ 转座作用依赖自身合成的特异性 转座酶（tansposase）
细菌的遗传与变 异演示文稿
（优选）细菌的 遗传与变异
思考：
❖ 与细菌性状相关的遗传物质有哪些？ ❖ 细菌有哪些方式可改变遗传物质 ❖ 细菌的遗传与变异有何用途
遗传(heredity)：细菌的性状保持相对 稳定，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。
临床上可通过合理用药等措施， 降低耐药性突变的发生机会。
(三)细菌毒力变异与疾病预防 增强
白喉棒状杆菌β棒状噬菌体 获得白喉毒素
减弱 胆汁、甘油、 牛分枝杆菌 马铃薯培养基 卡介苗
13年(230代)
(四)流行病学分析
分子生物学的方法追踪传染源或 相关基因的转移和播散。
(五)检测致癌物
对细菌有诱变作用的化学物质，一般 均有致癌的可能性。常采用细菌作为模 型进行可疑致癌物的筛选。
形态结构变异
3-6%食盐
鼠疫耶氏菌
多形性
正常形态细菌 青霉素、溶菌酶 L型变异
蜡样芽胞杆菌L型的镜下形态（多形性）
结构的变异 荚膜、鞭毛、芽胞
炭疽杆菌
42-43℃ 10-20天
失去形成芽胞能力, 毒性降低
变形杆菌 有鞭毛
0.1%苯酚
失去鞭毛
H-O变异
(二)细菌耐药变异与控制 ：药敏试验
药敏试验：是指测定某种细菌对某种 抗菌药物敏感程度的体外试验。
Hfr F-
Hfr重组的F-
3.转导（Transduction）
以温和噬菌体为载体， 把供体菌的基因转移到 受体菌，使受体菌获得 新性状的过程
１普遍性转导 完全转导 流产转导
2 局限性转导
普
遍 性 结果
转
导
局限性转导（restricted transduction）
或称特异性转导
溶原期时，噬菌体DNA发生偏差分离，将 自身的一段DNA留在细菌染色体上，而带 走了细菌DNA上两侧的基因。当其转导并 整合到受体菌中，使受体菌获得供体菌的 某些遗传性状。
例：细菌L型
第一节 细菌基因组
细菌染色体 包括
染色体以外遗传物质
质粒 噬菌体基因组
1、细菌染色体
特征： ① 多数为一条环状dsDNA。
② 非编码序列少、基因多为单拷贝、 无内含子、操纵子结构。
⑤致病岛（pathogenicity island） 病原菌基因组中存在编码与细菌毒力 或致病性相关因子的外源DNA片段。