细菌的遗传与变异

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1、第十三章细菌的遗传与变异基本概念遗传（heredity）是病原生物的性状在子代与亲代中保持相对稳定，且代代相传，而使其种属得以保存。变异（variation）是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。变异（variation）（1）基因型变异(遗传性变异)是基因结构发生了改变，特点是不可逆的，产生的新性状可稳定的遗传给后代。（2）表型变异(遗传性变异)则是影响因素去除后，变异的性状又可复原，不能遗传。遗传性变异非遗传性变异基因改变+-遗传+-可逆性-+外界环境-+变异幅度个别细胞群体第一节细菌变异现象一、形态与结构变异鼠疫耶氏菌:3~6%高盐琼脂培基多形态性细胞

2、壁消失:青霉素、溶菌酶正常形态细菌------------→L型变异抗体或补体(部分或完全失去胞壁)特殊结构的变异:1、42-43℃炭疽杆菌可形成芽胞--→失去形成芽胞能力,毒性↓.10-20天2、变形杆菌有鞭毛（H）-----→无鞭毛（O）改变培养基成分二.菌落变异在培养基中长期培养光滑型菌落-----------------→粗糙型菌落S            RS-R变异:多见于肠道杆菌,理化形状、免疫原性、耐药性、毒力也改变。三.毒力变异1、增强:无毒的白喉棒状杆菌有毒的白喉棒状杆菌(β棒状噬菌体)→白喉毒素2、减弱:胆汁、甘油、马铃薯培养基牛分枝杆菌---------

3、----→卡介苗13年(230代)四.耐药性变异耐药性变异：细菌对某种抗菌药物由敏感变成耐药。金黄色葡萄球菌耐青霉素:14%(1946)→80%。肺炎链球菌50%多重耐药性:有些细菌还同时耐受多种抗菌药物.药物依赖性:如痢疾志贺菌依赖链霉素株第二节与细菌遗传变异相关的物质遗传物质：染色体、染色体以外的DNA。（一）细菌染色体1.单一的双股螺旋状DNA长链;2.附着在横隔中介体上或胞膜上;3.缺乏组蛋白,无核膜;4.约含4000-5000个基因;5.某些致病菌上有致病岛致病岛：致病菌染色体上编码与毒力相关基因的外源DNA片断的基因群。（二）质粒（plasmid）质粒：细菌染色体外的

4、遗传物质，为环状闭合的双链DNA。一）质粒的基本特征：1.自我复制能力2.编码产物赋予细菌某些特殊性状，如致育性、耐药性、致病性3.并非细菌生命活动不可缺少的遗传物质，可自行丢失与消除4.具有转移性(接合、转化、转导)5.分为：相容性、不相容性质粒二）质粒种类1.致育质粒(F质粒)：编码性菌毛2.耐药质粒(R质粒)：与细菌耐药性有关。带有R质粒的细菌有：大肠、沙门、致贺、铜绿等G-菌接合性质粒-R质粒非接合性质粒(噬菌体)3.细菌素质粒：编码各种细菌素，如Col质粒—大肠菌素4.毒力质粒（Vi质粒）：编码与细菌致病性有关的毒力因子。致病性大肠埃希菌、破伤风梭菌痉挛毒素、炭疽毒素、

5、金黄色葡萄球菌剥脱毒素5.代谢质粒R因子结构示意图RTF：耐药性传递因子resistancedeterminant：耐药性决定因子IS：插入序列Tn：转座子四、转座子（transposon,Tn）概念：是一类在细菌染色体、质粒、噬菌体之间自行移动的遗传成分，是基因组中一段具有转位特性的独立的DNA序列。分类:1.插入序列（insertionsequenceIS）2.转座子(transposon)3.转座噬菌体或前噬菌体（prophage）1.插入序列是最小的转位因子，不携带任何已知信息。2.转座子除携带与转位有关的基因外，还携带耐药性基因、毒素基因及其他结构基因。可能与细菌的多重

6、耐药性有关。3.转座噬菌体是一些具有转座功能的溶原性噬菌体，当整合到细菌染色体上，能改变溶原性细菌的某些生物学性状。转座子携带的耐药基因转座子携带的耐药基因Tn1-3AP(氨苄青霉素)Tn4AP,SM(链霉素),Su(磺胺)Tn5-6Km(卡那霉素)Tn7TMP(甲氧苄氨嘧啶),SMTn9Cm(氯霉素)Tn10Tc(四环素)Tn551,Tn971Em(红霉素)三、噬菌体（bacteriophage,phage）概念：是感染细菌、真菌、放线菌和螺旋体等微生物的病毒，只能在活的宿主菌内复制增殖。特点：微生物病毒具有病毒的基本特性分布广泛，有严格的宿主特异性形态与结构蝌蚪形、微球形和丝

7、形化学组成蛋白质与核酸噬菌体的结构噬菌体的种类1.毒性噬菌体（virulentphage）能在宿主菌细胞内复制增殖，产生许多子代噬菌体，并最终裂解细菌，称为毒性噬菌体2.温和噬菌体(溶原性噬菌体)噬菌体基因与宿主菌染色体整合，不产生子代噬菌体，但噬菌体DNA能随细菌DNA复制，并随细菌的分裂而传代。3.前噬菌体（prophage）整合在细菌染色体上的噬菌体DNA基因。毒性噬菌体复制周期1.吸附2.穿入3.生物合成4.成熟与释放1.吸附2.穿入3.生物合成4.成熟释放温和噬菌体1.