第5章 细菌的遗传变异
医学微生物学习题及答案3-细菌的遗传变异
医学微生物学习题第4、5章细菌的遗传变异测试题一、名词解释1.转化2. 转导3. 溶原性转换4. 接合5. 噬菌体6. F+、F-菌、F质粒7.质粒8.普遍性转导9.局限性转导10.耐药突变11.突变二、填空题1.当噬菌体基因整合到宿主菌染色体上时,该噬菌体称为 ,该细菌称为 .2.根据噬菌体和宿主菌作用的相互关系,可将噬菌体分为和 .3.细菌基因的转移方式包括转化、、和。
4.几种质粒可共存于一个细菌中，表明这些质粒间有。
有些质粒不能共存，称。
5.卡介苗是失去毒力制成的人工主动免疫制剂，可用于预防。
6.L型细菌是指细菌，培养应用培养基。
7.介导细菌间遗传物质转移的噬菌体是。
8.有F质粒的细菌能产生。
9.常见的细菌变异现象有、、、。
10.细菌核质外的遗传物质是。
11.可传递接合性R质粒的基因由和组成。
12.有荚膜的肺炎球菌毒力，其菌落形态是型。
三.选择题1.下列细胞中,不受噬菌体侵袭的是A.淋巴细胞B.真菌细胞C.细菌细胞D.螺旋体细胞E.衣原体细胞2.下列细菌中,产生毒素与噬菌体有关的是A.破伤风杆菌B.白喉杆菌C.霍乱弧菌D.产气荚膜杆菌E.大肠杆菌3. 白喉杆菌产生外毒素是因为其基因发生了A.转化B.转导C.接合D.突变E.溶原性转换4.下列哪项不是噬菌体的特性A.个体微小;B.具备细胞结构;C.由衣壳和核酸组成;D.专性细胞内寄生;E.以复制方式增殖;5.前噬菌体是指A.以整合到宿主菌染色体上的噬菌体基因组；B.进入宿主菌体内的噬菌体；C.尚未感染细菌的游离噬菌体；D.尚未完成装配的噬菌体；E.成熟的子代噬菌体。
6.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.质粒是细菌必需结构；C. 质粒不是细菌必需结构；D.质粒是双股环状DNA.;E.质粒可独立存在于菌体内；7.有关耐药性质粒的描述错误的是A.由耐药传递因子和耐药决定因子组成；B. 耐药传递因子和F质粒的功能相似；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8.质粒在细菌间的转移方式主要是A.接合；B.转导C.转化D.突变E.溶原性转换；9.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10.突变使细菌遗传物质发生下列那种改变（）A.质粒丢失；B.溶原性转换C.基因重组D.核苷酸序列改变E.以上均是11.细菌的转导和溶原性转换的共同特点是A.供体菌与受体菌直接接触；B.不需供体菌C.不需受体菌.D.需噬菌体E.需质粒；12.L型细菌的特征下述哪项是错误的（）A.对青霉素不敏感；B.抗原性改变；C.呈多形性；D.革兰氏染色多为阴性；E.需用低渗含血清培养基；13.H-O变异属于（）A.毒力变异；B.菌落变异；C.形态变异；D.鞭毛变异；E.耐药性变异；14.在细菌之间直接传递DNA是通过（）A.鞭毛；B.普通菌毛；C.性菌毛；D.中介体；E.核糖体；15.细菌通过性菌毛将遗传物质从供体菌转移到受体局的过程，称为（）A.转化；B.转导；C.突变；D.接合；E.溶原性转换；四、问答题1.细菌遗传变异的医学意义是什么？2.细菌耐药性变异的机制是什么？预防的措施是什么？3.举例说明细菌变异的类型。
第五章细菌基因重组及遗传分析
第一节 转化（Transformation）
转化：是指受体细胞在特定生理条件下吸收外源DNA分子或 片段，并能表达外源DNA性状的过程。转化现象的发现和转 化因子的证实对促进现代分子生物学的诞生和发展产生了巨 大的推动作用。 转化是导致细菌基因重组的主要途径之一，转化现象在自然 环境中普遍存在于许多细菌中，包括一些革兰氏阳性菌和阴 性菌，只是转化频率很低。
转化的两个例子： ①.用两个带有不同抗性的肺炎双球菌群体混合, 可以发现带有双抗性的细菌。 细菌裂解 DNA残留 其它细菌摄取转化
②.枯草杆菌活细胞表面分泌DNA，可被其它细 胞摄取。
通过化学和非常规培养等方法处理受体细胞，不仅可以提高 转化频率，也可使遗传转化发生在自然条件难以转化或不能 转化的微生物中。 在实验室条件下，通常用CaCl2 、cAMP、低温培养、PEG 介导及电脉冲等方法转化细菌或其它微生物。细菌转化的过 程大体可分为三个阶段： 感受态的出现 DNA的吸附和进入 DNA的整合
如果a和b是连锁的，当DNA浓度降低时，ab共转化频率 的下降和a或b的转化频率的下降相同。假如a和b不连锁， ab共转化频率的下降将远远超过a或b的转化频率。
因为在较低浓度范围内，转化频率和转化DNA的浓度成 正比关系，如果两个基因在同一DNA分子上，那么浓度降 低10倍时，两个基因同时转化的概率也将减少10倍。 如果两个基因不在同一DNA分子上，DNA浓度下降时， 两个基因同时转化的概率将减少100倍，而不是10倍。
例外---流感嗜血菌（G-）
转化小体
转化的双链DNA （30-50kb）结 合到膜受体上
双链DNA被转 化小体摄取
然而，不同的细菌摄取DNA 的方式也不尽相同。在流感 嗜血菌中，其感受态细胞形成 一种结合双链DNA的膜结构， 称为转化小体 （transformasome）。该 小体吸附DNA后，与细胞的 内外膜相融合而转入细胞内 侧。进入细胞质前，再将双 链变成单链DNA。
第05章-细菌的遗传与变异讲解学习
表型变异：因环境条件因素所致细菌性状的变化， 细菌基因结构无改变，不能遗传。
基因型变异 vs 表型变异
基因结构 可逆性 稳定性 环境影响 涉及菌数 举例
基因型变异 变化
不或很少 稳定
不受影响 个别 卡介苗
表型变异 未变 可逆 不稳定 受影响 全体
Hfr转移染色体的过程
转导：以噬菌体为媒介，将供体菌的遗传物质 转移到受体菌中，是受体菌获得供体菌部分遗 传性状的过程。
普遍性转导
局限性转导
溶原性转换：基因上整合前噬菌体。
原生质体融合：细菌形成原生质体后，在聚乙 二醇作用下可以使两个细菌细胞发生融合，融 合的细胞需在高渗条件下生长，具有两套染色 体。
结构和血清型别
转位因子
插入序列，IS 转座子，Tn 转座噬菌体
常见的转座子
Tn
携带基因
Tn1
耐氨苄青霉素
Tn6
耐卡那霉素
Tn10
耐四环素
Tn551
耐红霉素
Tn681
大肠杆菌肠毒素
整合子
细菌基因组中保守的、自我移位有缺陷，常 以转座子或接合性质粒作为移动工具的转座子 样DNA元件。
5’保守区 可变区（基因盒×n） 3’保守区
质粒（plasmid）
常见质粒
F质粒 耐药性质粒 Vi质粒 细菌素质粒 代谢质粒
质粒特性
自我复制 携带生物学特性 可转移性 丢失或消除 相容性与不相容性
噬菌体（phage）
溶原性转换
白喉 棒状杆菌白喉毒素 化脓性链球菌红疹毒素 肉毒梭菌肉毒毒素 沙门菌、志贺菌等抗原
第05章-细菌的遗传与变异
食品微生物学---第五章_微生物的遗传变异
1.经典转化实验（肺炎双球菌）
S型菌株：有致病性，菌落表面光滑，有荚膜 R型菌株：无致病性，菌落表面粗糙，无荚膜
（1）动物实验 对小鼠注射活R菌或死S菌 ————小鼠存活 对小鼠注射活S菌————————小鼠死亡 对小鼠注射活R菌和热死S菌 ———小鼠死亡
（二）微生物的诱变育种
1.出发菌株选择：对诱变剂敏感、变异幅度广、产量高 的菌株。
2.同步培养：使菌悬液中细胞达到同步生长状态 3.单细胞悬液制备：先收集菌体并洗涤，然后用生理盐
水或缓冲液配制，振荡使分散度90％以上。 4.诱变处理：物理诱变、化学诱变 5.中间培养 ：使细胞内原有酶量稀释，以得到纯的变
h
36
普遍性转导过程： 噬菌体侵染供体细胞 供体染色体断裂，
噬菌体蛋白质衣壳和DNA合成 衣壳包裹供体 DNA片段 侵染受体菌株
供体DNA片段整合到受体DNA上——完全转导
供体DNA片段不能整合到受体 DNA上，也不能复制，但能表达 ——流产转导
特异性转导过程： 噬菌体侵染供体细胞 供体细胞溶源化 噬菌体和供体菌染色体间发生交换 转导型 噬菌体（转导颗粒） 侵染受体菌
R菌＋S菌 只有R菌
只有S型细菌的DNA才能将R型转化为S型。且 DNA纯度越高，转化效率也越高。说明S型菌株转 移给R型菌株的，是遗传因子。
2.噬菌体感染实验
h
8
85
3.植物病毒的拆开与重建实验
将TMV拆成蛋白质外壳与RNA，分别对 烟草进行感染试验，结果只有RNA能感染 烟草并使其患典型症状，而且在病斑中还 能分离出正常病毒粒子。
（2）细菌培养实验 热死S菌———不生长 活R 菌———长出R菌
第4章 噬菌体 第5章 细菌的遗传与变异 第6章 细菌的耐药性
4.研发新抗菌药物
根据细菌耐药性的机制及其与抗菌药物结
构的关系，改造化学结构，使其具有耐酶特性或
易于透入菌体。
寻找和研制具有抗菌活性，尤其对耐药菌有 活性的新抗菌药物；同时针对耐药菌产生的钝化 酶，寻找有效的酶抑制剂。
5.破坏耐药基因
随着细菌基因组研究的进展，学者们发现 通过破坏耐药基因可使细菌恢复对抗菌药物的
一、形态与结构的变异
特殊结构的变异
42-43℃
炭疽杆菌
10-20天
失去形成芽胞能力, 毒性降低
变形杆菌（H） 1%石炭酸 迁徙生长
（O） 单个菌落
二、毒 力 的 变 异
细菌的毒力变异表现为毒力的减弱或增强 毒力减弱 毒力增强 卡介苗（BCG） 白喉棒状杆菌
三、耐 药 性 变 异
细菌对某种抗菌药物可由敏感变成耐药
主讲:
杨志伟 教授
第四章
噬 菌 体
噬菌体(bacteriophage)
是感染细菌、真菌、放线菌、支原体、
螺旋体等微生物的病毒。因其能使细菌裂 解，故称为噬菌体。
噬菌体的特点
个体微小，可以通过细菌滤器；需用电子显微镜观 察； 无细胞结构，主要由衣壳（蛋白质）和核酸组成； 分布广泛； 与细菌的变异密切相关； 噬菌体具有严格的宿主特异性，只寄居于易感宿主 菌体内，
感。固有耐药性细菌称为天然耐药性细菌，其耐药 基因来自亲代，由细菌染色体基因决定而代代相传 的耐药性，存在于其染色体上，具有种属特异性。 如肠道杆菌对青霉素的耐药，固有耐药性始终如一
并可预测。
（二）获得耐药（acquired resistance） 1.获得耐药性概念
获得耐药性指细菌DNA的改变导致其获得耐药性表型。 耐药性细菌的耐药基因来源于基因突变或获得新基因。 在原先对药物敏感的细菌群体中出现了对抗菌药物 的耐药性，这是获得耐药性与固有耐药性的重要区别。
第五章细菌的遗传与变异
第5章细菌的遗传与变异遗传与变异是所有生物的一起生命特点。
细菌亦是一种生物，其形态结构、生理代谢、致病性、耐药性、抗原性等性状都是由细菌的遗传物质所决定。
遗传（heredity）使细菌的性状维持相对稳固，且代代相传，使其种属得以保留。
另者在必然条件下，假设子代与亲代之间和子代与子代之间的生物学性状显现不同称变异（variation）。
变异可使细菌产生新变种,变种的新特性靠遗传得以巩固，并使物种得以进展与进化。
细菌的变异分为遗传性与非遗传性变异，前者是细菌的基因结构发生了改变，如基因突变或基因转移与重组等，故又称基因型变异；后者是细菌在必然的环境条件阻碍下产生的变异，其基因结构未改变，称为表型变异。
基因型变异样发生于个别的细菌，不受环境因素的阻碍，变异发生后是不可逆的，产生的新性状可稳固的遗传给后代。
相反，表型变异易受到环境因素的阻碍，凡在此环境因素作用下的所有细菌都显现变异，而且当环境中的阻碍因素去除后，变异的性状又可恢复，表型变异不能遗传。
第一节细菌的变异现象一、形态结构的变异细菌的大小和形态在不同的生长时期可不同，生长进程中受外界环境条件的阻碍也可发生变异。
如鼠疫耶尔森菌在陈腐的培育物或含30g/L NaCl的培育基上，形态可从典型的两极浓染的椭圆形小杆菌变成多形态性，如球形、酵母样形、亚铃形等。
又如许多细菌在青霉素、免疫血清、补体和溶菌酶等因素阻碍下，细胞壁合成受阻，成为细胞壁缺点型细菌（细菌L型变异），L型的革兰染色多为阴性，呈球形、长丝状或多形态性，在含血清的高渗低琼脂培育基（含20％血清、5％NaCl、%琼脂）上能缓慢生长，形成中央厚而周围薄的荷包蛋样小菌落。
细菌的一些特殊结构，如荚膜、芽胞、鞭毛等也可发生变异。
肺炎链球菌在机体内或在含有血清的培育基中初分离时可形成荚膜，致病性强，经传代培育后荚膜慢慢消失，致病性也随之减弱。
将有芽胞的炭疽芽胞杆菌在42℃培育10～20d后，可失去形成芽胞的能力，同时毒力也会相应减弱。
05细菌的遗传与变异
分类： （1） 插入序列（IS） 最简单的或序列较短的转座子（长度 <2kbp），仅携带自身转座所需酶及蛋白的 基因。 存在于多种细菌的染色体或质粒中。
13
14
（2）转座子或复合转座子
序列长度一般超过2kbp，除携带与转 座有关的基因外，还携带其他特殊功能 的基因（耐药性基因、重金属抗性基因、 肠毒素基因和其他结构基因等）。
聚乙二醇 原生质体融合
47
小结： 细菌－细菌
转化：供－受（直接） 接合：供－受（性菌毛） 转导：供－受（噬菌体） 原生质体融合：原－原（PEG）
噬菌体－细菌 溶原性转换（前噬菌体）
48
第四节 基因突变
概念 细菌遗传物质的结构发生突然而稳定的
改变，是DNA序列的永久性变化。（不考虑 细菌表型是否有可察觉的改变）
整合后的细菌有可能提高转移染色体基因的频率，
故称高频重组株（Hfr）。
33
Hfr接合F-菌→F- 菌→F-菌（很难获完整F质粒）
质粒
切开
Hfr与F-菌的接合
34
从Hfr菌中染色体上脱离下来的F质粒有时会携 带相邻的染色体基因或DNA片段，称为F’质粒 （该菌被称为F’菌）。
F+菌、Hfr、F’菌都有性菌毛，均可通过接 合方式进行基因的转移。
22
基因重组： 被转移的基因在受体菌胞质中能自行复制
与表达，或与受体菌DNA整合在一起 —— 基因重组
基因重组使受体菌获得供体菌的某些特性。
23
重组：
同源重组：发生在紧密相关的DNA之间。 非同源重组：发生在无关的DNA之间。
24
1.转化 供体菌裂解游离的DNA片段被受体菌 直接摄取，使受体菌获得新的性状
第五章微生物的遗传变异与菌种选育复习题知识讲解
第五章微⽣物的遗传变异与菌种选育复习题知识讲解第五章微⽣物的遗传变异与菌种选育复习题⼀、名词解释1.遗传型（genotype）遗传型⼜称基因型，是指某⼀⽣物个体所含有的全部遗传因⼦（基因组）所携带的遗传信息。
它是⼀种内在的可能性或潜⼒，只有在适当的环境条件下，通过⾃⾝的代谢和发育，才可将遗传型转化成现实的表型。
2.表型（phenotype）表型是某⼀⽣物体所具有的⼀切外表特征和内在特性的总和。
它是遗传型在⼀定环境下通过⽣长和发育后得体现，故是⼀种现实性（具体性状）。
3.变异（variation）变异是⽣物体在某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，亦即遗传型的改变，其特点是群体中，以极低的概率出现（约10-9-10-5），性状变化幅度⼤，且变化后的新性状是稳定的、可遗传的。
4.饰变（modification）饰变是⼀种不涉及遗传物质结构或数量变化，只发⽣在转录、转译⽔平上的表型变化。
其特点是整个群体中⼏乎每⼀个体都发⽣同样的变化；性状变化的幅度⼩；饰变后的性状是不遗传的。
5.基因（gene）基因是⽣物体内的最⼩遗传功能单位，其本质是⼀段核苷酸序列，它能编码多肽链（通过mRNA）、tRNA或Rrna.6.操纵⼦（operon）操纵⼦是原核⽣物特有的基因形式，由三种功能上密切相关的基因组成，包括结构基因、操纵基因和启动基因。
7.结构基因（structure gene）结构基因是决定某⼀多肽链⼀级结构的DNA模板，它通过转录和转译机制可指导多肽链的合成8.遗传密码（genetic code）DNA链上决定各具体氨基酸的特定核苷酸序列称为遗传密码，其信息单位是密码⼦（核苷酸三联体）9.质粒（plasmid）直⽴式⼀类游离于核基因组外，具有独⽴复制能⼒的⼩型共价闭合环状dsDNA分⼦（cccDNA）。
10．F质粒（F plasmid）F质粒⼜称F因⼦或致育因⼦。
是⼤肠杆菌等细菌决定其性别并有转移能⼒的质粒。
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F 质 粒 存 在 的 生 理 状 态
F- 菌
与 F+菌接合
丢失 丢 失 与F′菌接合
F+ 菌
切 离
整 合
偏差切离 整合
F′菌-lac
Hfr 菌
大 肠 在杆 状菌 态 间质 的粒 转的 变各 种 存 F
Hfr（高频重组菌株）：
F质粒与染色体整合
具有结合和转移功能
细菌染色体转移频率高，F质粒低 受体菌获得供体菌性状 用于绘制基因图
4.菌落变异：(Colony)
S-R变异
菌落由光滑（S）型变为粗糙（R）型 如肠道杆菌
失去LPS的特异多糖
特点：S-R变异常伴有其他性状
的变异（毒力，抗原性等）而造 成全面的变异
第一节 细菌的遗传物质
一、染色体 (chromosome) 二、质粒 (plasmid) 三、转座因子 (transposable element) 四、整合子(integron,In) 五、噬菌体（phage ）
为移动基因（movable genes）
2. 转移方式：
通过自身编码产生的转座酶导致 其转移或移位—— ① 染色体内移位（A—B） ② 染色体与质粒间 ③ 不同质粒之间
3. 种类：
插入序列（insertion sequence,IS）
是最小的转位因子，＜2kb
重复 序列
Transposase Gene
2.R determinant （r决定子）
--编码对抗菌药物的耐药性
存在 a. 复合物形式：RTF- r决定子 b. 游离形式：
耐药传递因子 耐药传递因子 （RTF）
IS
结 合 游 离 r决定子 r决定子
IS
两部分单独存在时无接合传递R质粒的功能
三、转导（transduction）
噬菌体媒介
将供菌DNA转给受菌 分普遍性转导和局限性转导
5.基因组DNA大部分用来编码蛋白质
6.结构基因无重叠现象 7.细菌的种内和种间存在广泛的遗传物质交换
细菌的种内和种间存在广泛的遗传物质交换
致病岛(pathogenicity island)：致病菌染色体上编 耐药基因(resistant gene)：与耐药性的产生和传播
码与毒力相关基因的外源DNA片断.
一、 细菌染色体
特点：1. 单倍体
2.不含核膜，核仁
3.基因以操纵子形式存在
4.为连续基因，无内含子，转录后不需剪接加工
5.基因组DNA大部分用来编码蛋白质
6.结构基因无重叠现象 7.细菌的种内和种间存在广泛的遗传物质交换
操纵子(operon) 结构
启动序列 (promoter) 其他调节序列 编码序列
甲菌 乙菌
特点：
1、不限于个别基因的转移 而是整个染色体基因的 转移 2、同种、异种间都可发生 3、可获得多种不同表型的 重组融合体，但随机性
溶菌酶或青霉素处理
原生质体
聚乙二醇
重组融合体
大，寿命短
细菌基因转移与重组的几种方式比较
方式
转化 接合 普遍转导 局限转导 溶原转换 融合
基因来源
供体菌 雄性菌 供体菌 溶原菌 温和噬菌体 原生质体
第5章
细菌的遗传变异
遗传与变异是所有生物的共同生命特征
遗 传（heredity） 子代与亲代生物学性状基本
相同,且代代相传
变 异（variation）
子代与亲代,子代与子代的生 物学性状出现差异
基因型变异
表型变异
基因型和表型变异的比较
基因型变异
基因结构 可逆性 稳定性 环境影响 涉及细菌数 变化 不或极少 稳定 不受影响 个别
C. 质粒可自然丢失与消除 自然丢失率10-2～10-8；可用高温、紫外 线等除去
D. 质粒 具有转移性：
接合性质粒 ——通过性菌毛进行基因传递 非接合性质粒——经接合性质粒诱动 或经载 体(噬菌体)进行基因传递
E. 质粒具有相容性和不相容性
三、转座因子
1. 本质：细菌内能改变自身位置的DNA序列，
毒力质粒/Vi (virulence) 质粒 ——编码与该菌致病性有关的毒力因子 细菌素质粒 ——编码各种细菌产生的细菌素 如：Col 质粒编码大肠埃希菌产生的大肠菌素 代谢质粒 ——编码产生与代谢相关的许多酶类
3.质粒DNA基本特性：
A. 可自我复制；是一个复制子 B. 质粒DNA编码的基因产物能赋予细菌 些性状特征 致育性、耐药性、致病性等
普遍性转导（generalized transduction) 毒性噬菌体，温和噬菌体 包装错误： 任何部位细菌DNA片段 转导性噬菌体： 供体菌DNA误装入噬菌体
受菌接受转导噬菌体(供菌)DNA
受菌获得供菌性状
普遍性转导中外源DNA的结果
1.完全转导： 供体菌的DNA与受体菌染色体重组， 随染色体复制而随之传代
重复 序列
转座子（transposon, Tn）
＞2kb，除两端的IS外，还携带与转座无关的耐药 性基因、抗金属基因、毒素基因及其他结构基因。
IS Resistance Gene(s) IS
常见的插入序列和转座子
IS
IS1 IS2 IS3
bp
768 1327 1300
Tn
Tn1 Tn6 Tn10
耐药或毒素基因
转移机制
直接摄取 性菌毛沟通 噬菌体介导 温和噬菌体介导 温和噬菌体感染 原生质体融合
第四节 基因突变 (Gene mutation)
变异的类型:
基因型变异 基因重组
基因突变
染色体变异
变 异
表型变异
基因突变的概念
DNA碱基对的置换、插入或缺失所致的基因结 构的变化，分点突变和染色体畸变。
突变的类型:
AP（氨苄青霉素） Kan（卡那霉素） Tet（四环素）
IS4
IS5
1426
1195
Tn551
Tn681
Em（红霉素）
E.coli ET（肠毒素）
四、整合子（integron，In）
定位于细菌染色体、质粒或转座子上 基本结构：两端为保守末端，中间为 可变区，含一个或多个基因盒 整合子含有3个功能元件：重组位点； 整合酶基因；启动子 通过转座子或接合性质粒，使多种耐 药基因在细菌中进行水平传播
死 亡
死 亡
小 鼠 体 转 内 化 肺 试 炎 验 链 球 菌
影响因素：
供受菌基因型： 同源性；亲缘关系近，转化率高 感受态（competence）： 生理活动过程中摄取 转化因子的最佳时期 环境因素：Mg2＋、Ca2＋等可促进转化
二、接合（conjugation）
通过性菌毛将供菌DNA转给受 体菌，受体菌获得供体菌性状
①小突变 碱基插入 碱基置换 碱基缺失 转换 颠换
单点突变
多点突变 ②大突变 多点突变
染色体畸变
染色体重排 染色体重复 染色体倒位 染色体缺失 染色体置换
野生型 倒位 重复 缺失 置换 插入
染色体畸变类型 A～G、X代表不同的DNA片段
3. 突变规律：
• • 自发突变与诱发突变 突变率 自发突变：10-6~10-9 诱发突变：提高10~1000倍
密切相关
二、质粒（plasmid）
1.本质：
能自主复制的染色体 外遗传物质，为环状闭合的 双链DNA。 质粒可游离于胞浆中或 整合于染色体上
2. 分类：
根据质粒基因编码的生物学性状 致育质粒/F (fertility) 质粒 ——编码性菌毛 耐药性质粒 —— 编码细菌对抗菌药物或 重金属盐类的耐药性
接合 转导 溶原性转换
供菌 供菌 噬菌体
通过性菌毛 噬菌体媒介 前噬菌体
一、 转化（transformation）
受菌直接摄取供体菌DNA
供菌死亡时释放或人工方法提取DNA
例：溶菌时，裂解的DNA片段被另一细菌摄取。
最早由 Griffith 在研究肺炎链球菌时发现此现象—— 肺炎链球菌（Griffith）转化试验。
局限性转导
温和噬菌体溶原期 噬菌体DNA及供菌染色 体DNA的特定部位片断 高 获得供体菌DNA 特定部位的遗传特性
四、溶原性转换（lysogenic conversion）
温和噬菌体DNA与菌染色体整合
受菌获得新的性状 如白喉杆菌：β-噬菌体-外毒素基因
不产毒白喉杆菌
产毒白喉杆菌
原生质体融合 (protoplast fusion)
鞭毛变异
2.毒力变异： (Virulence)
毒力↓ ：BCG（卡介苗）
胆汁、甘油、马铃薯培养基
牛分枝杆菌
13年(230代)
卡介苗
毒力↑ ：白喉杆菌溶原化
3.耐药性变异: (Drug-resistance)
细菌对某种抗菌药物由敏感变成耐药的变异。
• 金黄色葡萄球菌耐青霉素的菌株已从1946年的 14%上升至目前的90%。 • 有些细菌还表现为同时耐受多种抗菌药物，即 多重耐药性，甚至产生药物依赖性。 • 含链霉素培基 痢疾杆菌─────→依链株(耐药菌株) 长期培养
10ml
10ml
操纵序列 (operator)
乳糖操纵子(lac operon)的结构
调控区
表达区 结构基因
DNA
P
启动序列
O
Z
Y
A
操纵序列
Z： β-半乳糖苷酶
Y： 透过酶
A：乙酰化酶
CAP结合位点
一、 细菌染色体
特点：1. 单倍体
2.不含核膜，核仁
3.基因以操纵子形式存在
4.为连续基因，无内含子，转录后不需剪接加工
表型变异
未变 可逆 不稳定 受影响 全体
细菌的变异现象