4.噬菌体、细菌的遗传与变异
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。
病原微生物第5章细菌的遗传与变异习题与答案
第5章细菌的遗传与变异一、选择题A型题1．以下微生物中，不受噬菌体侵袭的是:A．真菌B．细菌C．支原体D．螺旋体E．立克次体2．关于噬菌体的表达，以下哪项是正确的?A．具有严格的宿主特异性B．可用细菌滤器除去C．含DNA和正RNAD．对理化因素的抵抗力比一般细菌弱E．能在无生命的人工培养基上生长3．用来测量噬菌体大小的单位是:A B.mm C.μm D.nm E.dm4.噬菌体的生物学特性与以下哪种微生物相似?A.细菌B.病毒C.支原体D.衣原体E.立克次体5.噬菌体所含的核酸是:A.DNAB.RNAC.DNA和RNAD.DNA或RNAE.DNA或RNA6.溶原性细菌是指:A.带有前噬菌体基因组的细菌B.带有毒性噬菌体的细菌C.带有温和噬菌体的细菌D.带有R质粒的细菌E.带有F质粒的细菌7.能与宿主菌染色体整合的噬菌体基因组称:A.毒性噬菌体B.溶原性噬菌体C.温和噬菌体D.前噬菌体E.以上都不是8.既有溶原期又有裂解期的噬菌体是:A.毒性噬菌体B.前噬菌体C.温和噬菌体D.β噬菌体E.λ噬菌体9.噬菌体感染的特异性取决于:A.噬菌体蛋白与宿主菌外表受体分子构造的互补性B．其核酸组成与宿主菌是否相符C．噬菌体的形态D．细菌的种类E．噬菌体的核酸类型10．毒性噬菌体感染细菌后导致细菌:A．快速繁殖B．停顿繁殖C．产生毒素D．基因突变E．裂解11．细菌的HO变异属于：A.形态变异B.毒力变异C.鞭毛变异D.菌落变异E.耐药性变异12．BCG是有毒牛型结核杆菌经以下哪种变异形成的？A.形态变异B.毒力变异C.抗原变异D.耐药性变异E.菌落变异13．SR变异是指细菌的：A.形态变异B.构造变异C.耐药性变异D.抗原变异E.菌落变异14．细菌的遗传物质包括：A.染色体、核糖体、前噬菌体B.染色体、质粒、异染颗粒C.核质、核糖体、质粒D核质、质粒、转位因子E.染色体、质粒、中介体15．编码细菌对抗菌药物耐药性的质粒是：A.F质粒B.R质粒C.Vi质粒D.Col质粒E.K质粒16．关于质粒的表达，以下哪项是错误的？A.是细菌染色体以外的遗传物质B.具有自我复制的才能C.可自行丧失或经理化因素处理后消除D.是细菌必备的构造E.带有遗传信息，赋予细菌某些形状特征17．关于细菌的耐药性突变，以下表达错误的选项是：A.可以自然发生B.可经理化因素诱导发生C.细菌接触药物之前就已发生D.细菌在药物环境中逐渐适应而变为耐药株E.药物仅起挑选耐药株的作用 , , , , , , , 18．最先发现肺炎链球菌转化现象的科学家是：A. GriffithB. AveryC. LuriaD. LederbergE. Delbruck19．染色体上整合有 F 质粒的细菌称为： A. F + 菌 B. F 菌C. F’菌D. Hfr 菌E. 溶原菌 20．细菌耐药性形成的主要方式是：A. 转化B. 接合C. 转导D. 溶原性转换E. 原生质体交融21．细菌多重耐药性的形成，主要是由于：A. 染色体突变B. R 质粒的转移C. 转座子的转位D. 溶原性转换E. 插入序列的插入22．关于耐药性质粒的表达，错误的一项为哪一项：A. 由耐药传递因子(RTF)和耐药决定子组成B. B.RTF 与 F 质粒的功能相似，编码性菌毛C. 质粒的转移是造成细菌间耐药性传播的主要原因D. 细菌多重耐药性的产生是由于 R 质粒基因突变所致E. 耐药决定子可编码细菌的多重耐药性23．质粒在细菌间的转移方式主要是：A. 转化B. 接合C.转导D.溶原性转换E. 原生质体交融24．转化过程中受体菌获得供体菌遗传物质的方式是：A. 通过鞭毛B. 通过性菌毛C. 通过噬菌体D. 直接摄取E. 细胞交融25．关于转位因子的表达，错误的选项是：A. 包括插入序列、转座子和前噬菌体B. 转座子与细菌的多重耐药性有关C. 前噬菌体与编码某些细菌的毒素有关D.转位因子仅存在于质粒 DNA 上E. 转位因子能在 DNA 分子中挪动26．能将供体菌与受体菌直接沟通而传递遗传物质的构造是：A. 鞭毛B.性菌毛C.中介体D. 核糖体E. 普通菌毛27．细菌的性菌毛：A. 化学成分为多糖B. 与细菌的运动有关C.是接合时的必要构造D. 是转导时的必要构造E.是细菌吸附于易感细胞的必要构造28．Hfr 菌是：A. 含有 R 质粒的细菌B. 含有 Col 质粒的细菌C. 染色体上整合有 F 质粒的细菌D. 染色体上整合有前噬菌体的细菌E. 不产生性菌毛的细菌29．以温和噬菌体为载体，将供体菌的 DNA 转移到受体菌的过程称为：A. 转导B. 接合C. 转化D. 溶原性转换E. 原生质体交融30．细菌的转导和溶原性转换的共同特点是：A. 需 R 质粒参与B. 由温和噬菌体介导 C . 由毒性噬菌体介导 D. 需 F 质粒参 E. 由性菌毛介导31．接合与原生质体交融的共同特点是：A. 需性菌毛介导B. 需温和噬菌体参与C. 需 R 质粒参与D. 需供菌与受菌直接接触E. 需处于感受态32．Hfr 菌与 F 菌进展接合时，转移的遗传物质主要是：A. R 质粒B. 游离的 F 质粒C. F 质粒D. 染色体上的 F 质粒E. 染色体基因 33．F + 菌与 F 菌的主要区别是：A. F + 菌含性菌毛，F 菌不含性菌毛B. F 菌含性菌毛，F + 菌不含性菌毛C. F 质粒可含染色体基因，F + 菌的 F 质粒不含染色体基因D. F + 菌可与 F 菌接合，F 菌不能与 F 菌接合E. F 菌能与 F 菌接合，F + 菌不能与 F 菌接合34．普遍性转导转移的基因包括：A. 染色体及质粒上的基因B. 质粒上的基因C. 染色体上特定部位的基因D. 染色体上任何部位的基因E. 噬菌体基因35．关于流产转导的表达，以下哪项是错误的？A. 是普遍性转导的形式之一B. 外源性 DNA 不能与受体菌染色体整合 , ’ ’ ’ C. 外源性 DNA 不能自身复制 D. 产生的菌落比正常菌落小得多E. 完全转导比流产转导更多见36．以下关于局限性转导，哪项表达是错误的？A. 又称特异性转导B. 仅转导供体菌染色体上特定的基因C. 受菌获得供菌染色体 DNA 特定部位的遗传性状D. 转导发生在温和噬菌体的裂解期E. 转导频率较普遍性转导高37．溶原性转换转移的遗传物质是：A. 细菌染色体基因B. 噬菌体基因C. 转座子D. 插入序列E. 质粒38．白喉棒状杆菌染色体上整合β棒状噬菌体基因后，获得产生白喉毒素的才能，这种基因转移方式属于：A. 转化B. 接合C. 转导D. 溶原性转换E. 原生质体交融39．溶原性转换：A. 由 R 质粒参与B. 由性菌毛介导C. 由温和噬菌体参与D. 由毒性噬菌体参与E. 受菌与供菌直接交融而发生基因转换40．溶原性转换与转导的区别是：A. 前者参与的是温和噬菌体，后者参与的是毒性噬菌体B. 前者转移的是噬菌体基因，后者转移的是供体菌基因C. 前者可引起受体菌耐药性改变，而后者不能D. 前者需供菌与受菌直接接触，后者以噬菌体为载体进展基因转移E. 前者进展基因转移需受菌处于感受态，后者那么否41．细菌的转导和溶原性转换的共同特点是：A. 需质粒参与B.需处于感受态C. 需温和噬菌体参与D. 需毒性噬菌体介导E. 需性菌毛介导42．关于 R 质粒的特点，不包括以下哪一项？A. 含编码细菌耐药性的基因B. 一种 R 质粒只含有针对一种抗菌药物的耐药基因C. 为接合性质粒D. 由耐药传递因子和耐药决定子组成E. 耐药决定子上的转座子可编码细菌的多重耐药性43．原生质体交融：A. 发生于亲缘关系很近的细菌之间B. 是两细菌的细胞壁发生交融C. 交融细胞的胞质混合，但无遗传物质交换D. 细菌通过该方式传递耐药性非常常见E. 是一种人工基因转移系统44． 临床上预防耐药菌株产生和扩散的主要措施是：A. 早期、足量使用抗生素B. 少量屡次使用抗生素C. 尽量使用广谱抗生素D. 长期、大量、结合使用多种抗生素E. 在细菌药敏试验指导下使用抗生素45．以下哪种方式不能转移质粒基因？A. 转化B. 溶原性转换C. 普遍性转导D. 原生质体交融E. 接合46．以下哪种实验可用来测定致癌物质？A. Aems testB. transformation testC. fluctuation testD. replica plating testE.Widal test47．关于接合的表达，以下哪项是错误的？ A. F + 菌与 F 菌接合,转移的是 F 质粒B. Hfr 菌与 F 菌接合,转移的主要是染色体基因C. F 菌与 F 菌接合，转移的是 F 质粒D. F + 菌与 F 菌接合后, F + 菌并不失去 F 质粒E. F 菌与 F 菌接合后，F 菌失去 F 质粒48．细菌 L 型变异的特点，不包括以下哪一项？A. 属于细菌的形态变异, B. 是由于细菌的细胞壁合成受阻C. L 型细菌多为革兰染色阴性D. L 型细菌呈多形性，可通过细菌滤器E. L 型细菌在低渗高琼脂含血清的培养基上能缓慢生长49．流产转导是指噬菌体携带的供体菌 DNA 片段：A. 不能进入受体菌B. 进入受体菌后被降解C. 进入受体菌后能自身复制，但不能与染色体整合D. 进入受体菌后既不能自身复制，也不能与染色体整合E. 与受体菌染色体整合后不能表达相应的性状50．决定细菌耐药性的遗传物质是：A. R 质粒B. F 质粒C. 细菌染色体D. 噬菌体E. 插入序列51．关于接合的表达，以下哪项是错误的？A. 细菌间通过性菌毛进展接合B. 接合转移的基因主要是质粒 DNAC. R 质粒为接合性质粒D. F 质粒丧失，细菌接合的才能随之消失E. 接合是革兰阴性菌中 F 质粒的特征，革兰阳性菌中尚未发现52．关于细菌遗传变异的实际意义，以下哪项表达不正确？A. 临床别离的非典型菌株，要从细菌变异的角度去分析、鉴别B. 临床别离的致病菌，须进展药敏试验以正确选择抗生素C. 可利用细菌遗传变异的原理制备疫苗D. 可利用细菌遗传变异的原理来测定致癌物质E. 细菌的耐药质粒与耐药性有关而与毒力及致病性无关53．转位因子不包括以下哪种成分？A. 转座子B. 插入序列C. 转化因子D. 前噬菌体E. 转座噬菌体X 型题1．噬菌体的特点是:A.非细胞型微生物B.严格活细胞内寄生C.分别以细菌、真菌、螺旋体及放线菌等为 宿主D.可通过滤菌器E.对人致病2.电子显微镜下，噬菌体的形态有:A.蝌蚪形 B ．微球形C ．棒形D ．砖形E ．丝形3．溶原性细菌的特点是:A ．能正常繁殖，不产生噬菌体，但能将产噬菌体的才能传递给后代B ．溶原状态有时 自发地终止C ．能抵抗相应噬菌体的侵袭作用D ．溶原性细菌某些性状可发生改变E ．能产生细菌素4．以下细菌中，产生毒素与噬菌体有关的是:A ．大肠杆菌B ．白喉棒状杆菌C ．金黄色葡萄球菌D ．破伤风梭菌E ．肉毒梭菌5．噬菌体用于细菌的鉴定和分型是由于噬菌体:A ．能诱导细菌变异B ．能寄生在细菌内C ．寄生作用具有种、型特异性D ．能裂解 细菌E ．能使细菌成为溶原状态6．噬菌体的应用包括:A ．分子生物学研究的重要工具B ．细菌的鉴定和分型C ．检测标本中的未知细菌D ．用 于治疗某些部分感染性疾病E ．用于追踪传染源7.可产生性菌毛的细菌有： A. F + 菌 B. F 菌 C. Hfr D. 含 R 质粒的细菌 E. 雄菌8．以下基因转移与重组的方式中，哪些与细菌的耐药性形成有关？A. 转化B. 转导C. 接合D. 溶原性转换E. 原生质体交融C. F 菌与 F 菌接合时，F 质粒及染色体基因一起被转移 , ’ ’ 9．关于普遍性转导的特点，以下哪些表达是正确的？A. 由温和噬菌体介导B. 能转导供体菌染色体 DNA 的任何部位C. 能转导质粒D. 发生在温和噬菌体的裂解期E. 转导频率比局限性转导高10．以下哪些属于细菌的遗传物质：A. 染色体B. 质粒C. 插入序列D. 转座子E. 前噬菌体11．以下哪些遗传物质可通过接合的方式转移？A. 染色体基因B. F 质粒C. F 质粒D.Col 质粒E. R 质粒12．非接合性质粒可通过以下哪几种方式在细菌间转移？A. 转化B. 转导C. 接合D. 溶原性转换E. 原生质体交融13．耐药性突变的特点是：A. 产生耐药性突变的是菌群中的个别细菌B. 是由于细菌接触药物后引起的C. 突变是自发的、随机的D. 突变率可因理化因素诱导而增高E. 回复突变不一定会恢复原来的基因型14．为防止耐药菌株的出现及扩散，临床用药应采取哪些措施？A. 治疗前做药物敏感试验B. 足够剂量用药C. 几种抗生素结合使用D. 少量屡次用药E. 使用广谱抗生素15．关于转位因子，下述正确的选项是：A. 分为插入序列、转座子和前噬菌体三类B. 是细菌基因组中能改变自身位置的一段特异性 DNA 序列C. 可存在于细菌染色体或质粒 DNA 分子上D. 可在染色体与质粒、质粒与质粒之间进展转移E. 转位因子的转位可引起细菌基因突变或基因转移16．SR 变异可伴有以下哪些变异？A. 抗原变异B. 毒力变异C. 构造变异D. 耐药性变异E. 生化反响的变异17．与噬菌体有关的基因转移和重组的方式有：A. transformationB. transductionC. conjugationD. protoplast fusionE. lysogenic conversion18. 关于接合的表达，以下哪些是正确的？ A. F + 菌与 F 菌接合时，F 质粒被转移B. Hfr 菌与 F 菌接合时，染色体基因被转移 ’ D. F + 菌与 F 菌接合后，F + 菌失去 F 质粒而变为 F 菌E. F 菌与 F 菌接合后，F 菌不变为 F 菌19．以下关于转化的表达，哪些是正确的？A. 被转化的 DNA 片段称为转化因子B. 转化转移的 DNA 片段比转导要小C. 转化比转导的效率高D. 只有受体菌处于感受态才能进展转化E. Ca 2+ 与 Mg 2+ 处理，可增加感受态细菌摄取 DNA 的才能20．关于流产转导，下述正确的选项是：A. 外源性 DNA 片段不能进入受体菌B. 外源性 DNA 片段不能与受体菌染色体整合C. 外源性 DNA 片段不能自身复制D. 流产转导是普遍性转导的一种类型E. 流产转导的菌落大小与正常菌落一样21．关于局限性转导，以下表达正确的选项是：A. 由温和噬菌体介导B. 由毒性噬菌体介导C. 所转导的只限于供体菌染色体上特定的基因D. 受体菌获得供体菌 DNA 特定部位的遗传特性E. 转导频率较普遍性转导低22．关于原生质体交融的表达，正确的选项是： A. 两种细菌经溶菌酶或青霉素处理而形成B. 交融后的原生质体缺乏细胞膜C. 交融细胞的胞质可互相混合D. 交融细胞的遗传物质可互相交换E. 交融仅发生于亲缘关系很近的细菌之间23．关于质粒的表达，以下各项哪些是正确的？A. 是细菌核质外的遗传物质B. 能在胞浆中自行复制C. 一个细菌内只能含有一种质粒D. 可自行丧失或经人工处理后消除E. 是细菌生命活动必需的构造24．细菌间进展基因转移和重组的外源性遗传物质包括：A. 核质B. 核糖体C. 质粒 DNAD. 转座子E. 噬菌体基因二、填空题1．噬菌体有 、 和 三种形态，大多数噬菌体呈形。
第3.4章噬菌体细菌遗传与变异
细菌遗传变异在医学上的实际意义
一、影响细菌学诊断 二、预防耐药菌株的扩散 三、制备疫苗 四、检测致癌物 五、基因工程方面的应用
复习要点
• 名词解释 转化、接合、转导、溶原性转换、毒性噬 菌体、温和噬菌体、前噬菌体、溶原性细 菌、普遍性转导、局限性转导
有荚膜肺炎链球菌 （活菌）IIIS
无荚膜肺炎链球菌 （活菌）IIR
分离出 ⅢS
有荚膜肺炎链球菌 （死菌）IIIS
IIR活菌+IIIS死菌 或
IIR活菌+提取的IIIS DNA
分离出 ⅢS型有 荚膜的活 菌
（二）接合 conjugation
• 供体菌通过性菌毛将遗传物质 （质粒）传递给受体菌
• 接合性质粒——能通过接合方式 转移的质粒（F质粒、R质粒等）
▪ 但由于噬菌体过于专一，限制了噬菌体 在临床上的广泛应用
第四章 细菌的遗传与变异
细菌变异的现象
• 形态结构变异 • 抗原性变异 • 菌落变异 • 毒力变异 • 耐药性变异
• 遗传性变异：
是微生物的基因结构发生了改变， 故又称基因型变异
常发生于个别的微生物，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
• 毒性噬菌体的溶菌周期（复制周期）
吸附→释放子代噬菌体——噬菌体的复 制周期
• 增殖过程
吸附——穿入——生物合成——成熟与释放
毒性噬菌体溶菌现象
• 液体培养基：使浑浊菌液变为澄清
固体培养基：若用适量噬菌体和宿主菌 液混合后接种培养，培养基表面可有透 亮的溶菌空斑出现
一个空斑系由一个噬菌体复制增殖并 裂解细菌后形成的，称为噬斑
细菌的遗传和变异
温和噬菌体可有溶原性周期和溶菌性周期，而毒性 噬菌体只有一个溶菌性周期
噬菌体与宿主的相互关系
四 转座因子
转座因子(transposzble element)又称跳跃基因 (jumping gene)：
是指存在于细菌染色体或质粒DNA分子上一段特异 的具有转移特性的核苷酸序列它在基因组不必借助 同源序列就可以移动，可以直接从基因组的一个位 点转移到另一个位点的（供体和受体）。
第十二章 微生物的遗传和变异
遗传(heredity)：使微生物的性状保持相对稳 定，且代代相传，使其物种得以保存。 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。
江苏大学 医学院 申红星
基因:是一个相对独立的可遗传生物学功能 单位. 基因组:是指某一生物种类的遗传信息总和. 基因型:一种生物遗传物质的总和构成该生 物的基因型. 表性:由基因表达产物决定,生物所表现的生 物学性状。
是最小的转位因子，＜2kb，除了和转座功能相关的基因外，
不携带任何已知与插入功能无关的基因区域。IS两端有反向重 复序列。
2.转座子（transposon,Tn）
＞2kb，除携带与转座有关的基因外，还携带耐药性基
因、抗金属基因、毒素基因及其他结构基因。
可能与细菌的多重耐药性有关。
IS
Resistance Gene(s)
噬菌体的抗原性
噬菌体具有抗原性，能刺激机体产生特异性抗体。 该抗体能抑制相应噬菌体侵袭敏感细菌， 但对已吸附或已进入宿主菌的噬菌体不起作用， 噬菌体仍能复制增殖。
噬菌体的抵抗力
噬菌体对理化因素与多数化学消毒剂的抵抗 力比一般细菌的繁殖体强； 能抵抗乙醚、氯仿和乙醇，一般经75℃ 30min或更久才能被灭活。噬菌体能耐受低 温和冰冻， 对紫外线和X射线敏感，一般经紫外线照射 10～15min即失去活性。
3基础微生物第四章噬菌体 第五章细菌遗传变异
余氵 贺 1933~1988
1958年，广慈医院在抢救大 面积烧伤工人邱财康期间， 为快速抑制绿脓杆菌的繁殖 ，余氵 贺 教授亲自带领师生到 郊外便池采集了几十种噬菌 体，选择其中噬菌力特别强 的应用于临床，攻克了绿脓 杆菌的感染，保全了邱财康 的肢体，使抢救工作顺利进 行，创造了我国烧伤史上的 奇迹。
39
4、整合子（integron，In）
是一种运动性的DNA分子， 能捕获和整合外源性基因， 使之成为功能性基因表达的基因元件。 可存在于染色体、质粒或转座子上。
Stokes HW，Hall RM．A Novel family of potentially mobile DNA elements encoding site-specific gene integration functions： integrons．Microbial，1989．
前噬菌体prophage: 整合在细菌基因组中 的噬菌体基因组
溶原性细菌
44
前噬菌体引起宿主菌的溶原性转化； 前噬菌体能整合到细菌染色体的任一位置， 改变细菌的某些生物学性状。 如大肠埃希菌温和性噬菌体Mu （mutator phage，诱变噬菌体）。
可作为生物诱变剂，研究细菌变异的工具。
45
二、细菌变异的机制
第三章 噬菌体 bacteriophage
1
2
噬菌体
感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的
病毒的总称。
个体微小，可以通过细菌滤器；
无细胞结构，主要有蛋白质构成的衣壳和包含
于其中的核酸组成；
为专性细胞内寄生的微生物。 不能独立生存， 噬菌体与宿主细胞之间的特异性
3
主要内容
噬菌体的生物学性状 噬菌体与宿主菌的关系 毒性噬菌体，温和噬菌体 噬菌体的应用
噬菌体和细菌的遗传与变异
plaque PFU
2. temperate phage 定义：Temperate phages are those that can enter a quiescent state in
教研室审阅意见：
教研室主任签名： 年月 日
1
基本内容
第 3 章 噬菌体
一、bacteriophage 的定义
Bacteriophage
Bacteriophage (phages) are viruses which infect bacteria, fungi, actinomycetes,
and spirochetes. They replicate as obligate intracellular parasites in host.
基本教材或主要参考书 《医学微生物学》主编：李凡 徐志凯（人卫版，第 8 版）
《医学微生物学》英文版，主编：贾文祥（人卫版，第 1 版）
教学目的与要求：
1．熟悉 bacteriophage 的生物学特性。
2．掌握 virulent phage 的复制周期。
3．掌握 temperate phage 的特性及与宿主的关系。
bacterial chromosome plasmid：定义、特征、重要质粒（F 质粒、R 质粒等）
plasmids are extrachromosomal genetic elements in bacteria. Most
plasmids are closed, circular, double-stranded DNA molecules.
噬菌体、细菌的遗传与变异
一、基因突变
突变：一个核酸分子内一个或者几个 核苷酸发生可遗传的稳定改变。
（一）突变的类型和机制：
1、点突变（Point Mutation）“小”变化
2、染色体畸变（Chromosome Aberration）“大”变
化
转换：嘌呤→嘌呤，嘧啶→嘧啶
置换
颠换：嘌呤→嘧啶，嘧啶→嘌呤
型。菌落发生变异后，细菌的理化特性、抗原
性、生化能力、毒力等也可发生改变。
肺炎链球菌的S-R菌落变异
5、抗 原 性 变 异
宋内志贺菌的I相
II相
抗原变异的同时，细菌的致病性，免 疫性也会发生相应改变。
第三节 细菌变异的机制※
非遗传性变异是在其他客观条件下发生的 适应环境的改变
遗传性变异涉及基因结构的改变 基因结构的改变通过基因突变、基因的转
插入序列（Insertion sequence） 转座子 （Transposon）
3、前噬菌体
整合到细菌染色体上的噬菌体的基因组，携 带有某些基因，有时可改变宿主的某些生物 学性状，如β棒状杆菌噬菌体
也可在不同细菌个体之间充当遗传物质转移 的载体
4、整合子（integron 、In）
是一种运动性的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。
（一）细 菌 染 色 体 bacterial chromosome
是一个闭环双链DNA；基因结构连 续，排列紧密，不含内含子。
（二）染色体以外的遗传物质
1、质粒（plasmid） 位于细菌细胞质中染色体外 的遗传物质，是闭合环状双链 DNA，能自主复制，所携带的遗 传信息能赋予细菌某些非生命必 需的生物学性状如性菌毛、耐药 性和毒力等。
病原生物学重点+名词解释+问答
病原生物学重点+名词解释+问答第1章绪论细菌的形态与结构㈠名词解释微生物：是一类肉眼不能直接看见，必须借助光学或电子显微镜放大几百或几万倍才能观察到的微小生物的总称。
医学微生物学：是研究与人类疾病有关的病原微生物的基本生物学特性、致病性、免疫性、微生物学检查及特异性防治原则的一门学科。
中介体：是细菌细胞膜向内凹陷，折叠、卷曲成的囊状结构，扩大膜功能，又称拟线粒体。
多见于革兰阳性菌。
质粒：是染色体外的遗传物质，为双股环状闭合DNA，控制着细菌的某些特定的遗传性状。
异染颗粒：用美兰染色此颗粒着色较深呈紫色，故名。
用于鉴别细菌。
荚膜：某些细菌在其细胞壁外包绕的一层粘液性物质。
鞭毛：细菌菌体上附有细长呈波浪弯曲的丝状物。
鞭毛染色后光镜可见。
菌毛：菌体表面较鞭毛更短、更细、而直硬的丝状物。
电镜可见。
芽胞：某些细菌在一定的环境条件下，胞质脱水浓缩，在菌体内形成一个圆形或椭圆形的小体。
㈡简答题1.简述微生物的种类。
细胞类型特点种类非细胞型微生物无典型细胞布局、在活细病毒胞内增殖原细胞型微生物仅有原始细胞的核、缺乏细菌、放线菌、衣原体、支完整细胞器原体、立克次体真核细胞型微生物有完整上的核、有完整的真菌细胞器2.简述细菌的大小与形态。
大小：测量单位为微米（μm）球菌：直径1μm杆菌：长2~3μm宽0.3~0.5μm螺形菌：2~3μm或3~6μm形态：球形、杆形、螺形，分为球菌、杆菌、螺形菌。
3.阐发G+菌、G-菌细胞壁布局与组成特点及其医学意义。
细菌细胞壁组织比较G+菌G-菌聚糖骨架同左组成四肽侧链同左粘肽五肽交联桥无特点三维立体框架结构，强度高二维单层平面网络，强度差含量多，50层少，1~2层其他成分磷壁酸外膜：脂蛋白、脂质双层、脂多糖医学意义：①染色性：G染色紫色（G+）红色（G-）学海无涯，知识无尽头！②抗原性：G+：磷壁酸G-：特异性多糖（O抗原/菌体抗原）③致病性：G+：外毒素、磷壁酸G-：内毒素（脂多糖）④治疗：G+：青霉素、溶菌酶有效G-：青霉素、溶菌酶无效4.简述L型菌的特性。
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细菌的遗传与变异
遗传：子代与亲代的生物学性状基本相同，
且代代相传。
变异：子代与亲代以及子代与子代之间的生 物学性状出现差异。
变异
遗传性变异
基因型变异
非遗传性变异
表型变异
细菌的变异
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。其特点是在群体中以极低的 几率（一般为10-9～10-6 /代）出现，常发生于个别 细菌；不易受环境因素影响，变异发生后一般是
产毒白喉杆菌
（四） 转座元件
⒈概念：是一类可在细菌染色体、质粒或噬菌体之间 自行移动的一段特异的具有转位特性的核苷酸片段—
— 可移动遗传元件，又称移动基因、跳跃基因。
2. 造成结果：改变原有核苷酸序列
影响插入点附近基因的表达
本身所携带的一定的基因序列表达
3.转座元件的种类：
（1）插入序列（insertion sequence，IS） ＜2kb，最小的转座 元件，不携带任何与插入 功能无关的基因。与插入 点附近的序列共同起作用，
温和噬菌体有三种存在状态：①细胞外具有
感染性的噬菌体颗粒；②宿主菌细胞质内类似质
粒形式的噬菌体核酸；③前噬菌体。
①
②
③
自发或诱导
溶原性周期
溶菌性周期
溶原性细菌的特性：
1. 有些前噬菌体可导致溶原性细菌获得新的特性。 2. 溶原性细菌对其同源噬菌体具有“免疫性”，即 同源噬菌体可再进入细胞，但不能增殖。
特点
1.毒力岛载有编码许多毒力相关基因，产物多为分
泌性蛋白、细胞表面蛋白、细菌的分泌系统等，如
溶血素、菌毛、Ⅲ型分泌系统。
2.毒力岛可在细菌的不同菌株甚至不同菌种之间进
行DNA重组，若非致病菌株通过基因重组获得了毒
力岛则具备了致病性。
部分病原菌的毒力岛
细菌 沙门菌 毒力岛 SPI-1 SPI-2 毒力岛的功能 编码一个Ⅲ型分泌系统 编码另一个Ⅲ型分泌系统
实验要点：把对链霉素敏感的大肠杆菌涂布在 不含链霉素的培养基平板表面，待其长出菌落后， 用影印法接种到 ——①不含链霉素的培养基平板； ②含有链霉素的选择性培养基平板。
链霉素敏感的大 肠杆菌接种不含链 霉素的培养基 该培养基平板表 面生长的菌落臵，从平板①找出相应的
噬菌体
是感染细菌、真菌、放线菌和螺旋体等微
生物的病毒，特异性寄生于易感宿主菌体内以
复制的方式增殖。
一、生物学特性
1. 基本形态有蝌蚪形、微球形和细杆形。
2. 大多为蝌蚪状，由头部和尾部组成。 头部 尾部 核酸+蛋白质衣壳。 尾须、尾领、
尾髓、尾鞘、
尾板、尾刺、
（或RNA）
尾丝等。
二、噬菌体的种类
可能是原细胞正常代谢的
调节开关之一。
Tn
（2）转座子（transposon，Tn）
＞2kb，除了两端的IS和携带与转位有关的基 因外，还携带耐药性基因、毒力基因等。
称之为耐药性岛、毒力岛等。
毒力岛
是指一个分子量很大（20～100Kb ）、载有毒力基 因的不稳定DNA片段，两侧与IS 和/或tRNA相连。
溶菌周期
噬菌体在液体培养基中的噬菌现象
噬菌体
菌液（混浊）
菌液（变澄清）
噬菌体在固体培养基上的噬菌现象
荧光假单胞菌 + 荧光假单胞菌噬菌体
噬斑 荧光假单胞菌
四、 温和性噬菌体（溶原性噬菌体） ——有溶原性周期及溶菌性周期
温和性噬菌体的溶原性周期 噬菌体感染细菌 核酸整合到细菌染色体
随细菌分裂而分配至子代细菌染色体中
广义：点突变 + 染色体畸变
（二）基因的转移与重组
基因转移：外源性遗传物质由供体转入受体菌细
胞内的过程。
基因重组：转移的基因与受体菌DNA发生整合。
（一）细菌的基因突变
野生型：首次从自然界分离到的菌株一般称野生型 菌株，简称野生型。即具有原始性状的生物或没 有突变的生物。 突变型：野生型经突变后形成的带有新性状的菌株， 称突变型菌株，又称突变型或突变体。
（2）抑制突变：基因第二次突变时，抑制了第一次突 变的表型效应，没有纠正正向突变的DNA序列，只是 使突变体表型恢复为野生型。
抑制突变
①基因内抑制突变：抑制基因突变发生在同一基因内。
诱发发生。一般来说，回复突变率<<正向突变率。
第一次突变 野生株 正向突变 突变株 回复突变 第二次突变 表现野生株 性状的突变株
回复突变
（1）原位回复突变：基因第二次突变时，在第一次突
变位点上恢复了原来的碱基，纠正了正向突变的DNA
序列，是真正意义上的回复突变，但几率很小。
正向突变：A → a ；原位回复突变: a → A。
耐药菌落
2. 基因突变的稀有性与选择
含抗生素的平板 无抗生素的平板
彷徨试验和影印试验也证明：自发突变率极低，
发生突变的细菌只是大量菌群中的个别菌。若环境
中存在利于突变菌而不利于野生型细菌生长的因素
时，就会淘汰大量敏感菌，使突变菌获得生长繁殖
而成为优势菌群，才能将突变株选择出来。
3. 可诱发性 ——诱发突变
细菌基因突变的主要特点
自发性：突变可以随机的自然发生。 不对应性：突变是不定向的，结果与原因不对应。 稀有性：自发突变率极低，约10-9 ~ 10-6/代。 可诱变性：突变率可因诱变剂影响提高10～1000倍。 可逆性：野生型 突变型 野生型
1. 基因突变的自发性与不对应性
二个经典实验:
（1）彷徨实验 （2）影印实验
根据噬菌体与宿主菌的相互关系，可将噬菌体分
为两种类型 ——毒性噬菌体、温和噬菌体。 毒性噬菌体（溶菌性噬菌体）是感染宿主菌后只 会使宿主菌裂解死亡，即一种能“吃”细菌的病毒， 噬菌体因此而得名。 温和噬菌体（溶原性噬菌体）是可以不裂解宿主 菌，与宿主菌同步繁殖；又能裂解宿主菌的病毒。
三、毒性噬菌体（溶菌性噬菌体）
平板 间抗 性菌 落数 波动 很大
各平 板抗 性菌 落数 基本 相同
分别取各管菌液至含噬菌体的平板培养24h
同一时间 接触噬菌体
（2）影印实验：1952年，Lederberg等设计了一种比
彷徨实验更为巧妙的能证明细菌抗性突变的自发性与
不对应性的实验。——细菌未接触过链霉素而具有对
链霉素的抗性。
包有灭菌丝 绒布的木圆柱 “印章”
不可逆的，产生的新性状可稳定地遗传给后代；
性状变化的幅度大。
细菌的变异
非遗传性变异：指不涉及遗传物质结构改变
而只发生在转录、翻译水平上的基因表达发生的改
变，称为表型变异。其特点是易受环境因素的影响，
凡在此环境因素作用下的整个群体中几乎所有细菌
都发生同样变化；当环境中的影响因素去除后，变
异的性状又可复原。性状变化的幅度小。
在易感菌内以复制方式进行增殖，增殖过程包 括吸附、穿入、生物合成、成熟和释放几个阶段。 从噬菌体吸附至细菌溶解放出子代噬菌体，称
为噬菌体的复制周期或溶菌周期。
吸附
穿入
生物合成
成熟、释放
毒性噬菌体的溶菌周期
毒性噬菌体：只有溶菌性周期
噬菌体感染宿主菌 宿主菌溶解 增殖 产生大量子代噬菌体
再感染其他敏感细胞
在细菌生长繁殖过程中，突变可以自然发生，
也可以诱发发生。
如果用高温、紫外线、X射线、烷化剂、亚硝
酸盐等理化因素去诱发细菌突变，可使突变率提高 10～1000倍，这些理化因素称为诱变剂。
4.基因突变的可逆性 ——回复突变与抑制突变
细菌由野生型变为突变型是正向突变 突变株经过又一次突变恢复为野生型的性状， 这种第二次突变称为回复突变。回复突变可自发或
上述二个实验可以证明细菌的基因突变可以在
没有人为诱变因素的情况下自发地发生，且是随机
发生、不定向的，与环境不相对应。
很久以前，人们对抗性突变产生的原因争论十 分激烈。一种观点认为，突变的原因和突变的性状 是相对应的，即定向变异，也有人称它为“驯化” 或“驯养”。另一种观点则认为，基因突变可以是 自发的，随机发生、不定向的，与环境不相对应。 细菌接触某种物质后使其定向变异。 两种观点 细菌自发、随机变异，环境淘汰敏感菌。
（1）彷徨实验：又称波动实验或变量实验。1943年，
鲁里亚（Luria）和德尔波留克（Delbrück）据统计学 原理设计，证明了突变的自发性与不对应性的存在。
发现病毒的复制 机制和基本结构
彷徨实验
实验要点:
①取对噬菌体敏感的大肠杆菌配制成约103/ml的细菌
悬液，在2个试管中各加入10ml。
②把A管的菌液先分装在小试管中培养24h，然后再
3.质粒的种类
⑴ F质粒（致育质粒）：编码性菌毛
有性菌毛：雄性菌（F+）
无性菌毛：雌性菌（F-）
⑵ R质粒（耐药性质粒 ）：编码耐药性
接合性R质粒： 通过性菌毛转移
非接合性R质粒：通过噬菌体转移
⑶Vi质粒（毒力质粒）：编码毒力因子
例如，K质粒：编码粘附结构 ST或LT质粒：编码肠毒素 ⑷Col质粒（细菌素质粒）：编码细菌素 例如，大肠杆菌Col质粒 ：编码大肠菌素
温和噬菌体的溶原性周期
前噬菌体 前噬菌体 传代 噬菌体核酸 溶原性细菌
前噬菌体
三个概念
前噬菌体：整合在细菌染色体的噬菌体核酸，能
与细菌染色体一起复制，当细菌分裂时又能传至
子代细菌。——溶原性周期
溶原性细菌：染色体上带有前噬菌体的细菌。
溶原性：温和噬菌体具有产生成熟子代噬菌体颗
粒和裂解宿主菌的潜在能力。——溶菌性周期
已知噬菌体
3. 细菌性疾病的治疗
有些创伤感染时，细菌对多种抗生素都产生了 耐药性的情况下，最有效地办法就是采用相应噬菌 体来治疗。但由于噬菌体过于专一，限制了其在临 床上的广泛应用。