第四章 细菌的遗传与变异 PPT课件
微生物的遗传与变异
1 微生物的遗传与变异
遗传和变异是生物体的最本质的属性之一。
遗传性：指世代间子代和亲代相似的现象；
变异性：是子代与子代之间及子代与亲代之间的差异。遗传性保证了种的存在和延续；而变异性则推动了种的进化和发展。
遗传型（基因型）：某一生物个体所含有全部遗传因子即基因的总和。它是一种内在潜力，只有在适当的环境条件下，通过自身的发代谢和发育，才能将它具体化，即产生表型。
表型：指某一生物体所具有的一切外表特征及内在特性的总和，是遗传型在合适环境下的具体体现。
变异：指生物体在某种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。
饰变：指不涉及遗传物质结构改变而只发生在转录、转译水平上的表型变化。如粘质沙雷氏菌，在25℃培养时，可产生深红色的灵杆菌素，这是一种饰变，但当在37℃培养时，则不产生色素，再在25℃下培养时，又恢复产生色素的能力。
微生物在遗传学中的地位：
个体微小，结构简单；
营养体一般都是单倍体；
易培养；
繁殖快；
易于累积不同的中间代谢物；
菌落形态可见性与多样性；
环境条件对微生物群体中每个个体的直接性与一致性；
易于形成营养缺陷型；
存在多种处于进化过程中的原始有性生殖过程。
对微生物遗传规律的深入研究，不仅促进了现代分子生物学和生物工程学的发展，而且还为育种工作提提供了丰富的理论基础，促使育种工作向着不自觉到自觉，从低效到高效，从随机到定向，从近缘杂交到远缘杂交等方向发展。
第一节 遗传变异的物质基础
遗传变异有无物质基础以及何种物质可承担遗传变异功能的问题，是生物学中的一个重大理论问题。对此有着不同的猜测。直到1944年后，利用微生物这一实验对象进行了三个著名的实验，才以确凿的事实证实了核酸尤其是DNA才是遗传变异的真正物质基础。
一、证明核酸是遗传物质的三个经典实验
（一）转化实验
发现者：英国人Griffith于1928年首次发现这一现象。
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。将有鞭毛的一般变形杆菌点种在琼脂平板上，由于鞭毛的动力使细菌在平板上弥散生长，称迁移现象，菌落形似薄膜（德语hauch意为薄膜），故称H菌落。假设将此菌点种在含1％石炭酸的培育基上，细菌失去鞭毛，只能在点种处形成不向外扩展的单个菌落，称为O菌落（德语Ohne hauch意为无薄膜）通常将失去鞭毛的变异称为H－O变异，此变异是可逆的。
医学微生物学笔记 - 细菌的遗传与变异
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
3细菌的遗传和变异
病原生物学
Pathogen Biology
第三章 细菌的遗传和变异 概述
• 遗传（heredity）是指生物子代与亲代之间的性状相同性；
• 变异（variation）则是指生物子代与亲代之间性状的差异性。
– 遗传性变异(基因型变异), 是不可逆的，产生的 新性状可稳定的遗传给子代
– 非遗传性变异(表型变异),不能遗传。 • 遗传使细菌的种属性状相对稳定,变异可使细菌产生变种和新种 。
一、细菌的遗传物质(Genetic materials of bacteria)
1. 染色体(chromosome)
2. 质粒(plasmid)
3. 前噬菌体(prophage)
4. 转座子(transposon, Tn) 真核和原核生物染色体的区别
*霍乱弧菌有两条染色体，大的含2961146bp，小的含1072314bp *细菌rRNA编码基因是多拷贝以装备大量核糖体满足细菌生长需求 真核和原核生物染色体的区别
操纵子（operon）：指包含结构基因、操纵基因以及启动基因等相邻基因组成的DNA片段，其中结构基因的表达受到操纵基因的调控。主要见于原核生物，其大多数基因表达调控是通过操纵子机制实现的。 第二节 细菌遗传变异的物质基础
基因组：染色体和染色体外遗传物质
质粒 转位因子
一条环状双螺旋DNA长链,反复卷曲缠绕形成松散的网状结构,外无核膜包裹,仅附着在横隔中介体上或细胞膜上.
1. 细菌的染色体(Bacterial chromosome)
1.1 多种形式
• 一条环状双链DNA：大多数（>90%）细菌，大小范围在
580kbp～5220kbp之间 • 两条环状dsDNA：少数细菌（如霍乱弧菌，问号钩端螺旋体，马耳他布鲁菌） • 三条环状dsDNA：paracoccusdernitrificans • 线性dsDNA：疏螺旋体属（Borrella）伯氏疏螺旋体、迦氏疏螺旋体、埃氏疏螺旋体和radyrhizobiunjaponicum等
2020年高考生物二轮复习第四单元遗传变异与进化教学案含解析
105 高考生物二轮复习学案：
第四单元 遗传、变异与进化
专题一 遗传的分子基础
【最新考纲】 1.人类对遗传物质的探索过程(Ⅱ)。2.DNA分子结构的主要特点(Ⅱ)。3.基因的概念(Ⅱ)。4.DNA分子的复制(Ⅱ)。5.遗传信息的转录和翻译(Ⅱ)。6.基因与性状的关系(Ⅱ)。
1．格里菲思的体内转化实验得出的结论是加热杀死的S型细菌中含有某种转化因子使R型活细菌转化为S型活细菌。
2．艾弗里的体外转化实验得出的结论是DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质。
3．含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因为病毒营专性寄生生活，所以应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。
4．细胞生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA，所以说DNA是主要的遗传物质。
5．DNA复制需要的基本条件有模板、原料、能量和酶等。
6．基因的本质描述是基因是有遗传效应的DNA片段。
105 7．DNA复制的场所并非只在细胞核，真核生物中，除细胞核外还有线粒体、叶绿体；而原核生物中，DNA分子复制的场所有拟核、细胞质。
8．基因对性状的控制有两条途径：一是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状；
二是基因通过控制蛋白质结构直接控制生物体的性状。
思考答案
思考一：不是，差速离心需在同一过程中多次改变转速，以分离多种不同物质(或细胞器)。
思考二：不是，HIV。
思考三：不携带，遗传信息是指能控制蛋白质的结构(或RNA酶的 碱基序列)的信息，tRNA只是搬运氨基酸的工具。
思考四： 细胞生物和DNA病毒
考点1 探索遗传物质历程的经典实验
一|线|考|情
【样题1】 (2019·江苏高考)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质，下列关于该实验的叙述正确的是( )
A．实验中可用15N代替32P标记DNA
B．噬菌体外壳蛋白是大肠杆菌编码的
C．噬菌体DNA的合成原料来自大肠杆菌
细菌遗传分析
第四章 细菌和病毒的遗传
(一) 名词解释：
1. 原养型：如果一种细菌能在基本培养基上生长，也就是它能合成它所需要的各种有机化合物，如氨基酸、维生素及脂类，这种细菌称为原养型。
2. 转化(transformation)：指细菌细胞（或其他生物）将周围的供体DNA，摄入到体内，并整合到自己染色体组的过程。
3. 转导：以噬菌体为媒介，把一个细菌的基因导入另一个细菌的过程。即细菌的一段染色体被错误地包装在噬菌体的蛋白质外壳内，通过感染转移到另一受体菌中。
4. 性导(sexduction)：细菌细胞在接合时，携带的外源DNA整合到细菌染色体上的过程。
5. 接合(coniugation)：指遗传物质从供体—“雄性”转移到受体—“雌性”的过程。
6. Hfr菌株：高频重组菌株，F因子通过配对交换，整合到细菌染色体上。
7. 共转导（并发转导）(cotransduction)：两个基因一起被转导的现象称。
8. 普遍性转导：能够转导细菌染色体上的任何基因。
9. ]
10. 局限转导：由温和噬菌体（λ、）进行的转导称为特殊转导或限制性转导。以λ噬菌体的转导，可被转导的只是λ噬菌体在细菌染色体上插入位点两侧的基因。
11. att位点：噬菌体和细菌染色体上彼此附着结合的位点，通过噬菌体与细菌的重组，噬菌体便在这些位点处同细菌染色体整合或由此离开细菌染色体。
12. 原噬菌体(prophage)：某些温和噬菌体侵染细菌后，其DNA整合到宿主细菌染色体中。处于整合状态的噬菌体DNA称为～～。
第5章 细菌的遗传与变异
第五章 细菌的遗传与变异
一、名词解释
1.基因型变异 2.表型变异 3. BCG 4.转座因子 5.整合子 6.突变(mutation)
7.转化(transformation) 8.转导(transduction) 8.普遍性转导 9.局限性转导
10.接合(conjugation) 11.溶原性转换(lysogenic conversion) 12.高频重组菌
二、填空
1.细菌的各种生物学性状均可发生变异，如 、 、 、 、 等。
2.细菌基因的转移与重组方式有 、 、 、 和 。
3.噬菌体参与的基因转移与重组的方式有 和 。
4.根据所转导基因片段的范围，将转导分为 和 。
三、选择题
1.关于质粒的叙述，错误的是：
A.质粒是细菌核质以外的遗传物质 B.质粒能自行复制 C.质粒可以丢失或消除
D.质粒是细菌生命活动所必需的结构 E.所携带的遗传信息能赋予细菌某些生物学性状
2.关于R质粒的叙述，错误的是
A.由耐药传递因子(RTF)和耐药决定子(R)组成
B. RTF和F质粒的功能相似，编码细菌的性菌毛
C.耐药决定子可编码细菌产生多重耐药性
D.R质粒的转移是造成细菌间耐药性传播的重要原因
E.细菌耐药性的产生是由于R质粒基因突变所致
3.与细菌致育性有关的质粒是
A.Col质粒 B.F质粒 C. Vi 质粒 D.ST质粒 E.R质粒
4.以接合方式在细菌间传递遗传物质需通过下列哪种结构介导
A.鞭毛 B.噬菌体 C.性菌毛 D.中介体 E.核糖体
5.受体菌直接摄取供体菌游离的DNA片段而获得新的遗传性状，称为
A.转导 B.转化 C.接合 D.原生质体融合 E. 溶原性转换
《病原微生物与免疫学》课程标准
《病原微生物与免疫学》课程标准
延安职业技术学院 医学护理系
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《病原微生物与免疫学》课程标准
【课程名称】病原微生物与免疫学
【课程编码】23000607
【适用专业】护理
【课 时】54学时
【学 分】4学分
【课程性质、目标和要求】
课程性质：
医学微生物学主要研究与医学有关的病原微生物的生物学性状、致病性与免疫性、微生物学检查与诊断及特异防治原则等。以预防、控制和消灭传染性疾病，达到保障和提高人类健康水平的目的。它是临床医学专业的一门重要的主干基础医学课程。
教学目标：
医学微生物学课程的任务是使学生掌握该学科的基础理论、基本知识和基本技能，培养学生观察、分析、综合和独立解决问题的能力，为学生学习基础医学有关课程和临床医学课程以及由微生物所致疾病的诊断和防治工作奠定基础。
教学要求：
（一）基础理论与基本知识
1、掌握微生物、微生物学的基本概念。熟悉医学微生物学的性质、分类、地位、内容和范围。了解微生物在自然界及人体的分布以及微生物与人类和其它生物间的相互关系。
2、熟悉细菌的大小、形态、基本结构与功能。了解细菌的理化性状、营养类型、营养物质、能量代谢。熟悉细菌生长的物理条件。繁殖方式及速度。掌握细菌的基本结构、细菌细胞壁的主要组成、细菌的特殊结构及其医学意义。掌握常见细菌形
2 态与结构检查法。了解培养细菌的方法及其在医学中的应用。掌握细菌遗传的物质基础：染色体、质粒、转座子及噬菌体的概念和特性，质粒的种类及其作用。掌握细菌遗传变异的机理。熟悉细菌变异的现象及变异的医学意义。
3、掌握正常菌群、条件致病菌和病原菌、医院获得性感染的概念；病原微生物的致病物质及其作用现制、宿主与病原微生物之间的相互作用的抗感染免疫机制。熟悉感染的发生、发展规律及其结局。
4、熟悉病原菌、支原体、立克次体、衣原体和螺旋体等所致疾病；掌握常见病、多发病的病原微生物的主要生物学性状、致病性和免疫性、微生物学检查和防治原则。
遗传名词解释
第一章
遗传与变异: 遗传是指经由基因的传递，使后代获得亲代的特征。变异是指同种生物世代之间或同代生物不同个体之间在形态特征、生理特征等方面所表现的差异。变异分两大类，即可遗传变异与不可遗传变异。
第四章
真实遗传:指子代性状永远与亲代性状相同的遗传方式，或生物性状能够代代相传、稳定遗传。
表型模拟: 环境改变所引起的表型改变，有时与由某基因突变引起的表型变化类似的现象。但这种表型性状不能遗传。
外显率: ：一定基因型的个体在特定的环境中形成预期表型的比例，一般用百分率表示。
并显或共显:一对等位基因的两个成员在杂合体中都表达。
复等位基因:指在群体中，占据同源染色体相同基因座位的两个以上的等位基因。
第五章
伴性遗传（性连锁）：是指性染色体上的基因所控制的某些性状总是伴随性别而遗传的
现象。
剂量补偿效应: 指在XY性别决定的生物中，使性连锁基因在两种性别中有相等或近乎相等的有效剂量的遗传效应。
染色体作图：又称基因连锁图（linkage map）或遗传图（genetic map）。依据基因之间的交换值（或重组值）确定连锁基因在染色体上的相对位置而绘制的一种简单线性示意图。
遗传干涉与并发系数：每发生一次单交换都会影响它邻近发生另一次单交换的现象称为干涉或染色体干涉（chromosome interference）。为了度量两次交换间相互影响的程度，提出了并发系数（coefficient of coincidence,C）的概念。且C=观察到的双交换率两个单交换率的乘积
第六章
C值悖理：从总体上说，生物基因组的大小同生物在进化上所处地位的高低没有严格的对应关系。这种现象称为C值悖理或C值佯谬。
假基因: 在多基因家族中，某些成员并不产生有功能的基因产物，但在结构和DNA序列上与有功能的基因具有相似性，这种成员称为假基因。
基因转变：减数分裂过程中同源染色体联会时一个基因使相对位置上的基因发生相应的变化得现象称为基因转变(gene conversion)。
高中生物第4章生物的进化第1节第1课时拉马克和达尔文生物进化理论学案苏教版
411必修2
- 1 - 第1课时 拉马克和达尔文生物进化理论
课标内容要求 核心素养对接
1．举例说明种群内的某些可遗传变异将赋予个体在特定环境中的生存和繁殖优势。
2．说明自然选择促进生物更好地适应特定的生存环境。 1．生命观念：运用拉马克和达尔文生物进化理论解释适应的形成和生物的进化。
2．社会责任：运用拉马克和达尔文生物进化理论分析现实生活中诸如耐药菌产生等相关问题.
一、拉马克生物进化理论
1．主要观点
（1）拉马克认为，环境发生变化,使得原先生活在这个环境中的生物发生了某些变异，环境多样性是生物多样性的原因。
(2)拉马克认为，生物有的器官由于经常使用而发达,有的器官由于不使用而退化，即“用进废退”.
（3）拉马克认为，由于适应环境的变化而引起的能够遗传的性状变异称为“获得性遗传”。
2．进步意义 411必修2
- 2 - (1）世界上第一个比较系统的生物进化理论。
（2)“创世说"认为生物是由上帝创造的，物种是不变的。而拉马克不相信“创世说”并提出了生物进化理论。
二、达尔文生物进化理论
1．基本观点
(1）达尔文生物进化理论的第一个基本观点是“物种演变和共同起源”.他认为，物种是可变的，生物进化通过物种的演变而进行，地球上现今生存的物种，都是曾经存在过的物种的后代,源于共同的原始祖先。
(2)达尔文生物进化理论的第二个基本观点是“生存斗争(struggle for existence）和自然选择"。他认为，生存斗争包含了生物与同种或异种生物以及与无机环境之间的斗争。他还观察到生存斗争是由生物的过度繁殖引起的.生存斗争的结果是“适者生存，不适者被淘汰”，这一过程就是自然选择。
(3）达尔文生物进化理论的第三个基本观点是“适应是自然选择的结果”。
2．局限性:达尔文对于遗传和变异的本质以及自然选择如何对可遗传的变异起作用等问题，还不能做出科学的解释。
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- 3 - 判断对错(正确的打“√"，错误的打“×"）