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1、细菌的遗传与变异,遗传(heredity)：子代与亲代的相似性 变异(variation)：子代与亲代的差异 1、基因型变异(genotypic variation) 2、表型变异(phenotypic variation),细菌遗传变异的物质基础 细菌染色体 质粒(plasmid),细菌染色体,单一闭合环状DNA，含少量蛋白质，其特点： DNA量少，多为单拷贝形式，少重复序列。,质粒(plasmid): 细菌染色体外的遗传物质, 闭合的环状双链DNA。 非必需的结构。,几种重要的质粒 F质粒，fertility plasmid,致育因子： 编码性菌毛 R质粒,resistance plasm
2、id,抗性质粒 毒力质粒virulence plasmid Col质粒, 细菌素质粒,噬菌体(bacteriophage, phage),噬菌体是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的病毒。,病毒的特性： 个体微小，可以通过细菌滤器 没有完整的细胞结构，由蛋白质和核酸组成 专性活细胞内寄生 分布极广,噬菌体,毒性噬菌体(virulent phage),温和噬菌体(temperate phage) or 溶原性噬菌体lysogenic phage,温和噬菌体,前噬菌体prophage 整合在细菌基因组中的噬菌体基因组称为 前噬菌体 溶原性细菌lysogenic bacterium 带有前噬菌体
3、基因组的细菌称为溶原性细菌,细菌基因型变异的机制,基因突变gene mutation,基因转移与重组 gene transfer and recombination,基因突变,点突变（point mutation） 染色体畸变（chromosome aberration）,基因突变的机制与规律,1、自发突变spontaneous mutation： 不经诱变剂处理而自然发生的突变，与环境因素无对应性，是非定向突变，即随机突变。 两个经典实验可以证明。,2、诱发突变induced mutation： 由一些化学、物理或生物因子引起的突变。 常见的诱变剂如：碱基类似物，5-溴尿嘧啶； 染料，溴化乙
4、锭和吖啶橙等；亚硝酸、羟胺和亚硝基胍等；射线，紫外线、X射线、射线等。,基因转移与重组,基因转移gene transfer 外源性的遗传物质由供体菌转入某受体菌细胞的过程称为基因转移（gene transfer） 。 重组recombination 转移的基因与受体菌DNA整合在一起称为重组（ recombination），使受体菌获得供体菌的某些性状。,1、接合（conjugation）,接合是细菌通过性菌毛相互连接沟通，将遗传物质（主要是质粒DNA）从供体菌转移给受体菌。,1) F质粒的接合：,2) R质粒的接合：,2、转化transformation,转化是供体菌的游离DNA片段被受体菌
5、直接摄取，使受体菌获得新的性状。 转化现象在肺炎链球菌、奈瑟氏淋球菌和流感嗜血杆菌等中被证实。,3、转导(transduction):,由噬菌体介导，将供体菌的DNA片段转移到受体菌内，使受体菌获得供体菌的部分遗传性状。,普遍性转导generalized transduction：,完全转导 流产转导,局限性转导restricted transduction：,4、溶原性转换lysogenic conversion： 前噬菌体基因组编码的某些生物学性状（如耐药性、产毒素等）在宿主菌中表达。,白喉棒状杆菌、肉毒杆菌,5、基因转座gene transposition,1) 插入序列(insertion sequence，IS)： 有一段反向重复序列，仅编码转座酶 transposase； 2) 转座子(transposon，Tn)： 含IS序列和其他基因。,
