细菌的变异现象一、细菌变异的概念二、主要的变异类型细菌变异的概念细菌在繁衍过程中出现的子代与亲代间的性状差异。可分为基因型变异与表型变异。细菌基因型变异与表型变异的区别特点基因型变异表型变异基因结构改变有无可逆性极少常见稳定性强弱出现频率低高主要的变异类型形态结构变异抗原性变异菌落形态变异毒力变异耐药性变异有荚膜的肺炎球菌无荚膜的肺炎球菌细菌形态结构变异S型菌落R型菌落细菌菌落形态变异参与细菌变异的遗传物质一、染色体二、质粒三、噬菌体四、转位因子染色体1、结构：环状双链DNA2、长度：1300—2000m3、核苷酸数量：3000—4000Kb4、基因数量：4000—50005、编码蛋白：约2000个结构蛋白质粒1、结构2、特征3、类型质粒的结构环状双链DNA大质粒：含几百个基因小质粒：含几十个基因质粒的特征自主性表现性非必须性转移性相容性与不相容性质粒的类型致育质粒（fertilityplasmid，F质粒）耐药质粒（resistanceplasmid，R质粒）毒力质粒（virulenceplasmid，Vi质粒）细菌素质粒代谢相关质粒R-决定子R质粒的构成噬菌体1、形态与结构2、增殖过程3、类型噬菌体(电镜图）噬菌体(模式图）噬菌体结构示意图尾部头部尾领尾鞘尾板尾刺尾丝尾髓穿入吸附成熟释放生物合成噬菌体的增殖过程噬菌体的类型毒性噬菌体（virulentphage）——溶菌性噬菌体温和噬菌体（temperatephage）——溶原性噬菌体吸附穿入生物合成成熟、释放毒性噬菌体的溶菌性周期温和噬菌体的溶源性周期前噬菌体温和噬菌体的溶菌性周期转位因子1、插入序列2、转座子3、转座噬菌体转座子的种类与特征转座子携带耐药或毒素基因Tn1Tn2Tn3AP（氨苄青霉素）Tn4AP、SM（链霉素）、Su（磺胺）Tn5Km（卡那霉素）Tn6Km（卡那霉素）Tn7TMP（甲氧苄氨嘧啶）、SMTn9Cm（氯霉素）Tn10Tc（四环素）Tn551Em（红霉素）Tn971Em（红霉素）Tn1681大肠埃希菌（肠毒素基因）细菌变异的机制一、基因的突变（mutation）二、基因的转移（transfer）三、基因的重组（recombination）基因突变1、形式2、规律3、DNA的损伤修复基因突变的形式碱基置换移码突变插入序列与转座子的插入基因突变的规律突变率：自发突变率很低诱导突变率提高突变与选择：突变是随机的选择是定向的回复突变：野生型——突变型（正向突变）突变型——野生型（回复突变）DNA的损伤修复当细菌的DNA损伤后，其自身会对其进行细致的修复以使损伤降为最小，修复本身会出现错误可造成细菌的变异。基因的转移1、概念2、方式基因转移的概念基因由原始位置进入新位置的过程基因转移的方式转化（transformation）接合（conjugation）转导（transduction）溶原性转换（lysogenicconvertion）转化概念：受体菌直接摄取供体菌的游离DNA形式的遗传物质转移要点：转化获取的DNA片断较小受体菌须处于感受态（competence）DNA片断以单链形式进入受体菌供体菌游离DNA供体菌DNA（转化因子）转化示意图1928年Griffith的实验1944年Avery的实验肺炎链球菌IIIS肺炎链球菌IIR肺炎链球菌IIIS（死）++肺炎链球菌IIISDNA接合概念：通过性菌毛在供、受体菌间进行的遗传物质转移要点：性菌毛的形成接合性质粒半保留的转移形式高频重组菌（Hfr）F’质粒细菌的“接合”状态染色体染色体质粒F+菌F-菌F质粒的半保留转移F+菌染色体Hfr质粒F+菌F质粒转移的不同结果F’质粒转导概念：通过溶原性噬菌体在供、受体菌间或噬菌体与宿主间进行的遗传物质转移要点：转导的本质是源于噬菌体的装配错误普遍性转导与局限性转导溶原性转换第一寄主菌转导示意图第二寄主菌普遍性转导示意图完全转导（整合）流产转导（未整合）细菌DNA局限性转导示意图前噬菌体galbio正常脱离断裂和再接偏差脱离galbiogalbiogalbiogalbiogalbiogal断裂和再接局限性转导第一寄主菌溶原性转换示意图第二寄主菌细菌基因转移方式的比较类型方式介导物主要DNA来源细胞类别接合雄性菌—雌性菌性菌毛染色体、质粒原核转导第1寄主菌—第2寄主菌溶原性噬菌体染色体、噬菌体原核转化游离DNA—感受态菌—各种DNA片断真核、原核基因的重组转移后基因在新位置上与原有DNA整合的过程本章小结1、细菌变异的概念与类型2、细菌变异的遗传学基础3、噬菌体的结构与类型4、细菌基因变异的机制5、细菌间基因转移与重组的方式
