細(xì)菌的遺傳與變異

?考點(diǎn)

＞細(xì)菌的遺傳物質(zhì)

＞細(xì)菌的變異現(xiàn)象

＞細(xì)菌變異的機(jī)制

＞遺傳變異研究的實(shí)際意義

【內(nèi)容講解】

一、遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)

＞細(xì)菌的遺傳物質(zhì)是DNA

＞細(xì)菌遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)存在于染色體、質(zhì)粒和轉(zhuǎn)位因子

（-）細(xì)菌染色體

＞為一條環(huán)狀閉合雙螺旋長鏈，反復(fù)折疊扭曲形成負(fù)超螺旋結(jié)構(gòu)，減少了二級結(jié)構(gòu)右手螺旋張力，使

其結(jié)構(gòu)更趨穩(wěn)定；同時(shí)，負(fù)超螺旋的存在使復(fù)制又能不斷向前推進(jìn)，并為復(fù)制起始階段解鏈提供所需能量。

＞細(xì)菌的基因結(jié)構(gòu)呈連續(xù)性、幾乎無內(nèi)含子，因此，轉(zhuǎn)錄后的DNA不需加工剪切即可產(chǎn)生成熟的mRNA。

細(xì)菌DNA復(fù)制和表達(dá)，大多數(shù)細(xì)菌的基因組中只有一個(gè)起始點(diǎn)順序，復(fù)制時(shí)成團(tuán)的DNA解開成環(huán)狀。由DNA

經(jīng)過RNA到多肽鏈的過程，即基因表達(dá)的過程。

（二）細(xì)菌質(zhì)粒

＞概念：細(xì)菌體內(nèi)染色體外的閉合環(huán)狀雙股DNA,有時(shí)也可呈線狀或超螺旋狀。

＞質(zhì)粒的基本特性：

①質(zhì)粒DNA的復(fù)制為不依賴細(xì)菌染色體而自主復(fù)制；

②可自行丟失和消除；

③轉(zhuǎn)移性；

④編碼產(chǎn)物賦予細(xì)菌某些性狀特征。

＞質(zhì)粒的種類

種類作用

F質(zhì)粒（致育質(zhì)粒或致育因子）可編碼性菌毛

R質(zhì)粒（耐藥性質(zhì)粒）編碼細(xì)菌對抗菌藥物的耐藥性

Vi質(zhì)粒（毒力質(zhì)粒）編碼與細(xì)菌致病性有關(guān)的毒力因子

細(xì)菌素質(zhì)粒（如Col質(zhì)粒）編碼大腸埃希菌產(chǎn)生大腸菌素

（三）細(xì)菌轉(zhuǎn)位因子

概念：為存在于細(xì)菌染色體或質(zhì)粒上的一段特異的核甘酸序列重復(fù)，它可在DNA分子中移動(dòng)，不斷改

變它們在基因組內(nèi)的位置，從一個(gè)基因組移動(dòng)到另一個(gè)基因組中。

分類：

①插入序列：兩末端為反向重復(fù)順序和轉(zhuǎn)座有關(guān)的基因組成，不攜帶其他任何已知和插入功能無關(guān)的

基因區(qū)域，是最小的轉(zhuǎn)位因子。

②轉(zhuǎn)座子：除攜帶與轉(zhuǎn)位有關(guān)的基因外，還攜帶一些結(jié)構(gòu)基因，能整合到受體DNA的多個(gè)“熱點(diǎn)”上。

③轉(zhuǎn)座噬菌體：一些具有轉(zhuǎn)座功能的溶原性噬菌體.

IS|ResistanceGene(s)IS

Tn

二、細(xì)菌的變異現(xiàn)象

＞形態(tài)與結(jié)構(gòu)變異

如細(xì)菌的L型形態(tài)呈現(xiàn)高度多形性且對滲透壓敏感，在普通培養(yǎng)基中不能生長。細(xì)菌的一些特殊結(jié)構(gòu),

如莢膜、芽胞、鞭毛等也可發(fā)生變異。

＞菌落變異(S-R變異)

＞病毒突變株是一種空斑突變株，是有些病毒在敏感細(xì)胞內(nèi)連續(xù)培養(yǎng)傳代過程中產(chǎn)生大小、外形不同

于野生型的空斑。

＞毒力變異

有毒力減弱和增強(qiáng)兩種?？ń槊缡且恢甓玖p弱而保留抗原性的變異株，預(yù)防接種對人不致病，卻可

使人獲得免疫力。

＞耐藥性變異

其產(chǎn)生可通過細(xì)菌染色體耐藥基因的突變、耐藥質(zhì)粒的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)座子的插入，使細(xì)菌產(chǎn)生一些新的酶

類或多肽類物質(zhì)，破壞抗菌藥物或阻擋藥物向靶細(xì)胞穿透，或發(fā)生新的代謝途徑，從而產(chǎn)生對抗生素的耐

藥性，造成臨床藥物治療的失敗。

＞熱源性變異

＞酶活性變異

三、細(xì)菌變異的機(jī)制

＞基因的突變

＞基因的轉(zhuǎn)移和重組

(一)基因的突變

＞基因突變的規(guī)律

(1)自發(fā)突變和誘導(dǎo)

一般細(xì)菌每分裂10,?10,次即可發(fā)生一次

(2)隨機(jī)突變和選擇

突變是隨機(jī)和不定向的，細(xì)菌染色體上數(shù)千個(gè)基因中哪個(gè)基因發(fā)生突變、導(dǎo)致何種性狀的改變均不是

由外界因素決定。

(3)突變和回復(fù)突變

某種細(xì)菌在自然環(huán)境下大多數(shù)所具有的表型菌株稱為野生型菌株，發(fā)生突變后的菌株則稱為突變型株。

經(jīng)過再次突變又可成為與野生型相同表型的過程稱為回復(fù)突變。

＞突變的類型

(1)堿基的置換

?轉(zhuǎn)換

?顛換

(2)堿基的插入和缺失一一移碼突變

(3)轉(zhuǎn)位因子的插入

(二)基因物質(zhì)的轉(zhuǎn)移和重組

1.轉(zhuǎn)化

2.轉(zhuǎn)導(dǎo)

3.接合

4.溶源性轉(zhuǎn)換

5.原生質(zhì)體融合

1.轉(zhuǎn)化：是受體菌直接攝取供體菌提供的游離DNA片段整合重組，使受體菌的性狀發(fā)生變異的過程。

2.轉(zhuǎn)導(dǎo)：是以噬菌體為媒介，將供體菌的基因轉(zhuǎn)移到受體菌內(nèi)，導(dǎo)致受體菌基因改變的過程。

受體菌

噬菌體DNA

轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體

普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)

局

限

性

轉(zhuǎn)

導(dǎo)

3.接合:，供體菌通過性菌毛將所帶有的F質(zhì)?；蝾愃七z傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移至受體

菌的過程。

CQD

無毒白喉?xiàng)U菌產(chǎn)毒的白喉?xiàng)U菌

5.原生質(zhì)體融合：兩種經(jīng)過處理失去細(xì)胞壁的原生質(zhì)體混和可發(fā)生融合，融合后的雙倍體細(xì)胞可發(fā)生

細(xì)菌染色體間的重組。

四、遺傳變異研究的實(shí)際意義

＞在疾病的診斷、治療與預(yù)防中的應(yīng)用

＞在測定致癌物質(zhì)中的應(yīng)用

＞在流行病學(xué)中的應(yīng)用

＞在基因工程中的應(yīng)用

【例題】細(xì)菌形態(tài)和結(jié)構(gòu)變異包括

A.細(xì)菌的L型變異

B.有莢膜變異

C.芽胞變異

D.鞭毛變異

E.菌落變異

3[答疑編號502383040101]

【正確答案】ABCD

【例題】研究細(xì)菌的遺傳變異在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用包括

A.在疾病診斷中的應(yīng)用

B.在疾病治療方面的應(yīng)用

C.在疾病預(yù)防方面的應(yīng)用

D.在檢測致癌物質(zhì)方面的應(yīng)用

E.在基因工程方面的應(yīng)用

，[答疑編號502383040102]

【正確答案】ABCDE

【例題】細(xì)菌遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)存在于

A.染色體和質(zhì)粒中

B.質(zhì)粒和轉(zhuǎn)位因子中

C.染色體和轉(zhuǎn)位因子中

D.染色體、質(zhì)粒和轉(zhuǎn)位因子中

E.染色體、質(zhì)粒、溫和噬菌體和轉(zhuǎn)位因子

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