第十二章 细菌的遗传与变异
遗传变异
生命的特征——遗传和变异
遗传：生命有机体在生殖过程中表现
出来的子代与亲代之间的相似性。遗 传使物种能保持相对稳定。
变异：同种个体之间的差
异性。变异增加了生物对环 境的适应性和物种的多样性 ，为生物进化提供了选择的 材料。
遗传变异
学习内容
❖常见的细菌变异现象 ❖细菌遗传变异的物质基础 ❖细菌遗传性变异的机制 ❖细菌遗传变异的应用
噬菌体对理化因素及多数化学消毒剂的抵抗力比一 般细菌的繁殖体强,75℃30min灭活。噬菌体能耐受低温 和冰冻，但对紫外线和X射线敏感。
遗传变异
（二）噬菌体与宿主菌的相互关系
毒性噬菌体(virulent phage)：能在宿主细胞内复制 增殖，产生许多子代噬菌体，并最终裂解细菌
温和噬菌体(temperate phage)：噬菌体基因与宿主 菌染色体整合，不产生子代噬菌体，但噬菌体DNA能随 细菌DNA复制，并随细菌的分裂而传代。
42-43℃
（1）炭疽杆菌────→失去形成芽胞能力, 毒性
10-20天
降低
（2）变形杆菌 迁徙生长
1%石炭酸 单个菌落（鞭毛） 鞭毛变异
（H菌 落）
（O菌 落）
遗传变异
有荚膜的肺炎球菌
无荚膜的肺炎球菌
细菌形态结构变异
遗传变异 （二）生理特性变异
1、毒力变异（有利有弊）
β棒状杆菌噬菌体 白喉棒状杆菌──────→ 获得白喉毒素
遗传性变异（基因型变异）：细菌的基因结构发生了 改变，如基因突变或重组，不可逆，可遗传给后代。
非遗传性变异（表型变异）：环境因素改变所致，基 因结构未发生变异，可逆，不可遗传。
遗传变异
第一节噬菌体
❖ 1.概念：噬菌体是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体 等微生物的病毒，在葡萄球菌和志贺菌中首先发现。
❖ 2.噬菌体的特性：
❖ 细菌染色体DNA的复制：已证明大肠埃希菌的 DNA是双向复制。
遗传变异
细菌染色体DNA
遗传变异
（二）质粒
❖ 质粒是细菌染色体外、不依赖于染色体而自我复制的 遗传物质，是环状闭合的双链DNA。
❖ 几种重要的质粒 ▪ 致育质粒（F质粒）：编码性菌毛的合成 ▪ 耐药质粒（R质粒）：编码细菌对抗菌药物和重金 属盐类的耐药性。 ▪ 毒力质粒（Vi质粒）：编码与该菌致病性有关的毒 力因子。 ▪ 细菌素质粒（Col质粒）：编码各种细菌素。 ▪ 代谢质粒：编码与代谢相关的各种酶类。
(无毒)
(有毒)
遗传变异
胆汁、甘油、马铃薯培养基
牛型结核杆菌────────→卡介苗 （强毒 ） 13年(230代) （弱毒）
卡介苗是由法国巴斯德研究所的卡默特和介 林（Calmette & Guerin）两人首创的。卡介二氏 于1908年对一株从乳牛脓液分离的毒力很强的牛 型结核菌进行了研究，将有毒力的结核杆菌在含 有胆汁的甘油马铃薯培养基上连续传代，经13年 230代获得了减毒但保持免疫原性的菌株，为纪念 卡默特与介林的功绩，称此菌苗为卡介苗，简称 BCG。用于人工接种以预防结核病。
床用药时参考。 （4）加强药政管理，抗菌药物凭处方供应。 （5）实行抗菌药物“轮休”制 （6）研制新的抗菌药物。
第三节 细菌遗传变异的物质基础(掌握)
（一）细菌染色体
❖细菌属于原核细胞型微生物, 细菌染色体是环状双 螺旋DNA，不含组蛋白, 无核膜包围。
❖ 细菌基因组是具有一定生物学功能的核苷酸序列， 可编码多种的结构蛋白和酶类;其基因结构是连续 编码的、无内含子。
3%-6%食盐琼脂培养基 鼠疫杆菌(典型形态)────→多形态性(衰残型)
遗传变异
形态结构变异
❖
青霉素、溶菌酶
正常形态细菌──────→ L型变异
抗体或补体
(部分或完全失去胞壁)
正常葡萄球菌
葡萄球菌L型
遗传变异
形态结构变异
3-6%食盐
鼠疫耶尔森菌
多形态性
陈旧培基物
遗传变异
形态结构变异
❖ 特殊结构的变异（芽胞、鞭毛从有→无）
遗传变异 吸附 成熟、释放
穿入 生物合成
毒性噬菌体的溶菌性周期
遗传变异
前噬菌体
温和噬菌体的溶源性周期
遗传变异
噬菌体的溶菌性周期
遗传变异
遗传变异 第二节、常见的细菌变异现象
（一）形态结构变异 （1）形态变异 （2）结构变异 （二）生理特性变异 （1）毒力变异 （2）耐药性变异
遗传变异
（一）形态结构变异
遗传变异
2、耐药性变异（变本加厉）
❖ 概念：细菌对某种抗菌药物有敏感变成耐药的变异称为 耐药性变异。
❖ 现状：金黄色葡萄球菌耐青霉素的菌株已从1946年的 14%上升至目前的90%以上 。
敏感------单一耐药--------多重耐药性----药物依赖性
含链霉素培基 痢疾杆菌─────→依链株(耐药菌株)
长期培养
遗传变异
菌落变异
在陈旧培养基中长期培养
光滑型菌落（Ｓ）
粗糙型菌落（Ｒ）
光滑型菌落
粗糙型菌落
遗传变异
遗传变异
遗传变异
值得我们深思的问题：
❖如何防止细菌的耐药性变异？
（1）合理使用抗生素，用药要足量，疗程要合适，维持体内 药物的抑菌浓度。
（2）严格执行消毒隔离制度，防止耐药菌的交叉感染。 （3）做好药物敏感试验，提供细菌对药物的敏感程度，供临
遗传变异
质粒的特征
▪ 自我复制能力，为复制子，单拷贝或多拷贝 紧密型质粒和松弛型质粒
▪ 编码产不相容性
▪ 个体微小，需用电镜观察， 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
▪ 专性细胞内寄生的微生物
遗传变异
（一）噬菌体的生物学性状
❖ 形态与结构： ❖ 噬菌体有三
种形态：蝌蚪 形、微球形和 丝形，但多数 为蝌蚪形。
遗传变异
噬菌体
细菌细胞
遗传变异
噬菌体的特点
噬菌体具有严格的宿主特异性，即某一种噬菌体只难 感染某一种微生物，甚至只能感染某一种微生物中的某一 型。因此可用来鉴定和分型。
遗传变异
学习要求
❖1）熟悉细菌常见的变异现象，并掌握与细 菌遗传变异有关的物质基础。
❖2）熟悉细菌变异的机制以及细菌基因转移 与重组的四种方式。
❖3）了解其它内容。
遗传变异
概述
一、概念
❖ 遗传（heredity）
▪ 亲子代间生物学性状的相似性称为遗传。
❖ 变异（variation）
▪ 亲子代间以及子代之间生物学性状的差异性称为变 异。