第六节 细菌的变异
一、几个基本概念
遗传（inheritance）: 亲代将自身一整套遗传因子传递给下一代的行为和功能。
变异（variation） 生物体的遗传物质结构和数量的改变，在群体中以极低的 几率（10-5~10-6）出现，性状变化幅度大；新性状稳定、 可遗传。
遗传型（genotype） 一个生物体所含有的基因的总和。
营养缺陷型变异 毒力变异 抗药性变异 抗噬菌体变异
1. 形态与结构的变异 在外界环境条件影响下,微生物的形态往往会发生变化,但
这些变异大多是暂时的; 如果微生物在环境条件长期变化的影 响下,其改变的形态也是不易恢复的.
（1）形态的变异 细菌在异常条件下发育时,可以发生形态的改变.如从
炭疽病猪咽喉分离到的炭疽杆菌,大多呈细长丝状,而不是 典型的竹节状排列.在实验室保存的菌种,若没有及时的进 行移植,其形态变异更为常见.
原核生物的转座子类型 转座的遗传效应
插入序列（IS）
转座子(Tn)
特殊病毒（Mu噬菌体） 插入突变 产生染色体畸变(复制性转座子) 基因的移动和重排
3. 毒力岛(PAl) 指病原菌的某个或某些毒力基因群，位于细菌染色体之
内，称之为毒力岛。 PAI编码产物：PAI基因编码的产物为分泌性蛋白或细胞
表面蛋白。一种病原菌可以有一个以上的毒力岛。 PAI的生物学意义：毒力岛可在致病菌株与非致病菌株间
可长出S菌 只长出R菌
只有S型细菌的DNA才能将S. Pneumoniae的R型转化为S型，
说明S型菌株转移给R型菌株的，是遗传因子－－DNA。
2. 噬菌体感染实验：1952年 研究人员： A. D. Hershey和M. Chase 研究对象：噬菌体 实验设计：
（1）含32P-DNA的一组：放射性85%在沉淀中 （2）含35S-蛋白质的一组：放射性75%在上清液中
2. 转座因子
在染色体中，一些DNA片段不但可在染色体上移动，而且 还可从一个染色体跳到另一个染色体，从一个质粒跳到另一 个质粒或染色体，甚至还可从一个细胞转移到另一个细胞。 这种在染色体组中或染色体组间能改变自身位置的一段DNA顺 序称为转座因子（transposible element），也称作跳跃基因 （jumping gene）或可移动基因（movable gene）。
研究人员： O.T.Avery 、C.M.MacLeod和M.McCarty等
研究对象：Streptococcus pneumoniae（肺炎双球菌）
S型菌株：有致病性，菌落表面光滑，有荚膜
R型菌株：无致病性，菌落表面粗糙，无荚膜
实验设计： 活R菌
①加S菌DNA ②加S菌DNA及DNA酶以外的酶 ③加S菌的DNA和DNA酶 ④加S菌的RNA ⑤加S菌的蛋白质 ⑥加S菌的荚膜多糖
• 用两种杂合病毒感染寄主： – （1）表现TMV的典型症状病分离到正常TMV粒子 – （2）表现HRV的典型症状病分离到正常HRV粒子。
• 上述结果说明，在RNA病毒中，遗传的物质基础也是核酸。
（二）其他类型的遗传物质
1. 质粒(plasmid) 是细菌染色体外的遗传物质，多为环状双螺旋DNA分子，
兽医微生物学
2020年6月
第一章 细菌学基础
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节
细菌的形态与结构 细菌的生理 细菌的生态 细菌的致病 细菌的控制 细菌的变异 细菌的鉴定
第六节 细菌的变异
一. 几个基本概念 二. 细菌遗传的物质基础 三. 细菌的变异现象 四. 细菌的变异机制 五. 细菌变异的应用
表型（phenotype） 一个生物体所具有的一切外表特征和内在特性的总和。
二、遗传的物质基础 （一）核酸是遗传变异的物质基础
包括DNA和RNA 证实实验：
以微生物为对象进行的三个著名实验： 肺炎球菌转化试验 噬菌体感染试验 病毒重建试验
1. 肺炎球菌转化实验（transformation）：1944年
2、遗传性变异
由于细菌基因发生了改变，使其相应的 性状也发生改变，并可以遗传下去，这种变 异称为遗传性变异。遗传性变异的机理包括 基因突变和基因重组两方面。
(1)基因突变(gene mutation) 又称为突变。是基因内部结构的细微变化，如DNA分子 上排列的碱基对发生的变化。基因突变可分为碱基置换和移码 两种类型。
重组，使后者通过基因重组获得致病性。
三、细菌的变异现象
细菌在一定条件下，子代与亲代之间以及子代与子代之 间的生物学性状发生差异的现象，称为变异(variation)
变异使细菌产生新的变种，变种的新特性靠遗传得以巩 固，并使物种得化的变异
形态的变异 结构的变异 菌落的变异
可以自身复制，随宿主菌分裂传到子代菌体。质粒也可自然 或人工以转移、丢失。
编码性菌毛的质粒称致育质粒或F质粒，有F质粒的细菌 有性菌毛，为雄性细菌；无F质粒的细菌无性菌毛，为雌性细 菌。
编码细菌各种毒力因子的质粒统称毒力质粒或Vi质粒。 细菌抗药性则由R质粒所决定。一个质粒可同时具有几种 编码功能。
所以，进入细胞的是噬菌体的核酸而不是蛋白质。
3. 植物病毒重建实验：1956年
研究人员：H. Fraenkel-Conrat
研究对象：烟草花叶病毒（TMV）
实验设计：
• 选用TMV和霍氏车前花叶病毒（HRV），分别拆分取得各自 的RNA和蛋白质，将两种RNA分别与对方的蛋白质外壳重建 形成两种杂合病毒： – （1）RNA（TMV） 蛋白质（HRV） – （2）RNA（HRV） 蛋白质（TMV）
（2）结构的变异 荚膜变异: 如禽源性巴氏杆菌 芽胞变异: 如炭疽杆菌 鞭毛变异: 如变形杆菌
（3）菌落的变异
R菌落
S菌落
2、生化变异
（1）营养缺陷型变异 （2）抗药性变异 （3）抗噬菌体变异 （4）毒力的变异
四 细菌的变异机制
1、非遗传性变异 非遗传性变异，即基因无变化，只因外界环境暂
时的影响而表现出的变异。例如炭疽杆菌菌落正常表 现为粗糙型，但有人证明在厌氧的条件下，在含有血 清或血液的培养基中，菌落变为光滑型。如果在有氧 的条件下，普通琼脂培养又可见到粗糙型菌落。目前 对非遗传变异的机理还不太清楚。