第六章
细菌的遗传与变异
2.遗传是物种存在的基础, 变
异是物种存在的前提
1.细菌繁殖快, 数量大
前 言
第六章 细菌的遗传与变异
第六章 细菌的遗传与变异细菌的遗传与变异
基本概念
1.遗传
2.变异
指亲代细菌与子代细菌的相似性，
它使细菌的性状保持相对稳定，
是各种细菌存在的根据。
指亲代与子代以及子代
细菌之间的不相似性，
细菌得以发展进化
第六章 细菌的遗传与变异
第一节 细菌遗传变异的物质基础
细菌的遗传与变异
一、基因组
二、质粒
细菌的基因组位于核体，是遗传的主要物质基础。
质粒是细菌染色体外遗传物质，多为环状双螺旋
DNA分子。质粒可以自身复制，随宿主菌分裂传到
子代菌体。
第六章 细菌的遗传与变异细菌的遗传与变异
第一节 细菌遗传变异的物质基础
二、质粒
分 类
质粒编码细菌各种重要的生物学
性状。编码性菌毛的质粒称致育
粒或 F质粒，具有 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，该
质粒与细菌的有性结合有关。按
其转移的特性可将质粒分为二类：
接合性质粒与非接合性质粒。
第六章 细菌的遗传与变异
第一节 细菌遗传变异的物质基础
转座因子
毒 力 岛
二、质粒
可移动的 DNA片段称为转座因子 。 细菌的转座因子有
三种类型：插入序列, 转座子以及某些特殊的噬菌体 。
PAI是指病原菌的某个或某些毒力基因群，分子结构与功能有
别于细菌染色体，但位于细菌染色体之内，因此称之为, 岛, 。
PAI虽然是染色体的 DNA片段，但两端往往具有重复序列与插入
元件，其 G＋ Cmol%及密码使用与细菌染色体有明显差异，分子
量较大，多为 30到 40kb，也有达 100kb者。
第六章 细菌的遗传与变异
第二节 基因突变
一、基因突变
概 念
类 型
简称突变，是变异的一种，指生物细胞遗传物质 DNA
分子结构突然发生了稳定的可遗传的变化。
按发生改变范围大小，分为染色体畸
变和点突变。染色体畸变是指染色体的一
大段发生了变化，包括染色体结构上的缺
失、重复、插入、易位和倒置。点突变是
相应基因上的 DNA链中一个或少数几个核
苷酸对的改变，包括核苷酸对的置换，进
一步可分为转换与颠换和因缺失或插入而
造成的移码。
第六章 细菌的遗传与变异
二、细菌变异的类型
第二节 基因突变
菌落形态变异
抗 原 变 异
属非选择性变异。细菌的菌落分为两种类型：菌落
表面光滑、湿润，边缘整齐的光滑型（ S型）和菌
落表面粗糙、枯干，边缘不整齐的粗糙型（ R型）。
由于细菌基因突变而引起其抗原结构发生改变的变异类
型。常见的细菌细胞壁缺陷变异、荚膜变异或鞭毛变异
等。
第六章 细菌的遗传与变异
二、细菌变异的类型
第二节 基因突变
抗 性 变 异
营养型变异
是对某种化学药物或致死物理因子抗性的变异。例
如培养枯草杆菌或蜡样芽孢杆菌于含少量青霉素 G的
培养基中时，可诱导这些细菌产生青霉素酶以破坏
青霉素。
1,主要引起营养缺陷变异, 即细菌丧失合成一
种或几种生长因子的能力, 无法在基本培养基上正
常生长繁殖的变异类型 。 如变异株丧失对某种糖类,
维生素, 氨基酸或其他生长因子的合成能力, 在补
充这些营养物质的培养基上才能生长 。
第六章 细菌的遗传与变异
第二节 基因突变
三、诱发细菌变异的方法
生 物 学 方 法
物 理 方 法 包括温度及各种射线。温度诱发基因突变的机制似乎是专一对 GC碱基对的作用。辐射的诱变作用一般
认为有直接作用和间接作用两个方面。
利用各种生物学方法可诱使微生物发生
变异，使细菌发生毒力等性状的改变，获得
性能良好的菌株。
第六章 细菌的遗传与变异
第二节 基因突变
三、诱发细菌变异的方法
化 学 方 法
常用的化学诱变剂有 5溴脱氧尿苷, 5氟脱氧尿苷, 2氨基嘌呤, 8氮鸟
嘌呤, 亚硝酸等 。 它们的作用机制总的说主要有以下几方面：
（ 1） 取代碱基参入 DNA
（ 2） 使碱基发生化学变构, 从而引起 DNA的
某些碱基对发生置换
（ 3） 插入 DNA相邻的碱基之间, 引起移码突
变
（ 4） 引起 DNA分子断裂而诱发染色体畸变
第六章 细菌的遗传与变异
第三节 基因的转移与重组
转 化
一、基因转移
转 导
普遍性 局限性
供体菌游离 DNA片段直接进入受体菌，使受体菌获
得新的性状称为转化。
以温和噬菌体为媒介，把供体菌的 DNA小片段携带
到受体菌中，通过交换与整合，使受体菌获得供
体菌的部分遗传性状称为转导。
第六章 细菌的遗传与变异
第三节 基因的转移与重组
一、基因转移
转 染
原生质体融合
接 合 两个完整的细菌细胞通过性菌毛直接接触，由供体细菌将质粒 DNA转移给受体细菌的过程。
通过人为的方法, 使遗传性状不同的两种细
菌细胞的原生质体发生融合, 并进而发生遗传重
组, 以产生同时带有双亲性状的, 遗传性稳定的
融合子的过程 。
受体菌获得从噬菌体而非从其他供体菌
提取的 DNA的过程
第六章 细菌的遗传与变异
第四节 细菌遗传变异研究的意义
一,理论方面
用细菌进行的一系列遗传学实验, 不仅提示了细菌
本身许多遗传变异的规律, 而且推动整个分子遗传学的
迅速发展 。 在微生物领域内, 细菌遗传变异的研究也有
助于对其他有关问题的了解和发展, 例如帮助了解微生
物的起源和进化, 微生物的结构与功能的关系, 原核生
物性状的调节控制, 以及推动微生物分类学的深入发展 。
第六章 细菌的遗传与变异
第四节 细菌遗传变异研究的意义
一,理论方面
二,实践方面
疾病诊断
在临床细菌学检查工作中, 要作出正
确的诊断, 不但要熟悉细菌的典型特性, 还
要了解细菌的变异规律 。 细菌在异常条件下
生长发育时, 可以发生形态的改变 。 有鞭毛
的细菌也容易发生失去鞭毛的遗传性变异或
非遗传性变异 。 这些变化的认识对临床分离
菌的鉴定与疾病诊断有重要意义 。
第六章 细菌的遗传与变异
第四节 细菌遗传变异研究的意义
一,理论方面
二,实践方面
疾病预防和治疗
由于抗生素的广泛使用，原来对
某些药物敏感的细菌，可发生变异而
形成对该药物的耐性，有时甚至形成
必须有该药物方能生长的赖药性。所
以，在治疗细菌疾病用药时，应选择
敏感的抗菌药物，并应防止耐药菌株
的扩散。
第六章 细菌的遗传与变异
第四节 细菌遗传变异研究的意义
一,理论方面
二,实践方面
基因工程
基因工程是用人工方法将所需要的
某一供体生物的 DNA大分子提取出来, 在离
体的条件下用适当的工具酶切割, 把它与
作为载体的 DNA分子连接起来, 然后与载体
一起导入某一易生长, 繁殖的受体细胞中,
让外源遗传物质在其中, 安家落户,, 进
行正常的复制和表达, 从而获得新的产物 。
第六章 细菌的遗传与变异
本次课小节
1.细菌的遗传变异的物质基础是染色体和质粒上的基因组。
2.细菌质粒给予细菌生命非必需的性状，如耐药性、菌毛等。
3.病原菌的毒力岛是从基因水平上认识细菌毒力的毒力因子。
4.基因的突变是细菌最重要的变异，转化、转导、接合是细菌
个体间交换遗传物质的天然方式，对细菌的变异有重要意义。
5.掌握细菌遗传变异的规律有利于动物传染病的诊断和预防，
并可以推动基因工程技术的进步。
第六章 细菌的遗传与变异
讨论、思考题、作业
1.概述细菌遗传变异的物质基础。
2.细菌质粒的类型以及各类型的概念，研究细菌质粒有何
意义。
3.简述细菌毒力岛的概念及意义。
4.自然条件下，细菌基因转移的主要方式有哪些，每种转
移方式的机理。
5.举例说明研究细菌遗传变异在理论和实践上的意义。
细菌的遗传与变异
2.遗传是物种存在的基础, 变
异是物种存在的前提
1.细菌繁殖快, 数量大
前 言
第六章 细菌的遗传与变异
第六章 细菌的遗传与变异细菌的遗传与变异
基本概念
1.遗传
2.变异
指亲代细菌与子代细菌的相似性，
它使细菌的性状保持相对稳定，
是各种细菌存在的根据。
指亲代与子代以及子代
细菌之间的不相似性，
细菌得以发展进化
第六章 细菌的遗传与变异
第一节 细菌遗传变异的物质基础
细菌的遗传与变异
一、基因组
二、质粒
细菌的基因组位于核体，是遗传的主要物质基础。
质粒是细菌染色体外遗传物质，多为环状双螺旋
DNA分子。质粒可以自身复制，随宿主菌分裂传到
子代菌体。
第六章 细菌的遗传与变异细菌的遗传与变异
第一节 细菌遗传变异的物质基础
二、质粒
分 类
质粒编码细菌各种重要的生物学
性状。编码性菌毛的质粒称致育
粒或 F质粒，具有 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，该
质粒与细菌的有性结合有关。按
其转移的特性可将质粒分为二类：
接合性质粒与非接合性质粒。
第六章 细菌的遗传与变异
第一节 细菌遗传变异的物质基础
转座因子
毒 力 岛
二、质粒
可移动的 DNA片段称为转座因子 。 细菌的转座因子有
三种类型：插入序列, 转座子以及某些特殊的噬菌体 。
PAI是指病原菌的某个或某些毒力基因群，分子结构与功能有
别于细菌染色体，但位于细菌染色体之内，因此称之为, 岛, 。
PAI虽然是染色体的 DNA片段，但两端往往具有重复序列与插入
元件，其 G＋ Cmol%及密码使用与细菌染色体有明显差异，分子
量较大，多为 30到 40kb，也有达 100kb者。
第六章 细菌的遗传与变异
第二节 基因突变
一、基因突变
概 念
类 型
简称突变，是变异的一种，指生物细胞遗传物质 DNA
分子结构突然发生了稳定的可遗传的变化。
按发生改变范围大小，分为染色体畸
变和点突变。染色体畸变是指染色体的一
大段发生了变化，包括染色体结构上的缺
失、重复、插入、易位和倒置。点突变是
相应基因上的 DNA链中一个或少数几个核
苷酸对的改变，包括核苷酸对的置换，进
一步可分为转换与颠换和因缺失或插入而
造成的移码。
第六章 细菌的遗传与变异
二、细菌变异的类型
第二节 基因突变
菌落形态变异
抗 原 变 异
属非选择性变异。细菌的菌落分为两种类型：菌落
表面光滑、湿润，边缘整齐的光滑型（ S型）和菌
落表面粗糙、枯干，边缘不整齐的粗糙型（ R型）。
由于细菌基因突变而引起其抗原结构发生改变的变异类
型。常见的细菌细胞壁缺陷变异、荚膜变异或鞭毛变异
等。
第六章 细菌的遗传与变异
二、细菌变异的类型
第二节 基因突变
抗 性 变 异
营养型变异
是对某种化学药物或致死物理因子抗性的变异。例
如培养枯草杆菌或蜡样芽孢杆菌于含少量青霉素 G的
培养基中时，可诱导这些细菌产生青霉素酶以破坏
青霉素。
1,主要引起营养缺陷变异, 即细菌丧失合成一
种或几种生长因子的能力, 无法在基本培养基上正
常生长繁殖的变异类型 。 如变异株丧失对某种糖类,
维生素, 氨基酸或其他生长因子的合成能力, 在补
充这些营养物质的培养基上才能生长 。
第六章 细菌的遗传与变异
第二节 基因突变
三、诱发细菌变异的方法
生 物 学 方 法
物 理 方 法 包括温度及各种射线。温度诱发基因突变的机制似乎是专一对 GC碱基对的作用。辐射的诱变作用一般
认为有直接作用和间接作用两个方面。
利用各种生物学方法可诱使微生物发生
变异，使细菌发生毒力等性状的改变，获得
性能良好的菌株。
第六章 细菌的遗传与变异
第二节 基因突变
三、诱发细菌变异的方法
化 学 方 法
常用的化学诱变剂有 5溴脱氧尿苷, 5氟脱氧尿苷, 2氨基嘌呤, 8氮鸟
嘌呤, 亚硝酸等 。 它们的作用机制总的说主要有以下几方面：
（ 1） 取代碱基参入 DNA
（ 2） 使碱基发生化学变构, 从而引起 DNA的
某些碱基对发生置换
（ 3） 插入 DNA相邻的碱基之间, 引起移码突
变
（ 4） 引起 DNA分子断裂而诱发染色体畸变
第六章 细菌的遗传与变异
第三节 基因的转移与重组
转 化
一、基因转移
转 导
普遍性 局限性
供体菌游离 DNA片段直接进入受体菌，使受体菌获
得新的性状称为转化。
以温和噬菌体为媒介，把供体菌的 DNA小片段携带
到受体菌中，通过交换与整合，使受体菌获得供
体菌的部分遗传性状称为转导。
第六章 细菌的遗传与变异
第三节 基因的转移与重组
一、基因转移
转 染
原生质体融合
接 合 两个完整的细菌细胞通过性菌毛直接接触，由供体细菌将质粒 DNA转移给受体细菌的过程。
通过人为的方法, 使遗传性状不同的两种细
菌细胞的原生质体发生融合, 并进而发生遗传重
组, 以产生同时带有双亲性状的, 遗传性稳定的
融合子的过程 。
受体菌获得从噬菌体而非从其他供体菌
提取的 DNA的过程
第六章 细菌的遗传与变异
第四节 细菌遗传变异研究的意义
一,理论方面
用细菌进行的一系列遗传学实验, 不仅提示了细菌
本身许多遗传变异的规律, 而且推动整个分子遗传学的
迅速发展 。 在微生物领域内, 细菌遗传变异的研究也有
助于对其他有关问题的了解和发展, 例如帮助了解微生
物的起源和进化, 微生物的结构与功能的关系, 原核生
物性状的调节控制, 以及推动微生物分类学的深入发展 。
第六章 细菌的遗传与变异
第四节 细菌遗传变异研究的意义
一,理论方面
二,实践方面
疾病诊断
在临床细菌学检查工作中, 要作出正
确的诊断, 不但要熟悉细菌的典型特性, 还
要了解细菌的变异规律 。 细菌在异常条件下
生长发育时, 可以发生形态的改变 。 有鞭毛
的细菌也容易发生失去鞭毛的遗传性变异或
非遗传性变异 。 这些变化的认识对临床分离
菌的鉴定与疾病诊断有重要意义 。
第六章 细菌的遗传与变异
第四节 细菌遗传变异研究的意义
一,理论方面
二,实践方面
疾病预防和治疗
由于抗生素的广泛使用，原来对
某些药物敏感的细菌，可发生变异而
形成对该药物的耐性，有时甚至形成
必须有该药物方能生长的赖药性。所
以，在治疗细菌疾病用药时，应选择
敏感的抗菌药物，并应防止耐药菌株
的扩散。
第六章 细菌的遗传与变异
第四节 细菌遗传变异研究的意义
一,理论方面
二,实践方面
基因工程
基因工程是用人工方法将所需要的
某一供体生物的 DNA大分子提取出来, 在离
体的条件下用适当的工具酶切割, 把它与
作为载体的 DNA分子连接起来, 然后与载体
一起导入某一易生长, 繁殖的受体细胞中,
让外源遗传物质在其中, 安家落户,, 进
行正常的复制和表达, 从而获得新的产物 。
第六章 细菌的遗传与变异
本次课小节
1.细菌的遗传变异的物质基础是染色体和质粒上的基因组。
2.细菌质粒给予细菌生命非必需的性状，如耐药性、菌毛等。
3.病原菌的毒力岛是从基因水平上认识细菌毒力的毒力因子。
4.基因的突变是细菌最重要的变异，转化、转导、接合是细菌
个体间交换遗传物质的天然方式，对细菌的变异有重要意义。
5.掌握细菌遗传变异的规律有利于动物传染病的诊断和预防，
并可以推动基因工程技术的进步。
第六章 细菌的遗传与变异
讨论、思考题、作业
1.概述细菌遗传变异的物质基础。
2.细菌质粒的类型以及各类型的概念，研究细菌质粒有何
意义。
3.简述细菌毒力岛的概念及意义。
4.自然条件下，细菌基因转移的主要方式有哪些，每种转
移方式的机理。
5.举例说明研究细菌遗传变异在理论和实践上的意义。
