《动物微生物与免疫学》课程教学资源（讲稿）第五章 微生物的遗传与变异

第六章微生物的遗传与变异第一节细菌遗传的物质基础遗传：生物通过亲代给后代相似性状，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。变异：子代跟亲代不相似的性状，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。一、物质基础1.基因组（genome）位于核体，是遗传的主要物质基础。环状双链双螺旋DNA链组成。2.质粒（plasmid）细菌染色体外的遗传物质，编码细菌各种重要的生物学性状。3.转座因子（transposableelement）：在染色体上可移动的DNA片断4.毒力岛（pathogenicityisland，PAI)：位于细菌染色体内的，分子结构和功能有别于细菌染色体的毒力基因群。三、常见的微生物变异现象（一）形态结构和抗原性的变异1：形态变异：自然形成或诱导产生的细菌L型以及老龄培养物中出现的衰老形细菌。2．荚膜变（K变异）：有荚膜的菌在一定条件下失去形成荚膜的能力。3.芽胞变异：一定条件下失去形成芽胞的能力。4.鞭毛变异：从有鞭毛的菌变成无鞭毛的菌（H一O变异）（有鞭毛）H型菌O型细菌（二）生理性变异：1.代谢类型变异（酶缺陷型）营养缺陷性变异2.抗药性变异。以上两者抗体筛选，重组体。（三）毒力变异：毒力强的变成弱的或变成无毒力的。复壮：实验室内将长期人工培养而降低毒力的细菌反复通过易感动物而提高毒力使其恢复原有的毒力水平。（四）菌落的变异1.光滑型粗糙型（S---R）：型状改变，表面S型抗原丧失及毒力由强到弱。微生物变异机理：非遗传变异和遗传变异（突变，基因转移）

第六章 微生物的遗传与变异 第一节 细菌遗传的物质基础 遗传：生物通过亲代给后代相似性状，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。 变异：子代跟亲代不相似的性状，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。 一、物质基础 1．基因组（genome） 位于核体，是遗传的主要物质基础。环状双链双螺旋 DNA 链组成。 2．质粒（plasmid） 细菌染色体外的遗传物质，编码细菌各种重要的生物学性状。 3．转座因子（transposable element）： 在染色体上可移动的 DNA 片断 4．毒力岛（pathogenicity island，PAI）： 位于细菌染色体内的，分子结构和功能有别于细菌染色体的毒力基因群。 二、 常见的微生物变异现象 （一）形态结构和抗原性的变异 1． 形态变异：自然形成或诱导产生的细菌 L 型以及老龄培养物中出现的衰老形 细菌。 2． 荚膜变（K 变异）：有荚膜的菌在一定条件下失去形成荚膜的能力。 3． 芽胞变异：一定条件下失去形成芽胞的能力。 4． 鞭毛变异：从有鞭毛的菌变成无鞭毛的菌（H—O 变异） （有鞭毛）H 型菌—O 型细菌 （二）生理性变异： 1． 代谢类型变异（酶缺陷型）营养缺陷性变异 2． 抗药性变异。 以上两者抗体筛选，重组体。 （三）毒力变异：毒力强的变成弱的或变成无毒力的。 复壮：实验室内将长期人工培养而降低毒力的细菌反复通过易感动物而提高毒力 使其恢复原有的毒力水平。 （四）菌落的变异 1．光滑型 粗糙型（S-R）：型状改变，表面 S 型抗原丧失及毒力由强到弱。 微生物变异机理：非遗传变异和遗传变异（突变，基因转移）

第二节基因的突变基因突变：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。它是生物进化的一个重要因素。一、类型（一）按发生改变的范围大小1.染色体畸变：染色体的一大段发生了变化。2.点突变：相应基因上的DNA链中一个或少数几个核苷酸对的改变。（二）按细菌基因突变条件不同1.自发突变：自然发生的突变，突变率很低。2.人工诱变：应用诱变因素的影响下而发生的突变，其突变率常高于自然突变。二、人工诱发细菌变异的方法人工诱变：人为方法增加细菌突变机会1：化学方法：化学药物，常用的有苯类和酚类药物2.物理方法：高温，辐射UV（重点与UV的消毒杀菌联系）3.生物方法：1.增强毒力(1)连续通过易感动物，可使毒力增强(2)被温和噬菌体感染，可增强毒力2.减弱毒力(1)自发减弱的现象（2）长期传代培养致弱(3)病原菌通过非易感动物、鸡胚传代等方法第三节基因的转移与重组外源性的遗传物质由供体菌进入受体菌细胞内的过程称为基因转移（genetransfer)；转移的基因与受体菌DNA整合在一起称为重组(recombination)。细菌基因转移和重组的主要方式有转化、转导、接合等。一、转化(transformation)转化：供体菌游离的DNA片段直接进入受体菌，使受体菌获得新的性状。受体菌必须处于感受态才能转化感受态：细胞生活周期中的一种特殊的生理状态。二、转导（transduction）转导：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

第二节 基因的突变 基因突变：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。 它是生物进化的－个重要因素。 一、类型 （一）按发生改变的范围大小 1.染色体畸变 ：染色体的一大段发生了变化。 2.点突变 ：相应基因上的 DNA 链中一个或少数几个核苷酸对的改变 。 （二）按细菌基因突变条件不同 1.自发突变 ：自然发生的突变，突变率很低。 2.人工诱变 ：应用诱变因素的影响下而发生的突变，其突变率常高于自然突变。 二、人工诱发细菌变异的方法 人工诱变：人为方法增加细菌突变机会 1． 化学方法：化学药物，常用的有苯类和酚类药物 2． 物理方法：高温，辐射 UV（重点与 UV 的消毒杀菌联系） 3． 生物方法： 1.增强毒力 (1)连续通过易感动物，可使毒力增强 (2)被温和噬菌体感染，可增强毒力 2.减弱毒力 (1)自发减弱的现象 （2）长期传代培养致弱 (3)病原菌通过非易感动物、鸡胚传代等方法 第三节 基因的转移与重组 外源性的遗传物质由供体菌进入受体菌细胞内的过程称为基因转移（gene transfer)；转移的基因与受体菌 DNA 整合在一起称为重组(recombination)。细菌 基因转移和重组的主要方式有转化、转导、接合等。 一、转化(transformation) 转化：供体菌游离的 DNA 片段直接进入受体菌，使受体菌获得新的性状。受体 菌必须处于感受态才能转化 感受态 ：细胞生活周期中的一种特殊的生理状态。 二、转导（transduction） 转导：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

两种类型：普遍性转导和局限性转导。三、接合（conjugation）接合：是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。FFF+F+OOFF+F转化、转导、接合三种方式其本质都是遗传物质从供体细胞向受体细胞转移，但DNA转移方式不同：转化是通过受体菌的细胞膜；接合是通过细菌性菌毛：转导是通过噬菌体。第四节细菌遗传变异研究的实际意义一，在诊断疾病上的应用要作出正确诊断，不但要熟悉细菌的典型特性，还要了解细菌变异的规律。二、在预防疾病上的应用利用病原菌的减毒变异株制备活菌苗。三、在治疗疾病上的应用由于耐药菌株增多，应根据药敏试验指导临床用药。四、基因工程

两种类型：普遍性转导和局限性转导。 三、接合（conjugation） 接合：是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。 转化、转导、接合三种方式其本质都是遗传物质从供体细胞向受体细胞转移，但 DNA 转移方式不同：转化是通过受体菌的细胞膜；接合是通过细菌性菌毛；转 导是通过噬菌体。 第四节 细菌遗传变异研究的实际意义 一. 在诊断疾病上的应用 要作出正确诊断，不但要熟悉细菌的典型特性，还要了解细菌变异的规律。 二、在预防疾病上的应用 利用病原菌的减毒变异株制备活菌苗。 三、在治疗疾病上的应用 由于耐药菌株增多，应根据药敏试验指导临床用药。 四、基因工程