解放军文职招聘考试细菌的遗传与变异

 细菌的遗传与变异

● 考点
◇ 细菌的遗传物质
◇ 细菌的变异现象
◇ 细菌变异的机制
◇ 遗传变异研究的实际意义
【内容讲解】

　　一、遗传变异的物质基础
◇ 细菌的遗传物质是DNA
◇ 细菌遗传的物质基础存在于染色体、质粒和转位因子
（一）细菌染色体
◇ 为一条环状闭合双螺旋长链，反复折叠扭曲形成负超螺旋结构，减少了二级结构右手螺旋张力，使其结构更趋稳定；同时，负超螺旋的存在使复制又能不断向前推进，并为复制起始阶段解链提供所需能量。
◇ 细菌的基因结构呈连续性、几乎无内含子，因此，转录后的DNA不需加工剪切即可产生成熟的mRNA。细菌DNA复制和表达，大多数细菌的基因组中只有一个起始点顺序，复制时成团的DNA解开成环状。由DNA经过RNA到多肽链的过程，即基因表达的过程。
（二）细菌质粒
◇ 概念：细菌体内染色体外的闭合环状双股DNA，有时也可呈线状或超螺旋状。
◇ 质粒的基本特性：
①质粒DNA的复制为不依赖细菌染色体而自主复制；
②可自行丢失和消除；
③转移性；
④编码产物赋予细菌某些性状特征。
◇ 质粒的种类
种类 作用
F质粒（致育质粒或致育因子） 可编码性菌毛
R质粒（耐药性质粒） 编码细菌对抗菌药物的耐药性
Vi质粒（毒力质粒） 编码与细菌致病性有关的毒力因子
细菌素质粒（如Col质粒） 编码大肠埃希菌产生大肠菌素
（三）细菌转位因子
概念：为存在于细菌染色体或质粒上的一段特异的核苷酸序列重复，它可在DNA分子中移动，不断改变它们在基因组内的位置，从一个基因组移动到另一个基因组中。
分类：
①插入序列：两末端为反向重复顺序和转座有关的基因组成，不携带其他任何已知和插入功能无关的基因区域，是最小的转位因子。
②转座子：除携带与转位有关的基因外，还携带一些结构基因，能整合到受体DNA的多个“热点”上。
③转座噬菌体：一些具有转座功能的溶原性噬菌体。

　　二、细菌的变异现象
◇ 形态与结构变异
如细菌的L型形态呈现高度多形性且对渗透压敏感，在普通培养基中不能生长。细菌的一些特殊结构，如荚膜、芽胞、鞭毛等也可发生变异。
◇ 菌落变异（S-R变异）
◇ 病毒突变株 是一种空斑突变株，是有些病毒在敏感细胞内连续培养传代过程中产生大小、外形不同于野生型的空斑。
◇ 毒力变异
有毒力减弱和增强两种。卡介苗是一株毒力减弱而保留抗原性的变异株，预防接种对人不致病，却可使人获得免疫力。
◇ 耐药性变异
其产生可通过细菌染色体耐药基因的突变、耐药质粒的转移和转座子的插入，使细菌产生一些新的酶类或多肽类物质，破坏抗菌药物或阻挡药物向靶细胞穿透，或发生新的代谢途径，从而产生对抗生素的耐药性，造成临床药物治疗的失败。
◇ 热源性变异
◇ 酶活性变异

　　三、细菌变异的机制
◇ 基因的突变
◇ 基因的转移和重组
（一）基因的突变
◇ 基因突变的规律
（1）自发突变和诱导
一般细菌每分裂106～109次即可发生一次
（2）随机突变和选择
突变是随机和不定向的，细菌染色体上数千个基因中哪个基因发生突变、导致何种性状的改变均不是由外界因素决定。
（3）突变和回复突变
某种细菌在自然环境下大多数所具有的表型菌株称为野生型菌株，发生突变后的菌株则称为突变型株。经过再次突变又可成为与野生型相同表型的过程称为回复突变。
◇ 突变的类型
（1）碱基的置换
·转换
·颠换
（2）碱基的插入和缺失——移码突变
（3）转位因子的插入
（二）基因物质的转移和重组
1.转化
2.转导
3.接合
4.溶源性转换
5.原生质体融合
1.转化：是受体菌直接摄取供体菌提供的游离DNA片段整合重组，使受体菌的性状发生变异的过程。
2.转导：是以噬菌体为媒介，将供体菌的基因转移到受体菌内，导致受体菌基因改变的过程。

普遍性转导

3.接合：受体菌和供体菌直接接触，供体菌通过性菌毛将所带有的F质粒或类似遗传物质转移至受体菌的过程。

4.溶原性转换：是噬菌体的DNA与细菌染色体重组，使宿主菌遗传结构发生改变而引起的遗传型变异。

5.原生质体融合：两种经过处理失去细胞壁的原生质体混和可发生融合，融合后的双倍体细胞可发生细菌染色体间的重组。

　　四、遗传变异研究的实际意义
◇ 在疾病的诊断、治疗与预防中的应用
◇ 在测定致癌物质中的应用
◇ 在流行病学中的应用
◇ 在基因工程中的应用
【例题】细菌形态和结构变异包括
A.细菌的L型变异
B.有荚膜变异
C.芽胞变异
D.鞭毛变异
E.菌落变异
[答疑编号502389040101]
  
【正确答案】ABCD

 

　　【例题】研究细菌的遗传变异在医学中的应用包括
A.在疾病诊断中的应用
B.在疾病治疗方面的应用
C.在疾病预防方面的应用
D.在检测致癌物质方面的应用
E.在基因工程方面的应用
[答疑编号502389040102]
  
【正确答案】ABCDE

 

　　【例题】细菌遗传的物质基础存在于
A.染色体和质粒中
B.质粒和转位因子中
C.染色体和转位因子中
D.染色体、质粒和转位因子中
E.染色体、质粒、温和噬菌体和转位因子
[答疑编号502389040103]
  
【正确答案】D

 

　　【例题】介导细菌间接合的物质是
A.鞭毛
B.菌毛
C.普通菌毛
D.性菌毛
E.核糖体

  
【正确答案】D

 

　　本章小结：
一、细菌遗传的物质基础
二、细菌的变异现象
三、细菌变异的机制（基因转移与重组）
四、细菌遗传变异的实际意义