总论+第1章-细菌的基本性状.ppt
医学微生物学医学微生物学 主讲主讲 韩维维韩维维1总论第一节第一节 微生物微生物微生物：微生物：是自然界中一些肉眼不能直接看见的微小生物。是自然界中一些肉眼不能直接看见的微小生物。特点：特点：个体微小，结构简单；代谢旺盛，繁殖迅速；容个体微小，结构简单；代谢旺盛，繁殖迅速；容易变异，分布广泛。易变异，分布广泛。分类：分类：1.1.真核细胞型微生物：有核膜、核仁和染色体、胞浆内真核细胞型微生物：有核膜、核仁和染色体、胞浆内有完整的细胞器。如真菌有完整的细胞器。如真菌2.2.原核细胞型微生物：仅有原始核，无核膜、核仁、无原核细胞型微生物：仅有原始核，无核膜、核仁、无完整的细胞器。如细菌、支原体、衣原体、立克次体、完整的细胞器。如细菌、支原体、衣原体、立克次体、螺旋体和放线菌。螺旋体和放线菌。3.3.非细胞型微生物：无完整的细胞结构，只有核酸和蛋非细胞型微生物：无完整的细胞结构，只有核酸和蛋白质衣壳，只能在白质衣壳，只能在活细胞活细胞内增殖。如病毒内增殖。如病毒2第二节第二节 医学微生物学医学微生物学普通微生物学普通微生物学农业微生物学农业微生物学工业微生物学工业微生物学兽医微生物学兽医微生物学医学微生物学医学微生物学医学微生物是微生物学的一个分支，主要研究与医学有医学微生物是微生物学的一个分支，主要研究与医学有关的病原微生物的生物学性状、感染与免疫、微生物学关的病原微生物的生物学性状、感染与免疫、微生物学检查方法和防治原则等，以控制和消灭包括传染病在内检查方法和防治原则等，以控制和消灭包括传染病在内的感染性疾病，达到保障和提高人类健康水平的目的。的感染性疾病，达到保障和提高人类健康水平的目的。3第第1 1章章 细菌的基本性状细菌的基本性状 广义广义-所有原核细胞型微生物（细菌、支所有原核细胞型微生物（细菌、支原体衣原体、立克次体、螺旋体、放线菌）原体衣原体、立克次体、螺旋体、放线菌）共性：有细胞壁、原始核质、二分裂、对共性：有细胞壁、原始核质、二分裂、对抗抗 生素敏感生素敏感狭义狭义-专指其中的细菌专指其中的细菌4第一章第一章 细菌的形态和结构细菌的形态和结构一、细菌的大小和形态一、细菌的大小和形态 观察细菌常用光学显微镜，其大小用测微尺在显观察细菌常用光学显微镜，其大小用测微尺在显微镜下进行测量，以微米微镜下进行测量，以微米(m)(m)为单位。不同种为单位。不同种类的细菌大小不一，同一种细菌也因菌龄和环境类的细菌大小不一，同一种细菌也因菌龄和环境因素的影响而有差异。因素的影响而有差异。5一、细菌的大小和形态一、细菌的大小和形态细菌按其外形，主要有球菌（细菌按其外形，主要有球菌（coccuscoccus）、杆菌）、杆菌（bacillusbacillus）、螺形菌（、螺形菌（spiral bacteriumspiral bacterium）。）。球球 菌：菌：根据细菌分裂的平面和菌体之间的排列根据细菌分裂的平面和菌体之间的排列 方式分双球菌、链球菌和葡萄球菌等。方式分双球菌、链球菌和葡萄球菌等。杆杆 菌：菌：不同杆菌的大小、长短、粗细很不一致不同杆菌的大小、长短、粗细很不一致螺形菌：螺形菌：根据菌体的弯曲分为弧菌和螺菌根据菌体的弯曲分为弧菌和螺菌6二、细菌的结构二、细菌的结构 细菌的基本结构细菌的基本结构包括：细胞壁、细胞膜、细胞质、核质包括：细胞壁、细胞膜、细胞质、核质细菌的特殊结构细菌的特殊结构包括：荚膜、表毛，菌毛包括：荚膜、表毛，菌毛 芽胞芽胞7细菌的基本结构细菌的基本结构细胞壁：细胞壁：是位于细菌细胞最外层，包绕在是位于细菌细胞最外层，包绕在细胞膜周围，无色透明、坚韧而富有弹性细胞膜周围，无色透明、坚韧而富有弹性的膜状结构。平均厚度为的膜状结构。平均厚度为12-30nm12-30nm，组成，组成较复杂，并随不同菌种而异。主要成分是较复杂，并随不同菌种而异。主要成分是肽聚糖。肽聚糖。不同细菌细胞壁的组成不同，根据革兰不同细菌细胞壁的组成不同，根据革兰染色法将细菌分为两大类：革兰阳性菌染色法将细菌分为两大类：革兰阳性菌和革兰阴性菌。和革兰阴性菌。8细菌的基本结构细菌的基本结构革兰阳性菌：革兰阳性菌：肽聚糖肽聚糖(peptidoglycan)-(peptidoglycan)-聚聚糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥（三维立糖骨架、四肽侧链、五肽交联桥（三维立体结构）。由肽聚糖和磷壁酸组成体结构）。由肽聚糖和磷壁酸组成 。革兰阴性菌：革兰阴性菌：肽聚糖肽聚糖(peptidoglycan)-(peptidoglycan)-聚聚糖骨架、四肽侧链（二维平面结构）。由糖骨架、四肽侧链（二维平面结构）。由肽聚糖和外膜组成肽聚糖和外膜组成 。9细菌的基本结构细菌的基本结构细胞壁的功能细胞壁的功能维持菌体固有的形态：维持菌体固有的形态：细菌一旦失去细胞壁，就细菌一旦失去细胞壁，就变得多形。变得多形。保护细菌抵抗低渗环境保护细菌抵抗低渗环境：菌体内的大气压是外界：菌体内的大气压是外界的的525525倍，没有细胞壁，必将涨破。倍，没有细胞壁，必将涨破。参与菌体内外的物质交换参与菌体内外的物质交换：与细胞膜一起参与物：与细胞膜一起参与物质交换，细胞壁上有很多小孔，容许小分子物质质交换，细胞壁上有很多小孔，容许小分子物质通过通过菌体表面带有多种抗原分子，可诱发机体的菌体表面带有多种抗原分子，可诱发机体的免疫应答。免疫应答。10细菌的基本结构细菌的基本结构细菌细胞壁缺陷型或细菌细胞壁缺陷型或L L型型(bacterial L(bacterial L form)form)：细胞壁的肽聚糖结构受到理化或细胞壁的肽聚糖结构受到理化或生物因素的直接破坏或合成被抑制，受生物因素的直接破坏或合成被抑制，受损后的细菌在高渗环境下仍可存活的细损后的细菌在高渗环境下仍可存活的细菌。菌。某些某些L L型仍有一定的致病力，通常引起慢型仍有一定的致病力，通常引起慢性感染。性感染。11细菌的基本结构细菌的基本结构细胞膜细胞膜细菌细胞膜的结构与真核细胞者基本相同，细菌细胞膜的结构与真核细胞者基本相同，由磷脂和多种蛋白质组成，但不含胆固醇。由磷脂和多种蛋白质组成，但不含胆固醇。细菌细胞膜的功能与真核细胞者类似，主要细菌细胞膜的功能与真核细胞者类似，主要有物质转运、生物合成、分泌和呼吸等作用。有物质转运、生物合成、分泌和呼吸等作用。细菌细胞膜可形成一种特有的结构，称为中细菌细胞膜可形成一种特有的结构，称为中介体。介体。中介体：中介体：是部分细胞膜内陷、折叠、卷是部分细胞膜内陷、折叠、卷曲形成的囊状物，多见于革兰阳性菌。其功能曲形成的囊状物，多见于革兰阳性菌。其功能类似于真核细胞的线粒体，故亦称为拟线粒体类似于真核细胞的线粒体，故亦称为拟线粒体。12细菌的基本结构细菌的基本结构细胞质细胞质 核糖体核糖体(ribosome)(ribosome)：细菌合成蛋白细菌合成蛋白质的场所，游离存在于蛋白质中。质的场所，游离存在于蛋白质中。质粒质粒(plasmid)(plasmid)：染色体外的遗传物染色体外的遗传物质，存在于细胞质中。为闭合环状的双质，存在于细胞质中。为闭合环状的双链链DNADNA，控制细菌某些特定的遗传特性。，控制细菌某些特定的遗传特性。13细菌的基本结构细菌的基本结构核质核质核质由单一密闭环状核质由单一密闭环状DNADNA分子反复回旋分子反复回旋卷曲盘绕组成松散网状结构。细菌是原卷曲盘绕组成松散网状结构。细菌是原核细胞，不具有成形的核。细菌的遗传核细胞，不具有成形的核。细菌的遗传物质称为核质或拟核，无核膜、核仁和物质称为核质或拟核，无核膜、核仁和有丝分裂器。功能与真核细胞的染色体有丝分裂器。功能与真核细胞的染色体相似相似-决定细菌各种遗传性状。决定细菌各种遗传性状。14细菌的特殊结构细菌的特殊结构 荚膜：荚膜：某些细菌在其细胞壁外包绕一层粘某些细菌在其细胞壁外包绕一层粘液性物质，当其厚度液性物质，当其厚度=0.2m=0.2m，边界明显，光，边界明显，光镜下可见时，称为荚膜。厚度镜下可见时，称为荚膜。厚度 0.2m 0.2m者称为者称为微荚膜。其成分为疏水性多糖或蛋白质的多聚微荚膜。其成分为疏水性多糖或蛋白质的多聚体，用理化方法去除后并不影响细胞的生命活体，用理化方法去除后并不影响细胞的生命活动。动。荚膜的功能荚膜的功能-与细菌的致病性有关，抗吞与细菌的致病性有关，抗吞噬作用；粘附作用；抗有害物质的损伤作用。噬作用；粘附作用；抗有害物质的损伤作用。15细菌的特殊结构细菌的特殊结构 鞭毛：鞭毛：许多细菌在菌体上附有细长许多细菌在菌体上附有细长并呈波状弯曲的丝状物，称为鞭毛，是并呈波状弯曲的丝状物，称为鞭毛，是细菌的运动器官。细菌的运动器官。鞭毛需用电子显微镜观察，或经特鞭毛需用电子显微镜观察，或经特殊染色法使鞭毛增粗后才能在光镜下看殊染色法使鞭毛增粗后才能在光镜下看到。到。16细菌的特殊结构细菌的特殊结构 菌毛：菌毛：许多革兰阴性菌和少数革兰许多革兰阴性菌和少数革兰阳性菌菌体表面存在着一种比鞭毛更细、阳性菌菌体表面存在着一种比鞭毛更细、更短而直硬的丝状物，与细菌的运动无更短而直硬的丝状物，与细菌的运动无关。根据功能不同，菌毛可分为普通菌关。根据功能不同，菌毛可分为普通菌毛和性菌毛两类。普通菌毛是细菌的黏毛和性菌毛两类。普通菌毛是细菌的黏附结构，性菌毛参与附结构，性菌毛参与F F质粒的接合传递。质粒的接合传递。菌毛在普通光学显微镜下看不到，必须菌毛在普通光学显微镜下看不到，必须用电子显微镜观察。用电子显微镜观察。17细菌的特殊结构细菌的特殊结构 芽胞：芽胞：某些细菌在一定的环境条件下，能在菌体内某些细菌在一定的环境条件下，能在菌体内部形成一个圆形或卵圆形小体，是细菌的休眠形式。部形成一个圆形或卵圆形小体，是细菌的休眠形式。芽胞形成后细菌即失去繁殖能力，不能再进行二分裂芽胞形成后细菌即失去繁殖能力，不能再进行二分裂繁殖。产生芽胞的都是革兰阳性菌。芽孢折光性强、繁殖。产生芽胞的都是革兰阳性菌。芽孢折光性强、壁厚、不易着色，经特殊染色光镜下可见。芽胞的大壁厚、不易着色，经特殊染色光镜下可见。芽胞的大小、形状、位置等随菌种而异，有重要的鉴别意义。小、形状、位置等随菌种而异，有重要的鉴别意义。芽胞的抵抗力强，可在自然界中存在多年，是重要的芽胞的抵抗力强，可在自然界中存在多年，是重要的传染源。但芽胞并不直接引起疾病，只有发芽成为繁传染源。但芽胞并不直接引起疾病，只有发芽成为繁殖体后，才能迅速大量繁殖而致病。芽胞抵抗力强，殖体后，才能迅速大量繁殖而致病。芽胞抵抗力强，故应以杀灭芽胞作为可靠的灭菌指标。高压蒸汽灭菌故应以杀灭芽胞作为可靠的灭菌指标。高压蒸汽灭菌法是杀灭芽孢最有效的方法。法是杀灭芽孢最有效的方法。18第二节第二节 细菌的生长繁殖与代谢细菌的生长繁殖与代谢一、细菌的营养与生长繁殖细菌的营养与生长繁殖营养物质营养物质水、碳源、氮源、无机盐及生长因子为细水、碳源、氮源、无机盐及生长因子为细菌的代谢及生长繁殖提供必需的原料和充菌的代谢及生长繁殖提供必需的原料和充足的能量。足的能量。细菌的生长繁殖细菌的生长繁殖1 1、条件、条件充足的营养物质充足的营养物质酸碱度酸碱度(pH)(pH)：多数病原菌最适：多数病原菌最适PHPH为为7.2-7.67.2-7.6温度：病原菌最适温度为温度：病原菌最适温度为3737度度19一、细菌的营养与生长繁殖细菌的营养与生长繁殖合适的气体环境：二氧化碳和氧气合适的气体环境：二氧化碳和氧气根据细菌代谢时对氧气的需要与否分四类：根据细菌代谢时对氧气的需要与否分四类：专性需氧菌：专性需氧菌：具有完善的呼吸酶系统，需要分子氧作具有完善的呼吸酶系统，需要分子氧作为受氢体以完成需氧呼吸，仅能在有氧环境下生长。为受氢体以完成需氧呼吸，仅能在有氧环境下生长。微需氧菌：微需氧菌：在低氧压（在低氧压（5%-6%）生长最好。）生长最好。兼性厌氧菌兼性厌氧菌：兼有有氧呼吸和无氧发酵两种功能，在：兼有有氧呼吸和无氧发酵两种功能，在有氧、无氧环境中均能生长，但以有氧时有氧、无氧环境中均能生长，但以有氧时 生长较好。生长较好。大多数病原菌属于此。大多数病原菌属于此。专性厌氧菌：专性厌氧菌：缺乏完善的呼吸酶系统，只能进行无氧缺乏完善的呼吸酶系统，只能进行无氧发酵，必须在无氧环境中生长。发酵，必须在无氧环境中生长。CO2：对细菌生长也很重要，大部分细菌在代谢中产对细菌生长也很重要，大部分细菌在代谢中产生的生的CO2可满足需要，个别细菌初次分离时需人工供可满足需要，个别细菌初次分离时需人工供给给5-10%CO2 渗透压。渗透压。20一、细菌的营养与生长繁殖细菌的营养与生长繁殖2 2、细菌生长繁殖的方式与速度、细菌生长繁殖的方式与速度方式为二分裂法。方式为二分裂法。速度以速度以20-3020-30分钟分裂一次分钟分裂一次细菌群体的生长繁殖细菌群体的生长繁殖 繁殖规律繁殖规律-生长曲线（生长曲线（growth curve)growth curve)分为：分为：迟缓期迟缓期(lag phase)(lag phase)对数期对数期 (logarithmic phase)(logarithmic phase)稳定期稳定期 (stationary phase(stationary phase）衰退期衰退期 (decline phase)(decline phase)21二、细菌的新陈代谢二、细菌的新陈代谢 细菌的能量代谢细菌的能量代谢发酵：无氧时发酵：无氧时,以有机物为受氢体。以有机物为受氢体。呼吸：以无机物为受氢体。呼吸：以无机物为受氢体。有氧呼吸：以氧为受氢体。有氧呼吸：以氧为受氢体。厌氧呼吸：无氧时厌氧呼吸：无氧时,以其它无机物为受氢体以其它无机物为受氢体22二、细菌的新陈代谢二、细菌的新陈代谢分解代谢产物和细菌的生化反应分解代谢产物和细菌的生化反应细菌种类不同细菌种类不同-细菌酶不同细菌酶不同-分解物质能力不分解物质能力不同同-代谢产物不同代谢产物不同-鉴别作用鉴别作用.1 1、糖发酵试验：、糖发酵试验：2 2、VPVP试验：试验：3 3、甲基红试验：、甲基红试验：4 4、枸橼酸盐利用（、枸橼酸盐利用（citrate utilization)citrate utilization)试验试验5 5、吲哚试验、吲哚试验6 6、H2SH2S试验试验7 7、尿素酶试验、尿素酶试验23二、细菌的新陈代谢二、细菌的新陈代谢细菌的合成代谢产物细菌的合成代谢产物 热原质热原质(pyrogen)(pyrogen)：或称致热原。是细菌合成的一种注入人体或动或称致热原。是细菌合成的一种注入人体或动物体内能引起发热反应物质。产生热原质的细菌大多是革兰阴性物体内能引起发热反应物质。产生热原质的细菌大多是革兰阴性菌，热原质即其细胞壁的脂多糖。菌，热原质即其细胞壁的脂多糖。毒素与侵袭性酶：毒素与侵袭性酶：细菌产生外毒素和内毒素两类毒素。外毒素细菌产生外毒素和内毒素两类毒素。外毒素(exotoxin)(exotoxin)是多数革兰阳性菌和少数革兰阴性菌在生长繁殖过程是多数革兰阳性菌和少数革兰阴性菌在生长繁殖过程中释放到菌体外的蛋白质；内毒素中释放到菌体外的蛋白质；内毒素(endotoxin)(endotoxin)是革兰阴性菌的脂是革兰阴性菌的脂多糖。多糖。色素：色素：细菌的色素有两类细菌的色素有两类-水溶性色素，能弥散到培养基或周围水溶性色素，能弥散到培养基或周围组织。脂溶性色素，不溶于水，只存在于菌体，使菌落显色而培组织。脂溶性色素，不溶于水，只存在于菌体，使菌落显色而培养基颜色不变。养基颜色不变。抗生素：抗生素：某些微生物代谢过程中产生的一类能抑制或杀死某些其某些微生物代谢过程中产生的一类能抑制或杀死某些其他微生物或肿瘤细胞的物质。他微生物或肿瘤细胞的物质。细菌素：细菌素：某些菌株产生的一类具有抗菌作用的蛋白质。某些菌株产生的一类具有抗菌作用的蛋白质。维生素：维生素：细菌能合成某些维生素除供自身需要外，还能分泌至周细菌能合成某些维生素除供自身需要外，还能分泌至周围环境中围环境中。24第三节第三节 细菌与噬菌体细菌与噬菌体噬菌体是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋噬菌体是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的病毒；体等微生物的病毒；个体微小，可以通过细菌滤器；个体微小，可以通过细菌滤器；无细胞结构，主要由衣壳（蛋白质）和核无细胞结构，主要由衣壳（蛋白质）和核酸组成；酸组成；只能在活的微生物细胞内复制增殖，是一种专性只能在活的微生物细胞内复制增殖，是一种专性胞内寄生的微生物。胞内寄生的微生物。噬菌体分布极广。噬菌体分布极广。25一、一、噬菌体的生物学性状噬菌体的生物学性状噬菌体很小，在光镜下看不见，需用电镜观察。不同的噬菌体很小，在光镜下看不见，需用电镜观察。不同的噬菌体在电镜下有三种形态：蝌蚪形、微球形和丝形。噬菌体在电镜下有三种形态：蝌蚪形、微球形和丝形。大多数噬菌体呈蝌蚪形，由头部和尾部两部分组成。大多数噬菌体呈蝌蚪形，由头部和尾部两部分组成。结构及化学组成：结构及化学组成：抗原性：噬菌体具有抗原性，能刺激机体产生特异性抗抗原性：噬菌体具有抗原性，能刺激机体产生特异性抗体。体。抵抗力：噬菌体对理化因素及多数化学消毒剂的抵抗力抵抗力：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，比一般细菌的繁殖体强，75 30min75 30min灭活。噬菌体能耐灭活。噬菌体能耐受低温和冰冻，但对紫外线和受低温和冰冻，但对紫外线和X X射线敏感。射线敏感。26二、噬菌体与宿主菌的相互关系二、噬菌体与宿主菌的相互关系噬菌体感染细菌有两种结果：噬菌体感染细菌有两种结果：毒性噬菌体：毒性噬菌体：能在宿主细胞内复制增殖，产生许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，建立溶菌周期。多子代噬菌体，并最终裂解细菌，建立溶菌周期。温和噬菌体温和噬菌体：噬菌体基因与宿主染色体整合，成：噬菌体基因与宿主染色体整合，成为前噬菌体，细菌变成溶原性菌，不产生子代噬为前噬菌体，细菌变成溶原性菌，不产生子代噬菌体，但噬菌体菌体，但噬菌体DNADNA能随细菌能随细菌DNADNA复制，并随细复制，并随细菌的分裂而传代，建立溶原状态。菌的分裂而传代，建立溶原状态。27毒性噬菌体毒性噬菌体毒性噬菌体在敏感菌内以复制方式进行增殖，增殖过程毒性噬菌体在敏感菌内以复制方式进行增殖，增殖过程包括：吸附、穿入、生物合成、成熟和释放。包括：吸附、穿入、生物合成、成熟和释放。液体培养基液体培养基 噬菌现象可使浑浊菌液变得澄清。噬菌现象可使浑浊菌液变得澄清。固体培养基固体培养基 若用适量的噬菌体和宿主菌液混合后接种若用适量的噬菌体和宿主菌液混合后接种培养，培养基表面可有透亮的溶菌空斑出现。一个空斑培养，培养基表面可有透亮的溶菌空斑出现。一个空斑系由一个噬菌体复制增殖并裂解细菌后形成，称为噬斑系由一个噬菌体复制增殖并裂解细菌后形成，称为噬斑(plaque),(plaque),不同噬菌体噬斑的形态与大小不尽相同。不同噬菌体噬斑的形态与大小不尽相同。若将噬菌体按一定倍数稀释，通过噬斑计数，可测定体若将噬菌体按一定倍数稀释，通过噬斑计数，可测定体积内的噬斑形成单位积内的噬斑形成单位(plaque forming units,pfu)(plaque forming units,pfu)数数目，即噬菌体的数目。目，即噬菌体的数目。28温和噬菌体温和噬菌体温和噬菌体的基因组能与宿主菌基因组整合，并温和噬菌体的基因组能与宿主菌基因组整合，并随细菌分裂传至子代细菌的基因组中，不引起细随细菌分裂传至子代细菌的基因组中，不引起细菌裂解。整合在细菌基因组中的噬菌体基因组称菌裂解。整合在细菌基因组中的噬菌体基因组称为前噬菌体为前噬菌体(prophage)(prophage)。带有前噬菌体基因组的。带有前噬菌体基因组的细菌称为溶原性细菌。细菌称为溶原性细菌。溶原性转换溶原性转换 (lysogenic conversion)(lysogenic conversion)：某些前：某些前噬菌体可导致细菌基因型和性状发生改变。例如噬菌体可导致细菌基因型和性状发生改变。例如白喉棒状杆菌产生白喉毒素的机理白喉棒状杆菌产生白喉毒素的机理 。29第四节第四节 细菌的遗传与变异细菌的遗传与变异遗传遗传(heredity)(heredity)：使微生物的性状保持相对稳定，子代：使微生物的性状保持相对稳定，子代与亲代生物学的性状基本相同与亲代生物学的性状基本相同,且代代相传。且代代相传。变异变异(variation)(variation)：在一定条件下，子代与亲代之间以及：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出现的差异子代与子代之间的生物学性状出现的差异,有利于物种有利于物种的进化。的进化。遗传性变异：是细菌的基因结构发生了改变，故又称遗传性变异：是细菌的基因结构发生了改变，故又称 基基因型变异。常发生于个别的细菌，不受环境因素的影因型变异。常发生于个别的细菌，不受环境因素的影响，变异发生后是不可逆的，产生的新性状可稳定地遗响，变异发生后是不可逆的，产生的新性状可稳定地遗传给后代。传给后代。非遗传性变异：细菌在一定的环境条件影响下产生的变非遗传性变异：细菌在一定的环境条件影响下产生的变异，其基因结构未改变，称为表型变异。易受到环境因异，其基因结构未改变，称为表型变异。易受到环境因素的影响，凡在此环境因素作用下的所有细菌都出现变素的影响，凡在此环境因素作用下的所有细菌都出现变异，而且当环境中的影响因素去除后，变异的性状又可异，而且当环境中的影响因素去除后，变异的性状又可复原，表型变异不能遗传。复原，表型变异不能遗传。30一、细菌的变异现象一、细菌的变异现象形态结构变异形态结构变异独立变异独立变异耐药性变异耐药性变异菌落变异菌落变异31二、细菌遗传变异的物质基础二、细菌遗传变异的物质基础一一 、染色体（、染色体（chromosomechromosome）一条环状双螺旋一条环状双螺旋DNADNA长链，按一定构型反长链，按一定构型反复回旋形成松散的网状结构；复回旋形成松散的网状结构；缺乏组蛋白，无核膜包裹；缺乏组蛋白，无核膜包裹；约含有约含有50005000个基因；个基因；二、二、质粒质粒是细菌染色体以外的遗传物质，是闭合环状的双是细菌染色体以外的遗传物质，是闭合环状的双链链DNADNA。32二、细菌遗传变异的物质基础二、细菌遗传变异的物质基础质粒的特征：质粒的特征：质粒具有自我复制的能力。质粒具有自我复制的能力。质粒质粒DNADNA所编码的基因产物赋予细菌某些所编码的基因产物赋予细菌某些性状特征。性状特征。质粒可自行丢失与消除。质粒可自行丢失与消除。质粒的转移性。质粒的转移性。质粒可分为相容性与不相容性两种质粒可分为相容性与不相容性两种33二、细菌遗传变异的物质基础二、细菌遗传变异的物质基础三、转位因子三、转位因子 转位因子（转位因子（transposable element)transposable element)：是一类在细菌染是一类在细菌染色体、质粒或噬菌体之间可自行移动的一段特异的具有色体、质粒或噬菌体之间可自行移动的一段特异的具有转位特性的核苷酸序列片段，又称移动基因。转位特性的核苷酸序列片段，又称移动基因。插入序列插入序列(insertion sequence,IS)(insertion sequence,IS)：最小，不超最小，不超过过2kb,2kb,只携带与转座功能有关的基因。只携带与转座功能有关的基因。转座子转座子(transposon,Tn)(transposon,Tn)：长度一般超过长度一般超过2kb2kb，除携，除携带与转位有关的基因外还携带其他基因（如耐药性、毒带与转位有关的基因外还携带其他基因（如耐药性、毒素基因等）。素基因等）。34三、细菌变异的机制三、细菌变异的机制突变突变根据根据突变范围突变范围可分：可分：小突变或点突变；大突变或染色体畸变小突变或点突变；大突变或染色体畸变根据根据突变诱因突变诱因可分：可分：自然突变或自发突变；诱发突变自然突变或自发突变；诱发突变根据根据突变的方式突变的方式分：分：碱基置换；移码突变碱基置换；移码突变35基因的转移与重组基因的转移与重组基因转移基因转移(gene transfer)(gene transfer)：外源性的遗传外源性的遗传物质由供体菌进入某受体菌细胞内的过程。物质由供体菌进入某受体菌细胞内的过程。基因重组基因重组(recombination)(recombination)：转移的基因与转移的基因与受体菌受体菌DNADNA整合在一起，使受体菌获得供体整合在一起，使受体菌获得供体菌某些特性。菌某些特性。细菌的基因转移和重组方式：细菌的基因转移和重组方式：转化、接合、转化、接合、转导、溶原性转换转导、溶原性转换 36基因的转移与重组基因的转移与重组转化转化:受体菌直接摄取供体菌游离的受体菌直接摄取供体菌游离的DNADNA片段获得新的遗传性状的过程称为转化。片段获得新的遗传性状的过程称为转化。接合：接合：是细菌通过性菌毛相互连接沟通，是细菌通过性菌毛相互连接沟通，将遗传物质（主要是质粒将遗传物质（主要是质粒DNADNA）从供体菌转）从供体菌转移给受体菌。能通过结合方式转移的质粒移给受体菌。能通过结合方式转移的质粒称为接合性质粒，不能通过性菌毛在细菌称为接合性质粒，不能通过性菌毛在细菌间转移的质粒为非接合性质粒。间转移的质粒为非接合性质粒。37基因的转移与重组基因的转移与重组转导：转导：是以温和噬菌体为载体，将供体菌的一段是以温和噬菌体为载体，将供体菌的一段DNADNA转移到受体菌内，使受体菌获得新的性状。转移到受体菌内，使受体菌获得新的性状。根据转导基因片段的范围，可将转导分为两类：根据转导基因片段的范围，可将转导分为两类：普遍性转导（转导的普遍性转导（转导的DNADNA可是供菌染色体上的任可是供菌染色体上的任何部分）、局限性转导（转导的何部分）、局限性转导（转导的DNADNA只限供菌染只限供菌染色体上的特定基因）。色体上的特定基因）。溶原性转换溶原性转换：溶原性细菌因染色体上整合有前噬：溶原性细菌因染色体上整合有前噬菌体而获得新的遗传性状称为溶原性转换。菌体而获得新的遗传性状称为溶原性转换。38
