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第六單元 細(xì)菌的遺傳與變異
重點(diǎn)提示
本單元2000~2009年約考過l題,關(guān)于質(zhì)粒性質(zhì)。
重點(diǎn)掌握質(zhì)粒,以及轉(zhuǎn)化、接合、轉(zhuǎn)導(dǎo)、溶原性轉(zhuǎn)換的概念。熟悉并理解耐藥質(zhì)粒及其與耐藥性的關(guān)系,熟悉局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)與溶原轉(zhuǎn)換的區(qū)別及R質(zhì)粒與耐藥性的關(guān)系。其余內(nèi)容適當(dāng)了解。
考點(diǎn)串講
一、細(xì)菌遺傳與變異的物質(zhì)基礎(chǔ)
(一)細(xì)菌染色體
細(xì)菌染色體是單一的環(huán)狀雙螺旋DNA長鏈,附著在橫膈中介體上或細(xì)胞膜上。細(xì)菌染色體缺乏組蛋白,外無核膜包圍。
(二)染色體外遺傳物質(zhì)
1.質(zhì)粒
(1)質(zhì)粒:質(zhì)粒是細(xì)菌染色體以外,不依賴于染色體而自我復(fù)制的遺傳物質(zhì)。大多數(shù)質(zhì)粒是環(huán)狀閉合的雙鏈DNA分子。
(2)特征:自我復(fù)制,賦予細(xì)菌某些性狀特征,可白行丟失與消除,轉(zhuǎn)移性,可以通過接合、轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)導(dǎo)等方式在細(xì)菌問轉(zhuǎn)移,相容性與不相容性。
2.轉(zhuǎn)位因子
(1)定義:轉(zhuǎn)位因子是存在于細(xì)菌染色體或質(zhì)粒DNA分子上的一段可移動的遺傳元素,它能在一個(gè)基因組內(nèi)或不同的基因組間從一個(gè)位置移動到另一個(gè)位置。
(2)分類:原核生物中的轉(zhuǎn)位因子有三類:插入序列、轉(zhuǎn)座予和轉(zhuǎn)座噬菌體。
二、細(xì)菌遺傳與變異的機(jī)制
細(xì)菌的遺傳性變異機(jī)制包括基因突變、基因損傷后的修復(fù)及基因的轉(zhuǎn)移與重組。
(一)突變
1.基因突變 基因突變是指DNA中一對或少數(shù)幾對堿基的置換、增加或缺失;蛲蛔兊臋C(jī)制:①堿基置換;②移碼突變。
2.染色體畸變 指較大范圍DNA結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,包括易位、倒位、缺失和重復(fù)。
(二)DNA損傷后的修復(fù)
當(dāng)細(xì)菌DNA受到損傷時(shí),細(xì)胞會用有效的DNA修復(fù)系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)致的修復(fù),但損傷修復(fù)本身也會出現(xiàn)錯(cuò)誤,這些錯(cuò)誤會造成細(xì)菌的變異。
(三)基因的轉(zhuǎn)移與重組
外源性的遺傳物質(zhì)由供體菌轉(zhuǎn)入某受體菌細(xì)胞內(nèi)的過程稱為基因轉(zhuǎn)移,轉(zhuǎn)移的基因與受體菌DNA整合在一起稱為重組。
細(xì)菌的基因轉(zhuǎn)移和重組可通過轉(zhuǎn)化、接合、轉(zhuǎn)導(dǎo)和溶原性轉(zhuǎn)換等方式進(jìn)行。
1.轉(zhuǎn)化 轉(zhuǎn)化是供體菌裂解游離的DNA片段被受體菌直接攝取,使受體菌獲得新的性狀。
2.轉(zhuǎn)導(dǎo) 轉(zhuǎn)導(dǎo)是以溫和噬菌體為媒介,將供體菌一段DNA片段轉(zhuǎn)移給受體菌內(nèi),使受體菌獲得新的遺傳性狀的過程。細(xì)菌轉(zhuǎn)導(dǎo)分為普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)和局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)。
(1)普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo):普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)是指在轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中,被裝入的DNA片段可以是供體菌染色體上的任何部分。
(2)局限性轉(zhuǎn)導(dǎo):局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)是指在轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中為噬菌體所介導(dǎo)的基因是供體菌染色體上個(gè)別特定基因。
3.接合 接合是細(xì)菌通過性菌毛相互連接溝通,將遺傳物質(zhì)(主要是質(zhì)粒DNA)從供體菌轉(zhuǎn)移給受體菌,從而使受體菌獲得新的性狀的過程。
(1)F質(zhì)粒的接合:有性菌毛的細(xì)菌與無性菌毛的細(xì)菌通過性菌毛完成接合。
(2)R質(zhì)粒的接合:耐藥質(zhì)粒攜帶耐藥性基因,是細(xì)菌產(chǎn)生抗菌藥物耐藥性的質(zhì)粒,也稱R質(zhì)粒。細(xì)菌的耐藥性與耐藥性的基因突變和R質(zhì)粒的接合轉(zhuǎn)移等有關(guān)。
R質(zhì)粒與耐藥性的關(guān)系:①接合性耐藥質(zhì)粒中的耐藥決定子可攜帶多個(gè)耐藥基因,表達(dá)對多種抗菌藥物的耐藥性,即多重耐藥性。②耐藥質(zhì)?稍诩(xì)菌問通過結(jié)合、轉(zhuǎn)導(dǎo)、轉(zhuǎn)化的方式傳遞,環(huán)境的抗生素形成中選擇性壓力有利于耐藥質(zhì)粒的傳播和耐藥株的存活。③接合性耐藥質(zhì)粒中的耐藥性傳遞因子能編碼性菌毛,促使耐藥質(zhì)粒通過接合方式在同一種屬細(xì)菌間或不同菌屬間進(jìn)行傳遞,使細(xì)菌耐藥性迅速播散,耐藥菌株不斷增加。
4.溶原性轉(zhuǎn)換 溶原性轉(zhuǎn)換是當(dāng)噬菌體感染細(xì)菌時(shí),宿主菌染色體中獲得了噬菌體的DNA片段,使其成為溶原狀態(tài)時(shí)而致細(xì)菌獲得新的性狀。
局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)與溶原轉(zhuǎn)換的區(qū)別三①溶原轉(zhuǎn)換中噬菌體離開宿主細(xì)胞時(shí),不攜帶宿主任何基因,而局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)的噬菌體轉(zhuǎn)導(dǎo)時(shí),則與宿主可能發(fā)生特定的基因交換。②溶原轉(zhuǎn)換中的噬菌體均為正常溫和噬菌體,而局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)的噬菌體為缺陷性轉(zhuǎn)導(dǎo)。
歷年經(jīng)典試題
細(xì)菌“核質(zhì)以外的遺傳物質(zhì)”指(C)
A.mRNA
B.核蛋白體
C.質(zhì)粒
D.異染顆粒
E.性菌毛
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