细菌的遗传和变异
细菌的遗传是指细菌的性状保持相对稳定,且代代相传,使其种属得以保存。这是因为细菌的基因结构决定了其性状,而基因结构的变化可以导致细菌的变异。变异是指在一定条件下,子代和亲代之间以及子代和子代之间的差异。
细菌的变异可以分为遗传性变异和非遗传性变异。遗传性变异是指基因结构的变化,如基因突变或重组,这种变化是不可逆的,可以遗传给后代。非遗传性变异是指环境改变导致的变化,基因结构未发生变异,这种变化是可逆的,不可遗传。
细菌的变异可以表现为形态结构变异、毒力变异、耐药性变异和菌落变异等。形态结构变异是指细菌的形态和结构的变化,如食盐鼠疫杆菌的多形态性变化。毒力变异是指细菌的毒力变化,如白喉棒状杆菌的毒力变异。耐药性变异是指细菌对某种抗菌药物的敏感变成耐药的变化,如金黄色葡萄球菌对青霉素的耐药性变异。菌落变异是指细菌的菌落形态和结构的变化,如光滑型菌落变为粗糙型菌落。
细菌的遗传变异的物质基础是细菌染色体和质粒。细菌染色体是环状双螺旋 DNA,不含组蛋白,无核膜包围。基因是具有一定生物学功能的核苷酸序列,如编码结构蛋白、酶等功能。细菌基因的结构是连续的,无内含子。
质粒是细菌染色体外的遗传物质,是环状闭合的双链 DNA。质粒可以编码细菌对抗菌药物或重金属盐类的耐药性、毒力因子、细菌素和代谢酶等。质粒可以通过细菌间接合或噬菌体传递。
致育质粒(F 质粒)与有性生殖有关,带有 F 质粒的为雄性菌,能长出性菌毛;无 F 质粒的为雌性菌,无性菌毛。耐药性质粒编码细菌对抗菌药物或重金属盐类的耐药性。毒力质粒(Vi 质粒)编码与该菌致病性有关的毒力因子。细菌素质粒编码各种细菌产生的细菌素。代谢质粒编码产生相关的代谢酶。
质粒的特征是自我复制能力,为复制子,单拷贝或多拷贝。质粒可以编码产物赋予细菌某些性状特征,例如耐药性、毒力和代谢能力等。质粒可以自行丢失与消除,并具有转移性,分为相容性和不相容性两种。