细菌同其他生物一样，具有遗传和变异的生命特征。在一定培养条件下，细菌的生物学性状在亲代与子代间表现为相对稳定，且代代相传，此为遗传性。但也可出现亲代与子代间性状的差异，为变异性。
一、细菌的变异现象
在形态结构方面，细菌的大小可发生变异，有的细菌出现了细胞壁缺陷（如L型细菌），有时细菌可失去荚膜、芽胞或鞭毛；细菌的毒力变异包括毒力增强或减弱，如卡介二氏将有毒力的结核杆菌在含有胆汁、甘油、马铃薯培养基上连续传代，经13年230代获得了减毒但保持抗原性的变异株，即卡介苗（BCG）；还有耐药性变异，抗药菌株的出现，给临床治疗带来困难。
二、细菌遗传变异的物质基础
（一）细菌染色体（核质）
详见本章第一节。
（二）质粒
质粒是细菌染色体以外的遗传物质，是环状闭合的双链DNA。其分子量远小于染色体。质粒的特征是：①质粒可自我复制；②质粒可自行丢失与消除，其所赋予细菌的性状随之消失，但细菌仍存活；③质粒可在细菌间或细菌与细胞间传递；④质粒所编码的基因产物赋予细菌某些性状，如耐药性、致病性等；⑤几种不同质粒可同时共存于一个细菌内，而有些质粒则不能共存。
（三）噬菌体
噬菌体是能感染细菌、放线菌、真菌、螺旋体等微生物的病毒。在电镜下噬菌体有三种外形，即蝌蚪形、微球形和线形。大多数呈蝌蚪形，由头部和尾部两部分组成（图2－8）。噬菌体主要由蛋白质和一种核酸（RNA或DNA）组成。在敏感菌中增殖并裂解细菌的噬菌体称毒性噬菌体；另有一类称温和噬菌体。这类噬菌体感染细菌后，可形成溶原状态，即噬菌体的基因组整合于细菌的染色体上，并随细菌的繁殖传至子代。整合于细菌染色体上的噬菌体基因组称为前噬菌体。前噬菌体亦可脱离宿主菌染色体，复制产生成熟的噬菌体，导致细菌裂解。某些前噬菌体可导致细菌基因型和性状发生改变称为溶原性转换。例如无毒的白喉棒状杆菌被β棒状杆菌噬菌体感染后，产生白喉毒素。
图2－8 蝌蚪形噬菌体结构
三、细菌变异的机制
遗传性变异是由基因结构发生改变所致，而非遗传性变异则是细菌在环境因素等影响下出现的变化，细菌基因型未改变。基因结构的改变主要通过基因突变、基因的转移和重组等来实现的。
（一）基因突变
指细菌遗传物质的结构发生突然而稳定的改变，导致细菌性状的遗传性变异。在细菌生长繁殖过程中的自然突变率极低。如果用一些诱因，如高温、紫外线等，可使诱导突变率提高10～1 000倍。
（二）基因的转移和重组
外源性的遗传物质由供体菌转入某受体菌细胞内的过程称为基因转移，转移的基因与受体菌DNA整合在一起称为重组。细菌的基因转移和重组可通过以下几种方式进行。
1．转化 是供体菌裂解游离的DNA片断被受体菌直接摄取，使受体菌获得新的性状。
2．接合 是细菌通过性菌毛相互连接沟通，将遗传物质（主要是质粒DNA）从供体菌转移给受体菌。
3．转导 是以温和噬菌体为载体，将供体菌的一段DNA转移到受体菌内，使受体菌获得新的性状。
4．溶原性转换 是当噬菌体感染细菌时，宿主菌染色体中获得了噬菌体的DNA片断，而使细菌获得新的性状。
四、细菌遗传变异的实际意义
（一）在诊断方面的应用
细菌的生物学性状是相对稳定的，是进行细菌鉴定的重要依据。由于细菌的变异可发生在生物学性状方面，故在临床细菌学检查中不仅要熟悉细菌典型特性，还要了解其变异规律，以便去伪存真。作出正确鉴定。
（二）在预防中的应用
可用遗传变异的原理，诱变病原菌成保留其抗原性的减毒株或无毒株，以制备预防疾病的各种疫苗。
（三）在治疗中的应用
由于抗生素的广泛应用，临床分离的耐药株日益增多，给治疗带来很大困难。通过了解产生耐药性的原理，可采取针对措施。临床上强调对致病菌做抗生素药敏试验，从而选用敏感药物进行治疗。为提高疗效，防止耐药菌株的扩散，应考虑合理的联合用药原则。
另外，细菌遗传变异在测定致癌物质，基因工程等方面亦有重要实际意义。
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