第5章-细菌的遗传与变异培训资料.ppt

第5章-细菌的遗传与变异第一节第一节细菌的遗传物质细菌的遗传物质l细菌染色体细菌染色体l质粒质粒l转座因子转座因子l整合子整合子l噬菌体基因组噬菌体基因组1.细菌的染色体细菌的染色体一条环状双链一条环状双链DNA分子。分子。一个复制起始位点，半保留复制；一个复制起始位点，半保留复制；连续基因，无内含子。连续基因，无内含子。2.质粒质粒（plasmid）：细菌染色体外的遗传物质，存在于细胞细菌染色体外的遗传物质，存在于细胞质中的环状闭合双链质中的环状闭合双链DNA。特点：特点：自我复制自我复制编码某些特殊性状编码某些特殊性状自行丢失与消除自行丢失与消除转移性转移性不相容性与相容性不相容性与相容性几种常见质粒：几种常见质粒：F质粒转移；质粒转移；Vi质粒毒力质粒毒力R质粒耐药；质粒耐药；Col质粒细菌素质粒细菌素 3.转座因子（转座因子（transposableelement）细胞基因组中能够从一个位置转移到细胞基因组中能够从一个位置转移到另一位置的一段另一位置的一段DNA序列序列。插入序列插入序列IS（insertionsequence）转座子转座子Tn（transposon）4.整合子整合子位于染色体和质粒或转座子上，自身不位于染色体和质粒或转座子上，自身不能移动，但能捕获和整合外源性基因。能移动，但能捕获和整合外源性基因。基本结构：两端的保守末端和中间的基本结构：两端的保守末端和中间的可变区，可变区含有基因盒。可变区，可变区含有基因盒。第二节第二节基因的转移和重组基因的转移和重组基因转移：基因转移：外源性的遗传物质由供体菌转外源性的遗传物质由供体菌转入受体菌细胞内的过程。入受体菌细胞内的过程。重组：重组：转移的外源性遗传物质与受体菌转移的外源性遗传物质与受体菌DNA整合在一起，产生新的核苷酸排列顺整合在一起，产生新的核苷酸排列顺序的过程。序的过程。l转化转化l接合接合l转导转导l溶原性转换溶原性转换l原生质体融合原生质体融合一、转化（一、转化（transformation）小鼠体内肺炎链球菌转化试验小鼠体内肺炎链球菌转化试验概念：供体菌裂解概念：供体菌裂解游离的游离的DNA片段片段被受体被受体菌菌直接摄取直接摄取，使受体菌获得新的性状。，使受体菌获得新的性状。影响因素：影响因素：供、受体菌的基因型；供、受体菌的基因型；转化的游离转化的游离DNA片段的相对分子量；片段的相对分子量；双链双链DNA；受体菌的生理状态：处于感受态。受体菌的生理状态：处于感受态。二、接合（二、接合（conjugation）指遗传物质指遗传物质（如（如F质粒质粒、R质粒或质粒或染色体片段染色体片段）通过）通过性菌毛性菌毛由供由供体菌传递给受体菌。体菌传递给受体菌。三、转导（三、转导（transduction）以）以噬菌体噬菌体为载体，为载体，将供体菌的将供体菌的DNA片段片段转移到受体菌内，使转移到受体菌内，使受体菌获得新的性状。受体菌获得新的性状。包括：普遍性转导和局限性转导包括：普遍性转导和局限性转导普遍性转导模式图普遍性转导模式图局限性转导模式图局限性转导模式图四、溶原性转换（四、溶原性转换（lysogenicconversion）：温和噬菌体温和噬菌体感染敏感菌，其基因整合到感染敏感菌，其基因整合到宿主菌染色体中，形成溶原性细菌。溶宿主菌染色体中，形成溶原性细菌。溶原性细菌获得了噬菌体基因赋予的新性原性细菌获得了噬菌体基因赋予的新性状。状。五、五、原生质体融合（原生质体融合（protoplastfusion）：）：两种不同细菌经溶菌酶或青霉素等处理，两种不同细菌经溶菌酶或青霉素等处理，失去细胞壁成为原生质体，彼此融合。失去细胞壁成为原生质体，彼此融合。总结总结类型类型转移基因转移基因转移方式转移方式transformation游离游离DNA片段片段直接摄取直接摄取conjugation供菌遗传物质，供菌遗传物质，主要是质粒主要是质粒DNA性菌毛性菌毛transduction供菌供菌DNA片段片段噬菌体噬菌体Lysogenicconversion噬菌体基因噬菌体基因温和噬菌体温和噬菌体第三节第三节基因突变基因突变基因突变包括点基因突变包括点突变突变和和染色体畸变染色体畸变；自发突变自发突变：随机的，不定向的，抗生素的：随机的，不定向的，抗生素的筛选作用。筛选作用。自发突变率：自发突变率：10-6-10-9诱发突变诱发突变：理化因子的诱变作用：理化因子的诱变作用诱发突变发生率：诱发突变发生率：10-4-10-6彷徨试验：随机的、非定向的突变是在接触噬彷徨试验：随机的、非定向的突变是在接触噬 菌体之前就已发生，噬菌体对突变菌体之前就已发生，噬菌体对突变 仅起仅起筛选筛选而不是诱导作用。而不是诱导作用。影印试验：突变是自发的、随机的，抗生素仅起影印试验：突变是自发的、随机的，抗生素仅起筛筛选突变株选突变株的作用。的作用。突变型细菌的分离：突变型细菌的分离：表型鉴定表型鉴定耐药性突变型耐药性突变型药敏试验药敏试验营养缺陷突变型营养缺陷突变型营养物质筛选营养物质筛选条件致死性突变型条件致死性突变型温度敏感试验温度敏感试验发酵阴性突变型发酵阴性突变型乳糖发酵试验乳糖发酵试验第四节第四节细菌遗传变异医学意义细菌遗传变异医学意义1.诊断困难：形态结构变异诊断困难：形态结构变异如：如：鼠疫耶氏菌鼠疫耶氏菌多形态多形态性性3-6%食盐食盐陈旧培基物陈旧培基物炭疽杆菌炭疽杆菌失去形成芽胞能力失去形成芽胞能力变形杆菌变形杆菌迁徙生长、似薄膜（迁徙生长、似薄膜（H）单个菌落单个菌落（O）菌落光滑型（菌落光滑型（S）粗糙型（粗糙型（R）42-4310-20天天0.1%石炭酸石炭酸2.预防、治疗困难：预防、治疗困难：耐药性变异耐药性变异3.毒力变异毒力变异白喉棒状杆菌白喉棒状杆菌获得白获得白喉毒素喉毒素牛分枝杆菌牛分枝杆菌卡介苗卡介苗棒状噬菌体棒状噬菌体胆汁、甘油、马铃薯培养基胆汁、甘油、马铃薯培养基13年年(230代代)4.检测致癌物检测致癌物Ames试验试验5.基因工程基因工程目的基因：外源目的基因：外源DNA载体：质粒，噬菌体载体：质粒，噬菌体酶酶：限限制制性性内内切切酶酶，连连接酶接酶工程菌：大肠杆菌等工程菌：大肠杆菌等此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢