最新噬菌体、细菌的遗传和变异精品课件.ppt

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1、噬菌体、细菌的遗传和变噬菌体、细菌的遗传和变异异噬菌体bacteriophage 概念：是感染细菌、真菌、螺旋体、放线菌等微生物的病毒。 吸附 穿入 生物合成 成熟与释放噬菌现现象 液体培养基 混浊 澄清 固体培养基 噬斑（plaque） 一定体积内的噬斑形成单位数目（pfu）2.溶原性噬菌体 又叫前噬菌体或温和噬菌体 溶原性细菌（lysogenic bacterium） 溶原状态 溶原性周期和溶菌性周期 溶原性转换Lysogenic bacterium溶原性周期和溶菌性周期(三)噬菌体的应应用 细菌鉴定和分型细菌鉴定和分型 原理：高度特异性，一种噬菌体只能裂解与其相对应的一种细菌 方法：可疑

2、细菌+已知噬菌体查噬菌体效价 分子生物学研究工具（目的基因的载体）分子生物学研究工具（目的基因的载体） 应用于核酸的复制、转录、重组、基因表达调节第五章 细菌的遗传与变异授课人：李授课人：李 岩岩办公室：基础楼办公室：基础楼226室室E-mail:学习学习目的1.1.掌握参与细菌遗传与变异的物质基础、噬菌体和质粒概念。2.掌握基因重组的几种方式：转化、接合、转导、溶原性转换。遗传遗传和变异变异 遗传heredity子代与亲代生物学性状基本相同 遗传使细菌的性状保持相对稳定，且代代相传，使其种属得以保存。 变异variation子代与亲代生物学性状差异 可使细菌产生新变种，变种的新特性靠遗传得以

3、巩固，并使物种得以发展与进化。细细菌变异变异的分类类细菌的变异遗传性变异（基因型变异）非遗传性变异（表型变异）遗传遗传性变异与变异与非遗传遗传性变异变异的区别区别遗传性变异非遗传性变异基因改变+-遗传+-可逆性-+外界环境-+变异幅度个别细胞群体第一节节 细细菌的变异现变异现象 形态和结构的变异 毒力变异 耐药性变异 菌落变异1.形态态和结构结构的变异变异 3-6% NaCL鼠疫耶氏菌 多形态性 陈旧培基物 特殊结构的变异 42-43炭疽杆菌 失去形成芽胞能力, 毒性降低 10-20天 变形杆菌 0.1%苯酚 迁徙生长（H） 点状生长、单个菌落（O） H-O变异2.毒力变异变异增强 棒状噬菌体

4、白喉棒状杆菌 获得白喉毒素基因 减弱 胆汁、甘油、马铃薯培养基牛分枝杆菌 卡介苗 13年(230代) 3.耐药药性变异变异 细菌对某种抗菌药物由敏感变成耐药的变异称为耐药性变异。 金黄色葡萄球菌 有些细菌还同时耐受多种抗菌药物，即多重耐药性，甚至产生药物依赖性。耐药药性变异产变异产生的机制 耐药性突变：自发突变或对抗生素的生理适应 重组：通过转化、转导、接合传递耐药基因 耐药质粒的转移4.菌落变异变异 在陈旧培养基中长期培养光滑型菌落 粗糙型菌落 S R S-R变异第二节节 细细菌遗传变异遗传变异的物质质基础础 染色体 质粒染色体染色体质质粒粒（一）染色体chromosome 结构：裸露环状双

5、螺旋DNA 功能：控制细菌所有性状 基因：DNA片段，决定细菌遗传性状的功能单位，每个基因含若干碱基对举举例 大肠杆菌 DNA长1000-1400um（为菌体1000倍） 含3.2x106碱基对 600个碱基对/基因 5000多个基因（二）质质粒（plasmid) 细菌染色体外能自由复制的遗传物质。 是环状闭合的双链DNA。几种种重要的质质粒 致育质粒（F质粒） 耐药质粒 毒力质粒（Vi质粒） 细菌素质粒第三节节 细细菌变异变异的机制基因突变基因转移与重组（一）基因的突变变mutation 是微生物某些遗传物质发生突然而稳定的改变，是由于DNA上碱基对的变化而使基因发生变化。 经常发生：每分裂

6、106109，突变一次2个概个概念 点突变：核苷酸序列的改变仅为一个或几个碱基的置换、插入或丢失，出现的突变只影响到一个或几个基因，引起较少的性状变异 染色体畸变：涉及大段的DNA核苷酸序列发生改变（二）基因的转转移与与重组组 基因转移（gene transfer） 外源性的遗传物质由供菌转入某受菌细胞的过程称为基因转移。 重组（recombination） 转移的基因与受菌DNA整合在一起称为重组，使受菌获得供菌的某些性状。基因转转移和重组组的方式 转化转化transformationtransformation 转导转导transductiontransduction 溶原性转换溶原性转换

7、lysogenic conversionlysogenic conversion 接合接合conjugationconjugation 原生质融合原生质融合protoplast fusionprotoplast fusion1.转转化transformation 转化：是指受菌直接摄取直接摄取供菌游离的DNA片段，而获得新的遗传性状的过程。 转化现象在肺炎链球菌、葡萄球菌和流感嗜血杆菌等中被证实。小鼠体内内肺炎链链球菌转转化实验实验?2.转导转导transduction 转导：以温和噬菌体为载体温和噬菌体为载体，将供菌的一段DNA转移到受菌内，使受菌获得新的性状。 分类： 普遍性转导（gene

8、ralized transduction） 局限性转导（restricted transduction）3.溶原性转换转换lysogenic conversion 当噬菌体感染细菌时，宿主菌染色体中获得了噬菌体的DNA片段，使其成为溶原状态时而致细菌获得新的性状。 举例：白喉棒状杆菌、A群链球菌、肉毒梭菌、产气荚膜梭菌、霍乱弧菌举举例4.接合conjugation 供菌和受菌由完整细胞相互完整细胞相互直接接触直接接触而传递大片段DNA。 通过性菌毛的传递。F菌菌（雄性菌）（雄性菌）性菌毛性菌毛F菌菌（雌性菌）（雌性菌）R R质粒的接合质粒的接合A-Antibiotics5.原生质质融合prot

9、oplast fusion 指经处理使两种失去细菌细胞壁后进行融合，使遗传物质交换 使不具有基因转移条件的细菌进行杂交四、细细菌遗传变异遗传变异的应应用 疾病的诊断和预防 抗感染治疗 基因工程（一）在疾病的诊断诊断及预预防中的应应用1.细菌毒力变异与疾病预防 变异：毒力增强或减弱 例：白喉杆菌 毒力增强 牛型分枝杆菌 毒力减弱 应用：减毒活疫苗2.细细菌形态态、结构结构、菌落等的变异与细变异与细菌鉴鉴定 形态、结构、染色性、生化特性、抗原性及毒力等方面的变异，使得诊断复杂化 例： 伤寒沙门菌有10%不产生鞭毛，检查无动力，无H抗体，影响正确判断。3.细细菌L型变异与变异与感染性疾病 概念：细菌

10、受菌体外环境因素影响，阻断了细菌细胞壁肽聚糖的合成，转变成一种细胞壁缺失的变异型。 对原来敏感的药物转为耐药治疗困难 生物学性状改变诊断困难（二）细细菌耐药药性变异与变异与抗感染治疗疗 耐药菌株日益增多 耐药菌株携带耐药基因，可以自主复制，并传给下一代，可转移给敏感菌株。 预防耐药性：药敏实验、早期足量、联合用药、不要滥用（三）在基因工程方面的应应用 基因工程是根据遗传变异中细菌可因基因转移和重组而获得新性状的原理设计的 载体（质粒或噬菌体）外源基因受体菌 应用：目前已大量生产胰岛素、干扰素、多种生长激素、rIL-2等细胞因子和乙肝疫苗等生物制品 例：过去生产胰岛素要从几百万头猪的胰腺，才能获

11、得34mg胰岛素，利用基因工程，只需几升培养液，就可以生产同样数量的产品。小结结 转化：是指受菌直接摄取供菌游离的DNA片段，而获得新的遗传性状的过程。 转导：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。 接合：供菌和受菌由完整细胞相互直接接触而传递大片段DNA。 溶原性转换：是噬菌体DNA转移到受体菌内，使受体菌获得新的性状。小结结基因来源转移方式接合供体菌性菌毛转化供体菌直接摄取转导供体菌噬菌体为载体溶原性转换噬菌体整合思考题题 参与细菌遗传变异的遗传物质有_和_。 细菌发生遗传变异的机制包括_和_。 供体菌和受体菌由完整细胞相互直接接触，遗传物质自供体菌转入受体菌，使后者获得供体菌的部分遗传性状，这种基因转移方式称_。A .转化 B.转导 C.接合 D.溶原性转换