细菌的遗传与变异讲稿.ppt

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1、关于细菌的遗传与变异第一页，讲稿共四十二页哦遗传遗传(heredity)heredity)：细菌子代与亲代在生物细菌子代与亲代在生物学性状上的相似性。学性状上的相似性。变异变异(variation)variation)：细菌子代与亲代之细菌子代与亲代之间存在某些性状上出现的差异性。间存在某些性状上出现的差异性。第二页，讲稿共四十二页哦第一节第一节 细菌变异现象细菌变异现象形态与结构变异形态与结构变异 菌体形态的变异菌体形态的变异 特殊构造的变异特殊构造的变异 菌落变异菌落变异 毒力变异毒力变异 耐药性变异耐药性变异 第三页，讲稿共四十二页哦菌体形态的变异菌体形态的变异 青霉素、溶菌酶正常形态细

2、菌 L型变异 (部分或完全失去胞壁)第四页，讲稿共四十二页哦特殊结构的变异 变形杆菌 0.1%石炭酸 迁徙生长（H）点状生长、单个菌落（O）鞭毛变异第五页，讲稿共四十二页哦菌落变异 在培养基中多次传代光滑型菌落 粗糙型菌落 S R 原因：失去LPS的特异多糖第六页，讲稿共四十二页哦毒力变异增强 棒状噬菌体白喉棒状杆菌 获得白喉毒素 减弱 胆汁、甘油、马铃薯培养基牛分枝杆菌 卡介苗 13年(230代)第七页，讲稿共四十二页哦耐药性变异细菌对某种抗菌药物由敏感变成耐药。多重耐药性，甚至产生药物依赖性。第八页，讲稿共四十二页哦1.1.细菌的染色体细菌的染色体(chromosome)(chromoso

3、me)2.2.质粒质粒(plasmids)(plasmids)3.3.噬菌体噬菌体(bacteriophages/phages)(bacteriophages/phages)4.4.转位因子（转位因子（transposable elementtransposable element）5.5.整合子（整合子（integronintegron）第九页，讲稿共四十二页哦一、细菌的染色体一、细菌的染色体主要特点主要特点 1 1.不形成染色体结构不形成染色体结构 2.2.基因的连续性基因的连续性 3 3.结构基因单拷贝，结构基因单拷贝，rRNArRNA基因等多拷贝基因等多拷贝 第十页，讲稿共四十二页哦二

4、、质粒二、质粒(plasmids)(plasmids)主要特点主要特点1.1.能自我复制并传给子代，有些质粒可整合到细菌核质能自我复制并传给子代，有些质粒可整合到细菌核质DNADNA上。上。2.2.可从一个菌转移到另一个菌。可从一个菌转移到另一个菌。3.3.质粒可自行丢失。质粒可自行丢失。4.4.质粒赋予细菌某些重要的生物学性状。质粒赋予细菌某些重要的生物学性状。第十一页，讲稿共四十二页哦第十二页，讲稿共四十二页哦举例：举例：F F质粒质粒(fertility plasmid)(fertility plasmid)编码细菌性菌毛编码细菌性菌毛R R质粒质粒(resistance plasmid

5、)(resistance plasmid)编码细菌耐药性编码细菌耐药性ViVi质粒质粒(virulence plasmid)(virulence plasmid)编码细菌毒力因子编码细菌毒力因子ColCol质粒质粒编码大肠埃希菌的细菌素编码大肠埃希菌的细菌素第十三页，讲稿共四十二页哦质粒在细菌内拷贝数质粒在细菌内拷贝数 1.1.严紧型质粒严紧型质粒少少 2.2.松弛型质粒松弛型质粒多多相容性相容性 1.1.相容性相容性几种质粒同时共存于同一菌体内。几种质粒同时共存于同一菌体内。2.2.不相容性不相容性不能同时共存，可借此对质粒进行分不能同时共存，可借此对质粒进行分组、分群。组、分群。第十四页，

6、讲稿共四十二页哦三、噬菌体三、噬菌体(bacteriophage/phage)(bacteriophage/phage)是侵袭细菌、真菌等微生物的病毒。是侵袭细菌、真菌等微生物的病毒。噬菌体特性：噬菌体特性：1.1.个体微小，无细胞结构。个体微小，无细胞结构。2.2.具严格的活组织寄生性。具严格的活组织寄生性。3.3.这种寄生性具有高度的特异性。这种寄生性具有高度的特异性。4.4.噬菌体的遗传物质可赋予宿主菌某些生噬菌体的遗传物质可赋予宿主菌某些生物学形状。物学形状。第十五页，讲稿共四十二页哦大小：以大小：以nmnm衡量，必须用电镜观察。衡量，必须用电镜观察。形态：蝌蚪形（多数）、球形、细杆形

7、形态：蝌蚪形（多数）、球形、细杆形/丝形。丝形。结构：结构：第十六页，讲稿共四十二页哦化学成分化学成分（1 1）核酸：）核酸：DNARNADNARNA。（2 2）蛋白质：构成噬菌体头部外壳和尾部。）蛋白质：构成噬菌体头部外壳和尾部。第十七页，讲稿共四十二页哦噬菌体与细菌的相互关系噬菌体与细菌的相互关系噬菌体增殖过程：噬菌体增殖过程：吸附吸附 第十八页，讲稿共四十二页哦第十九页，讲稿共四十二页哦噬菌体增殖过程噬菌体增殖过程：生物合成生物合成第二十页，讲稿共四十二页哦噬菌体增殖过程：噬菌体增殖过程：成熟与释放成熟与释放 第二十一页，讲稿共四十二页哦第二十二页，讲稿共四十二页哦从噬菌体吸附到细菌裂解

8、释放出子代噬菌体的过程称为噬从噬菌体吸附到细菌裂解释放出子代噬菌体的过程称为噬菌体菌体复制周期复制周期 溶菌周期溶菌周期 裂解周期裂解周期。这种能在敏感细菌中增殖并使之裂解的噬菌体叫这种能在敏感细菌中增殖并使之裂解的噬菌体叫毒性毒性噬菌体（噬菌体（virulence phagevirulence phage）。某些噬菌体感染细菌后不增殖，噬菌体某些噬菌体感染细菌后不增殖，噬菌体DNADNA整合到细菌核整合到细菌核质质DNADNA上，随细菌的增殖而传代，细菌不发生裂解，上，随细菌的增殖而传代，细菌不发生裂解，这种噬菌体叫这种噬菌体叫温和噬菌体（温和噬菌体（temperate phagetempe

9、rate phage）溶原溶原性噬菌体性噬菌体。第二十三页，讲稿共四十二页哦温和噬菌体温和噬菌体第二十四页，讲稿共四十二页哦整 合 在 细 菌整 合 在 细 菌D N AD N A 上 的 噬 菌 体 基 因 称上 的 噬 菌 体 基 因 称前 噬 菌 体前 噬 菌 体（prophageprophage）。带有前噬菌体的细菌称带有前噬菌体的细菌称溶原性细菌（溶原性细菌（lysogenic lysogenic bacteria bacteria）。前噬菌体存在于细菌内，导致细菌基因和性状发生改前噬菌体存在于细菌内，导致细菌基因和性状发生改变，这种现象称变，这种现象称溶原性转换溶原性转换。温和噬菌

10、体温和噬菌体有溶原性周期和裂解周期。有溶原性周期和裂解周期。毒性噬菌体毒性噬菌体只有裂解周期。只有裂解周期。第二十五页，讲稿共四十二页哦前噬菌体与细菌的变异溶原性转换（溶原性转换（lysogenic lysogenic conversionconversion）温和噬菌体的温和噬菌体的DNADNA整整合到宿主菌染色体合到宿主菌染色体DNADNA后，后，成为溶原状态导致遗传成为溶原状态导致遗传性变异性变异。第二十六页，讲稿共四十二页哦四、转位因子四、转位因子（transposable elementtransposable element）是指细菌基因组中能从一个位置移动到另一位置的一段是指细菌

11、基因组中能从一个位置移动到另一位置的一段DNADNA序列。序列。存在于细菌染色体、质粒或噬菌体存在于细菌染色体、质粒或噬菌体DNADNA分子上的一段核苷分子上的一段核苷酸序列片段，它能在酸序列片段，它能在DNADNA分子中移动，从一个基因组转移分子中移动，从一个基因组转移到另一个基因组，从而改变遗传物质的核苷酸序列。到另一个基因组，从而改变遗传物质的核苷酸序列。（1 1）插入序列：仅携带插入相关序列。）插入序列：仅携带插入相关序列。（2 2）转座子）转座子（transposon,Tn）：插入序列：插入序列+功能基因。功能基因。（3 3）转座噬菌体：有转座功能的溶原性噬菌体。）转座噬菌体：有转座

12、功能的溶原性噬菌体。第二十七页，讲稿共四十二页哦五、整合子五、整合子整合子（整合子（integron,Inintegron,In）是细菌基因组中的）是细菌基因组中的DNADNA片段片段,携带位点特异性重组系统组分，具有捕获外携带位点特异性重组系统组分，具有捕获外源性基因源性基因基因盒。基因盒。(gene cassette)(gene cassette)功能功能,可将耐药基因盒整合并表达。可将耐药基因盒整合并表达。整合子存在于许多细菌中整合子存在于许多细菌中,是细菌的固有结构。是细菌的固有结构。第二十八页，讲稿共四十二页哦一、基因突变一、基因突变突变（突变（mutationmutation）是细

13、菌基因序列发生了稳定且可遗是细菌基因序列发生了稳定且可遗传的变异，导致细菌某些性状的改变，并可传给子代。传的变异，导致细菌某些性状的改变，并可传给子代。点突变点突变 是由于个别碱基的置换、插入或丢失而引起，可导是由于个别碱基的置换、插入或丢失而引起，可导致核苷酸序列的改变。致核苷酸序列的改变。染色体畸变染色体畸变 是指染色体较大范围的结构改变，包括是指染色体较大范围的结构改变，包括易位、缺失、重复、倒位等。易位、缺失、重复、倒位等。第二十九页，讲稿共四十二页哦基因突变的规律基因突变的规律1.1.随机性随机性2.2.独立性独立性3.3.稳定性稳定性4.4.可逆性可逆性5.5.稀有性稀有性第三十页

14、，讲稿共四十二页哦二、基因的转移和重组二、基因的转移和重组细菌基因的转移与重组是指受体菌接受来自供体细菌基因的转移与重组是指受体菌接受来自供体菌（或病毒）的菌（或病毒）的DNADNA片段，并把这种片段，并把这种DNADNA片段整合片段整合成为受体菌基因组的一部分。成为受体菌基因组的一部分。第三十一页，讲稿共四十二页哦受受体菌直接摄取供体菌游离的体菌直接摄取供体菌游离的DNADNA片段片段并整合到受体菌的基因组上，使并整合到受体菌的基因组上，使受体菌遗传性状发生改变。受体菌遗传性状发生改变。第三十二页，讲稿共四十二页哦第三十三页，讲稿共四十二页哦2.2.转导（转导（transductiontra

15、nsduction）以噬菌体为载体，把供体菌的部分基以噬菌体为载体，把供体菌的部分基因转移给受体菌，使受体菌获得新的因转移给受体菌，使受体菌获得新的性状。性状。（）普遍性转导（）普遍性转导 完全转导完全转导 流产转导流产转导（）局限性转导（）局限性转导第三十四页，讲稿共四十二页哦外源外源DNADNA被降解，转导失败。被降解，转导失败。完全转导完全转导进入受进入受体的外源体的外源DNADNA通过与通过与细胞染色体的重组细胞染色体的重组交换而形成稳定的交换而形成稳定的转导子。转导子。流产转导流产转导普遍性转导普遍性转导第三十五页，讲稿共四十二页哦局限性转导局限性转导 第三十六页，讲稿共四十二页哦3

16、.3.接合（接合（conjugationconjugation）供体菌通过性菌毛介导，将其质粒转移给供体菌通过性菌毛介导，将其质粒转移给受体菌的过程称为接合作用。有些质粒还受体菌的过程称为接合作用。有些质粒还能带动供体菌染色体向受体菌转移。能带动供体菌染色体向受体菌转移。F F质粒的接合质粒的接合R R质粒的接合质粒的接合第三十七页，讲稿共四十二页哦F质粒的接合F+F-F+F-F+F+F+F+DonorRecipientF+F-第三十八页，讲稿共四十二页哦第三十九页，讲稿共四十二页哦R质粒的接合R R质粒接合的关键是有质粒接合的关键是有tratra区域区域R100R100质粒可使宿主对下列药物

17、及质粒可使宿主对下列药物及重金属具有抗性：重金属具有抗性：汞（汞（mercuric ion mercuric ion，mermer）四环素（四环素（tetracyclinetetracycline，tet tet）链霉素链霉素(Streptomycin,Str)(Streptomycin,Str)磺胺磺胺(Sulfonamide,Sul)(Sulfonamide,Sul)氯霉素氯霉素(Chlorampenicol,Cml)(Chlorampenicol,Cml)夫西地酸（夫西地酸（fusidic acidfusidic acid，fusfus）质粒质粒R100 基因图谱基因图谱第四十页，讲稿共

18、四十二页哦在细菌检验中，要了解细菌的变异现象和规律，以便正确在细菌检验中，要了解细菌的变异现象和规律，以便正确诊断细菌性感染疾病。诊断细菌性感染疾病。在临床治疗中，注意细菌的在临床治疗中，注意细菌的耐药性耐药性变异问题，在药敏变异问题，在药敏试验的基础上，选择用药，防止和减少耐药菌株的出试验的基础上，选择用药，防止和减少耐药菌株的出现。现。细菌强毒株变异为减毒株，制备成细菌强毒株变异为减毒株，制备成减毒活疫苗减毒活疫苗，用于某些，用于某些传染病的预防。传染病的预防。利用基因工程制备干扰素、白介素等多种利用基因工程制备干扰素、白介素等多种生物制品生物制品，以及研究制备理想疫苗，为感染性疾病的防治提供新以及研究制备理想疫苗，为感染性疾病的防治提供新途径。途径。第四十一页，讲稿共四十二页哦感谢大家观看感谢大家观看第四十二页，讲稿共四十二页哦