细菌遗传变异课件.ppt

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1、细菌遗传变异第1页，此课件共27页哦遗传（遗传（heredity):子代与亲代生物学性状的相似。generalstabilityon“likeness”inthecharacteristicsofprogenyandgeneralstabilityon“likeness”inthecharacteristicsofprogenyandparentparent变异（变异（variation):子代与亲代以及子代与子代之间生物学性状的差异。thedifferencebetweenprogenyandparent.thedifferencebetweenprogenyandparent.Herita

2、blevariation:geneticsubstancechangesHeritablevariation:geneticsubstancechangesNonheritablevariation:environmentchangesNonheritablevariation:environmentchanges第2页，此课件共27页哦遗传性变异遗传性变异(hereditaryvariation)orhereditaryvariation)or（基因型变异基因型变异 genotypicvariation)genotypicvariation)非遗传性变异非遗传性变异非遗传性变异非遗传性变异(

3、non-hereditaryvariation)non-hereditaryvariation)（表型变异（表型变异 phenotypicvariationphenotypicvariation）遗传性变异和非遗传性变异的区别遗传性变异和非遗传性变异的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3页，此课件共27页哦第一节细菌的变异现象variationphenomenaofbacteriavariationphenomenaofbacteria形态、结构变异毒力变异耐药性变异菌落变异第4页，此课件共27页哦1.形态结构变异形态结构变异variat

4、ionofshapeandstructureofshapeandstructurea.a.形态的变异形态的变异：迟缓期对数期稳定期、衰退期（大）（小）（多型性）b.L型变异型变异青霉素、溶菌酶青霉素、溶菌酶正常形态细菌正常形态细菌L型变异型变异(Lform)Lform)(Normalbacterium)(Normalbacterium)抗体或补体抗体或补体(部分或完全失去部分或完全失去(antibodyorcomplement)antibodyorcomplement)胞壁胞壁)第5页，此课件共27页哦c.3-6%NaCl鼠疫耶氏菌多形态性(polymorphism)陈旧培基物陈旧培基物第6页

5、，此课件共27页哦d.特殊结构的变异(variationofbacterialspecialstructures)variationofbacterialspecialstructures)42-4342-43 炭疽杆菌炭疽杆菌失去形成失去形成芽胞芽胞芽胞芽胞能力能力,毒性降低毒性降低10-2010-20天天变形杆菌变形杆菌0.1%0.1%石炭酸石炭酸迁徙生长（迁徙生长（H H）点状生长、单个菌落（点状生长、单个菌落（OO）(H:(H:薄膜（德语薄膜（德语hauchhauch）OO：无薄膜（德语无薄膜（德语ohnhauchohnhauch）鞭毛变异即鞭毛变异即(H-O变异变异)第7页，此课件共

6、27页哦2.毒力变异(virulencevariation)virulencevariation)增强(e enhancement):nhancement):棒状噬菌体白喉棒状杆菌获得白喉毒素(C.diphtheriaeC.diphtheriae)(diphtheria-toxin)(diphtheria-toxin)减弱(weakness):weakness):胆汁、甘油、马铃薯培养基胆汁、甘油、马铃薯培养基牛分枝杆菌卡介苗(BCG)13年年(230(230代代)第8页，此课件共27页哦3.耐药性变异(resistancevariation)resistancevariation)细菌对某种

7、抗菌药物细菌对某种抗菌药物由由敏感变成耐药的变异称为耐药性变异。敏感变成耐药的变异称为耐药性变异。耐药性突变（drug-resistantmutationdrug-resistantmutation机制机制重组重组（recombination)recombination)耐药性质粒的转移（耐药性质粒的转移（transmissionofRplasmid)transmissionofRplasmid)e.ge.g.金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌 含链霉素培基含链霉素培基 痢疾杆菌痢疾杆菌依链株依链株(Streptomycin-dependentStrain)Streptomycin-dependen

8、tStrain)长期培养长期培养第9页，此课件共27页哦4.菌落变异colonyvariationcolonyvariation在陈旧培养基中长期培养在陈旧培养基中长期培养光滑型菌落粗糙型菌落S(smoothcolony)S(smoothcolony)R(roughcolony)(roughcolony)原因：失去LPS的特异多糖(reason:lossofspecificpolysaccharideofLPS)(reason:lossofspecificpolysaccharideofLPS)菌落变异即菌落变异即(S-R变异变异)第10页，此课件共27页哦第二节第二节 细菌遗传变异的物质基础

9、细菌遗传变异的物质基础基因组(genome)：染色体染色体(chromosome)（mentioned above)染色体外遗传物质染色体外遗传物质 (extra-chromosomal genetic elements)质粒质粒 转位因子转位因子第11页，此课件共27页哦ChromosomalDNAornucleoidgenerallyacircular,double-strandedmoleculeofDNAthatisalsocallednucleoid第12页，此课件共27页哦质粒（质粒（plasmid）细菌染色体外的遗传物质，是环状闭合的双链细菌染色体外的遗传物质，是环状闭合的双链细

10、菌染色体外的遗传物质，是环状闭合的双链细菌染色体外的遗传物质，是环状闭合的双链DNADNA。带有遗传性息，能自行复制，随细菌分裂转移到子带有遗传性息，能自行复制，随细菌分裂转移到子带有遗传性息，能自行复制，随细菌分裂转移到子带有遗传性息，能自行复制，随细菌分裂转移到子代细胞，并非细菌生长所必需。代细胞，并非细菌生长所必需。代细胞，并非细菌生长所必需。代细胞，并非细菌生长所必需。(Extra-chromosomalgeneticsubstance,circular,(Extra-chromosomalgeneticsubstance,circular,double-strandedDNAmole

11、cule,notessentialfordouble-strandedDNAmolecule,notessentialforbacterialgrowth)bacterialgrowth)特征特征特征特征 自我复制能力自我复制能力自我复制能力自我复制能力(autonomous replication)autonomous replication)编码产物赋予细菌某些性状特征编码产物赋予细菌某些性状特征编码产物赋予细菌某些性状特征编码产物赋予细菌某些性状特征(confer confer some features on bacteria)some features on bacteria)可自行

12、丢失与消除可自行丢失与消除可自行丢失与消除可自行丢失与消除(can be lost)can be lost)转移性转移性转移性转移性(transferable)transferable)相容性和不相容性相容性和不相容性相容性和不相容性相容性和不相容性(incompatible and incompatible and compatible)compatible)第13页，此课件共27页哦几种重要的质粒致育质粒致育质粒（F plasmidF plasmid）耐药质粒耐药质粒(R plasmid)(R plasmid)毒力质粒（Viplasmid)Viplasmid)细菌素质粒(Colplasmi

13、d)plasmid)第14页，此课件共27页哦第三节第三节 细菌的变异机制细菌的变异机制(mechanisms of bacterial variation)(mechanisms of bacterial variation)(一)基因的突变（mutation)1.Definition：微生物某些遗传物质发生突然而稳定的改变（astableheritablechangeofbacterialgene)astableheritablechangeofbacterialgene)2.频率频率(frequency):frequency):1010-6-6 -10 10-9-93.种类:自发突变（s

14、pontaneousmutation)spontaneousmutation)诱发突变（inducedmutation)inducedmutation)4.染色体畸变(chromosomalaberration)chromosomalaberration)第15页，此课件共27页哦（二）基因的转移和重组基因转移（基因转移（gene transfer）外源性的遗传物质由供体菌转入某受体菌细胞的外源性的遗传物质由供体菌转入某受体菌细胞的过程称为基因转移。过程称为基因转移。重组（重组（recombination）转移的基因与受体菌转移的基因与受体菌DNA整合在一起称为重组，整合在一起称为重组，使受体

15、菌获得供体菌的某些性状。使受体菌获得供体菌的某些性状。细菌的基因转移和重组可通过细菌的基因转移和重组可通过转化、接合、转化、接合、转导、溶原性转换转导、溶原性转换和原生质体融合等方式进和原生质体融合等方式进行。行。第16页，此课件共27页哦1.转化转化（transformation）供体菌裂解游离的供体菌裂解游离的DNA片段被受体菌直接摄片段被受体菌直接摄取，使受体菌获得新的性状取，使受体菌获得新的性状。Definition:Geneticrecombinationinwhichabacteriumdirectly takes updirectly takes upaafreeDNAfreeD

16、NAfragmentandfragmentandthenincorporateitintotherecipientbacterialgenome,thenincorporateitintotherecipientbacterialgenome,resultinginthealterationofbacterialgeneticconstitution.resultinginthealterationofbacterialgeneticconstitution.第17页，此课件共27页哦转化试验第18页，此课件共27页哦2.接合（conjugation）细菌通过性菌毛相互连接沟通，将遗传物质细菌

17、通过性菌毛相互连接沟通，将遗传物质（主要是质粒（主要是质粒DNA）从供体菌转移给受体菌）从供体菌转移给受体菌。(BacterialDNAistransferredfromdonorbacteriumtorecipientbacterium(BacterialDNAistransferredfromdonorbacteriumtorecipientbacteriumbyFpilus.)byFpilus.)接合性质粒：能通过接合方式转移的质粒称为接合性质粒：能通过接合方式转移的质粒称为接合性质粒，接合性质粒，F质粒、质粒、R质粒质粒、Col质粒和毒力质粒和毒力质粒等。质粒等。F质粒是最早发现的一种

18、质粒质粒是最早发现的一种质粒。第19页，此课件共27页哦MechanismofF+xF-CrossesF+F-F+F-F+F+F+F+F+第20页，此课件共27页哦R质粒的接合日本首先分离到抗多种药物的宋内志贺菌多重日本首先分离到抗多种药物的宋内志贺菌多重耐药株，多重耐药性很难用基因突变解释。耐药株，多重耐药性很难用基因突变解释。健康人中大肠埃希菌健康人中大肠埃希菌30%50%有有R质粒，而致质粒，而致病性大肠埃希菌病性大肠埃希菌90%有有R质粒。质粒。与多重耐药性有关。与多重耐药性有关。耐药质粒从一个细菌转移耐药质粒从一个细菌转移到另一个细菌中。到另一个细菌中。第21页，此课件共27页哦R质

19、粒 耐药传递因子（耐药传递因子（resistancetransferfactor,RTFresistancetransferfactor,RTF）与与F F质粒相似，编码性菌毛的产生和通过接合转移质粒相似，编码性菌毛的产生和通过接合转移 耐药（耐药（r r）决定子）决定子第22页，此课件共27页哦3.转导（transduction）以温和噬菌体为载体，将供体菌的一段以温和噬菌体为载体，将供体菌的一段DNA转移到受体菌内，使受体菌获得新的转移到受体菌内，使受体菌获得新的性状。性状。（DonorbacteriumDNAistransferredtorecipientbacteriumbyDonor

20、bacteriumDNAistransferredtorecipientbacteriumbyphage)phage)普遍性转导（generalizedtransduction）局限性转导（restrictedtransduction）第23页，此课件共27页哦Themechanismofgeneralizedtransduction第24页，此课件共27页哦4.溶原性转换（lysogenicconversion）当噬菌体感染细菌时，宿主菌染色体中获得了噬菌体的当噬菌体感染细菌时，宿主菌染色体中获得了噬菌体的当噬菌体感染细菌时，宿主菌染色体中获得了噬菌体的当噬菌体感染细菌时，宿主菌染色体中获得

21、了噬菌体的DNADNA片段，片段，片段，片段，使其成为溶原状态时而致细菌获得新的性状使其成为溶原状态时而致细菌获得新的性状使其成为溶原状态时而致细菌获得新的性状使其成为溶原状态时而致细菌获得新的性状 (The presence of prophage DNA constitutes a genetic (The presence of prophage DNA constitutes a genetic alteration to the host cell.)alteration to the host cell.)(。白喉棒状杆菌白喉棒状杆菌白喉棒状杆菌白喉棒状杆菌、A A群链球菌、肉毒梭

22、菌、产气荚膜梭菌、霍群链球菌、肉毒梭菌、产气荚膜梭菌、霍群链球菌、肉毒梭菌、产气荚膜梭菌、霍群链球菌、肉毒梭菌、产气荚膜梭菌、霍乱弧菌乱弧菌乱弧菌乱弧菌第25页，此课件共27页哦基因来源转移方式transformation供体菌直接摄取conjugation供体菌性菌毛transduction供体菌噬菌体为载体lysogenicconversion噬菌体整合5.原生质体融合(protoplastfusion)protoplastfusion)融合剂融合剂细胞去壁细胞去壁二倍体（二倍体（diploid)diploid)第26页，此课件共27页哦第四节细菌遗传变异的实际意义在疾病的诊断及预防中的应用细菌耐药性变异与抗感染治疗在基因工程中的应用第27页，此课件共27页哦