《遗传变异》课件.ppt
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1、第六章第六章 遗传与变异遗传与变异n湖北湖北-神神农架的农架的“猴娃猴娃”n江西姑娘小燕江西姑娘小燕“变异综合症变异综合症”n辽宁岫岩的辽宁岫岩的“毛孩毛孩”于震寰于震寰遗传变异的普遍性遗传变异的普遍性-低等生物低等生物高等生物高等生物?遗传与变异?遗传与变异n遗传(遗传(heredity)子代与亲代子代与亲代相似性相似性 使病原生物保持种属特性使病原生物保持种属特性n变异(变异(variation)子代与亲代的子代与亲代的差异差异性性 使物种得以进化使物种得以进化n变异有两种类型变异有两种类型基因型变异基因型变异基因结构发生变异基因结构发生变异-遗传性变异遗传性变异 表型变异表型变异基因的表
2、达出现差异基因的表达出现差异-非遗传性变异非遗传性变异 第一节第一节 细菌的遗传与变异细菌的遗传与变异一、细菌的变异现象一、细菌的变异现象1.1.形态结构变异形态结构变异 形态形态 L L型变异型变异-多态性多态性 结构结构 H-O H-O变异变异-失去鞭毛失去鞭毛 -可复原可复原2.2.生理特性变异生理特性变异毒力变异毒力变异 增强增强白喉杆菌白喉杆菌无无毒株毒株 有有毒株毒株 减弱减弱-如如BCGBCG(卡介苗)(卡介苗)抗原性变异抗原性变异肠道杆菌的肠道杆菌的H/OH/O抗原变异抗原变异 耐药性变异耐药性变异-敏感性敏感性 耐药耐药 依赖性依赖性酶活性变异酶活性变异-营养缺陷型营养缺陷型
3、菌落变异菌落变异(S-RS-R变异变异)-)-毒力、抗原性减弱等毒力、抗原性减弱等二、二、细菌的遗传物质细菌的遗传物质 (一)细菌染色体(一)细菌染色体 控制细菌的遗传和变异控制细菌的遗传和变异 (二)质粒(二)质粒(PlasmidPlasmid)是细菌染色体以外的遗传物质是细菌染色体以外的遗传物质 (三)转位因子(三)转位因子 (transposable elementtransposable element)存在于细菌染色体或质粒存在于细菌染色体或质粒DNADNA分子上的一段分子上的一段 具有转位特性的核苷酸序列具有转位特性的核苷酸序列三、细菌变异的机制三、细菌变异的机制 (一一)基因突变
4、基因突变n1.1.突变的规律突变的规律 (影印实验影印实验)n n2.2.突变的机制突变的机制 (二二)基因的转移与重组基因的转移与重组n基因转移(基因转移(gene transfergene transfer)遗传物质由供遗传物质由供体菌转入受体菌的过程称体菌转入受体菌的过程称 n基因重组(基因重组(recombinationrecombination)转移的基因与转移的基因与受体菌受体菌DNADNA整合称整合称-n基因转移的方式基因转移的方式:转化、转导、接合、转化、转导、接合、溶原性转换溶原性转换和和细胞融合细胞融合1.1.转化转化 (transformation)(transforma
5、tion)是是供体菌裂解供体菌裂解,游离游离DNADNA片段被受体菌直接片段被受体菌直接摄取摄取的过程的过程 2.2.转导转导(transduction)transduction)是以是以噬菌体为载体噬菌体为载体,将供体菌,将供体菌DNADNA转移到转移到受体菌的过程受体菌的过程 普遍性转导普遍性转导 局限性转导局限性转导 转导转导完全转导完全转导 流产转导流产转导 3.溶原性转换溶原性转换(lycogenic conversion)是指溶原性是指溶原性宿主菌染色体整合了宿主菌染色体整合了噬菌体噬菌体DNADNA片段片段,而获得新的生物学性状而获得新的生物学性状 如白喉棒状杆菌感染如白喉棒状杆
6、菌感染-棒状噬菌体,棒状噬菌体,而获得产毒能力而获得产毒能力 4.接合接合(conjugation)n供体菌通过供体菌通过性菌毛性菌毛将自身的将自身的DNA转入受体菌内,使受体菌获转入受体菌内,使受体菌获得新的遗传性状,称为得新的遗传性状,称为 n接合条件:接合条件:供体菌具有供体菌具有F质粒质粒或或R质粒质粒n(1)F 质粒质粒 (Fertility plasmid)nF质粒结合质粒结合:F+F-F+F+n高频重组菌株高频重组菌株(Hfr)与与F 接合接合 n(2 2)R R质粒质粒(Resistance plasmidResistance plasmid)5.原生质体融合原生质体融合(pr
7、otoplast fusion)n细胞质融合是人工基因转移系统细胞质融合是人工基因转移系统n是指将两种不同的细菌经溶菌酶或青是指将两种不同的细菌经溶菌酶或青霉素等处理,失去细胞壁成为原生质霉素等处理,失去细胞壁成为原生质体后进行彼此融合的过程体后进行彼此融合的过程 (三)细菌遗传变异在医学上的应用(三)细菌遗传变异在医学上的应用1.1.用于疾病的诊断、诊断、用于疾病的诊断、诊断、治疗:治疗:诊断:注意形态结构生化反应等变异(如诊断:注意形态结构生化反应等变异(如L L型)型)预防:疫苗的制备预防:疫苗的制备 治疗:防止耐药性产生治疗:防止耐药性产生 药敏、联合、足量、不滥用药敏、联合、足量、不
8、滥用 2.2.用于测定致癌物质:用于测定致癌物质:AmesAmes试验试验 3.3.用于流行病学调查:质粒指纹图谱法用于流行病学调查:质粒指纹图谱法4.4.用于基因工程:生产胰岛素、干扰素、生长素等用于基因工程:生产胰岛素、干扰素、生长素等生物制剂生物制剂一、一、基因突变基因突变 由于碱基的置换、缺失或插入而引起的改变由于碱基的置换、缺失或插入而引起的改变 如如tsts突变株突变株二、二、基因重组基因重组(genetic recombination)重组体重组体(recombinant)具有两个亲代病毒特征具有两个亲代病毒特征三、基因产物的相互作用三、基因产物的相互作用 互补作用和加强作用互补
9、作用和加强作用复制更多复制更多 表型混合与核壳转移表型混合与核壳转移 能改变病毒的宿主范围能改变病毒的宿主范围 可影响病毒的血清学鉴定可影响病毒的血清学鉴定 第二节第二节 病毒的遗传与变异病毒的遗传与变异第三节第三节 噬菌体噬菌体(bacteriophage)一、噬菌体的生物学性状一、噬菌体的生物学性状1.1.形态结构形态结构 多为蝌蚪形多为蝌蚪形 分头部和尾部两部分分头部和尾部两部分 头部头部 蛋白外壳蛋白外壳+核心核心(DNA(DNA或或RNA)RNA)保护作用,遗传物质保护作用,遗传物质 尾部尾部 在感染细菌时起吸附作用在感染细菌时起吸附作用 3.3.有严格寄生性和高度特异性有严格寄生性
10、和高度特异性 4.4.抵抗力抵抗力 较细菌强,耐较细菌强,耐70700 0c 30minc 30min(一)(一)毒性噬菌体与溶菌周期毒性噬菌体与溶菌周期 溶菌周期溶菌周期 噬菌体增殖噬菌体增殖 细菌被裂解称为细菌被裂解称为-由毒由毒性噬菌体性噬菌体(virulent phage)所致)所致 噬菌体增殖周期:噬菌体增殖周期:吸附、穿入、生物合成、成熟释放吸附、穿入、生物合成、成熟释放4个阶段个阶段 噬菌现象噬菌现象 在液体培养基在液体培养基混浊的菌液变透明混浊的菌液变透明 在固体培养基在固体培养基-形成形成噬菌斑噬菌斑(plaque)噬菌斑意义噬菌斑意义 鉴定噬菌体鉴定噬菌体 鉴定细菌鉴定细菌
11、 测定噬菌体数量,用测定噬菌体数量,用PFU二二 、噬菌体与细菌的关系、噬菌体与细菌的关系噬菌体感染细菌后有两种后果噬菌体感染细菌后有两种后果:溶原状态溶原状态 噬菌体核酸整合到细菌的染色体上,噬菌体核酸整合到细菌的染色体上,随细菌随细菌DNADNA复制而复制,噬菌体不增殖,不产生复制而复制,噬菌体不增殖,不产生子代噬菌体,不裂解细菌,这种状态称溶原状子代噬菌体,不裂解细菌,这种状态称溶原状态;这种噬菌体称态;这种噬菌体称温和噬菌体温和噬菌体 前噬菌体前噬菌体(prophge)(prophge)整合在细菌染色体上的噬菌体核酸称整合在细菌染色体上的噬菌体核酸称 溶原性细菌溶原性细菌(lysoge
12、nic bacteria)(lysogenic bacteria)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的特征溶原性细菌的特征 (二二)温和噬菌体与溶原状态温和噬菌体与溶原状态三、噬菌体的应用三、噬菌体的应用n用于细菌的鉴定和分型用于细菌的鉴定和分型n对流行对流行 病学的调查和追踪传染源有重要意义病学的调查和追踪传染源有重要意义 n检测标本中的未知细菌检测标本中的未知细菌n是分子生物学研究的工具是分子生物学研究的工具n做外源基因的载体做外源基因的载体 第第6 6章章 学习重点学习重点n细菌的变异现象都包括那些?细菌的变异现象都包括那些?n细菌的遗传物质有那三种?细菌染色体特点与功细
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