細(xì)菌的遺傳變異課件

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1、第十一章細(xì)菌遺傳與變異胡生梅病原生物與免疫學(xué)高職高專護(hù)理9/21/2021知識(shí)要點(diǎn)細(xì)菌與其他生物一樣，也具有遺傳和變異的特性，細(xì)菌的變異往往會(huì)導(dǎo)致細(xì)菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理代謝、致病性、耐藥性、抗原性等性狀發(fā)生改變。本章主要介紹了細(xì)菌遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)，細(xì)菌變異的發(fā)生機(jī)制，細(xì)菌變異的現(xiàn)象，細(xì)菌遺傳變異在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。9/21/2021學(xué)習(xí)目標(biāo)通過本章學(xué)習(xí)應(yīng)該掌握細(xì)菌變異的實(shí)際意義；熟悉細(xì)菌的變異現(xiàn)象；了解細(xì)菌變異的物質(zhì)基礎(chǔ)及機(jī)制。9/21/2021前言遺傳：是病原生物的性狀在子代與親代中保持相對(duì)穩(wěn)定，且代代相傳，而使其種

2、屬得以保存。變異：是子代與親代之間以及子代與子代之間的生物學(xué)性狀出現(xiàn)的差異。細(xì)菌的變異分為遺傳性變異和非遺傳性變異兩種類型。9/21/2021第一節(jié)細(xì)菌遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)一、染色體二、質(zhì)粒三、噬菌體9/21/2021一、染色體結(jié)構(gòu)：環(huán)狀雙鏈DNA長度：1300—2000?m核苷酸數(shù)量：3000—4000Kb基因數(shù)量：4000—5000編碼蛋白：約2000個(gè)結(jié)構(gòu)蛋白9/21/2021二、質(zhì)粒質(zhì)粒：細(xì)菌染色體外的遺傳物質(zhì)，為環(huán)狀閉合的雙鏈DNA9/21/2021二、質(zhì)粒質(zhì)粒的基本特征自我復(fù)制能力編碼產(chǎn)物賦予細(xì)菌某些特殊

3、性狀并非細(xì)菌生命活動(dòng)不可缺少的遺傳物質(zhì)，可自行丟失與消除具有轉(zhuǎn)移性一個(gè)細(xì)菌可帶有一種或幾種不同的質(zhì)粒9/21/2021質(zhì)粒的類型致育質(zhì)粒----F質(zhì)粒耐藥質(zhì)粒----R質(zhì)粒毒力質(zhì)粒----Vi質(zhì)粒大腸菌素質(zhì)粒----Col質(zhì)粒二、質(zhì)粒9/21/2021能感染微生物的病毒具有病毒的基本特性分布廣泛，有嚴(yán)格的宿主特異性三、噬菌體9/21/2021形態(tài)與結(jié)構(gòu)蝌蚪形微球形纖線形化學(xué)組成蛋白質(zhì)與核酸抗原性抵抗力三、噬菌體9/21/2021噬菌體的類型毒性噬菌體/溶菌性噬菌體能在宿主菌細(xì)胞內(nèi)復(fù)制增殖，產(chǎn)生許多子代噬菌體，并最終

4、裂解細(xì)菌，稱為毒性噬菌體。溫和噬菌體/溶原性噬菌體噬菌體基因與宿主菌染色體整合，不產(chǎn)生子代噬菌體，但噬菌體DNA能隨細(xì)菌DNA復(fù)制，并隨細(xì)菌的分裂而傳代。三、噬菌體9/21/2021第二節(jié)細(xì)菌變異的發(fā)生機(jī)制一、基因突變二、基因轉(zhuǎn)移與重組9/21/2021突變：是指細(xì)菌的遺傳基因發(fā)生突然而穩(wěn)定的改變，導(dǎo)致細(xì)菌性狀的遺傳性變異基因突變(點(diǎn)突變、小突變)：基因中一個(gè)或幾個(gè)堿基對(duì)發(fā)生的改變。一般只引起較少的性狀變異。堿基置換、插入、缺失、轉(zhuǎn)位因子的轉(zhuǎn)位染色體畸變(大突變)：大段核苷酸序列插入和丟失→死亡一、基因突變9/21

5、/2021基因突變的規(guī)律突變率：自發(fā)突變率極低，為10-9-10-6誘導(dǎo)突變率提高突變與選擇：突變是隨機(jī)的，不定向的選擇是定向的回復(fù)突變：野生型--突變型（正向突變）突變型--野生型（回復(fù)突變）一、基因突變9/21/2021二、基因轉(zhuǎn)移與重組基因轉(zhuǎn)移：遺傳物質(zhì)由供體菌轉(zhuǎn)入受體菌細(xì)胞內(nèi)的過程。基因重組：轉(zhuǎn)移的基因與受體菌DNA整合在一起。外源性遺傳物質(zhì)細(xì)菌染色體DNA質(zhì)粒DNA噬菌體基因基因轉(zhuǎn)移與重組的方式：轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)、接合、溶原性轉(zhuǎn)換9/21/2021二、基因轉(zhuǎn)移與重組轉(zhuǎn)化概念：受體菌直接從周圍環(huán)境中攝取供體菌裂解

6、游離的DNA片段，從而獲得供體菌部分遺傳性狀的過程。條件：轉(zhuǎn)化的DNA為小片段受體菌處于感受態(tài)9/21/2021二、基因轉(zhuǎn)移與重組轉(zhuǎn)化示意圖9/21/2021二、基因轉(zhuǎn)移與重組小鼠體內(nèi)肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化試驗(yàn)9/21/2021二、基因轉(zhuǎn)移與重組轉(zhuǎn)導(dǎo)概念：通過溶原性噬菌體在供、受體菌間或噬菌體與宿主間進(jìn)行的遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移。要點(diǎn)：轉(zhuǎn)導(dǎo)的本質(zhì)是源于噬菌體的裝配錯(cuò)誤。包括普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)與局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)。9/21/2021二、基因轉(zhuǎn)移與重組轉(zhuǎn)導(dǎo)示意圖9/21/2021二、基因轉(zhuǎn)移與重組普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)示意圖9/21/2021二、基因轉(zhuǎn)移與重組局

7、限性轉(zhuǎn)導(dǎo)示意圖9/21/2021二、基因轉(zhuǎn)移與重組接合概念：細(xì)菌通過性菌毛相互連接溝通，將遺傳物質(zhì)從供體菌轉(zhuǎn)移給受體菌的過程。接合性質(zhì)粒：能通過結(jié)合方式轉(zhuǎn)移的質(zhì)粒，包括F質(zhì)粒、R質(zhì)粒、Col質(zhì)粒。非接合性質(zhì)粒：不能通過性菌毛在細(xì)菌間轉(zhuǎn)移的質(zhì)粒。9/21/2021二、基因轉(zhuǎn)移與重組細(xì)菌的接合狀態(tài)9/21/2021二、基因轉(zhuǎn)移與重組F質(zhì)粒的接合過程F+菌F–菌9/21/2021二、基因轉(zhuǎn)移與重組F+F-F+F-F+F+F+F+F質(zhì)粒的接合過程9/21/2021二、基因轉(zhuǎn)移與重組R質(zhì)粒包括兩部分耐藥傳遞因子：與F質(zhì)粒相似

8、，編碼性菌毛和接合轉(zhuǎn)移。耐藥決定子：編碼對(duì)抗菌藥物的耐藥性。R質(zhì)粒的接合9/21/2021溶原性細(xì)菌：某些溫和噬菌體感染敏感細(xì)菌后，其基因可整合于宿主菌染色體中，此狀態(tài)下的細(xì)菌稱為溶原性細(xì)菌。溶原性轉(zhuǎn)換：溶原性細(xì)菌因DNA結(jié)構(gòu)改變獲得噬菌體基因賦予的新性狀。二、基因轉(zhuǎn)移與重組溶原性轉(zhuǎn)換9/21/2021二、基因轉(zhuǎn)移與重組溶原性轉(zhuǎn)換示意圖9/21/2021第三