《細(xì)菌的遺傳變異》PPT課件

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1、第7章細(xì)菌的遺傳變異遺傳（heredity）遺傳使細(xì)菌的性狀保持相對(duì)穩(wěn)定，且代代相傳，使其種屬得以保存變異（variation）在一定條件下，子代和親代之間以及子代和子代之間的生物學(xué)性狀出現(xiàn)差異，有利于物種進(jìn)化1基因型變異和表現(xiàn)型變異的比較基因型變異表現(xiàn)型變異基因結(jié)構(gòu)變化未變可逆性不或極少可逆穩(wěn)定性穩(wěn)定不穩(wěn)定環(huán)境影響涉及細(xì)菌數(shù)不受影響受影響個(gè)別全體2第一節(jié)細(xì)菌的變異現(xiàn)象一、形態(tài)結(jié)構(gòu)的變異（1）莢膜變異（肺炎球菌）、芽胞變異（炭疽桿菌）、鞭毛變異（H-O變異：變形桿菌）、色素變異（粘質(zhì)沙雷菌）（2）L型變異：肽聚糖合成障礙導(dǎo)致的細(xì)胞壁缺陷型，由體內(nèi)體

2、外各種因素形成，其特點(diǎn)為：1、形態(tài)多變，不易染色；2、只能在高滲培養(yǎng)基上生長(zhǎng)；3、L型菌在生化反應(yīng)、抗原性、耐藥性方面均與原菌不同；4、L型菌仍有一定致病性（金葡菌、鏈球菌等）5、部分細(xì)菌的L型變異有可逆性（金葡菌）二、菌落變異：光滑型（S）與粗糙型（R）三、毒力變異：卡介苗（BCG）的培養(yǎng)四、抗藥性變異：耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）第二節(jié)遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)一、細(xì)菌的染色體：包括真核細(xì)胞和原核細(xì)胞細(xì)菌染色體：裸露的dsDNA，3.2～5×106bp；只有一個(gè)復(fù)制起始位點(diǎn)；復(fù)制快：105bp/min；無組蛋白，為連續(xù)基因；含有重疊序列；染色體

3、上的DNA按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則配對(duì)?；颍篋NA分子中不同排列順序的DNA區(qū)段所構(gòu)成的特定的功能單位。二、質(zhì)粒（plasmid）：是原核細(xì)菌染色體外的遺傳物質(zhì)，位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)。是雙股閉環(huán)的DNA鏈，攜帶的基因數(shù)少，多攜帶抗藥性基因、產(chǎn)抗生素基因、產(chǎn)毒素基因等，可自行復(fù)制、轉(zhuǎn)移。功能：F質(zhì)粒－轉(zhuǎn)移；R質(zhì)粒－耐藥；Col質(zhì)粒－細(xì)菌素6噬菌體（bacteriophage）：形態(tài)結(jié)構(gòu):蝌蚪形衣殼：蛋白質(zhì)核酸：dsDNA分布廣:有菌就有噬菌體宿主特異性：流行病調(diào)查；分型參與細(xì)菌變異：轉(zhuǎn)導(dǎo),溶原性轉(zhuǎn)換7第三節(jié)變異的原理一、變異的一般機(jī)理包括基因突變和基因重組。（一

4、）基因突變突變：指細(xì)菌遺傳基因結(jié)構(gòu)上發(fā)生突然而穩(wěn)定的改變，從而導(dǎo)致細(xì)菌發(fā)生遺傳性變異。突變包括基因突變和染色體畸變。基因突變包括自然突變和誘發(fā)突變，其分子基礎(chǔ)是堿基置換、堿基互變異構(gòu)和堿基的減少、增加和倒置。（二）基因重組指細(xì)菌的基因通過接合、轉(zhuǎn)導(dǎo)、轉(zhuǎn)化等方式轉(zhuǎn)移給另一個(gè)同種或異種的細(xì)菌，并經(jīng)基因的重新組合后，形成新的遺傳型個(gè)體的方式。轉(zhuǎn)移和重組轉(zhuǎn)移：外源性的遺傳物質(zhì)由供體菌轉(zhuǎn)入某受體菌細(xì)胞的過程重組：轉(zhuǎn)移的基因與受體菌DNA整合在一起稱為重組，使受體菌獲得供體菌的某些性狀。類型基因來源轉(zhuǎn)移方式轉(zhuǎn)化供菌受菌攝入接合供菌通過性菌毛轉(zhuǎn)導(dǎo)供菌噬菌體媒介溶

5、原性轉(zhuǎn)換噬菌體前噬菌體10細(xì)胞融合不同細(xì)胞細(xì)胞融合接合（conjugation）通過性菌毛將供菌DNA轉(zhuǎn)給受體菌，受體菌獲得供體菌性狀；接合性質(zhì)粒包括F質(zhì)粒、R質(zhì)粒。11F質(zhì)粒（fertilityfactor,致育因子）接觸：細(xì)胞質(zhì)溝通轉(zhuǎn)移：F質(zhì)粒進(jìn)入F－菌，1分鐘完成復(fù)制：F－菌轉(zhuǎn)為F＋菌12轉(zhuǎn)化（transformation）：受菌主動(dòng)攝取外源性DNA供菌死亡時(shí)釋放或人工方法提取DNA14影響因素：供、受菌基因型：同源性；親緣關(guān)系近，轉(zhuǎn)化率高感受態(tài)（competence）：生理活動(dòng)過程中攝取轉(zhuǎn)化因子的最佳時(shí)期環(huán)境因素：Mg2＋、Ca2＋等可促進(jìn)

6、轉(zhuǎn)化15轉(zhuǎn)導(dǎo)（transduction）噬菌體媒介將供菌DNA轉(zhuǎn)給受菌，使受菌獲得供菌的部分遺傳性狀分普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)和局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)16毒性噬菌體、溫和噬菌體均可介導(dǎo)裝配錯(cuò)誤：任何部位細(xì)菌DNA片段轉(zhuǎn)導(dǎo)性噬菌體：宿主菌DNA，無噬菌體DNA受菌接受轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體(供菌)DNA受菌獲得供菌性狀普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)：17局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)：溫和性噬菌體脫落錯(cuò)誤：前噬菌體及兩邊的細(xì)菌DNA轉(zhuǎn)導(dǎo)性噬菌體：噬菌體DNA及細(xì)菌DNA18溶原性轉(zhuǎn)換（lysogenicconversion）溫和噬菌體DNA以前噬菌體形式與菌染色體整合，成為溶原性細(xì)菌，從而獲得新的性狀。如白喉?xiàng)U菌：β-噬菌體-

7、外毒素基因不產(chǎn)毒白喉?xiàng)U菌產(chǎn)毒白喉?xiàng)U菌19細(xì)胞融合由兩個(gè)遺傳性狀不同的細(xì)胞，分別通過酶解作用進(jìn)行溶解，在高滲溶液中除去細(xì)胞壁形成原生質(zhì)體，將兩個(gè)原生質(zhì)體在高滲條件下用融合劑（PEG）使二者融合，形成具有新的遺傳性狀的重組細(xì)胞。在抗生素、酶、氨基酸制備中常用，尤其在單克隆抗體的制備中。二、細(xì)菌抗藥性變異的原理（一）自然突變和選擇抗藥性突變與外界藥物的存在與否無關(guān)，而是以一定的突變率發(fā)生在某些細(xì)菌中。藥物僅起選擇作用?？顾幮缘淖匀煌蛔兟实?。由基因突變形成的抗藥性，與細(xì)菌因經(jīng)常接觸抗菌藥物產(chǎn)生生理適應(yīng)而導(dǎo)致的抗藥性，有一定區(qū)別。彷徨試驗(yàn)：隨機(jī)的、非定向的突

8、變是在接觸噬菌體之前就已發(fā)生，噬菌體對(duì)突變僅起篩選而不是誘導(dǎo)作用。22影印平板：自發(fā)的，隨機(jī)的，非誘導(dǎo)的藥物僅起選擇作用2