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文档简介

噬菌体噬菌体是感染细菌、真菌、放线菌和螺旋体等微是感染细菌、真菌、放线菌和螺旋体等微生物的生物的 病毒,特异性病毒,特异性 寄生于寄生于 易感宿主菌易感宿主菌 体内以体内以复制复制 的方式增殖。的方式增殖。一、生物学特性一、生物学特性1. 基本形态有蝌蚪形、微球形和细杆形。基本形态有蝌蚪形、微球形和细杆形。2. 大多为蝌蚪状,大多为蝌蚪状, 由头部和尾部组成。由头部和尾部组成。头部头部 核酸核酸 +蛋白质衣壳。蛋白质衣壳。尾部尾部 尾须、尾领、尾须、尾领、尾髓、尾鞘、尾髓、尾鞘、尾板、尾刺、尾板、尾刺、尾丝等。尾丝等。(或 RNA)二、噬菌体的种类根据噬菌体 与宿主菌的相互关系, 可将噬菌体分为两种类型 毒性噬菌体、温和噬菌体。毒性噬菌体(溶菌性噬菌体)是感染宿主菌后 只会使宿主菌裂解死亡, 即一种能 “吃 ”细菌的病毒,噬菌体因此而得名。温和噬菌体(溶原性噬菌体)是 可以不裂解宿主菌, 与宿主菌同步繁殖; 又能裂解 宿主菌的病毒。三、毒性噬菌体 (溶菌性噬菌体)在 易 感菌内以复制方式进行增殖,增殖过程包括吸附、穿入、生物合成、成熟和释放几个阶段。从噬菌体吸附至细菌溶解放出子代噬菌体,称为噬菌体的 复制周期或溶菌周期。吸附 穿入生物合成 成熟、释放毒性噬菌体的溶菌周期毒性噬菌体:毒性噬菌体: 只有溶菌性周期只有溶菌性周期 噬菌体感染宿主菌 增殖 产生大量子代噬菌体宿主菌溶解 再感染其他敏感细胞溶菌周期噬菌体菌液( 混浊 ) 菌液( 变澄清 )噬菌体在液体培养基中的噬菌现象噬菌体在固体培养基上的噬菌现象荧光假单胞菌+荧光假单胞菌噬菌体噬斑荧光假单胞菌四、 温和性噬菌体(溶原性噬菌体) 有溶原性周期及溶菌性周期噬菌体感染细菌 核酸整合 到细菌染色体随细菌分裂而分配至子代细菌染色体中温和性噬菌体的 溶原性周期温和噬菌体的 溶原性周期噬菌体核酸前噬菌体溶原性细菌传代前噬菌体前噬菌体前噬菌体:前噬菌体: 整合在细菌染色体的噬菌体核酸,能整合在细菌染色体的噬菌体核酸,能与细菌染色体一起复制,当细菌分裂时又能传至与细菌染色体一起复制,当细菌分裂时又能传至子代细菌。子代细菌。 溶原性周期溶原性周期溶原性细菌:溶原性细菌: 染色体上带有前噬菌体的细菌。染色体上带有前噬菌体的细菌。溶原性:溶原性: 温和噬菌体具有产生成熟子代噬菌体颗温和噬菌体具有产生成熟子代噬菌体颗粒和裂解宿主菌的潜在能力。粒和裂解宿主菌的潜在能力。 溶菌性周期溶菌性周期三个概念三个概念温和噬菌体有三种存在状态:温和噬菌体有三种存在状态: 细胞外细胞外 具有具有感染性的噬菌体颗粒;感染性的噬菌体颗粒; 宿主菌细胞质内类似质宿主菌细胞质内类似质粒形式的噬菌体核酸;粒形式的噬菌体核酸; 前噬菌体。前噬菌体。 自发或诱导溶原性周期 溶菌性周期1. 有些前噬菌体可导致溶原性细菌获得新的特性。2. 溶原性细菌对其同源噬菌体具有 “免疫性 ”,即同源噬菌体可再进入细胞,但不能增殖。溶原性细菌的特性:无毒白喉杆菌 毒白喉杆菌棒状杆菌噬菌体(携带 tox基因)溶原性转换溶原性转换1. 用于细菌的鉴定和分型 由于噬菌体的 吸附 作用具有高度的种、型 特异性, 即一种噬菌体只能进入并裂解与它 相应的该种细菌的某一型,因此可用于细菌鉴定。五、噬菌体 在医学中 的应用2. 细菌性疾病诊断可将 已知噬菌体 加入被检材料中共同孵育,如果 出现噬菌体效价增长或噬菌现象, 就证实材料中有相应的细菌存在。已知 噬菌体3. 细菌性疾病的治疗有些创伤感染时,细菌对多种 抗生素 都产生了耐药 性的情况下,最有效地办法就是采用 相应噬菌体来治疗。 但由于噬菌体过于专一,限制了其在临床上的广泛应用。我国著名医学微生物学家余贺曾在 1958年利用噬菌体成功治疗了绿脓杆菌对烧伤病人的感染。4. 分子生物学与基因工程研究的重要工具:由于噬菌体的结构简单,基因数较少,可作为基因的运载体。细 菌 的 遗 传 与 变 异遗传:子代与亲代的生物学性状基本相同,遗传:子代与亲代的生物学性状基本相同,且代代相传。且代代相传。变异:子代与亲代以及子代与子代之间的生变异:子代与亲代以及子代与子代之间的生物学性状出现差异。物学性状出现差异。变异变异 遗传性变异遗传性变异 基因型变异基因型变异非遗传性变异非遗传性变异 表型变异表型变异细菌的变异遗传性变异 :是细菌的基因结构发生了改变,故又称 基因型变异。 其特点是在群体中以极低的几率(一般为 10-9 10-6)出现 , 常发生于个别细菌;不易 受环境因素影响,变异发生后 一般是不可逆的, 产生的新性状可稳定地遗传给后代 ; 性状变化的幅度大。 细菌的变异非遗传性变异: 指不涉及遗传物质结构改变而只发生在转录、翻译水平上的 基因表达发生的改变, 称为 表型变异 。其特点是 易受环境因素的影响, 凡在此环境因素作用下的整个群体中 几乎所有细菌 都发生同样变化;当环境中的影响因素去除后,变异的性状又可复原。 性状变化的幅度小 。目前对非遗传性变异的发生机理不十分清楚。 性 异 非 性 异基因改 + - + -可逆性 +外界 境 + 异范 个 胞 群体变异的类型及特点变异的类型及特点一、 菌 异的物 基 (一)细菌染色体:是一条环状双螺旋 DNA长链,按一定构型反复回旋成松散网状结构,附着在横隔中介体或细胞膜上。特点:无组蛋白;无核膜包被;无内含子。 细菌染色体的功能: 细菌的主要遗传物质; 决定细菌的基因型; 为细菌生命活动所必需。(二) 粒( plasmid)1. 定义:细菌染色体外的遗传物质,环状闭合双股 DNA,位于细菌细胞质内,能自我复制、控制着细菌的某些生物学性状。( 1)可自我复制 ( 2)编码细菌某些特定的生物学性状 ( 3)与细菌繁殖代谢无关,非细菌生活所必需:可自行或经人工处理而消失( 4)转移性:可通过接合 /转化 /转导方式转移 ( 5)相容性与不相容性 2. 质粒的特征3. 粒的种 F 粒(致育 粒): 性菌毛 有性菌毛:雄性菌( F+) 无性菌毛:雌性菌( F-) R 粒(耐 性 粒 ): 耐 性 接合性 R 粒: 通 性菌毛 移 非接合性 R 粒:通 噬菌体 移 Vi质粒(毒力质粒):编码毒力因子 例如, K质粒:编码粘附结构 ST或 LT质粒:编码肠毒素 Col质粒(细菌素质粒):编码细菌素 例如,大肠杆菌 Col质粒 :编码大肠菌素 代谢质粒:编码代谢酶无毒白喉杆菌 毒白喉杆菌棒状杆菌噬菌体(携带 tox基因)(三)噬菌体(三)噬菌体 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。温和噬菌体感染细菌细胞后整合到细菌基因组中,成温和噬菌体感染细菌细胞后整合到细菌基因组中,成为细菌基因组的一部分。当细菌处于溶原期,某些前为细菌基因组的一部分。当细菌处于溶原期,某些前噬菌体携带的外源性基因会在细菌内表达,从而改变噬菌体携带的外源性基因会在细菌内表达,从而改变细菌的某些生物学性状,称为溶原性转换。细菌的某些生物学性状,称为溶原性转换。溶原性转换溶原性转换(四) 转座元件 概念:是一类可在细菌染色体、质粒或噬菌体之间概念:是一类可在细菌染色体、质粒或噬菌体之间自行移动的自行移动的 一段特异

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