细菌的遗传与变异PPT课件

细菌的遗传与变异,1,.,细菌的变异现象,一、细菌变异的概念二、主要的变异类型,2,.,细菌变异的概念,细菌在繁衍过程中出现的子代与亲代间的性状差异。可分为基因型变异与表型变异。,3,.,细菌基因型变异与表型变异的区别,特点基因型变异表型变异基因结构改变有无可逆性极少常见稳定性强弱出现频率低高,4,.,主要的变异类型,形态结构变异抗原性变异菌落形态变异毒力变异耐药性变异,5,.,有荚膜的肺炎球菌,无荚膜的肺炎球菌,细菌形态结构变异,6,.,S型菌落,R型菌落,细菌菌落形态变异,7,.,参与细菌变异的遗传物质,一、染色体二、质粒三、噬菌体四、转位因子,8,.,染色体,1、结构：环状双链DNA2、长度：13002000m3、核苷酸数量：30004000Kb4、基因数量：400050005、编码蛋白：约2000个结构蛋白,9,.,质粒,1、结构2、特征3、类型,10,.,质粒的结构,环状双链DNA大质粒：含几百个基因小质粒：含几十个基因,11,.,质粒的特征,自主性表现性非必须性转移性相容性与不相容性,12,.,质粒的类型,致育质粒（fertilityplasmid，F质粒）耐药质粒（resistanceplasmid，R质粒）毒力质粒（virulenceplasmid，Vi质粒）细菌素质粒代谢相关质粒,13,.,R-决定子,R质粒的构成,14,.,噬菌体,1、形态与结构2、增殖过程3、类型,15,.,噬菌体(电镜图）,16,.,噬菌体(模式图）,17,.,噬菌体结构示意图,18,.,穿入,吸附,成熟释放,生物合成,噬菌体的增殖过程,19,.,噬菌体的类型,毒性噬菌体（virulentphage）溶菌性噬菌体温和噬菌体（temperatephage）溶原性噬菌体,20,.,吸附,穿入,生物合成,成熟、释放,毒性噬菌体的溶菌性周期,21,.,温和噬菌体的溶源性周期,前噬菌体,22,.,温和噬菌体的溶菌性周期,23,.,转位因子,1、插入序列2、转座子3、转座噬菌体,24,.,转座子的种类与特征,转座子携带耐药或毒素基因Tn1Tn2Tn3AP（氨苄青霉素）Tn4AP、SM（链霉素）、Su（磺胺）Tn5Km（卡那霉素）Tn6Km（卡那霉素）Tn7TMP（甲氧苄氨嘧啶）、SMTn9Cm（氯霉素）Tn10Tc（四环素）Tn551Em（红霉素）Tn971Em（红霉素）Tn1681大肠埃希菌（肠毒素基因）,25,.,细菌变异的机制,一、基因的突变（mutation）二、基因的转移（transfer）三、基因的重组（recombination）,26,.,基因突变,1、形式2、规律3、DNA的损伤修复,27,.,基因突变的形式,碱基置换移码突变插入序列与转座子的插入,28,.,基因突变的规律,突变率：自发突变率很低诱导突变率提高突变与选择：突变是随机的选择是定向的回复突变：野生型突变型（正向突变）突变型野生型（回复突变）,29,.,DNA的损伤修复,当细菌的DNA损伤后，其自身会对其进行细致的修复以使损伤降为最小，修复本身会出现错误可造成细菌的变异。,30,.,基因的转移,1、概念2、方式,31,.,基因转移的概念,基因由原始位置进入新位置的过程,32,.,基因转移的方式,转化（transformation）接合（conjugation）转导（transduction）溶原性转换（lysogenicconvertion）,33,.,转化,概念：受体菌直接摄取供体菌的游离DNA形式的遗传物质转移要点：转化获取的DNA片断较小受体菌须处于感受态（competence）DNA片断以单链形式进入受体菌,34,.,供体菌游离DNA,供体菌DNA（转化因子）,转化示意图,35,.,1928年Griffith的实验,1944年Avery的实验,肺炎链球菌IIIS,肺炎链球菌IIR,肺炎链球菌IIIS（死）,+,+,肺炎链球菌IIISDNA,36,.,接合,概念：通过性菌毛在供、受体菌间进行的遗传物质转移要点：性菌毛的形成接合性质粒半保留的转移形式高频重组菌（Hfr）F质粒,37,.,细菌的“接合”状态,38,.,染色体,染色体,质粒,F+菌,F-菌,F质粒的半保留转移,F+菌,39,.,染色体,Hfr,质粒,F+菌,F质粒转移的不同结果,F质粒,40,.,转导,概念：通过溶原性噬菌体在供、受体菌间或噬菌体与宿主间进行的遗传物质转移要点：转导的本质是源于噬菌体的装配错误普遍性转导与局限性转导溶原性转换,41,.,第一寄主菌,转导示意图,第二寄主菌,42,.,普遍性转导示意图,完全转导（整合）,流产转导（未整合）,细菌DNA,43,.,局限性转导示意图,前噬菌体,正常脱离,断裂和再接,偏差脱离,gal,bio,bio,gal,bio,断裂和再接,局限性转导,44,.,第一寄主菌,溶原性转换示意图,第二寄主菌,45,.,细菌基因转移方式的比较,类型方式介导物主要DNA来源细胞类别接合雄性菌雌性菌性菌毛染色体、质粒原核转导第1寄主菌第2寄主菌溶原性噬菌体染色体、噬菌体原核转化游离DNA感受态菌各种DNA片断真核、原核