细菌的遗传与变异1234PPT课件

1、遗传（遗传（heredity） 遗传性变异（基因型变异）遗传性变异（基因型变异）变异（变异（variation） 非遗传性变异（表型变异）非遗传性变异（表型变异）第1页/共36页第一节第一节细菌的遗传物质细菌的遗传物质第2页/共36页l细菌染色体细菌染色体l质粒质粒l转座因子转座因子l整合子整合子l噬菌体基因组噬菌体基因组第3页/共36页1.细菌的染色体细菌的染色体 一条环状双链一条环状双链DNA分子。分子。 一个复制起始位点，半保留复制；一个复制起始位点，半保留复制； 连续基因，无内含子。连续基因，无内含子。第4页/共36页2.质粒质粒 细菌染色体外的遗传物质，存在于细胞细菌染色体外的遗传物

2、质，存在于细胞质中的环状闭合双链质中的环状闭合双链DNA。第5页/共36页特点：特点： 自我复制自我复制 编码某些特殊性状编码某些特殊性状 自行丢失与消除自行丢失与消除 转移性转移性 不相容性与相容性不相容性与相容性几种常见质粒：F质粒转移；Vi质粒毒力R质粒耐药；Col质粒细菌素 第6页/共36页3.转座因子（转座因子（transposable element） 细胞基因组中能够从一个位置转移到细胞基因组中能够从一个位置转移到另一位置的一段另一位置的一段DNA序列序列 。第7页/共36页插入序列插入序列IS （insertion sequence）转座子转座子Tn （transposon）第

3、8页/共36页4.整合子整合子 位于染色体和质粒或转座子上，自身不位于染色体和质粒或转座子上，自身不能移动，但能捕获和整合外源性基因。能移动，但能捕获和整合外源性基因。 基本结构：两端的保守末端和中间的基本结构：两端的保守末端和中间的可变区，可变区含有基因盒。可变区，可变区含有基因盒。第9页/共36页第二节第二节基因的转移和重组基因的转移和重组第10页/共36页基因转移：基因转移：外源性的遗传物质由供体菌转外源性的遗传物质由供体菌转入受体菌细胞内的过程。入受体菌细胞内的过程。重组：重组：转移的外源性遗传物质与受体菌转移的外源性遗传物质与受体菌DNA整合在一起，产生新的核苷酸排列顺整合在一起，产

4、生新的核苷酸排列顺序的过程。序的过程。第11页/共36页l转化转化l接合接合l转导转导l溶原性转换溶原性转换l原生质体融合原生质体融合第12页/共36页一、转化（一、转化（transformation）小鼠体内肺炎链球菌转化试验小鼠体内肺炎链球菌转化试验第13页/共36页概念：供体菌裂解概念：供体菌裂解游离的游离的DNA片段片段被受体被受体菌菌直接摄取直接摄取，使受体菌获得新的性状。，使受体菌获得新的性状。 第14页/共36页影响因素：影响因素：供、受体菌的基因型；供、受体菌的基因型；转化的游离转化的游离DNA片段的相对分子量；片段的相对分子量；双链双链DNA；受体菌的生理状态：处于感受态。受

5、体菌的生理状态：处于感受态。第15页/共36页二、接合（二、接合（conjugation）指遗传物质指遗传物质（如（如F质粒质粒、R质粒或质粒或染色体片段染色体片段）通过）通过性菌毛性菌毛由由供体菌传递给受体菌。供体菌传递给受体菌。 第16页/共36页第17页/共36页第18页/共36页三、转导（三、转导（transduction）以）以噬菌体噬菌体为载体，将供体菌的为载体，将供体菌的DNA片段片段转移到受体菌内，使受体菌获得新的性转移到受体菌内，使受体菌获得新的性状。状。 包括：普遍性转导和局限性转导包括：普遍性转导和局限性转导第19页/共36页普遍性转导模式图普遍性转导模式图第20页/共3

6、6页局限性转导模式图局限性转导模式图第21页/共36页四、溶原性转换（四、溶原性转换（lysogenic conversion）：温和噬菌体温和噬菌体感染敏感菌，其基因整合到宿主菌染色体中，形成溶原性细菌。感染敏感菌，其基因整合到宿主菌染色体中，形成溶原性细菌。溶原性细菌获得了噬菌体基因赋予的新性状。溶原性细菌获得了噬菌体基因赋予的新性状。第22页/共36页五、原生质体融合（原生质体融合（protoplast fusion）：）： 两种不同细菌经溶菌两种不同细菌经溶菌酶或青霉素等处理，失去细胞壁成为原生质体，彼此融合。酶或青霉素等处理，失去细胞壁成为原生质体，彼此融合。第23页/共36页总结总

7、结类型类型转移基因转移基因转移方式转移方式transformation游离游离DNA片段片段直接摄取直接摄取conjugation供菌遗传物质，供菌遗传物质，主要是质粒主要是质粒DNA性菌毛性菌毛transduction供菌供菌DNA片段片段噬菌体噬菌体Lysogenic conversion噬菌体基因噬菌体基因温和噬菌体温和噬菌体第24页/共36页第三节第三节 基因突变基因突变第25页/共36页基因突变包括点基因突变包括点突变突变和和染色体畸变染色体畸变；自发突变自发突变：随机的，不定向的，抗生素的：随机的，不定向的，抗生素的筛选作用。筛选作用。自发突变率：自发突变率：10-6-10-9诱发

8、突变诱发突变：理化因子的诱变作用：理化因子的诱变作用诱发突变发生率：诱发突变发生率：10-4-10-6第26页/共36页彷徨试验：随机的、非定向的突变是在接触噬彷徨试验：随机的、非定向的突变是在接触噬 菌体之前就已发生，噬菌体对突变菌体之前就已发生，噬菌体对突变 仅起仅起筛选筛选而不是诱导作用。而不是诱导作用。第27页/共36页影印试验：突变是自发的、随机的，抗生素仅起影印试验：突变是自发的、随机的，抗生素仅起筛选突变株筛选突变株的的作用。作用。第28页/共36页突变型细菌的分离：突变型细菌的分离：表型鉴定表型鉴定 耐药性突变型耐药性突变型 药敏试验药敏试验 营养缺陷突变型营养缺陷突变型 营养

9、物质筛选营养物质筛选 条件致死性突变型条件致死性突变型 温度敏感试验温度敏感试验 发酵阴性突变型发酵阴性突变型 乳糖发酵试验乳糖发酵试验第29页/共36页第四节第四节细菌遗传变异医学意义细菌遗传变异医学意义第30页/共36页1.诊断困难：形态结构变异诊断困难：形态结构变异如：如：鼠疫耶氏菌鼠疫耶氏菌 多形态性多形态性 3-6%食盐食盐陈旧培基物陈旧培基物第31页/共36页炭疽杆菌炭疽杆菌 失去形成芽胞能力失去形成芽胞能力 变形杆菌变形杆菌迁徙生长、似薄膜（迁徙生长、似薄膜（H） 单个菌落单个菌落（O）菌落光滑型（菌落光滑型（S） 粗糙型（粗糙型（R）42-4310-20天0.1%石炭酸第32页/共36页2.预防、治疗困难：预防、治疗困难：耐药性变异耐药性变异3.毒力变异毒力变异白喉棒状杆菌白喉棒状杆菌 获得白喉毒素获得白喉毒素 牛分枝杆菌牛分枝杆菌 卡介苗卡介苗 棒状噬菌体胆汁、甘油、马铃薯培养基13年(230代)第3