第15章-细菌的遗传与变异

1、第十五章第十五章 细菌的遗传与变异细菌的遗传与变异基本概念遗传（heredity）是病原生物的性状在子代与亲代中保持相对稳定，且代代相传，而使其种属得以保存。变异（variation）是子代与亲代之间以及子代与子代之间的生物学性状出现的差异。1.细胞壁消失细胞壁消失: 青霉素、溶菌酶青霉素、溶菌酶正常形态细菌正常形态细菌- L型变异型变异 抗体或补体抗体或补体 (部分或完全失去胞壁部分或完全失去胞壁) 合适环境L型细菌正常形态细菌。形态结构变异形态结构变异n2.夹膜变异 无无 无血清无血清肺炎链球菌肺炎链球菌失去荚膜。失去荚膜。 培养基培养基有荚膜的肺炎球菌有荚膜的肺炎球菌无荚膜的肺炎球菌无荚

2、膜的肺炎球菌细菌形态结构变异细菌形态结构变异 3、芽胞变异、芽胞变异 42-43炭疽杆菌可形成炭疽杆菌可形成芽胞芽胞- 失去形成失去形成芽胞芽胞能力能力, 毒性毒性. 10-20天天 4、鞭毛变异、鞭毛变异 变形杆菌有变形杆菌有鞭毛鞭毛（H）- 无鞭毛（无鞭毛（O） 改变培养基成分改变培养基成分二. 菌落变异 在培养基中长期培养在培养基中长期培养光滑型菌落光滑型菌落- 粗糙型菌落粗糙型菌落 S RS-R变异变异:多见于肠道杆菌多见于肠道杆菌,理化形状、免疫原性、理化形状、免疫原性、耐药性、毒力也改变。耐药性、毒力也改变。S S型菌落型菌落R R型菌落型菌落三三. 毒力变异毒力变异 胆汁、甘油、

3、马铃薯培养基胆汁、甘油、马铃薯培养基牛分枝杆菌牛分枝杆菌- 卡介苗卡介苗 13年年(230代代) 四. 耐药性变异耐药性变异耐药性变异：细菌对某种抗菌药物由敏感变成耐药。：细菌对某种抗菌药物由敏感变成耐药。金黄色葡萄球菌耐青霉素金黄色葡萄球菌耐青霉素:14%(1946) 80%。n肺炎链球菌肺炎链球菌50%n多重耐药性多重耐药性:有些细菌还同时耐受多种抗菌药物有些细菌还同时耐受多种抗菌药物.n药物依赖性药物依赖性:如痢疾志贺菌依赖链霉素株如痢疾志贺菌依赖链霉素株 （一） 细菌染色体 细菌染色体是一 条双股环状DNA组成，细菌染色体缺乏组蛋白，在细菌内呈高度超螺旋形式缠绕成团，外无核膜包围，故称

4、核质 复制过程中子代DNA碱基若发生变化，就会s使子代发生变异而出现新的性状。第二节 与细菌遗传变异相关的物质二、转座子概念概念：是一类在细菌染色体、质粒、噬菌体之间自行移动的遗传成分，是基因组中一段具有转位特性的独立的DNA序列。三、噬菌体概念：是感染细菌、真菌、放线菌和螺旋体等微生物的病毒，只能在活的宿主菌内复制增殖。特点：微生物病毒 具有病毒的基本特性 分布广泛，有严格的宿主特异性噬菌体噬菌体 (电镜图）电镜图）噬菌体是能感染细菌、真菌、放线菌、螺旋体等微生物的病毒，与细菌变异密切相关。噬菌体的结构噬菌体的结构噬菌体的种类1.毒性噬菌体能在宿主菌细胞内复制增殖，产生许多子代噬菌体，并最终

5、裂解细菌，称为毒性噬菌体2.温和噬菌体(溶原性噬菌体) 噬菌体基因与宿主菌染色体整合，不产生子代噬菌体，但噬菌体DNA能随细菌DNA复制，并随细菌的分裂而传代。3.前噬菌体：整合在细菌染色体上的噬菌体DNA基因。毒性噬菌体复制周期1.吸附2.穿入3.生物合成4.成熟与释放1.吸 附2.穿 入3.生物合成4.成熟释放 第三节第三节 细菌变异的发生机制细菌变异的发生机制一、基因突变：一、基因突变：突变突变：是指细菌的遗传基因发生突然而稳定的改：是指细菌的遗传基因发生突然而稳定的改变，导致细菌性状的遗传性变异。变，导致细菌性状的遗传性变异。1.基因突变：基因突变：(点突变、小突变点突变、小突变)基因

6、中一个或几基因中一个或几个碱基对发生的改变。一般只引起较少的性状个碱基对发生的改变。一般只引起较少的性状变异。变异。 碱基置换、插入、碱基置换、插入、 缺失、转位因子的转位缺失、转位因子的转位 2.染色体畸变染色体畸变(大突变大突变)：大段核苷酸序列插入和丢失 。死亡死亡 基因突变规律: 1.自然突变率极低,为10-6-10-9; 2.突变是随机的,不定向的; 3.可发生回复突变,即由突变株(mutant)恢复至野生型(wild type)。二二. 基因转移与重组基因转移与重组基因转移基因转移 ：遗传物质由供体菌转入受体菌细胞：遗传物质由供体菌转入受体菌细胞内的过程。内的过程。基因重组基因重组

7、：转移的基因与受体菌：转移的基因与受体菌DNA整合在一整合在一起。起。外源性遗传物质：外源性遗传物质：细菌染色体细菌染色体DNA、质粒质粒DNA、噬菌体基因噬菌体基因转移、重组的方式：转移、重组的方式：转化、接合、转导、转化、接合、转导、溶原性转换、转换、原生质体融合1、转化转化（transformation） 概念：受体菌直接摄取供体菌游离DNA片段并整合重组。 条件：（1）转化的DNA为小片段 （2）受体菌处于感受态 2、接合接合（conjugation） 概念：细菌通过性菌毛相互连接沟通，将遗传物质从供体菌转移给受体菌的过程。 接合性质粒：能通过结合方式转移的质粒 （F质粒、R质粒、Co

8、l质粒）（三）转导：三）转导：以温和噬菌体为载体，将以温和噬菌体为载体，将供体菌的一段供体菌的一段DNA 转移到受体菌内，使转移到受体菌内，使受体菌获得新的性状。受体菌获得新的性状。 普遍性转导模式图普遍性转导模式图（四）溶原性转换溶原性转换溶原性转换：溶原性转换：溶原性细菌因溶原性细菌因DNA结构改变获得噬菌体基因赋予的新性结构改变获得噬菌体基因赋予的新性状状 。溶原性细菌：溶原性细菌：某些温和噬菌体感染敏感细菌后，其基因可整合于宿主某些温和噬菌体感染敏感细菌后，其基因可整合于宿主菌染色体中，此状态下的细菌称为菌染色体中，此状态下的细菌称为溶原性细菌溶原性细菌。 第四节 细菌遗传变异的实际应用细菌遗传变异的实际应用一、在疾病的诊断预防及治疗中的应用一、在疾病的诊断预防及治疗中的应用(一一)病原学诊断病原学诊断细菌的典型特征细菌的典型特征细菌的变异规律细菌的变异规律 葡萄球菌致病菌：葡萄球菌致病菌：金黄色金黄色灰白色灰白色（耐药菌）（耐药菌）伤寒沙门菌：伤寒沙门菌：10%无鞭毛无鞭毛(二二)临床治疗临床治疗;耐药菌株耐药菌株-对多种抗生素耐药的多重耐药对多种抗生素耐药的多重耐药菌株菌株药敏试验、足量全程、合理配伍联合用药药敏试验、足量全程、合理配伍联合用药（三）传染病预防（三）传染病预防筛选或诱导减毒筛选或诱导减毒