细菌的遗传与变异培训课件

细菌的遗传与变异遗传性变异（基因型变异）非遗传性变异（表型变异）+-外界环境群体个别细胞变异幅度+-可逆性-+遗传-+基因改变

非遗传性变异

遗传性变异一、细菌变异的类型2细菌的遗传与变异二、细菌遗传变异的物质基础基因组：染色体染色体外遗传物质质粒转位因子噬菌体3细菌的遗传与变异（一）质粒（plasmid）细菌染色体外的遗传物质，是环状闭合的双链DNA。带有遗传性息，能自行复制，随细菌分裂转移到子代细胞，并非细菌生长所必需。特征自我复制能力编码产物赋予细菌某些性状特征可自行丢失与消除转移性相容性和不相容性几种重要的质粒致育质粒（F质粒）耐药质粒毒力质粒（Vi质粒）细菌素质粒代谢质粒4细菌的遗传与变异（二）转位因子是存在于细菌染色体或质粒DNA分子上的一段特异性核苷酸序列片段，它能在DNA分子中移动，不断改变它们在基因组的位置，能从一个基因组转移到另一个基因组中。插入序列（insertionsequence,IS）是最小的转位因子，＜2kb，不携带任何已知与插入功能无关的基因区域转座子（transposon,Tn）＞2kb，除携带与转位有关的基因外，还携带耐药性基因、抗金属基因、毒素基因及其他结构基因。可能与细菌的多重耐药性有关。IS

ISResistanceGene(s)Tn5细菌的遗传与变异转座子的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）Tn6KmTn7TMP（甲氧苄氨嘧啶）、SMTn9Cm（氯霉素）Tn10Tc（四环素）tn551Em（红霉素）Tn971EmTn1681大肠埃希菌（肠毒素基因）6细菌的遗传与变异噬菌体作为一种细菌的病毒，可在不同宿主菌之间进行遗传物质的转移，导致细菌某些生物学形状的改变。（三）噬菌体7细菌的遗传与变异细菌的遗传与变异第一部分细菌遗传与变异的物质基础第二部分细菌的变异现象及机制

第三部分细菌遗传变异的医学意义及其应用目录8细菌的遗传与变异一、细菌常见的变异现象形态、结构变异毒力变异耐药性变异菌落变异9细菌的遗传与变异（一）形态、结构变异

3%～6%食盐

鼠疫耶氏菌多形态性

陈旧培基物

10细菌的遗传与变异

42～43℃

炭疽杆菌失去形成芽胞能力,毒性降低

10～20天

变形杆菌迁徙生长（H）点状生长、单个菌落（O）（二）特殊结构的变异鞭毛变异0.1%石炭酸11细菌的遗传与变异（三）毒力变异增强

β-棒状噬菌体

白喉棒状杆菌

获得白喉毒素

减弱胆汁、甘油、马铃薯培养基

牛分枝杆菌卡介苗

13年(230代)

12细菌的遗传与变异（四）耐药性变异细菌对某种抗菌药物由敏感变成耐药的变异称为耐药性变异。金黄色葡萄球菌有些细菌还同时耐受多种抗菌药物，即多重耐药性，甚至产生药物依赖性。

含链霉素培基

痢疾杆菌依链株

长期培养13细菌的遗传与变异（五）菌落变异

在陈旧培养基中长期培养

光滑型菌落粗糙型菌落

S

R

原因：失去LPS的特异多糖14细菌的遗传与变异二、细菌的变异机制突变：遗传物质结构发生突然改变突变类型：基因突变---点突变

染色体畸变---范围大（一）基因的突变和损伤后修复15细菌的遗传与变异1.定义：基因转移（genetransfer）外源性的遗传物质由供体菌转入某受体菌细胞的过程称为基因转移。重组（recombination）转移的基因与受体菌DNA整合在一起称为重组，使受体菌获得供体菌的某些性状。（二）基因的转移和重组2.基因转移和重组主要方式：转化、接合、转导、溶原性转换和原生质体融合等。（1）转化（transformation）供体菌裂解游离的DNA片段被受体菌直接摄取，使受体菌获得新的性状。16细菌的遗传与变异转化试验17细菌的遗传与变异转化因子（transformingprinciple）在转化过程中，转化的DNA片段称为转化因子，分子量小于107，最多不超过10～20个基因。感受态（competence）18细菌的遗传与变异（2）接合（conjugation）细菌通过性菌毛相互连接沟通，将遗传物质（主要是质粒DNA）从供体菌转移给受体菌。接合性质粒：能通过接合方式转移的质粒称为接合性质粒。包括F质粒、R质粒、Col质粒和毒力质粒等。19细菌的遗传与变异R质粒耐药传递因子（resistancetransferfactor,RTF）与F质粒相似，编码性菌毛的产生和通过接合转移耐药（r）决定子21细菌的遗传与变异（3）转导（transduction）以温和噬菌体为载体，将供体菌的一段DNA转移到受体菌内，使受体菌获得新的性状。普遍性转导（generalizedtransduction）局限性转导（restrictedtransduction）22细菌的遗传与变异I.普遍性转导（generalizedtransduction）前噬菌体从溶原菌染色体上脱离，进行增殖，在裂解期的后期，噬菌体的DNA已大量复制，装配时可能会发生装配错误，误将细菌的DNA片段装入噬菌体的头部，成为一个转导噬菌体。转导噬菌体能以正常方式感染另一宿主菌，并将其头部的染色体注入受体菌内。被包装的DNA可以是供体菌染色体上的任何部分。23细菌的遗传与变异供体菌受体菌转导噬菌体细菌DNA噬菌体DNA24细菌的遗传与变异结果完全转导流产转导未整合整合25细菌的遗传与变异II.局限性转导（restrictedtransduction）或称特异性转导，所转导的只限于供体菌染色体上特定的基因。溶原期时，噬菌体DNA整合在细菌染色体特定部位，噬菌体DNA发生偏差分离，将自身的一段DNA留在细菌染色体上，而带走了细菌DNA上两侧的基因。当其转导并整合到受体菌中，使受体菌获得供体菌的某些遗传性状。26细菌的遗传与变异普遍性转导与局限性转导的区别区别要点普遍性转导局限性转导基因转导发生的时期裂解期溶原期转导的遗传物质供体菌染色体DNA任何部位或质粒噬菌体DNA及供体菌DNA的特定部位转导的后果完全转导或流产转导受体菌获得供体菌DNA特定部位的遗传特性转导频率受体菌的10-7转导频率较普遍转导增加1000倍(10-4)27细菌的遗传与变异溶原性细菌因染色体上整合有前噬菌体而获得新的遗传性状称为溶原性转换，可使某些细菌发生毒力变异或抗原性变异。白喉棒状杆菌、A群链球菌、肉毒梭菌、产气荚膜梭菌、霍乱弧菌（4）溶原性转换（lysogenicconversion）28细菌的遗传与变异整合噬菌体溶原性转换（lysogenicconversion）噬菌体为载体供体菌转导（transduction）性菌毛供体菌接合（conjugation）直接摄取供体菌转化（transformation）转移方式基因来源细菌基因转移和重组方式的比较29细菌的遗传与变异细菌的遗传与变异第一部分细菌遗传与变异的物质基础第二部分细菌的变异现象及机制第三部分细菌遗传变异的医学意义及其应用

目录30细菌的遗传与变异一、细菌遗传变异的实际意义在疾病的诊断、治疗与预防中的应用在测定致癌物质中的应用在流行病学中的应用在基因工程中的应用31细菌的遗传与变异形态、结构、染色性、生化特性、抗原性及毒力等方面的变异，使得诊断复杂化耐药菌株日益增多，预防耐药性药敏实验早期足量要有一定疗程,联合用药不要滥用减毒菌株和无毒株可制备成疫苗（一）在疾病的诊断、治疗与预防中的应用32细菌的遗传与变异凡能诱导细菌发生突变的物质都有可能是致癌物质。

Ames试验伤寒沙门菌（his-）（his+）（二）在测定致癌物质中的应用33细菌的遗传