细菌遗传与变异-课件

第四章

细菌的遗传与变异1ppt课件

学习目标掌握与遗传变异有关的基本概念。掌握细菌基因转移与重组方式的种类及定义了解细菌遗传变异的物质基础和变异机制2ppt课件

遗传（heredity）：细菌的各种生物性状相对稳定地传给后代，并保持其种属原有性状且代代相传，使其种属得以保存。变异（variation）基因型变异表型变异遗传与变异是所有生物的共同生命特征

子代与亲代,子代与子代的生物学性状出现差异

3ppt课件基因型变异和表型变异基因型变异：可遗传变异由于DNA发生改变而导致微生物某些性状的改变。这类变异涉及少数个体，不可逆，能稳定遗传。表型变异：非遗传型变异是在DNA没有改变的情况下发生的微生物某些性状的改变。这类变异往往涉及生物群体，是可逆的，一旦条件复原，变异亦消失。4ppt课件

第一节

细菌的变异现象5ppt课件细菌的变异现象1.形态结构变异---外界环境因素所致

细菌L型变异:

荚膜变异(capsule):肺炎链球菌芽胞变异(spore):炭疽杆菌鞭毛变异(flagellum):H-O变异---失去鞭毛的变异有鞭毛：H（Hauch）菌落。无鞭毛：O（Ohnehauch）菌落。

6ppt课件3-6%食盐

鼠疫杆菌多形态性(衰残型)

琼脂培基7ppt课件

青霉素、溶菌酶

正常形态细菌L型变异抗体或补体(部分或完全失去胞壁)

正常霍乱弧菌霍乱弧菌L型8ppt课件

特殊结构的变异

42-43℃

炭疽杆菌失去形成芽胞能力,毒性降低

10-20天

9ppt课件

特殊结构的变异

变形杆菌0.1%石炭酸

迁徙生长（H）点状生长、单个菌落（O）鞭毛变异10ppt课件毒力变异(virulentvariation)毒力增强---无毒的白喉棒状杆菌感染β-棒状杆菌噬菌体后成为有毒株。

β-corynephage

含毒素基因编码毒素蛋白

毒素减弱---有毒菌株变异为弱毒或无毒菌株

卡介苗（BCG）:卡介二氏用有毒的牛结核分枝杆菌在含甘油、马铃薯的培养基上，经13年连续230次传代所获得的一毒力减弱但保留有抗原性的变异株。用于人工免疫以预防结核病的活疫苗。11ppt课件耐药性变异(variationofvirulence)

细菌对某种抗生素或药物由敏感变为不敏感即为细菌的耐药现象。细菌耐药性的产生，一方面是细菌等微生物自然生存能力所表现的一种自然现象，另一方面与人类行为密切相关。依赖性：痢疾志贺菌链霉素离开链霉素则无法生长12ppt课件菌落变异

(colonyshapevariation)光滑型菌落smooth粗糙型菌落roough13ppt课件

细菌遗传与变异的物质基础

细菌染色体染色体以外的遗传物质质粒转座子噬菌体14ppt课件染色体携带细菌绝大部分遗传信息，决定细菌的基因型。特点：不含组蛋白,无核膜包围；除rRNA基因是多拷贝外，绝大部分基因是单拷贝；细菌的基因结构是连续，少有重复序列，一般无内含子；转录后形成的RNA不需加工剪切，边转录边翻译成多肽。细菌染色体

(bacterialchromosome)15ppt课件

质粒(plasmid)

定义：质粒是细菌染色体外的遗传物质。医学上重要的质粒有：

F质粒：编码性菌毛。

R质粒：决定耐药性

Vi质粒：与细菌的毒力有关

Col质粒：编码细菌素代谢质粒：编码代谢相关酶类16ppt课件

质粒DNA的基本特征具有自我复制的能力；质粒DNA所编码的基因产物能赋予细菌某些性状特征（致育性、耐药性、致病性等）；质粒可自行丢失与消除，并非是细菌生命活动不可缺少；质粒的转移性；质粒的相容性与不相容性；17ppt课件

噬菌体（bacteriophage）定义：噬菌体是感染细菌、真菌、放线菌、螺旋体等微生物的病毒。是只能在活的微生物细胞中复制增殖的专性细胞内寄生的微生物。

吸附宿主菌细胞注入核酸

噬菌体的结构18ppt课件

噬菌体和细菌的关系毒性噬菌体：此类噬菌体在细菌体内增殖，引起菌体裂解，建立溶菌性周期。温和性噬菌体：噬菌体核酸与细菌染色体整合，既能建立溶原性周期，又可建立溶菌周期。前噬菌体：整合于细菌染色体上的噬菌体基因组。溶原性细菌：携带有前噬菌体的细菌。19ppt课件吸附阶段生物合成阶段释放阶段噬菌体的溶菌周期20ppt课件

毒性噬菌体与溶菌周期21ppt课件溶原性周期前噬菌体溶原性细菌

22ppt课件

第三节

细菌变异的机理变异基因型变异

表型变异

基因重组基因突变染色体变异

23ppt课件

基因突变：突变是自发、随机产生的。基因突变的类型：点突变与多点突变、染色体畸变突变菌株的选择：只有突变菌株能够生长的环境；

一、突变24ppt课件二、基因的转移与重组

基因转移外源性的遗传物质由供体菌转入某受体菌细胞的过程重组转移的基因在胞质中能自行复制与表达，或与受体菌DNA整合在一起方式

转化接合转导溶原性转换25ppt课件1.转化

(transformation)

定义：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。(1928Griffith)

26ppt课件

2、接合(conjugation)定义：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。种类：F质粒的接合；R质粒的接合27ppt课件F质粒的接合F+F-F+F-F+F+F+F+DonorRecipientF+28ppt课件Tn9Tn21Tn10Tn8RTFRdeterminant耐药性（R）质粒的组成耐药传递因子（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：

能编码对抗菌药物的耐药性，可由几个转座子连接相邻排列。29ppt课件

转导(transduction)定义：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：毒性噬菌体增殖裂解细菌过程中发生包装错误，将供体菌DNA误装入噬菌体头部，当它感染受体菌时，将供体菌DNA带入受体菌体内。供体菌染色体、质粒的任何DNA片段均可被转导。

局限性转导：前噬菌体从宿主染色体切离时发生偏差，将前噬菌体整合部位两旁的供体菌基转移到受体菌。30ppt课件转导普遍性转导31ppt课件galbioλgalλbiogalλbiogalλbiogalλbiogalλdgbio正常脱离断裂和再接细菌染色体偏差脱离断裂和再接局限性转导模式图32ppt课件

普遍性转导与局限性转导的区别受体菌获得供体菌DNA特定部位的遗传特性完全转导转导的后果噬菌体DNA及供体菌DNA的特定部位

供体菌染色体DNA任何部位或质粒转导的遗传物质溶原期裂解期基因转导发生的时期局限性转导普遍性转导区别要点33ppt课件定义：细菌感染带有毒素基因的温和噬菌体时使宿主菌成为溶原状态，并获得新的性状。

如白喉杆菌：β-噬菌体-外毒素基因

不产毒白喉杆菌产毒白喉杆菌4.溶原性转换(lysogenicconversion)34ppt课件类型基因来源转移方式转化供菌摄入接合供菌（质粒DNA）通过性菌毛转导供菌噬菌体为载体溶原性转换噬菌体整合基因的转移与重组35ppt课件在诊断、治疗和预防方面的应用：变异常给细菌鉴定带来困难；耐药菌