《遗传与变异》PPT课件.ppt

1、第5章 细菌的遗传与变异 遗传（heredity） 微生物的生物学性状保持 相对稳定，且代代相传。 变异（variation） 子代与亲代之间以及子 代与子代之间的生物学性 状出现差异。,细菌变异的现象 形态、结构变异 抗原性变易 菌落变异 毒力变异 耐药性变异,细菌变异的现象 形态结构的变异 卵圆形 鼠疫耶氏菌 多形态（球形、亚铃状）,L型变异： 青霉素、溶菌酶 细菌 L型菌（细胞壁缺陷型细菌）,正常霍乱弧菌,霍乱弧菌L型,鞭毛变异： 普通培养基 变形杆菌 含0.1%石炭酸 培养基,迁徙生长,点状生长,毒力变异 有毒 / 强毒 无毒 / 弱毒 如： 有毒牛分枝杆菌 减毒株（卡介苗-BCG）

2、（Bacillus of Calmette-Guerin） 无毒白喉棒状杆菌 有毒株,胆汁、甘油、马铃薯,13年230代,-棒状杆菌噬菌体,耐药性变异 Bs Br Bd 如： 金葡菌(Bs) Br (85-90%) 痢疾杆菌野生菌株 耐药菌株 依赖菌株,PNC,细菌遗传变异的物质基础 细菌染色体 细菌染色体外遗传物质,质粒DNA 噬菌体 转座子 整合子,细菌染色体（bacterial chromosome),1、细菌属于原核细胞型微生物, 细菌染色体是环状双螺旋DNA，不含组蛋白, 无核膜包围。 2、基因：是具有一定生物学功能的核苷酸序列，如编码结构蛋白、酶等功能。细菌基因的结构是连续的, 无

3、内含子。,是细菌染色体外的遗传物质，是环状闭合的双链DNA，能 够自我复制，赋予细菌某些生物学性状。 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,质粒（plasmid）,F+ 雄性菌（具有性菌毛） F- 雌性菌（无性菌毛）,致育质粒（fertility plasmid, F质粒）,噬菌体（bacteriophage , phage） 是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的病毒 具有病毒的特性： 个体微小，可以通过细菌滤器，电镜观察 没有完整的细胞结构，由蛋白质和核酸组成 专性细胞内寄生的微生物,温和噬菌体有溶原性周期和溶菌周期 毒性噬菌体 溶菌

4、性周期,转位因子 概念：是一类在细菌的染色体、质粒或噬菌体之间自行移 动的遗传成分，是基因组中一段特异的具有转位特 性的独立的DNA序列（移动基因）。,种类 插入序列（insertion sequence,IS） 转座子（transposon,Tn）,造成结果： 改变原有核苷酸序列 影响插入点附近基因的表达 本身所携带的一定的基因序列表达,整合子,一种运动的DNA分子，具有独特结构，可捕获和整合外源性基因，使之转变成为功能性基因的表达单位。 存在许多细菌中，定位于染色体、质粒、转座子上。,细菌变异的机制,基因突变（内源性基因突变）,基因的转移与重组（外源性基因的转移与重组）,基因突变 点突变：

5、一对或少数几对硷基对的改变。 染色体畸变：较大范围的核苷酸序列发生易位、缺失、 重复、倒位等变化。,突变率 自然突变率 （10-10-10-6） 诱导突变率 （10-6-10-4）,基因的转移与重组 基因转移（gene transfer）：外源性遗传物质由供体菌转 入某受体菌内的过程。 基因重组（gene recombination）：转移的基因与受体菌 DNA整合在一起。 （1）外源性遗传物质 供体菌染色体DNA片段 质粒DNA 噬菌体基因 （2）方式：转化、接合、转导、溶原性转换、原生质体融合,A.转化（ transformation）: 是供体菌裂解游离的DNA片段被受体菌直接摄取，并将

6、其整 合到细菌的基因中，使受体菌获得新的性状。,游离DNA,直接摄取,供体菌 受体菌,转化因子（transforming principle ） 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1020个基因。 感受态（competence） 受体菌只有处于感受态时，才能摄取转化因子,转化,B.接合（conjugation） 是细菌通过性菌毛相互连接沟通，将遗传物质（主要是质粒或染色体上的基因片段）从供体菌转移给受体菌。,F质粒（fertility plasmid)的接合,F+ F- F+,C.转导（transduction） 以噬菌体为载体，将供体菌的一段DNA转

7、移到受体菌 内，使受体菌获得新的性状。 供体菌 受体菌,噬菌体媒介,供体菌DNA,分：普遍性转导(generalized transduction) 局限性转导（restricted transduction）,普遍性转导(generalized transduction) 由于错误的包装将细菌染色体任何部位基因包装入噬菌体头部，并将其注入受体菌内。,完全转导 外源性DNA片段与受体菌的 染色体整合并随染色体而 传代。 流产转导 外源性DNA片段游离在胞质 中既不能与受体菌染色体整 合，也不能自行复制。,普遍性转导(generalized transduction),两种结局,局限性转导（re

8、stricted transduction） 温和噬菌体介导 前噬菌体脱离时发生偏差 前噬菌体带有供体菌基因 转入受体菌,Specialized transduction,D.溶原性转换（lysogenic conversion） 当噬菌体感染细菌时，宿主菌染色体中获得了噬菌体的DNA片段，使其成为溶原状态时而使细菌获得新的性状。 例： 带有-棒状杆菌噬菌体的白喉棒状杆菌 产生 白喉外毒素,基因转移与重组四种形式的区别,类型 基因来源 转移方式 转化 供体菌 直接摄取 接合 供体菌 性菌毛沟通 转导 供体菌 噬菌体为载体 转换 噬菌体 溶原性基 因整合,E.原生质体融合（protopast fusion） 是将两种不同的细菌经溶菌酶或青霉素等处理，失去细胞 壁成为原生质体后进行相互融合的过程。,细菌遗传变异在医学上的应用 在疾病的诊断、防治中的应