医学微生物学课件：5遗传与变异

1、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,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） （Bacillus of Calmette-Guerin） 无毒白喉棒状杆菌 有毒株

2、,胆汁、甘油、马铃薯,13年230代,-棒状杆菌噬菌体,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 转位因子,细菌染色体（bacterial chromosome),1、细菌属于原核细胞型微生物, 细菌染色体即核质，环状双螺旋DNA，, 无核膜包围。 2、基因：是染色体上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。,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）,质粒（plasmid）,F+ 雄性菌（具有性菌毛） F- 雌性菌（无性菌毛

3、）,致育质粒（fertility plasmid, F质粒）,噬菌体（bacteriophage , phage） 感染细菌的病毒 具有病毒的特性： 个体微小，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,生物学性状(EM下可见) 蝌蚪形 形态 微球形 细杆形,phage T2 micrograph,蝌蚪形噬菌体结构模式图,噬菌体结构与组成,头部尾部 头部由蛋白质衣壳包绕核酸组成,噬菌体与宿主菌的关系 宿主细胞溶解（溶菌反应） 两种结局 宿主细胞呈溶原状态（溶原性反应） 毒性噬菌体 溶菌反应 两种噬菌体 溶菌反应 温和噬菌体 溶原性反应,毒性噬菌体（virulent pha

4、ge） 概念：能在宿主菌细胞内增殖，产生许多子代噬菌体， 并最终裂解细菌的噬菌体。,完成溶菌周期,温和噬菌体（temperate phage） 概念： 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。该种状态称溶原状态。该噬菌体称 温和噬 菌体。,完成溶原周期, 诱导条件下完成溶菌周期,温和噬菌体有溶原性周期和溶菌周期 毒性噬菌体 溶菌性周期,转位因子,存在于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。,转位因子,细菌变异的机制,基因突变与修复（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）,基因的

5、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。 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,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)

6、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。,局限性转导（restricted 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.