《細(xì)菌的遺傳和變異課件.pptx》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《細(xì)菌的遺傳和變異課件.pptx（56頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)趨R文網(wǎng)上搜索。

1、一、細(xì)菌性狀的變異現(xiàn)象形態(tài)的變異變形桿菌變形桿菌0.1%0.1%石炭酸石炭酸遷徙生長(zhǎng)（遷徙生長(zhǎng)（H H）點(diǎn)狀生長(zhǎng)、單個(gè)菌點(diǎn)狀生長(zhǎng)、單個(gè)菌 落（落（OO）可逆可逆牛牛文庫(kù)文檔分享細(xì)菌性狀的變異現(xiàn)象結(jié)構(gòu)的變異指細(xì)菌某些結(jié)構(gòu)的丟失（包括基本結(jié)構(gòu)或特殊結(jié)構(gòu)）。青霉素、溶菌酶青霉素、溶菌酶正常形態(tài)細(xì)菌正常形態(tài)細(xì)菌L L型變異型變異抗體或補(bǔ)體抗體或補(bǔ)體(部分或完全失去胞壁部分或完全失去胞壁)牛牛文庫(kù)文檔分享細(xì)菌性狀的變異現(xiàn)象菌落變異SR型變異光滑型菌落經(jīng)過(guò)多次人工培養(yǎng)變異為粗糙型菌落。牛牛文庫(kù)文檔分享細(xì)菌性狀的變異現(xiàn)象毒力變異增強(qiáng)棒狀噬菌體白喉棒狀桿菌獲得白喉毒素減弱膽汁、甘油、馬鈴薯培養(yǎng)基牛分枝桿菌卡介

2、苗13年(230代)牛牛文庫(kù)文檔分享牛分支桿菌Mycobacterium bovis 置于含膽汁的培養(yǎng)基，逐漸增加膽汁的濃度13年在膽汁中適應(yīng)性生長(zhǎng)，充分減毒成為預(yù)防肺結(jié)核的疫苗?？ń槊?Bacillus Calmette-Guerin (BCG)牛牛文庫(kù)文檔分享耐藥性變異對(duì)藥物從敏感到耐受稱耐藥。金黃色葡萄球菌金黃色葡萄球菌有些細(xì)菌還同時(shí)耐受多種抗菌藥物，即多有些細(xì)菌還同時(shí)耐受多種抗菌藥物，即多重耐藥性，甚至產(chǎn)生藥物依賴性。重耐藥性，甚至產(chǎn)生藥物依賴性。含鏈霉素培基含鏈霉素培基痢疾桿菌痢疾桿菌依鏈株依鏈株 長(zhǎng)期培養(yǎng)長(zhǎng)期培養(yǎng)細(xì)菌性狀的變異現(xiàn)象牛牛文庫(kù)文檔分享細(xì)菌性狀的變異現(xiàn)象特點(diǎn)：不僅形態(tài)改變

3、，理化性狀，毒力，致病力，抗原性等性狀也發(fā)生變化一般性狀變?nèi)?，例外：結(jié)核桿菌、炭疽桿菌、鼠疫桿菌。牛牛文庫(kù)文檔分享二、遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)染色體和染色體外遺傳物質(zhì)質(zhì)粒轉(zhuǎn)位因子牛牛文庫(kù)文檔分享染色體和質(zhì)粒染色體細(xì)絲狀雙股，閉合，環(huán)狀DNA鏈，如在DNA復(fù)制中堿基發(fā)生變化，就使子代發(fā)生變異而出現(xiàn)新的性狀。質(zhì)粒是染色體外的遺傳物質(zhì)，存在于細(xì)胞質(zhì)中，起到傳遞遺傳基因的作用。牛牛文庫(kù)文檔分享染色體染色體基因基因基因基因DNA基因是一段基因是一段DNA牛牛文庫(kù)文檔分享DNADNA就是脫氧核糖核酸（長(zhǎng)鏈）就是脫氧核糖核酸（長(zhǎng)鏈）腺嘌呤（A）鳥(niǎo)嘌呤（G）胸腺嘧啶（T）胞嘧啶（C）ATCGAAATTTTTTAAA

4、GGGGGCCCCCGC牛牛文庫(kù)文檔分享基因控制基因控制Pr因而控制性狀因而控制性狀G A TC T AG A UDNAmRNA天冬天冬氨酸氨酸 牛牛文庫(kù)文檔分享質(zhì)粒核外環(huán)狀小型DNA獨(dú)立復(fù)制穩(wěn)定遺傳F因子與有性接合有關(guān)種類R因子與抗藥性有關(guān)COL編碼免疫蛋白Ti質(zhì)粒誘癌質(zhì)粒降解散質(zhì)粒：編碼降解有害物質(zhì)的酶用途基因工程中作為目的基因載體質(zhì)粒質(zhì)粒原核生物遺傳物質(zhì)原核生物遺傳物質(zhì)存在的另一種方式存在的另一種方式牛牛文庫(kù)文檔分享轉(zhuǎn)位因子1.轉(zhuǎn)位因子是細(xì)菌內(nèi)DNA序列的一個(gè)片段。2.可以在染色體和質(zhì)粒中隨機(jī)轉(zhuǎn)移。3.不能獨(dú)立復(fù)制，必須依附在染色體或質(zhì)粒上與之同時(shí)復(fù)制。牛牛文庫(kù)文檔分享轉(zhuǎn)位因子的分類按結(jié)

5、構(gòu)與功能不同，可分為兩類插入序列：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，僅7502000個(gè)堿基對(duì)，只有插入功能，不帶有其他遺傳信息。結(jié)構(gòu)：TransposaseABCDEFGGFEDCBA牛牛文庫(kù)文檔分享插入序列的作用1.引起突變2.插入質(zhì)粒3.引起相變異H1geneH1flagellaISH2geneH2flagella沙門氏菌H抗原的相變異牛牛文庫(kù)文檔分享轉(zhuǎn)位因子的分類轉(zhuǎn)座子：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有20008000個(gè)堿基對(duì)，除了攜帶與轉(zhuǎn)位有關(guān)的序列外，還攜帶某些結(jié)構(gòu)基因，如耐藥性，毒力等，可隨插入而轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)：IS ISResistance Gene(s)IS ISResistance Gene(s)牛牛文庫(kù)文檔分享轉(zhuǎn)座子的作用

6、轉(zhuǎn)移抗性基因牛牛文庫(kù)文檔分享三、細(xì)菌變異的機(jī)制（一）基因突變（單個(gè)細(xì)菌的）概念：細(xì)菌的遺傳基因發(fā)生突然而穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)改變，導(dǎo)致細(xì)菌性狀的遺傳性變異。本質(zhì)：DNA核苷酸序列的改變牛牛文庫(kù)文檔分享基因突變的類型根據(jù)改變片段的大小分為：小突變（點(diǎn)突變）是由于個(gè)別堿基的置換、插入或缺失引起的較少的性狀變異。大突變（染色體突變）是由于大段DNA發(fā)生易位、缺失、重復(fù)引起的較大的性狀變異。牛牛文庫(kù)文檔分享突變的規(guī)律（以細(xì)菌耐藥性為例說(shuō)明）產(chǎn)生突變的幾率極低（突變率一般為10-6-10-9）某些外界的理化因素可顯著提高突變率，這種作用稱為誘變。在群體上，各種性狀都可發(fā)生突變，且彼此是獨(dú)立的。牛牛文庫(kù)文檔分享突變

7、的規(guī)律由于突變的根源是遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變，因此突變后的新性狀是穩(wěn)定的，可遺傳的。突變的結(jié)果與突變的原因間不相對(duì)應(yīng)。突變后的某一性狀可以同樣的頻率回復(fù)到原有的性狀。即回復(fù)突變牛牛文庫(kù)文檔分享突變的自發(fā)性和不對(duì)應(yīng)性證明即突變是隨機(jī)的，不定向的，外界因素不能決定細(xì)菌的性狀如何改變。如抗青霉素的突變并非由于接觸青霉素所引起，青霉素只是起到篩選的作用（除去敏感菌，留下耐藥菌），突變不是誘導(dǎo)的結(jié)果。（影印試驗(yàn)）牛牛文庫(kù)文檔分享影印培養(yǎng)無(wú)藥培養(yǎng)基含藥培養(yǎng)基影印培養(yǎng)試驗(yàn)原始敏感菌種牛牛文庫(kù)文檔分享（二）基因的轉(zhuǎn)移與重組（兩個(gè)細(xì)菌之間的）基因轉(zhuǎn)移（genetransfer）外源性的遺傳物質(zhì)由供體菌轉(zhuǎn)入某受體菌細(xì)

8、胞的過(guò)程稱為基因轉(zhuǎn)移。重組（recombination）轉(zhuǎn)移的基因與受體菌DNA整合在一起稱為重組，使受體菌獲得供體菌的某些性狀。牛牛文庫(kù)文檔分享基因轉(zhuǎn)移和重組的方式轉(zhuǎn)化：受體菌直接攝取供體菌的游離DNA片段，并將其整合到自己的基因中去，獲得供體菌部分遺傳特性的過(guò)程。攝取供體菌受體菌DNA牛牛文庫(kù)文檔分享轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)材料方法動(dòng)物實(shí)驗(yàn)細(xì)菌培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)S型菌無(wú)細(xì)胞抽提液試驗(yàn)牛牛文庫(kù)文檔分享光滑型（光滑型（S）粗糙型（粗糙型（R）有有 莢莢 膜膜菌落光滑菌落光滑分泌毒素分泌毒素致致 病病無(wú)無(wú) 莢莢 膜膜菌落粗糙菌落粗糙無(wú)無(wú) 毒毒不不 致致 病病SSS三個(gè)血清型三個(gè)血清型RRR三個(gè)血清型三個(gè)血清型實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)

9、材料：肺炎雙球菌肺炎雙球菌牛牛文庫(kù)文檔分享活的S菌加活R菌和熱死S菌抽血分離死加活S菌死加活R菌或死S菌活轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（1）動(dòng)物實(shí)驗(yàn)牛牛文庫(kù)文檔分享殺死 無(wú)菌落生長(zhǎng) 體外培養(yǎng) 活菌 體外培養(yǎng) 菌落 菌落多菌落少 體外混合培養(yǎng)殺死 活菌 轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（2）細(xì)菌培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)牛牛文庫(kù)文檔分享大量R菌落活R菌S菌無(wú)細(xì)胞抽提液+活R菌+S菌DNAS菌落轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（3）S型菌無(wú)細(xì)胞抽提液試驗(yàn)S菌PrS菌多糖R菌落活R菌+牛牛文庫(kù)文檔分享轉(zhuǎn)化的機(jī)制牛牛文庫(kù)文檔分享轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化過(guò)程過(guò)程牛牛文庫(kù)文檔分享發(fā)生轉(zhuǎn)化的因素（1）親緣關(guān)系越近，轉(zhuǎn)化率越高。（2）受體菌要處于感受態(tài)，此時(shí)細(xì)菌表面有一種吸附DNA受體，易吸收供體菌的DNA而

10、發(fā)生轉(zhuǎn)化。從出現(xiàn)到消失約為分鐘(對(duì)數(shù)期的后期）（3）雙鏈有轉(zhuǎn)化能力，單鏈沒(méi)有牛牛文庫(kù)文檔分享基因轉(zhuǎn)移和重組的方式接合：細(xì)菌通過(guò)性菌毛連接溝通，將遺傳物質(zhì)從供體菌轉(zhuǎn)移給受體菌，使受體菌獲得供體菌的某些性狀.接合性質(zhì)粒：能通過(guò)接合方式轉(zhuǎn)移的質(zhì)接合性質(zhì)粒：能通過(guò)接合方式轉(zhuǎn)移的質(zhì)粒稱為接合性質(zhì)粒，粒稱為接合性質(zhì)粒，F(xiàn) F質(zhì)粒、質(zhì)粒、R R質(zhì)粒、質(zhì)粒、ColCol質(zhì)粒和毒力質(zhì)粒等。質(zhì)粒和毒力質(zhì)粒等。性菌毛供體菌受體菌FR等牛牛文庫(kù)文檔分享+A+B+C-D-色絲缺陷型A-B-C+D+蘇缺賴陷型接合及其發(fā)現(xiàn)A+B+C+D+牛牛文庫(kù)文檔分享F質(zhì)粒的接合F質(zhì)粒編碼性菌毛，有F質(zhì)粒的為雄性菌，無(wú)F質(zhì)粒的為雌性菌，

11、細(xì)菌通過(guò)性菌毛轉(zhuǎn)移F質(zhì)粒，使雌性菌變?yōu)樾坌跃?。牛牛文?kù)文檔分享接合的機(jī)制牛牛文庫(kù)文檔分享高頻重組菌和F菌株F+HfrHfrF牛牛文庫(kù)文檔分享Hfr和F-菌株雜交的機(jī)制HfrF-HfrF-HfrF-HfrF-牛牛文庫(kù)文檔分享F和F-菌株雜交的機(jī)制FFFFFF-FF-牛牛文庫(kù)文檔分享雄性菌株Hfr菌株F菌株菌株（雌株）因子和接合因子和接合F+菌株牛牛文庫(kù)文檔分享FF+F+F+F+FFF+FHfrHfrF（多數(shù)情況下）F+HfrHfrHfr（少數(shù)情況下）雄性菌株與雌性菌株接合結(jié)果牛牛文庫(kù)文檔分享R質(zhì)粒的接合R質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)組成：耐藥傳遞因子（RTF)編碼性菌毛與F質(zhì)粒功能相似起傳遞基因的作用。耐藥決定因

12、子編碼對(duì)抗菌藥物的耐藥性Tn9Tn21Tn10Tn8RTFR 牛牛文庫(kù)文檔分享R質(zhì)粒的接合兩者必須同時(shí)存在才能將耐藥性轉(zhuǎn)移給其它細(xì)菌。所以許多細(xì)菌即使從未接觸過(guò)某些藥物，也可以從耐藥菌株直接獲得R質(zhì)粒而產(chǎn)生耐藥性。一個(gè)R質(zhì)粒可有多種耐藥基因，產(chǎn)生對(duì)多種藥物的耐藥性。牛牛文庫(kù)文檔分享基因轉(zhuǎn)移和重組的方式轉(zhuǎn)導(dǎo)：是以溫和噬菌體為載體，將供體菌的遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移到受體菌，使受體菌獲得供體菌的某些性狀。溫和噬菌體載體供體菌受體菌牛牛文庫(kù)文檔分享轉(zhuǎn)導(dǎo)的分類轉(zhuǎn)導(dǎo)分為：普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)（溫和噬菌體裂解期）完全轉(zhuǎn)導(dǎo)流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo) 局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)（溫和噬菌體溶源期）牛牛文庫(kù)文檔分享供體A-B+普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)A-B+A+B-少數(shù)

13、受體A+B+經(jīng)重組形成轉(zhuǎn)導(dǎo)子鼠傷寒沙門氏菌鼠傷寒沙門氏菌A+B-多數(shù)受體形成溶源菌A-B+色氨酸缺陷型A+B-組氨酸缺陷型牛牛文庫(kù)文檔分享結(jié)果n n完全轉(zhuǎn)導(dǎo)n n流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)未整合整合 牛牛文庫(kù)文檔分享牛牛文庫(kù)文檔分享galbiogalbio宿主基因組整合不正常切離（10-410-6）正常切離正常dgaldbio局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)裂解物的形成局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)牛牛文庫(kù)文檔分享普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)與局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)的區(qū)別普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)與局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)的區(qū)別區(qū)別要點(diǎn)區(qū)別要點(diǎn)普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)基因轉(zhuǎn)導(dǎo)發(fā)生的時(shí)期基因轉(zhuǎn)導(dǎo)發(fā)生的時(shí)期基因轉(zhuǎn)導(dǎo)發(fā)生的時(shí)期基因轉(zhuǎn)導(dǎo)發(fā)生的時(shí)期裂解期裂

14、解期溶原期溶原期轉(zhuǎn)導(dǎo)的遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)導(dǎo)的遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)導(dǎo)的遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)導(dǎo)的遺傳物質(zhì)供體菌染色體供體菌染色體DNADNA任何部位或質(zhì)粒任何部位或質(zhì)粒噬菌體噬菌體DNADNA及供體及供體菌菌DNADNA的特定部位的特定部位轉(zhuǎn)導(dǎo)的后果轉(zhuǎn)導(dǎo)的后果轉(zhuǎn)導(dǎo)的后果轉(zhuǎn)導(dǎo)的后果完全轉(zhuǎn)導(dǎo)或流產(chǎn)轉(zhuǎn)完全轉(zhuǎn)導(dǎo)或流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)導(dǎo)受體菌獲得供體菌受體菌獲得供體菌DNADNA特定部位的遺特定部位的遺傳特性傳特性轉(zhuǎn)導(dǎo)頻率轉(zhuǎn)導(dǎo)頻率轉(zhuǎn)導(dǎo)頻率轉(zhuǎn)導(dǎo)頻率受體菌的受體菌的1010-7-7轉(zhuǎn)導(dǎo)頻率較普遍轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)頻率較普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)增加導(dǎo)增加10001000倍倍(10(10-4 4) 牛牛文庫(kù)文檔分享牛牛文庫(kù)文檔分享基因轉(zhuǎn)移和重組的方式溶源性轉(zhuǎn)換：溫和噬菌體在溶源期以

15、前噬菌體的形式在細(xì)菌內(nèi)與細(xì)菌的染色體發(fā)生重組，使細(xì)菌獲得新的性狀。（白喉?xiàng)U菌，肉毒桿菌）溫和噬菌體載體供體菌受體菌牛牛文庫(kù)文檔分享溶源性轉(zhuǎn)換特點(diǎn)l溫和噬菌體并不攜帶外源供體菌的基因l獲得新性狀的是溶源化的宿主細(xì)胞l獲得的性狀可隨噬菌體的消失而同時(shí)消失牛牛文庫(kù)文檔分享基因來(lái)源轉(zhuǎn)移方式transformation供體菌直接攝取conjugation供體菌性菌毛transduction供體菌噬菌體為載體lysogenicconversion噬菌體整合牛牛文庫(kù)文檔分享1.診斷方面：防止誤診2.治療方面：防止耐藥菌株的產(chǎn)生和擴(kuò)散，需合理使用抗生素：藥敏試驗(yàn)、足量全療程用藥、聯(lián)合用藥、首選經(jīng)濟(jì)易得高度敏感的藥物。3.預(yù)防方面：制備疫苗4.基因工程方面：利用細(xì)菌遺傳變異中基因可發(fā)生轉(zhuǎn)移和重組的原理。制備生物制品（干擾素，細(xì)胞因子等）四、細(xì)菌遺傳變異研究的應(yīng)用牛牛文庫(kù)文檔分享復(fù)習(xí)思考題復(fù)習(xí)思考題一、名詞解釋：轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)、接合、溶源性轉(zhuǎn)換二、問(wèn)題：1、細(xì)菌有哪些變異現(xiàn)象？2、細(xì)菌基因轉(zhuǎn)移和重組的方式有哪些？3、細(xì)菌遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)有哪些？6、R質(zhì)粒的結(jié)構(gòu)如何？牛牛文庫(kù)文檔分享