第5章细菌的遗传变异.pptx

第五章第五章 细菌的遗传变异细菌的遗传变异n细菌的遗传：细菌的遗传：指亲代细菌与子代细菌的相似性，它指亲代细菌与子代细菌的相似性，它使细菌的性状保持相对稳定，是各种细菌存在的根据。使细菌的性状保持相对稳定，是各种细菌存在的根据。n细菌的变异：细菌的变异：指亲代与子代以及子代细菌之间的不指亲代与子代以及子代细菌之间的不相似性，细菌得以发展进化。相似性，细菌得以发展进化。1.形态和结构变异形态和结构变异2.菌落形态变异菌落形态变异 SR变异变异 3.抗原变异抗原变异 编码细菌的抗原结构包括菌体抗原、鞭毛抗原、荚膜编码细菌的抗原结构包括菌体抗原、鞭毛抗原、荚膜抗原等的基因发生突变时，引起细菌抗原性变异抗原等的基因发生突变时，引起细菌抗原性变异 4.抗性变异抗性变异 是对某种化学药物或致死物理因子抗性的变异是对某种化学药物或致死物理因子抗性的变异 第一节第一节 细菌常见的变异现象细菌常见的变异现象 （1）增强毒力）增强毒力 （2）减弱毒力）减弱毒力 5.代谢变异代谢变异 主要引起营养缺陷型变异主要引起营养缺陷型变异6.毒力变异毒力变异n连续通过易感动物，可使毒力增强连续通过易感动物，可使毒力增强n被温和噬菌体感染，可增强毒力被温和噬菌体感染，可增强毒力n自发减弱的现象自发减弱的现象n长期传代培养致弱长期传代培养致弱n病原菌通过非易感动物、鸡胚等方法病原菌通过非易感动物、鸡胚等方法第二节第二节 细菌遗传的物质基础细菌遗传的物质基础 一一.基因组（基因组（genome）位于核体，是遗传的主要物质基础。位于核体，是遗传的主要物质基础。由两条环状双螺旋由两条环状双螺旋DNA长链组成，含长链组成，含细菌的遗传基因，控制细菌的遗传与细菌的遗传基因，控制细菌的遗传与变异。变异。二二.质粒（质粒（plasmid）细菌染色体外的遗传物质，编码细细菌染色体外的遗传物质，编码细菌各种重要的生物学性状。菌各种重要的生物学性状。1.致育质粒或致育质粒或F质粒（质粒（fertility plasmid）编码性菌毛的质粒编码性菌毛的质粒 2.毒力质粒或毒力质粒或Vi质粒（质粒（virulence plasmid）编码细菌各种毒力因子编码细菌各种毒力因子 3.耐药质粒或耐药质粒或R质粒（质粒（resistance plasmid）细菌对抗菌药物或重金属盐类的抗性细菌对抗菌药物或重金属盐类的抗性 4.细菌素质粒细菌素质粒 控制细菌产生细菌素控制细菌产生细菌素质粒种类质粒种类 毒力岛：毒力岛：指病原菌的某个或某些毒力基因群，指病原菌的某个或某些毒力基因群，分子结构与功能有别于细菌染色体，但位于细菌分子结构与功能有别于细菌染色体，但位于细菌染色体之内染色体之内。三、毒力岛（三、毒力岛（pathogenicity island,PAI）第三节第三节 细菌变异的机制细菌变异的机制一、基因突变：一、基因突变：指生物细胞遗传物质指生物细胞遗传物质DNA分子结构突分子结构突 然发生了稳定的可遗传的变化。它是然发生了稳定的可遗传的变化。它是 生物进化的个重要因素。生物进化的个重要因素。1.染色体畸变染色体畸变：染色体的一大段发生了变化。染色体的一大段发生了变化。2.点突变点突变：相应基因上的相应基因上的DNA链中一个或少数链中一个或少数 几个核苷酸对的改变几个核苷酸对的改变。类型类型二、二、基因的转移与重组基因的转移与重组 外源性的遗传物质由供体菌进入受体菌外源性的遗传物质由供体菌进入受体菌细胞内的过程称为基因转移（细胞内的过程称为基因转移（gene transfer)；转移的基因与受体菌；转移的基因与受体菌DNA整整合在一起称为重组合在一起称为重组(recombination)。细。细菌基因转移和重组的主要方式有菌基因转移和重组的主要方式有转化、转转化、转导、接合导、接合等。等。转化：转化：供体菌游离的供体菌游离的DNA片段直接进入受片段直接进入受体菌，使受体菌获得新的性状。体菌，使受体菌获得新的性状。（一）转化（一）转化(transformation)实实 验验:研究肺炎球菌时发现。研究肺炎球菌时发现。注：注：受体菌必须处于感受态才能转化受体菌必须处于感受态才能转化 感受态感受态：细胞生活周期中的一种特殊的生理状态。细胞生活周期中的一种特殊的生理状态。转化过程转化过程 （二）转导（二）转导（transduction）转导：转导：以温和噬菌体为媒介，把供体菌的以温和噬菌体为媒介，把供体菌的DNA小片段小片段携带到受体菌中，通过交换与整合，使受体菌获得供体菌携带到受体菌中，通过交换与整合，使受体菌获得供体菌的部分遗传性状的部分遗传性状。两种类型：普遍性转导和局限性转导。两种类型：普遍性转导和局限性转导。1.普遍性转导：普遍性转导：被装入的被装入的DNA片段可以是供体菌片段可以是供体菌染色体上的任何部分。染色体上的任何部分。局限性转导局限性转导：为为噬菌体所介导的噬菌体所介导的供体菌染色体上供体菌染色体上个别特定基因的个别特定基因的转导转导。2.局限性转导局限性转导 溶源转换溶源转换：指指温和噬菌体感染其温和噬菌体感染其寄主后，噬菌体基寄主后，噬菌体基因整合于寄主基因因整合于寄主基因组中，寄主的性状组中，寄主的性状发生变异。发生变异。溶源转换溶源转换 1.溶源转换中噬菌体离开宿主细胞时，不携带宿溶源转换中噬菌体离开宿主细胞时，不携带宿 主任何基因，而局限性转导的噬菌体转导时，则主任何基因，而局限性转导的噬菌体转导时，则 与宿主可能发生特定的基因交换。与宿主可能发生特定的基因交换。2.溶源转换中的噬菌体均为正常温和噬菌体，而溶源转换中的噬菌体均为正常温和噬菌体，而 局限性转导的噬菌体为缺陷性转导。局限性转导的噬菌体为缺陷性转导。局限性转导与溶源转换的区别局限性转导与溶源转换的区别 接合：接合：是两个完整的细菌细胞通过性菌毛直接接触，由是两个完整的细菌细胞通过性菌毛直接接触，由供体细菌将质粒供体细菌将质粒DNA转移给受体细菌的过程。转移给受体细菌的过程。（三）接合（三）接合（conjugation）接合过程接合过程:以以F质粒接合为例质粒接合为例 转化、转导、接合三种方式其本质都是遗传物转化、转导、接合三种方式其本质都是遗传物质从供体细胞向受体细胞转移，但质从供体细胞向受体细胞转移，但DNA转移方转移方式不同：转化是通过受体菌的细胞膜；接合是式不同：转化是通过受体菌的细胞膜；接合是通过细菌性菌毛；转导是通过噬菌体。通过细菌性菌毛；转导是通过噬菌体。细菌转移方式的比较细菌转移方式的比较第四节第四节 细菌遗传变异研究的实际意义细菌遗传变异研究的实际意义一一.在诊断疾病上的应用在诊断疾病上的应用 要作出正确诊断，不但要熟悉细菌的典型特性，还要作出正确诊断，不但要熟悉细菌的典型特性，还要了解细菌变异的规律。要了解细菌变异的规律。二、在预防疾病上的应用二、在预防疾病上的应用 利用病原菌的减毒变异株制备活菌苗。利用病原菌的减毒变异株制备活菌苗。三、在治疗疾病上的应用三、在治疗疾病上的应用 由于耐药菌株增多，应根据药敏试验指导临床用药。由于耐药菌株增多，应根据药敏试验指导临床用药。复习思考题复习思考题1质粒有哪些主要特征？质粒可赋予宿主菌质粒有哪些主要特征？质粒可赋予宿主菌哪些重要特性？哪些重要特性？2细菌基因转移和重组的主要方式有哪些？细菌基因转移和重组的主要方式有哪些？3研究细菌遗传变异有何实际意义？研究细菌遗传变异有何实际意义？