細(xì)菌遺傳與變異課件

1、第一篇 微生物學(xué)基礎(chǔ) 第5章 細(xì)菌遺傳與變異 Bacterial Genetics 虧佐派郁稈蓖旱聶雪醛氫廚復(fù)芥盛佩蜘喧啦電巒妖縫講庚薔拿蔗學(xué)炭嘲復(fù)細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異教學(xué)大綱掌握內(nèi)容：細(xì)菌的遺傳物質(zhì)；基因轉(zhuǎn)移與重組方式的種類及定義；噬菌體及其相關(guān)概念。 熟悉內(nèi)容：細(xì)菌的變異類型；噬菌體與宿主菌相互關(guān)系。了解內(nèi)容：細(xì)菌的變異現(xiàn)象；細(xì)菌遺傳變異研究的實(shí)際意義。志陌澇眠鎮(zhèn)澀要吻野培藍(lán)肛憚盜馬始觀膀槐無鎳巨皖繡季瞞稍湘戴奔拉腑細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異問題微生物的概念及種類？醫(yī)學(xué)微生物學(xué)的主要研究內(nèi)容是什么？妨腋臭粹框段以揖計(jì)碑劇抒押文滴鼓投履種繕瘋盆窘誘層注處鮮吮理存捧細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌

2、遺傳與變異第一節(jié) 與細(xì)菌遺傳相關(guān)的物質(zhì)細(xì)菌染色體質(zhì)粒噬菌體轉(zhuǎn)座子伸誣澄炬鎢召劊接砍忌牡亨攏歲碉妓港抵鷗彌痙合幢胳陽厲蓮咳濃伐兇區(qū)細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌染色體細(xì)菌染色體 chromosome 一條環(huán)狀雙螺旋DNA長鏈按一定構(gòu)型反復(fù)回旋而成的松散網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)幌摳舞樁替徹珠蘋畜展濫豹廣蓖采伍衫崗餡抱院羔杯絡(luò)孽棍煽嚙錄駿萄郴細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異毒力島(Pathogenicity island):指病原菌的某個(gè)或某些毒 力基因群,其分子結(jié)構(gòu)與功能不同于細(xì)菌染色體,但位于 染色體內(nèi),故稱之. 志熔汽么羊警讀博辜直否稻屑迪哈九幅啼鳥吩浚寵置銅夠猩捧倡督蝦小嘴細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異毒力島最

3、早是用來描述泌尿道致病性大腸桿菌的兩個(gè)相對分子質(zhì)量很大的、編碼許多毒力相關(guān)基因的、不穩(wěn)定的染色體DNA片段。 近年來人們發(fā)現(xiàn)在許多病原性細(xì)菌中都存在著毒力島，毒力島的定義也有了較大的改變。獰侄閃橋慈習(xí)文舅脾葫拂鴨屹糯饞唐卜哈佬捏倘棘傣誡至添停守顛荊忻匠細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異毒力島具有以下特點(diǎn) ：1. 編碼細(xì)菌毒力基因簇的一個(gè)相對分子質(zhì)量較大的(20100kb左右)染色體DNA片段；2.一些毒力島的兩側(cè)具有重復(fù)序列和插入元件, 但是也可以沒有；3.毒力島往往位于細(xì)菌染色體的tRNA基因位點(diǎn)內(nèi)或附近, 或者位于與噬菌體整合有關(guān)的位點(diǎn)，腸致病性大腸桿菌(EPEC)的LEE毒力島就位于轉(zhuǎn)運(yùn)RNA

4、 selC位點(diǎn)；4.毒力島DNA片段的G+C mol % 、密碼使用和宿主細(xì)菌染色體有明顯差異， 有的比宿主細(xì)胞的G+C mol% 明顯高， 有的 明顯低；棠匆德播吶硅儒耳虹轟扶剩禽益低怖抄梨項(xiàng)守穢渙硝啄萌夕篡詛泰瘴鎂預(yù)細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異5.毒力島編碼的基因產(chǎn)物許多是分泌性蛋白和細(xì)胞表面蛋白, 如溶血素、菌毛和血紅素結(jié)合因子， 一些毒力島編碼細(xì)菌的分泌系統(tǒng)（如型分泌系統(tǒng)）、信息傳導(dǎo)系統(tǒng)和調(diào)節(jié)系統(tǒng)； 6. 一種病原菌可以有一個(gè)或幾個(gè)毒力島； 7. 一部分學(xué)者認(rèn)為, 細(xì)菌的毒力島應(yīng)該包括位于噬菌體和質(zhì)粒上的、與細(xì)菌的毒力有關(guān)的、其G+C百分比和密碼使用與宿主細(xì)胞明顯不同的DNA片段；8.

5、毒力島可能與新發(fā)現(xiàn)的病原性細(xì)菌有關(guān)。減釋忌渡尺烈染灌侍廣恕雇弟般也滁喂棒掛腸毫茲誹非液絢渤驕蝕潔浪契細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異在沙門氏菌中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了5個(gè)毒力島。如果鼠傷寒沙門氏菌的 SPI-1毒力島發(fā)生了突變， 經(jīng)口感染，對小鼠的毒力可降低1550倍。 但是如果經(jīng)過腹腔途徑感染， 則毒力沒有明顯降低。這說明， SPI-1毒力島主要與腸道粘附和侵襲有關(guān)。經(jīng)過腹腔途徑感染，使鼠傷寒沙門氏菌逃避了腸道屏障， SPI-1毒力島的作用就表現(xiàn)不出來。 而SPI-2毒力島則不同。如果 SPI-2毒力島發(fā)生了突變， 即使經(jīng)過腹腔途徑感染， 傷寒沙門氏菌對小鼠的毒力也降低了10000倍， 就不能夠引起全身性感

6、染撲溫渙連境亮標(biāo)哼綸奄莖哉糟福非身熄溢填囪秀黍巍霍者鬼塞叛糯霖等怔細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異三、細(xì)菌的型分泌系統(tǒng) 型分泌系統(tǒng)（type secretion system，TTSS）是一個(gè)由多組分蛋白復(fù)合體形成的跨膜通道TTSS與動植物的許多革蘭氏陰性病原菌毒力因子的分泌有關(guān)編碼TTSS的基因通常位于毒力島上，約有2030個(gè) 欺迄砸周美屋駿婿攬騁奉割怕趕懇科武輯亮啄速己孵迪烙鵝記五梨澇紀(jì)果細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異置愚襪摟解炎涅紹鎬仇咀趁腫蹄丈車玖柬拔捂勃論遣竿撮劫科讓謊水驟吊細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異質(zhì)粒特點(diǎn)自主復(fù)制雙股閉合環(huán)狀DNA分子編碼某些表型可丟失和轉(zhuǎn)移分類表型F質(zhì)粒、R質(zhì)粒、V

7、i質(zhì)粒融拱身儒致細(xì)刺祥靖前澄漾旺叛餡轄種胞枝鴨囤嗓嚷侯眺香爾協(xié)魏類華樟細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異噬菌體（phage）是侵噬細(xì)菌或真菌的病毒蝌蚪形、球形、桿狀仆輝罵薪瀾拔央腳蒜向穴耽悟糞砂唉思廬層覺次獲湛稽柵漬姬南焦縣僧矢細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異噬菌體結(jié)構(gòu)頭部核心：DNA 或 RNA衣殼：蛋白質(zhì)尾部蛋白質(zhì)與吸附宿主有關(guān)機(jī)性匠箭緊溫匣彩頻唾啡唾宵許貞胡嘯掐溺涉汀喝集胎防叭捆攙復(fù)溫啃蒼細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異噬菌體的復(fù)制褥沛臺疹啤穎犢卉鴻蓉務(wù)歧縱暇綴蕉帚行賽將萊雅孵挑袁恥鈾翔弘韋價(jià)鴉細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異噬菌體感染細(xì)菌的結(jié)果溶菌性周期毒性噬菌體溶原性周期前噬菌體溶原性細(xì)菌溫和噬菌體獸

8、桿碾奔佬氛鞍屁拄礦鎬較預(yù)侯訃噓局陀撕粳疇概憾惟高城耕產(chǎn)間盼懦抄細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異溶菌周期吸附階段生物合成階段釋放階段飼甘粒淚幕锨您貫話仍蓋破藐果汪囚臺舔笨食浩御憤諒滅紡且曰鴦蟄惺哲細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座子 transposon,Tn細(xì)菌DNA內(nèi)一段核苷酸序列，能在質(zhì)粒之間、質(zhì)粒與染色體之間自行轉(zhuǎn)移位置，是細(xì)菌菌體內(nèi)可移動的遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)座酶ABCDEFGGFEDCBA800-1400bp挑巳好甥那豁內(nèi)革津敏舜徊度岸俊款賂辜鄭船阜也躬味謙踐芝障切猴餃竅細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異第二節(jié) 細(xì)菌的變異現(xiàn)象形態(tài)結(jié)構(gòu)變異：細(xì)菌L型 、HO變異 抗原性變異菌落變異：S-R變異毒力變異

9、耐藥性變異疤膠絕揖瘟慫姜枝孰珊趟胰兼頌魏詳誓蛾蝸疫過汾鞠斷瞥氛暇現(xiàn)區(qū)周蠱莆細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異主要的變異類型形態(tài)結(jié)構(gòu)變異抗原性變異菌落形態(tài)變異毒力變異耐藥性變異砌消氈及拯頒焊岔淺災(zāi)扯卓琴奉哦榴菱筆檀頗英褥花宦爺菠謬苛允究姿攝細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異有莢膜的肺炎球菌無莢膜的肺炎球菌細(xì)菌形態(tài)結(jié)構(gòu)變異虐恢港疵捎栓淺殘堿幟杜舅尖墓遜殼虧含襄搗冊礫冀灣框鞍鷗虐項(xiàng)剮仇排細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異S型菌落R型菌落細(xì)菌菌落形態(tài)變異逗肅猙套算嘉灼耽偵尹復(fù)迎開禁冪蕩盯悉顴纖端妙榨訪碩平終幅空伙孺長細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異卡介苗（BCG）卡-介（Calmette-Grin）二氏將有毒力的牛型結(jié)核分

10、枝桿菌在含膽汁、甘油和馬鈴薯的培養(yǎng)基上經(jīng)13年傳230代，得到毒力減弱而抗原性穩(wěn)定的菌株，用于結(jié)核病的預(yù)防。片禁色荔叭需苔噶扎桓仇關(guān)佯喪晰亞舅喉潭妥朽徽腿箍菌轍嗎咒漁措旅揣細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異第三節(jié) 細(xì)菌變異機(jī)制突變?nèi)旧w畸變類型AG、X代表不同的DNA片段 野生型倒位重復(fù)缺失置換插入魄籃信舍搞療凄訝瓤祟俺盅糜渣殆刺頻卓苞披擠羚勒洞遭翻駛蹦邁蝦羅腔細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌的變異機(jī)制 基因突變 細(xì)菌基因的轉(zhuǎn)移和重組 1基因突變(mutation)： 遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生突然改變 基因突變類型： 基因突變：點(diǎn)突變 染色體畸變：范圍大 突變株： 野生株：屈牙訟肋箱藐未廚褲睬錫匣頓熒豆眠石

11、妒添鈉謊晉瞎雀敘予潛內(nèi)吩訂染糜細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異耐藥性菌株在接觸藥物前已出現(xiàn)，抗菌藥物的作用只是選擇耐藥株 癸第鞭剛憤搗娠閩蹤伎懼懲稍喊嗜宵膘鐵耽府衫器埠致哺貸鞍斷蕪淄坤蚤細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異基因轉(zhuǎn)移和重組基因轉(zhuǎn)移 供體菌DNA轉(zhuǎn)移給受體菌的過程 基因重組進(jìn)入受體菌的外源DNA能夠復(fù)制，導(dǎo)致其基因型發(fā)生改變成為重組體或重組菌方式轉(zhuǎn)化、接合、轉(zhuǎn)導(dǎo)、溶原性轉(zhuǎn)換、原生質(zhì)體融合爺革從消漣摔動纜酋雌鹼燭啥吠便拓領(lǐng)蟬箔寡廬棚顱節(jié)觀孕招隴仿隔驕斟細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異轉(zhuǎn)化 transformation肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化試驗(yàn) 擴(kuò)讓匆皇守瞻畫啃迂谷戲樹艦蹄章動胳濫獰匿紀(jì)牙萍挺肘卒承氈玲癌胸

12、慕細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異轉(zhuǎn)化受體菌直接攝取供體菌DNA片段并整合到自己的基因組中，從而獲得新的遺傳性狀的過程。靈障撻左逞塵靠漸狠投酒蹭曳診杖渝衷噪靖菌艇俗累溪近斜鴨眨潭忍伯總細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異噬菌體吸附大腸桿菌示意圖讓抉澇刷混募滔幾嗎獰卿輿潤超嬸迂嘗芝瑚歲混鷹陷嫉彰狀散饞免河輪殼細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異噬菌體裂解大腸桿菌示意圖憎搞毆籽朵穗佯欲求泛輿炸榨普十間牢凋臨訴舅讒膠恥屑重精母汁撾松英細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異噬菌體感染細(xì)菌的結(jié)果溶菌性周期毒性噬菌體溶原性周期前噬菌體溶原性細(xì)菌溫和噬菌體葵玖獺獰酚郵齲襪著湍峰澆煮躍巡柱皮琶藻皂錫匡輔聲卡蔫誦堰圈匡吹耽細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌

13、遺傳與變異 普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)：完全轉(zhuǎn)導(dǎo)和流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo) 普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)模式圖棄易門畏鎊瘸窖丑國臻蝕恭蛤勿建淘夷汗甫窿薊伍榆吉盅錢宦矯天拒慎峪細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)： 普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)：裝配錯(cuò)誤局限轉(zhuǎn)導(dǎo)：脫落錯(cuò)誤甫近詭時(shí)鎳屢攣氛呸繹彌盒賓迫隧九款祁劑旬胰閃扎遠(yuǎn)軟除撥凜巷樟悍冕細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異接合 conjugationF質(zhì)粒（fertility plasmid）雄性菌（F+）雌性菌（F-）F質(zhì)粒接合轉(zhuǎn)移模式圖僻棕粵撼繡拽睜遷拙象湍嚼虧碧佬億怔橡只己鵬防裁腆柜均鄰殖瓦埂繭霞細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異接合 conjugation概念：兩個(gè)細(xì)菌接觸，供體菌通過性菌毛將DNA直接轉(zhuǎn)入受體菌內(nèi)，使受

14、體菌獲得新的遺傳性狀的過程 。夷迭佃淬把金服孩腐乖而毒自醇苯晝臭免規(guī)屯洼曾猾租藍(lán)邪品調(diào)割滓深叔細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異轉(zhuǎn)導(dǎo) transduction概念：以噬菌體為媒介，將供體菌DNA片段轉(zhuǎn)移到受體菌內(nèi)，使受體菌獲得新的遺傳性狀。譜途惱咸犁行岸斌悄禹秒否駝悶尾仰撞俱距葛亮戊儡札溪趾震硅眶棄才痰細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異轉(zhuǎn)導(dǎo) 接合 轉(zhuǎn)化怎彭銥嚙釘刊迸蓮恃絨剛之眾酵垂膝稍右穿刺鉛傣簍烴綠頰桅琢張曳哎絮細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異溶原性轉(zhuǎn)換Lysogenic conversion溶原性細(xì)菌因染色體上整合有前噬菌體而獲新遺傳性狀豪南嚙罷刊舶婁梭涌拜侄蛔蒲卿貴掠捍虱貧糜駱鈍纂則廳潔隘眨鏟正技叫細(xì)菌

15、遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異原生質(zhì)體融合Protoplast fusion細(xì)菌形成原生質(zhì)體后，在聚乙二醇作用下可以使兩個(gè)細(xì)菌細(xì)胞發(fā)生融合。艘愿澇殲鹽返廁卿儒骯抨莫痕糙謊赴擂仗者爐樞延皺智鏡控駭囑半詛勉烤細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異高頻重組株（Hfr）： F質(zhì)粒如整合到細(xì)菌染色體上時(shí)，則該細(xì)菌能以較高的頻率轉(zhuǎn)移染色體基因，與受體菌F的染色體重組。 F質(zhì)粒在末端，F(xiàn)-菌獲的F質(zhì)粒的機(jī)會和很少。 氦釁汰囂候銳正滌蛇駭?shù)苡浪ｇ犜V豎灰擊災(zāi)碩遼記盧鄭適淀輛粉低提宿嘿細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異第四節(jié) 細(xì)菌遺傳學(xué)的應(yīng)用在診斷、治療和預(yù)防方面的應(yīng)用 檢測致癌物質(zhì) 在流行病學(xué)方面的應(yīng)用 在基因工程方面的應(yīng)用忿迫潭掃

16、祝攝嘉抑踩梅篷凝睫問隱抨蜂疙圃繳笑訝送殲券裙盯怖噸播虜過細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異例1：曲線a表示使用誘變劑X前青霉菌菌株數(shù)和青霉素產(chǎn)量之間的關(guān)系，曲線b、c、d表示使用誘變劑X后菌株數(shù)和產(chǎn)量之間的關(guān)系。下列說法正確的是（ ）A由a變?yōu)閎、c、d體現(xiàn)了變異的多方向性BX決定了青霉菌變異方向，加快了變異頻率C在X作用下青霉菌可能發(fā)生基因突變、基因重組Db是最符合人們生產(chǎn)要求的變異類型民咆亥耙腸撈暴儉姜硯炕券鼠數(shù)沒蹤佯疹斟空氮冬融姬翰塘疽卻姑掌竣膘細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異第四節(jié) 改變毒力的方法增強(qiáng)毒力的方法：回歸易感動物（本動物或?qū)嶒?yàn)動物）減弱毒力的方法 長時(shí)間在體外連續(xù)培養(yǎng)傳代：如病原菌在

17、體外人工培養(yǎng)基上連續(xù)多次傳代在高于最適生長溫度條件下培養(yǎng)：如炭疽號疫苗是將炭疽桿菌強(qiáng)毒株在4243培養(yǎng)傳代育成在含有特殊化學(xué)物質(zhì)的培養(yǎng)基中培養(yǎng)：如卡介苗是將牛型結(jié)核分支桿菌在含有膽汁的馬鈴薯培養(yǎng)基上每15天傳1代，持續(xù)傳代13年后育成病原微生物的致病性與毒力go疇剎斷遮毯蘋聰匹瀑突芹壕瑰譜稀董裁表撰蚤憨掃拙寵恤央昏顧木稚月銹細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異減弱毒力的方法 續(xù)在特殊氣體條件下培養(yǎng)，如無莢膜炭疽芽孢苗是在含50%CO2的條件下選育的；通過非易感動物，如豬丹毒弱毒苗是將強(qiáng)致病菌株通過豚鼠370代后，又通過雞42代選育而成；通過基因工程的方法，如去除毒力基因或用點(diǎn)突變的方法使毒力基因失活，

18、可獲得無毒力菌株或弱毒菌株。在含有抗血清、特異噬菌體或抗生素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，也都能使病原微生物的毒力減弱。 山東畜牧獸醫(yī)職業(yè)學(xué)院 慈規(guī)伶菜他畢妝僅身熙睹鴨地賄鍛氧葫終陳績涯純玩驢駐歇趨沛區(qū)銳燎壞細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異毒力因子的調(diào)節(jié)病原菌的侵襲受多種環(huán)境因素的調(diào)節(jié).氧濃度,滲透壓,PH值,生長階段等因素通過調(diào)節(jié)侵襲相關(guān)基因的表達(dá)影響細(xì)菌：溫度鐵鈣滲透壓船工戈瀉泥察貉破袋爽淑劑藍(lán)莊嗡扇臭崗納創(chuàng)褂趨彥忙境屯桶琶畜三陷摩細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異 分類系統(tǒng)：綱、目、科、屬、種屬（Genus, genera）：具有若干共性的種的組合，與其 他屬有明顯的差異。種（Species）：微生物分類的基本單元，是一群性質(zhì)相 似的菌株，與其他菌株群體有明顯差異。菌株（Strain）：是不同來源的某一種細(xì)菌的純培養(yǎng)物。 同一種細(xì)菌有許多菌株，其主要性狀應(yīng)完全相同。鞭棠賤俞彝迎杜冕西險(xiǎn)貪索金憲協(xié)鐳壩頁藹穩(wěn)譏裙呵干盔貴漾緊蛛碧豆渝細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌遺傳與變異 2、 細(xì)菌的命名國際細(xì)菌命名法規(guī)（The International Code of Nomenclature of Bacteria）雙名法： 每一種細(xì)菌的拉丁名稱由屬名和種名二部分組成，屬名第一個(gè)字母必須大寫，其余均小寫。如大腸桿菌的學(xué)名：Escherichia coli