細菌遺傳變異(3)課件

1、關于細菌的遺傳變異 (3)第一張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月分類 1、遺傳性變異（基因型變異） 遺傳物質結構改變，可遺傳。2、非遺傳性變異（表型變異） 外界環(huán)境條件的作用引起，不能遺傳， 去誘可復原。第二張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月常見的變異現(xiàn)象舉例 1.形態(tài)結構變異 （1）細菌L型變異 （2）特殊結構變異 莢膜、芽胞 H-O 第三張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月有莢膜的肺炎球菌細菌形態(tài)結構變異 莢膜的變異第四張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月S型菌落R型菌落 菌落的變異2.菌落的變異： S-R變異（腸道桿菌）第五張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022

2、年6月 3.毒力變異 （1）增強（白喉桿菌） （2）減弱（卡介苗） 第六張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 4.耐藥性變異： 指細菌對藥物所具有的相對抵抗性（對某種抗菌藥由敏感變?yōu)槟褪埽?（1）單一耐藥 （2）多重耐藥性 （3）對藥物的依賴性第七張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月一、細菌的遺傳物質（一）染色體缺乏組蛋白，外無核膜包圍，是一個環(huán)狀雙螺旋DNA長鏈，反復盤繞成疏松網(wǎng)狀結構，附著在橫隔中介體或細胞膜上。 第八張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月細菌染色體特征 相對較小，只有一個復制啟動位點；功能上相關的幾個基因組成操縱子結構，轉錄一條mRNA鏈，然后分別合成各

3、自的蛋白；基因是連續(xù)的，無內含子成分，轉錄的 RNA無須加工剪切； 第九張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月不編碼的DNA比真核細胞基因組少得多，只有一少部分是不翻譯的；與病毒基因組相比，僅有少數(shù)基因存在重疊現(xiàn)象；多數(shù)情況下結構基因在基因組中都是單拷貝。 第十張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）質粒(plasmid) 1、概念：是細菌染色體外的遺傳物質，存在于細胞質中的環(huán)狀閉合的雙鏈DNA分子。 第十一張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 2.質粒DNA的主要特征 具有自我復制能力； 攜帶的遺傳信息能賦予宿主菌某些生物學性狀（致育性、耐藥性、致病性），利于在特定條件下生

4、存；第十二張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月不是細菌生命活動所必需的遺傳物質；質粒的轉移性，可通過接合、轉化、轉導等方式在細菌間轉移。按質粒能否共存于同一菌體內分相容性和不相容性。 第十三張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月3.分類按質粒編碼的生物學性狀分致育質粒（F質粒，編碼性菌毛）；耐藥性質粒：編碼細菌對抗菌藥物或重金屬鹽類的耐藥性； 第十四張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月按能否通過細菌接合作用進行基因傳遞分接合性質粒：40-100kbp的大質粒；非接合性質粒：15kbp及以下的小質粒F質粒、多數(shù)的R質粒屬于接合性耐藥質粒。 第十五張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于202

5、2年6月按能否通過細菌接合作用進行基因傳遞分毒力質粒（Vi質粒）；細菌素質粒（如Col質粒）；代謝質粒（編碼產生相關的代謝酶，如脲酶、枸櫞酸鹽利用酶等）。 第十六張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（三）轉座因子（transposable element) 1、概念：是存在于細菌染色體或質粒DNA分子上的一段特異性核苷酸序列片段，能在DNA分子中移動。改變核苷酸序列或影響插入點附近的基因表達。 我是個活躍分子噢！第十七張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2、按結構和功能不同分二類 插入序列（insertion sequence,IS）：在細菌中最早發(fā)現(xiàn)的最簡單的一類轉座因子，只有插

6、入功能，不帶其它遺傳信息。第十八張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月轉座子（transposon, Tn） 結構較復雜，除兩端的插入序列外，還攜帶有其它基因（耐藥性、毒力）這些基因可隨轉座子轉移重組，造成大的染色體突變 轉座行為導致DNA分子發(fā)生重排，在促使生物變異及進化上具有重大意義。 第十九張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 轉座子基因編碼的耐藥性第二十張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 （四）整合子(integron, In)一種運動性DNA分子，可捕獲整合外源基因。定位于染色體和質?；蜣D座子上，是細菌固有的一種遺傳單位，通過捕獲外源性基因來增強細菌生存能力。第二十

7、一張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 （五）噬菌體基因組 亦參與細菌的遺傳與變異。第二十二張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月二、細菌基因表達的調節(jié)三、基因的轉移與重組 轉移：外源性遺傳物質由供體菌轉入到受 體菌的過程。 重組：轉移的基因與受菌DNA整合在一起。 第二十三張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 外源遺傳物質包括：供菌染色體DNA片段 質粒DNA 噬菌體基因組第二十四張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月基因轉移和重組方式： 1轉化(transformation)：供體菌裂解游離的DNA片段被受體菌直接攝取，使受體菌獲得新性狀。 轉化的DNA片段稱為轉化因子

8、。第二十五張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十六張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十七張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2接合(conjugation)細菌通過性菌毛連接溝通，將遺傳物質（質粒）從供菌轉移給受菌。類型有： （1）F質粒的接合 見圖 第二十八張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月細菌的“接合”狀態(tài)細菌接合的電鏡照片第二十九張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月接合時F因子的轉移與復制F+F染色體F質粒F+FF+F+第三十張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）R質粒的接合 細菌耐藥性與染色體基因突變和R質粒的接合轉移有關。 R質粒由

9、兩部分組成 耐藥傳遞因子（RTF，相當于F質?？删幋a性菌毛和通過接合轉移）； 耐藥決定因子（r決定因子，編碼對藥物的耐受性）第三十一張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月ISr決定因子ISRTFr決定因子Tn9 氯Tn4磺Tn5卡R質粒結構示意圖RTF第三十二張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月3轉導(transduction) 以噬菌體為載體，將供菌的一段DNA轉移到受體菌內，并獲得新性狀。 第三十三張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 根據(jù)轉導DNA片段的范圍可分為：（1）普遍性轉導：轉導供體菌染色體或質 粒任何DNA片段。 這種錯誤包裝是隨機的，任何供菌DNA片段都有可能

10、被誤裝入噬菌體內。第三十四張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月普遍性轉導模式圖第三十五張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月普遍性轉導示意圖 完全轉導（整合）流產轉導（未整合）細菌DNA 普遍性轉導示意圖第三十六張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）局限性轉導被轉導的基因僅限于前噬菌體兩側的供菌基因。第三十七張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月局限性轉導示意圖前噬菌體gal bio正常脫離斷裂和再接偏差脫離galbio galbio gal bio gal bio bio gal斷裂和再接 局限性轉導示意圖第三十八張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 普遍性轉導

11、與局限性轉導的區(qū)別區(qū)別要點普遍性轉導局限性轉導基因轉導發(fā)生時期 裂解期 溶原期轉導的遺傳物質供體菌染色體DNA任何部位或質粒噬菌體DNA及供體菌DNA的特定部位轉導的后果完全轉導或流產轉導受體菌獲得供體菌DNA特定部位的遺傳特性第三十九張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月4溶原性轉換(lysogenic conversion) 指噬菌體基因整合于細菌染色體上（噬菌體作為供體），使細菌處于溶原狀態(tài)并獲得新性狀。 - 棒狀噬菌體白喉毒素基因 第四十張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月第四十一張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5原生質體融合(protoplast fusion) 兩個細菌失去細胞壁成為原生質體后的相互融合過程。 是一種有價值實驗工具（經培養(yǎng)可重新出現(xiàn)胞壁，再按其遺傳標志選擇需要的重組菌）。第四十二張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月原生質體融合(protoplast fusion)第四十三張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月四、基因突變(mutation) 細菌遺傳物質的結構發(fā)生突然而穩(wěn)定的改變，導致細菌性狀的遺傳性變異。原因：自發(fā)突變、 人工誘變（紫外線、高溫、輻射、化學物質，如亞硝酸鹽、烷化劑、丫啶類染料）。 第四十四張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2