細(xì)菌遺傳變異(3)課件

1、關(guān)于細(xì)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(zhì)結(jié)構(gòu)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(fù)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(jié)構(gòu)變異 （1）細(xì)菌L型變異 （2）特殊結(jié)構(gòu)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(xì)菌形態(tài)結(jié)構(gòu)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(qiáng)（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(xì)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(xì)菌的遺傳物質(zhì)（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(fù)盤繞成疏松網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，附著在橫隔中介體或細(xì)胞膜上。 第八張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)菌染色體特征 相對較小，只有一個復(fù)制啟動位點(diǎn)；功能上相關(guān)的幾個基因組成操縱子結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)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(nèi)含子成分，轉(zhuǎn)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(xì)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(jié)構(gòu)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(zhì)粒(plasmid) 1、概念：是細(xì)菌染色體外的遺傳物質(zhì)，存在于細(xì)胞質(zhì)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(zhì)粒DNA的主要特征 具有自我復(fù)制能力； 攜帶的遺傳信息能賦予宿主菌某些生物學(xué)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(xì)菌生命活動所必需的遺傳物質(zhì)；質(zhì)粒的轉(zhuǎn)移性，可通過接合、轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)等方式在細(xì)菌間轉(zhuǎn)移。按質(zhì)粒能否共存于同一菌體內(nèi)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(zhì)粒編碼的生物學(xué)性狀分致育質(zhì)粒（F質(zhì)粒，編碼性菌毛）；耐藥性質(zhì)粒：編碼細(xì)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(xì)菌接合作用進(jìn)行基因傳遞分接合性質(zhì)粒：40-100kbp的大質(zhì)粒；非接合性質(zhì)粒：15kbp及以下的小質(zhì)粒F質(zhì)粒、多數(shù)的R質(zhì)粒屬于接合性耐藥質(zhì)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(xì)菌接合作用進(jìn)行基因傳遞分毒力質(zhì)粒（Vi質(zhì)粒）；細(xì)菌素質(zhì)粒（如Col質(zhì)粒）；代謝質(zhì)粒（編碼產(chǎn)生相關(guān)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(zhuǎn)座因子（transposable element) 1、概念：是存在于細(xì)菌染色體或質(zhì)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(diǎn)附近的基因表達(dá)。 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(jié)構(gòu)和功能不同分二類 插入序列（insertion sequence,IS）：在細(xì)菌中最早發(fā)現(xiàn)的最簡單的一類轉(zhuǎn)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(zhuǎn)座子（transposon, Tn） 結(jié)構(gòu)較復(fù)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(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)移重組，造成大的染色體突變 轉(zhuǎn)座行為導(dǎo)致DNA分子發(fā)生重排，在促使生物變異及進(jìn)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(zhuǎn)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(yùn)動性DNA分子，可捕獲整合外源基因。定位于染色體和質(zhì)?；蜣D(zhuǎn)座子上，是細(xì)菌固有的一種遺傳單位，通過捕獲外源性基因來增強(qiáng)細(xì)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(xì)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(xì)菌基因表達(dá)的調(diào)節(jié)三、基因的轉(zhuǎn)移與重組 轉(zhuǎn)移：外源性遺傳物質(zhì)由供體菌轉(zhuǎn)入到受 體菌的過程。 重組：轉(zhuǎn)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(zhì)包括：供菌染色體DNA片段 質(zhì)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(zhuǎn)移和重組方式： 1轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化的DNA片段稱為轉(zhuǎn)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(xì)菌通過性菌毛連接溝通，將遺傳物質(zhì)（質(zhì)粒）從供菌轉(zhuǎn)移給受菌。類型有： （1）F質(zhì)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(xì)菌的“接合”狀態(tài)細(xì)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(zhuǎn)移與復(fù)制F+F染色體F質(zhì)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(zhì)粒的接合 細(xì)菌耐藥性與染色體基因突變和R質(zhì)粒的接合轉(zhuǎn)移有關(guān)。 R質(zhì)粒由

9、兩部分組成 耐藥傳遞因子（RTF，相當(dāng)于F質(zhì)?？删幋a性菌毛和通過接合轉(zhuǎn)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(zhì)粒結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)導(dǎo)(transduction) 以噬菌體為載體，將供菌的一段DNA轉(zhuǎn)移到受體菌內(nèi)，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(zhuǎn)導(dǎo)DNA片段的范圍可分為：（1）普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)：轉(zhuǎn)導(dǎo)供體菌染色體或質(zhì) 粒任何DNA片段。 這種錯誤包裝是隨機(jī)的，任何供菌DNA片段都有可能

10、被誤裝入噬菌體內(nèi)。第三十四張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)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(zhuǎn)導(dǎo)示意圖 完全轉(zhuǎn)導(dǎo)（整合）流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)（未整合）細(xì)菌DNA 普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)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(zhuǎn)導(dǎo)被轉(zhuǎn)導(dǎo)的基因僅限于前噬菌體兩側(cè)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(zhuǎn)導(dǎo)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(zhuǎn)導(dǎo)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(zhuǎn)導(dǎo)

11、與局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)的區(qū)別區(qū)別要點(diǎn)普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)基因轉(zhuǎn)導(dǎo)發(fā)生時期 裂解期 溶原期轉(zhuǎn)導(dǎo)的遺傳物質(zhì)供體菌染色體DNA任何部位或質(zhì)粒噬菌體DNA及供體菌DNA的特定部位轉(zhuǎn)導(dǎo)的后果完全轉(zhuǎn)導(dǎo)或流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)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(zhuǎn)換(lysogenic conversion) 指噬菌體基因整合于細(xì)菌染色體上（噬菌體作為供體），使細(xì)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(zhì)體融合(protoplast fusion) 兩個細(xì)菌失去細(xì)胞壁成為原生質(zhì)體后的相互融合過程。 是一種有價值實(shí)驗(yàn)工具（經(jīng)培養(yǎng)可重新出現(xiàn)胞壁，再按其遺傳標(biāo)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(zhì)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(xì)菌遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生突然而穩(wěn)定的改變，導(dǎo)致細(xì)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(xué)物質(zhì)，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