細(xì)菌的遺傳與變異培訓(xùn)課件

細(xì)菌的遺傳與變異遺傳性變異（基因型變異）非遺傳性變異（表型變異）+-外界環(huán)境群體個(gè)別細(xì)胞變異幅度+-可逆性-+遺傳-+基因改變

非遺傳性變異

遺傳性變異一、細(xì)菌變異的類(lèi)型2細(xì)菌的遺傳與變異二、細(xì)菌遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)基因組：染色體染色體外遺傳物質(zhì)質(zhì)粒轉(zhuǎn)位因子噬菌體3細(xì)菌的遺傳與變異（一）質(zhì)粒（plasmid）細(xì)菌染色體外的遺傳物質(zhì)，是環(huán)狀閉合的雙鏈DNA。帶有遺傳性息，能自行復(fù)制，隨細(xì)菌分裂轉(zhuǎn)移到子代細(xì)胞，并非細(xì)菌生長(zhǎng)所必需。特征自我復(fù)制能力編碼產(chǎn)物賦予細(xì)菌某些性狀特征可自行丟失與消除轉(zhuǎn)移性相容性和不相容性幾種重要的質(zhì)粒致育質(zhì)粒（F質(zhì)粒）耐藥質(zhì)粒毒力質(zhì)粒（Vi質(zhì)粒）細(xì)菌素質(zhì)粒代謝質(zhì)粒4細(xì)菌的遺傳與變異（二）轉(zhuǎn)位因子是存在于細(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，它能在DNA分子中移動(dòng)，不斷改變它們?cè)诨蚪M的位置，能從一個(gè)基因組轉(zhuǎn)移到另一個(gè)基因組中。插入序列（insertionsequence,IS）是最小的轉(zhuǎn)位因子，＜2kb，不攜帶任何已知與插入功能無(wú)關(guān)的基因區(qū)域轉(zhuǎn)座子（transposon,Tn）＞2kb，除攜帶與轉(zhuǎn)位有關(guān)的基因外，還攜帶耐藥性基因、抗金屬基因、毒素基因及其他結(jié)構(gòu)基因。可能與細(xì)菌的多重耐藥性有關(guān)。IS

ISResistanceGene(s)Tn5細(xì)菌的遺傳與變異轉(zhuǎn)座子的特征轉(zhuǎn)座子攜帶耐藥或毒素基因Tn1Tn2Tn3AP（氨芐青霉素）Tn4AP、SM（鏈霉素）、Su（磺胺）Tn5Km（卡那霉素）Tn6KmTn7TMP（甲氧芐氨嘧啶）、SMTn9Cm（氯霉素）Tn10Tc（四環(huán)素）tn551Em（紅霉素）Tn971EmTn1681大腸埃希菌（腸毒素基因）6細(xì)菌的遺傳與變異噬菌體作為一種細(xì)菌的病毒，可在不同宿主菌之間進(jìn)行遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致細(xì)菌某些生物學(xué)形狀的改變。（三）噬菌體7細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的遺傳與變異第一部分細(xì)菌遺傳與變異的物質(zhì)基礎(chǔ)第二部分細(xì)菌的變異現(xiàn)象及機(jī)制

第三部分細(xì)菌遺傳變異的醫(yī)學(xué)意義及其應(yīng)用目錄8細(xì)菌的遺傳與變異一、細(xì)菌常見(jiàn)的變異現(xiàn)象形態(tài)、結(jié)構(gòu)變異毒力變異耐藥性變異菌落變異9細(xì)菌的遺傳與變異（一）形態(tài)、結(jié)構(gòu)變異

3%～6%食鹽

鼠疫耶氏菌多形態(tài)性

陳舊培基物

10細(xì)菌的遺傳與變異

42～43℃

炭疽桿菌失去形成芽胞能力,毒性降低

10～20天

變形桿菌遷徙生長(zhǎng)（H）點(diǎn)狀生長(zhǎng)、單個(gè)菌落（O）（二）特殊結(jié)構(gòu)的變異鞭毛變異0.1%石炭酸11細(xì)菌的遺傳與變異（三）毒力變異增強(qiáng)

β-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

牛分枝桿菌卡介苗

13年(230代)

12細(xì)菌的遺傳與變異（四）耐藥性變異細(xì)菌對(duì)某種抗菌藥物由敏感變成耐藥的變異稱(chēng)為耐藥性變異。金黃色葡萄球菌有些細(xì)菌還同時(shí)耐受多種抗菌藥物，即多重耐藥性，甚至產(chǎn)生藥物依賴(lài)性。

含鏈霉素培基

痢疾桿菌依鏈株

長(zhǎng)期培養(yǎng)13細(xì)菌的遺傳與變異（五）菌落變異

在陳舊培養(yǎng)基中長(zhǎng)期培養(yǎng)

光滑型菌落粗糙型菌落

S

R

原因：失去LPS的特異多糖14細(xì)菌的遺傳與變異二、細(xì)菌的變異機(jī)制突變：遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生突然改變突變類(lèi)型：基因突變---點(diǎn)突變

染色體畸變---范圍大（一）基因的突變和損傷后修復(fù)15細(xì)菌的遺傳與變異1.定義：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)胞的過(guò)程稱(chēng)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(chēng)為重組，使受體菌獲得供體菌的某些性狀。（二）基因的轉(zhuǎn)移和重組2.基因轉(zhuǎn)移和重組主要方式：轉(zhuǎn)化、接合、轉(zhuǎn)導(dǎo)、溶原性轉(zhuǎn)換和原生質(zhì)體融合等。（1）轉(zhuǎn)化（transformation）供體菌裂解游離的DNA片段被受體菌直接攝取，使受體菌獲得新的性狀。16細(xì)菌的遺傳與變異轉(zhuǎn)化試驗(yàn)17細(xì)菌的遺傳與變異轉(zhuǎn)化因子（transformingprinciple）在轉(zhuǎn)化過(guò)程中，轉(zhuǎn)化的DNA片段稱(chēng)為轉(zhuǎn)化因子，分子量小于107，最多不超過(guò)10～20個(gè)基因。感受態(tài)（competence）18細(xì)菌的遺傳與變異（2）接合（conjugation）細(xì)菌通過(guò)性菌毛相互連接溝通，將遺傳物質(zhì)（主要是質(zhì)粒DNA）從供體菌轉(zhuǎn)移給受體菌。接合性質(zhì)粒：能通過(guò)接合方式轉(zhuǎn)移的質(zhì)粒稱(chēng)為接合性質(zhì)粒。包括F質(zhì)粒、R質(zhì)粒、Col質(zhì)粒和毒力質(zhì)粒等。19細(xì)菌的遺傳與變異R質(zhì)粒耐藥傳遞因子（resistancetransferfactor,RTF）與F質(zhì)粒相似，編碼性菌毛的產(chǎn)生和通過(guò)接合轉(zhuǎn)移耐藥（r）決定子21細(xì)菌的遺傳與變異（3）轉(zhuǎn)導(dǎo)（transduction）以溫和噬菌體為載體，將供體菌的一段DNA轉(zhuǎn)移到受體菌內(nèi)，使受體菌獲得新的性狀。普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)（generalizedtransduction）局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)（restrictedtransduction）22細(xì)菌的遺傳與變異I.普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)（generalizedtransduction）前噬菌體從溶原菌染色體上脫離，進(jìn)行增殖，在裂解期的后期，噬菌體的DNA已大量復(fù)制，裝配時(shí)可能會(huì)發(fā)生裝配錯(cuò)誤，誤將細(xì)菌的DNA片段裝入噬菌體的頭部，成為一個(gè)轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體。轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體能以正常方式感染另一宿主菌，并將其頭部的染色體注入受體菌內(nèi)。被包裝的DNA可以是供體菌染色體上的任何部分。23細(xì)菌的遺傳與變異供體菌受體菌轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體細(xì)菌DNA噬菌體DNA24細(xì)菌的遺傳與變異結(jié)果完全轉(zhuǎn)導(dǎo)流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)未整合整合25細(xì)菌的遺傳與變異II.局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)（restrictedtransduction）或稱(chēng)特異性轉(zhuǎn)導(dǎo)，所轉(zhuǎn)導(dǎo)的只限于供體菌染色體上特定的基因。溶原期時(shí)，噬菌體DNA整合在細(xì)菌染色體特定部位，噬菌體DNA發(fā)生偏差分離，將自身的一段DNA留在細(xì)菌染色體上，而帶走了細(xì)菌DNA上兩側(cè)的基因。當(dāng)其轉(zhuǎn)導(dǎo)并整合到受體菌中，使受體菌獲得供體菌的某些遺傳性狀。26細(xì)菌的遺傳與變異普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)與局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)的區(qū)別區(qū)別要點(diǎn)普遍性轉(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轉(zhuǎn)導(dǎo)頻率受體菌的10-7轉(zhuǎn)導(dǎo)頻率較普遍轉(zhuǎn)導(dǎo)增加1000倍(10-4)27細(xì)菌的遺傳與變異溶原性細(xì)菌因染色體上整合有前噬菌體而獲得新的遺傳性狀稱(chēng)為溶原性轉(zhuǎn)換，可使某些細(xì)菌發(fā)生毒力變異或抗原性變異。白喉棒狀桿菌、A群鏈球菌、肉毒梭菌、產(chǎn)氣莢膜梭菌、霍亂弧菌（4）溶原性轉(zhuǎn)換（lysogenicconversion）28細(xì)菌的遺傳與變異整合噬菌體溶原性轉(zhuǎn)換（lysogenicconversion）噬菌體為載體供體菌轉(zhuǎn)導(dǎo)（transduction）性菌毛供體菌接合（conjugation）直接攝取供體菌轉(zhuǎn)化（transformation）轉(zhuǎn)移方式基因來(lái)源細(xì)菌基因轉(zhuǎn)移和重組方式的比較29細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的遺傳與變異第一部分細(xì)菌遺傳與變異的物質(zhì)基礎(chǔ)第二部分細(xì)菌的變異現(xiàn)象及機(jī)制第三部分細(xì)菌遺傳變異的醫(yī)學(xué)意義及其應(yīng)用

目錄30細(xì)菌的遺傳與變異一、細(xì)菌遺傳變異的實(shí)際意義在疾病的診斷、治療與預(yù)防中的應(yīng)用在測(cè)定致癌物質(zhì)中的應(yīng)用在流行病學(xué)中的應(yīng)用在基因工程中的應(yīng)用31細(xì)菌的遺傳與變異形態(tài)、結(jié)構(gòu)、染色性、生化特性、抗原性及毒力等方面的變異，使得診斷復(fù)雜化耐藥菌株日益增多，預(yù)防耐藥性藥敏實(shí)驗(yàn)早期足量要有一定療程,聯(lián)合用藥不要濫用減毒菌株和無(wú)毒株可制備成疫苗（一）在疾病的診斷、治療與預(yù)防中的應(yīng)用32細(xì)菌的遺傳與變異凡能誘導(dǎo)細(xì)菌發(fā)生突變的物質(zhì)都有可能是致癌物質(zhì)。

Ames試驗(yàn)傷寒沙門(mén)菌（his-）（his+）（二）在測(cè)定致癌物質(zhì)中的應(yīng)用33細(xì)菌的遺傳