噬菌體遺傳變異詳解演示文稿

噬菌體遺傳變異詳解演示文稿當前第1頁\共有36頁\編于星期四\16點（優(yōu)選）噬菌體遺傳變異當前第2頁\共有36頁\編于星期四\16點第一節(jié)噬菌體的生物學性狀1.形態(tài)與結(jié)構(gòu)

蝌蚪形

微球形

細桿形

大多數(shù)噬菌體呈蝌蚪形。當前第3頁\共有36頁\編于星期四\16點結(jié)構(gòu)：由頭部和尾部組成；化學組成：蛋白質(zhì)與核酸；核酸類型：為DNA或RNA，大多數(shù)DNA噬菌體的DNA為線狀雙鏈；噬菌體具有抗原性；抵抗力：比一般細菌繁殖體強。當前第4頁\共有36頁\編于星期四\16點第二節(jié)毒性噬菌體

噬菌體可分為兩種類型：

1.毒性噬菌體：能在宿主菌內(nèi)復制增殖，產(chǎn)生許多子代噬菌體，并最終裂解細菌。

2.溫和噬菌體或溶原性噬菌體：噬菌體基因組整合于宿主菌染色體中，不產(chǎn)生子代噬菌體，也不引起細菌裂解，但噬菌體DNA隨細菌基因組的復制而復制，并隨細菌的分裂而分配至子代細菌的基因組中。當前第5頁\共有36頁\編于星期四\16點毒性噬菌體的復制周期

毒性噬菌體在宿主菌內(nèi)的增殖過程（復制周期或溶菌周期）包括吸附、穿入、生物合成、成熟與釋放等四個階段。

參見病毒的復制。當前第6頁\共有36頁\編于星期四\16點噬斑：在固體培養(yǎng)基上，將適量噬菌體和宿主菌液混合接種培養(yǎng)后，培養(yǎng)基表面可出現(xiàn)透亮的溶菌空斑，每個空斑系由一個噬菌體復制增殖并裂解宿主菌后形成的。噬斑形成單位

當前第7頁\共有36頁\編于星期四\16點前噬菌體：整合在細菌染色體上的噬菌體基因溶原性細菌：帶有前噬菌體的細菌。溶原性：溫和噬菌體具有產(chǎn)生成熟子代噬菌體顆粒和裂解宿主菌的潛在能力。

溫和噬菌體有三種存在狀態(tài)：游離的具有感染性的噬菌體顆粒；宿主菌細胞質(zhì)內(nèi)類似質(zhì)粒形式的噬菌體核酸；前噬菌體。第三節(jié)溫和噬菌體當前第8頁\共有36頁\編于星期四\16點

溫和噬菌體有溶原性周期和溶菌性周期，而毒性噬菌體只有一個溶菌性周期。當前第9頁\共有36頁\編于星期四\16點

溶原性轉(zhuǎn)換：

某些前噬菌體可導致細菌基因型和性狀發(fā)生改變。例如白喉棒狀桿菌產(chǎn)生白喉毒素的機理當前第10頁\共有36頁\編于星期四\16點第四節(jié)噬菌體的應用1、細菌的鑒定和分型2、檢測標本中的未知細菌3、基因工程的工具4、細菌性感染的治療當前第11頁\共有36頁\編于星期四\16點思考題1.噬菌體的概念及其特征。2.毒性噬菌體和溫和噬菌體、前噬菌體、溶原性細菌、溶原性轉(zhuǎn)換的概念及特征。3.溶菌性周期與溶原性周期的區(qū)別。當前第12頁\共有36頁\編于星期四\16點第4章細菌的遺傳變異當前第13頁\共有36頁\編于星期四\16點當前第14頁\共有36頁\編于星期四\16點

BCG：牛型結(jié)核桿菌（有毒株）

膽汁-甘油-馬鈴薯培養(yǎng)

13年，230次傳代

減毒株（BCG）基因型變異：BCG表型變異：細菌L型當前第15頁\共有36頁\編于星期四\16點基因型和表型變異的比較基因型變異表型變異基因結(jié)構(gòu)變化未變可逆性不或極少可逆穩(wěn)定性穩(wěn)定不穩(wěn)定環(huán)境影響涉及細菌數(shù)不受影響受影響個別全體當前第16頁\共有36頁\編于星期四\16點第一節(jié)細菌的遺傳物質(zhì)

細菌染色體：dsDNA，580～5220

kbp復制快：105

bp/min

無組蛋白，無內(nèi)含子，為連續(xù)基因單倍體：突變后更易表現(xiàn)一、細菌基因組的主要組成當前第17頁\共有36頁\編于星期四\16點質(zhì)粒（plasmid）：復制能力轉(zhuǎn)移能力整合能力相容性丟失或消除

功能：F質(zhì)粒－轉(zhuǎn)移；Vi質(zhì)粒－毒力

R質(zhì)粒－耐藥；Col質(zhì)粒－細菌素噬菌體基因組當前第18頁\共有36頁\編于星期四\16點二、細菌基因組中主要的特殊結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)座元件（轉(zhuǎn)位，轉(zhuǎn)座子，跳躍基因）

可在細菌或其它生物的基因組中改變自身位置的獨特DNA序列。導致基因不穩(wěn)定和高突變率。保留性轉(zhuǎn)位：轉(zhuǎn)座酶原位切割再插入新位點復制性轉(zhuǎn)位：復制新的拷貝至新位點當前第19頁\共有36頁\編于星期四\16點插入序列(insertionsequence，IS):數(shù)百至2000bp

兩端重復序列，與插入有關(guān)中心序列有轉(zhuǎn)位酶基因當前第20頁\共有36頁\編于星期四\16點轉(zhuǎn)座子(transposon，Tn):2000~25000

bp

兩端為IS中心序列有與轉(zhuǎn)位無關(guān)基因如：毒素基因、耐藥基因等當前第21頁\共有36頁\編于星期四\16點整合子（integron，In）：定位于細菌染色體、質(zhì)?；蜣D(zhuǎn)座子上基本結(jié)構(gòu)：兩端為保守末端，中間為可變區(qū)，含一個或多個基因盒整合子含有3個功能元件：重組位點；整合酶基因；啟動子通過轉(zhuǎn)座子或接合性質(zhì)粒，使多種耐藥基因在細菌中進行水平傳播當前第22頁\共有36頁\編于星期四\16點第二節(jié)細菌基因突變影印平板：自發(fā)的，隨機的，非誘導的藥物僅起選擇作用當前第23頁\共有36頁\編于星期四\16點

突變率：10-6~10-9自發(fā)突變與誘發(fā)突變突變與選擇回復突變與抑制突變一、基因突變規(guī)律當前第24頁\共有36頁\編于星期四\16點彷徨試驗：隨機的、非定向的突變是在接觸噬菌體之前就已發(fā)生，噬菌體對突變僅起篩選而不是誘導作用。當前第25頁\共有36頁\編于星期四\16點二、突變型細菌及其分離：

抗性突變(耐藥性)藥敏試驗營養(yǎng)缺陷突變型營養(yǎng)物質(zhì)篩選條件致死性突變型溫度敏感試驗發(fā)酵陰性突變型乳糖發(fā)酵試驗當前第26頁\共有36頁\編于星期四\16點第三節(jié)基因的轉(zhuǎn)移和重組轉(zhuǎn)移：供菌提供DNA；受菌接受DNA重組：受菌獲得供菌DNA類型

基因來源

轉(zhuǎn)移方式轉(zhuǎn)化

供菌

受菌攝入接合

供菌

通過性菌毛轉(zhuǎn)導

供菌

噬菌體媒介溶原性轉(zhuǎn)換

噬菌體

前噬菌體當前第27頁\共有36頁\編于星期四\16點

轉(zhuǎn)化（transformation）：受菌主動攝取外源性DNA供菌死亡時釋放或人工方法提取DNA當前第28頁\共有36頁\編于星期四\16點

影響因素：供受菌基因型：同源性；親緣關(guān)系近，轉(zhuǎn)化率高感受態(tài)（competence）：生理活動過程中攝取轉(zhuǎn)化因子的最佳時期環(huán)境因素：Mg2＋、Ca2＋等可促進轉(zhuǎn)化當前第29頁\共有36頁\編于星期四\16點轉(zhuǎn)導（transduction）噬菌體媒介將供菌DNA轉(zhuǎn)給受菌分普遍性轉(zhuǎn)導和局限性轉(zhuǎn)導當前第30頁\共有36頁\編于星期四\16點毒性噬菌體，溫和噬菌體包裝錯誤：任何部位細菌DNA片段轉(zhuǎn)導性噬菌體：宿主菌DNA，無噬菌體DNA受菌接受轉(zhuǎn)導噬菌體(供菌)DNA受菌獲得供菌性狀普遍性轉(zhuǎn)導：當前第31頁\共有36頁\編于星期四\16點局限性轉(zhuǎn)導：溫和性噬菌體脫落錯誤：前噬菌體及兩邊的細菌DNA轉(zhuǎn)導性噬菌體：噬菌體DNA及細菌DNA當前第32頁\共有36頁\編于星期四\16點接合（conjugation）通過性菌毛將供菌DNA轉(zhuǎn)給受體菌，受體菌獲得供體菌性狀當前第33頁\共有36頁\編于星期四\16點F質(zhì)粒（fertilityfactor,致育因子）接觸：細胞質(zhì)溝通轉(zhuǎn)移：F質(zhì)粒進入F－菌，1分鐘完成復制：F－菌轉(zhuǎn)為F＋菌當前第34頁\共有36頁\編于星期四\16點

R質(zhì)粒

耐藥傳遞因子：編