細(xì)菌的遺傳與變異

基本概念遺傳（heredity）是病原生物的性狀在子代與親代中保持相對(duì)穩(wěn)定，且代代相傳，而使其種屬得以保存。變異（variation）是子代與親代之間以及子代與子代之間的生物學(xué)性狀出現(xiàn)的差異。當(dāng)前第1頁(yè)\共有31頁(yè)\編于星期四\10點(diǎn)1.細(xì)胞壁消失:青霉素、溶菌酶

正常形態(tài)細(xì)菌------------→

L型變異抗體或補(bǔ)體

(部分或完全失去胞壁)

合適環(huán)境

L型細(xì)菌────→正常形態(tài)細(xì)菌。１．形態(tài)結(jié)構(gòu)變異當(dāng)前第2頁(yè)\共有31頁(yè)\編于星期四\10點(diǎn)2.夾膜變異無(wú)

無(wú)血清

肺炎鏈球菌───→失去莢膜。

培養(yǎng)基當(dāng)前第3頁(yè)\共有31頁(yè)\編于星期四\10點(diǎn)有莢膜的肺炎球菌無(wú)莢膜的肺炎球菌細(xì)菌形態(tài)結(jié)構(gòu)變異當(dāng)前第4頁(yè)\共有31頁(yè)\編于星期四\10點(diǎn)3、芽胞變異

42-43℃

炭疽桿菌可形成芽胞--→失去形成芽胞能力,毒性↓.

10-20天

4、鞭毛變異

變形桿菌有鞭毛（H）-----→無(wú)鞭毛（O）

改變培養(yǎng)基成分當(dāng)前第5頁(yè)\共有31頁(yè)\編于星期四\10點(diǎn)二.菌落變異

在培養(yǎng)基中長(zhǎng)期培養(yǎng)

光滑型菌落-----------------→粗糙型菌落

S

R

S-R變異:多見于腸道桿菌,理化形狀、免疫原性、耐藥性、毒力也改變。當(dāng)前第6頁(yè)\共有31頁(yè)\編于星期四\10點(diǎn)S型菌落R型菌落當(dāng)前第7頁(yè)\共有31頁(yè)\編于星期四\10點(diǎn)三.毒力變異

膽汁、甘油、馬鈴薯培養(yǎng)基

牛分枝桿菌-------------→卡介苗

13年(230代)

當(dāng)前第8頁(yè)\共有31頁(yè)\編于星期四\10點(diǎn)四.耐藥性變異耐藥性變異：細(xì)菌對(duì)某種抗菌藥物由敏感變成耐藥。金黃色葡萄球菌耐青霉素:14%(1946)

→80%。肺炎鏈球菌50%多重耐藥性:有些細(xì)菌還同時(shí)耐受多種抗菌藥物.藥物依賴性:如痢疾志賀菌依賴鏈霉素株

當(dāng)前第9頁(yè)\共有31頁(yè)\編于星期四\10點(diǎn)

（一）細(xì)菌染色體

細(xì)菌染色體是一條雙股環(huán)狀DNA組成，細(xì)菌染色體缺乏組蛋白，在細(xì)菌內(nèi)呈高度超螺旋形式纏繞成團(tuán)，外無(wú)核膜包圍，故稱核質(zhì)復(fù)制過(guò)程中子代DNA堿基若發(fā)生變化，就會(huì)s使子代發(fā)生變異而出現(xiàn)新的性狀。第二節(jié)與細(xì)菌遺傳變異相關(guān)的物質(zhì)當(dāng)前第10頁(yè)\共有31頁(yè)\編于星期四\10點(diǎn)二、轉(zhuǎn)座子概念：是一類在細(xì)菌染色體、質(zhì)粒、噬菌體之間自行移動(dòng)的遺傳成分，是基因組中一段具有轉(zhuǎn)位特性的獨(dú)立的DNA序列。當(dāng)前第11頁(yè)\共有31頁(yè)\編于星期四\10點(diǎn)三、噬菌體概念：是感染細(xì)菌、真菌、放線菌和螺旋體等微生物的病毒，只能在活的宿主菌內(nèi)復(fù)制增殖。特點(diǎn)：微生物病毒具有病毒的基本特性分布廣泛，有嚴(yán)格的宿主特異性當(dāng)前第12頁(yè)\共有31頁(yè)\編于星期四\10點(diǎn)噬菌體(電鏡圖）噬菌體是能感染細(xì)菌、真菌、放線菌、螺旋體等微生物的病毒，與細(xì)菌變異密切相關(guān)。當(dāng)前第13頁(yè)\共有31頁(yè)\編于星期四\10點(diǎn)噬菌體的結(jié)構(gòu)當(dāng)前第14頁(yè)\共有31頁(yè)\編于星期四\10點(diǎn)噬菌體的種類1.毒性噬菌體能在宿主菌細(xì)胞內(nèi)復(fù)制增殖，產(chǎn)生許多子代噬菌體，并最終裂解細(xì)菌，稱為毒性噬菌體2.溫和噬菌體(溶原性噬菌體)

噬菌體基因與宿主菌染色體整合，不產(chǎn)生子代噬菌體，但噬菌體DNA能隨細(xì)菌DNA復(fù)制，并隨細(xì)菌的分裂而傳代。3.前噬菌體：整合在細(xì)菌染色體上的噬菌體DNA基因。當(dāng)前第15頁(yè)\共有31頁(yè)\編于星期四\10點(diǎn)毒性噬菌體復(fù)制周期1.吸附2.穿入3.生物合成4.成熟與釋放當(dāng)前第16頁(yè)\共有31頁(yè)\編于星期四\10點(diǎn)1.吸附當(dāng)前第17頁(yè)\共有31頁(yè)\編于星期四\10點(diǎn)2.穿入當(dāng)前第18頁(yè)\共有31頁(yè)\編于星期四\10點(diǎn)3.生物合成當(dāng)前第19頁(yè)\共有31頁(yè)\編于星期四\10點(diǎn)4.成熟釋放當(dāng)前第20頁(yè)\共有31頁(yè)\編于星期四\10點(diǎn)第三節(jié)細(xì)菌變異的發(fā)生機(jī)制一、基因突變：突變：是指細(xì)菌的遺傳基因發(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。1.基因突變：(點(diǎn)突變、小突變)基因中一個(gè)或幾個(gè)堿基對(duì)發(fā)生的改變。一般只引起較少的性狀變異。堿基置換、插入、缺失、轉(zhuǎn)位因子的轉(zhuǎn)位

2.染色體畸變(大突變)：大段核苷酸序列插入和丟失。死亡當(dāng)前第21頁(yè)\共有31頁(yè)\編于星期四\10點(diǎn)

基因突變規(guī)律:1.自然突變率極低,為10-6-10-9;2.突變是隨機(jī)的,不定向的;3.可發(fā)生回復(fù)突變,即由突變株(mutant)恢復(fù)至野生型(wildtype)。當(dāng)前第22頁(yè)\共有31頁(yè)\編于星期四\10點(diǎn)二.基因轉(zhuǎn)移與重組基因轉(zhuǎn)移：遺傳物質(zhì)由供體菌轉(zhuǎn)入受體菌細(xì)胞內(nèi)的過(guò)程。基因重組：轉(zhuǎn)移的基因與受體菌DNA整合在一起。外源性遺傳物質(zhì)：①細(xì)菌染色體DNA、②質(zhì)粒DNA、③噬菌體基因轉(zhuǎn)移、重組的方式：轉(zhuǎn)化、接合、轉(zhuǎn)導(dǎo)、溶原性轉(zhuǎn)換、原生質(zhì)體融合當(dāng)前第23頁(yè)\共有31頁(yè)\編于星期四\10點(diǎn)1、轉(zhuǎn)化（transformation）

概念：受體菌直接攝取供體菌游離DNA片段并整合重組。

條件：（1）轉(zhuǎn)化的DNA為小片段（2）受體菌處于感受態(tài)

當(dāng)前第24頁(yè)\共有31頁(yè)\編于星期四\10點(diǎn)2、接合（conjugation）

概念：細(xì)菌通過(guò)性菌毛相互連接溝通，將遺傳物質(zhì)從供體菌轉(zhuǎn)移給受體菌的過(guò)程。

接合性質(zhì)粒：能通過(guò)結(jié)合方式轉(zhuǎn)移的質(zhì)粒（F質(zhì)粒、R質(zhì)粒、Col質(zhì)粒）當(dāng)前第25頁(yè)\共有31頁(yè)\編于星期四\10點(diǎn)當(dāng)前第26頁(yè)\共有31頁(yè)\編于星期四\10點(diǎn)當(dāng)前第27頁(yè)\共有31頁(yè)\編于星期四\10點(diǎn)（三）轉(zhuǎn)導(dǎo)：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。

當(dāng)前第28頁(yè)\共有31頁(yè)\編于星期四\10點(diǎn)

普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)模式圖當(dāng)前第29頁(yè)\共有31頁(yè)\編于星期四\10點(diǎn)（四）溶原性轉(zhuǎn)換溶原性轉(zhuǎn)換：溶原性細(xì)菌因DNA結(jié)構(gòu)改變獲得噬菌體基因賦予的新性狀。溶原性細(xì)菌：某些溫和噬菌體感染敏感細(xì)菌后，其基因可整合于宿主菌染色體中，此狀態(tài)下的細(xì)菌