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1、第二章 细菌的遗传与变异 1 遗传 heredity 细菌子代与亲代在 生物学性状上的相似性 变异 variation 细菌子代与亲代 之间存在某些性状上出现的差异性 2 第一节 细菌变异现象 形态与结构变异 菌体形态的变异 特殊构造的变异 菌落变异 毒力变异 耐药性变异 3 菌体形态的变异 青霉素 溶菌酶 正常形态细菌 L型变异 部分或完全失去胞壁 4 特殊结构的变异 变形杆菌 0 1 石炭酸 迁徙生长 H 点状生长 单个菌落 O 鞭毛变异 5 菌落变异 在培养基中多次传代 光滑型菌落 粗糙型菌落 S R 原因 失去LPS的特异多糖 6 毒力变异 增强 棒状噬菌体 白喉棒状杆菌 获得白喉毒素
2、 减弱 胆汁 甘油 马铃薯培养基 牛分枝杆菌 卡介苗 13年 230代 7 耐药性变异 细菌对某种抗菌药物由敏感变成耐药 多重耐药性 甚至产生药物依赖性 8 第二节第二节 细菌遗传变异的物质基础细菌遗传变异的物质基础 1 细菌的染色体 chromosome 2 质粒 plasmids 3 噬菌体 bacteriophages phages 4 转位因子 transposable element 5 整合子 integron 9 一 细菌的染色体 主要特点 1 不形成染色体结构 2 基因的连续性 3 结构基因单拷贝 rRNA基因等多拷贝 10 二 质粒 plasmids 主要特点 1 能自我复制
3、并传给子代 有些质粒可整合到细 菌核质DNA上 2 可从一个菌转移到另一个菌 3 质粒可自行丢失 4 质粒赋予细菌某些重要的生物学性状 11 12 举例 F质粒 fertility plasmid 编码细菌性菌毛 R质粒 resistance plasmid 编码细菌耐药性 Vi质粒 virulence plasmid 编码细菌毒力因子 Col质粒 编码大肠埃希菌的细菌素 13 质粒在细菌内拷贝数 1 严紧型质粒 少 2 松弛型质粒 多 相容性 1 相容性 几种质粒同时共存于同一菌体内 2 不相容性 不能同时共存 可借此对质粒 进行分组 分群 14 三 噬菌体 bacteriophage ph
4、age 是侵袭细菌 真菌等微生物的病毒 噬菌体特性 1 个体微小 无细胞结构 2 具严格的活组织寄生性 3 这种寄生性具有高度的特异性 4 噬菌体的遗传物质可赋予宿主菌某些生 物学形状 15 噬菌体的生物学性状噬菌体的生物学性状 大小 以nm衡量 必须用电镜观察 形态 蝌蚪形 多数 球形 细杆形 丝形 结构 16 化学成分 1 核酸 DNA RNA 2 蛋白质 构成噬菌体头部外壳和尾部 17 噬菌体与细菌的相互关系 噬菌体增殖过程 吸附 18 噬菌体增殖过程 噬菌体增殖过程 穿入穿入 19 噬菌体增殖过程 生物合成 20 噬菌体增殖过程 成熟与释放 21 22 从噬菌体吸附到细菌裂解释放出子代
5、噬菌体的 过程称为噬菌体复制周期 溶菌周期 裂解周期 这种能在敏感细菌中增殖并使之裂解的噬菌体 叫毒性噬菌体 virulence phage 某些噬菌体感染细菌后不增殖 噬菌体DNA整合 到细菌核质DNA上 随细菌的增殖而传代 细菌 不发生裂解 这种噬菌体叫温和噬菌体 temperate phage 溶原性噬菌体 23 温和噬菌体 24 整合在细菌DNA上的噬菌体基因称前噬菌体 prophage 带有前噬菌体的细菌称溶原性细菌 lysogenic bacteria 前噬菌体存在于细菌内 导致细菌基因和性状发 生改变 这种现象称溶原性转换 温和噬菌体有溶原性周期和裂解周期 毒性噬菌体只有裂解周期
6、 25 前噬菌体与细菌的变异 溶原性转换 lysogenic conversion 温和噬菌体的DNA整 合到宿主菌染色体DNA后 成为溶原状态导致遗 传性变异 26 四 转位因子 transposable element 是指细菌基因组中能从一个位置移动到另一位置 的一段DNA序列 存在于细菌染色体 质粒或噬菌体DNA分子上的 一段核苷酸序列片段 它能在DNA分子中移动 从一个基因组转移到另一个基因组 从而改变遗 传物质的核苷酸序列 1 插入序列 仅携带插入相关序列 2 转座子 transposon Tn 插入序列 功能 基因 3 转座噬菌体 有转座功能的溶原性噬菌体 27 五 整合子 整合
7、子 integron In 是细菌基因组中 的DNA片段 携带位点特异性重组系统组分 具有捕获外源性基因 基因盒 gene cassette 功能 可将耐药基因盒整 合并表达 整合子存在于许多细菌中 是细菌的固有 结构 28 第三节第三节 细菌变异的机制细菌变异的机制 一 基因突变 突变 mutation 是细菌基因序列发生了稳定 且可遗传的变异 导致细菌某些性状的改变 并 可传给子代 点突变 是由于个别碱基的置换 插入或丢失而 引起 可导致核苷酸序列的改变 染色体畸变 是指染色体较大范围的结构改变 包括易位 缺失 重复 倒位等 29 基因突变的规律 1 随机性 2 独立性 3 稳定性 4 可
8、逆性 5 稀有性 30 二 基因的转移和重组 细菌基因的转移与重组是指受体菌接受来自 供体菌 或病毒 的DNA片段 并把这种DNA 片段整合成为受体菌基因组的一部分 31 转化转化 transformationtransformation 受体菌直接摄取供体菌游离的 DNA片段并整合到受体菌的基 因组上 使受体菌遗传性状发 生改变 32 33 2 转导 transduction 以噬菌体为载体 把供体菌的部分基 因转移给受体菌 使受体菌获得新的 性状 普遍性转导 完全转导 流产转导 局限性转导 34 外源DNA被降解 转导失败 完全转导 进入 受体的外源DNA通 过与细胞染色体的 重组交换而形
9、成稳 定的转导子 流产转导 普遍性转导 35 局限性转导 36 3 接合 conjugation 供体菌通过性菌毛介导 将其质粒转移给 受体菌的过程称为接合作用 有些质粒还 能带动供体菌染色体向受体菌转移 F质粒的接合 R质粒的接合 37 F质粒的接合 F F F F F F F F Donor Recipient F F 38 接合接合 39 R质粒的接合 R质粒接合的关键是有tra区域 R100质粒可使宿主对下列药物 及重金属具有抗性 汞 mercuric ion mer 四环素 tetracycline tet 链霉素 Streptomycin Str 磺胺 Sulfonamide Su
10、l 氯霉素 Chlorampenicol Cml 夫西地酸 fusidic acid fus 质粒R100 基因图谱 40 第四节第四节 细菌遗传变异在医学上的应用细菌遗传变异在医学上的应用 在细菌检验中 要了解细菌的变异现象和规律 以便正确诊断细菌性感染疾病 在临床治疗中 注意细菌的耐药性变异问题 在 药敏试验的基础上 选择用药 防止和减少耐药 菌株的出现 细菌强毒株变异为减毒株 制备成减毒活疫苗 用于某些传染病的预防 利用基因工程制备干扰素 白介素等多种生物制 品 以及研究制备理想疫苗 为感染性疾病的防 治提供新途径 41 思考题 1 名词解释 转化 转导 接合 2 F 菌 F 菌 Hfr菌和F 菌的区别是什么 3 噬菌体与宿主菌相互关系是怎样的 4 噬菌体在遗传变异中有哪些作用 42
