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1、第3章 细菌遗传与变异p34,病原生物学与免疫学教研室 潘凤兰 副教授 联系方式：81487384 (o),细菌细胞壁缺陷型（细菌的L型）：p14 1）发现： 念珠状链杆菌 一种极小的菌落，其菌体呈高 度多形态性变异，称为L型细菌。（因首先在英国 的Lister研究所发现而得名。） 2）形成原因：肽聚糖遭破坏，多数细菌死亡，但有的细 菌不死，成为细胞壁缺陷型细菌。,3）特点： A 菌体呈高度的多形性且大小不一 B 一般呈革兰氏阴性； C 高渗低琼脂含血清的培养基中生长，菌落有三种类型： （1）油煎蛋样菌落，（2）颗粒型菌落， （3）丝状菌落。 D 在一定条件下可返祖回复到原来形态的细菌。,L型
2、细菌,正常细菌,颗粒型菌落,油煎蛋样菌落,4）致病： A 引起慢性感染。如肾盂肾炎、骨髓炎、心内膜 炎，反复发作或迁延不愈。 B 常发生于作用于细胞壁的抗生素治疗过程中。 C 常规细菌检查多呈阴性。 临床遇有症状明显而标本培养阴性者应考虑L型细菌 感染的可能。,病例分析 某男37岁，因嗓子疼服用阿莫西林两周后，出现慢性肾盂肾炎感染，半年内反复发作、不愈，常规细菌检查呈阴性。 考虑可能是什么细菌感染的可能？ 实验室如何检查病原？,一 形态结构变异 1、细菌的L型变异： 2、鞭毛变异：H-O变异 （德语：hauch薄雾， ohne hauch无薄雾） 3、荚膜变异：,细菌L型,正常细菌,第二节 细
3、菌变异的现象,二、抗原性变异 沙门菌属H抗原：相- 相 三、菌落变异：（SR变异） 光滑型（smooth,S） 粗糙型（rough,R） 四、毒力变异： 例如：卡介苗（Bacillus Calmette Gueria ,BCG） 将有毒的牛型结核杆菌，接种在含有甘油、胆汁、马铃薯的培养基中，历时13年，经过230次传代，而获得的一株毒力减弱而抗原性不变的变异菌株。对人无致病力。,五、耐药性变异 敏感菌株 耐药菌株 多重耐药菌株 例：1 痢疾杆菌（链霉素） 敏感菌株 耐药菌株 依赖性菌株 2 金葡菌对青霉素的耐药菌株， 1946年仅占14，1966年已高达97；,第一节 与细菌遗传相关的物质 物
4、质基础:染色体、质粒与转座子 噬菌体,1 结构与大小：双股闭合环状DNA， 缺乏组蛋白， 总长约1mm，约为菌体长度的1000倍。 2 与真核染色体的区别： （1）单拷贝 （2）无内含子、转录产 物不必加工剪切 3 细菌致病岛：指病原菌染色体上编码许多毒力相关基因的分子量较大（20Kb-100Kb）的外源DNA片段。,一、细菌的染色体,二、质粒(plasmid) :1200KB，为染色体的0.53， 质粒不是细菌生存所必需； 质粒的特征 1 具有自我复制能力 2 质粒的转移性 根据质粒能否通过细菌接合作用进行传递： 接合性质粒：F质粒、R质粒 ，分子量大 非接合性质粒：转导， 分子量小,3、质
5、粒丢失后不影响细菌的生命活动 4、质粒赋予细菌的生物学性状： F质粒 fertility plasmid：编码性菌毛； R质粒 resisteance plasmid ：使细菌产生耐药性 Col质粒 colicinogenic plasmid ：决定大肠杆菌产生大肠菌素 Vi质粒 virulence plasmid ：与毒力有关,三 噬菌体 噬菌体（phage）：细菌和真菌的病毒。 体积微小，结构简单，必需在活细胞内寄生与增殖。 (一) 生物学性状： （1）噬菌体广布于自然界、大小以nm计算 （2）基本形态：即蝌蚪形，微球形，细杆状。 （3）结构：有头部和尾部,(二)噬菌体感染细菌的两种结果
6、（噬菌体与细菌的相互关系） 1 噬菌体增殖和细菌的裂解-溶菌性周期； 吸附、穿入、生物合成、装配和释放。 毒性噬菌体： 在敏感细菌内增殖并引起细菌裂解的噬菌体。 噬菌体裂解细菌的现象:,图3-2,2 溶原性细菌的形成-溶原性周期 (1) 溶原性噬菌体（温和噬菌体）: 侵染细菌后并不增殖，将基因整合在细菌 的基因中，并随细菌分裂而被分裂到两个 细菌的基因中去的噬菌体。 （2）前噬菌体：指核酸整合到细菌染色体上的噬菌体。 （3）溶原性细菌：带有前噬菌体基因组的细菌称,溶原状态可自发中止（105），进入增殖周期，引起细菌裂解。 温和噬菌体 溶原性周期 溶菌性周期 毒性噬菌体 溶菌性周期,1 定义：是
7、基因组上的一段特殊序列，它能在染色体、质粒和噬菌体之间自行移动,2 发现：Barbara McClintock于20世纪40年代提出。1983年获 Noble Prize,1902-1992 Cold Spring Harbor Laboratory,四、转座子Transposon, Tn,Transposons: self-shifting segments of the genome,第3节 细菌变异的机制,变异 表型变异 基因型变异：基因的突变 基因的转移与重组,一、基因突变,1、类型： 点突变：一个bp对 碱基置换 碱基插入或缺失-移码突变 多点突变：两个以上bp对 染色体重排 染色体
8、缺失 染色体重复 染色体倒位,2 突变率 自发突变，10-10 - 10-6 诱发突变，10-6 - 10-4 3、突变与选择：突变株极少，只有在适宜突变株生长而不适宜野生株的环境中才能被选择出来。,二、细菌的基因转移和重组,供体菌:提供遗传物质的细菌； 受体菌:接受DNA的细菌称为。 基因转移:供体菌DNA转移给受体菌的过程 重组:转移的基因与受体菌DNA整合在一起 方式:转化、转导、接合和溶原性转换,1、转化 transformation (1)定义:受体菌直接摄取供体菌DNA, 从而获得新的遗传性状的过程。 (2)转化DNA来源: 细菌溶解后释放的，人工提取的。 (3)举例:肺炎球菌转化
9、试验：,取血培养,活的S型 肺炎链球菌,感染,活的S型肺炎链球菌,1928, Griffith,肺炎球菌 转化试验,取血培养,活的R型 肺炎链球菌,感染,无菌生长,1928, Griffith,肺炎球菌 转化试验,取血培养,死的S型 肺炎链球菌,感染,无菌生长,1928, Griffith,肺炎球菌 转化试验,取血培养,S死+R活,感染,1928, Griffith,活的S型肺炎链球菌,肺炎球菌 转化试验,取血培养,DNA(S)+R活,感染,1944, Avery,活的S型肺炎链球菌,肺炎球菌 转化试验,1928, Griffith发现转化现象 1944，Avery发现转化因子是DNA 可转化
10、的性状：抗原型、抗药性、致病性等 细菌发生转化与下列因素有关： （1）供体菌与受体菌的DNA应有同源性，即亲缘关 系越近，转化效率越高； （2）受体菌应处于感受态： 受体菌能从环境中摄取DNA的能力称感受态。,2、接合conjugation （1）定义: 细菌通过性菌毛相互沟通，将供体菌的质粒或染色体DNA转移给受体菌的过程。 （2）F质粒接合转移过程: F菌与F 性菌毛 F菌的F质粒中的 菌接触 沟通 一条DNA进入F菌 F菌长出性菌毛,图3-6,（3）R质粒的接合 A 1959年 日本 多重耐药 + 敏感 多重耐药 大肠杆菌 志贺菌 志贺菌 B R100质粒 耐药传递因子(RTF):编码性
11、菌毛 耐药决定因子:决定细菌耐药性,携带一种或 多种耐药基因。,抗氨苄青霉素、 磺胺、链霉素,抗卡那霉素,抗氯霉素,R100质粒,3502株大肠埃希菌对各种抗菌药物的耐药率,细菌耐药是全球性的问题 甲氧西林耐药的葡萄球菌,耐甲氧西林金葡,耐甲氧西林凝固酶阴性葡萄球菌,3、转导transduction (1)定义:以噬菌体为媒介，将供体菌的DNA片段转移到 受体菌内,使受体菌获得新的遗传性状。 （2）分类:普遍性转导：任何基因 完全转导:转导基因整合到细菌DNA中 两个子代细菌中 流产转导:转导基因游离 一个子代细菌中 局限性转导:特定基因,普遍性转导,局限性转导,4、溶原性转换 lysogen
12、ic conversion 定义:溶原性细菌因染色体上整合有前噬菌体而获 得新的遗传性状。 如：白喉杆菌:感染棒状杆菌噬菌体 产生白喉毒素 肉毒梭菌: 肉毒毒素 A族溶血性链球菌: 红疹毒素 金葡: a溶血素、肠毒素A,5、原生质体融合 两种细菌 高渗 聚乙二醇 原生质 （缺乏细胞壁） 培养基 体融合 双倍体细菌 原生质体融合技术：有价值 实现细菌基因的转移和重组,第四节 细菌变异在医学上的应用,1、诊断、治疗和预防方面的应用 2、在检测致癌物质方面的应用 3、在流行病学方面的应用 4、在基因工程和分子生物学方面的应用,思考题 1、细菌转导和溶原性转换的共同特点是 A、需要质粒参与 B、需要性
13、菌毛介导 C、需毒性噬菌体介导 D、需温和噬菌体介导 E、供体菌与受体菌直接接触 2、介导细菌间接合的物质是 A、 鞭毛 B、普通菌毛 C、性菌毛 D、中介体 E、核糖体 3、常见的细菌性状变异有、等。,4、L型细菌是指_细菌，培养应选用_培养基。 5、细菌变异的物质基础是菌体内的_和_。 6、细菌的基因转移与重组的方式有、和等。 7、有 F质粒的细菌有 ，亦称 。 8、F菌亦称 ，可经 方式变为F+菌。,作 业,1、名词解释 Transformation、Conjugation、Transduction lysogenic conversion、BCG 2、通常把细菌的鞭毛从有到无的变异，称
14、为_变异。 3、卡介苗是用失去毒力的_菌制成的活疫苗。可以用于预防_病。 4、白喉毒素是由 基因编码产生的。 5、噬菌体参与的基因转移与重组的方式有 和 。,谢谢,病例分析,70年代初，河南某村8岁女童，扁桃腺炎发烧39，村赤脚医生注射青霉素3天后烧退康复。但同时臀部注射部位出现红肿痛，疖子成熟后切开，流出大量黄色脓液，20天后痊愈留疤痕。 疖子形成原因？ 病原体？,第十章 第二节 消毒与灭菌p110 一、概念 1、灭菌（sterilization）： 杀灭物体上所有微生物的方法。 2、消毒（disinfection）： 指杀死病原微生物。 （化学）消毒剂。,3、无菌（asepsis）：不含活
15、的微生物。 无菌操作：防止微生物进入机体或物体的操作方法。 4、防腐（antisepsis）： 指防止或抑制微生物生长繁殖的方法。 防腐剂：用于防腐的化学药物称为 有些化学药物 低浓度为防腐剂， 高浓度可作为消毒剂。,一、物理消毒灭菌法 （一）热力灭菌法：分干热和湿热两类 1 湿热的灭菌 （1）高压蒸汽灭菌法：最常用、最有效 压力：1.05kg/cm2、103.4kPa 温度：121.3 时间：1530分钟， 可杀死包括细菌芽胞在内的一切微生物。,(2)煮沸法：1个大气压下，100，5分钟杀灭细菌繁殖体。12小时杀灭细菌芽胞。常用于消毒食具、注射器、刀剪等。 (3)流通蒸汽消毒法： 阿诺流通蒸汽灭菌器或普通蒸笼。,(4)间歇灭菌法： 流通蒸汽加热的物品 37孵箱过夜 使芽胞变成繁殖体 次日 再经流通蒸汽加热，重复三次，可达目的。 (5)巴氏消毒法： 由巴斯德首创，常用于牛奶和酒类的消毒， 一般加热61.162.830分钟，或71.71530秒。,2、干热灭菌法： 焚烧法 烧灼法 干烤法 红外线 微 波,2、干热灭菌法 1）焚烧：用于废弃物品的消毒或用于死于传染病的人或动物尸体的焚毁。 2）烧灼：微生物实验室中使用的接种环和试管口可通过火焰烧灼灭菌。,干热灭菌法 3）干
