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1、细菌的遗传与变异,第五章,遗传,使细菌的生物学性状保持相对稳定，且代代相传，使其物种得以保存。,宠物小精灵护士乔伊,变异,在细菌繁殖过程中，由于外界环境条件发生变化或细菌的遗传物质本身发生改变，导致细菌的生物学性状发生相应的变化。,大头儿子和小头爸爸,第一节 细菌的变异现象,概念 基因型：一种生物的遗传物质的总和构成该生物的基因型。 表型：由基因表达产物决定、生物所表现的生物学性状。 基因型变异：是细菌的基因结构发生了改变，如基因突变或基因转移与重组等，可以遗传至后代。 表型变异：因环境条件因素所致细菌性状的变化，细菌基因结构无改变，不能遗传。,基因型变异 vs 表型变异,变异的类型,形态结构
2、的变异L型 毒力变异BCG/卡介苗 菌落变异S-R变异 抗原性变异LPS丢失 酶活性变异营养缺陷型 耐药性变异超级细菌,第二节 细菌的遗传物质,细菌染色体：dsDNA，3.25106 bp 复制快：105 bp/min 无组蛋白，无内含子，为连续基因 单倍体：突变后更易表现,质粒（plasmid）,常见质粒 F质粒 耐药性质粒 Vi质粒 细菌素质粒 代谢质粒,质粒特性 自我复制 携带生物学特性 可转移性 丢失或消除 相容性与不相容性,噬菌体（phage）,溶原性转换 白喉 棒状杆菌白喉毒素 化脓性链球菌红疹毒素 肉毒梭菌肉毒毒素 沙门菌、志贺菌等抗原结构和血清型别,转位因子,插入序列，IS 转
3、座子，Tn 转座噬菌体,常见的转座子,整合子,细菌基因组中保守的、自我移位有缺陷，常以转座子或接合性质粒作为移动工具的转座子样DNA元件。,5保守区,可变区（基因盒n）,3保守区,第三节 细菌变异的机制,一、基因突变 突变：细菌的遗传基因发生突然而稳定的结构改变导致细菌性状的遗传性变异。 自然突变：细菌在自然条件下发生结构变化所致的变异。 诱发突变：用人工方法诱导细菌发生的突变。 突变体：具有某种突变型的细胞或个体。,基因突变的规律 随机性 彷徨实验 影印实验 独立性 稳定性 可逆性,基因突变的类型 碱基置换 移码突变 缺失和重复,彷徨实验,随机的、非定向的突变是在接触噬菌体之前就已发生，噬菌
4、体对突变仅起筛选而不是诱导作用。,影印实验,突变是自发的，随机的，非诱导的，药物仅起选择作用。,二、细菌基因的转移和重组,转化：受体菌主动摄取供体菌游离的DNA片段，并将其整合于自己的基因中，从而获得供体菌部分遗传特性的过程。,影响因素 供受菌基因型：同源性亲缘关系近，转化率高 感受态（competence）：生理活动过程中摄取转化因子的最佳时期 环境因素：Mg2、Ca2等可促进转化,F质粒的接合,R质粒的接合,耐药传递因子编码性菌毛 耐药决定因子编码耐药性 必须结合在一起才能传递耐药性,接合：供体菌和受体菌通过直接接触，将供体菌的遗传物质转移给受体菌。,Hfr转移染色体的过程,转导：以噬菌体
5、为媒介，将供体菌的遗传物质转移到受体菌中，是受体菌获得供体菌部分遗传性状的过程。 普遍性转导 局限性转导,溶原性转换：基因上整合前噬菌体。 原生质体融合：细菌形成原生质体后，在聚乙二醇作用下可以使两个细菌细胞发生融合，融合的细胞需在高渗条件下生长，具有两套染色体。,第四节 细菌遗传变异在医学中的意义,诊断困难 HO变异：如伤寒沙门菌鞭毛 SR变异：消失荚膜或多糖 抗原性改变 毒力下降 生化反应改变 治疗困难：耐药 预防：BCG 检查致癌物,Ames试验,流行病 基因工程 载体质粒，噬菌体 工程菌 酶 限制性内切酶 连接酶 选择目的基因在细菌中表达 基因工程疫苗,Question？,定义：遗传、变异、基因型变异、表型变异、营养缺陷型、突变、突变体、自然突变、诱发突变、转化、转导、,
