细菌的遗传变异课件

形态结构变异鼠疫耶尔森菌3-6%食盐多形态性陈旧培基物正常形态细菌正常形态细菌青霉素、溶菌酶青霉素、溶菌酶抗体或补体抗体或补体L型变异型变异炭疽杆菌炭疽杆菌42-4310-20天天失去形成芽胞能力失去形成芽胞能力,毒性降低毒性降低菌落变异光滑型菌落（）光滑型菌落（）在陈旧培养基中长期培养在陈旧培养基中长期培养粗糙型菌落（）粗糙型菌落（）失去失去LPS的特异多糖的特异多糖毒力变异白喉棒状杆菌白喉棒状杆菌棒状噬菌体棒状噬菌体获得白喉毒素获得白喉毒素牛分枝杆菌牛分枝杆菌胆汁、甘油、马铃薯培养基胆汁、甘油、马铃薯培养基卡介苗卡介苗13年年(230代代)（毒力减弱）（毒力增强）耐药性变异v细菌对某种抗菌药物有敏感变成耐药的变异称为耐药性变异。v金黄色葡萄球菌v有些细菌还同时耐受多种抗菌药物，即多重耐药性，甚至产生药物依赖性。含链霉素培基痢疾杆菌依链株长期培养课件制作 陆曙梅细菌遗传变异的物质基础基因组：染色体染色体外遗传物质 质粒质粒转位因子转位因子质粒v细菌染色体外的遗传物质，是环状闭合的双链DNA。带有遗传性息，能自行复制，随细菌分裂转移到子代细胞，并非细菌生长所必需。v特征自我复制能力编码产物赋予细菌某些性状特征可自行丢失与消除转移性相容性和不相容性v几种重要的质粒致育质粒（F质粒）耐药质粒毒力质粒（Vi质粒）细菌素质粒代谢质粒转位因子v是存在于细菌染色体或质粒DNA分子上的一段特异性核苷酸序列片段，它能在DNA分子中移动，不断改变它们在基因组的位置，能从一个基因组转移到另一个基因组中。v插入序列是最小的转位因子，2kb，不携带任何已知与插入功能无关的基因区域v转座子2kb，除携带与转位有关的基因外，还携带耐药性基因、抗金属基因、毒素基因及其他结构基因。可能与细菌的多重耐药性有关。转座子的特征转座子转座子携带耐药或毒素基因携带耐药或毒素基因Tn1 Tn2 Tn3AP（氨苄青霉素）（氨苄青霉素）Tn4AP、SM（链霉素）、（链霉素）、Su（磺胺）（磺胺）Tn5Km（卡那霉素）（卡那霉素）Tn6KmTn7TMP（甲氧苄氨嘧啶）、（甲氧苄氨嘧啶）、SMTn9Cm（氯霉素）（氯霉素）Tn10Tc（四环素）（四环素）tn551Em（红霉素）（红霉素）Tn971EmTn1681大肠埃希菌（肠毒素基因）大肠埃希菌（肠毒素基因）v转座噬菌体或前噬菌体是一些具有转座功能的溶原性噬菌体，当整合到细菌染色体上，能改变溶原性细菌的某些生物学性状。细菌的变异机制v基因的突变和损伤后修复v基因的转移和重组基因的转移和重组v基因转移外源性的遗传物质由供体菌转入某受体菌细胞的过程称为基因转移。v重组转移的基因与受体菌DNA整合在一起称为重组，使受体菌获得供体菌的某些性状。v细菌的基因转移和重组可通过转化、接合、转导、溶原性转换和原生质体融合等方式进行。转化v供体菌裂解游离的DNA片段被受体菌直接摄取，使受体菌获得新的性状。转化试验转化因子在转化转化因子在转化过程中，转化的过程中，转化的DNA片段称为转片段称为转化因子化因子，分子量，分子量小于小于107，最多不，最多不超过超过1020个基因。个基因。感受态感受态接合v细菌通过性菌毛相互连接沟通，将遗传物质（主要是质粒DNA）从供体菌转移给受体菌。v接合性质粒：能通过接合方式转移的质粒称为接合性质粒，F质粒、R质粒、Col质粒和毒力质粒等。F质粒的接合F+F-F+F-F+F+F+F+DonorRecipientF+vR质粒耐药传递因子与F质粒相似，编码性菌毛的产生和通过接合转移耐药（r）决定子转导v以温和噬菌体为载体，将供体菌的一段DNA转移到受体菌内，使受体菌获得新的性状。普遍性转导局限性转导普遍性转导v前噬菌体从溶原菌染色体上脱离，进行增殖，在裂解期的后期，噬菌体的DNA已大量复制，装配时可能会发生装配错误，误将细菌的DNA片段装入噬菌体的头部，成为一个转导噬菌体。转导噬菌体能以正常方式感染另一宿主菌，并将其头部的染色体注入受体菌内。v被包装的DNA可以是供体菌染色体上的任何部分。供体菌受体菌转导噬菌体细菌DNA噬菌体DNA结果v完全转导v流产转导未整合整合局限性转导v或称特异性转导，所转导的只限于供体菌染色体上特定的基因。v溶原期时，噬菌体DNA整合在细菌染色体特定部位，噬菌体DNA发生偏差分离，将自身的一段DNA留在细菌染色体上，而带走了细菌DNA上两侧的基因。当其转导并整合到受体菌中，使受体菌获得供体菌的某些遗传性状。所转导的只限于供体菌上个别的基因。局限性转导普遍性转导与局限性转导的区别区别要点区别要点普遍性转导局限性转导基因转导发生的时期裂解期裂解期溶原期溶原期转导的遗传物质供体菌染色体供体菌染色体DNA任何部位或质粒任何部位或质粒噬菌体噬菌体DNA及供体及供体菌菌DNA的特定部位的特定部位转导的后果完全转导或流产转完全转导或流产转导导受体菌获得供体菌受体菌获得供体菌DNA特定部位的遗特定部位的遗传特性传特性转导频率受体菌的受体菌的10-7转导频率较普遍转转导频率较普遍转导增加导增加1000倍倍(10-4)溶原性转换v当噬菌体感染细菌时，宿主菌染色体中获得了噬菌体的DNA片段，使其成为溶原状态时而致细菌获得新的性状。基因转移重组类型基因转移重组类型基因来源基因来源转移方式转移方式转化转化供体菌供体菌直接摄取直接摄取接合接合供体菌供体菌性菌毛性菌毛转导转导供体菌供体菌噬菌体为载体噬菌体为载体溶原性转换溶原性转换噬菌体噬菌体整合整合细菌遗传变异的实际意义v在疾病的诊断、治疗与预防中的应用v在测定致癌物质中的应用v在流行病学中的应用v在基因工程中的应用在疾病的诊断、治疗与预防中的应用v形态、结构、染色性、生化特性、抗原性及毒力等方面的变异，使得诊断复杂化v耐药菌株日益增多，预防耐药性药敏实验早期足量要有一定疗程,联合用药不要滥用v减毒菌株和无毒株可制备成疫苗在测定致癌物质中的应用v凡能诱导细菌发生突变的物质都有可能是致癌物质。在流行病学中的应用v分子生物学分析方法已被用于流行病学调查质粒指纹图（PFP）对噬菌体的敏感性，对细菌素的敏感性在基因工程中的应用v基因工程是根据遗传变异中细菌可因基因转移和重组而获得新性状的原理设计的切取目的基因连接到载体上转移到工程菌内，大量表达目的基因产物目前已大量生产胰岛素、干扰素、多种生长激素、rIL-2等细胞因子和乙肝疫苗等生物制品