细菌的遗传和变异课件

资料仅供参考,不当之处，请联系改正。遗传性变异（基因型变异）遗传性变异（基因型变异）非遗传性变异（表型变异）非遗传性变异（表型变异）遗传性变异遗传性变异遗传性变异遗传性变异非遗传性变异非遗传性变异非遗传性变异非遗传性变异基因改变基因改变基因改变基因改变+-遗传遗传遗传遗传+-可逆性可逆性可逆性可逆性-+外界环境外界环境外界环境外界环境-+变异幅度变异幅度变异幅度变异幅度个别细胞个别细胞个别细胞个别细胞群体群体群体群体资料仅供参考,不当之处，请联系改正。细菌的变异现象细菌的变异现象形态、结构变异形态、结构变异毒力变异毒力变异耐药性变异耐药性变异菌落变异菌落变异资料仅供参考,不当之处，请联系改正。形态结构变异形态结构变异 3-6%3-6%食盐食盐食盐食盐鼠疫耶氏菌鼠疫耶氏菌鼠疫耶氏菌鼠疫耶氏菌多形态性多形态性多形态性多形态性陈旧培基物陈旧培基物陈旧培基物陈旧培基物资料仅供参考,不当之处，请联系改正。青霉素、溶菌酶青霉素、溶菌酶正常形态细菌正常形态细菌L型变异型变异抗体或补体抗体或补体(部分或完全失去胞壁部分或完全失去胞壁部分或完全失去胞壁部分或完全失去胞壁)资料仅供参考,不当之处，请联系改正。特殊结构的变异特殊结构的变异42-4342-43炭疽杆菌炭疽杆菌炭疽杆菌炭疽杆菌失去形成芽胞能力失去形成芽胞能力失去形成芽胞能力失去形成芽胞能力,毒性降低毒性降低毒性降低毒性降低10-2010-20天天天天变形杆菌变形杆菌变形杆菌变形杆菌0.1%0.1%石炭酸石炭酸石炭酸石炭酸迁徙生长（迁徙生长（迁徙生长（迁徙生长（H H）点状生长、单个菌落（点状生长、单个菌落（点状生长、单个菌落（点状生长、单个菌落（OO）鞭毛变异鞭毛变异鞭毛变异鞭毛变异资料仅供参考,不当之处，请联系改正。毒力变异毒力变异增强增强棒状噬菌体棒状噬菌体白喉棒状杆菌白喉棒状杆菌获得白喉毒素获得白喉毒素减弱减弱胆汁、甘油、马铃薯培养基胆汁、甘油、马铃薯培养基胆汁、甘油、马铃薯培养基胆汁、甘油、马铃薯培养基牛分枝杆菌牛分枝杆菌卡介苗卡介苗1313年年年年(230(230代代代代)资料仅供参考,不当之处，请联系改正。耐药性变异耐药性变异 细菌对某种抗菌药物由敏感变成耐药的变异细菌对某种抗菌药物由敏感变成耐药的变异称为耐药性变异。称为耐药性变异。金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌有些细菌还同时耐受多种抗菌药物，即多重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。耐药性，甚至产生药物依赖性。含链霉素培基含链霉素培基痢疾杆菌痢疾杆菌依链株依链株长期培养长期培养资料仅供参考,不当之处，请联系改正。菌落变异菌落变异 在陈旧培养基中长期培养在陈旧培养基中长期培养在陈旧培养基中长期培养在陈旧培养基中长期培养光滑型菌落光滑型菌落粗糙型菌落粗糙型菌落SR原因：失去原因：失去LPS的特异多糖的特异多糖资料仅供参考,不当之处，请联系改正。细菌遗传变异的物质基础细菌遗传变异的物质基础基因组：染色体和染色体外遗传物质基因组：染色体和染色体外遗传物质 质粒质粒质粒质粒 转位因子转位因子转位因子转位因子资料仅供参考,不当之处，请联系改正。质粒（质粒（plasmid）细菌染色体外的遗传物质，细菌染色体外的遗传物质，细菌染色体外的遗传物质，细菌染色体外的遗传物质，是环状闭合的双链是环状闭合的双链是环状闭合的双链是环状闭合的双链DNADNA。带有遗传信息，并非细菌带有遗传信息，并非细菌带有遗传信息，并非细菌带有遗传信息，并非细菌生长所必需。生长所必需。生长所必需。生长所必需。特征特征特征特征 自我复制能力自我复制能力自我复制能力自我复制能力 编码产物赋予细菌某些性状编码产物赋予细菌某些性状编码产物赋予细菌某些性状编码产物赋予细菌某些性状 可自行丢失与消除可自行丢失与消除可自行丢失与消除可自行丢失与消除 转移性转移性转移性转移性 相容性和不相容性相容性和不相容性相容性和不相容性相容性和不相容性资料仅供参考,不当之处，请联系改正。几种重要的质粒几种重要的质粒致育质粒（致育质粒（致育质粒（致育质粒（F F质粒）质粒）质粒）质粒）耐药质粒（耐药质粒（耐药质粒（耐药质粒（R R质粒）质粒）质粒）质粒）毒力质粒（毒力质粒（毒力质粒（毒力质粒（ViVi质粒）质粒）质粒）质粒）细菌素质粒（细菌素质粒（细菌素质粒（细菌素质粒（ColCol质粒）质粒）质粒）质粒）代谢质粒代谢质粒代谢质粒代谢质粒资料仅供参考,不当之处，请联系改正。转位因子转位因子是存在于细菌染色体或质粒是存在于细菌染色体或质粒DNA分子上的分子上的一段特异性核苷酸序列片段一段特异性核苷酸序列片段，它能在，它能在DNA分子中移动，不断改变它们在基因组的位分子中移动，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置，能从一个基因组转移到另一个基因组中。中。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。插入序列插入序列（insertionsequence,IS）是最小的转位因子，是最小的转位因子，2kb。转座子转座子（transposon,Tn）2 2kbkb，除携带与转位有关的基因外，还携带耐药性，除携带与转位有关的基因外，还携带耐药性，除携带与转位有关的基因外，还携带耐药性，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。基因、抗金属基因、毒素基因及其他结构基因。基因、抗金属基因、毒素基因及其他结构基因。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。可能与细菌的多重耐药性有关。可能与细菌的多重耐药性有关。可能与细菌的多重耐药性有关。ISIS ISISResistance Gene(s)Resistance Gene(s)TnTn资料仅供参考,不当之处，请联系改正。转座子的特征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 Tn3Tn1 Tn2 Tn3APAP（氨苄青霉素）（氨苄青霉素）Tn4Tn4APAP、SMSM（链霉素）、（链霉素）、SuSu（磺胺）（磺胺）Tn5Tn5KmKm（卡那霉素）（卡那霉素）Tn6Tn6KmKmTn7Tn7TMPTMP（甲氧苄氨嘧啶）、（甲氧苄氨嘧啶）、SMSMTn9Tn9CmCm（氯霉素）（氯霉素）Tn10Tn10TcTc（四环素）（四环素）Tn551Tn551EmEm（红霉素）（红霉素）Tn971Tn971EmEmTn1681Tn1681大肠埃希菌（肠毒素基因）大肠埃希菌（肠毒素基因）资料仅供参考,不当之处，请联系改正。转座噬菌体或前噬菌体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到细菌染色体上，能改变溶原性细菌的某些生物学性状。物学性状。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。细菌的变异机制细菌的变异机制基因的突变基因的突变基因的转移和重组基因的转移和重组资料仅供参考,不当之处，请联系改正。影印试验影印试验(replica plating)资料仅供参考,不当之处，请联系改正。基因的转移和重组基因的转移和重组基因转移（基因转移（genetransfer）外源性的遗传物质由供体菌转入某受体菌细胞的外源性的遗传物质由供体菌转入某受体菌细胞的外源性的遗传物质由供体菌转入某受体菌细胞的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。过程称为基因转移。过程称为基因转移。过程称为基因转移。重组（重组（recombination）转移的基因与受体菌转移的基因与受体菌转移的基因与受体菌转移的基因与受体菌DNADNA整合在一起称为重组，整合在一起称为重组，整合在一起称为重组，整合在一起称为重组，使受体菌获得供体菌的某些性状。使受体菌获得供体菌的某些性状。使受体菌获得供体菌的某些性状。使受体菌获得供体菌的某些性状。细菌的基因转移和重组可通过细菌的基因转移和重组可通过转化、接合、转化、接合、转导、溶原性转换转导、溶原性转换和原生质体融合等方式进和原生质体融合等方式进行。行。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。转化（转化（transformation）供体菌裂解游离的供体菌裂解游离的DNA片段被受体菌直接片段被受体菌直接摄取，使受体菌获得新的性状。摄取，使受体菌获得新的性状。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。1.转化转化(transformation):供体菌裂解游离供体菌裂解游离供体菌裂解游离供体菌裂解游离的的的的DNADNA片段转入某受体菌片段转入某受体菌片段转入某受体菌片段转入某受体菌细胞细胞细胞细胞内的过程。内的过程。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。2.接合接合(conjugation)接合：接合：接合：接合：是细菌通过性菌毛将是细菌通过性菌毛将是细菌通过性菌毛将是细菌通过性菌毛将遗传物质（主要是质遗传物质（主要是质遗传物质（主要是质遗传物质（主要是质粒粒粒粒DNADNA）从供体菌转从供体菌转从供体菌转从供体菌转移给受体菌。能通过移给受体菌。能通过移给受体菌。能通过移给受体菌。能通过接合方式转移的质粒接合方式转移的质粒接合方式转移的质粒接合方式转移的质粒称为接合性质粒。称为接合性质粒。称为接合性质粒。称为接合性质粒。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。细菌的耐药性与耐药性的基因突变及细菌的耐药性与耐药性的基因突变及细菌的耐药性与耐药性的基因突变及细菌的耐药性与耐药性的基因突变及R R质粒的接质粒的接质粒的接质粒的接合转移等有关。合转移等有关。合转移等有关。合转移等有关。R R质粒有耐药传递因子质粒有耐药传递因子质粒有耐药传递因子质粒有耐药传递因子(RTF)RTF)和耐药决定子和耐药决定子和耐药决定子和耐药决定子(r)r)两两两两部分组成。部分组成。部分组成。部分组成。RTFRTF的功能与的功能与的功能与的功能与F F质粒相似，可编码性菌质粒相似，可编码性菌质粒相似，可编码性菌质粒相似，可编码性菌毛的产生和通过接合转移；毛的产生和通过接合转移；毛的产生和通过接合转移；毛的产生和通过接合转移；R R决定子能编码对抗决定子能编码对抗决定子能编码对抗决定子能编码对抗菌药物的耐药性。菌药物的耐药性。菌药物的耐药性。菌药物的耐药性。R质粒的接合质粒的接合资料仅供参考,不当之处，请联系改正。转导转导（transduction）以噬菌体为载体，将供体菌的一段以噬菌体为载体，将供体菌的一段DNA转转移到受体菌内，使受体菌获得新的性状。移到受体菌内，使受体菌获得新的性状。普遍性转导普遍性转导普遍性转导普遍性转导（generalizedtransductiongeneralizedtransduction）局限性转导局限性转导局限性转导局限性转导（restrictedtransductionrestrictedtransduction）资料仅供参考,不当之处，请联系改正。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。供体菌供体菌供体菌供体菌受体菌受体菌受体菌受体菌转导噬菌体转导噬菌体转导噬菌体转导噬菌体细菌细菌细菌细菌DNADNA噬菌体噬菌体噬菌体噬菌体DNADNA普遍性转导普遍性转导(generalized transduction)资料仅供参考,不当之处，请联系改正。普遍性转导普遍性转导generalizedtransduction 前噬菌体从溶原菌染色体上脱离前噬菌体从溶原菌染色体上脱离前噬菌体从溶原菌染色体上脱离前噬菌体从溶原菌染色体上脱离增殖时噬菌体的增殖时噬菌体的增殖时噬菌体的增殖时噬菌体的DNADNA大量复制，装配时可能发生错大量复制，装配时可能发生错大量复制，装配时可能发生错大量复制，装配时可能发生错误误误误转导噬菌体能以正常方式感染另一宿主菌，将其头转导噬菌体能以正常方式感染另一宿主菌，将其头转导噬菌体能以正常方式感染另一宿主菌，将其头转导噬菌体能以正常方式感染另一宿主菌，将其头部的供体菌染色体注入受体菌内。部的供体菌染色体注入受体菌内。部的供体菌染色体注入受体菌内。部的供体菌染色体注入受体菌内。被包装的被包装的被包装的被包装的DNADNA可以是供体菌染色体上的任何部分。可以是供体菌染色体上的任何部分。可以是供体菌染色体上的任何部分。可以是供体菌染色体上的任何部分。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。结果结果完全转导完全转导流产转导流产转导未整合未整合整合整合资料仅供参考,不当之处，请联系改正。局限性转导局限性转导restrictedtransduction 或称特异性转导，或称特异性转导，或称特异性转导，或称特异性转导，所转导的只限于所转导的只限于所转导的只限于所转导的只限于供体菌染色体上特定的基因。供体菌染色体上特定的基因。供体菌染色体上特定的基因。供体菌染色体上特定的基因。溶原期时，噬菌体溶原期时，噬菌体溶原期时，噬菌体溶原期时，噬菌体DNADNA整合在细菌整合在细菌整合在细菌整合在细菌染色体特定部位染色体特定部位染色体特定部位染色体特定部位 噬菌体噬菌体噬菌体噬菌体DNADNA发生偏差分离，将自身发生偏差分离，将自身发生偏差分离，将自身发生偏差分离，将自身的一段的一段的一段的一段DNADNA留在细菌染色体上，而留在细菌染色体上，而留在细菌染色体上，而留在细菌染色体上，而带走了细菌带走了细菌带走了细菌带走了细菌DNADNA上两侧的基因。上两侧的基因。上两侧的基因。上两侧的基因。当其转导并整合到受体菌中，使受当其转导并整合到受体菌中，使受当其转导并整合到受体菌中，使受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。体菌获得供体菌的某些遗传性状。体菌获得供体菌的某些遗传性状。体菌获得供体菌的某些遗传性状。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。4.溶原性转换溶原性转换(lysogenic conversion)当噬菌体感染细菌当噬菌体感染细菌当噬菌体感染细菌当噬菌体感染细菌时，宿主菌染色体时，宿主菌染色体时，宿主菌染色体时，宿主菌染色体获得了噬菌体的获得了噬菌体的获得了噬菌体的获得了噬菌体的DNADNA片段，在溶原片段，在溶原片段，在溶原片段，在溶原状态时，使细菌获状态时，使细菌获状态时，使细菌获状态时，使细菌获得新的性状。得新的性状。得新的性状。得新的性状。资料仅供参考,不当之处，请联系改正。5.原生质体融合原生质体融合(protoplast fusion)资料仅供参考,不当之处，请联系改正。整合整合整合整合噬菌体噬菌体噬菌体噬菌体lysogenic conversionlysogenic conversion噬菌体为载体噬菌体为载体噬菌体为载体噬菌体为载体供体菌供体菌供体菌供体菌transductiontransduction性菌毛性菌毛性菌毛性菌毛供体菌供体菌供体菌供体菌conjugationconjugation直接摄取直接摄取直接摄取直接摄取供体菌供体菌供体菌供体菌transformationtransformation转移方式转移方式转移方式转移方式基因来源基因来源基因来源基因来源资料仅供参考,不当之处，请联系改正。细菌遗传变异的实际意义细菌遗传变异的实际意义在疾病的诊断、治疗与预防中的应用在疾病的诊断、治疗与预防中的应用在测定致癌物质中的应用在测定致癌物质中的应用在流行病学中的应用在流行病学中的应用在基因工程中的应用在基因工程中的应用资料仅供参考,不当之处，请联系改正。在疾病的诊断、治疗与预防中的应用在疾病的诊断、治疗与预防中的应用形态、结构、染色性、生化特性、抗原性及形态、结构、染色性、生化特性、抗原性及毒力等方面的变异，使得诊断复杂化毒力等方面的变异，使得诊断复杂化耐药菌株日益增多，预防耐药性耐药菌株日益增多，预防耐药性药敏实验药敏实验早期足量早期足量要有一定疗程要有一定疗程,联合用药联合用药不要滥用不要滥用减毒菌株和无毒株可制备成疫苗减毒菌株和无毒株可制备成疫苗资料仅供参考,不当之处，请联系改正。在流行病学中的应用在流行病学中的应用分子生物学分析方法已被用于流行病学调分子生物学分析方法已被用于流行病学调查查质粒指纹图（质粒指纹图（质粒指纹图（质粒指纹图（PFPPFP）对噬菌体的敏感性，对细菌素的敏感性对噬菌体的敏感性，对细菌素的敏感性对噬菌体的敏感性，对细菌素的敏感性对噬菌体的敏感性，对细菌素的敏感性资料仅供参考,不当之处，请联系改正。在基因工程中的应用在基因工程中的应用基因工程是根据遗传变异中细菌可因基因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转移和重组而获得新性状的原理设计的。切取目的基因切取目的基因切取目的基因切取目的基因连接到载体上连接到载体上连接到载体上连接到载体上转移到工程菌转移到工程菌转移到工程菌转移到工程菌内，大量表达目的基因产物。内，大量表达目的基因产物。内，大量表达目的基因产物。内，大量表达目的基因产物。目前已大量生产胰岛素、干扰素、多种生长激目前已大量生产胰岛素、干扰素、多种生长激目前已大量生产胰岛素、干扰素、多种生长激目前已大量生产胰岛素、干扰素、多种生长激素、素、素、素、rIL-2rIL-2等细胞因子和乙肝疫苗等生物制品。等细胞因子和乙肝疫苗等生物制品。等细胞因子和乙肝疫苗等生物制品。等细胞因子和乙肝疫苗等生物制品。