本第3章细菌遗传变异课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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),第3章 细菌遗传与变异p34病原生物学与免疫学教研室,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,。,细菌细胞壁缺陷型（细菌的L型）：p14,3,）,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。,3）特点：,L,型细菌,正常细菌,颗粒型菌落,油煎蛋样菌落,L型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。,4）致病：,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？,病例分析,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 细菌变异的现象,一 形态结构变异细菌L型正常细菌第二节 细菌变异的现象,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。,二、抗原性变异,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,；,五、耐药性变异,第一节 与细菌遗传相关的物质,物质基础,:,染色体、质粒与转座子,噬菌体,第一节 与细菌遗传相关的物质,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,1 结构与大小：双股闭合环状DNA， 缺乏组蛋白， 总长约1,本第3章细菌遗传变异课件,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,二、质粒(plasmid) :1200KB，为染色体的0.,3,、质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,3、质粒丢失后不影响细菌的生命活动,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,三 噬菌体,本第3章细菌遗传变异课件,(,二,),噬菌体感染细菌的两种结果,（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,:,(二)噬菌体感染细菌的两种结果,图,3-2,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,2 溶原性细菌的形成-溶原性周期,溶原状态可自发中止（,10,5,），,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,溶原状态可自发中止（105），进入增殖周期，引,1,定义：是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,1 定义：是基因组上的一段特殊序列，它能在染色体、质粒和噬菌,Transposons: self-shifting segments of the genome,Transposons: self-shifting seg,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,第3节 细菌变异的机制变异 表型变异,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,染色体缺失,染色体重复,染色体倒位,一、基因突变1、类型：,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。,本第3章细菌遗传变异课件,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,二、细菌的基因转移和重组供体菌:提供遗传物质的细菌；,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,:,肺炎球菌转化试验：,1、转化 transformation,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S型感染活的S型肺炎链球菌1928, Griff,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,取血培养活的R型感染无菌生长1928, Griffith肺炎,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,取血培养死的S型感染无菌生长1928, Griffith肺炎,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S死+R活感染1928, Griffith活的S型肺,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,取血培养DNA(S)+R活感染1944, Avery活的S型,1928, Griffith,发现转化现象,1944,，,Avery,发现转化因子是,DNA,可转化的性状：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。,1928, Griffith发现转化现象,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,2、接合conjugation,图,3-6,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,R,100,质粒,耐药传递因子,(,RTF,):,编码性菌毛,耐药决定因子,:,决定,细菌,耐药性,携带一种或,多种耐药基因。,（3）R质粒的接合,RTF,Tn9,Tn4,Tn5,抗氨苄青霉素、,磺胺、链霉素,抗卡那霉素,抗氯霉素,R,100,质粒,RTFTn9Tn4Tn5抗氨苄青霉素、抗卡那霉素抗氯霉素R1,3502,株大肠埃希菌,对各种抗菌药物的耐药率,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,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,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,3、转导transduction,本第3章细菌遗传变异课件,普遍性转导,普遍性转导,局限性转导,局限性转导,4,、溶原性转换,lysogenic 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,4、溶原性转换 lysogenic conversion,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,5、原生质体融合,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,第四节 细菌变异在医学上的应用,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。,思考题,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。,4、L型细菌是指_细菌，培养应选用_,作 业,1,、名词解释,T,ransformation,、,Conjugation,、,Transduction,lysogenic conversion,、,BCG,2,、通常把细菌的鞭毛从有到无的变异，称为,_,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 。,作 业1、名词解释,谢谢,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？,病例分析 70年代初，河南某村8岁女童，扁桃腺炎发烧39,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。,第十章 第二节 消毒与灭菌p110,3、无菌,（,asepsis,）：,不含活的微生物,。,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。,3、无菌（asepsis）：不含活的微生物。,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/cm,2,、,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。,一、物理消毒灭菌法,本第3章细菌遗传变异课件,(2),煮沸法：,1,个大气压下，,100,，,5,分钟杀灭细菌繁殖体。,1,2,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。,(2)煮沸法：1个大气压下，100，5分钟杀灭细菌繁殖体。,(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,61.1,62.830,分钟，,或,71.715,30,秒,。,(4)间歇灭菌法：,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：,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。,2、干热灭菌法,干热灭菌法,3,）干烤,:,烤箱中加热,160,180,，维持,2,小时，可杀灭包括芽胞在内的一切微生物。主要用于玻璃器皿、瓷器等的灭菌。,4,）红外线和微波：,干热灭菌法,干热和湿热的比较,：在温度和时间相同的情况下,湿热的效果优于干热,。,原因,：,1,、湿热条件下：菌体吸收水分，使蛋白质易于凝固变性；,2,、湿热的穿透力比干热强能较快提高内部温度；,3,、热蒸汽由气态变为液态，放出大量潜热，能迅速提高物品内部温度。,本第3章细菌遗传变异课件,（二）射线灭菌法,1,、紫外线,(UV),：波长,240,280nm,有杀菌作用，以,265266,nm,作用最强，,杀菌机制：使DNA变性,；,还可使分子氧变成臭氧，也有杀菌作用。,紫外线穿透力弱，不能透过玻璃、纸等物品，故适用于物体表面和空气的消毒,；,紫外线对人皮肤、角膜有害，应注意防护。,本第3章细菌遗传变异课件,2,、电离辐射：,电离射线是穿透力很强的高能射线， 对生物可产生极强的致死效应。,用于杀菌的有,X,、,射线，,破坏微生物的核酸,。,常用于大量,一次性医用塑料制品,的消毒；也可用于,橡胶制品、,食品,、药品等,的消毒，而不破坏其成分。,2、电离辐射：,（,三,）滤过除菌法：,是用机械过滤将液体中或空气中的细菌除去的方法。,法。,滤菌器,除菌能力取决于滤板或滤膜的孔径，,本法主要用于不耐高温的的血清、毒素、抗生素、药液和空气的除菌。,（三）滤过除菌法：是用机械过滤将液体中或空气中的细菌除去的方,常用滤菌器有：,薄膜滤器：,滤膜孔径,0.45,m、0.3,m、0.22,m,。,可用于医院病房、超净台的除菌。,玻璃滤器,常用滤菌器有：,二、化学消毒灭菌法：,是用化学药物杀死或抑制病原微生物的方法。具有杀菌作用的称为,消毒剂,；,具有抑菌作用的称为,防腐剂,。,（一）,常用消毒剂的种类、浓度和用途见表,二、化学消毒灭菌法：,化学消毒剂的种类与用途,1.,重金属盐类：,2%,红汞，皮肤、粘膜、小创面消毒。,氧化剂：,0.1%,高锰酸钾，皮肤、尿道的消毒。,3 %,过氧化氢，皮肤、粘膜、创伤消毒。,3.,卤素类：,2.5%,碘酒，皮肤的消毒。,4.,醇类：,75%,乙醇，皮肤、体温计的消毒。,5.,醛类：,10%,甲醛，浸泡、物品表面消毒。,6.,酚类：,3,5%,石炭酸、来苏，地面、器械表面消毒。,7.,染料：,2,4%,龙胆紫，表浅创伤的消毒。,化学消毒剂的种,（二）化学消毒剂的,作用机理：,使菌体蛋白变性或凝固；,干扰细菌的酶系统；,改变细胞膜的通透性。,（二）化学消毒剂的作用机理：,（三）影响消毒剂作用的因素,1,、消毒剂的性质、浓度和作用时间,2,、温度和酸碱度,3,、细菌的种类、数量,4,、环境中有机物,（三）影响消毒剂作用的因素,1,、消毒是指：（）,A,、杀灭物体上所有微生物,B,、杀灭物体上的病原微生物,C,、杀灭细菌芽孢,D,、使物体上无活菌存在,E,、抑制微生物生长繁殖的方法,2,、杀灭芽孢最常用和最有效的方法是：（）,A,、紫外线照射,B,、煮沸,5min C,、巴氏消毒法,D,、流通蒸气灭菌法,E,、高压蒸气灭菌法,3,、乙醇消毒剂常用的浓度为（）,A,、,100% B,、,95% C,、,75%,D,、,50% E,、,30%,1、消毒是指：（）,作 业,名词解释,sterilization,disinfection,asepsis,antisepsis,作 业名词解释,