细菌的遗传与变异课件

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,细菌的遗传与变异,细菌的变异现象,一、细菌变异的概念,二、主要的变异类型,细菌变异的概念,细菌在繁衍过程中出现的子代与亲代间的性状差异。可分为基因型变异与表型变异。,细菌基因型变异与表型变异的区别,特点 基因型变异 表型变异,基因结构改变 有 无,可逆性 极少 常见,稳定性 强 弱,出现频率 低 高,主要的变异类型,形态结构变异,抗原性变异,菌落形态变异,毒力变异,耐药性变异,有荚膜的肺炎球菌,无荚膜的肺炎球菌,细菌形态结构变异,S,型菌落,R,型菌落,细菌菌落形态变异,参与细菌变异的遗传物质,一、染色体,二、质粒,三、噬菌体,四、转位因子,染色体,1,、结构：环状双链,DNA,2,、长度：,13002000,m,3,、核苷酸数量：,30004000Kb,4,、基因数量：,40005000,5,、编码蛋白：约,2000,个结构蛋白,质粒,1,、结构,2,、特征,3,、类型,质粒的结构,环状双链,DNA,大质粒：含几百个基因,小质粒：含几十个基因,质粒的特征,自主性,表现性,非必须性,转移性,相容性与不相容性,质粒的类型,致育质粒（,fertility plasmid,，,F,质粒）,耐药质粒（,resistance plasmid,，,R,质粒）,毒力质粒（,virulence plasmid,，,Vi,质粒）,细菌素质粒,代谢相关质粒,R-,决定子,R,质粒的构成,噬菌体,1,、形态与结构,2,、增殖过程,3,、类型,噬菌体,(,电镜图）,噬菌体,(,模式图）,噬菌体结构示意图,尾部,头部,尾领,尾鞘,尾板,尾刺,尾丝,尾髓,穿入,吸附,成熟释放,生物合成,噬菌体的增殖过程,噬菌体的类型,毒性噬菌体（,virulent phage,）,溶菌性噬菌体,温和噬菌体（,temperate phage,）,溶原性噬菌体,吸附,穿入,生物合成,成熟、释放,毒性噬菌体的溶菌性周期,温和噬菌体的溶源性周期,前噬菌体,温和噬菌体的溶菌性周期,转位因子,1,、插入序列,2,、转座子,3,、转座噬菌体,转座子的种类与特征,转座子 携带耐药或毒素基因,Tn1 Tn2 Tn3 AP,（氨苄青霉素）,Tn4 AP,、,SM,（链霉素）、,Su,（磺胺）,Tn5 Km,（卡那霉素）,Tn6 Km,（卡那霉素）,Tn7 TMP,（甲氧苄氨嘧啶）、,SM,Tn9 Cm,（氯霉素）,Tn10 Tc,（四环素）,Tn551 Em,（红霉素）,Tn971 Em,（红霉素）,Tn1681,大肠埃希菌（肠毒素基因）,细菌变异的机制,一、基因的突变（,mutation,）,二、基因的转移（,transfer,）,三、基因的重组（,recombination,）,基因突变,1,、形式,2,、规律,3,、,DNA,的损伤修复,基因突变的形式,碱基置换,移码突变,插入序列与转座子的插入,基因突变的规律,突变率：自发突变率很低,诱导突变率提高,突变与选择：突变是随机的,选择是定向的,回复突变：野生型,突变型（正向突变）,突变型,野生型（回复突变）,DNA,的损伤修复,当细菌的,DNA,损伤后，其自身会对其进行细致的修复以使损伤降为最小，修复本身会出现错误可造成细菌的变异。,基因的转移,1,、概念,2,、方式,基因转移的概念,基因由原始位置进入新位置的过程,基因转移的方式,转化（,transformation,）,接合（,conjugation,）,转导（,transduction,）,溶原性转换 （,lysogenic convertion,）,转化,概念：受体菌直接摄取供体菌的游离,DNA,形式的遗传物质转移,要点：转化获取的,DNA,片断较小,受体菌须处于感受态（,competence,）,DNA,片断以单链形式进入受体菌,供体菌游离,DNA,供体菌,DNA,（转化因子）,转化示意图,1928,年,Griffith,的实验,1944,年,Avery,的实验,肺炎链球菌,III S,肺炎链球菌,II R,肺炎链球菌,III S,（死）,+,+,肺炎链球菌,III S DNA,接合,概念：通过性菌毛在供、受体菌间进行,的遗传物质转移,要点：性菌毛的形成,接合性质粒,半保留的转移形式,高频重组菌（,Hfr,）,F,质粒,细菌的“接合”状态,染色体,染色体,质粒,F+,菌,F-,菌,F,质粒的半保留转移,F+,菌,染色体,Hfr,质粒,F+,菌,F,质粒转移的不同结果,F,质粒,转导,概念：通过溶原性噬菌体在供、受体菌间或,噬菌体与宿主间进行的遗传物质转移,要点：转导的本质是源于噬菌体的装配错误,普遍性转导与局限性转导,溶原性转换,第一寄主菌,转导示意图,第二寄主菌,普遍性转导示意图,完全转导,（整合）,流产转导,（未整合）,细菌,DNA,局限性转导示意图,前噬菌体,gal,bio,正常脱离,断裂和再接,偏差脱离,gal,bio,gal,bio,gal,bio,gal,bio,gal,bio,gal,断裂和再接,局限性转导,第一寄主菌,溶原性转换示意图,第二寄主菌,细菌基因转移方式的比较,类型 方式 介导物 主要,DNA,来源 细胞类别,接合 雄性菌,雌性菌 性菌毛 染色体、质粒 原核,转导 第,1,寄主菌,第,2,寄主菌 溶原性噬菌体 染色体、噬菌体 原核,转化 游离,DNA,感受态菌,各种,DNA,片断 真核、原核,基因的重组,转移后基因在新位置上与原有,DNA,整合的过程,本章小结,1,、细菌变异的概念与类型,2,、细菌变异的遗传学基础,3,、噬菌体的结构与类型,4,、细菌基因变异的机制,5,、细菌间基因转移与重组的方式,