细菌遗传变异类型遗传型变异课件.ppt

1、课件制作 陆曙梅细菌的遗传和变异细菌遗传变异类型细菌遗传变异类型遗传型变异（基因型变异）遗传型变异（基因型变异）非遗传型变异（表型变异）非遗传型变异（表型变异）遗传性变异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+-遗传遗传+-可逆性可逆性-+外界环境外界环境-+变异幅度变异幅度个别细胞个别细胞群体群体课件制作 陆曙梅形态结构变异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课件制作 陆曙梅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,毒性降低毒性降低课件制作 陆曙

2、梅菌落变异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课件制作 陆曙梅毒力变异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）课件制作 陆曙梅耐药性变异耐药性变异 细菌对某种抗菌药物有敏感变成耐药的变异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。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

3、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 长期培养长期培养课件制作 陆曙梅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：染色体染色体外遗传物质 质粒质粒转位因子转位因子课件制作 陆曙梅质粒质粒细菌染色体外的遗传物质，是环状闭合的细菌染色体外的遗传物质，是环状闭合的双链双链DNA。带有遗传性息，能自行复制，带有遗传性息，能自行复制，随细菌分裂转移到子代细胞，并非细菌生随细菌分裂转移到子代细胞，并非细菌生长所必需。长所必需。特征特征自我复制能力自我复制能力编码产物赋予细菌某些性状特征编码产物赋予

4、细菌某些性状特征可自行丢失与消除可自行丢失与消除转移性转移性相容性和不相容性相容性和不相容性课件制作 陆曙梅几种重要的质粒几种重要的质粒致育质粒（致育质粒（F质粒）质粒）耐药质粒耐药质粒毒力质粒（毒力质粒（Vi质粒）质粒）细菌素质粒细菌素质粒代谢质粒代谢质粒课件制作 陆曙梅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分子上分子上的的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组的位置，能从一个基因组转移到另一个基因组中。个基因组中。课件制作 陆曙梅插入序列插入序列是最小的转

5、位因子，是最小的转位因子，2kb，不携带任何已，不携带任何已知与插入功能无关的基因区域知与插入功能无关的基因区域转座子转座子2kb，除携带与转位有关的基因外，还携带耐，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药性基因、抗金属基因、毒素基因及其他结构基因。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。课件制作 陆曙梅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 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）Tn6KmTn

6、7TMP（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）课件制作 陆曙梅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，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。性细菌的某些生物学性状。课件制作 陆曙梅细菌的变异机制细菌的变异机制基因的突变和损伤后修复基因的突变和损伤后修复基因的转移和重组基因的转移和重组课件制作 陆曙梅基因的转移

7、和重组基因的转移和重组基因转移基因转移外源性的遗传物质由供体菌转入某受体菌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。细胞的过程称为基因转移。重组重组转移的基因与受体菌转移的基因与受体菌DNA整合在一起称为整合在一起称为重组，使受体菌获得供体菌的某些性状。重组，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。课件制作 陆曙梅转化转化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。课件制作

8、陆曙梅转化试验转化试验课件制作 陆曙梅转化因子转化因子在转化在转化过程中，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。感受态感受态课件制作 陆曙梅接合接合细菌通过性菌毛相互连接沟通，将遗传细菌通过性菌毛相互连接沟通，将遗传物质（主要是质粒物质（主要是质粒DNA）从供体菌转移）从供体菌转移给受体菌。给受体菌。接合性质粒：能通过接合方式转移的质接合性质粒：能通过接合方式转移的质粒称为接合性质粒，粒称为接合性质粒，F质粒、质粒、R质粒、质粒、Col质粒和毒力质粒等。质粒和毒力质粒等。课件制作 陆曙梅F质粒的接

9、合质粒的接合F+F-F+F-F+F+F+F+DonorRecipientF+课件制作 陆曙梅R质粒质粒耐药传递因子耐药传递因子与与F质粒相似，编码性菌毛的产生和通质粒相似，编码性菌毛的产生和通过接合转移过接合转移耐药（耐药（r）决定子）决定子课件制作 陆曙梅转导转导以温和噬菌体为载体，将供体菌的一段以温和噬菌体为载体，将供体菌的一段DNA转移到受体菌内，使受体菌获得新转移到受体菌内，使受体菌获得新的性状。的性状。普遍性转导普遍性转导局限性转导局限性转导课件制作 陆曙梅普遍性转导普遍性转导 前噬菌体从溶原菌染色体上脱离，进行增殖，在裂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

10、的解期的后期，噬菌体的DNA已大量复制，装配时可已大量复制，装配时可能会发生装配错误，误将细菌的能会发生装配错误，误将细菌的DNA片段装入噬菌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。入受体菌内。被包装的被包装的DNA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。课件制作 陆曙梅供体菌受体菌转导噬菌体细菌DNA噬菌体DNA课件制作 陆曙梅结果结果完全转导完全转导流产转导流产转导未整合整合课件制作 陆曙梅局限性转导局限性转

11、导或称特异性转导，或称特异性转导，所转导的只限于供体菌所转导的只限于供体菌染色体上特定的基因。染色体上特定的基因。溶原期时，噬菌体溶原期时，噬菌体DNA整合在细菌染色体整合在细菌染色体特定部位，噬菌体特定部位，噬菌体DNA发生偏差分离，将发生偏差分离，将自身的一段自身的一段DNA留在细菌染色体上，而带留在细菌染色体上，而带走了细菌走了细菌DNA上两侧的基因。当其转导并上两侧的基因。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某些遗传性状。所转导的只限于供体菌上个别的基因。个别的基因。课件制作 陆曙梅局限性转导局限性转导课

12、件制作 陆曙梅普遍性转导与局限性转导的区别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)课件制作 陆曙梅溶原性转换溶原性转换当噬菌体感染细菌时，宿主菌染色体中获得了噬当噬菌体感染细菌时，宿

13、主菌染色体中获得了噬菌体的菌体的DNA片段，使其成为溶原状态时而致细菌片段，使其成为溶原状态时而致细菌获得新的性状。获得新的性状。课件制作 陆曙梅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课件制作 陆曙梅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

14、用课件制作 陆曙梅在疾病的诊断、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课件制作 陆曙梅在测定致癌物质中的应用在测定致癌物质中的应用凡能诱导细菌发生突变的物质都有可能凡能诱导细菌发生突变的物质都有可能是致癌物质。是致癌物质。课件制作 陆曙梅

15、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分子生物学分析方法已被用于流行病学调查调查质粒指纹图（质粒指纹图（PFP）对噬菌体的敏感性，对细菌素的敏感对噬菌体的敏感性，对细菌素的敏感性性课件制作 陆曙梅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因转移和重组而获得新性状的原理设计的的 切取目的基因切取目的基因连接到载体上连接到载体上转移转移到工程菌内，大量表达目的基因产物到工程菌内，大量表达目的基因产物目前已大量生产胰岛素、干扰素、多目前已大量生产胰岛素、干扰素、多种生长激素、种生长激素、rIL-2等细胞因子和乙肝等细胞因子和乙肝疫苗等生物制品疫苗等生物制品