第4章噬菌体第5章细菌的遗传与变异第6章细菌的耐药性课件.ppt

1、 主讲:杨志伟 教授噬菌体噬菌体(bacteriophagebacteriophage)是感染细菌、真菌、放线菌、支原体、是感染细菌、真菌、放线菌、支原体、螺旋体等微生物的病毒。因其能使细菌裂螺旋体等微生物的病毒。因其能使细菌裂解，故称为噬菌体。解，故称为噬菌体。第四章第四章 噬噬 菌菌 体体噬噬 菌菌 体体 的的 特特 点点需用电子显微镜观需用电子显微镜观察；察；v与细菌的变异密切相关；与细菌的变异密切相关；v噬菌体具有严格的宿主特异性，只寄居于易感宿主噬菌体具有严格的宿主特异性，只寄居于易感宿主菌体内，菌体内，一、噬菌体的生物学性状一、噬菌体的生物学性状其基本形态有蝌蚪形、微球形和细杆形三

2、种；其基本形态有蝌蚪形、微球形和细杆形三种；大多数呈蝌蚪形。大多数呈蝌蚪形。一、噬菌体的生物学性状一、噬菌体的生物学性状噬噬 菌菌 体体 的的 增增 殖殖（）溶菌性噬菌体（）溶菌性噬菌体 能在敏感细菌中增殖并引起细菌裂解的噬菌能在敏感细菌中增殖并引起细菌裂解的噬菌体称为体称为毒性噬菌体毒性噬菌体，毒性噬菌体完成吸附、穿入，毒性噬菌体完成吸附、穿入、生物合成、装配、成熟与释放等过程，称为、生物合成、装配、成熟与释放等过程，称为复复制周期或溶菌周期制周期或溶菌周期，完成一个复制日期约需，完成一个复制日期约需1525min。（二）溶原性噬菌体（二）溶原性噬菌体 有些噬菌体感染敏感菌后不增殖子代噬菌体

3、，有些噬菌体感染敏感菌后不增殖子代噬菌体，而是将噬菌体的基因整合于细菌染色体中，成为而是将噬菌体的基因整合于细菌染色体中，成为细菌细菌DNADNA的一部分。等细菌分裂时，噬菌体基因随的一部分。等细菌分裂时，噬菌体基因随同分裂传至两个子代细菌中，这种随着细菌分裂同分裂传至两个子代细菌中，这种随着细菌分裂而传代的状态称为而传代的状态称为溶原状态溶原状态。形成溶原状态的噬菌体称为形成溶原状态的噬菌体称为溶原性噬菌体或温和溶原性噬菌体或温和性噬菌体性噬菌体。整合在细菌。整合在细菌DNA上的噬菌体基因称为上的噬菌体基因称为前噬菌体前噬菌体，带有前噬菌体的细菌称为，带有前噬菌体的细菌称为溶原性细菌。溶原性

4、细菌。细菌的鉴定与分型细菌的鉴定与分型 噬菌体与宿主菌的关系具有高度特异噬菌体与宿主菌的关系具有高度特异性，即一种噬菌体只能裂解一种和它相应的细菌，故可用性，即一种噬菌体只能裂解一种和它相应的细菌，故可用于未知细菌的鉴定和分型。于未知细菌的鉴定和分型。分子生物学研究的重要工具分子生物学研究的重要工具 噬菌体基因数量少，结构比噬菌体基因数量少，结构比细菌和高等细胞简单得多，且易获得大量的突变体。细菌和高等细胞简单得多，且易获得大量的突变体。细菌感染的诊断与治疗细菌感染的诊断与治疗 但由于噬菌体过于专一，限制了但由于噬菌体过于专一，限制了噬菌体在临床上的广泛应用。噬菌体在临床上的广泛应用。噬菌体的

5、应用噬菌体的应用第五章第五章 细菌的遗传与变异细菌的遗传与变异 子代与亲代之间的生物学性状具有相子代与亲代之间的生物学性状具有相似性，能代代相传。这种现象称为似性，能代代相传。这种现象称为遗传遗传；在一定条件下，若子代与亲代之间出现在一定条件下，若子代与亲代之间出现差异则称为差异则称为变异变异。变变 异异v遗传性变异（基因型变异）遗传性变异（基因型变异）细菌的基因结构发生了改变，如基因突变或重组，不细菌的基因结构发生了改变，如基因突变或重组，不可逆，可遗传给后代。可逆，可遗传给后代。v非遗传性变异（表型变异）非遗传性变异（表型变异）环境改变导致，基因结构未发生变异，可逆，不可遗环境改变导致，基

6、因结构未发生变异，可逆，不可遗传。传。第一节第一节 细菌的变异现象细菌的变异现象v形态、结构变异形态、结构变异v毒力变异毒力变异v耐药性变异耐药性变异v菌落变异菌落变异一、形态与结构的变异一、形态与结构的变异 3-6%NaCI鼠疫杆菌多形态性(衰残型)。琼脂培基一、形态与结构的变异一、形态与结构的变异 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)正常霍乱弧菌霍乱弧菌L型一、形态与结构的变异一、形态与结构的变异特殊结构的变异 42-43炭疽杆菌 失去形成芽胞能力,毒性降低 10-20天 变形杆菌（H）1%石炭

7、酸 （O）迁徙生长 单个菌落二、毒二、毒 力力 的的 变变 异异细菌的毒力变异表现为毒力的减弱或增强细菌的毒力变异表现为毒力的减弱或增强 毒力减弱毒力减弱 卡介苗（卡介苗（BCG）毒力增强毒力增强 白喉棒状杆菌白喉棒状杆菌三、耐三、耐 药药 性性 变变 异异细菌对某种抗菌药物可由敏感变成耐药细菌对某种抗菌药物可由敏感变成耐药耐药菌株耐药菌株 赖药菌株赖药菌株 多重耐药性菌株多重耐药性菌株 菌落变异菌落变异v 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 S 或在有免疫力的人体内或在有免疫力的人体内 R第二节第二节 细菌遗传变异的物质基础细菌遗传变异的物

8、质基础一、细一、细 菌菌 染染 色色 体体 二、质二、质 粒粒 DNA F因子因子 R因子因子 细菌素质粒细菌素质粒 毒力质粒或毒力质粒或VI质粒，质粒，质粒DNA的基本特征 质粒具有自我复制的能力。质粒具有自我复制的能力。质粒基因编码的产物赋予细菌某些性状特征质粒基因编码的产物赋予细菌某些性状特征。质粒可自行丢失与消除。质粒可自行丢失与消除。质粒转移性。质粒转移性。质粒可分为相容性与不相容性两种。质粒可分为相容性与不相容性两种。第三节第三节 细菌变异的机制细菌变异的机制一、突一、突 变变 突变是指遗传物质改变而引起的遗传型变异突变是指遗传物质改变而引起的遗传型变异 v自发突变自发突变v诱发突

9、变诱发突变 碱基置换碱基置换 移码移码二、细菌基因的转移与重组二、细菌基因的转移与重组v基因转移基因转移：外源性的遗传物质由供体菌转入受体外源性的遗传物质由供体菌转入受体菌细胞内的过程。菌细胞内的过程。v基因转移中提供基因转移中提供DNA的细菌为的细菌为供体菌供体菌，而接受而接受DNA的细菌为的细菌为受体菌受体菌。v外源性遗传物质：供体菌染色体外源性遗传物质：供体菌染色体DNA，质粒，质粒DNA及噬菌体基因等。及噬菌体基因等。重组重组：转移的基因与受体菌转移的基因与受体菌DNADNA整合在一起，整合在一起，使使受体菌获得供体菌某些特性。受体菌获得供体菌某些特性。两个不同性状的细菌之间通过遗传物

10、质的转两个不同性状的细菌之间通过遗传物质的转移和重组，可以发生遗传变异。移和重组，可以发生遗传变异。基因转移和重组的方式有基因转移和重组的方式有接合、转化、接合、转化、转导转导和和转换转换四种方式。四种方式。1.1.转化转化(transformation):(transformation):供体菌裂解游离的供体菌裂解游离的DNADNA片段转入某受体菌细胞内的过程。片段转入某受体菌细胞内的过程。2.2.接合接合(conjugation)(conjugation)接合：是细菌通过性菌接合：是细菌通过性菌毛相互连接沟通，将遗毛相互连接沟通，将遗传物质（主要是质粒传物质（主要是质粒DNADNA）从供体

11、菌转移给受体菌。从供体菌转移给受体菌。能通过能通过结合结合方式转移的方式转移的质粒称为质粒称为接合性质粒接合性质粒，不能通过性菌毛在细菌不能通过性菌毛在细菌间转移的质粒为间转移的质粒为非接合非接合性质粒性质粒。是以噬菌体为载体，将供体菌的一段是以噬菌体为载体，将供体菌的一段DNADNA转移到转移到受体菌内，是受体菌获得新的性状。受体菌内，是受体菌获得新的性状。v根据转导基因片段的范围，可将转导分为两类：根据转导基因片段的范围，可将转导分为两类：普遍性转导普遍性转导 （转导的（转导的DNADNA可是供菌染色体上的任何部分）、可是供菌染色体上的任何部分）、局限性转导局限性转导 （转导的（转导的DN

12、ADNA只限供菌染色体上的特定基因）。只限供菌染色体上的特定基因）。3.3.转导转导(transduction)(transduction)普遍性转导普遍性转导(generalized transduction)(generalized transduction)局限性转导局限性转导(restricted transduction)(restricted transduction)4.4.溶原性转换溶原性转换(lysogeniclysogenic conversion)conversion)当噬菌体感染细当噬菌体感染细菌时，宿主菌染菌时，宿主菌染色体中获得了噬色体中获得了噬菌体的菌体的DNADNA片段，片段，使其成为溶原状使其成为溶原状态时，而使细菌态时，而使细菌获得新的性状。获得新的性状。第四节第四节 细菌变异的应用细菌变异的应用v在疾病的诊断及预防中的应用在疾病的诊断及预防中的应用v 在基因工程方面的应用在基因工程方面的应用v细菌耐药性变异与抗感染治疗细菌耐药性变异与抗感染治疗v检测致癌物检测致癌物 主动外排系统示意图主动外排系统示意图 谢谢 谢谢！