第十三章细菌的遗传变异.ppt
第7章细菌的遗传变异,遗传（heredity）遗传使细菌的性状保持相对稳定，且代代相传，使其种属得以保存变异（variation）在一定条件下，子代和亲代之间以及子代和子代之间的生物学性状出现差异，有利于物种进化,1,蛮蝴劫彪懒勇菩控证谨扼紫佩躲卫史届啼疙衣氏吨碉际攻舰汁霖斟邻量皑第十三章细菌的遗传变异第十三章细菌的遗传变异,基因型变异和表现型变异的比较,基因型变异,表现型变异,基因结构,变化 未变,可逆性,不或极少 可逆,稳定性,稳定 不稳定,环境影响,涉及细菌数,不受影响 受影响,个别 全体,2,溯拌线井伏亨蜕裤厘洛踪淮粳衔糠岳莽酉性首食妖议已惧蜂壹肠卷肋郁晰第十三章细菌的遗传变异第十三章细菌的遗传变异,第一节 细菌的变异现象,一、形态结构的变异（1）荚膜变异（肺炎球菌）、芽胞变异（炭疽杆菌）、鞭毛变异（H-O变异：变形杆菌）、色素变异（粘质沙雷菌）（2）L型变异：肽聚糖合成障碍导致的细胞壁缺陷型，由体内体外各种因素形成，其特点为：1、形态多变，不易染色；2、只能在高渗培养基上生长；3、L型菌在生化反应、抗原性、耐药性方面均与原菌不同；4、L型菌仍有一定致病性（金葡菌、链球菌等）5、部分细菌的L型变异有可逆性（金葡菌）,销桌马购瓣骆消掖巷哆朽慌涝慑掠泡义恳物外峨届跃教篮铲热邯守睁沸型第十三章细菌的遗传变异第十三章细菌的遗传变异,二、菌落变异：光滑型（S）与粗糙型（R）三、毒力变异：卡介苗（BCG）的培养四、抗药性变异：耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）,侯鹰橇龙惩模轿锚赴疾秘吧禄冶宇妮竹农良缨血询苑伪达獭奋总兴羌霉埠第十三章细菌的遗传变异第十三章细菌的遗传变异,第二节 遗传变异的物质基础,一、细菌的染色体：包括真核细胞和原核细胞细菌染色体：裸露的dsDNA，3.25106 bp；只有一个复制起始位点；复制快：105 bp/min；无组蛋白，为连续基因；含有重叠序列；染色体上的DNA按碱基互补配对原则配对。基因：DNA分子中不同排列顺序的DNA区段所构成的特定的功能单位。,铲忿启域蝉搽屑截汗缔贝貌猪叠叠岁馏征拼滞芽甥菇酣骂儡潍责垄随熙抬第十三章细菌的遗传变异第十三章细菌的遗传变异,二、质粒（plasmid）：,是原核细菌染色体外的遗传物质，位于细胞质内。是双股闭环的DNA链，携带的基因数少，多携带抗药性基因、产抗生素基因、产毒素基因等，可自行复制、转移。,功能：F质粒转移；R质粒耐药；Col质粒细菌素,6,负绝救哎贿袖蒲诌匹目铅笨吱抡哦跳戎嘻挚胎新僵怀基并枫科卯梗只痔摩第十三章细菌的遗传变异第十三章细菌的遗传变异,噬菌体（bacteriophage）：,形态结构:蝌蚪形衣壳：蛋白质核酸：dsDNA,分布广:有菌就有噬菌体宿主特异性：流行病调查；分型参与细菌变异：转导,溶原性转换,7,拄逮牺谭酵姆网遍弦醚病糯驰跳旧忱鸦蹬臣锭践决腋谰撞蒙帧谤仅援魂吁第十三章细菌的遗传变异第十三章细菌的遗传变异,第三节 变异的原理,一、变异的一般机理包括基因突变和基因重组。（一）基因突变突变：指细菌遗传基因结构上发生突然而稳定的改变，从而导致细菌发生遗传性变异。突变包括基因突变和染色体畸变。基因突变包括自然突变和诱发突变，其分子基础是碱基置换、碱基互变异构和碱基的减少、增加和倒置。,镇蚕张术环灸悟拇裴拨囱晾殷积特侵闭袱饭逛鹅望悔曾漳坞服渡冷搔粹丰第十三章细菌的遗传变异第十三章细菌的遗传变异,（二）基因重组,指细菌的基因通过接合、转导、转化等方式转移给另一个同种或异种的细菌，并经基因的重新组合后，形成新的遗传型个体的方式。,呻讲饰昂亮咏衔哺致笨须睛块韧刹韧趣嘉诲核拘金绸渗誓崇沈荫阑萧以晒第十三章细菌的遗传变异第十三章细菌的遗传变异,转移和重组,转移：外源性的遗传物质由供体菌转入某受体菌细胞的过程 重组：转移的基因与受体菌DNA 整合在一起称为重组，使受体菌获得供体菌的某些性状。,类型 基因来源 转移方式,转化 供菌 受菌摄入,接合 供菌 通过性菌毛,转导 供菌 噬菌体媒介,溶原性转换 噬菌体 前噬菌体,10,细胞融合 不同细胞 细胞融合,坎朗限诵救斧奢金钙职洲绢怀脖浚涎蔡尼邀睦命吃萧烩痞阵雁皱兄敦茄纯第十三章细菌的遗传变异第十三章细菌的遗传变异,接合（conjugation）通过性菌毛将供菌DNA转给受体菌，受体菌获得供体菌性状；接合性质粒包括F质粒、R质粒。,11,粤猜坡脐吴吗触宅锅徽皂跺啦隧悯哺卫兵哗垒俯渡详值兆陛喂嫂房彰绥简第十三章细菌的遗传变异第十三章细菌的遗传变异,F质粒（fertility factor,致育因子）,接触：细胞质沟通转移：F质粒进入F菌，1分钟完成复制：F菌转为F菌,12,纱抽啊旬妮斤射哲柑阴胰眯塌望顶痔霞胸坛根王但造镣拷兜忧暗套偿呼姿第十三章细菌的遗传变异第十三章细菌的遗传变异,转化（transformation）：受菌主动摄取外源性DNA 供菌死亡时释放或人工方法提取DNA,14,赦膊崔锥盂庶祈迸粤瓤出寺碾液削妄溢元勋趋层壮秉丁抨烁噪瑰扳士襄聋第十三章细菌的遗传变异第十三章细菌的遗传变异,影响因素：供、受菌基因型：同源性；亲缘关系近，转化率高感受态（competence）：生理活动过程中摄取 转化因子的最佳时期 环境因素：Mg2、Ca2等可促进转化,15,俞搭曾齐吾耗酝加绅廷刮拨谋钞粮道氦悸依蹿辊枚膨岩凯所浊颓圈煎亚狙第十三章细菌的遗传变异第十三章细菌的遗传变异,转导（transduction）噬菌体媒介 将供菌DNA转给受菌，使受菌获得供菌的部分遗传性状 分普遍性转导和局限性转导,16,器打耳私同狭帮呸菊谓瞥筋槛挽蹦晤披粟旺渴履敷逝狸呸亢圣章羌品阁幻第十三章细菌的遗传变异第十三章细菌的遗传变异,毒性噬菌体、温和噬菌体均可介导 装配错误：任何部位细菌DNA片段转导性噬菌体：宿主菌DNA，无噬菌体DNA受菌接受转导噬菌体(供菌)DNA受菌获得供菌性状,普遍性转导：,17,晋悉饿云肪巡资拂柠耗跋断翱彼慨关搭赔敲熔忘沉疯精窜谭酋抉霞憋姨哎第十三章细菌的遗传变异第十三章细菌的遗传变异,局限性转导：温和性噬菌体,脱落错误：前噬菌体及两边的细菌DNA转导性噬菌体：噬菌体DNA及细菌DNA,18,掣潮瘴蒋睫桑李桓著借俐壮锣约疥位芝葫瞬盾恢御豪咙祖银蹈扫后毯钎姓第十三章细菌的遗传变异第十三章细菌的遗传变异,溶原性转换（lysogenic conversion）温和噬菌体DNA以前噬菌体形式与菌染色体整合，成为溶原性细菌，从而获得新的性状。如白喉杆菌：-噬菌体-外毒素基因 不产毒白喉杆菌 产毒白喉杆菌,19,梭猜粤闸锅尔慌囚墓起隅悄回椰窗蜀赞沥唯匹警柱亥钥撞拧籍区秽部马莹第十三章细菌的遗传变异第十三章细菌的遗传变异,细胞融合,由两个遗传性状不同的细胞，分别通过酶解作用进行溶解，在高渗溶液中除去细胞壁形成原生质体，将两个原生质体在高渗条件下用融合剂（PEG）使二者融合，形成具有新的遗传性状的重组细胞。在抗生素、酶、氨基酸制备中常用，尤其在单克隆抗体的制备中。,腿绥分址迟挚烈钟滇懈丑焰匪病漳庆药脆遏惟礼圣佑吏几伪团恶躯其名笺第十三章细菌的遗传变异第十三章细菌的遗传变异,二、细菌抗药性变异的原理,（一）自然突变和选择 抗药性突变与外界药物的存在与否无关，而是以一定的突变率发生在某些细菌中。药物仅起选择作用。抗药性的自然突变率低。由基因突变形成的抗药性，与细菌因经常接触抗菌药物产生生理适应而导致的抗药性，有一定区别。,鞍侣阑靖珍逊戈衍北酸汕餐院炒激鞘弃卞偿盲有海气身带士慧迟逮廉钒蒸第十三章细菌的遗传变异第十三章细菌的遗传变异,彷徨试验：随机的、非定向的突变是在接触噬 菌体之前就已发生，噬菌体对突变 仅起筛选而不是诱导作用。,22,狰敏庄鼓粪延惧创江懦妻液璃峰条剩祟忆抗逝羌廷钓工睹崔牡曰炒瘤盅驶第十三章细菌的遗传变异第十三章细菌的遗传变异,影印平板：自发的，随机的，非诱导的药 物仅起选择作用,23,航避衷瞪萄缅限捶试钓蛇砰蚕唯岸窃呼竖凹舅勃混蜀盾祁树她临位铺膝牢第十三章细菌的遗传变异第十三章细菌的遗传变异,（二）抗药性质粒（R质粒）和抗药性的传递与扩散,磁斯瞳掐塑犀叮札珊衬竞而沂醛攘唁锹园鼓并苦赊宣哩乘镍吃硼圭拷锰坷第十三章细菌的遗传变异第十三章细菌的遗传变异,（三）R质粒编码细菌的抗药性,1、产生顿挫酶2、改变细胞通透性3、改变药物的原始作用点,熄澎寸透抚搬尚戴坝隘仰桑学晕卒啮患益儡挚坦挞硼告赏基露捏卵芝泄核第十三章细菌的遗传变异第十三章细菌的遗传变异,一、医药工业生产方面的应用 选育高质量的菌种二、疾病的诊断和防治的应用,第四节 变异的实际意义,农苛赡媚轻轮汾谬也蜒伦娄宵货述乃坠滤买澈著鹃哮孙褒奋犁作煽七池锑第十三章细菌的遗传变异第十三章细菌的遗传变异,诊断困难 HO变异：如伤寒沙门菌鞭毛 SR变异：消失荚膜或多糖 抗原性改变 毒力下降，生化反应改变治疗困难：耐药 预防：BCG 牛型结核杆菌（有毒株）胆汁-甘油-马铃薯培养 13年，230次传代 减毒株（BCG）,27,绊以移雪颅群责从寻坡稀耐宰砂戌困商袄测堕扭放容糠出岔旨芒寄苫芜轰第十三章细菌的遗传变异第十三章细菌的遗传变异,三、基因工程,载体：质粒，噬菌体工程菌和酶：限制性内切酶，连接酶选择目的基因，细菌中表达，如胰岛素、白介素、干扰素等基因工程疫苗,29,逃墒央铆诅戌鞋腋盖初寿戳铸班蝉绑翁师傍考六携络凡呐擦悄爆兰民坞畅第十三章细菌的遗传变异第十三章细菌的遗传变异,
