细菌的遗传与变异第五章细菌的感染与免疫.ppt

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1、第四章细菌的遗传与变异,遗传(heredity)变异(variation),基因型变异（遗传性变异）,表型变异（非遗传性变异）,在一定条件下，细菌的生物学性状代代相传，保持相对稳定称遗传。,细菌子代与亲代之间或子代之间生物学性状出现差异,遗传型变异和非遗传型变异 的比较,第一节 细菌的变异现象,一、形态结构的变异（一）形态变异：环境条件改变；药物、补体等作用,3-6%食盐鼠疫耶尔森菌 多形态性,陈旧培基物,有荚膜的肺炎球菌,无荚膜的肺炎球菌,（二）结构变异：细菌的一些特殊结构也可发生变异，如荚膜、鞭毛、芽孢、L型等变异 由有到无等。,二、毒力变异,三、耐药性变异 细菌对某种抗菌药物由敏感变成耐

2、药的变异称耐药性变异，这种变异给临床治疗带来很大的困难，并成为当今医学上的重要问题。,毒力增强：棒状噬菌体白喉棒状杆菌 获得白喉毒素,毒力减弱：牛分枝杆菌 卡介苗,胆汁、甘油、马铃薯培养基,13年(230代),五、菌落变异 细菌的菌落由光滑（S）型变异为粗糙（R）型多见，且常伴随细菌理化性状、抗原性、代谢酶活性及毒力等也发生改变。,S型菌落,R型菌落,四、抗原变异细菌的鞭毛主要成分为蛋白质，为该菌的抗原，失去鞭毛可引起抗原变异；或抗原可由相变为相等。,第二节 细菌遗传变异的物质基础,细菌的染色体,质粒,转位因子,遗传变异的物质基础,噬菌体,一、细菌的染色体(chromosome)细菌的染色体是

3、环状双螺旋DNA长链，上有许多编码细菌生物学性状的基因，是细菌的主要遗传物质。,二、质粒(plasmid)是细菌染色体外的遗传物质，为环状闭合的双链DNA。,大质粒：含几百个基因,小质粒：含20-30个基因,（一）质粒的基本特征自我复制赋予细菌特殊性状非细菌生命活动必需转移性相容性与不相容性,质粒,F质粒,R质粒,Vi质粒,细菌素质粒,（二）医学上重要的质粒 1、致育质粒（F质粒）：编码性菌毛的功能 2、耐药质粒（R质粒）：决定细菌耐药性的产生 3、细菌素质粒：编码各种细菌产生的细菌素 4、毒力质粒（Vi质粒）：编码与致病性有关的毒力因子,R质粒,耐青霉素,耐磺胺药,耐链霉素,三、转位因子 是

4、存在细菌的染色体或质粒DNA分子上的一段特异性核苷酸序列片段，它能在DNA分子中移动，不断改变它们的基因组位置，从一个基因组转移到另一个基因组中。,IS,IS,中心序列（携带一些编码特殊性状的结构基因）,2转座子(Tn）：较长，除携带与转位有关的基因外，还携带一些编码特殊性状的结构基因，所以当其插入某一基因时，一方面可引起基因失活产生基因突变，且可因带入一些编码特殊性状的基因而获得新的性状。可能与多重耐药性的产生有关。,1插入序列（IS）：最小的转位因子，不携带任何与插入功能无关的基因区域，往往插入后与插入点附近的序列共同起作用，可能是原细胞正常代谢的调节开关之一。,3.转座噬菌体(TB)是具

5、有转座功能的溶原性噬菌体,前噬菌体,噬菌体,溶原性噬菌体,四、噬菌体（phage）：,（一）噬菌体的生物学性状个体微小，需用电子显微镜观察蝌蚪形、微球形、线形,是侵噬细菌或真菌的病毒,噬菌体结构,头部核心：DNA 或 RNA衣壳：蛋白质二十面体立体对称 尾部蛋白质与吸附宿主有关尾须、尾领、尾髓、尾鞘、尾板、尾刺、尾丝,严格的宿主特异性,抵抗力：比一般细菌强，70 30分钟仍具活性 低温条件下能长期存活,（二）噬菌体与宿主菌的相互关系,毒性噬菌体溶菌性周期 温和噬菌体溶原性周期（1）前噬菌体（2）溶原性细菌：特征：能正常分裂，并将前噬菌体传代前噬菌体可编码阻遏蛋白抑制后进入的毒性噬菌体进行生物合

6、成整合的前噬菌体给细 菌带来新的性状前噬菌体可脱离宿主菌染色体进入溶菌周期,第三节 细菌变异的机制,基因的突变,基因的转移与重组,基因损伤后修复,细菌基因结构的改变主要通过以下方式实现：,一、基因的突变 突变是细菌遗传物质的结构发生突然而稳定的变化，导致细菌的遗传性变异。,（一）基因突变规律：1.突变率：自发突变率很低，但用一些理化因素诱导则可大大提高突变率。2.突变与选择：突变是随机的、不定向的，外界环境不能决定突变，只能对突变进行选择。3.突变的回复：细菌由野生型变为突变型是正向突变，而突变株经又一次突变可恢复野生型的性状，这一过程称回复突变。,（二）DNA损伤后修复,二、基因的转移与重组

7、 外源性的遗传物质由供体菌转入某受体菌细胞内的过程称为基因转移，而转移的基因与DNA整合在一起称为重组.,基因转移重组的方式有：转化、接合、转导、溶原性转换,（一）转化(transformation)：是供体菌裂解游离的DNA片段被受体菌直接摄取，受体菌获得新的性状。,肺炎双球菌,小鼠死,小鼠死,小鼠死,（二）接合(conjugation)：是细菌通过性菌毛沟通，将遗传物质（主要是质粒DNA）从供体菌转移给受体菌。,1F质粒的接合：F+菌与F-菌经接合后，F-菌可获得F质粒而成为F+菌。,R质粒的接合：R质粒由耐药传递因子（RTF）和耐药(r)决定子两部分组成。,RTF,IS,r决定子,RTF

8、,IS,IS,r决定子,Tn9,Tn4,Tn5,R质粒的接合,A-Antibiotics,（三）转导(transduction)：是以温和噬菌体为载体，将供体菌的一段DNA转移到受体菌内，使受体菌获得新的性状。转导比转化可转移更大片段DNA。,1普遍性转导(generalized transduction)：,整合,未整合,完全转导,流产转导,2局限性转导(restricted transduction)：又称特异性转导(specialized transduction),（四）溶原性转换,前噬菌体,溶原性细菌,新性状,第四节 细菌遗传变异在医学上的应用,一、在疾病的诊断、治疗与预防中的应用二

9、、在测定致癌物质中的应用三、在流行病学中的应用四、在基因工程中的应用,小 结,1、举例说明几种细菌变异现象 2、细菌的遗传物质染色体、质粒（特点）及转位因子。3、细菌变异的机制，细菌基因重组的方式转化、接合、转导、溶原性转换和细胞融合（概念）。4、细菌遗传变异的实际意义。,第五章 细菌的感染与免疫,教学大纲,掌握内容细菌的感染与致病细菌的毒力；外毒素与内毒素病毒的感染与致病病毒侵入机体的方式与传播途径；病毒感染类型真菌的感染与致病熟悉内容微生态平衡与失调；细菌引起的感染类型了解内容医院内感染及预防；决定细菌侵袭力的因素,细菌的致病性,机体的免疫力,外因环境因素的影响,病原菌入侵到机体后，一定会

10、引起机体生病吗？,细菌的感染细菌侵入宿主机体后，进行生长繁殖、释放毒性物质等引起不同程度的病理过程。,细菌的毒力,细菌侵入宿主的数量,细菌侵入的部位（侵入门户）,致病因素,侵袭力,毒素,第一节 细菌的致病性,侵袭力：病原菌有突破 宿主皮肤、黏膜生理屏障等 免疫防御机制，进入 体内 定居、繁殖 和扩散 的能力，包括荚膜、粘附素和侵袭性物质。毒素：含有损害宿主组织、器官并引起生理功能紊乱的大分子成分。,毒力,一、细菌的毒力,（2）荚膜、微荚膜,（1）黏附素：细菌表面的蛋白质。菌毛分泌物 细菌的表面组分：如磷壁酸。,2、侵袭性物质：协助病菌抗吞噬或向四周扩散。如：致病性葡萄球菌凝固酶 A群链球菌透明

11、质酸酶、链激酶等,（一）侵袭力,1、菌体的表面结构,细菌在生长繁殖中产生和释放的毒性成分，可直接或间接损伤宿主细胞、组织和器官，干扰其生理功能。外毒素内毒素,（二）毒素,外毒素,甲醛,类毒素,马,抗毒素,细菌在生长繁殖中产生并释放到菌体外的毒性成分,1）产生菌：革兰阳性菌，少部分革兰阴性菌,2）化学成分：蛋白质,3）稳定性：不耐热,4）毒性：强，有组织选择性,5）抗原性：强,next,1.外毒素,5）抗原性：弱,是革兰阴性菌细胞壁中的脂多糖成分，在细菌裂解后才释放出。,1）产生菌：革兰阴性菌,2）化学成分：脂多糖,3）稳定性：耐热,4）毒性：弱，无组织选择性,致热反应白细胞反应 弥散性血管内凝

12、血（DIC）内毒素血症与休克,2.内毒素,内毒素毒性作用,(A)热源性,(C)内毒素血症和休克,(D)弥漫性血管内凝血（DIC）,(B)白细胞数目改变,二、细菌的侵入数量与途径,足够的数量：毒力愈强所需的菌量越少毒力愈弱所需的菌量越多适当的侵入途径,呼吸道、消化道、皮肤、血液、性传播垂直传播、昆虫媒介,细菌的致病性,细菌的毒力细菌的侵入数量细菌的侵入门户,毒素,菌毛和粘附素,侵袭性物质,荚膜和类荚膜,外毒素,内毒素,侵袭力,第三节感染的种类与类型,外源性感染,内源性感染,病人,病原携带者,患病及带菌动物,条件致病菌,依来源,社会感染,医院感染,依感染的场所,自然因素,社会因素,医院感染的概述,

13、医院感染常见的微生物,感染对象,发生地点,发生时间,概念,监测与控制,细菌,病毒,真菌,微生物学监测,院感控制,感染类型,不感染,隐性感染（亚临床感染）,显性感染,毒血症脓毒血症内毒素血症败血症菌血症,带菌状态,局部感染全身感染,潜伏感染,病情,急性感染慢性感染,部位,急性感染：,突然发作，症状明显而急，病程较短（数日数周），病愈后，病原菌从宿主体内消失,慢性感染：,病情缓慢、病程长（数月数年）、多见于胞内寄生菌,局部感染：,致病菌侵入宿主体内后，局限在一定部位繁殖引起病变的一种感染类型。,全身感染：,感染发生后，致病菌或其毒性产物向全身播散引起全身性症状的一种感染类型。,（）菌血症：病原菌在

14、局部生长繁殖，一时性、间断性地侵入血流中，但病原菌不能在血流中大量生长繁殖，引起轻微症状。如伤寒早期的菌血症、布氏杆菌菌血症。,全身感染：,（2）毒血症：这是病原菌在局部生长繁殖过程中，细菌不侵入血流，但其产生的外毒素进入血流，引起特殊的中毒症状，如白喉、破伤风等。,（）内毒素血症：革兰氏阴性细菌侵入血流，并在其中大量繁殖，菌体崩解后产生大量的内毒素进入血流，引起全身中毒症状，如急性中毒性菌痢等。,（）败血症：病原菌不断侵入血流，并在血流中大量繁殖，释放毒素，造成机体严重损害，引起全身中毒症状，如不规则高热，有时有皮肤、粘膜出血点，肝、脾肿大等。,（）脓毒血症：化脓性细菌侵入血液并在其中大量生长繁殖,细菌随血流扩散，在全身多个器官（如肝、肺、肾等）引起多发性化脓病灶。如金黄色葡萄球菌严重感染时引起的脓毒血症。,感染类型 细菌是否进入血流 毒素是否进入血流,菌血症 一时性或间断性进入 否 极少量繁殖,毒血症 否 外毒素入血,内毒素血症 是,大量繁殖 内毒素入血,败血症 是,大量繁殖 毒素入血,脓毒血症 化脓菌入血并大量繁殖 毒素入血,1细菌侵袭力包括哪些方面？毒力包括哪些方面？举例说明2试比较内毒素与外毒素的区别？3类毒素的概念及其用途4何谓带菌者5试述菌血症、败血症、毒血症、内毒素血症和脓毒血症的概念，举例。,复习思考题,