细菌的遗传与变异2012

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1、Bacterialheredityandvariation教学重难点1、教学重点：细菌变异的机制2、教学难点：细菌遗传和变异的物质基础遗传（heredity）子代与亲代的生物学性状基本相同，且代代相传。变异（variation）子代与亲代以及子代与子代之间的生物学性状出现差异。基因型变异表型变异基因改变+-遗传+-可逆性-+外界环境-+变异幅度个别细胞群体------细菌的变异现象毒力变异形态结构的变异耐药性变异细菌的变异现象菌落变异------细菌的变异现象形态结构变异正常形态细菌细菌L型葡萄球菌葡萄球菌L型青霉素

2、、溶菌酶等------细菌的变异现象形态结构变异有荚膜的肺炎球菌无荚膜的肺炎球菌------细菌的变异现象毒力变异白喉棒状杆菌获得白喉毒素β棒状杆菌噬菌体白喉杆菌溶原性转换示意图------细菌的变异现象耐药性变异1.金黄色葡萄球菌耐青霉素的菌株已从1946年的14%上升至目前的80%以上。2.有些细菌还表现为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。含链霉素培养基痢疾杆菌─────→依链株(耐药菌株)长期培养------细菌的变异现象细菌菌落形态变异S型菌落R型菌落------细菌的遗传物质质粒染色体

3、噬菌体细菌的遗传物质转位因子整合子染色体（chromosome）环状双螺旋DNA，长约1mm,决定细菌基因型(genotype)和表型(phenotype）缺乏组蛋白，有核蛋白染色体基因无内含子细菌染色体DNA的复制和高等生物十分相似。------细菌的遗传物质质粒（plasmid）染色体外的遗传物质，是环状闭合双链的DNA，存在于细胞质中，具有自我复制能力，所携带的遗传物质能赋予宿主菌某些生物学性状。------细菌的遗传物质医学上重要的质粒F质粒（致育因子）-编码细菌的性菌毛R质粒(耐药性质粒)-与细菌耐药性有关

4、3.Vi质粒（毒力质粒）-编码与该菌致病性有关的毒力因子，如ST、LT质粒4.代谢质粒-编码产生相关的代谢酶5.细菌素质粒-编码细菌素------细菌的遗传物质质粒（plasmid）质粒的特性1.自我复制（紧密型质粒和松弛型质粒）2.可以自行丢失与消除3.可赋予细菌新的性状4.可在菌间转移5.相容性和不相容性------细菌的遗传物质质粒（plasmid）噬菌体(bacteriophage)------细菌的遗传物质噬菌体(bacteriophage)------细菌的遗传物质噬菌体(bacteriophage)--

5、----细菌的遗传物质相关概念1.前噬菌体（prophage）：?2.溶原性细菌（lysogenicbacterium）：?3.温和噬菌体（temperatephage）：?转位因子(Transposableelement)转位因子是存在于细菌染色体或质粒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，不断改变它们在基因组的位置，能从一个基因组转移到另一个基因组中。------细菌的遗传物质转位因子(Transposableelement)------细菌的遗传物质转位因子分类插入系列转座子转座噬菌体

6、或前噬菌体是最小的转位因子，不携带细菌表现任何性状的基因，可能是原核细胞正常代谢的调节开关之一除携带与转位有关的基因外，还携带耐药性基因、毒素基因等,它可能与细菌的多重耐药性有关转座子携带耐药或毒素基因Tn1Tn2Tn3AP(氨苄青霉素)Tn4AP、SM(链霉素)、Su(磺胺)Tn5Tn6Km(卡那霉素)Tn7TMP(甲氧苄氨嘧啶)、SMTn9Cm(氯霉素)Tn10Tc(四环素)Tn551Em(红霉素)Tn971Em(红霉素)Tn1681大肠埃希菌(肠毒素基因)转座子的特征------细菌的变异机制一、基因突变(mu

7、tation)基因突变即遗传物质结构发生突然改变基因突变的类型点突变：范围小染色体畸变：范围大基因突变的机制碱基的置换和移码------细菌的变异机制一、基因突变(mutation)基因突变特性1.自发性与可诱发性2.随机性与不对应性e.g.彷徨试验；影印试验3.可逆性突变可回复：野生型↔突变株------细菌的变异机制一、基因突变(mutation)彷徨实验影印实验转导转化接合溶原性转换原生质体融合------细菌的变异机制二、基因的转移和重组------基因的转移和重组二、基因的转移和重组转化（transform

8、ation）转化是供体菌裂解游离的DNA片段被受体菌直接摄取，使受体菌获得新的性状。------基因的转移和重组二、基因的转移和重组转化（transformation）------基因的转移和重组二、基因的转移和重组转导（transduction）以温和噬菌体为媒介，将供体菌的DNA片段转移到受体菌内，使受体菌获得新的性状。普遍性转导（gene