细菌的形态学课件：4章细菌的遗传.ppt

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1、细菌的遗传学白求恩医学院病原生物学系王丽教授细菌遗传变异的物质基础遗传：变异：①遗传型变异（基因型变异）②非遗传型变异（表型变异）遗传物质：DNA基因组：细菌染色体染色体以外遗传物质（质粒和转位因子等）基因型变异与表型变异基因型–由细菌的基因组决定，可传给子代表型–基因型在一定环境中所显示的生物性状变异表型变异受环境的影响暂时性，不遗传基因型变异不受环境的影响稳定，可遗传基因型和表型变异的比较基因型变异表型变异基因结构变化未变可逆性无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细菌的基因组一、细菌染色体dsDNA，580

2、kb～5220kb复制快：105bp/min无组蛋白，无内含子，为连续基因识别区域：复制和转录起始区、终止区单倍体：突变后更易表现二、质粒（plasmid）染色体以外的遗传物质，双股环状闭合DNA，编码某些生物学性状1、特征⑴有自我复制的能力一个质粒是一个复制子紧密型：复制与染色体同步松弛型：与染色体的复制不相关⑵编码某些表型：F质粒（致育性质粒）R质粒（耐药性质粒）Vi质粒（毒力质粒）Col质粒（细菌素质粒）代谢质粒⑶可自行丢失或人工消除消除质粒，其所赋予的特性也随之消失⑷可在细菌间转移通过接合、转导、转化等方式⑸可分为相容性与不相容性两种

3、相容性：几种质粒共存于一个细菌内不相容性：几种质粒不能存于一个细菌内2、医学上重要的质粒F质粒（致育质粒）：F+：雄性菌，性菌毛（+）F-：雌性菌,性菌毛（-）R质粒（耐药性质粒）接合性非接合性毒力质粒或Vi质粒编码致病因子如：大肠埃希菌耐热性肠毒素(ST)不耐热性肠毒素(LT)细菌素质粒代谢质粒代谢酶三、其他遗传物质转座因子、整合子、前噬菌体1、转座因子细菌基因组上的一段核苷酸，能改变自身位置转移：同一染色体染色体--染色体质粒--质粒质粒--染色体包括：插入序列(insertionsequence,IS)转座子(transposon,Tn

4、)⑴插入序列（IS）两端重复序列，与插入有关不带有表现任何性状的基因编码转座酶、调节蛋白⑵转座子（Tn）两端为IS中心序列有与转位无关的基因耐药基因毒力基因结果：染色体突变耐药性产生IS参与沙门菌鞭毛抗原（H）的变异ISH1geneH2geneH1鞭毛抗原H2鞭毛抗原常见的插入序列和转座子ISbpTn耐药或毒素基因IS1768Tn1AP（氨苄青霉素）IS21327Tn6Kan（卡那霉素）IS31300Tn10Tet（四环素）IS41426Tn551Em（红霉素）IS51195Tn681E.coliET（肠毒素）2、整合子（integron，I

5、n）是一种运动性的DNA分子，可捕获和整合外源性基因。定位于细菌染色体、质粒或转座子上基本结构：两端为保守末端，中间为可变区，含一个或多个基因盒整合子含有3个功能元件：重组位点；整合酶基因；启动子通过转座子或接合性质粒，使多种耐药基因在细菌中进行水平传播3、前噬菌体（prophage）参与细菌变异：转导、溶原性转换当前噬菌体整合到细菌染色体上，使其成为溶原菌的一种基因，编码某种产物，能改变溶原性细菌的某些生物学性状。如白喉棒状杆菌、细菌的变异现象一形态变异结构变异L型，失去特殊结构二毒力变异增强、减弱三抗原性变异I型-II型，OAg四耐药性变

6、异耐药株、依赖株五酶活性变异营养缺陷型六菌落变异S-R变异。19世纪70年代，全球死于“白色瘟疫”—肺结核的人数占死亡总人数的七分之一。经过13年共230多代的传代，结核杆菌的毒力大大减弱，制成减毒活疫苗-卡介苗。1906年，卡默德和介兰分离出毒性强的牛型结核杆菌，接种在含胆汁的马铃薯培养基上，每隔3个星期将结核杆菌菌苔转种到新鲜培养基上。细菌的变异机制基因突变细菌基因的转移和重组1．基因突变(mutation)：遗传物质结构发生突然改变基因突变类型：基因突变：点突变染色体畸变：范围大突变株：野生株：基因突变的规律突变率：10-6~10-9自

7、发突变与诱发突变：自发突变：彷徨试验（自发、随机）诱发突变：X－线、UV等突变与选择：影印培养(抗菌药物的使用与细菌耐药性的产生并无必然联系)回复突变与抑制突变正向突变：野生型突变型回复突变:突变型野生型一个抑制基因的突变,抑制了第一次突变所致的形状改变.自发的，随机的，非诱导的药物仅起选择作用（耐药性菌株在接触药物前已出现，抗菌药物的作用只是选择耐药株）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。突变型细菌及其分离：抗性突变型耐药性突变药敏试验营养缺陷突变型原养型->营养缺陷型营养物质筛

8、选条件致死性突变型某种条件不能存活如:温度敏感突变株(Ts):42度不存活温度敏感试验发酵阴性突变型失去发酵某种糖的能力乳糖发酵试验细菌的基因转移和重组的方式:转化