細(xì)菌遺傳和變異(6)課件

1、關(guān)于細(xì)菌的遺傳與變異 (6)第一張，PPT共四十一頁，創(chuàng)作于2022年6月掌握：細(xì)菌質(zhì)粒的概念及主要性質(zhì)，F(xiàn)質(zhì)粒及R質(zhì)粒的概念。熟悉：細(xì)菌的遺傳物質(zhì)。細(xì)菌的變異現(xiàn)象。教學(xué)目標(biāo)了解：細(xì)菌的遺傳變異在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。 第二張，PPT共四十一頁，創(chuàng)作于2022年6月思考：與細(xì)菌性狀相關(guān)的遺傳物質(zhì)有哪些？細(xì)菌有哪些方式可改變遺傳物質(zhì)細(xì)菌的遺傳與變異有何用途第三張，PPT共四十一頁，創(chuàng)作于2022年6月遺傳(heredity)：細(xì)菌的性狀保持相對穩(wěn)定，且代代相傳。變異(variation)：在一定條件下，子代與親代之間以及子代與子代之間的生物學(xué)性狀出現(xiàn)的差異。細(xì)菌的遺傳保證了物種的穩(wěn)定性，變異則產(chǎn)生變種或

2、新種，有利于物種的進(jìn)化第四張，PPT共四十一頁，創(chuàng)作于2022年6月細(xì)菌變異的類型1.遺傳性變異：又稱基因型變異 特點(diǎn)： 常發(fā)生于個別的細(xì)菌 不受環(huán)境因素的影響 變異是不可逆的牛型結(jié)核桿菌（有毒株）膽汁-甘油-馬鈴薯培養(yǎng) 13年，230次傳代減毒株（BCG）例：第五張，PPT共四十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2.表型變異：又稱非遺傳性變異 特點(diǎn)： 基因結(jié)構(gòu)未改變。 發(fā)生于同一環(huán)境中所有細(xì)菌 影響因素去除后，變異的性狀又可復(fù)原。 例：細(xì)菌L型第六張，PPT共四十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 細(xì)菌基因組質(zhì)粒噬菌體基因組包括細(xì)菌染色體染色體以外遺傳物質(zhì) 第七張，PPT共四十一頁，創(chuàng)作于2022年6

3、月1、細(xì)菌染色體特征： 多數(shù)為一條環(huán)狀dsDNA。 非編碼序列少、基因多為單拷貝、無內(nèi)含子、操縱子結(jié)構(gòu)。致病島（pathogenicity island）病原菌基因組中存在編碼與細(xì)菌毒力或致病性相關(guān)因子的外源DNA片段。第八張，PPT共四十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 致育質(zhì)粒或稱F質(zhì)粒（fertility plasmid） 耐藥性質(zhì)粒 毒力質(zhì)?；騐i質(zhì)粒 Col質(zhì)粒細(xì)菌素 代謝質(zhì)粒乳糖酶2、質(zhì)粒種類第九張，PPT共四十一頁，創(chuàng)作于2022年6月自我復(fù)制能力：一個質(zhì)粒是一個復(fù)制子可自行丟失與清除 質(zhì)粒非是細(xì)菌生命活動必須的遺傳物質(zhì)可在細(xì)菌間轉(zhuǎn)移相容性與不相容性編碼細(xì)菌某些特定性狀： 如 致育性、

4、耐藥性、致病性質(zhì)粒特征第十張，PPT共四十一頁，創(chuàng)作于2022年6月3、轉(zhuǎn)位因子(transposable element)（1）概念：細(xì)菌基因組內(nèi)能改變自身位置的一段核苷酸序列第十一張，PPT共四十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）特點(diǎn)： 是細(xì)菌菌體內(nèi)可移動的遺傳物質(zhì) 能在質(zhì)粒間、染色體間、質(zhì)粒與染色體之間、染色體內(nèi)自行轉(zhuǎn)移位置 轉(zhuǎn)座作用依賴自身合成的特異性轉(zhuǎn)座酶（tansposase）第十二張，PPT共四十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）分類特點(diǎn)：最簡單的轉(zhuǎn)座因子。結(jié)構(gòu)中不含與轉(zhuǎn)座無關(guān)的功能性表達(dá)基因?？瑟?dú)立存在，也可成為轉(zhuǎn)座子的一部分。 1）插入序列（insertion sequence,

5、IS）第十三張，PPT共四十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2）轉(zhuǎn)座子（transposon,Tn） 除兩端的IS外還帶有與轉(zhuǎn)座無關(guān)的耐藥、毒力等基因，并隨Tn轉(zhuǎn)座發(fā)生轉(zhuǎn)移重組，致染色體突變，促使生物變異。第十四張，PPT共四十一頁，創(chuàng)作于2022年6月4、整合子（integron，In） 存在于染色體、質(zhì)?；蜣D(zhuǎn)座子上的一種運(yùn)動性DNA分子，具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)可捕獲和整合外源性基因，使之轉(zhuǎn)變成為功能性基因的表達(dá)單位。1989年Strokes和Hall首次提出整合子的概念。第十五張，PPT共四十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 細(xì)菌基因突變范圍：點(diǎn)突變或小突變大突變（染色體畸變） 細(xì)菌遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生穩(wěn)定

6、的改變，導(dǎo)致細(xì)菌性狀的遺傳性變異誘因：自發(fā)突變、誘發(fā)突變方式：堿基置換、移碼突變特點(diǎn)：隨機(jī)性和可回復(fù)性第十六張，PPT共四十一頁，創(chuàng)作于2022年6月影印培養(yǎng)示意圖 抗生素敏感細(xì)菌接種于1952年，Lederberg等設(shè)計了影印試驗（replica plating），篩選耐藥菌株 第十七張，PPT共四十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1.細(xì)菌耐藥性突變是自發(fā)的，隨機(jī)的，非誘導(dǎo)的；2.藥物僅起選擇作用3.突變發(fā)生越早，產(chǎn)生抗性突變株就越多。影印試驗證實：第十八張，PPT共四十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) 基因的轉(zhuǎn)移和重組 細(xì)菌間基因的轉(zhuǎn)移與重組是發(fā)生遺傳性變異的重要原因之一。 基因轉(zhuǎn)移(gene

7、transfer)遺傳物質(zhì)由供體菌進(jìn)入受體菌體內(nèi)的過程?；蛑亟M(recombination)轉(zhuǎn)移的基因與受體菌DNA整合在一起。第十九張，PPT共四十一頁，創(chuàng)作于2022年6月基因轉(zhuǎn)移重組的方式： 受體菌直接攝取供體菌游離DNA片段，整合后改變了受體菌的遺傳性狀。1.轉(zhuǎn)化（Transformation）第二十張，PPT共四十一頁，創(chuàng)作于2022年6月如 小鼠體內(nèi)肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化試驗第二十一張，PPT共四十一頁，創(chuàng)作于2022年6月遺傳物質(zhì)通過性菌毛由供體菌傳遞給受體菌，使受體菌遺傳性狀發(fā)生改變的過程。2.接合（Conjugation）F質(zhì)粒的接合R質(zhì)粒的接合第二十二張，PPT共四十一頁，創(chuàng)作

8、于2022年6月第二十三張，PPT共四十一頁，創(chuàng)作于2022年6月HfrF-HfrF-Hfr重組的F-第二十四張，PPT共四十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 以溫和噬菌體為載體，把供體菌的基因轉(zhuǎn)移到受體菌，使受體菌獲得新性狀的過程3.轉(zhuǎn)導(dǎo)（Transduction）普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo) 2 局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)完全轉(zhuǎn)導(dǎo)流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)第二十五張，PPT共四十一頁，創(chuàng)作于2022年6月結(jié)果普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)第二十六張，PPT共四十一頁，創(chuàng)作于2022年6月局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)（restricted transduction） 或稱特異性轉(zhuǎn)導(dǎo)溶原期時，噬菌體DNA發(fā)生偏差分離，將自身的一段DNA留在細(xì)菌染色體上，而帶走了細(xì)菌DNA上兩側(cè)的基因。當(dāng)

9、其轉(zhuǎn)導(dǎo)并整合到受體菌中，使受體菌獲得供體菌的某些遺傳性狀。第二十七張，PPT共四十一頁，創(chuàng)作于2022年6月4.溶原性轉(zhuǎn)換（Lysogenic conversion） 溫和噬菌體的DNA整合到宿主菌染色體DNA后，成為溶原狀態(tài)導(dǎo)致遺傳性變異。第二十八張，PPT共四十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第四節(jié) 細(xì)菌遺傳變異在醫(yī)學(xué)上的實際意義 (一)形態(tài)結(jié)構(gòu)變異與細(xì)菌學(xué)診斷 變異細(xì)菌失去典型特性，影響正確診斷 HO變異：如傷寒沙門菌鞭毛 SR變異：消失莢膜或多糖 抗原性改變 毒力下降，生化反應(yīng)改變第二十九張，PPT共四十一頁，創(chuàng)作于2022年6月形態(tài)結(jié)構(gòu)變異鼠疫耶氏菌 3-6%食鹽多形性第三十張，PPT共四

10、十一頁，創(chuàng)作于2022年6月正常形態(tài)細(xì)菌青霉素、溶菌酶L型變異蠟樣芽胞桿菌L型的鏡下形態(tài)（多形性）第三十一張，PPT共四十一頁，創(chuàng)作于2022年6月結(jié)構(gòu)的變異 莢膜、鞭毛、芽胞炭疽桿菌42-4310-20天失去形成芽胞能力, 毒性降低變形桿菌有鞭毛0.1%苯酚失去鞭毛H-O變異 第三十二張，PPT共四十一頁，創(chuàng)作于2022年6月(二)細(xì)菌耐藥變異與控制 ：藥敏試驗 藥敏試驗：是指測定某種細(xì)菌對某種抗菌藥物敏感程度的體外試驗。臨床上可通過合理用藥等措施，降低耐藥性突變的發(fā)生機(jī)會。 第三十三張，PPT共四十一頁，創(chuàng)作于2022年6月(三)細(xì)菌毒力變異與疾病預(yù)防增強(qiáng)白喉棒狀桿菌棒狀噬菌體獲得白喉毒素

11、減弱牛分枝桿菌膽汁、甘油、馬鈴薯培養(yǎng)基13年(230代)卡介苗第三十四張，PPT共四十一頁，創(chuàng)作于2022年6月(四)流行病學(xué)分析 分子生物學(xué)的方法追蹤傳染源或相關(guān)基因的轉(zhuǎn)移和播散。第三十五張，PPT共四十一頁，創(chuàng)作于2022年6月(五)檢測致癌物 對細(xì)菌有誘變作用的化學(xué)物質(zhì)，一般均有致癌的可能性。常采用細(xì)菌作為模型進(jìn)行可疑致癌物的篩選。 常用試驗： Ames試驗原理：是突變菌在誘變劑的作用下可能會發(fā)生回復(fù)突變而恢復(fù)其原有性狀。第三十六張，PPT共四十一頁，創(chuàng)作于2022年6月(六)基因工程DNA體外重組技術(shù)選擇目的基因，工程菌中表達(dá)，如 胰島素、白介素、干擾素等基因工程疫苗第三十七張，PPT共四十一頁，創(chuàng)作于2022年6月教學(xué)內(nèi)容細(xì)菌的遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)： 細(xì)菌的染色體，質(zhì)粒，轉(zhuǎn)座因子?；虻霓D(zhuǎn)移與重組： 轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)、接合，細(xì)菌變異的實際意義。細(xì)菌的遺傳變異