細(xì)菌的遺傳和變異演示文稿

細(xì)菌的遺傳和變異演示文稿當(dāng)前1頁(yè)，總共45頁(yè)。（優(yōu)選）細(xì)菌的遺傳和變異當(dāng)前2頁(yè)，總共45頁(yè)。第一節(jié)細(xì)菌的變異現(xiàn)象一、遺傳分類：

1、遺傳型變異2、非遺傳型變異當(dāng)前3頁(yè)，總共45頁(yè)。二、變異現(xiàn)象（一）形態(tài)變異對(duì)數(shù)期：典型形態(tài)；(適宜的條件)遲緩期：菌體增大，穩(wěn)定期、衰退期細(xì)菌呈多形性；鼠疫耶爾森氏菌細(xì)胞壁缺損→L型菌落（3-6%NaCl）球形、棒狀、絲狀、啞鈴形等；當(dāng)前4頁(yè)，總共45頁(yè)。（二）結(jié)構(gòu)變異肺炎鏈球菌莢膜消失恢復(fù)變形桿菌鞭毛失去鞭毛恢復(fù)鞭毛（表型)細(xì)菌從有鞭毛變?yōu)闊o(wú)鞭毛統(tǒng)稱為H—O變異。（1g/L石碳酸）一般培養(yǎng)基上當(dāng)前5頁(yè)，總共45頁(yè)。（三）菌落變異（S-R變異）光滑型（S.smooth）粗糙型（Ｒ.rough）當(dāng)前6頁(yè)，總共45頁(yè)。（四）毒力變異減弱：BCG（卡介苗）Calmette和Guerin230次歷時(shí)13年之久傳代培養(yǎng)，毒力減弱，抗原性不變的菌株。預(yù)防接種，不致病，但可獲得免疫力。增強(qiáng)：

無(wú)莢膜肺炎鏈球菌→小白鼠腹腔接種，毒力增強(qiáng)→產(chǎn)生莢膜；當(dāng)前7頁(yè)，總共45頁(yè)。（五）耐藥性變異對(duì)某種藥物敏感的細(xì)菌變成對(duì)該藥耐受的變異稱為耐藥性變異；染色體耐藥基因的突變耐藥性質(zhì)粒的轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)座子的插入→細(xì)菌產(chǎn)生特定的酶類或多肽類物質(zhì)→阻擋藥物向靶細(xì)胞穿透、發(fā)生新的代謝途徑；抗生素結(jié)合蛋白發(fā)生改變→不能和抗生素結(jié)合或細(xì)菌外膜通透性改變→抗生素不能到達(dá)結(jié)合位點(diǎn)→耐藥發(fā)生當(dāng)前8頁(yè)，總共45頁(yè)。MRSA：MethicillinResistantStapylococusAureus

耐甲氧西林青霉素的金黃色葡萄球菌

產(chǎn)生低親合力的青霉素結(jié)合蛋白→青霉素不能干擾細(xì)胞壁的合成；當(dāng)前9頁(yè)，總共45頁(yè)。第二節(jié)遺傳和變異的物質(zhì)基礎(chǔ)一、細(xì)菌成為遺傳學(xué)研究重要手段的原因：1、細(xì)菌是原核細(xì)胞，只有一套單倍數(shù)目的染色體，只要有一個(gè)基因發(fā)生突變，就會(huì)有表現(xiàn)型的改變，易于研究其遺傳和變異性；2、細(xì)菌能在一定成分的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，可人為控制環(huán)境條件，利于研究；3、繁殖周期短，可在短時(shí)間內(nèi)獲得大量具有親代基因型的個(gè)體；當(dāng)前10頁(yè)，總共45頁(yè)。二、細(xì)菌的遺傳物質(zhì)：

染色體（核質(zhì)）

質(zhì)粒當(dāng)前11頁(yè)，總共45頁(yè)。（一）細(xì)菌的染色體1、特點(diǎn)：（1）一條環(huán)狀雙螺旋長(zhǎng)鏈，反復(fù)扭曲折疊，呈負(fù)超螺旋結(jié)構(gòu)；（2）長(zhǎng)度約菌體1000倍，分子量109dal左右當(dāng)前12頁(yè)，總共45頁(yè)。2、細(xì)菌染色體的復(fù)制；E.coli約需要20分鐘，平均每分鐘105bp當(dāng)前13頁(yè)，總共45頁(yè)。復(fù)制叉（replicatingfork）當(dāng)前14頁(yè)，總共45頁(yè)。3、基因的表達(dá)：

DNA→RNA→多肽鏈的過(guò)程

表達(dá)調(diào)控：（1）調(diào)控部位：起動(dòng)子、終止子（2）調(diào)節(jié)蛋白：阻遏蛋白（3）效應(yīng)物分子當(dāng)前15頁(yè)，總共45頁(yè)。乳糖操縱子模型FrancoisJacob和JacquesMonod提出，E.coli利用乳糖需兩種酶：LacZ基因編碼的半乳糖苷酶→乳糖水解為葡萄糖、半乳糖LacY基因編碼的半乳糖穿透酶→將乳糖運(yùn)輸入細(xì)胞內(nèi)LacA基因編碼轉(zhuǎn)酰基酶→與前兩酶一起受調(diào)控當(dāng)前16頁(yè)，總共45頁(yè)。當(dāng)前17頁(yè)，總共45頁(yè)。（二）細(xì)菌的質(zhì)粒(plasmid)1、定義：是細(xì)菌菌體內(nèi)染色體外的環(huán)狀雙螺旋DNA，有時(shí)也可呈線狀或超螺旋狀①大小為1-400kb②可完整的在細(xì)菌間傳遞，也能伴細(xì)菌的分裂而分配到子代細(xì)菌中去③并不是細(xì)菌生命活動(dòng)中不可缺少的物質(zhì)。當(dāng)前18頁(yè)，總共45頁(yè)。2、質(zhì)粒可自主復(fù)制方式：一般與染色體相同，但也可不依賴染色體而獨(dú)立復(fù)制，或整合到染色體上與染色體同步復(fù)制。

大質(zhì)粒小質(zhì)粒當(dāng)前19頁(yè)，總共45頁(yè)。3、質(zhì)粒的消失（或消除）質(zhì)粒可自行丟失，頻率10-8-10-2之間，復(fù)制過(guò)程中對(duì)丫啶噔染料和紫外線照射敏感，可人工處理而消失。當(dāng)前20頁(yè)，總共45頁(yè)。4、質(zhì)粒的分類F質(zhì)粒致育性質(zhì)粒col質(zhì)粒細(xì)菌素質(zhì)粒E.coliK88抗原性質(zhì)粒R質(zhì)粒耐藥性質(zhì)粒E.coliEnt產(chǎn)毒素質(zhì)粒Vi質(zhì)粒毒素、粘附因子等質(zhì)粒（致病蛋白）當(dāng)前21頁(yè)，總共45頁(yè)。5、質(zhì)粒的轉(zhuǎn)移細(xì)菌質(zhì)?？稍谕N、同屬或不同屬細(xì)菌間轉(zhuǎn)移方式：接合性耐藥性質(zhì)粒，通過(guò)性菌毛接合轉(zhuǎn)移非接合性耐藥性質(zhì)粒，通過(guò)噬菌體為媒介將DNA中信息轉(zhuǎn)移；結(jié)果：耐藥菌可以將耐藥基因轉(zhuǎn)移至敏感菌，使敏感菌也攜帶了耐藥性，成為耐藥菌；當(dāng)前22頁(yè)，總共45頁(yè)。（三）細(xì)菌轉(zhuǎn)位子1、定義：為存在于細(xì)菌的染色體或質(zhì)粒上一段特異性的核苷酸片斷，可在DNA分子中移動(dòng)，不斷改變他們?cè)诨蚪M內(nèi)的位置，從一個(gè)基因組移動(dòng)到另一個(gè)基因組中，通過(guò)改變或影響基因插入位點(diǎn)附近的基因表達(dá)，引起細(xì)胞的基因發(fā)生重組，在微生物的變異中起重要作用。AGU

AUU

CGA

UACAAG

UAU

UCG

AUA

C…A…當(dāng)前23頁(yè)，總共45頁(yè)。2、分類插入順序

（insertionsequence.IS）

轉(zhuǎn)座子

（transposon.Tn）

轉(zhuǎn)座噬菌體當(dāng)前24頁(yè)，總共45頁(yè)。（1）插入順序IS

750-2000bp的DNA序列，由兩未端反向重復(fù)順序和轉(zhuǎn)座有關(guān)的基因組成，不攜帶其它與插入功能無(wú)關(guān)的基因區(qū)域，是最小的轉(zhuǎn)位因子，插入染色體或質(zhì)粒后的效應(yīng)，取決于插入的位置和插入的方向，IS是原核生物正常代謝的調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)。已知IS有10余種，見(jiàn)表當(dāng)前25頁(yè)，總共45頁(yè)。（2）轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座子與IS相似，但攜帶部分與插入功能無(wú)關(guān)的基因，長(zhǎng)度超過(guò)2000bp。功能見(jiàn)表當(dāng)前26頁(yè)，總共45頁(yè)。（3）轉(zhuǎn)座噬菌體某些具有轉(zhuǎn)座功能的溶原性噬菌體；E.coliMu，D108，霍亂弧菌噬菌體，假單胞菌噬菌體等當(dāng)前27頁(yè)，總共45頁(yè)。第三節(jié)微生物的變異機(jī)制變異：可遺傳型變異不可遺傳型變異當(dāng)前28頁(yè)，總共45頁(yè)。一、突變Mutation：

是一個(gè)核酸分子內(nèi)一個(gè)或幾個(gè)核苷酸發(fā)生可遺傳的穩(wěn)定的改變。細(xì)菌的突變自然發(fā)生率很低，約10-9-10-6；當(dāng)前29頁(yè)，總共45頁(yè)。（一）基因突變的規(guī)律1、自發(fā)突變與誘導(dǎo)：自發(fā)突變率低，加入誘變劑可使突變率提高10-1000倍；當(dāng)前30頁(yè)，總共45頁(yè)。2、隨機(jī)突變：

突變是隨機(jī)的不定向的，不是外界因素決定的；說(shuō)明該菌落在接觸藥物之前早已形成，與抗生素的使用無(wú)關(guān)當(dāng)前31頁(yè)，總共45頁(yè)。3、突變與回復(fù)突變：自然環(huán)境下所具有的表現(xiàn)型稱為野生型突變后的菌株稱為突變株突變株再次回到野生型的表型相同的過(guò)程為回復(fù)突變，但基因型不一定完全恢復(fù)當(dāng)前32頁(yè)，總共45頁(yè)。（二）突變的類型：1、堿基對(duì)的置換、插入、缺失及轉(zhuǎn)位因子插入等（1）置換：

轉(zhuǎn)換：嘌呤對(duì)嘌呤，嘧啶對(duì)嘧啶顛換：嘌呤對(duì)嘧啶影響的密碼的組成→氨基酸組成發(fā)生改變→表型改變當(dāng)前33頁(yè)，總共45頁(yè)。（2）插入和缺失密碼子由三個(gè)堿基依次排列而成，核苷酸序列插入和缺失一個(gè)堿基→插入或缺失位點(diǎn)之后的序列發(fā)生移碼突變，導(dǎo)致密碼子錯(cuò)誤→蛋白質(zhì)改變→影響酶催化的反應(yīng)的性質(zhì)→遺傳性狀的改變；AGU

AUU

CGA

UACAAG

UAU

UCG

AUA

C…A當(dāng)前34頁(yè)，總共45頁(yè)。

單一核苷酸發(fā)生的突變?yōu)辄c(diǎn)突變，大片斷的核苷酸也可發(fā)生插入、缺失→細(xì)菌遺傳性狀更大的改變；如轉(zhuǎn)位子引起的突變同時(shí)涉及到許多基因的改變，不能返祖；當(dāng)前35頁(yè)，總共45頁(yè)。2、基因的轉(zhuǎn)移與重組（基因突變：一個(gè)細(xì)菌內(nèi)部發(fā)生遺傳物質(zhì)的改變）（1）轉(zhuǎn)移與重組：兩個(gè)性狀不同的細(xì)菌間發(fā)生轉(zhuǎn)移與重組供體受體當(dāng)前36頁(yè)，總共45頁(yè)。（2）基因的轉(zhuǎn)移方式：接合當(dāng)前37頁(yè)，總共45頁(yè)。轉(zhuǎn)化圖片見(jiàn)書(shū)Page63當(dāng)前38頁(yè)，總共45頁(yè)。1928年由Griffith用肺炎鏈球菌發(fā)現(xiàn)基因轉(zhuǎn)移現(xiàn)象1944年Avery證實(shí)死菌體提供了決定莢膜型別的DNA當(dāng)前39頁(yè)，總共45頁(yè)。當(dāng)前40頁(yè)，總共45頁(yè)。3、發(fā)生轉(zhuǎn)化的兩個(gè)條件（1）受體菌處于感受態(tài)：

鈣處理法，電轉(zhuǎn)染法（2）并非所有菌都能攝入外源DNA當(dāng)前41頁(yè)，總共45頁(yè)。（三）轉(zhuǎn)導(dǎo)transduction

以噬菌體為媒介，將供體菌的基因轉(zhuǎn)移到受體菌內(nèi)，導(dǎo)致受體菌的基因型改變的過(guò)程；

1、噬菌體：DNA復(fù)制蛋白前體合成頭部填充→裝配→有感染性噬菌體→裂解細(xì)菌釋放