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细菌的遗传与变异 Heredity and variation of bacteria

细菌的遗传与变异 Heredity and variation of bacteria. 细菌的遗传与变异 Heredity and Variation of Bacteria. 遗传性变异 非遗传性变异 基因型变异 表型变异 genotypic variation phenotypic variation. 第一节 细菌的变异现象 Phenomena of Bacterial Variation. 形态结构变异

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细菌的遗传与变异 Heredity and variation of bacteria

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Presentation Transcript

  1. 细菌的遗传与变异Heredity and variation of bacteria

  2. 细菌的遗传与变异Heredity and Variation of Bacteria 遗传性变异 非遗传性变异 基因型变异 表型变异 genotypic variation phenotypic variation

  3. 第一节 细菌的变异现象Phenomena of Bacterial Variation • 形态结构变异 variation of morphology and structure • 细菌L型: 菌细胞壁缺陷。细菌呈多态性，革兰染色阴性。 • H - O 变异: 细菌失去鞭毛。

  4. 菌落变异variation of colony 光滑型（smooth,S）与 粗糙型 （rough,R）变异 S型菌株致病性强，一般新分离的菌株为S型。菌落发生变异后，细菌的理化特性、免疫原性、生化能力、毒力等也可发生改变。

  5. 3、毒力变异 virulent variation • 毒力增强： 无毒的白喉棒状杆菌感染温和噬菌体后成为有毒株。 • 毒力减弱： 有毒菌株变异为弱毒或无毒菌株， 如：卡介苗（Bacillus of Calmette- Guerin, BCG）。

  6. 耐药性变异 variation of resistance • 定义： • 细菌对某种抗生素或药物由敏感变为不敏感即 • 细菌的耐药现象。 • 细菌耐药性的产生机制包括： • 产生使抗生素结构改变的酶 • 抗生素作用靶位的改变 • 细胞膜通透性改变

  7. 第二节 细菌遗传变异的物质基础Material Basis of Bacterial Heredity and Variation • 染色体DNA chromosome • 质粒 plasmid • 转位因子transposable element

  8. 染色体DNA chromosome

  9. 质粒plasmid • 定义：是存在于细菌胞质中的闭合环状双链DNA,为染色体外的遗传物质。质粒带有遗传信息，控制细菌某些特定的遗传性状。如编码菌毛、细菌素、毒素和耐药性。 • 质粒的重要特性： ①决定特殊性状； ②能自我复制； ③能转移。 • 医学上重要的质粒: F质粒（fertility plasmid）、R质粒（resistance plasmid）、Vi质粒(virulent plasmid)等。

  10. 常见的细菌质粒及其功能： 1、F质粒 fertility plasmid 含性菌毛蛋白基因，编码产生性菌毛。有质粒的细菌称雄性菌，能长出性菌毛；无质粒的细菌称雌性菌，无性菌毛产生。

  11. 2、R质粒 resistant plasmid 接合性耐药质粒 耐药性质粒 非接合性质粒

  12. 3、毒力质粒 virulent plasmid , Vi plasmid 如致病性大肠埃希菌的ST质粒、 LT质粒 等。 4、细菌素质粒 bacteriocin plasmid 如大肠埃希菌的 Colplasmid等。

  13. 转位因子transposable element 是存在于细菌染色体或质粒DNA分子中的一段特异性核苷酸序列片段，能在DNA分子中移动，在细菌基因组中不断改变位置，并可从一个基因组转移到另一个基因组中。转位因子主要有： 插入序列 insertion sequence,IS 转座子 transposon,Tn 转座噬菌体 tranposable phage or prophage Tn prophage IS 中心序列 IS ＜ 2kb 2~8kb ＜ 2kb 细菌染色体DNA

  14. IS只编码与转位作用有关的酶 转位酶transportases Tn带有IS,但Tn的中心序列可含多个基因，如抗性基因。 ATGCA TACGA Tn3 Tn7 Tn5 ATGCA ATGCA 氯霉素 TACGT TACGT 氨苄青霉素 卡那霉素 transportase IS Tn

  15. 第三节 细菌变异的机制Mechanism of Bacterial Variation 一、基因突变 gene mutation 有抗生素 无抗生素 有抗生素 基因 突变 理论标记点 无菌印模 培养液 培养液 (浑浊) ( 澄清) 影印培养

  16. 二、基因的转移与重组Gene Tranfer and Recombination 1. 转化 transformation 供体菌游离的DNA片段被受体菌直接摄取，使受体菌获得新的性状。

  17. 转化现象

  18. 2. 接合 conjugation • 细菌通过性菌毛相互连接沟通，将遗传物质（主要是质粒DNA）从供体菌转移给受体菌， 如F质粒的接合、R质粒的接合等。

  19. F质粒的接合

  20. Hfr F- Hfr F- Hfr F- Hfr F- 高频重组株的接合作用

  21. 3. 转导 transduction 定义：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。 完全转导 普遍性转导 类型 流产转导 局限性转导

  22. gal gal bio bio gal bio gal bio bio gal 普遍性转导 局限性转导

  23. 4. 溶原性转换lysogenic conversion 定义：温和噬菌体感染细菌时，噬菌体作为载体，宿主菌染色体中整合了噬菌体的DNA片段，而获得新的遗传性状。 常见的细菌及其所产生的毒素有： 白喉棒状杆菌的白喉毒素 链球菌的致热外毒素 肉毒梭菌的肉毒毒素 产气荚膜梭菌的α毒素

  24. 5. 原生质体融合protoplast fusion • 两种不同的细菌经溶菌酶或青霉素等处理，失去细胞壁成为原生质体以后进行相互融合的过程。

  25. 第四节 细菌遗传变异的实际意义 • 理解细菌致病的机制及其规律 • 在诊断和防治方面的应用 • 测定致癌物质 • 分子生物学与基因工程

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