微生物4噬菌体5细菌的遗传变异.pptx

2011本海南医学院海南医学院 病原生物学教研室病原生物学教研室 饶朗毓饶朗毓细菌的遗传与变异细菌的遗传与变异遗传遗传子代与亲代之间以及子代与子代之间的子代与亲代之间以及子代与子代之间的 生物学性状保持相对稳定。生物学性状保持相对稳定。变异变异在一定条件下，子代与亲代以及子代与在一定条件下，子代与亲代以及子代与 子代之间的生物学性状出现差异。子代之间的生物学性状出现差异。基因型变异基因型变异基因型变异基因型变异(遗传型变异遗传型变异遗传型变异遗传型变异)表型变异表型变异表型变异表型变异(非遗传型变异非遗传型变异非遗传型变异非遗传型变异)细菌变异现象细菌变异现象形态与结构变异形态与结构变异菌落变异菌落变异毒力变异毒力变异耐药性变异耐药性变异细菌细菌L型型卡介苗卡介苗光滑（光滑（S）型）型/粗糙（粗糙（R）型）型细菌遗传的物质基础细菌遗传的物质基础染色体（核质）染色体（核质）质粒质粒转位因子转位因子噬菌体噬菌体一、细一、细 菌菌 染染 色色 体体 环状双螺旋的环状双螺旋的环状双螺旋的环状双螺旋的DNADNA长链反复卷曲的超螺旋结构长链反复卷曲的超螺旋结构长链反复卷曲的超螺旋结构长链反复卷曲的超螺旋结构 无核膜包围，称为核质无核膜包围，称为核质 不同菌属细菌染色体的不同菌属细菌染色体的G+C mol%不同，不同，可作为细菌分类的依据可作为细菌分类的依据F F质粒质粒质粒质粒编码有性生殖编码有性生殖编码有性生殖编码有性生殖（致育质粒）（致育质粒）（致育质粒）（致育质粒）ViVi质粒质粒质粒质粒编码细菌毒力编码细菌毒力编码细菌毒力编码细菌毒力（毒力质粒）（毒力质粒）（毒力质粒）（毒力质粒）R R质粒质粒质粒质粒编码耐药性编码耐药性编码耐药性编码耐药性（耐药性质粒）（耐药性质粒）（耐药性质粒）（耐药性质粒）ColCol质粒质粒质粒质粒编码大肠菌素编码大肠菌素编码大肠菌素编码大肠菌素 (细菌素质粒细菌素质粒细菌素质粒细菌素质粒)二、质二、质 粒粒基本特征基本特征分分 类类自我复制自我复制自我复制自我复制编码多种生物学性状编码多种生物学性状编码多种生物学性状编码多种生物学性状可自行丢失或人工消除可自行丢失或人工消除可自行丢失或人工消除可自行丢失或人工消除可转移性可转移性可转移性可转移性具有相容性和不相容性具有相容性和不相容性具有相容性和不相容性具有相容性和不相容性代谢质粒代谢质粒编码代谢酶编码代谢酶三、转位因子细菌染色体或质粒细菌染色体或质粒DNA分子上能改变自身位置分子上能改变自身位置 的一段的一段特异性核苷酸序列片断特异性核苷酸序列片断。插入序列插入序列插入序列插入序列转座子转座子转座子转座子 耐药基因、毒素基因耐药基因、毒素基因转转转转 位：位：位：位：质粒质粒质粒质粒 染色体染色体染色体染色体 质粒质粒质粒质粒 质粒质粒质粒质粒转座噬菌体（前噬菌体）转座噬菌体（前噬菌体）转座噬菌体（前噬菌体）转座噬菌体（前噬菌体）四、噬四、噬 菌菌 体体 是能感染细菌、真菌、放线是能感染细菌、真菌、放线菌、螺旋体等微生物的菌、螺旋体等微生物的病毒病毒。因。因能裂解细菌故名。与细菌的变异能裂解细菌故名。与细菌的变异密切相关。密切相关。噬噬 菌菌 体体 的的 形形 态态蝌蚪形蝌蚪形蝌蚪形蝌蚪形微球形微球形微球形微球形纤线形纤线形纤线形纤线形尾髓尾髓尾丝尾丝核酸核酸（线状双股（线状双股DNA)蝌蝌蚪蚪型型噬噬菌菌体体结结构构尾刺尾刺头头头头部部部部尾尾尾尾部部部部尾领尾领尾鞘尾鞘尾板尾板噬噬 菌菌 体体 的的 化化 学学 组组 成成核核 酸酸蛋白质蛋白质 DNADNA或或或或RNARNA头部衣壳头部衣壳头部衣壳头部衣壳尾部结构尾部结构尾部结构尾部结构噬噬 菌菌 体体 的的 分分 类类毒性噬菌体毒性噬菌体温和噬菌体（溶原噬菌体）温和噬菌体（溶原噬菌体）能在敏感细菌中增殖并引起细菌裂解的噬菌体。具有溶菌周期（复制周期）毒性噬菌体毒性噬菌体吸吸附附穿穿入入生生物物合合成成成成熟熟、释释放放毒毒 性性 噬噬 菌菌 体体 的的 复复 制制 繁繁 殖殖毒毒 性性 噬噬 菌菌 体体 的的 复复 制制 增增 殖殖1 1、吸附、吸附、吸附、吸附2 2、穿入、穿入、穿入、穿入3 3、生物合成、生物合成、生物合成、生物合成4 4、成熟与释放、成熟与释放、成熟与释放、成熟与释放溶菌周期溶菌周期 噬噬 斑斑 感染细胞后不增殖，不引起宿主菌裂解，而感染细胞后不增殖，不引起宿主菌裂解，而是将其基因整合于细菌染色体中，随宿主菌的是将其基因整合于细菌染色体中，随宿主菌的DNADNA复制而复制，并随宿主菌的分裂而传代的噬菌体。复制而复制，并随宿主菌的分裂而传代的噬菌体。具有溶菌周期和溶原周期。具有溶菌周期和溶原周期。温和噬菌体温和噬菌体1 1、吸附、吸附、吸附、吸附2 2、穿入、穿入、穿入、穿入3 3、前噬菌体形成、前噬菌体形成、前噬菌体形成、前噬菌体形成4 4、溶原性周期溶原性周期溶原性周期溶原性周期5 5、一定条件下，前噬、一定条件下，前噬、一定条件下，前噬、一定条件下，前噬菌体脱离细菌染色体菌体脱离细菌染色体菌体脱离细菌染色体菌体脱离细菌染色体6 6、溶菌性周期溶菌性周期溶菌性周期溶菌性周期温温 和和 噬噬 菌菌 体体 的的 复复 制制 繁繁 殖殖 溶原性细菌：溶原性细菌：带有前噬菌体的细菌带有前噬菌体的细菌带有前噬菌体的细菌带有前噬菌体的细菌前噬菌体前噬菌体前噬菌体前噬菌体前噬菌体：前噬菌体：整合在细菌染色体上的噬菌体核酸。整合在细菌染色体上的噬菌体核酸。整合在细菌染色体上的噬菌体核酸。整合在细菌染色体上的噬菌体核酸。细细 菌菌 变变 异异 的的 机机 制制基因的转移与重组：基因的转移与重组：转化转化接合接合转导转导溶原性转换溶原性转换原生质融合原生质融合转化（transformation）：受体菌受体菌受体菌受体菌直接直接直接直接摄取供体菌游离摄取供体菌游离摄取供体菌游离摄取供体菌游离DNADNA片段并整合重片段并整合重片段并整合重片段并整合重组，引起其某些性状发生改变的过程。组，引起其某些性状发生改变的过程。组，引起其某些性状发生改变的过程。组，引起其某些性状发生改变的过程。转化试验转化试验转化试验转化试验1、只有少数菌属可发生转化。、只有少数菌属可发生转化。2、受菌处于感受态。、受菌处于感受态。3、供菌、供菌DNA必须与受菌必须与受菌DNA同源性同源性ABCD供体菌供体菌供体菌供体菌DNA片段片段受体菌受体菌供体供体DNA受体受体DNADNA接合蛋白接合蛋白细细 菌菌 的的 转转 化化接合F F质粒的接合质粒的接合 遗传物质通过遗传物质通过遗传物质通过遗传物质通过性菌毛性菌毛性菌毛性菌毛从供体菌转移到受体菌，从供体菌转移到受体菌，从供体菌转移到受体菌，从供体菌转移到受体菌，使受体菌遗传性状发生改变的过程。使受体菌遗传性状发生改变的过程。使受体菌遗传性状发生改变的过程。使受体菌遗传性状发生改变的过程。R R 质粒接合质粒接合R R R R 质粒包括：质粒包括：质粒包括：质粒包括：耐药传递因子（耐药传递因子（耐药传递因子（耐药传递因子（RTFRTFRTFRTF）：）：）：）：编码性菌毛编码性菌毛编码性菌毛编码性菌毛耐药决定因子（耐药决定因子（耐药决定因子（耐药决定因子（r factorr factorr factorr factor）：）：）：）：编码耐药性编码耐药性编码耐药性编码耐药性A AC CD DB B普遍性转导普遍性转导局限性转导局限性转导转导完全转导完全转导流产转导流产转导以以以以温和噬菌体温和噬菌体温和噬菌体温和噬菌体为载体，将供体菌的遗传物质转移为载体，将供体菌的遗传物质转移为载体，将供体菌的遗传物质转移为载体，将供体菌的遗传物质转移到受体菌中，使受体菌获得新性状的过程。到受体菌中，使受体菌获得新性状的过程。到受体菌中，使受体菌获得新性状的过程。到受体菌中，使受体菌获得新性状的过程。普遍性转导普遍性转导供体菌供体菌受体菌受体菌局限性转导局限性转导普遍性转导和局限性转导的区别普遍性转导和局限性转导的区别普遍性转导普遍性转导局限性转导局限性转导发生时期发生时期裂解期裂解期溶原期溶原期转导物质转导物质任何部位任何部位特定部位特定部位后果后果完全转导完全转导或流产转导或流产转导受体菌获得受体菌获得特定遗传信息特定遗传信息频率频率低低高高溶原性转换 在温和噬菌体的溶原期，在温和噬菌体的溶原期，在温和噬菌体的溶原期，在温和噬菌体的溶原期，因前噬菌体与细菌染色体整合因前噬菌体与细菌染色体整合因前噬菌体与细菌染色体整合因前噬菌体与细菌染色体整合而导致细菌基因型发生改变。而导致细菌基因型发生改变。而导致细菌基因型发生改变。而导致细菌基因型发生改变。转导接合转化细菌遗传变异研究的实际意义细菌遗传变异研究的实际意义诊断、治疗、预防诊断、治疗、预防检测致癌物质检测致癌物质基因工程应用基因工程应用目的要求掌握：掌握：噬菌体的概念，噬菌体的生物学性状，噬菌体的概念，噬菌体的生物学性状，噬菌体的概念，噬菌体的生物学性状，噬菌体的概念，噬菌体的生物学性状，噬菌体与宿主菌的关系，细菌变异的机制噬菌体与宿主菌的关系，细菌变异的机制噬菌体与宿主菌的关系，细菌变异的机制噬菌体与宿主菌的关系，细菌变异的机制 熟悉：熟悉：熟悉细菌的变异现象，细菌遗传变异的物质基础熟悉细菌的变异现象，细菌遗传变异的物质基础熟悉细菌的变异现象，细菌遗传变异的物质基础熟悉细菌的变异现象，细菌遗传变异的物质基础了解：了解：细菌变异的实际意义细菌变异的实际意义细菌变异的实际意义细菌变异的实际意义 思思 考考 题题一、名词解释：一、名词解释：噬菌体（噬菌体（phagephage）、）、毒性噬菌体、温和噬菌体毒性噬菌体、温和噬菌体 、转化、转化、转导、接合、溶原性转换转导、接合、溶原性转换二、简答题：二、简答题：1 1、细菌变异的物质基础是什么？细菌的核质与质粒有何异同？、细菌变异的物质基础是什么？细菌的核质与质粒有何异同？2 2、叙述质粒的种类和性质。、叙述质粒的种类和性质。4 4、何谓细菌的接合？主要的接合方式有哪些？、何谓细菌的接合？主要的接合方式有哪些？5 5、什么是普遍性转导和局限性转导？它们之间有何不同？、什么是普遍性转导和局限性转导？它们之间有何不同？