第五章细菌的遗传和变异优秀课件
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细菌的遗传与变异ppt课件
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
第一节
细菌的遗传物质
1、细菌染色体
细菌作为原核型微生物，虽没有完整的核结构，但却有 核区（或核质）。在电镜下观察，核区有盘旋堆积的 DNA纤维。
细菌染色体DNA与其他生物相同，由互补的双链核苷酸 组成。
基因突变
细菌遗传物质的结构发生突然而稳定的改变，导致细 菌性状的遗传性变异。
遗传型变异中常见的一种为突变，即细菌的基因结构 发生偶然的改变。一般突变会导致所编码蛋白质的改 变，从而使细菌出现新的特性或失去原有的某些特性。 由于细菌每20～30分钟分裂一代，故突变株相对较多。
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在一定的培养条件下这些性状在亲代与子代间表现相 同，为遗传性。然而也可出现亲代与子代间的变异。 如果细菌的变异是由于细菌所处外界环境条件的作用， 引起细菌的基因表达调控变化而出现的差异，则称为 表型变异。表型变异因为并未发生细菌基因型的改变， 不能遗传，所以是非遗传变异。遗传使细菌保持种属 的相对稳定性，而基因型变异则使细菌产生变种与新 种，有利于细菌的生存及进化。
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如，以β棒状杆菌噬菌体感染无毒的白喉杆菌后，可发生 溶原性转换，形成产生外毒素的白喉杆菌。此外，溶血性 链球菌产生红疹毒素的能力，以及沙门氏杆菌有特异性O 抗原等，均通过溶原性转换获得。当各菌失去相应噬菌体 后，则失去产生毒素或表达特异抗原特性。
细菌的遗传和变异PPT课件
细菌的遗传和变异
遗传使细菌的性 状保持相对稳定
细菌的形态、结构、 生理、抗原性、致病 性和耐药性等性状与 亲代之间存在不同程 度的差异，这种现象 称为变异
变异的种类
遗传性变异（基因型变异）
非遗传性变异（表型变异）
基因改变 遗传 可逆性 外界环境 变异幅度
遗传性变异 + + 个别细胞
非遗传性变异 + + 群体
细菌性状的变异现象
毒力变异
增强
β棒状噬菌体
白喉棒状杆菌 减弱 牛分枝杆菌
13年(230代)
获得白喉毒素
胆汁、甘油、马铃薯培养基
卡介苗
牛分支杆菌 Mycobacterium bovis 在胆汁中适应性 生长，充分减毒 成为预防肺结核 的疫苗。
卡介苗 Bacillus Calmette-Guerin (BCG)
S菌落 R菌落
活 R菌 +
转化的机制
转化 过程
发生转化的因素
细菌性状的变异现象
耐药性变异
对药物从敏感到耐受称耐药。
金黄色葡萄球菌 有些细菌还同时耐受多种抗菌药物，即多 重耐药性，甚至产生药物依赖性。 含链霉素培基 痢疾杆菌 依链株 长期培养
细菌性状的变异现象
特点：
不仅形态改变，理化性状，毒力， 致病力，抗原性等性状也发生变化 一般性状变弱，例外：结核杆菌、 炭疽杆菌、鼠疫杆菌。
一、细菌性状的变异现象
形态的变异
变形杆菌 0.1%石炭酸 迁徙生长（H） 点状生长、单个菌 落（O）
可逆
细菌性状的变异现象
结构的变异
指细菌某些结构的丢失（包括基本 结构或特殊结构）。
青霉素、溶菌酶
遗传使细菌的性 状保持相对稳定
细菌的形态、结构、 生理、抗原性、致病 性和耐药性等性状与 亲代之间存在不同程 度的差异，这种现象 称为变异
变异的种类
遗传性变异（基因型变异）
非遗传性变异（表型变异）
基因改变 遗传 可逆性 外界环境 变异幅度
遗传性变异 + + 个别细胞
非遗传性变异 + + 群体
细菌性状的变异现象
毒力变异
增强
β棒状噬菌体
白喉棒状杆菌 减弱 牛分枝杆菌
13年(230代)
获得白喉毒素
胆汁、甘油、马铃薯培养基
卡介苗
牛分支杆菌 Mycobacterium bovis 在胆汁中适应性 生长，充分减毒 成为预防肺结核 的疫苗。
卡介苗 Bacillus Calmette-Guerin (BCG)
S菌落 R菌落
活 R菌 +
转化的机制
转化 过程
发生转化的因素
细菌性状的变异现象
耐药性变异
对药物从敏感到耐受称耐药。
金黄色葡萄球菌 有些细菌还同时耐受多种抗菌药物，即多 重耐药性，甚至产生药物依赖性。 含链霉素培基 痢疾杆菌 依链株 长期培养
细菌性状的变异现象
特点：
不仅形态改变，理化性状，毒力， 致病力，抗原性等性状也发生变化 一般性状变弱，例外：结核杆菌、 炭疽杆菌、鼠疫杆菌。
一、细菌性状的变异现象
形态的变异
变形杆菌 0.1%石炭酸 迁徙生长（H） 点状生长、单个菌 落（O）
可逆
细菌性状的变异现象
结构的变异
指细菌某些结构的丢失（包括基本 结构或特殊结构）。
青霉素、溶菌酶
病原生物学细菌的遗传与变异PPT课件
正常葡萄球菌
葡萄球菌L型
形态结构变异
• 特殊结构的变异（芽胞、鞭毛从有→无）
42-43℃
（1）炭疽杆菌────→失去形成芽胞能力, 毒性
10-20天
降低
（2）变形杆菌 迁徙生长
1 % 石鞭炭毛酸变异单 个 菌 落 （ 鞭 毛 ）
（H菌落）
（O菌落）
（二）生理特性变异
1、毒力变异（有利有弊）
β棒状杆菌噬菌体 白喉棒状杆菌──────→ 获得白喉毒素
• 前噬菌体
• 整合在细菌基因组中的噬菌体基因组称为前噬菌体（prophage）
• 溶原性细菌
• 带有前噬菌体基因组的细菌称为溶原性细菌（lysogenic bacterium）
温和噬菌体
• 溶原性转换（lysogenic conversion）
• 当细菌处于溶原期，某些前噬菌体携带的外源性基因会在细菌内表达，从而改变细菌的某些生物学性状， 称为溶原性转换 。
质粒的特征
• 自我复制能力，为复制子，单拷贝或多拷贝 • 紧密型质粒和松弛型质粒
• 编码产物赋予细菌某些性状特征 • 可自行丢失与消除 • 有转移性 • 可分为相容性和不相容性
（三）噬菌体
• 1.概念：噬菌体是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的病毒，在葡萄球菌和志贺菌中首先发现。
❖ 2.噬菌体的特性：
• 白喉棒状杆菌产生白喉毒素，是因其前噬菌体（β-棒状噬 菌体）带有毒素蛋白结构基因（tox基因）。
温和噬菌体
• 温和噬菌体的溶原性： • 前噬菌体偶尔可自发或在某些理化和生物因素的诱导下脱离宿主菌基因组而进入溶菌周期，产生成熟噬 菌体，导致细菌裂解。温和噬菌体的这种产生成熟噬菌体颗粒和溶解宿主菌的潜在能力称为溶原性 （lysogeny）。
医学微生物学PPT课件 细菌的遗传和变异
• 转座噬菌体或前噬菌体
• 是一些具有转座功能的溶原性噬菌体，当整合到细菌染色体上，能改变溶 原性细菌的某些生物学性状。
细菌的变异机制
• 基因的突变和损伤后修复 • 基因的转移和重组
转座子(1)
• 转座子(transposon，Tn)：是一类在细菌的染 色体、质粒或噬菌体之间自行移动的遗传成 分，是基因组中一段特异的具有转位特性的 独立的DNA序列。
• 被包装的DNA可以是供体菌染色体上的任何部分。
供体菌
噬菌体DNA
受体菌
细菌DNA
转导噬菌体
结果
• 完全转导
• 流产转导
整合 未整合
局限性转导restricted transduction
或称特异性转导， 所转导的 只限于供体菌染色体上特定 的基因。
溶原期时，噬菌体DNA整合 在细菌染色体特定部位，噬 菌体DNA发生偏差分离，将 自身的一段DNA留在细菌染 色体上，而带走了细菌DNA 上两侧的基因。当其转导并 整合到受体菌中，使受体菌 获得供体菌的某些遗传性状。 所转导的只限于供体菌上个 别的基因。
导突变率达10-6~10-4，10~1000倍。 2. 突变与选择 突变是随机的，不定向的。须将
突变的个别细菌至于利于突变菌而不利于其 他细菌生长的环境中，将突变菌筛选出来。 ➢ 影印试验（Lederberg，1952）证实了突变的 随机性。
Байду номын сангаас
影印试验 (replica plating)
THANK YOU
THANK YOU
噬菌体(2)
• 噬菌体感染细菌有两个结果： • 噬菌体在宿主菌内增殖后使宿主菌裂解，释放的噬菌
体再感染其他敏感细胞。建立了溶菌性周期。 • 噬菌体感染细菌后不增殖，其核酸整合到细菌染色体
细菌的遗传与变异 ppt课件
如： 淋球菌 （用第四代环丝氨酸）
结核
（耐异烟肼）
痢疾菌 （多重耐药菌株，药物依赖性菌株链霉素）
PPT课件 15
——金黄色葡萄球菌耐青霉素的菌株已从1946 年的14%上升至目前的80%。
A、金葡菌 —青霉素 B、耐药金葡菌 —甲氧西林 耐药金葡菌 —万古霉素
PPT课件 16
耐万古 霉素肠 球菌以 接合方 式传递
细菌的遗传与变异
PPT课件
1
1、遗传 VS 变异
(1)遗传：生命体通过核酸的复制和分配使亲代的性
状传递给子代，致使子代与亲代的生物学性状基本相 同，且代代相传，遗传使细菌的性状保持相对稳定。
(2)变异：在一定条件下，子代与亲代、子代相互之间，
生物学性状发生不同程度的稳定性差异。
PPT课件
2
A、遗传性变异（基因型变异）
a金葡菌青霉素耐万古霉素肠球菌以接合方耐万古霉素肠球菌以接合方b耐药金葡菌甲氧西林耐药金葡菌万古霉素式传递常见致病菌的耐药原因细菌药物耐药原因金葡菌青霉素产生b内酰胺酶甲氧西林合成pbp2膜结合蛋白降低药物对膜的亲和力膜结合蛋白降低药物对膜的亲和力四环素药物泵出肠球菌青霉素酶四环素核糖体改变绿脓杆菌青霉素酶或pbp改变氨基糖苷类酶或核糖体改变抗菌药物的作用靶位耐药性细菌在世界各地的分布二细菌遗传变异的物质基础细菌的遗传物质是dna大多为单倍体基因组细菌的基因组是指染色体和染色体以外遗传物质所携带基因的总称
• 两端的保守末端 • 中间的可变区：基因盒（多为耐药基因）
5`保守末端含有功能元件
• 整合酶基因，产物催化基因盒的整合与切除 • 重组位点 • 启动子
PPT课件
35
三、细菌变异的机制
——基因的突变与损伤后修复 ——基因的转移与重组
结核
（耐异烟肼）
痢疾菌 （多重耐药菌株，药物依赖性菌株链霉素）
PPT课件 15
——金黄色葡萄球菌耐青霉素的菌株已从1946 年的14%上升至目前的80%。
A、金葡菌 —青霉素 B、耐药金葡菌 —甲氧西林 耐药金葡菌 —万古霉素
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耐万古 霉素肠 球菌以 接合方 式传递
细菌的遗传与变异
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1、遗传 VS 变异
(1)遗传：生命体通过核酸的复制和分配使亲代的性
状传递给子代，致使子代与亲代的生物学性状基本相 同，且代代相传，遗传使细菌的性状保持相对稳定。
(2)变异：在一定条件下，子代与亲代、子代相互之间，
生物学性状发生不同程度的稳定性差异。
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A、遗传性变异（基因型变异）
a金葡菌青霉素耐万古霉素肠球菌以接合方耐万古霉素肠球菌以接合方b耐药金葡菌甲氧西林耐药金葡菌万古霉素式传递常见致病菌的耐药原因细菌药物耐药原因金葡菌青霉素产生b内酰胺酶甲氧西林合成pbp2膜结合蛋白降低药物对膜的亲和力膜结合蛋白降低药物对膜的亲和力四环素药物泵出肠球菌青霉素酶四环素核糖体改变绿脓杆菌青霉素酶或pbp改变氨基糖苷类酶或核糖体改变抗菌药物的作用靶位耐药性细菌在世界各地的分布二细菌遗传变异的物质基础细菌的遗传物质是dna大多为单倍体基因组细菌的基因组是指染色体和染色体以外遗传物质所携带基因的总称
• 两端的保守末端 • 中间的可变区：基因盒（多为耐药基因）
5`保守末端含有功能元件
• 整合酶基因，产物催化基因盒的整合与切除 • 重组位点 • 启动子
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三、细菌变异的机制
——基因的突变与损伤后修复 ——基因的转移与重组