2022年醫(yī)學(xué)專題-第四章細(xì)菌的遺傳與變異

第四章

細(xì)菌的遺傳(yíchuán)與變異

第一頁，共三十八頁。目的(mùdì)要求熟悉：細(xì)菌(xìjūn)變異的現(xiàn)象常見的質(zhì)粒噬菌體的概念及種類第二頁，共三十八頁。主要(zhǔyào)內(nèi)容細(xì)菌的變異現(xiàn)象細(xì)菌遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)細(xì)菌變異的發(fā)生(fāshēng)機(jī)制細(xì)菌的遺傳變異在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用第三頁，共三十八頁。遺傳：子代與親代之間的生物學(xué)性狀（形態(tài)、結(jié)構(gòu)、免疫原性）具有相似性變異：子代與親代之間具有差異(chāyì)遺傳性變異：基因變異

非遺傳性變異：表型變異

第四頁，共三十八頁。遺傳性變異(biànyì)和非遺傳性變異(biànyì)的比較基因結(jié)構(gòu)改變，又稱基因變異發(fā)生于個(gè)別細(xì)菌(xìjūn)新性狀可穩(wěn)定遺傳不可逆環(huán)境條件變化引起，又稱表型變異發(fā)生于菌群中的所有細(xì)菌(xìjūn)新性狀不能穩(wěn)定遺傳可逆第五頁，共三十八頁。一、形態(tài)與結(jié)構(gòu)的變異：

形態(tài)變異：鼠疫耶氏菌L型變異（細(xì)胞壁缺陷型）結(jié)構(gòu)變異：莢膜變異：肺炎(fèiyán)鏈球菌，炭疽桿菌芽胞變異：炭疽芽孢桿菌

鞭毛變異：H—O變異

（變形桿菌）第一節(jié)細(xì)菌的變異(biànyì)現(xiàn)象

第六頁，共三十八頁。二、毒力變異

毒力降低或消失(xiāoshī)：如卡介苗

毒力增強(qiáng)：如白喉?xiàng)U菌

三、耐藥性變異：細(xì)菌對某種抗菌藥物由敏感變?yōu)槟褪堋?/p>

第七頁，共三十八頁。四、抗原性變異H或OI和II相變異五、菌落變異光滑(guānghuá)型S型粗糙型R型D菌落變異

第八頁，共三十八頁。第二節(jié)

細(xì)菌(xìjūn)遺傳變異的

物質(zhì)基礎(chǔ)細(xì)菌的染色體質(zhì)粒轉(zhuǎn)位(zhuǎnwèi)因子噬菌體第九頁，共三十八頁。一細(xì)菌(xìjūn)的染色體核質(zhì)DNA，裸露的環(huán)狀雙螺旋DNA長鏈，呈超螺旋形式纏繞成團(tuán)，無核膜包裹。幾乎(jīhū)無內(nèi)含子，僅有內(nèi)含子序列也不編碼蛋白缺組蛋白

第十頁，共三十八頁。二質(zhì)粒

（一）基本特征

自我復(fù)制

賦予細(xì)菌特殊性狀(xìngzhuàng)

非生命活動所必需

轉(zhuǎn)移性

相容性與不相容性質(zhì)粒

第十一頁，共三十八頁。（二）醫(yī)學(xué)上重要的質(zhì)粒

致育質(zhì)粒（F質(zhì)粒）（F因子或致育因子）編碼(biānmǎ)性菌毛

耐藥性質(zhì)粒(R質(zhì)粒)（R因子或抗藥性因子）產(chǎn)生抗藥性

第十二頁，共三十八頁。細(xì)菌素質(zhì)粒編碼各種細(xì)菌產(chǎn)生的細(xì)菌素Col質(zhì)粒（產(chǎn)大腸菌素因子）使大腸桿菌(dàchánɡɡǎnjūn)產(chǎn)生大腸菌素

毒力質(zhì)粒（Vi質(zhì)粒）編碼與致病性有關(guān)毒力因子代謝質(zhì)粒編碼產(chǎn)生與代謝相關(guān)的酶類第十三頁，共三十八頁。三轉(zhuǎn)位(zhuǎnwèi)因子

轉(zhuǎn)位因子（轉(zhuǎn)座子）：存在于細(xì)菌染色體或質(zhì)粒DNA分子(fēnzǐ)上的一段特異性核苷酸序列片段?？稍贒NA分子中移動

第十四頁，共三十八頁。種類插入序列（IS）不帶有表現(xiàn)任何性狀的基因只編碼轉(zhuǎn)移(zhuǎnyí)時(shí)所需要的轉(zhuǎn)座酶

第十五頁，共三十八頁。轉(zhuǎn)座子攜帶轉(zhuǎn)座基因攜帶其他(qítā)結(jié)構(gòu)基因：耐藥基因毒素基因抗金屬基因結(jié)果：插入基因失活、突變耐藥性產(chǎn)生細(xì)菌染色體畸變第十六頁，共三十八頁。轉(zhuǎn)座噬菌體

具有轉(zhuǎn)座功能的溶原性噬菌體前噬菌體整合到染色體上，改變?nèi)茉约?xì)菌生物學(xué)性狀；前噬菌體脫離染色體，帶走臨近(línjìn)DNA片段載體第十七頁，共三十八頁。四

噬菌體

一、概念：能感染細(xì)菌、放線菌、螺旋體和真菌等微生物的病毒。

二、生物學(xué)性狀(xìngzhuàng)：

基本形態(tài)：蝌蚪形、微球形、纖線形

基本結(jié)構(gòu)：

頭部：核酸及外殼

尾部：尾殼、尾髓、尾絲、尾刺

第十八頁，共三十八頁。噬菌體結(jié)構(gòu)(jiégòu)模式圖第十九頁，共三十八頁。噬菌體吸附宿主(sùzhǔ)細(xì)菌模式圖a.吸附(xīfù)于宿主菌b.尾板擴(kuò)張(kuòzhāng)，尾鞘收縮c.核酸注入菌體第二十頁，共三十八頁。三、噬菌體與宿主菌的相互(xiānghù)關(guān)系毒性噬菌體：導(dǎo)致細(xì)菌的裂解溶菌性周期溫和噬菌體：

溶原周期：噬菌體的核酸整合在細(xì)菌的染色體上

溶菌周期：亦可導(dǎo)致細(xì)菌的裂解

第二十一頁，共三十八頁。第三節(jié)細(xì)菌(xìjūn)變異的機(jī)制

基因突變(jīyīntūbiàn)基因的轉(zhuǎn)移和重組轉(zhuǎn)化接合轉(zhuǎn)導(dǎo)溶原性轉(zhuǎn)換第二十二頁，共三十八頁。一基因突變(jīyīntūbiàn)突變遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生突然而穩(wěn)定改變，導(dǎo)致細(xì)菌(xìjūn)性狀的遺傳性變異。突變類型：基因突變：點(diǎn)突變，少數(shù)細(xì)菌發(fā)生少數(shù)性狀變異染色體畸變：大段DNA變，導(dǎo)致細(xì)菌死亡第二十三頁，共三十八頁。突變率：10-9—10-6自發(fā)突變誘發(fā)突變高10-1000倍突變的回復(fù)和抑制突變型野生型突變與選擇隨機(jī)和不定向(dìnɡxiànɡ)的利于突變株生長環(huán)境（一）基因突變(jīyīntūbiàn)的規(guī)律第二十四頁，共三十八頁。耐藥性菌株在接觸藥物前已出現(xiàn)(chūxiàn)，抗菌藥物的作用只是選擇耐藥株

第二十五頁，共三十八頁。（二）DNA損傷(sǔnshāng)后修復(fù)核酸內(nèi)切酶、聚合酶、連接酶修復(fù)DNA出錯(cuò)切損傷的DNA，會切掉正常序列DNASOS產(chǎn)生許多基因死亡前利用差錯(cuò)(chācuò)傾向的修復(fù)第二十六頁，共三十八頁。二基因(jīyīn)轉(zhuǎn)移和重組基因轉(zhuǎn)移遺傳物質(zhì)由供體菌進(jìn)入受體菌內(nèi)的過程重組(zhònɡzǔ)轉(zhuǎn)移的基因與受體菌DNA整合在一起第二十七頁，共三十八頁。轉(zhuǎn)化(transformstion)：

受體菌直接攝取(shèqǔ)供體菌的游離DNA片段，使受體菌獲得新的遺傳性狀。第二十八頁，共三十八頁?；?jīyīn)轉(zhuǎn)化模式圖外源性DNA一段進(jìn)入(jìnrù)受體菌轉(zhuǎn)化菌原型菌第二十九頁，共三十八頁。1、定義(dìngyì)：2、F質(zhì)粒的接合(jiēhé)：接合(jiēhé)（conjugation）接合時(shí)F因子的轉(zhuǎn)移與復(fù)制F+F-F+F-F+F+第三十頁，共三十八頁。普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)(zhuǎndǎo)細(xì)菌被裂解供體菌DNA噬菌體DNA細(xì)菌(xìjūn)被普遍性噬菌體感染整合未整合完全轉(zhuǎn)導(dǎo)流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)第三十一頁，共三十八頁。局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)(zhuǎndǎo)第三十二頁，共三十八頁。溶源性轉(zhuǎn)換(zhuǎnhuàn)（lysogeniccoversion）1、定義(dìngyì)2、舉例(jǔlì)產(chǎn)毒白喉?xiàng)U菌Β棒狀桿菌噬菌體無毒白喉?xiàng)U菌白喉?xiàng)U菌溶原性轉(zhuǎn)換示意圖第三十三頁，共三十八頁。原生質(zhì)體融合(rónghé)兩細(xì)菌(xìjūn)經(jīng)溶菌酶或青霉素脫細(xì)胞壁后融合成雙倍體細(xì)胞第三十四頁，共三十八頁。細(xì)菌－細(xì)菌：轉(zhuǎn)化：供－受（直接）

轉(zhuǎn)導(dǎo)：供－受（溫和噬菌體）

接合(jiēhé)：供－受（性菌毛）

原生質(zhì)體融合：原－原（PEG）

噬菌體－細(xì)菌：溶原性轉(zhuǎn)換：前噬菌體第三十五頁，共三十八頁。第四節(jié)細(xì)菌(xìjūn)遺傳變異在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

疾病的診斷、治療和預(yù)防（一）病原學(xué)診斷（二）臨床治療（三）傳染病預(yù)防測定致癌物質(zhì)方面(fāngmiàn)的應(yīng)用：Ames試驗(yàn)在基因工程方面的應(yīng)用第三十六頁，共三十八頁。復(fù)習(xí)題常見的細(xì)菌(xìjūn)變異現(xiàn)象有哪些？有什么意義？什么是質(zhì)粒？質(zhì)粒有什么特點(diǎn)？有哪些種類？什么是噬菌體？有哪兩類？第三十七頁，共三十八頁。內(nèi)容(nèiróng)總結(jié)第四章細(xì)菌的遺傳(yíchuán)與變異。（形態(tài)、結(jié)構(gòu)、免疫原性）