細菌的遺傳和變異演示文稿

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

1、遺傳型變異2、非遺傳型變異當前3頁，總共45頁。二、變異現(xiàn)象（一）形態(tài)變異對數(shù)期：典型形態(tài)；(適宜的條件)遲緩期：菌體增大，穩(wěn)定期、衰退期細菌呈多形性；鼠疫耶爾森氏菌細胞壁缺損→L型菌落（3-6%NaCl）球形、棒狀、絲狀、啞鈴形等；當前4頁，總共45頁。（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)細菌從有鞭毛變?yōu)闊o鞭毛統(tǒng)稱為H—O變異。（1g/L石碳酸）一般培養(yǎng)基上當前5頁，總共45頁。（三）菌落變異（S-R變異）光滑型（S.smooth）粗糙型（Ｒ.rough）當前6頁，總共45頁。（四）毒力變異減弱：BCG（卡介苗）Calmette和Guerin230次歷時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：

無莢膜肺炎鏈球菌→小白鼠腹腔接種，毒力增強→產(chǎn)生莢膜；當前7頁，總共45頁。（五）耐藥性變異對某種藥物敏感的細菌變成對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→細菌產(chǎn)生特定的酶類或多肽類物質(zhì)→阻擋藥物向靶細胞穿透、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)合或細菌外膜通透性改變→抗生素不能到達結(jié)合位點→耐藥發(fā)生當前8頁，總共45頁。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→青霉素不能干擾細胞壁的合成；當前9頁，總共45頁。第二節(jié)遺傳和變異的物質(zhì)基礎(chǔ)一、細菌成為遺傳學(xué)研究重要手段的原因：1、細菌是原核細胞，只有一套單倍數(shù)目的染色體，只要有一個基因發(fā)生突變，就會有表現(xiàn)型的改變，易于研究其遺傳和變異性；2、細菌能在一定成分的培養(yǎng)基上生長，可人為控制環(huán)境條件，利于研究；3、繁殖周期短，可在短時間內(nèi)獲得大量具有親代基因型的個體；當前10頁，總共45頁。二、細菌的遺傳物質(zhì)：

染色體（核質(zhì)）

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

DNA→RNA→多肽鏈的過程

表達調(diào)控：（1）調(diào)控部位：起動子、終止子（2）調(diào)節(jié)蛋白：阻遏蛋白（3）效應(yīng)物分子當前15頁，總共45頁。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→將乳糖運輸入細胞內(nèi)LacA基因編碼轉(zhuǎn)?；浮c前兩酶一起受調(diào)控當前16頁，總共45頁。當前17頁，總共45頁。（二）細菌的質(zhì)粒(plasmid)1、定義：是細菌菌體內(nèi)染色體外的環(huán)狀雙螺旋DNA，有時也可呈線狀或超螺旋狀①大小為1-400kb②可完整的在細菌間傳遞，也能伴細菌的分裂而分配到子代細菌中去③并不是細菌生命活動中不可缺少的物質(zhì)。當前18頁，總共45頁。2、質(zhì)?？勺灾鲝?fù)制方式：一般與染色體相同，但也可不依賴染色體而獨立復(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)粒當前19頁，總共45頁。3、質(zhì)粒的消失（或消除）質(zhì)?？勺孕衼G失，頻率10-8-10-2之間，復(fù)制過程中對丫啶噔染料和紫外線照射敏感，可人工處理而消失。當前20頁，總共45頁。4、質(zhì)粒的分類F質(zhì)粒致育性質(zhì)粒col質(zhì)粒細菌素質(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）當前21頁，總共45頁。5、質(zhì)粒的轉(zhuǎn)移細菌質(zhì)粒可在同種、同屬或不同屬細菌間轉(zhuǎn)移方式：接合性耐藥性質(zhì)粒，通過性菌毛接合轉(zhuǎn)移非接合性耐藥性質(zhì)粒，通過噬菌體為媒介將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；當前22頁，總共45頁。（三）細菌轉(zhuǎn)位子1、定義：為存在于細菌的染色體或質(zhì)粒上一段特異性的核苷酸片斷，可在DNA分子中移動，不斷改變他們在基因組內(nèi)的位置，從一個基因組移動到另一個基因組中，通過改變或影響基因插入位點附近的基因表達，引起細胞的基因發(fā)生重組，在微生物的變異中起重要作用。AGU

AUU

CGA

UACAAG

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C…A…當前23頁，總共45頁。2、分類插入順序

（insertionsequence.IS）

轉(zhuǎn)座子

（transposon.Tn）

轉(zhuǎn)座噬菌體當前24頁，總共45頁。（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)開關(guān)。已知IS有10余種，見表當前25頁，總共45頁。（2）轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座子與IS相似，但攜帶部分與插入功能無關(guān)的基因，長度超過2000bp。功能見表當前26頁，總共45頁。（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前27頁，總共45頁。第三節(jié)微生物的變異機制變異：可遺傳型變異不可遺傳型變異當前28頁，總共45頁。一、突變Mutation：

是一個核酸分子內(nèi)一個或幾個核苷酸發(fā)生可遺傳的穩(wěn)定的改變。細菌的突變自然發(fā)生率很低，約10-9-10-6；當前29頁，總共45頁。（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；當前30頁，總共45頁。2、隨機突變：

突變是隨機的不定向的，不是外界因素決定的；說明該菌落在接觸藥物之前早已形成，與抗生素的使用無關(guān)當前31頁，總共45頁。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程為回復(fù)突變，但基因型不一定完全恢復(fù)當前32頁，總共45頁。（二）突變的類型：1、堿基對的置換、插入、缺失及轉(zhuǎn)位因子插入等（1）置換：

轉(zhuǎn)換：嘌呤對嘌呤，嘧啶對嘧啶顛換：嘌呤對嘧啶影響的密碼的組成→氨基酸組成發(fā)生改變→表型改變當前33頁，總共45頁。（2）插入和缺失密碼子由三個堿基依次排列而成，核苷酸序列插入和缺失一個堿基→插入或缺失位點之后的序列發(fā)生移碼突變，導(dǎo)致密碼子錯誤→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

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C…A當前34頁，總共45頁。

單一核苷酸發(fā)生的突變?yōu)辄c突變，大片斷的核苷酸也可發(fā)生插入、缺失→細菌遺傳性狀更大的改變；如轉(zhuǎn)位子引起的突變同時涉及到許多基因的改變，不能返祖；當前35頁，總共45頁。2、基因的轉(zhuǎn)移與重組（基因突變：一個細菌內(nèi)部發(fā)生遺傳物質(zhì)的改變）（1）轉(zhuǎn)移與重組：兩個性狀不同的細菌間發(fā)生轉(zhuǎn)移與重組供體受體當前36頁，總共45頁。（2）基因的轉(zhuǎn)移方式：接合當前37頁，總共45頁。轉(zhuǎn)化圖片見書Page63當前38頁，總共45頁。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證實死菌體提供了決定莢膜型別的DNA當前39頁，總共45頁。當前40頁，總共45頁。3、發(fā)生轉(zhuǎn)化的兩個條件（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當前41頁，總共45頁。（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→裂解細菌釋放