微生物學(xué)檢驗(yàn)技術(shù) 課件 14項(xiàng)目十四：細(xì)菌遺傳與變異

項(xiàng)目十四細(xì)菌遺傳與變異學(xué)習(xí)目標(biāo)1．掌握細(xì)菌遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)。2．熟悉細(xì)菌的變異現(xiàn)象及在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。3．了解細(xì)菌變異的發(fā)生機(jī)制。4．具有將細(xì)菌的變異應(yīng)用在疾病的診斷、治療、預(yù)防及基因工程等方面的能力。項(xiàng)目十四細(xì)菌遺傳與變異思維導(dǎo)圖項(xiàng)目十四細(xì)菌遺傳與變異細(xì)菌同其他生物一樣，具有遺傳和變異的生命特征。子代和親代之間具有相似的生物學(xué)特征（如形態(tài)、結(jié)構(gòu)、新陳代謝、致病性等），稱為遺傳；子代和親代之間生物學(xué)性狀的差異則稱為變異。按細(xì)菌變異的發(fā)生機(jī)制不同，可分為遺傳性變異和非遺傳性變異。項(xiàng)目十四細(xì)菌遺傳與變異一、細(xì)菌遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)項(xiàng)目十四細(xì)菌遺傳與變異一、細(xì)菌遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)一條環(huán)狀閉合雙螺旋DNA長(zhǎng)鏈細(xì)菌主要的遺傳物質(zhì)染色體DNA發(fā)生變化，細(xì)菌即發(fā)生變異出現(xiàn)新的性狀（一）細(xì)菌染色體一、細(xì)菌遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)（二）質(zhì)?；咎卣髯灾鲝?fù)制賦予細(xì)菌特殊性狀可自行丟失與消除轉(zhuǎn)移性相容性與不相容性醫(yī)學(xué)上重要的質(zhì)粒F質(zhì)粒、R質(zhì)粒、Vi質(zhì)粒、細(xì)菌素質(zhì)粒一、細(xì)菌遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)（三）轉(zhuǎn)座因子轉(zhuǎn)座因子是存在于細(xì)菌染色體或質(zhì)粒DNA分子上一段可移動(dòng)的核苷酸序列片段。能在DNA分子中移動(dòng)，不斷改變其在基因組中的位置，從一個(gè)基因組轉(zhuǎn)移到另一個(gè)基因組中。轉(zhuǎn)座因子有插入序列（insertionsequence，IS）、轉(zhuǎn)座子（transposon，Tn）等。插入序列：最小的轉(zhuǎn)座因子，僅攜帶自身轉(zhuǎn)位所需酶的基因轉(zhuǎn)座子：除攜帶與轉(zhuǎn)座有關(guān)的基因外，還攜帶耐藥性基因、毒素基因及其他結(jié)構(gòu)基因等，與細(xì)菌耐藥性產(chǎn)生有關(guān)。二、常見細(xì)菌變異現(xiàn)象項(xiàng)目十四細(xì)菌遺傳與變異二、常見細(xì)菌變異現(xiàn)象（一）形態(tài)與結(jié)構(gòu)變異形態(tài)變異

────────→高鹽培養(yǎng)基細(xì)胞壁缺陷型細(xì)菌（L型細(xì)菌）細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)受某些因素影響而缺失，但細(xì)胞仍存活，形態(tài)呈多形態(tài)性。多形態(tài)性鼠疫耶爾森菌橢圓小桿菌球形、棒狀等二、常見細(xì)菌變異現(xiàn)象（一）形態(tài)結(jié)構(gòu)變異

特殊結(jié)構(gòu)變異莢膜、芽胞、鞭毛也可發(fā)生變異。炭疽桿菌──────→失去形成芽胞能力,毒性降低

42-43℃10-20d變形桿菌（H）────→失去鞭毛（O）彌散生長(zhǎng)單個(gè)菌落

1%苯酚肺炎鏈球菌────────→普通培養(yǎng)基莢膜消失多次傳代培養(yǎng)二、常見細(xì)菌變異現(xiàn)象（二）菌落變異細(xì)菌的菌落主要有光滑(S)型和粗糙(R)型兩種。S型菌落表面光滑、濕潤(rùn)、邊緣整齊。經(jīng)人工培養(yǎng)基多次傳代后菌落表面變?yōu)榇植?、干燥、邊緣不整齊，稱S—R變異。粗糙型菌落(R)光滑型菌落(S)二、常見細(xì)菌變異現(xiàn)象（三）毒力變異

β棒狀噬菌體

白喉棒狀桿菌────────→獲得白喉毒素

毒力增強(qiáng)

膽汁、甘油、馬鈴薯培養(yǎng)基

牛型結(jié)核桿菌────────────────→卡介苗

13年(230代)毒力減弱二、常見細(xì)菌變異現(xiàn)象（四）抗原性變異菌體抗原變異

革蘭陰性菌可失去細(xì)胞壁上的LPS，則細(xì)菌將失去特異性菌體抗原（O抗原）鞭毛抗原變異沙門菌的鞭毛抗原即H抗原，可分為第1相和第2相兩種，H抗原較易發(fā)生相的變化，即在第1相和第2相之間相互轉(zhuǎn)變二、常見細(xì)菌變異現(xiàn)象（五）耐藥性變異細(xì)菌對(duì)某種抗菌藥物由敏感變成耐藥的變異稱為耐藥性變異。有些細(xì)菌還同時(shí)耐受多種抗菌藥物，即多重耐藥性，甚至產(chǎn)生藥物依賴性。含鏈霉素培養(yǎng)基

痢疾桿菌鏈霉素依賴株

長(zhǎng)期培養(yǎng)

二、常見細(xì)菌變異現(xiàn)象（六）酶活性變異某些細(xì)菌由于紫外線照射或化學(xué)誘變劑等的作用，基因型發(fā)生改變，喪失了代謝途徑中的某種酶，導(dǎo)致其合成生長(zhǎng)必需的某些氨基酸和維生素的能力喪失，必須加入這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)才能生長(zhǎng)。酶活性變異的細(xì)菌稱為營(yíng)養(yǎng)缺陷型酶活性變異可傳給子代三、細(xì)菌變異的機(jī)制項(xiàng)目十四細(xì)菌遺傳與變異三、細(xì)菌變異的機(jī)制（一）基因突變小突變大突變自發(fā)突變誘發(fā)突變

突變是細(xì)菌遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生突然而穩(wěn)定的改變，導(dǎo)致細(xì)菌性狀的遺傳性變異。三、細(xì)菌變異的機(jī)制（二）基因轉(zhuǎn)移與重組

受體菌直接攝取供體菌游離的DNA片段，與自身基因重組后獲得新性狀的過程。外源性DNA片段進(jìn)入受體菌轉(zhuǎn)化菌轉(zhuǎn)化原型菌三、細(xì)菌變異的機(jī)制遺傳物質(zhì)（主要是質(zhì)粒DNA）通過性菌毛由供體菌轉(zhuǎn)移給受體菌，使受體菌遺傳性狀發(fā)生改變的過程。接合（二）基因轉(zhuǎn)移與重組三、細(xì)菌變異的機(jī)制（二）基因轉(zhuǎn)移與重組

以溫和噬菌體為載體，將供體菌的一段DNA轉(zhuǎn)移到受體菌內(nèi)，使受體菌獲得新的性狀的過程。

轉(zhuǎn)導(dǎo)三、細(xì)菌變異的機(jī)制（二）基因轉(zhuǎn)移與重組某些溫和噬菌體感染敏感菌后，其基因可整合于宿主菌染色體中，使宿主菌獲得噬菌體基因賦予的新性狀。溶源性轉(zhuǎn)換三、細(xì)菌變異的機(jī)制（二）基因轉(zhuǎn)移與重組將兩個(gè)不同的細(xì)菌經(jīng)溶菌酶或青霉素處理分別去除細(xì)胞壁形成原生質(zhì)體，在高滲條件下借助融合劑（如聚乙二醇）使兩者融合，融合后的細(xì)胞通過基因交換或重組而產(chǎn)生新的遺傳性狀。原生質(zhì)體融合四、細(xì)菌遺傳變異的實(shí)際意義項(xiàng)目十四細(xì)菌遺傳與變異四、細(xì)菌遺傳變異的實(shí)際意義在傳染病診斷方面的應(yīng)用在傳染病治療方面的應(yīng)用在傳染病預(yù)防方面的應(yīng)用在檢測(cè)致癌物質(zhì)方面的應(yīng)用在基因工程方面的應(yīng)用細(xì)菌具有遺傳和變異的生命特征。細(xì)菌遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)包括細(xì)菌染色體和質(zhì)粒DNA、轉(zhuǎn)座因子等。常見細(xì)菌變異現(xiàn)象有：形態(tài)與結(jié)構(gòu)變異、菌落變異、毒力變異、抗原性變異、耐藥性變異和酶活性變異。細(xì)菌的遺傳性變異是基因結(jié)構(gòu)改變所引起，主要通過基因突變、基因的轉(zhuǎn)移與重組來實(shí)現(xiàn)。外源性的遺傳物質(zhì)由供體菌進(jìn)入