细菌学第五章.ppt

第五章 细菌的遗传与变异 细菌与其他生物一样，通过遗传与变异促进物种的发展. 遗传：是亲代与子代的相似性，它使细菌性状保持相对稳定，是物种存在的依据。 变异：是亲代与子代以及子代细菌之间的不相似性，是物种进化、发展的根据。 第一节 细菌遗传的物质基础 基因组 质粒 转座因子 毒力岛 按功能不同，质粒可分为： 致育质粒或F质粒 编码细菌的性菌毛，具有F质粒的细菌具有性菌毛，为雄性菌；反之，则为雌性菌。F质粒与细菌的有性结合有关。 毒力质粒或Vi质粒 编码细菌的各种毒力因子：如致病性大肠杆菌在粘膜上定居以及产生毒素的能力可有不同质粒编码.其中K质粒编码对黏膜有黏附活性的菌毛；ST质粒编码耐热肠毒素；LT质粒编码不耐热肠毒素 R质粒：决定细菌对抗菌药物或重金属盐类的抗性。 Col质粒：决定产生细菌素的质粒。控制细菌素的合成。 一个质粒可以同时具有几种编码功能。 按转移特性不同，质粒可分为： 接合性质粒 它使细菌有致育性，并在细菌之间接触时，从一个菌体转移到另外一个菌体（如：F质粒）。 非接合性质粒 不能在细菌之间转移，但是有的可以通过以噬菌体为载体或直接进入另一个细菌而转移，非接合性质粒也可与接合性质粒结合，随接合性质粒而转移。 附加体 即：结合到染色体上的质粒。称为附加体。 穿梭载体 是一类特殊的质粒，可以在种属关系差异较大的微生物中转移，如：在大肠杆菌（原核）与酵母（真核）之间转移。 第二节 细菌变异常见的类型 1.细菌形态和结构变异 细菌正常的形态和结构，在一定的条件下可以发生改变，如:衰老型的细菌形态会发生改变。一些细菌的结构也会改变，有细胞壁的可变为无细胞壁的L型，有特殊结构的细菌（荚膜、鞭毛、芽孢等）会失去这些特殊结构，其形态也相应会发生改变。另外，细菌这些结构的改变，可进而引起抗原性变化。 2.菌落形态的变异 指在一定条件下，光滑型菌落（S型）（菌落表面光滑，湿润，边缘整齐）可变为粗糙型（菌落表面粗糙、枯干、边缘不整齐）。即：S→R变异。这种变异常伴随S型抗原的丧失和病原菌毒力由强到弱等性状的改变。 3. 抗性变异（耐药性变异） 是一类能抵抗有害理化因素的突变型，根据其抵抗的对象分为：抗紫外线、抗噬菌体及抗药等。 这些变异型细菌十分常见，且极易分离。一般只需在含有抑制生长浓度的某药物、相应的理化因素、和相应的噬菌体平板上涂上大量的细菌群，经过一定的时间培养，即可获得。 但细菌对抗菌药物的耐药性并不全是遗传因子发生了变化，而是类似于诱导酶的产生，如培养枯草杆菌或蜡样芽孢杆菌在含少量青霉素的培养基中，可诱导这些细菌产生青霉素酶而破坏青霉素。金黄色葡萄球菌抗青霉素的原因亦如此 4.代谢变异（营养型变异） 即：营养缺陷型变异。是由于基因突变引起代谢过程中某种酶的合成能力丧失的突变型。 5.毒力变异 病原菌的毒力可有强变弱、亦可由弱变强。 6.抗原变异 第三节 细菌变异的机制 由于单个碱基的插入或缺失造成移码突变。 半胱 丝氨 谷氨 缬氨 改变 半胱 精氨 赖氨 亮氨 DNA TGC TCG CAA GTT GA TGC CGC AAG TTG ↓ 读码框 × × × 插入或缺失会造成其下游三联体密码子错读，生成完全不同的肽链。 单克隆抗体的制备过程 第四节 研究细菌遗传变异的意义 弱毒疫苗的培育（用于预防，由人工致弱） 目前人工致弱的菌株：布氏羊型5号菌苗，是将强毒马尔他布氏杆菌通过鸡致弱育成；卡介苗是牛分支杆菌在含胆汁的马铃薯培养基中反复传代２３０代，历时１３年育成。 目前的研究是使用基因工程的方法，选择毒力基因，改变它，缩短了弱毒疫苗培育的时间 。 本章小结 细菌遗传的物质基础包括核体、质粒、转座因子和毒力岛。细菌质粒是独立于染色体之外的细菌的DNA，编码细菌生命非必需的基因。根据不同的性质可将质粒分为不同的类型，各有其不同的生物学意义。 毒力岛是结构和功能有别于细菌的染色体，但又位于染色体之内的细菌的某个或某些毒力基因群。其主要作用是编码细菌的毒力因子。 细菌常见的基因转移是细菌发生大的变异的一种变异机制，其包括多个类型。 细菌细菌常见的变异类型，在疾病诊断、疾病的防治及基因工程方面均具有重要意义。 本章参考复习题 1．概述细菌遗传变异的物质基础。 2. 质粒有哪些主要特点及类型? 3．试述毒力岛的概念及特点。 4. 细菌常见的变异类型有哪些？ 5. 在自然条件下细菌的基因转移重组主要方式有哪几种