噬菌体、细菌遗传和变异ppt课件.ppt

噬菌体(bacteriophage) 噬菌体是感染细菌、真菌、放线菌或螺 旋体等微生物的病毒。 病毒的特性： 个体微小，可以通过细菌滤器 没有完整的细胞结构，由蛋白质和核酸组成 专性细胞内寄生的微生物 分布极广 一、噬菌体的生物学性状 1、形态 个体小，电子显微镜观察 蝌蚪形、微球形和细杆形 2、噬菌体结构 大多数呈蝌蚪形，由头部和尾部两部分组成 3、噬菌体的化学组成 蛋白质：噬菌体的头部衣壳和尾部 核酸：遗传物质 DNA RNA 二、噬菌体与宿主菌的相互关系 噬菌体感染细菌有两种结果: 裂解细菌，完成溶菌周期 －－毒性噬菌体 细菌不裂解，建立一种溶原状态 －－温和噬菌体 毒性噬菌体(virulent phage) 能在宿主菌细胞内复制增殖，产生许多子代噬菌体，并最终裂解细菌（溶菌周期），称为毒性噬菌体 温和噬菌体或溶原性噬菌体(temperate phage) 噬菌体基因与宿主菌染色体整合，不产生子代噬菌体，但噬菌体DNA能随细菌DNA复制，并随细菌的分裂而传代。 前噬菌体（prophage）：整合在细菌基因组中 的噬菌体基因 溶原性细菌： 带有前噬菌体基因组的细菌 温和噬菌体的溶原性 温和噬菌体基因脱离宿主菌基因组----转变成毒性噬菌体，产生成熟子代噬菌体，导致细菌裂解。 温和噬菌体 溶原性转换 某些前噬菌体可导致细菌基因型和性状发生改变。如：白喉棒状杆菌产生白喉毒素的机理. 温和噬菌体 温和噬菌体可有三种存在状态 游离的具有感染性的噬菌体颗粒 前噬菌体 宿主菌胞质内类似质粒形式的噬菌体核酸 细菌的遗传与变异 概 念 遗传（heredity） 子代与亲代的性状具有相似性，且代代相传，使其种属得以保存。 变异（variation） 在一定条件下，子代和亲代之间以及子代和子代之间的差异称为变异。 变异可使细菌产生新变种，新特性由遗传得以巩固 变异分为 遗传性变异（基因型变异） 细菌的基因结构发生了改变，如基因突变或重组，不可逆，可遗传给后代。 非遗传性变异（表型变异） 环境改变导致，基因结构未发生变异，可逆，不可遗传。 一、细菌的变异现象 形态结构变异： 细菌L型（表型变异） 毒力变异（基因型变异） 牛型结核杆菌（有毒株） BCG （减毒株） 二、细菌遗传变异的物质基础 （一）细菌染色体 细菌染色体：环状dsDNA，不含组蛋白, 无核膜包围。 （二）质粒（plasmid） 细菌染色体外的遗传物质，环状闭合的双链DNA。 带有遗传性息，控制细菌的某些生物学性状，能 自行复制，并非细菌生长所必需。 几种重要的质粒 致育质粒（F质粒） 耐药质粒（R质粒） 毒力质粒（Vi质粒） 细菌素质粒 1、致育质粒（F质粒） 决定细菌性菌毛的有无； 带有F质粒的为雄性菌，能长出性菌毛； 无F质粒的为雌性菌，无性菌毛； 介导细菌之间的接合。 2、耐药质粒（R质粒） 编码细菌对抗菌药物的耐药性。 可通过细菌间接合进行传递的称接合性耐药质粒。 不能通过接合传递的非接合性耐药质粒，但可通过噬菌体传递。 危害 3、细菌素质粒 编码各种细菌产生细菌素。 Col质粒编码大肠埃希菌产生大肠菌素，对同品系或近缘的细菌有抑制作用 4、毒力质粒（Vi质粒） 编码与该菌致病性有关的毒力因子。 如致病性大肠埃希菌产生的耐热性肠毒素是由ST质粒编码的。 细菌粘附定植在肠粘膜表面是由K质粒决定的。 质粒的特征 自我复制能力，为复制子 决定细菌某些性状 可自行丢失与消除 有转移性：通过接合、转化、转导 可分为相容性和不相容性 （三）转座因子 存在于细菌染色体或质粒DNA分子上的一段特异性核苷酸序列片段 它能在DNA分子中移动，不断改变它们在基因组的位置，能从一个基因组转移到另一个基因组中。 转座因子分为2类 插入序列（IS） 转座子（Tn） （四）整合子 是一种运动型DNA分子，具有独特结构可捕获和整合外源性DNA分子，转变成功能基因表达单位。 定位于染色体和质粒或转座子 细菌固有的遗传单位 由两端保守区和中部可变区组成 可变区包含多个基因盒 5’端保守区包含3个功能元件（整合酶基因、重组位点和启动子） （五）噬菌体基因组 噬菌体的遗传物质可整合到细菌染色体上，从而导致细菌的生物学性状改变。 三、细菌的变异机制 基因的转移和重组（外源性基因的转移与重组） 基因的突变（