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1、第十三章遗传与变异第十三章遗传与变异第1页，此课件共30页哦遗传遗传(heredity)：一定条件下，细菌的性状相对稳定，并能代代相传，一定条件下，细菌的性状相对稳定，并能代代相传，子代与子代与亲代之间表现为相似性，这种现象称为遗传。亲代之间表现为相似性，这种现象称为遗传。变异变异(variation)：子代与亲代之间存在不同程度的差异，这种现象称为变异。子代与亲代之间存在不同程度的差异，这种现象称为变异。第2页，此课件共30页哦第一节第一节 细菌的变异现象细菌的变异现象一、形态结构变异一、形态结构变异一、形态结构变异一、形态结构变异鼠疫耶氏菌鼠疫耶氏菌鼠疫耶氏菌鼠疫耶氏菌 3-6%3-6%食
2、盐食盐食盐食盐多形态性多形态性多形态性多形态性第3页，此课件共30页哦正常形态细菌正常形态细菌正常形态细菌正常形态细菌青霉素、溶菌酶青霉素、溶菌酶青霉素、溶菌酶青霉素、溶菌酶L L型变异型变异型变异型变异蜡样芽胞杆菌蜡样芽胞杆菌L型的镜下形态（多形性）型的镜下形态（多形性）第4页，此课件共30页哦特殊结构的变异特殊结构的变异特殊结构的变异特殊结构的变异炭疽杆菌炭疽杆菌炭疽杆菌炭疽杆菌42-4342-4310-2010-20天天天天失去形成芽胞能力失去形成芽胞能力失去形成芽胞能力失去形成芽胞能力,毒性降低毒性降低毒性降低毒性降低二、菌落变异二、菌落变异光滑型菌落光滑型菌落光滑型菌落光滑型菌落在陈
3、旧培养基中长期培养在陈旧培养基中长期培养在陈旧培养基中长期培养在陈旧培养基中长期培养粗糙型菌落粗糙型菌落粗糙型菌落粗糙型菌落第5页，此课件共30页哦三、毒力变异三、毒力变异增强增强增强增强白喉棒状杆菌白喉棒状杆菌白喉棒状杆菌白喉棒状杆菌 棒状噬菌体棒状噬菌体棒状噬菌体棒状噬菌体获得白喉毒素获得白喉毒素获得白喉毒素获得白喉毒素减弱减弱减弱减弱牛分枝杆菌牛分枝杆菌牛分枝杆菌牛分枝杆菌 胆汁、甘油、马铃薯培养基胆汁、甘油、马铃薯培养基胆汁、甘油、马铃薯培养基胆汁、甘油、马铃薯培养基1313年年年年(230(230代代代代)卡介苗卡介苗卡介苗卡介苗四、耐药性变异四、耐药性变异 细菌对某种抗菌药物由敏感
4、变成耐药的变异称为耐药细菌对某种抗菌药物由敏感变成耐药的变异称为耐药细菌对某种抗菌药物由敏感变成耐药的变异称为耐药细菌对某种抗菌药物由敏感变成耐药的变异称为耐药性变异。性变异。性变异。性变异。第6页，此课件共30页哦第二节第二节 细菌遗传变异的物质基础细菌遗传变异的物质基础n1.细菌染色体细菌染色体染色质染色质(chromosomenucleoid)n2.质粒质粒(plasmids)n3.转位因子n4.噬菌体(bacteriophages/phages)第7页，此课件共30页哦一、质粒一、质粒n质粒特点：质粒特点：n（）能自我复制并传给子代n（）几种质粒可共存于一个菌体中n（）可从一个菌转移到
5、另一个菌n（）质粒可自行丢失n（）有些质粒可整合到细菌核质DNA上，称为附加体附加体。它还可以从核质DNA上脱落下来。第8页，此课件共30页哦nF质粒质粒(fertilityplasmids)编码细菌性菌毛nR质粒质粒(resistanceplasmids)编码细菌耐药性nVi质粒质粒(virulence plasmids)编码细菌毒力因子nCol质粒质粒编码大肠埃希菌的细菌素举例：举例：第9页，此课件共30页哦二、转位因子二、转位因子l是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
6、到另一个基因组中。第10页，此课件共30页哦（一）、插入序列（一）、插入序列（一）、插入序列（一）、插入序列（insertion sequence,ISinsertion sequence,IS）是最小的转位因子，2kb，不携带任何已知与插入功能无关的基因区域（二）、转座子（二）、转座子（transposon,Tn）2kb，除携带与转位有关的基因外，还携带耐药性基因、抗金属基因、毒素基因及其他结构基因。可能与细菌的多重耐药性有关。可能与细菌的多重耐药性有关。第11页，此课件共30页哦转座子的特征转座子的特征转座子携带耐药或毒素基因Tn1Tn2Tn3AP（氨苄青霉素）Tn4AP、SM（链霉素）、
7、Su（磺胺）Tn5Km（卡那霉素）Tn6KmTn7TMP（甲氧苄氨嘧啶）、SMTn9Cm（氯霉素）Tn10Tc（四环素）tn551Em（红霉素）Tn971EmTn1681大肠埃希菌（肠毒素基因）第12页，此课件共30页哦（三）、转座噬菌体或前噬菌体（三）、转座噬菌体或前噬菌体是一些具有转座功能的溶原性噬菌体，当整合到细菌染色体上，能改变溶原性细菌的某些生物学性状。第13页，此课件共30页哦三、噬菌体三、噬菌体(Bacteriophage/phage)是侵袭细菌、真菌等微生物的病毒。是侵袭细菌、真菌等微生物的病毒。第14页，此课件共30页哦第15页，此课件共30页哦 从噬菌体吸附到细菌裂解释放出
8、子代噬菌体的过程称为从噬菌体吸附到细菌裂解释放出子代噬菌体的过程称为噬菌体复制周期噬菌体复制周期溶菌周期溶菌周期裂解周期。裂解周期。这种能在敏感细菌中增殖并使之裂解的噬菌体叫这种能在敏感细菌中增殖并使之裂解的噬菌体叫毒性噬菌体（毒性噬菌体（virulence phage）。某些噬菌体感染细菌后不增殖，噬菌体某些噬菌体感染细菌后不增殖，噬菌体DNA整合到细整合到细菌核质菌核质DNA上，随细菌的增殖而传代，细菌不发生裂上，随细菌的增殖而传代，细菌不发生裂解，这种噬菌体叫解，这种噬菌体叫温和噬菌体（温和噬菌体（temperate phage）溶溶原性噬菌体。原性噬菌体。第16页，此课件共30页哦第三
9、节第三节 细菌的变异机制细菌的变异机制一一突变突变(mutation(mutation)（1）碱基置换）碱基置换（2）碱基缺失）碱基缺失（3）碱基插入）碱基插入n自发突变自发突变频率频率1/106-1091小突变小突变 2大突变（染色体畸变）大突变（染色体畸变）第17页，此课件共30页哦二、基因的转移和重组二、基因的转移和重组基因转移基因转移(gene transfer)：外源外源DNA进入受体菌。进入受体菌。基因重组基因重组(recombination)：转移的转移的DNA与受体菌与受体菌DNA发生重新整合。发生重新整合。第18页，此课件共30页哦基因转移重组的方式：基因转移重组的方式：受体
10、菌直接摄取供体受体菌直接摄取供体菌游离菌游离DNA片段，整合后片段，整合后改变了受体菌的遗传性状。改变了受体菌的遗传性状。.转化转化（Transformation）第19页，此课件共30页哦第20页，此课件共30页哦n供体菌通过性菌毛与受供体菌通过性菌毛与受体菌沟通，使遗传物质从供体菌沟通，使遗传物质从供体菌传递到受体菌。体菌传递到受体菌。.接合（接合（Conjugation）：F质粒的接合质粒的接合R质粒的接合质粒的接合第21页，此课件共30页哦接合第22页，此课件共30页哦F+F-F+F-F+F+F+F+DonorRecipientF+第23页，此课件共30页哦 以温和噬菌体为载体，把以温
11、和噬菌体为载体，把供体菌的基因转移到受体供体菌的基因转移到受体菌，使受体菌遗传性状发菌，使受体菌遗传性状发生改变。生改变。.转导（转导（Transduction）：（）普遍性转导（）普遍性转导（）局限性转导（）局限性转导完全转导完全转导流产转导流产转导第24页，此课件共30页哦（1）、普遍性转导）、普遍性转导第25页，此课件共30页哦第26页，此课件共30页哦2 2、局限性转导（、局限性转导（、局限性转导（、局限性转导（restricted transductionrestricted transduction）或称特异性转导，或称特异性转导，所转导的只限于供体菌染色体上特定的基因。所转导的只
12、限于供体菌染色体上特定的基因。溶原期时，噬菌体溶原期时，噬菌体DNADNA整合在整合在细菌染色体特定部位，噬菌体细菌染色体特定部位，噬菌体DNADNA发生偏差分离，将自身的发生偏差分离，将自身的一段一段DNADNA留在细菌染色体上，留在细菌染色体上，而带走了细菌而带走了细菌DNADNA上两侧的基上两侧的基因。当其转导并整合到受体菌因。当其转导并整合到受体菌中，使受体菌获得供体菌的某中，使受体菌获得供体菌的某些遗传性状。所转导的只限于些遗传性状。所转导的只限于供体菌上个别的基因。供体菌上个别的基因。第27页，此课件共30页哦.溶原性转换（溶原性转换（Lysogenic conversion）：n 温温和和噬噬菌菌体体的的DNA整整合合到到宿宿主主菌菌染染色色体体DNA后，成为溶原状态导致遗传性变异后，成为溶原状态导致遗传性变异。第28页，此课件共30页哦溶原性转换第29页，此课件共30页哦基因来源转移方式转化转化供体菌供体菌直接摄取直接摄取接合接合供体菌供体菌性菌毛性菌毛转导转导供体菌供体菌噬菌体为载体噬菌体为载体溶原性转换溶原性转换噬菌体噬菌体整合整合第30页，此课件共30页哦