细菌的遗传变异2.pptx

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1、 一、常见的细菌变异现象(一)形态结构变异1.形态变异2.荚膜变异3.芽孢变异 4.鞭毛变异第1页/共29页(二)培养特性变异1.光滑型粗糙型2.D菌落变异(侏儒菌落)第2页/共29页第3页/共29页(三)毒力变异1.毒力的增强2.毒力的减弱第4页/共29页(四)生化特性变异1.营养缺陷型变异:指由于细菌代谢缺陷造成的需某种物质才能生长的变异,如鼠伤寒沙门氏菌对铵盐的利用。2.诱导酶的产生:如大肠杆菌的乳糖酶。3.终末产物阻遏:指细菌合成的某些酶类可被自身合成产物所抑制。第5页/共29页(五)耐药性变异(抗性变异):是对某种化学药物或致死物理因子抗性的变异。通过自发突变以及抗性遗传因子的传递,

2、而产生大多数抗性。细菌获得抗性后,即使在没有药物的条件下,一般也不丧失抗性。但对青霉素、氯霉素、四环素、红霉素等由于诱导而产生的耐药性,在药物消失后,抗性也消失。第6页/共29页(六)抗原性变异:编码细菌的抗原结构如菌体抗原、菌毛抗原、荚膜抗原、编码抗原等基因发生突变时,细菌形成相应抗原结构的能力丧失,引起细菌抗原性变异。第7页/共29页二、细菌变异的机制基因组:位于核体,是细菌遗传的主要物质基础。质粒:环状双螺旋DNA分子,编码细菌重要的生物学性状。F质粒(编码性菌毛)、Vi质粒(各种毒力编码因子)。接合性质粒(可在细菌间进行转移)、非结合性质粒(不可在细菌间进行转移)、附加体(可结合到染色

3、体上)第8页/共29页转座子:指一些微生物的某些DNA片断作为一个独立单位可在染色体上移动,可发生在同种或不同种细胞间。细菌的转座子有:插入序列(IS)、转座子(Tn)、某些特殊的噬菌体。毒力岛(PAI):指病原的某个或某些毒力基因群,位于染色体内,但结构有别与染色体。第9页/共29页基因突变和基因转移(一)突变:生物个体的遗传物质自身发生的改变。1.染色体畸变指染色体的一大段发生了变化,包括染色体结构上的缺失、重复、插入、易位、倒置。2.基因突变也称点突变指相应基因上的DNA链中一个或几个核苷酸对的改变。包括置换(转换、颠换)、移码(由基因缺失或插入造成)。第10页/共29页置换:(转换和颠

4、换)1.转换:嘌呤换嘌呤 AACTGCCCAAAAT AACTGCCCAAGGT2.颠换:嘌呤换嘧啶、或嘧啶换嘌呤 AACTGCCCGGAAT AACTGCCC TTAAT移码:插入或缺失:AACTGCCCGGAAT 1.碱基增加 AACggaaTGCCCGGAAT 2.碱基缺失 AACTGCCC-AT第11页/共29页3.突变的方式:自发突变:突变率很低,为1/106-1/109。人工突变:高温、辐射、化学药物、生物学方法。病毒的突变:A.点突变:包括温度敏感突变、蚀斑突变和热突变。B.缺失突变第12页/共29页(二)基因的转移与重组两个不同性状个体之间的遗传物质转移到一起,经过重新组合形成

5、遗传性个体的方式叫基因重组。原核微生物的基因重组,是通过“转化”、“转导”、“接合”等方式进行,由供体细胞将部分遗传物质单向传递给受体细胞而发生的。第13页/共29页.转化细菌直接由外界环境中摄取DNA片断,整合于自身的基因组中,在亲缘菌之间,频率低。革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌中都有发生。不是所有细菌都有转化现象,大多数细菌不能接受外源性DNA,不能将它整合到染色体中。第14页/共29页细菌能产生内切酶,识别并切割进入细胞的外源性DNA。受体菌必须处于感受态才能转化。第15页/共29页第16页/共29页.转导以噬菌体为媒介,将供体细菌的部分遗传物质转移给受体菌的过程,发生在亲缘菌之间,频率低。

6、第17页/共29页普遍性转导:细菌或质粒DNA裂解片断误装入噬菌体内,形成完全缺陷的转导性噬菌体。供体菌DNA片断与受体菌的染色体DNA整合,成为遗传性稳定的转导子,称完全转导。不发生完全整合,供体菌DNA仍处于游离状态,不自身复制,但能转录、翻译和表达性状,称为顿挫转导。第18页/共29页局限性转导:噬菌体DNA留在细菌染色体上,并带走细菌DNA上的部分基因,这种发生偏差的噬菌体,称为部分缺陷噬菌体,当此噬菌体再次侵入受体菌时,可带入原来供体菌的特定基因。第19页/共29页溶原性转变细菌被温和噬菌体感染后,因噬菌体的基因整合到细菌的基因组上,使细菌表型性状发生变化的现象。如不产白喉毒素的杆菌

7、变成产毒素的白喉杆菌。第20页/共29页第21页/共29页.接合:通过性柔毛暂时沟通,由供体将遗传物质(质粒、基因)转移给受体细菌的过程(必须有菌体的接触)。接合性质粒有:F质粒、R质粒、Col质粒第22页/共29页R质粒(R因子)由环状双股DNA构成的质粒。由两种不同功能的因子组成,另一是耐药性转移因子(RIF),决定性菌毛的形成;一是耐药性因子(RF),是决定耐药性的基因。具R因子的菌为耐药菌或R+菌。R质粒是一种稳定的质粒。第23页/共29页Col质粒:控制细菌素的合成。F质粒:F+、F-、Hfr第24页/共29页第25页/共29页.原生质体融合:通过人为的方法,使遗传性状不同的两个细胞的原生质体发生融合,并产生重组系的过程。第26页/共29页2.病毒的基因重组 分子内重组:指两种病毒的单分子核酸链中有一部分核苷酸序列进行交换,所形成的重组体。常见于单股DNA病毒。基因重配:是多分子基因组的病毒之间一个或几个核酸节段发生交换,形成的重配体。常见于RNA病毒。第27页/共29页细菌遗传变异研究的实际意义(一)细菌鉴定:微卫星技术(二)疾病预防和治疗:耐药性、疫苗(三)基因工程:目的基因分离、目的基因与载体DNA的体外重组、重组体导入受体细胞(常用转化)、复制与表达。第28页/共29页感谢您的观看!第29页/共29页

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