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1、医学微生物学遗传变异现在学习的是第1页，共42页遗传性变异（基因型变异）遗传性变异（基因型变异）非遗传性变异（表型变异）非遗传性变异（表型变异）遗传性变异遗传性变异非遗传性变异非遗传性变异基因改变基因改变+-遗传遗传+-可逆性可逆性-+外界环境外界环境-+变异幅度变异幅度个别细胞个别细胞群体群体现在学习的是第2页，共42页细菌的变异现象细菌的变异现象形态、结构变异形态、结构变异毒力变异毒力变异耐药性变异耐药性变异菌落变异菌落变异现在学习的是第3页，共42页形态结构变异形态结构变异 3-6%食盐食盐鼠疫耶氏菌鼠疫耶氏菌多形态性多形态性陈旧培基物陈旧培基物陈旧培基物陈旧培基物现在学习的是第4页，共
2、42页 青霉素、溶菌酶青霉素、溶菌酶正常形态细菌正常形态细菌L型变异型变异抗体或补体抗体或补体(部分或完全失去胞壁部分或完全失去胞壁部分或完全失去胞壁部分或完全失去胞壁)现在学习的是第5页，共42页有荚膜的肺炎球菌有荚膜的肺炎球菌无荚膜的肺炎球菌无荚膜的肺炎球菌特殊结构的变异特殊结构的变异现在学习的是第6页，共42页特殊结构的变异特殊结构的变异42-43炭疽杆菌炭疽杆菌失去形成芽胞能力失去形成芽胞能力,毒性降低毒性降低10-2010-20天天天天变形杆菌变形杆菌变形杆菌变形杆菌0.1%0.1%石炭酸石炭酸石炭酸石炭酸迁徙生长（迁徙生长（迁徙生长（迁徙生长（H）点状生长、单个菌落（点状生长、单个
3、菌落（O）鞭毛变异鞭毛变异现在学习的是第7页，共42页毒力变异毒力变异增强增强棒状噬菌体棒状噬菌体白喉棒状杆菌白喉棒状杆菌获得白喉毒素获得白喉毒素减弱减弱胆汁、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、马铃薯培养基牛分枝杆菌牛分枝杆菌卡介苗卡介苗1313年年(230(230代代代代)现在学习的是第8页，共42页耐药性变异耐药性变异 细菌对某种抗菌药物由敏感变成耐药的变异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。称为耐药性变异。金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌有些细菌还同时耐受多种抗菌药物，即多重有些细菌还同时耐受多种抗菌药物，即多重耐药性，甚至产生药
4、物依赖性。耐药性，甚至产生药物依赖性。含链霉素培基含链霉素培基痢疾杆菌痢疾杆菌依链株依链株长期培养长期培养现在学习的是第9页，共42页菌落变异菌落变异 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在陈旧培养基中长期培养光滑型菌落光滑型菌落粗糙型菌落粗糙型菌落SR原因：失去原因：失去LPS的特异多糖的特异多糖现在学习的是第10页，共42页S S型菌落型菌落R R型菌落型菌落细菌菌落变异（细菌菌落变异（SR变异）变异）现在学习的是第11页，共42页细菌遗传变异的物质基础细菌遗传变异的物质基础基因组：染色体和染色体外遗传物质基因组：染色体和染色体外遗传物质 质粒质粒转位因子转位
5、因子现在学习的是第12页，共42页质粒（质粒（plasmid）细菌染色体外的遗传物质，细菌染色体外的遗传物质，是环状闭合的双链是环状闭合的双链DNA。带有遗传信息，并非细菌带有遗传信息，并非细菌生长所必需。生长所必需。特征特征 自我复制能力自我复制能力自我复制能力自我复制能力 编码产物赋予细菌某些性状编码产物赋予细菌某些性状编码产物赋予细菌某些性状编码产物赋予细菌某些性状 可自行丢失与消除可自行丢失与消除可自行丢失与消除可自行丢失与消除 转移性转移性转移性转移性 相容性和不相容性相容性和不相容性相容性和不相容性相容性和不相容性现在学习的是第13页，共42页几种重要的质粒几种重要的质粒致育质粒（
6、致育质粒（F质粒）质粒）耐药质粒（耐药质粒（R质粒）质粒）毒力质粒（毒力质粒（Vi质粒）质粒）细菌素质粒（细菌素质粒（Col质粒）质粒）代谢质粒代谢质粒现在学习的是第14页，共42页转位因子转位因子是存在于细菌染色体或质粒是存在于细菌染色体或质粒DNA分子上的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，它能在DNA分子中移动，不断改变它们在基因组的位分子中移动，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置，能从一个基因组转移到另一个基因组中。中。现在学习的是第15页，共42页插入序列插入序列（insertionsequence,IS）是最小的转位因子，是
7、最小的转位因子，2kb。转座子转座子（transposon,Tn）2kb，除携带与转位有关的基因外，还携带耐药性，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。基因、抗金属基因、毒素基因及其他结构基因。可能与细菌的可能与细菌的多重耐药性多重耐药性有关。有关。IS ISResistance Gene(s)Tn现在学习的是第16页，共42页转座子的特征转座子的特征转座子转座子携带耐药或毒素基因携带耐药或毒素基因Tn1 Tn2 Tn3Tn1 Tn2 Tn3APAP（氨苄青霉素）（氨苄青霉素）Tn4Tn4APAP、SMSM（链霉素）、（链霉素）、SuSu（磺胺）（磺胺
8、）Tn5Tn5KmKm（卡那霉素）（卡那霉素）Tn6Tn6KmKmTn7Tn7TMPTMP（甲氧苄氨嘧啶）、（甲氧苄氨嘧啶）、SMSMTn9Tn9CmCm（氯霉素）（氯霉素）Tn10Tn10TcTc（四环素）（四环素）Tn551Tn551EmEm（红霉素）（红霉素）Tn971Tn971EmEmTn1681Tn1681大肠埃希菌（肠毒素基因）大肠埃希菌（肠毒素基因）现在学习的是第17页，共42页转座噬菌体或前噬菌体转座噬菌体或前噬菌体是一些具有是一些具有转座转座功能的功能的溶原性噬菌体溶原性噬菌体，当整合到，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细菌染色体上，能改变溶原性细菌的某些
9、生物学性状。状。现在学习的是第18页，共42页细菌的变异机制细菌的变异机制基因的转移和重组基因的转移和重组基因的突变基因的突变现在学习的是第19页，共42页（一）基因转移和重组（一）基因转移和重组基因转移（基因转移（genetransfer）外源性的遗传物质由供体菌转入某受体菌细胞外源性的遗传物质由供体菌转入某受体菌细胞的过程称为基因转移。的过程称为基因转移。基因重组（基因重组（generecombination）转移的基因与受体菌转移的基因与受体菌DNA整合在一起称为重组，整合在一起称为重组，使使受体菌获得供体菌的某些性状。受体菌获得供体菌的某些性状。现在学习的是第20页，共42页基因的转移
10、和重组的方式基因的转移和重组的方式转化转化接合接合转导转导溶原性转换溶原性转换原生质体融合原生质体融合现在学习的是第21页，共42页基因的转移和重组基因的转移和重组基因转移（基因转移（genetransfer）外源性的遗传物质由供体菌转入某受体菌细胞的外源性的遗传物质由供体菌转入某受体菌细胞的过程称为基因转移。过程称为基因转移。重组（重组（recombination）转移的基因与受体菌转移的基因与受体菌DNA整合在一起称为重组，整合在一起称为重组，使受体菌获得供体菌的某些性状。使受体菌获得供体菌的某些性状。细菌的基因转移和重组可通过细菌的基因转移和重组可通过转化、接合、转化、接合、转导、溶原性
11、转换转导、溶原性转换和原生质体融合等方式进和原生质体融合等方式进行。行。现在学习的是第22页，共42页转化（转化（transformation）供体菌裂解游离的供体菌裂解游离的DNA片段被受体菌片段被受体菌直接直接摄取摄取，使受体菌获得新的性状。，使受体菌获得新的性状。现在学习的是第23页，共42页转化转化(transformation):供体菌裂解游离的供体菌裂解游离的DNA片段片段转入某受体菌细胞转入某受体菌细胞内的过程。现在学习的是第24页，共42页转导转导（transduction）以噬菌体为载体，将供体菌的一段以噬菌体为载体，将供体菌的一段DNA转转移到受体菌内，使受体菌获得新的性状
12、。移到受体菌内，使受体菌获得新的性状。普遍性转导普遍性转导（generalizedtransduction）局限性转导局限性转导（restrictedtransduction）现在学习的是第25页，共42页现在学习的是第26页，共42页供体菌供体菌受体菌受体菌转导噬菌体转导噬菌体细菌细菌DNA噬菌体噬菌体DNA普遍性转导普遍性转导(generalized transduction)现在学习的是第27页，共42页普遍性转导普遍性转导generalizedtransduction 前噬菌体从溶原菌染色体上脱离前噬菌体从溶原菌染色体上脱离增殖时噬菌体的增殖时噬菌体的DNADNA大量复制，装配时可能发
13、生错误大量复制，装配时可能发生错误大量复制，装配时可能发生错误大量复制，装配时可能发生错误转导噬菌体能以正常方式感染另一宿主菌，将其头部的供体转导噬菌体能以正常方式感染另一宿主菌，将其头部的供体转导噬菌体能以正常方式感染另一宿主菌，将其头部的供体转导噬菌体能以正常方式感染另一宿主菌，将其头部的供体菌染色体注入受体菌内。菌染色体注入受体菌内。菌染色体注入受体菌内。菌染色体注入受体菌内。被包装的被包装的DNADNA可以是供体菌染色体上的任何部分。可以是供体菌染色体上的任何部分。现在学习的是第28页，共42页结果结果完全转导完全转导流产转导流产转导未整合整合现在学习的是第29页，共42页局限性转导局
14、限性转导restrictedtransduction 或称特异性转导，或称特异性转导，或称特异性转导，或称特异性转导，所转导的只限于供体所转导的只限于供体所转导的只限于供体所转导的只限于供体菌染色体上特定的基因。菌染色体上特定的基因。菌染色体上特定的基因。菌染色体上特定的基因。溶原期时，噬菌体溶原期时，噬菌体溶原期时，噬菌体溶原期时，噬菌体DNADNA整合在细菌染整合在细菌染整合在细菌染整合在细菌染色体特定部位色体特定部位色体特定部位色体特定部位 噬菌体噬菌体噬菌体噬菌体DNADNA发生偏差分离，将自身的一发生偏差分离，将自身的一发生偏差分离，将自身的一发生偏差分离，将自身的一段段段段DNAD
15、NA留在细菌染色体上，而带走了留在细菌染色体上，而带走了留在细菌染色体上，而带走了留在细菌染色体上，而带走了细菌细菌细菌细菌DNADNA上两侧的基因。上两侧的基因。上两侧的基因。上两侧的基因。当其转导并整合到受体菌中，使受体当其转导并整合到受体菌中，使受体当其转导并整合到受体菌中，使受体当其转导并整合到受体菌中，使受体菌获得供体菌的某些遗传性状。菌获得供体菌的某些遗传性状。菌获得供体菌的某些遗传性状。菌获得供体菌的某些遗传性状。现在学习的是第30页，共42页基因的转移和重组的方式基因的转移和重组的方式转化转化接合接合转导转导溶原性转换溶原性转换原生质体融合原生质体融合供体菌裂解游离的供体菌裂解
16、游离的DNA片片段被受体菌直接摄取，使受段被受体菌直接摄取，使受体菌获得新的性状。体菌获得新的性状。以噬菌体为载体，将供体菌的以噬菌体为载体，将供体菌的一段一段DNA转移到受体菌内，使转移到受体菌内，使受体菌获得新的性状。受体菌获得新的性状。现在学习的是第31页，共42页接合接合(conjugation)接合：接合：是细菌通过性菌毛将遗是细菌通过性菌毛将遗传物质（主要是质粒传物质（主要是质粒DNA）从供体菌转移给从供体菌转移给受体菌。能通过接合方受体菌。能通过接合方式转移的质粒称为接合式转移的质粒称为接合性质粒。性质粒。现在学习的是第32页，共42页现在学习的是第33页，共42页现在学习的是第
17、34页，共42页现在学习的是第35页，共42页细菌的耐药性与耐药性的基因突变及细菌的耐药性与耐药性的基因突变及细菌的耐药性与耐药性的基因突变及细菌的耐药性与耐药性的基因突变及R质粒的接合转移质粒的接合转移等有关。等有关。R质粒有耐药传递因子质粒有耐药传递因子质粒有耐药传递因子质粒有耐药传递因子(RTF)RTF)和耐药决定子和耐药决定子和耐药决定子和耐药决定子(r)两部分组成。两部分组成。两部分组成。两部分组成。RTF的功能与的功能与F质粒相似，可编码性菌毛的产生和通过质粒相似，可编码性菌毛的产生和通过质粒相似，可编码性菌毛的产生和通过质粒相似，可编码性菌毛的产生和通过接合转移；接合转移；接合转
18、移；接合转移；R R决定子能编码对抗菌药物的耐药性。决定子能编码对抗菌药物的耐药性。R质粒的接合质粒的接合现在学习的是第36页，共42页溶原性转换溶原性转换(lysogenic conversion)当噬菌体感染细菌时，当噬菌体感染细菌时，宿主菌染色体获得了宿主菌染色体获得了噬菌体的噬菌体的DNA片段，片段，在溶原状态时，使细在溶原状态时，使细菌获得新的性状。菌获得新的性状。现在学习的是第37页，共42页原生质体融合原生质体融合(protoplast fusion)现在学习的是第38页，共42页整合整合噬菌体噬菌体lysogenic conversion噬菌体为载体噬菌体为载体供体菌供体菌tr
19、ansduction性菌毛性菌毛性菌毛性菌毛供体菌供体菌conjugationconjugation直接摄取直接摄取直接摄取直接摄取供体菌供体菌transformationtransformation转移方式转移方式基因来源基因来源基因来源基因来源现在学习的是第39页，共42页（二）基因突变（二）基因突变基因突变的自发性和随机性基因突变的自发性和随机性稀少性：自发突变率很低，稀少性：自发突变率很低，11061109可诱变性：理化因素可提高突变率可诱变性：理化因素可提高突变率稳定性稳定性可逆性，恢复突变可逆性，恢复突变突变的自发性与环境的选择作用突变的自发性与环境的选择作用基因突变的特性：基因突变的特性：现在学习的是第40页，共42页影印试验影印试验(replica plating)（1952年，年，Lederberg）自自发发突突变变的的证证实实耐药突变株在接触药物前已出现，耐药突变株在接触药物前已出现，抗菌药物的作用只是选择耐药株抗菌药物的作用只是选择耐药株 现在学习的是第41页，共42页细菌遗传变异的实际意义细菌遗传变异的实际意义在疾病的诊断、治疗与预防中的应用在疾病的诊断、治疗与预防中的应用在测定致癌物质中的应用在测定致癌物质中的应用在流行病学中的应用在流行病学中的应用在基因工程中的应用在基因工程中的应用现在学习的是第42页，共42页