噬菌体、细菌遗传和变异

尾丝：吸附
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生物学性状
抗原性：能刺激机体产生特异中和抗体 抵抗力：对70℃30分钟仍有抵抗力，耐脂溶
剂，对紫外线、X射线敏感 严格的宿主特异性－细菌的鉴定与分型
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分类：噬菌体与宿主菌的相互关系
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
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链霉素敏感株
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在陈旧培养基中长期培养
光滑(S)型菌落 ─────→ 粗糙(R)型菌落
或在有免疫力的人体内
S型菌落致病力强
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耐药性变异
概念：细菌对某种抗菌药物由敏感变成耐药。 多重耐药：有些细菌还表现为同时耐受多种抗菌药
物，甚至产生药物依赖性。
含链霉素培基
痢疾杆菌─────→依链株(耐药菌株)
含链霉素培基长期培养
细菌L型变异
青霉素、溶菌酶
正常形态细菌 ──────→ L型变异
(部分或完全失去胞壁)
葡萄球菌L型变异
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毒力变异
β棒状噬菌体
白喉棒状杆菌────→获得产白喉毒素能力
增强
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毒力变异
胆汁、甘油、马铃薯培养基
牛型结核杆菌─────减─弱──→卡介苗 13年(230代)
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菌落变异（S-R变异）
第二章 细菌的遗传与变异
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1
概述 细菌遗传变异的物质基础 细菌的变异现象与机制 细菌遗传变异的医学意义及其应用
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概述
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。
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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。
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4
细菌遗传变异的物质基础
染色体和染色体外遗传物质
质整 转 噬 合座 菌
粒子 因 体 子基 因 组
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一、细菌染色体
细菌染色体：环状dsDNA，不含组蛋白, 无核膜包围。
•相对较小，只有一个复制起始位点 •功能相关的基因转录出一条mRNA，分别合成各自蛋白 •基因是连续的，没有内含子，不需要转录后的剪切和加工 •基因组为单倍体，具有各种功能识别区
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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。
菌体，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：
带有前噬菌体基因可编组辑版 的细菌
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温和噬菌体
prophage: 整合在细菌基因 组中的噬菌体基因
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溶原性细菌
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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。
转座因子
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转位因子分为2类 插入序列（IS） 转座子（Tn）
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五、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
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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.
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温和噬菌体有溶原性周期和溶菌周期，
而毒性噬菌体则可只编辑有版 一个溶菌性周期。
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四、转位因子
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。
和启动子）
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六、转座噬菌体
噬菌体的遗传物质可整合到细菌染色体的任何 位置，从而导致细菌的生物学性状改变。
噬菌体
前噬菌体
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第二节 细菌的变异现象与机制
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一、细菌的变异现象
➢ 形态结构变异 ➢ 毒力变异 ➢ 耐药性变异 ➢ 菌落变异
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形态结构的变异：L型，鞭毛等的变异
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
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7
1、致育质粒（F质粒）
编码细菌性菌毛； 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； 性菌毛介导细菌之间的接合。
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2、耐来自百度文库质粒（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。
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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
复制周期：吸附、穿入、生物合成、成熟与 释放
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毒性噬菌体
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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
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
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生物学性状
形态：蝌蚪形、微球形、细 杆形
结构与化学组成：蝌蚪形分 为头部和尾部，头部内为 DNA或RNA，外及尾部由 蛋白质包绕
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尾髓：能收缩 尾部 尾板：含溶菌酶
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
耐链霉素
耐青霉素
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3、细菌素质粒
编码产生细菌素。
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
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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。
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质粒的特征
具有自我复制能力，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
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三、噬菌体
(bacteriophage)
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噬菌体：感染细菌、真菌、螺旋体等微生
物的病毒。