医学微生物学PPT课件 细菌的遗传和变异 (2)
合集下载
《医学微生物学》课件：2 细菌的基本性状、遗传变异
A群链球菌膜磷壁酸 抗吞噬作用
金黄色葡萄球菌A蛋白
抗吞噬作用
细菌细胞壁缺陷型（细菌L型）
• 细菌细胞壁缺陷型或L型(bacterial L form)：细胞壁由于理 化因素的破坏或合成抑制而受损的细菌，在高渗环境下，仍 可存活，能够继续生长和分裂。
• 原生质体(protoplast)：G+细胞壁缺失后，原生质仅被一层 细胞膜包住
革兰阳性菌的细胞壁
G+
M
ß-1, 4 糖苷键
M
青霉素作用点
G
M
溶菌酶作用点
M
G
M
M
G
G
M
G
M G M
G M G
G M
M G M
M N-乙酰胞壁酸 G N-乙酰葡糖氨
M
G
五肽桥（甘氨酸）
G G
M G
G M
四肽侧链
(丙氨酸/谷氨酸/ 赖氨酸/丙氨酸）
G
G+菌肽聚糖(peptidoglycan)—（三维立体结构）
Specific polysaccharide/ O antigen
Core polysaccharide Disaccharide diphosphate
Fatty acids
脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）
（1）脂质A（lipid A） • 为一种糖磷脂，由D-氨基葡萄糖双糖组成的基本骨架，
革兰阳性菌与阴性菌细胞壁结构比较
细胞壁 强度 厚度
肽聚糖层数 肽聚糖含量
磷壁酸 外膜
脂蛋白 脂多糖
革兰阳性菌 较坚韧
20-80nm 15-50层 占细胞壁干重50%-80%
+ — — —
7-第2章细菌的遗传和变异.ppt
2021/3/24
质粒分类：
1. 接合性质粒和非接合性质粒 2. 严紧型质粒和松弛型质粒 3. 相容性和不相容性质粒 4. 编码产物的生物性状分类
2021/3/24
(1) 致育因子（fertility factor，F因子） • 与有性生殖有关 • 带有F质粒的为雄性菌，能长出性菌毛(F+)； • 无F质粒的为雌性菌，无性菌毛(F-)
2. 毒力变异
β棒状噬菌体 白喉棒状杆菌────→ 获得白喉毒素
胆汁、甘油、马铃薯培养基 牛型结核杆菌─ ─ ── ── ─ ─→ 卡介苗
13年(230代)
2021/3/24
3. 耐药性变异
• 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。
含链霉素培基
痢疾杆菌─────→依链株(耐药菌株)
(2) 耐药性质粒（resistance plasmid, R质粒）
编码细菌对抗菌药物或重金属盐类的耐药性。 非接合性传递的r质粒
2021/3/24
(3) 毒力质粒（virulence plasmid，Vi质粒）
编码与该菌致病性有关的毒力因子。 –如致病性的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。
2021/3/24
病毒的复制
2021/3/24
2021/3/24
2021/3/24
• 在液体培养基中 变为澄清
在固体培养基中
噬菌现象可使浑浊菌液 噬斑（plaque）。
噬斑
2021/3/24
（2）溶原性周期
★温和噬菌体 (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，称为温和噬菌体
质粒分类：
1. 接合性质粒和非接合性质粒 2. 严紧型质粒和松弛型质粒 3. 相容性和不相容性质粒 4. 编码产物的生物性状分类
2021/3/24
(1) 致育因子（fertility factor，F因子） • 与有性生殖有关 • 带有F质粒的为雄性菌，能长出性菌毛(F+)； • 无F质粒的为雌性菌，无性菌毛(F-)
2. 毒力变异
β棒状噬菌体 白喉棒状杆菌────→ 获得白喉毒素
胆汁、甘油、马铃薯培养基 牛型结核杆菌─ ─ ── ── ─ ─→ 卡介苗
13年(230代)
2021/3/24
3. 耐药性变异
• 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。
含链霉素培基
痢疾杆菌─────→依链株(耐药菌株)
(2) 耐药性质粒（resistance plasmid, R质粒）
编码细菌对抗菌药物或重金属盐类的耐药性。 非接合性传递的r质粒
2021/3/24
(3) 毒力质粒（virulence plasmid，Vi质粒）
编码与该菌致病性有关的毒力因子。 –如致病性的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。
2021/3/24
病毒的复制
2021/3/24
2021/3/24
2021/3/24
• 在液体培养基中 变为澄清
在固体培养基中
噬菌现象可使浑浊菌液 噬斑（plaque）。
噬斑
2021/3/24
（2）溶原性周期
★温和噬菌体 (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，称为温和噬菌体
微生物遗传与变异PPT课件
ห้องสมุดไป่ตู้
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，称为 毒性噬菌体。
毒性噬菌体的增殖与溶菌周期
毒性噬菌体在敏感菌内以复制方式进行增殖，增殖过 程包括
（1）吸附：是噬菌体与细菌表面受体特异性结合的过 程。 （2）穿入：有尾噬菌体吸附宿主后，借助尾部末端含 有的一种类似溶菌酶的物质，在细菌细胞壁上溶一小 孔，然后通过尾鞘的收缩，将头部DNA注入细菌体内， 而蛋白衣壳留在菌细胞外。 （3）生物合成: 转录形成mRNA，转移成噬菌体所需的 酶、调节蛋白和结构蛋白。 （4）成熟与释放:蛋白质和核酸合成后，在细胞质内 按一定程序装配成成熟的噬菌体。裂解宿主，释放噬 菌体颗粒。
2.毒力变异 毒力减弱-疫苗制备；毒力增 强-细菌战
3.耐药性变异 临床治疗中严重问题 4.菌落变异 从光滑型（S） 粗糙型（R） 5.抗原性变异 与细菌鉴定有关
3-6% NaCl 鼠疫杆菌────→多形态性(衰残型)
琼脂培基
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)
噬菌体
噬菌斑
噬菌体
温和噬菌体
• 温和噬菌体(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， 称为温和噬菌体或溶原性噬菌体 (lysogenic phage)。
噬菌体
温和噬菌体
• 前噬菌体
–整合在细菌基因组中的噬菌体基因组称为前 噬菌体（prophage）
2020/1/5
7
二、细菌遗传的物质基础
• 染色体 • 质粒 • 噬菌体 • 转座子
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，称为 毒性噬菌体。
毒性噬菌体的增殖与溶菌周期
毒性噬菌体在敏感菌内以复制方式进行增殖，增殖过 程包括
（1）吸附：是噬菌体与细菌表面受体特异性结合的过 程。 （2）穿入：有尾噬菌体吸附宿主后，借助尾部末端含 有的一种类似溶菌酶的物质，在细菌细胞壁上溶一小 孔，然后通过尾鞘的收缩，将头部DNA注入细菌体内， 而蛋白衣壳留在菌细胞外。 （3）生物合成: 转录形成mRNA，转移成噬菌体所需的 酶、调节蛋白和结构蛋白。 （4）成熟与释放:蛋白质和核酸合成后，在细胞质内 按一定程序装配成成熟的噬菌体。裂解宿主，释放噬 菌体颗粒。
2.毒力变异 毒力减弱-疫苗制备；毒力增 强-细菌战
3.耐药性变异 临床治疗中严重问题 4.菌落变异 从光滑型（S） 粗糙型（R） 5.抗原性变异 与细菌鉴定有关
3-6% NaCl 鼠疫杆菌────→多形态性(衰残型)
琼脂培基
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)
噬菌体
噬菌斑
噬菌体
温和噬菌体
• 温和噬菌体(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， 称为温和噬菌体或溶原性噬菌体 (lysogenic phage)。
噬菌体
温和噬菌体
• 前噬菌体
–整合在细菌基因组中的噬菌体基因组称为前 噬菌体（prophage）
2020/1/5
7
二、细菌遗传的物质基础
• 染色体 • 质粒 • 噬菌体 • 转座子
细菌的遗传与变异精品PPT课件
n 接合性质粒主要包括F质粒、R质粒、Col 质粒和毒力质粒。
25
接合（conjugation ）
►F质粒的接合
Donor
F+
F-
F+
F-
Recipient
F+
F+
F+
F+ 26
接合（conjugation ）
27
接合（conjugation ）
►F质粒的接合（高频重组株Hfr）
F+
F+
Hfr
8
细菌的基因组
质粒是细菌染色体外的遗 2、质 粒（plasmid）传物质，是环状闭合的双
链DNA。
有自我复制能力 编码产物赋予细菌某些性状特征 ►质粒的特征 可自行丢失与消除 具有转移性
9
细菌的基因组
►几种重要的质粒：
F质粒
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。
R质粒
转座子 Tn1 Tn2 Tn3
Tn4 Tn5 Tn6 Tn7 Tn9 Tn10 tn551 Tn971 Tn681
转座子的特征
携带耐药或毒素基因 AP（氨苄青霉素） AP、SM（链霉素）、Su（磺胺） Km（卡那霉素） Km （卡那霉素） TMP（甲氧苄氨嘧啶）、SM
Cm（氯霉素） Tc（四环素） Em（红霉素） Em （红霉素） 大肠埃希菌（肠毒素基因） 15
细菌的遗传与变异
1
第四节 遗传和变异
一、遗传与变异的概念 二、常见的细菌变异现象 三、细菌的基因组 四、细菌变异的机制 五、细菌遗传变异研究的意义
2
遗传和变异概念
1、遗传
指亲代的特性可通过遗传物质传递 给子代，保证物种的稳定性。
25
接合（conjugation ）
►F质粒的接合
Donor
F+
F-
F+
F-
Recipient
F+
F+
F+
F+ 26
接合（conjugation ）
27
接合（conjugation ）
►F质粒的接合（高频重组株Hfr）
F+
F+
Hfr
8
细菌的基因组
质粒是细菌染色体外的遗 2、质 粒（plasmid）传物质，是环状闭合的双
链DNA。
有自我复制能力 编码产物赋予细菌某些性状特征 ►质粒的特征 可自行丢失与消除 具有转移性
9
细菌的基因组
►几种重要的质粒：
F质粒
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。
R质粒
转座子 Tn1 Tn2 Tn3
Tn4 Tn5 Tn6 Tn7 Tn9 Tn10 tn551 Tn971 Tn681
转座子的特征
携带耐药或毒素基因 AP（氨苄青霉素） AP、SM（链霉素）、Su（磺胺） Km（卡那霉素） Km （卡那霉素） TMP（甲氧苄氨嘧啶）、SM
Cm（氯霉素） Tc（四环素） Em（红霉素） Em （红霉素） 大肠埃希菌（肠毒素基因） 15
细菌的遗传与变异
1
第四节 遗传和变异
一、遗传与变异的概念 二、常见的细菌变异现象 三、细菌的基因组 四、细菌变异的机制 五、细菌遗传变异研究的意义
2
遗传和变异概念
1、遗传
指亲代的特性可通过遗传物质传递 给子代，保证物种的稳定性。
微生物的遗传与变异2-71页PPT精选文档
mRNA
细 胞 亮氨酸 质 中
天冬氨酸
异亮氨酸
CUA U U A G AU AUC
核糖体
mRNA
细 胞 亮氨酸 质 中
缩合
天冬氨酸
异亮氨酸
CUA U U A G AU AUC
核糖体
mRNA
以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质
细 亮氨酸 胞 质 中
U U A G AU AUC
mRNA
单击画面继续
注：DNA不是唯一的遗传物质， 较少的微生物也靠RNA进行遗 传。
课堂 小结
核酸是一切生物的遗传物质， 核酸包括脱氧核糖核酸（DNA）和 核糖核酸（RNA），绝大多数生物 都是以DNA作为遗传物质的，因此 DNA是主要的遗传物质。
——课堂练习——
一、选择题：
1、蛋白质不是遗传物质的原因之一是 ( B ) ：
第二节 微生物的变异
一、变异的本质——基因突变
DNA双链间靠精密的碱基配对互相连接。 但是，偶尔也会出现差错。如碱基丢失、 置换、插入。这样就改变了碱基的原有顺序， 引发后代的表现类型变异。 如:R型均 S型均。
二、基因突变类型
低剂量多因素突变
自发突变 互变异构效应
突变类型
物理诱变
诱发突变 化学诱变
注意：DNA的复性是随机的。及复性的 DNA不可能完全回复到原来状态。
复性实验：
用非放射性同位素N15标记的DNA和用放 射性同位素N14标记的DNA同时变性与复 性实验，最终得到3种双链DNA。 a. 25％含N14的双链； b.25％含N15的双链； c.50％含有N14和N15的双链。
四、RNA 即核糖核酸。
DNA的平面结构图
细 胞 核 A A T C T A T AG 中 T T A GAT AT C
细 胞 亮氨酸 质 中
天冬氨酸
异亮氨酸
CUA U U A G AU AUC
核糖体
mRNA
细 胞 亮氨酸 质 中
缩合
天冬氨酸
异亮氨酸
CUA U U A G AU AUC
核糖体
mRNA
以mRNA为模板形成了有一定氨基酸顺序的蛋白质
细 亮氨酸 胞 质 中
U U A G AU AUC
mRNA
单击画面继续
注：DNA不是唯一的遗传物质， 较少的微生物也靠RNA进行遗 传。
课堂 小结
核酸是一切生物的遗传物质， 核酸包括脱氧核糖核酸（DNA）和 核糖核酸（RNA），绝大多数生物 都是以DNA作为遗传物质的，因此 DNA是主要的遗传物质。
——课堂练习——
一、选择题：
1、蛋白质不是遗传物质的原因之一是 ( B ) ：
第二节 微生物的变异
一、变异的本质——基因突变
DNA双链间靠精密的碱基配对互相连接。 但是，偶尔也会出现差错。如碱基丢失、 置换、插入。这样就改变了碱基的原有顺序， 引发后代的表现类型变异。 如:R型均 S型均。
二、基因突变类型
低剂量多因素突变
自发突变 互变异构效应
突变类型
物理诱变
诱发突变 化学诱变
注意：DNA的复性是随机的。及复性的 DNA不可能完全回复到原来状态。
复性实验：
用非放射性同位素N15标记的DNA和用放 射性同位素N14标记的DNA同时变性与复 性实验，最终得到3种双链DNA。 a. 25％含N14的双链； b.25％含N15的双链； c.50％含有N14和N15的双链。
四、RNA 即核糖核酸。
DNA的平面结构图
细 胞 核 A A T C T A T AG 中 T T A GAT AT C
微生物学遗传与变异ppt课件
β- 棒状噬菌体
含毒素基因
编码毒素蛋白
• 毒力减弱—— 有毒菌株变异为弱毒或无毒菌株
卡介苗 Bacillus of Calmette- Guerin,BCG : 卡介二氏用有毒的牛 结核分枝杆菌在含甘油、马铃薯的培养基上，经13年连续230次传 代所获得的一毒力减弱但保留有抗原性的变异株。是 用于人工免疫 以预防结核病的活疫苗。
• 染色体DNA chromosome • 质粒 plasmid • 转位因子 transposable element • 噬菌体 phage
• 染色体DNA
chromosome
• 无内含子 • 重复序列少 • 功能相关基因组
成操纵子
• 病原菌中存在
毒力島（pathogenecity Island)
1．形态结构： EM 下 有 三 种 基 本 形 态 ：
蝌蚪型 微球形 丝形
2．化学组成：
• 噬菌体由核酸和蛋白质组成。 • 核酸是噬菌体的遗传物质，根据其组成可为DNA噬
菌体和RNA噬菌体。
• 蛋白质是噬菌体头部衣壳及尾部的主要组成成份，
能保护噬菌体核酸，决定其外形和表面特征。
噬菌体与细菌的关系
4、耐药性变异variation of virulence
细菌对某种抗生素或药物由敏感变为不敏感即为细菌
的耐药现象。
多重耐药株:同时耐受多种抗生素的菌株。 抗生素依赖菌株：如痢疾志贺菌的赖链霉素菌株。
抗生素
抗生素
敏感
耐药
细菌遗传变异的物质基础
material basis of bacterial heredity and variation
转导频率
普遍性转导
局限性转导
裂解期
含毒素基因
编码毒素蛋白
• 毒力减弱—— 有毒菌株变异为弱毒或无毒菌株
卡介苗 Bacillus of Calmette- Guerin,BCG : 卡介二氏用有毒的牛 结核分枝杆菌在含甘油、马铃薯的培养基上，经13年连续230次传 代所获得的一毒力减弱但保留有抗原性的变异株。是 用于人工免疫 以预防结核病的活疫苗。
• 染色体DNA chromosome • 质粒 plasmid • 转位因子 transposable element • 噬菌体 phage
• 染色体DNA
chromosome
• 无内含子 • 重复序列少 • 功能相关基因组
成操纵子
• 病原菌中存在
毒力島（pathogenecity Island)
1．形态结构： EM 下 有 三 种 基 本 形 态 ：
蝌蚪型 微球形 丝形
2．化学组成：
• 噬菌体由核酸和蛋白质组成。 • 核酸是噬菌体的遗传物质，根据其组成可为DNA噬
菌体和RNA噬菌体。
• 蛋白质是噬菌体头部衣壳及尾部的主要组成成份，
能保护噬菌体核酸，决定其外形和表面特征。
噬菌体与细菌的关系
4、耐药性变异variation of virulence
细菌对某种抗生素或药物由敏感变为不敏感即为细菌
的耐药现象。
多重耐药株:同时耐受多种抗生素的菌株。 抗生素依赖菌株：如痢疾志贺菌的赖链霉素菌株。
抗生素
抗生素
敏感
耐药
细菌遗传变异的物质基础
material basis of bacterial heredity and variation
转导频率
普遍性转导
局限性转导
裂解期
医学微生物学PPT课件 细菌的遗传和变异
• 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。
细菌的变异机制
• 基因的突变和损伤后修复 • 基因的转移和重组
转座子(1)
• 转座子(transposon，Tn)：是一类在细菌的染 色体、质粒或噬菌体之间自行移动的遗传成 分，是基因组中一段特异的具有转位特性的 独立的DNA序列。
• 被包装的DNA可以是供体菌染色体上的任何部分。
供体菌
噬菌体DNA
受体菌
细菌DNA
转导噬菌体
结果
• 完全转导
• 流产转导
整合 未整合
局限性转导restricted transduction
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。
溶原期时，噬菌体DNA整合 在细菌染色体特定部位，噬 菌体DNA发生偏差分离，将 自身的一段DNA留在细菌染 色体上，而带走了细菌DNA 上两侧的基因。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。 所转导的只限于供体菌上个 别的基因。
导突变率达10-6~10-4，10~1000倍。 2. 突变与选择 突变是随机的，不定向的。须将
突变的个别细菌至于利于突变菌而不利于其 他细菌生长的环境中，将突变菌筛选出来。 ➢ 影印试验（Lederberg，1952）证实了突变的 随机性。
Байду номын сангаас
影印试验 (replica plating)
THANK YOU
THANK YOU
噬菌体(2)
• 噬菌体感染细菌有两个结果： • 噬菌体在宿主菌内增殖后使宿主菌裂解，释放的噬菌
体再感染其他敏感细胞。建立了溶菌性周期。 • 噬菌体感染细菌后不增殖，其核酸整合到细菌染色体
细菌的遗传与变异 ppt课件
如： 淋球菌 （用第四代环丝氨酸）
结核
（耐异烟肼）
痢疾菌 （多重耐药菌株，药物依赖性菌株链霉素）
PPT课件 15
——金黄色葡萄球菌耐青霉素的菌株已从1946 年的14%上升至目前的80%。
A、金葡菌 —青霉素 B、耐药金葡菌 —甲氧西林 耐药金葡菌 —万古霉素
PPT课件 16
耐万古 霉素肠 球菌以 接合方 式传递
细菌的遗传与变异
PPT课件
1
1、遗传 VS 变异
(1)遗传：生命体通过核酸的复制和分配使亲代的性
状传递给子代，致使子代与亲代的生物学性状基本相 同，且代代相传，遗传使细菌的性状保持相对稳定。
(2)变异：在一定条件下，子代与亲代、子代相互之间，
生物学性状发生不同程度的稳定性差异。
PPT课件
2
A、遗传性变异（基因型变异）
a金葡菌青霉素耐万古霉素肠球菌以接合方耐万古霉素肠球菌以接合方b耐药金葡菌甲氧西林耐药金葡菌万古霉素式传递常见致病菌的耐药原因细菌药物耐药原因金葡菌青霉素产生b内酰胺酶甲氧西林合成pbp2膜结合蛋白降低药物对膜的亲和力膜结合蛋白降低药物对膜的亲和力四环素药物泵出肠球菌青霉素酶四环素核糖体改变绿脓杆菌青霉素酶或pbp改变氨基糖苷类酶或核糖体改变抗菌药物的作用靶位耐药性细菌在世界各地的分布二细菌遗传变异的物质基础细菌的遗传物质是dna大多为单倍体基因组细菌的基因组是指染色体和染色体以外遗传物质所携带基因的总称
• 两端的保守末端 • 中间的可变区：基因盒（多为耐药基因）
5`保守末端含有功能元件
• 整合酶基因，产物催化基因盒的整合与切除 • 重组位点 • 启动子
PPT课件
35
三、细菌变异的机制
——基因的突变与损伤后修复 ——基因的转移与重组
结核
（耐异烟肼）
痢疾菌 （多重耐药菌株，药物依赖性菌株链霉素）
PPT课件 15
——金黄色葡萄球菌耐青霉素的菌株已从1946 年的14%上升至目前的80%。
A、金葡菌 —青霉素 B、耐药金葡菌 —甲氧西林 耐药金葡菌 —万古霉素
PPT课件 16
耐万古 霉素肠 球菌以 接合方 式传递
细菌的遗传与变异
PPT课件
1
1、遗传 VS 变异
(1)遗传：生命体通过核酸的复制和分配使亲代的性
状传递给子代，致使子代与亲代的生物学性状基本相 同，且代代相传，遗传使细菌的性状保持相对稳定。
(2)变异：在一定条件下，子代与亲代、子代相互之间，
生物学性状发生不同程度的稳定性差异。
PPT课件
2
A、遗传性变异（基因型变异）
a金葡菌青霉素耐万古霉素肠球菌以接合方耐万古霉素肠球菌以接合方b耐药金葡菌甲氧西林耐药金葡菌万古霉素式传递常见致病菌的耐药原因细菌药物耐药原因金葡菌青霉素产生b内酰胺酶甲氧西林合成pbp2膜结合蛋白降低药物对膜的亲和力膜结合蛋白降低药物对膜的亲和力四环素药物泵出肠球菌青霉素酶四环素核糖体改变绿脓杆菌青霉素酶或pbp改变氨基糖苷类酶或核糖体改变抗菌药物的作用靶位耐药性细菌在世界各地的分布二细菌遗传变异的物质基础细菌的遗传物质是dna大多为单倍体基因组细菌的基因组是指染色体和染色体以外遗传物质所携带基因的总称
• 两端的保守末端 • 中间的可变区：基因盒（多为耐药基因）
5`保守末端含有功能元件
• 整合酶基因，产物催化基因盒的整合与切除 • 重组位点 • 启动子
PPT课件
35
三、细菌变异的机制
——基因的突变与损伤后修复 ——基因的转移与重组
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 质粒DNA的特征： 2. 质粒DNA所编码的基因产物能赋予细菌某些
性状特征。
3. 可自行丢失与消除，其赋予细菌的性状亦随 之消失，但细菌仍存活。
4. 可通过接合、转化或转导等方式在细菌间转 移。
接合性质粒 带与接合传递相关的基因，较大， 40~100kbp，如F质粒。 非接合性质粒 不能通过接合传递，较小，＜ 15kbp，可通过诱动或噬菌体转导传递。
• DNA分子是由两条相互平行而方向相反的 多核苷酸链组成，其功能是储存、复制和 传递遗传信息。
• DNA半保留复制 • 中心法则 • 中心法则的例外：RNA病毒、逆转录病毒、
类病毒等。亦可为对中心法则的补充。
二、基因和基因的转录
• 基因(gene)：编码产生特定蛋白质的 DNA/RNA序列。它既是结构单位，又是功能 单位。
• 微生物的基因结构（原核细胞基因组）： • 结构基因：编码结构蛋白质的基因。 • 非结构基因：编码功能蛋白质的基因。 • 操纵基因(operator gene)、启动子
(promotor)、操纵子(operon)、调解基因 • 原核基因结构中无内含子。
缺乏诱导剂的乳糖操纵子不能合成三种酶
缺乏诱导剂的乳糖操纵子不能合成三种酶
• 形态结构变异：L型；特殊结构的变异（荚 膜、芽胞、鞭毛—H-O变异）。
• 抗原性变异：O和H抗原的变异。 • 菌落的变异：S-R变异。 • 毒力变异：毒力增强和减弱。 • 耐药性变异：指细菌对某种抗菌药物由敏
感变成耐药的变异；多重耐药菌株。
L型细菌典型的油煎蛋样菌落
S-R变异
下图：S(smooth)菌落
上图：R(rough)菌落
毒力变异
毒力增强： 白喉棒状杆菌
溶原性细菌
产生白喉毒素
毒力减弱： 有毒力的
牛型TB
含胆汁、甘油、 马铃薯的培养基
13年230代
卡介苗 (BCG)
二、与细菌遗传变异相关的物质
• 细菌的基因组：指染色体和染色体以外遗 传物质所携带基因的总称。
• 细菌染色体 • 质粒 • 噬菌体 • 转座子
细菌的遗传和变异
遗传和变异
• 遗传(heredity)：使各种微生物的性状保持 相对稳定，子代和亲代的生物学性状基本 相同，且代代相传。
• 变异(variation)：子代与亲代以及子代与子 代之间的生物学性状出现差异。
• 遗传和变异的意义
遗传和变异
• 遗传性变异（基因型变异(genotypic variation)）：指基因结构发生改变，如基 因突变或基因的转移与重组。这种变异的 性状可遗传给子代。
• 噬菌体遗传物质可在其感染的宿主菌之间 和宿主菌与噬菌体间传递，且赋予宿主菌 某些性状。
• 噬菌体具有病毒的特性。基本形态有：蝌 蚪形、微球形和细杆形。
不同形状和大小的噬菌体
质粒(plasmid)(3)
• 质粒DNA的特征： 1. 具有自我复制的能力，一个质粒是一个复
制子(replicon) 拷贝(copy)。
种 类 英文名称 紧密型质粒 stringent
拷贝数
与染色体复 制相关性
低，1~2个 同 步
松弛型质粒 relaxed 高，10~60个 不相关
质粒(plasmid)(4)
质粒(plasmid)(5)
• 质粒DNA的特征： 5. 质粒的相容性与不相容性：
不相容性(incompatibility)：两种结构相似 密切相关的质粒不能稳定共存于一个宿主 菌的现象。 相容性：几种不同的质粒同时共存于一个 菌细胞内的现象。
噬菌体(1)
• 噬菌体(bacteriophage或phage )：感染细 菌、真菌、放线菌和螺旋体等微生物的病 毒，只能在活的宿主菌内复制增殖。
原核细胞转录过程
三、遗传信息的翻译
• 翻译(translation)：是以RNA为模板合成 蛋白质的过程。
• 密码子(codon)：核苷酸三联体。 • 遗传密码(genetic code)：mRNA上的碱基
序列，由一个串联排列的密码子组成。
原核细胞的翻译过程
第二节 细菌的遗传与变异
一、细菌的变异现象
• 非遗传性变异（表型变异(phenotypic variation)）：由外界环境的影响作用于微 生物引起的性状变异，其基因结构未改变。 不能遗传。
遗传和变异
变异方式
发生于个体 /群体
受环境影响
可逆性
遗传性变异 个 体
不 受 不可逆
非遗传性变 异
群体
易受 可逆
第一节 遗传和变异原理
一、DNA的结构与功能
➢ 编与码有细性菌生对殖抗功菌能药相物关或。重
③毒力质粒或Vi质粒(v金iru属Fl+e盐n菌c类e，的pFl耐-a菌s药m。性id。) 分为：
④细菌素质粒 ⑤代谢质粒
编如粒相编的接(p耐r码S（关l码许合药eaT毒各编的ss产多质性质ims力种码许生酶粒耐粒ti因细大多ad与类、药—n)子菌编酶代）L噬质cTe的素码类谢；菌粒质质。产肠相非体（粒粒如生菌关接传R。。与素C质合递o代）粒性。l质谢
细菌结构的示意图
细菌染色体
(bacterial chromosome)
• 定义：是一条环状双螺旋DNA长链，按一 定构型反复回旋形成松散的网状结构，附 着在横隔中介体或细胞膜上。
• 功能：决定细菌的基因型。
• 结构：裸露的核酸分子或结合少量特殊蛋 白，无组蛋白，无核膜，基因结构连续。
• 致病岛(pathogenicity island)：细菌基因 组内编码毒力性状负责其致病性的遗传片 段；“island of evil”。
பைடு நூலகம்
质粒(plasmid)(1)
• 质粒：细菌染色体以外的遗传物质，环 状闭合的双链DNA，存在于细胞质中， 具有自主复制的能力，所携带的遗传信 息能赋予宿主菌某些生物学性状。
质粒(plasmid)(2)
• 具其编码的生物学性状可分为：
①致育质粒或F质粒(fertility plasmid)
②耐药性质粒
缺乏诱导剂的乳糖操纵子不能合成三种酶(gif)
诱导剂可引起乳糖操纵子合成三种酶(gif)
二、基因和基因的转录
• 微生物的基因结构（病毒基因组） 病毒核 酸更加简单，仅有3~400bp，小病毒仅含 有3~4个基因组。
• 基因转录 原核细胞转录形成mRNA分子一 般不需加工，合成后即可作为模板参与蛋 白质合成。
性状特征。
3. 可自行丢失与消除，其赋予细菌的性状亦随 之消失，但细菌仍存活。
4. 可通过接合、转化或转导等方式在细菌间转 移。
接合性质粒 带与接合传递相关的基因，较大， 40~100kbp，如F质粒。 非接合性质粒 不能通过接合传递，较小，＜ 15kbp，可通过诱动或噬菌体转导传递。
• DNA分子是由两条相互平行而方向相反的 多核苷酸链组成，其功能是储存、复制和 传递遗传信息。
• DNA半保留复制 • 中心法则 • 中心法则的例外：RNA病毒、逆转录病毒、
类病毒等。亦可为对中心法则的补充。
二、基因和基因的转录
• 基因(gene)：编码产生特定蛋白质的 DNA/RNA序列。它既是结构单位，又是功能 单位。
• 微生物的基因结构（原核细胞基因组）： • 结构基因：编码结构蛋白质的基因。 • 非结构基因：编码功能蛋白质的基因。 • 操纵基因(operator gene)、启动子
(promotor)、操纵子(operon)、调解基因 • 原核基因结构中无内含子。
缺乏诱导剂的乳糖操纵子不能合成三种酶
缺乏诱导剂的乳糖操纵子不能合成三种酶
• 形态结构变异：L型；特殊结构的变异（荚 膜、芽胞、鞭毛—H-O变异）。
• 抗原性变异：O和H抗原的变异。 • 菌落的变异：S-R变异。 • 毒力变异：毒力增强和减弱。 • 耐药性变异：指细菌对某种抗菌药物由敏
感变成耐药的变异；多重耐药菌株。
L型细菌典型的油煎蛋样菌落
S-R变异
下图：S(smooth)菌落
上图：R(rough)菌落
毒力变异
毒力增强： 白喉棒状杆菌
溶原性细菌
产生白喉毒素
毒力减弱： 有毒力的
牛型TB
含胆汁、甘油、 马铃薯的培养基
13年230代
卡介苗 (BCG)
二、与细菌遗传变异相关的物质
• 细菌的基因组：指染色体和染色体以外遗 传物质所携带基因的总称。
• 细菌染色体 • 质粒 • 噬菌体 • 转座子
细菌的遗传和变异
遗传和变异
• 遗传(heredity)：使各种微生物的性状保持 相对稳定，子代和亲代的生物学性状基本 相同，且代代相传。
• 变异(variation)：子代与亲代以及子代与子 代之间的生物学性状出现差异。
• 遗传和变异的意义
遗传和变异
• 遗传性变异（基因型变异(genotypic variation)）：指基因结构发生改变，如基 因突变或基因的转移与重组。这种变异的 性状可遗传给子代。
• 噬菌体遗传物质可在其感染的宿主菌之间 和宿主菌与噬菌体间传递，且赋予宿主菌 某些性状。
• 噬菌体具有病毒的特性。基本形态有：蝌 蚪形、微球形和细杆形。
不同形状和大小的噬菌体
质粒(plasmid)(3)
• 质粒DNA的特征： 1. 具有自我复制的能力，一个质粒是一个复
制子(replicon) 拷贝(copy)。
种 类 英文名称 紧密型质粒 stringent
拷贝数
与染色体复 制相关性
低，1~2个 同 步
松弛型质粒 relaxed 高，10~60个 不相关
质粒(plasmid)(4)
质粒(plasmid)(5)
• 质粒DNA的特征： 5. 质粒的相容性与不相容性：
不相容性(incompatibility)：两种结构相似 密切相关的质粒不能稳定共存于一个宿主 菌的现象。 相容性：几种不同的质粒同时共存于一个 菌细胞内的现象。
噬菌体(1)
• 噬菌体(bacteriophage或phage )：感染细 菌、真菌、放线菌和螺旋体等微生物的病 毒，只能在活的宿主菌内复制增殖。
原核细胞转录过程
三、遗传信息的翻译
• 翻译(translation)：是以RNA为模板合成 蛋白质的过程。
• 密码子(codon)：核苷酸三联体。 • 遗传密码(genetic code)：mRNA上的碱基
序列，由一个串联排列的密码子组成。
原核细胞的翻译过程
第二节 细菌的遗传与变异
一、细菌的变异现象
• 非遗传性变异（表型变异(phenotypic variation)）：由外界环境的影响作用于微 生物引起的性状变异，其基因结构未改变。 不能遗传。
遗传和变异
变异方式
发生于个体 /群体
受环境影响
可逆性
遗传性变异 个 体
不 受 不可逆
非遗传性变 异
群体
易受 可逆
第一节 遗传和变异原理
一、DNA的结构与功能
➢ 编与码有细性菌生对殖抗功菌能药相物关或。重
③毒力质粒或Vi质粒(v金iru属Fl+e盐n菌c类e，的pFl耐-a菌s药m。性id。) 分为：
④细菌素质粒 ⑤代谢质粒
编如粒相编的接(p耐r码S（关l码许合药eaT毒各编的ss产多质性质ims力种码许生酶粒耐粒ti因细大多ad与类、药—n)子菌编酶代）L噬质cTe的素码类谢；菌粒质质。产肠相非体（粒粒如生菌关接传R。。与素C质合递o代）粒性。l质谢
细菌结构的示意图
细菌染色体
(bacterial chromosome)
• 定义：是一条环状双螺旋DNA长链，按一 定构型反复回旋形成松散的网状结构，附 着在横隔中介体或细胞膜上。
• 功能：决定细菌的基因型。
• 结构：裸露的核酸分子或结合少量特殊蛋 白，无组蛋白，无核膜，基因结构连续。
• 致病岛(pathogenicity island)：细菌基因 组内编码毒力性状负责其致病性的遗传片 段；“island of evil”。
பைடு நூலகம்
质粒(plasmid)(1)
• 质粒：细菌染色体以外的遗传物质，环 状闭合的双链DNA，存在于细胞质中， 具有自主复制的能力，所携带的遗传信 息能赋予宿主菌某些生物学性状。
质粒(plasmid)(2)
• 具其编码的生物学性状可分为：
①致育质粒或F质粒(fertility plasmid)
②耐药性质粒
缺乏诱导剂的乳糖操纵子不能合成三种酶(gif)
诱导剂可引起乳糖操纵子合成三种酶(gif)
二、基因和基因的转录
• 微生物的基因结构（病毒基因组） 病毒核 酸更加简单，仅有3~400bp，小病毒仅含 有3~4个基因组。
• 基因转录 原核细胞转录形成mRNA分子一 般不需加工，合成后即可作为模板参与蛋 白质合成。