细菌遗传和变异噬菌体

–
体(lysogenic phage)。
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★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）
溶原性细菌
– 带有前噬菌体基因组的细菌称为溶原性细菌 （lysogenic bacterium）
溶原状态
– 十分稳定，能经历许多代 – 可中断 – 可“治愈”
若将噬菌体按一定倍数稀释，通过噬斑计数， 可测知一定体积内的噬斑形成单位数目，即噬菌体 的数量。
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噬斑
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噬斑
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★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
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噬菌体的生物学性状
结构
– 大多数噬菌体呈蝌蚪形，由头部和尾部两 部分组成
大肠埃希菌T4噬菌体，头部和尾部
大肠埃希菌T4噬菌体 第17页/共蝌68页蚪形噬菌体结构模式图
噬菌体的生物学性状
抗原性
噬菌体具有抗原性，能刺激机体产生抗体
抵抗力
– 比一般细菌的繁殖体强
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蛋白质不是遗传物质？
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二 细菌的基因组结构
特征
1. 遗传信息在基因组中排列的延续性 2. 功能相关的基因组成操纵子结构 3. 结构基因单拷贝及rRNA基因的多拷贝 4. 基因组的重复序列少而短
三 细菌的基因组测序
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四 细菌的基因调控
1. 操纵子转录调控 2. 分解代谢物阻遏调控 3. 细菌的应激反应 4. 细菌的热休克应答（HSP70） 5. 信号传导和二元调节系统 6. 重叠基因 7. 反义RNA与小干扰RNA
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代谢质粒（metabolic plasmid）
编码产生相关的代谢酶。 –沙门菌发酵乳糖的能力通常是由质粒决定的 –根瘤菌的固氮基因fix位于质粒中
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第二节★噬菌体（bacteriophage）
噬菌体是感染细菌、真菌、放线菌或螺 旋体等微生物的病毒。
葡萄球菌和志贺菌中首先发现
– 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。
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增殖过程
– 1）吸附
– 只要细菌有特异性受体，不论死活噬菌体都能吸附， 但噬菌体不能进入死亡的宿主菌。
2）穿入
– 将头部DNA注入细菌体内，而蛋白衣壳留在菌细胞外。
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பைடு நூலகம்
生物合成 – 大量复制子代噬菌体的基因核酸。
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。 – 当子代达一定数目后，菌细胞突然裂解（或 以出芽方式），释放出的噬菌体又能感染新 的敏感细菌。
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毒性噬菌体
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在液体培养基中 清
噬菌现象可使浑浊菌液变为澄
在固体培养基中 噬斑（plaque）。
微球形
dsDNA，线状 dsDNA，线状 dsDNA，线状 dsDNA，线状 dsDNA，线状 dsDNA，线状
ssDNA，线状
大肠埃希菌
丝形
ssDNA，线状
大肠埃希菌
微球形
ssRNA，线状
假单胞菌
微球形，有包膜
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dsRNA，线状，分成 3节段
★毒性噬菌体
(virulent phage)
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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 –种类多 –分布极广
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噬菌体的生物学性状
化学组成
– 蛋白质-衣壳 – 核酸-遗传物质
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噬菌体的生物学性状
形态
– 个体小，需用电子显微镜观察 – 蝌蚪形、微球形和丝形
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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第一节 细菌的基因与基因组学
细菌遗传变异的物质基础 DNA/RNA
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一 细菌染色体
细菌属于原核细胞型微生物, 细菌染色体是环状双螺旋 DNA，不含组蛋白, 无核膜包围。 基因, 是具有一定生物学功能的核苷酸序列，如编码结构 蛋白、酶等功能。细菌基因的结构是连续的, 无内含子。 细菌染色体DNA的复制：大肠埃希菌已证明是双向复制
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★ 五 质粒（plasmid）
★ 概念：
是存在于细菌染色体以外, 能进行自主复制的遗传因子， 是环状闭合的双链DNA; 对细菌的遗传性状有着重要的影响。
非必需的基因
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★质粒的特征
⑴ 自我复制能力，为复制子，单拷贝或多拷贝 ⑵ 编码产物赋予细菌某些性状特征 ⑶ 可自行丢失与消除 ⑷ 转移性 ⑸ 可分为相容性和不相容性
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•几种重要的质粒
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-)
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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。 –可通过细菌间接合进行传递的称接合性耐药质粒， 又称R质粒 –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。
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细菌素质粒
编码各种细菌产生的细菌素。 – Col质粒编码大肠埃希菌产生大肠菌素 – 乳酸菌产生Nisin A——抑制G＋菌 食品防腐
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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。
噬菌体的生物学性状
噬菌体 T1-T7、λ、N4
P1 P22 SP01、SP82 Φ29 PM2 ΦX174、S13、 M12、G4
f1、fd、M13
MS2、f2、fr、Qβ
Φ6
宿主菌
形态
核酸
大肠埃希菌 志贺菌 沙门菌
枯草芽胞杆菌 解淀粉芽胞杆菌
假单胞菌 大肠埃希菌
蝌蚪形 蝌蚪形 蝌蚪形 蝌蚪形 蝌蚪形 微球形，有包膜