噬菌体、细菌遗传和变异PPT演示文稿
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细菌粘附定植在肠粘膜表面是由K质粒决定的。
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
三、噬菌体
(bacteriophage)
噬菌体：感染细菌、真菌、螺旋体等微生
物的病毒。
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
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
链霉素敏感株
二、细菌的变异机制
基因的转移和重组（外源性基因的转移与 重组）
基因的突变（内源性基因突变）
（一）基因的转移和重组
重组（recombination）
转移的基因与受体菌DNA整合在一起称为重组， 使受体菌获得供体菌的某些性状。
牛型结核杆菌─────减─弱──→卡介苗 13年(230代)
菌落变异（S-R变异）
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
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。
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 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： 带有前噬菌体基因组的细菌
温和噬菌体
prophage: 整合在细菌基因 组中的噬菌体基因
溶原性细菌
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。
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.
温和噬菌体有溶原性周期和溶菌周期， 而毒性噬菌体则只有一个溶菌性周期。
方式：细菌的基因转移和重组可通过转化、接合、 转导、溶原性转换等方式进行。
1、转化（transformation）
概念： 供体菌裂解游离的DNA片段被受体菌直接摄
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
形态结构的变异：L型，鞭毛等的变异
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
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
毒力变异
胆汁、甘油、马铃薯培养基
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
和启动子）
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。
来自百度文库
噬菌体
前噬菌体
第二节 细菌的变异现象与机制
分布极广
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
尾髓：能收缩 尾部 尾板：含溶菌酶
尾丝：吸附
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
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
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。
2、耐药质粒（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。
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
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
毒性噬菌体
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
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
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。
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。
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
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
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。
第二章 细菌的遗传与变异
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
2
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。
变异分为
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。
转座因子
转位因子分为2类 插入序列（IS） 转座子（Tn）
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。
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
三、噬菌体
(bacteriophage)
噬菌体：感染细菌、真菌、螺旋体等微生
物的病毒。
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
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
链霉素敏感株
二、细菌的变异机制
基因的转移和重组（外源性基因的转移与 重组）
基因的突变（内源性基因突变）
（一）基因的转移和重组
重组（recombination）
转移的基因与受体菌DNA整合在一起称为重组， 使受体菌获得供体菌的某些性状。
牛型结核杆菌─────减─弱──→卡介苗 13年(230代)
菌落变异（S-R变异）
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
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。
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 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： 带有前噬菌体基因组的细菌
温和噬菌体
prophage: 整合在细菌基因 组中的噬菌体基因
溶原性细菌
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。
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.
温和噬菌体有溶原性周期和溶菌周期， 而毒性噬菌体则只有一个溶菌性周期。
方式：细菌的基因转移和重组可通过转化、接合、 转导、溶原性转换等方式进行。
1、转化（transformation）
概念： 供体菌裂解游离的DNA片段被受体菌直接摄
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
形态结构的变异：L型，鞭毛等的变异
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
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
毒力变异
胆汁、甘油、马铃薯培养基
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
和启动子）
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。
来自百度文库
噬菌体
前噬菌体
第二节 细菌的变异现象与机制
分布极广
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
尾髓：能收缩 尾部 尾板：含溶菌酶
尾丝：吸附
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
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
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。
2、耐药质粒（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。
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
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
毒性噬菌体
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
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
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。
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。
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
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
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。
第二章 细菌的遗传与变异
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
2
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。
变异分为
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。
转座因子
转位因子分为2类 插入序列（IS） 转座子（Tn）
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。