噬菌體細(xì)菌遺傳和變異細(xì)菌耐藥性

1、噬菌體細(xì)菌遺傳和變異細(xì)菌耐藥性噬菌體噬菌體(bacteriophage)(bacteriophage) 是感染細(xì)菌、真菌、放線菌、支原體、螺旋體是感染細(xì)菌、真菌、放線菌、支原體、螺旋體等微生物的病毒。因其能使細(xì)菌裂解，故稱為噬菌等微生物的病毒。因其能使細(xì)菌裂解，故稱為噬菌體。體。 第四章第四章 噬噬 菌菌 體體噬噬 菌菌 體體 的的 特特 點(diǎn)點(diǎn)需用電子顯微鏡觀需用電子顯微鏡觀察；察；v與細(xì)菌的變異密切相關(guān)；與細(xì)菌的變異密切相關(guān)；v噬菌體具有嚴(yán)格的宿主特異性，只寄居于易感宿主噬菌體具有嚴(yán)格的宿主特異性，只寄居于易感宿主菌體內(nèi)，菌體內(nèi)，一、噬菌體的生物學(xué)性狀一、噬菌體的生物學(xué)性狀 其基本形態(tài)有蝌蚪

2、形、微球形和細(xì)桿形三種；其基本形態(tài)有蝌蚪形、微球形和細(xì)桿形三種； 大多數(shù)呈蝌蚪形。大多數(shù)呈蝌蚪形。一、噬菌體的生物學(xué)性狀一、噬菌體的生物學(xué)性狀噬噬 菌菌 體體 的的 增增 殖殖（）毒性噬菌體（）毒性噬菌體（virulent phage） 能在敏感細(xì)菌中增殖并引起細(xì)菌裂解的噬菌能在敏感細(xì)菌中增殖并引起細(xì)菌裂解的噬菌體稱為毒性噬菌體，毒性噬菌體完成吸附、穿入體稱為毒性噬菌體，毒性噬菌體完成吸附、穿入、生物合成、裝配、成熟與釋放等過程，稱為復(fù)、生物合成、裝配、成熟與釋放等過程，稱為復(fù)制周期或溶菌周期，完成一個(gè)復(fù)制日期約需制周期或溶菌周期，完成一個(gè)復(fù)制日期約需151525min25min。 （二）溫和

3、性噬菌體（二）溫和性噬菌體 有些噬菌體感染敏感菌后不增殖子代噬菌體，而有些噬菌體感染敏感菌后不增殖子代噬菌體，而是將噬菌體的基因整合于細(xì)菌染色體中，成為細(xì)菌是將噬菌體的基因整合于細(xì)菌染色體中，成為細(xì)菌DNADNA的一部分。等細(xì)菌分裂時(shí)，噬菌體基因隨同分裂傳至兩個(gè)的一部分。等細(xì)菌分裂時(shí)，噬菌體基因隨同分裂傳至兩個(gè)子代細(xì)菌中，這種隨著細(xì)菌分裂而傳代的狀態(tài)稱為溶原狀子代細(xì)菌中，這種隨著細(xì)菌分裂而傳代的狀態(tài)稱為溶原狀態(tài)態(tài)。 形成溶原狀態(tài)的噬菌體稱為溶原性噬菌體或溫和性噬菌形成溶原狀態(tài)的噬菌體稱為溶原性噬菌體或溫和性噬菌體。整合在細(xì)菌體。整合在細(xì)菌DNADNA上的噬菌體基因稱為前噬菌體，帶有上的噬菌體基

4、因稱為前噬菌體，帶有前噬菌體的細(xì)菌稱為溶原性細(xì)菌。前噬菌體的細(xì)菌稱為溶原性細(xì)菌。 溫和噬菌體溫和噬菌體 細(xì)菌的鑒定與分型細(xì)菌的鑒定與分型 噬菌體與宿主菌的關(guān)系具有高噬菌體與宿主菌的關(guān)系具有高度特異性，即一種噬菌體只能裂解一種和它相應(yīng)的度特異性，即一種噬菌體只能裂解一種和它相應(yīng)的細(xì)菌，故可用于未知細(xì)菌的鑒定和分型。細(xì)菌，故可用于未知細(xì)菌的鑒定和分型。 分子生物學(xué)研究的重要工具分子生物學(xué)研究的重要工具 噬菌體基因數(shù)量少，噬菌體基因數(shù)量少，結(jié)構(gòu)比細(xì)菌和高等細(xì)胞簡單得多，且易獲得大量的結(jié)構(gòu)比細(xì)菌和高等細(xì)胞簡單得多，且易獲得大量的突變體。突變體。 細(xì)菌感染的診斷與治療細(xì)菌感染的診斷與治療 但由于噬菌體過

5、于專一，但由于噬菌體過于專一，限制了噬菌體在臨床上的廣泛應(yīng)用。限制了噬菌體在臨床上的廣泛應(yīng)用。噬菌體的應(yīng)用噬菌體的應(yīng)用第第4 4章章 細(xì)菌的遺傳與變異細(xì)菌的遺傳與變異 子代與親代之間的生物學(xué)性狀具有相似性子代與親代之間的生物學(xué)性狀具有相似性，能代代相傳。這種現(xiàn)象稱為遺傳；，能代代相傳。這種現(xiàn)象稱為遺傳； 在一定條件下，若子代與親代之間出現(xiàn)在一定條件下，若子代與親代之間出現(xiàn)差異則稱為變異。差異則稱為變異。變變 異異v遺傳性變異（基因型變異）遺傳性變異（基因型變異） 細(xì)菌的基因結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，如基因突變或重組，不細(xì)菌的基因結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，如基因突變或重組，不可逆，可遺傳給后代?？赡妫蛇z傳給后代。

6、v非遺傳性變異（表型變異）非遺傳性變異（表型變異） 環(huán)境改變導(dǎo)致，基因結(jié)構(gòu)未發(fā)生變異，可逆，不環(huán)境改變導(dǎo)致，基因結(jié)構(gòu)未發(fā)生變異，可逆，不可遺傳。可遺傳。第一節(jié)第一節(jié) 細(xì)菌的變異現(xiàn)象細(xì)菌的變異現(xiàn)象v形態(tài)、結(jié)構(gòu)變異形態(tài)、結(jié)構(gòu)變異v毒力變異毒力變異v耐藥性變異耐藥性變異v菌落變異菌落變異一、形態(tài)與結(jié)構(gòu)的變異一、形態(tài)與結(jié)構(gòu)的變異 3-6%3-6% NaCI NaCI鼠疫桿菌鼠疫桿菌多形態(tài)性多形態(tài)性( (衰殘型衰殘型) )。 瓊脂培基瓊脂培基一、形態(tài)與結(jié)構(gòu)的變異一、形態(tài)與結(jié)構(gòu)的變異 青霉素、溶菌酶青霉素、溶菌酶正常形態(tài)細(xì)菌正常形態(tài)細(xì)菌 L L型變異型變異 抗體或補(bǔ)體抗體或補(bǔ)體 ( (部分或完全失去胞壁部

7、分或完全失去胞壁) )正?；魜y弧菌正?；魜y弧菌霍亂弧菌霍亂弧菌L L型型一、形態(tài)與結(jié)構(gòu)的變異一、形態(tài)與結(jié)構(gòu)的變異特殊結(jié)構(gòu)的變異特殊結(jié)構(gòu)的變異 42-4342-43炭疽桿菌炭疽桿菌 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 變形桿菌（變形桿菌（H H） 1%1%石炭酸石炭酸 （O O） 遷徙生長遷徙生長 單個(gè)菌落單個(gè)菌落二、毒二、毒 力力 的的 變變 異異細(xì)菌的毒力變異表現(xiàn)為毒力的減弱或增強(qiáng)細(xì)菌的毒力變異表現(xiàn)為毒力的減弱或增強(qiáng) 毒力減弱毒力減弱 卡介苗（卡介苗（BCG） 毒力增強(qiáng)毒力增強(qiáng) 白喉棒狀桿菌白喉棒狀桿菌三、耐三、耐 藥藥 性性 變變 異異細(xì)菌對(duì)

8、某種抗菌藥物可由敏感變成耐藥細(xì)菌對(duì)某種抗菌藥物可由敏感變成耐藥耐藥菌株耐藥菌株 賴藥菌株賴藥菌株 多重耐藥性菌株多重耐藥性菌株 菌落變異菌落變異v 在陳舊培養(yǎng)基中長期培養(yǎng)在陳舊培養(yǎng)基中長期培養(yǎng)光滑型菌落光滑型菌落 粗糙型菌落粗糙型菌落 S 或在有免疫力的人體內(nèi)或在有免疫力的人體內(nèi) R第二節(jié)第二節(jié) 細(xì)菌遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)細(xì)菌遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)一、細(xì)一、細(xì) 菌菌 染染 色色 體體 二、質(zhì)二、質(zhì) 粒粒 DNA F（fertility ）因子）因子 R（(resistance ）因子）因子 細(xì)菌素質(zhì)粒細(xì)菌素質(zhì)粒 毒力質(zhì)粒（毒力質(zhì)粒（virulence ）或）或VI質(zhì)粒，質(zhì)粒，質(zhì)粒質(zhì)粒DNA的基本特征的

9、基本特征 質(zhì)粒具有自我復(fù)制的能力。質(zhì)粒具有自我復(fù)制的能力。 質(zhì)粒基因編碼的產(chǎn)物賦予細(xì)菌某些性狀特征質(zhì)?；蚓幋a的產(chǎn)物賦予細(xì)菌某些性狀特征 。 質(zhì)?？勺孕衼G失與消除。質(zhì)?？勺孕衼G失與消除。 質(zhì)粒轉(zhuǎn)移性。質(zhì)粒轉(zhuǎn)移性。 質(zhì)?？煞譃橄嗳菪耘c不相容性兩種。質(zhì)?？煞譃橄嗳菪耘c不相容性兩種。三、轉(zhuǎn)三、轉(zhuǎn) 座座 因因 子子 轉(zhuǎn)座因子是存在于細(xì)菌染色體或質(zhì)粒上轉(zhuǎn)座因子是存在于細(xì)菌染色體或質(zhì)粒上一段特異核苷酸序列片段，它可在一段特異核苷酸序列片段，它可在DNA分分子中移動(dòng)，不斷改變它們在基因組的位置子中移動(dòng)，不斷改變它們在基因組的位置，能從一個(gè)基因用移到另一個(gè)基因組中。，能從一個(gè)基因用移到另一個(gè)基因組中。 五、噬

10、菌體五、噬菌體第三節(jié)第三節(jié) 細(xì)菌變異的機(jī)制細(xì)菌變異的機(jī)制一、突一、突 變變 突變是指遺傳物質(zhì)改變而引起的遺傳型變異突變是指遺傳物質(zhì)改變而引起的遺傳型變異 v自發(fā)突變自發(fā)突變v誘發(fā)突變誘發(fā)突變 堿基置換堿基置換 移碼移碼二、細(xì)菌基因的轉(zhuǎn)移與重組二、細(xì)菌基因的轉(zhuǎn)移與重組v基因轉(zhuǎn)移：外源性的遺傳物質(zhì)由供體菌轉(zhuǎn)入受體基因轉(zhuǎn)移：外源性的遺傳物質(zhì)由供體菌轉(zhuǎn)入受體菌細(xì)胞內(nèi)的過程。菌細(xì)胞內(nèi)的過程。v基因轉(zhuǎn)移中提供基因轉(zhuǎn)移中提供DNA的細(xì)菌為供體菌，而接受的細(xì)菌為供體菌，而接受DNA的細(xì)菌為受體菌。的細(xì)菌為受體菌。v外源性遺傳物質(zhì)：供體菌染色體外源性遺傳物質(zhì)：供體菌染色體DNA，質(zhì)粒，質(zhì)粒DNA及噬菌體基因等。

11、及噬菌體基因等。重組：重組：轉(zhuǎn)移的基因與受體菌轉(zhuǎn)移的基因與受體菌DNADNA整合在一起，整合在一起，使受體使受體菌獲得供體菌某些特性。菌獲得供體菌某些特性。 兩個(gè)不同性狀的細(xì)菌之間通過遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)移和重兩個(gè)不同性狀的細(xì)菌之間通過遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)移和重組，可以發(fā)生遺傳變異。組，可以發(fā)生遺傳變異。 基因轉(zhuǎn)移和重組的方式有基因轉(zhuǎn)移和重組的方式有接合、轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)接合、轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)和和轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換等方式。等方式。 1. 1. 轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化(transformation):(transformation):供體菌裂解游離的供體菌裂解游離的DNADNA片片段轉(zhuǎn)入某受體菌細(xì)胞內(nèi)的過程。段轉(zhuǎn)入某受體菌細(xì)胞內(nèi)的過程。2. 2.

12、 接合接合(conjugation)(conjugation)接合：是細(xì)菌通過性菌毛接合：是細(xì)菌通過性菌毛相互連接溝通，將遺傳物相互連接溝通，將遺傳物質(zhì)（主要是質(zhì)粒質(zhì)（主要是質(zhì)粒DNADNA）從供）從供體菌轉(zhuǎn)移給受體菌。能通過體菌轉(zhuǎn)移給受體菌。能通過結(jié)合方式轉(zhuǎn)移的質(zhì)粒稱為接結(jié)合方式轉(zhuǎn)移的質(zhì)粒稱為接合性質(zhì)粒，不能通過性菌毛合性質(zhì)粒，不能通過性菌毛在細(xì)菌間轉(zhuǎn)移的質(zhì)粒為非接在細(xì)菌間轉(zhuǎn)移的質(zhì)粒為非接合性質(zhì)粒。合性質(zhì)粒。 是以噬菌體為載體，將供體菌的一段是以噬菌體為載體，將供體菌的一段DNADNA轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移到受體菌內(nèi)，是受體菌獲得新的性狀。受體菌內(nèi)，是受體菌獲得新的性狀。v根據(jù)轉(zhuǎn)導(dǎo)基因片段的范圍，可將轉(zhuǎn)

13、導(dǎo)分為兩類：根據(jù)轉(zhuǎn)導(dǎo)基因片段的范圍，可將轉(zhuǎn)導(dǎo)分為兩類：普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo) （轉(zhuǎn)導(dǎo)的（轉(zhuǎn)導(dǎo)的DNADNA可是供菌染色體上的任何部分）、可是供菌染色體上的任何部分）、 局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)局限性轉(zhuǎn)導(dǎo) （轉(zhuǎn)導(dǎo)的（轉(zhuǎn)導(dǎo)的DNADNA只限供菌染色體上的特定基因）。只限供菌染色體上的特定基因）。3. 3. 轉(zhuǎn)導(dǎo)轉(zhuǎn)導(dǎo)(transduction)(transduction)普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)( generalized transduction)( generalized transduction)局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)( restricted transduction)( restricted transductio

14、n)4. 4. 溶原性轉(zhuǎn)換溶原性轉(zhuǎn)換(lysogenic conversion)(lysogenic conversion)當(dāng)噬菌體感染細(xì)菌當(dāng)噬菌體感染細(xì)菌時(shí)，宿主菌染色體時(shí)，宿主菌染色體中獲得了噬菌體的中獲得了噬菌體的DNADNA片段，使其成為片段，使其成為溶原狀態(tài)時(shí)，而使細(xì)溶原狀態(tài)時(shí)，而使細(xì)菌獲得新的性狀。菌獲得新的性狀。v原生質(zhì)體融合：原生質(zhì)體融合：是將兩種不同的細(xì)菌經(jīng)溶菌酶或是將兩種不同的細(xì)菌經(jīng)溶菌酶或青霉素等處理，失去細(xì)胞壁成為原生質(zhì)體后進(jìn)行青霉素等處理，失去細(xì)胞壁成為原生質(zhì)體后進(jìn)行彼此融合的過程。彼此融合的過程。 v原生質(zhì)體融合后，二個(gè)完整的染色體合在一起形原生質(zhì)體融合后，二個(gè)完整

15、的染色體合在一起形成二倍體。融合的二倍體細(xì)胞壽命很短，但此期成二倍體。融合的二倍體細(xì)胞壽命很短，但此期間可獲得具有親代細(xì)胞許多特異性的重組體。間可獲得具有親代細(xì)胞許多特異性的重組體。 v是一種有價(jià)值的實(shí)驗(yàn)工具。是一種有價(jià)值的實(shí)驗(yàn)工具。第四節(jié)第四節(jié) 細(xì)菌變異的應(yīng)用細(xì)菌變異的應(yīng)用v在疾病的診斷及預(yù)防中的應(yīng)用在疾病的診斷及預(yù)防中的應(yīng)用v 在基因工程方面的應(yīng)用在基因工程方面的應(yīng)用v細(xì)菌耐藥性變異與抗感染治療細(xì)菌耐藥性變異與抗感染治療第第5 5章章 細(xì)菌的耐藥性細(xì)菌的耐藥性 3 3. .氨基糖苷類氨基糖苷類 4 4. .四環(huán)素類四環(huán)素類 喹諾酮類喹諾酮類林可霉素類林可霉素類氨基糖苷類氨基糖苷類酮康唑酮康

16、唑環(huán)絲氨酸環(huán)絲氨酸利福平利福平紅霉素紅霉素制霉菌素制霉菌素桿菌肽桿菌肽甲氧芐胺嘧啶甲氧芐胺嘧啶四環(huán)素類四環(huán)素類兩性霉素兩性霉素B萬古霉素萬古霉素磺胺藥磺胺藥氯霉素氯霉素多粘菌素類多粘菌素類-內(nèi)酰胺類內(nèi)酰胺類核酸合成核酸合成細(xì)胞蛋白合成細(xì)胞蛋白合成細(xì)胞膜滲透性細(xì)胞膜滲透性細(xì)胞壁細(xì)胞壁 主動(dòng)外排系統(tǒng)示意圖主動(dòng)外排系統(tǒng)示意圖 思思 考考 題題v 噬菌體的概念及其特征噬菌體的概念及其特征v 毒性噬菌體和溫和噬菌體、前噬菌體、溶原性細(xì)菌、溶原性毒性噬菌體和溫和噬菌體、前噬菌體、溶原性細(xì)菌、溶原性轉(zhuǎn)換的概念及特征。轉(zhuǎn)換的概念及特征。v 溶菌性周期與溶原性周期的區(qū)別。溶菌性周期與溶原性周期的區(qū)別。v 什么是質(zhì)粒？質(zhì)粒的主