1細(xì)菌總論-第4章細(xì)菌的遺傳與變異(張宏偉20180420)

第四章細(xì)菌的遺傳與變異遺傳：細(xì)菌子代與親代在生物學(xué)性狀上的相似性。變異：細(xì)菌子代與親代之間存在某些性狀上出現(xiàn)的差異性。遺傳性變異（基因型變異）非遺傳性變異（表型變異）遺傳性變異非遺傳性變異基因改變+-遺傳+-可逆性-+外界環(huán)境-+變異幅度個(gè)別細(xì)胞群體第一節(jié)細(xì)菌變異現(xiàn)象形態(tài)與結(jié)構(gòu)變異

菌落變異

毒力變異

耐藥性變異

形態(tài)的變異

青霉素、溶菌酶

正常形態(tài)細(xì)菌

L型細(xì)菌

抗體或補(bǔ)體

(部分或完全失去胞壁)

1、形態(tài)與結(jié)構(gòu)變異結(jié)構(gòu)的變異

莢膜變異（肺炎鏈球菌）莢膜、致病性強(qiáng)莢膜消失、致病性減弱

鞭毛變異（沙門菌）

有鞭毛

去鞭毛（H—O）1、形態(tài)與結(jié)構(gòu)變異1g/L苯酚瓊脂培養(yǎng)基普通培養(yǎng)基在培養(yǎng)基中多次傳代

光滑型菌落粗糙型菌落

S

R

2、菌落變異增強(qiáng)

β棒狀噬菌體

白喉棒狀桿菌獲得白喉外毒素減弱

膽汁、甘油、馬鈴薯培養(yǎng)基

牛分枝桿菌卡介苗

13年(230代)

3、毒力變異細(xì)菌對(duì)某種抗菌藥物由敏感變成耐藥。如：金黃色葡萄球菌對(duì)青霉素耐藥性高達(dá)98℅多重耐藥性，甚至產(chǎn)生藥物依賴性。

含鏈霉素培基

如：痢疾桿菌依賴株

長(zhǎng)期培養(yǎng)

4、耐藥性變異第2節(jié)遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)（DNA）基因組：染色體和染色體外遺傳物質(zhì)

質(zhì)粒

噬菌體一、細(xì)菌的染色體主要特點(diǎn)：1.不形成染色體結(jié)構(gòu)（1條環(huán)狀雙螺旋DNA

）

2.細(xì)菌DNA的改變導(dǎo)致遺傳性狀發(fā)生改變。

二、質(zhì)粒主要特點(diǎn)1.染色體以外的遺傳物質(zhì)（環(huán)狀閉合的雙股DNA）2.能自我復(fù)制并傳給子代3.質(zhì)粒控制細(xì)菌某些重要的生物學(xué)性狀：

致育性、耐藥性、致病性幾種重要的質(zhì)粒：F質(zhì)粒(致育質(zhì)粒)：

編碼細(xì)菌性菌毛R質(zhì)粒(耐藥質(zhì)粒)：

編碼細(xì)菌耐藥性Vi質(zhì)粒(毒力質(zhì)粒)：

編碼細(xì)菌毒力因子Col質(zhì)粒（細(xì)菌素質(zhì)粒）：

編碼大腸埃希菌的細(xì)菌素代謝質(zhì)粒：

編碼與代謝相關(guān)的酶類三、噬菌體是侵襲細(xì)菌、真菌等微生物的病毒。1.生物學(xué)性狀大小：以nm衡量，必須用電鏡觀察。形態(tài)：蝌蚪形（多數(shù)）、球形、細(xì)桿形/絲形。特性：1.個(gè)體微小，無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)。2.具嚴(yán)格的活組織寄生性。3.這種寄生性具有嚴(yán)格的宿主特異性。4.抗原性。化學(xué)成分（1）核酸：DNA/RNA。（2）蛋白質(zhì)：構(gòu)成噬菌體頭部外殼和尾部。結(jié)構(gòu)：噬菌體結(jié)構(gòu)噬菌體電鏡照片2.毒性噬菌體能在宿主菌細(xì)胞內(nèi)復(fù)制增殖，產(chǎn)生許多子代噬菌體，并最終裂解細(xì)菌，稱為毒性噬菌體增值過(guò)程：吸附、穿入、生物合成、成熟與釋放毒性噬菌體增殖過(guò)程：①吸附

毒性噬菌體增殖過(guò)程：②穿入

毒性噬菌體增殖過(guò)程：

③生物合成毒性噬菌體增殖過(guò)程：

④成熟與釋放

3、溫和噬菌體/溶原性噬菌體噬菌體基因與宿主菌染色體整合，不產(chǎn)生子代噬菌體，但噬菌體DNA能隨細(xì)菌DNA復(fù)制，并隨細(xì)菌的分裂而傳代整合在細(xì)菌基因組中的噬菌體基因組溶原性細(xì)菌有關(guān)概念：整合在細(xì)菌DNA上的噬菌體基因稱前噬菌體。帶有前噬菌體的細(xì)菌稱溶原性細(xì)菌。前噬菌體存在于細(xì)菌內(nèi)，導(dǎo)致細(xì)菌基因和性狀發(fā)生改變，這種現(xiàn)象稱溶原性轉(zhuǎn)換。毒性噬菌體和溫和噬菌體的區(qū)別溫和噬菌體有溶原性周期和裂解周期。毒性噬菌體只有裂解周期。第三節(jié)細(xì)菌變異的機(jī)制基因突變基因轉(zhuǎn)移與重組一、基因突變（以染色體為載體）染色體突變小范圍結(jié)構(gòu)改變?nèi)旧w畸變較大范圍結(jié)構(gòu)改變二、基因的轉(zhuǎn)移與重組概念：受體菌接受來(lái)自供體菌（或病毒）的DNA片段，并把這種DNA片段整合成為受體菌基因組的一部分。

方式：轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)、溶原性轉(zhuǎn)換、結(jié)合受體菌直接攝取供體菌游離的DNA片段并整合到受體菌的基因組上，使受體菌遺傳性狀發(fā)生改變。

1.轉(zhuǎn)化（直接攝入DNA）ⅢS型：有莢膜、有毒力ⅡR型：無(wú)莢膜、無(wú)毒力死ⅢS型：無(wú)莢膜、無(wú)毒力ⅡR型+死ⅢS

ⅢS型2.轉(zhuǎn)導(dǎo)（以噬菌體為載體）概念：以噬菌體為載體，把供體菌的DNA轉(zhuǎn)移給受體菌，使受體菌獲得新的性狀（即供體菌的部分性狀）。

方式：（１）普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)

完全轉(zhuǎn)導(dǎo)

流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)（２）局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)供體菌受體菌轉(zhuǎn)導(dǎo)噬菌體細(xì)菌DNA噬菌體DNA（１）普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)（以毒性噬菌體為載體）結(jié)果：完全轉(zhuǎn)導(dǎo)流產(chǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)未整合整合（２）局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)（以溫和噬菌體為載體）3.溶原性轉(zhuǎn)換（溫和噬菌體感染并整合）溫和噬菌體的DNA整合到宿主菌染色體DNA后，成為溶原狀態(tài)導(dǎo)致細(xì)菌遺傳性變異（致細(xì)菌獲得新的性狀）。溶原性轉(zhuǎn)換臨床應(yīng)用：白喉棒狀桿菌(白喉毒素)、A群鏈球菌(紅疹毒素毒素)、肉毒梭菌(C、D毒素)4.接合（以質(zhì)粒為載體）細(xì)菌通過(guò)性菌毛相互連接溝通，將遺傳物質(zhì)（主要是質(zhì)粒DNA）從供體菌轉(zhuǎn)移給受體菌。

接合性質(zhì)粒：能通過(guò)接合方式轉(zhuǎn)移的質(zhì)粒稱為接合性質(zhì)粒，F(xiàn)質(zhì)粒、R質(zhì)粒、Col質(zhì)粒和毒力質(zhì)粒等。F＋菌（雄性菌）性菌毛F－菌（雌性菌）（1）F質(zhì)粒的接合F+F-F+F-F+F+F+F+DonorRecipientF+F-（2）R質(zhì)粒的接合R100質(zhì)?？墒顾拗鲗?duì)下列藥物及重金屬具有抗性：汞四環(huán)素鏈霉素磺胺氯霉素質(zhì)粒R100基因圖譜類型基因來(lái)源轉(zhuǎn)移方式轉(zhuǎn)化供體菌游離DNA直接攝入轉(zhuǎn)導(dǎo)供體菌噬菌體介導(dǎo)溶原性轉(zhuǎn)換噬菌體感染并整合接合供體菌性菌毛連接

基因轉(zhuǎn)移和重組的方式比較第四節(jié)細(xì)菌遺傳變異在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用★耐藥菌株日益增多，預(yù)防耐藥性不要濫用，藥敏