2022年医学专题—第二章-细菌的遗传变异(1).ppt

第第2 2章章细菌细菌(xjn)(xjn)(xjn)(xjn)的遗传与变的遗传与变异异第一页，共五十二页。BCG：牛牛型型结结核核杆杆菌菌(ji(ji(ji(ji h h h h n n n n jn)jn)jn)jn)（有有毒株）毒株）胆汁胆汁胆汁胆汁-甘油甘油甘油甘油-马铃薯培养马铃薯培养马铃薯培养马铃薯培养 13131313年，年，年，年，230230230230次传代次传代次传代次传代 减毒株（减毒株（BCG）基因型变异：基因型变异：BCG表型变异：细菌表型变异：细菌L L型型第二页，共五十二页。基因型和表型变异基因型和表型变异基因型和表型变异基因型和表型变异(biny)(biny)的比较的比较的比较的比较基因型变异基因型变异基因型变异基因型变异(biny)(biny)表型变异表型变异表型变异表型变异(biny)(biny)基因结构基因结构基因结构基因结构 变化变化变化变化 未变未变未变未变可逆性可逆性可逆性可逆性 不或极少不或极少不或极少不或极少 可逆可逆可逆可逆稳定性稳定性稳定性稳定性 稳定稳定 不稳定不稳定环境影响环境影响环境影响环境影响涉及细菌数涉及细菌数涉及细菌数涉及细菌数不受影响不受影响不受影响不受影响 受影响受影响受影响受影响 个别个别个别个别 全体全体全体全体第三页，共五十二页。第一节第一节 细菌细菌(xjn)(xjn)的变异现象的变异现象形态形态(xngti)、结构变异、结构变异抗原性变异抗原性变异菌落变异菌落变异毒力变异毒力变异耐药性变异耐药性变异第四页，共五十二页。一、形态一、形态(xngti)(xngti)结构变异结构变异 L型变异型变异青霉素、溶菌酶青霉素、溶菌酶-正常形态细菌正常形态细菌L型细菌型细菌抗体或补体抗体或补体(部分部分(bfen)或完全失去胞壁或完全失去胞壁)芽孢变异芽孢变异42-43-炭疽杆菌炭疽杆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10-20天天鞭毛变异（鞭毛变异（H-O变异）变异）0.1%石炭酸石炭酸-变形杆菌变形杆菌点状生长、单个菌落点状生长、单个菌落（O）迁徙生长（迁徙生长（H）第五页，共五十二页。二、菌落二、菌落(jnlu)变异变异 在陈旧在陈旧(chnji)(chnji)培养基中长期培养培养基中长期培养光滑型菌落光滑型菌落 粗糙型菌落粗糙型菌落 S S R R原因：失去原因：失去LPSLPS的特异多糖的特异多糖第六页，共五十二页。三、毒力变异三、毒力变异(biny)(biny)增强增强感染感染棒状杆菌噬菌体棒状杆菌噬菌体白喉白喉(bihu)棒状杆菌棒状杆菌获得白喉获得白喉(bihu)毒素毒素减弱减弱胆汁、甘油、马铃薯培养基胆汁、甘油、马铃薯培养基牛分枝杆菌牛分枝杆菌卡介苗卡介苗13年年(230代代)第七页，共五十二页。四、耐药性变异四、耐药性变异(biny)细菌对某种抗菌药物从敏感变成耐药的变异细菌对某种抗菌药物从敏感变成耐药的变异金黄色葡萄球菌金黄色葡萄球菌 MRSA（耐甲氧西林金黄（耐甲氧西林金黄 色葡萄球菌）色葡萄球菌）有些有些(yuxi)(yuxi)细菌还同时耐受多种抗菌药物，即多重耐药性，细菌还同时耐受多种抗菌药物，即多重耐药性，甚至产生药物依赖性甚至产生药物依赖性 含链霉素培养基含链霉素培养基痢疾志贺菌痢疾志贺菌 痢疾志贺菌依链株痢疾志贺菌依链株 长期培养长期培养 (SmD株株)第八页，共五十二页。第二节第二节细菌细菌(xjn)(xjn)的遗传物质的遗传物质 细细菌菌(xjn)(xjn)(xjn)(xjn)染染色色体体：dsDNA，3.25106bp 复制快：复制快：105bp/min 无组蛋白，无内含子，为连续基因无组蛋白，无内含子，为连续基因 单倍体：突变后更易表现单倍体：突变后更易表现第九页，共五十二页。质粒质粒（plasmid）：复制复制复制复制(fzh)(fzh)(fzh)(fzh)能力能力能力能力控制某些性状控制某些性状转移能力转移能力转移能力转移能力丢失或消除丢失或消除 功能功能(gngnng)(gngnng)(gngnng)(gngnng)：F F质粒质粒质粒质粒转移；转移；Vi质粒质粒质粒质粒毒力毒力毒力毒力 R R质粒质粒质粒质粒耐药；耐药；耐药；耐药；ColCol质粒质粒质粒质粒细菌素细菌素 第十页，共五十二页。噬噬噬噬菌菌菌菌体体体体是是是是感感感感染染染染细细细细菌菌菌菌、真真真真菌菌菌菌(zhnjn)(zhnjn)(zhnjn)(zhnjn)、放放放放线线线线菌菌菌菌或或或或螺螺螺螺旋旋旋旋体体体体等微生物的病毒等微生物的病毒等微生物的病毒等微生物的病毒 个体微小，可以通过细菌滤器个体微小，可以通过细菌滤器个体微小，可以通过细菌滤器个体微小，可以通过细菌滤器 无细胞结构，无细胞结构，无细胞结构，无细胞结构，主要由主要由主要由主要由衣壳衣壳衣壳衣壳（蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质）和核酸组成和核酸组成和核酸组成和核酸组成只只只只能能能能在在在在活活活活的的的的微微微微生生生生物物物物细细细细胞胞胞胞内内内内复复复复制制制制增增增增殖殖殖殖，是是是是一一一一种种种种专专专专性性性性胞内寄生的微生物胞内寄生的微生物胞内寄生的微生物胞内寄生的微生物 严格宿主特异性，分布极广，有菌即有噬菌体严格宿主特异性，分布极广，有菌即有噬菌体严格宿主特异性，分布极广，有菌即有噬菌体严格宿主特异性，分布极广，有菌即有噬菌体 噬菌体（噬菌体（bacteriophage）：第十一页，共五十二页。1.1.形态与结构形态与结构 噬菌体有三种噬菌体有三种(sn zhn)(sn zhn)(sn zhn)(sn zhn)基本形态，基本形态，即蝌蚪形、微球形即蝌蚪形、微球形和细杆形。大多数和细杆形。大多数噬菌体呈蝌蚪形。噬菌体呈蝌蚪形。第十二页，共五十二页。结构结构：由由头部和尾部组成头部和尾部组成(z chn)(z chn)(z chn)(z chn)；化学组成化学组成化学组成化学组成：蛋白质与核酸：蛋白质与核酸；核酸类型核酸类型核酸类型核酸类型：为：为DNA或或RNA，大多数，大多数DNA噬菌体噬菌体的的DNA为线状双链为线状双链；噬菌体具有噬菌体具有抗原性抗原性抗原性抗原性；抵抗力抵抗力：比一般细菌繁殖体强。：比一般细菌繁殖体强。第十三页，共五十二页。2.2.噬菌体可分为两种类型噬菌体可分为两种类型 1.1.1.1.毒毒毒毒性性性性噬噬噬噬菌菌菌菌体体体体：能能能能在在在在宿宿宿宿主主主主菌菌菌菌内内内内复复复复制制制制(fzh)(fzh)(fzh)(fzh)增增增增殖殖殖殖，产产产产生许多子代噬菌体，并最终裂解细菌。生许多子代噬菌体，并最终裂解细菌。生许多子代噬菌体，并最终裂解细菌。生许多子代噬菌体，并最终裂解细菌。2.2.2.2.温温温温和和和和噬噬噬噬菌菌菌菌体体体体或或或或溶溶溶溶原原原原性性性性噬噬噬噬菌菌菌菌体体体体：噬噬噬噬菌菌菌菌体体体体基基基基因因因因组组组组整整整整合合合合于于于于宿宿宿宿主主主主菌菌菌菌染染染染色色色色体体体体中中中中，不不不不产产产产生生生生子子子子代代代代噬噬噬噬菌菌菌菌体体体体，也也也也不不不不引引引引起细菌裂解。起细菌裂解。起细菌裂解。起细菌裂解。第十四页，共五十二页。溶菌性周期溶菌性周期 毒毒毒毒性性性性噬噬噬噬菌菌菌菌体体体体在在在在宿宿宿宿主主主主菌菌菌菌内内内内的的的的增增增增殖殖殖殖过过过过程程程程（复复复复制制制制周周周周期期期期(zhuq)(zhuq)(zhuq)(zhuq)或或或或溶溶溶溶菌菌菌菌周周周周期期期期(zhuq)(zhuq)(zhuq)(zhuq)）包包包包括括括括吸吸吸吸附附附附穿穿穿穿入入入入、生生生生物物物物合成、成熟释放等合成、成熟释放等合成、成熟释放等合成、成熟释放等3 3个阶段。个阶段。个阶段。个阶段。溶原性周期溶原性周期 温温温温和和和和噬噬噬噬菌菌菌菌体体体体感感感感染染染染细细细细菌菌菌菌后后后后不不不不增增增增殖殖殖殖，其其其其核核核核酸酸酸酸整整整整合合合合到到到到细细细细菌菌菌菌染染染染色色色色体体体体上上上上，成成成成为为为为(chngwi)(chngwi)前前前前噬噬噬噬菌菌菌菌体体体体。并并并并随随随随细细细细菌菌菌菌复复复复制制制制而而而而复复复复制制制制，随随随随细细细细菌菌菌菌的的的的分分分分裂裂裂裂而而而而分分分分配配配配到到到到子子子子代代代代细细细细菌菌菌菌染色体中。染色体中。染色体中。染色体中。第十五页，共五十二页。溶原性细菌：溶原性细菌：溶原性细菌：溶原性细菌：带有前噬菌体的细菌。带有前噬菌体的细菌。带有前噬菌体的细菌。带有前噬菌体的细菌。温和噬菌体可以自发或在有些因素的诱导下，整温和噬菌体可以自发或在有些因素的诱导下，整合合(zhn h)(zhn h)(zhn h)(zhn h)的前噬菌体可以从染色体上脱离，进入的前噬菌体可以从染色体上脱离，进入溶菌性周期。溶菌性周期。溶原性：溶原性：溶原性：溶原性：温和噬菌体具有的这种产生成熟子代温和噬菌体具有的这种产生成熟子代温和噬菌体具有的这种产生成熟子代温和噬菌体具有的这种产生成熟子代 噬菌体颗粒和裂解宿主菌的潜在能力。噬菌体颗粒和裂解宿主菌的潜在能力。噬菌体颗粒和裂解宿主菌的潜在能力。噬菌体颗粒和裂解宿主菌的潜在能力。第十六页，共五十二页。温温温温和和和和噬噬噬噬菌菌菌菌体体体体有有有有溶溶溶溶原原原原性性性性周周周周期期期期和和和和溶溶溶溶菌菌菌菌性性性性周周周周期期期期，而而而而毒毒毒毒性性性性噬噬噬噬菌体只有菌体只有菌体只有菌体只有(zhyu)(zhyu)(zhyu)(zhyu)一个溶菌性周期。一个溶菌性周期。一个溶菌性周期。一个溶菌性周期。第十七页，共五十二页。溶原性转换溶原性转换溶原性转换溶原性转换某某些些前前噬噬菌菌体体可可导导致致细细菌菌基基因因型型和和性性状状发发生改变。生改变。例例例例如如如如白白白白喉喉喉喉棒棒棒棒状状状状杆杆杆杆菌菌菌菌产产产产生生生生白白白白喉喉喉喉毒毒毒毒素素素素的的的的机机机机理理理理由由于于 棒棒状状杆杆菌菌噬噬菌菌体体DNA携携带带白白喉喉毒毒素素基基因因(jyn)，其其感感染染白白喉喉棒棒状状杆杆菌菌后后，使使无无毒毒的的白白喉喉棒棒状状杆杆菌菌获获得产生白喉毒素的能力。得产生白喉毒素的能力。第十八页，共五十二页。转座因子（转座因子（transposableelement）：）：是是一一类类不不依依赖赖于于同同源源性性重重组组可可以以在在细细菌菌的的基基因因组组（染染色色体体、质质粒粒、噬噬菌菌体体）中中从从一一个个(y(y)位位置置转转移移到到另另一一个个(y(y)位位置置上上的的独独特特DNA片片段段，也也称称为为跳跳跃跃基基因因（jumpinggenes）或或移移动基因（动基因（movablegenes）。）。包括：插入序列（包括：插入序列（IS）转座子（转座子（transposon,Tn）Mu噬菌体噬菌体第十九页，共五十二页。lIS(insertionsequence):0.72.5kb两端有反向两端有反向(fn xin)(fn xin)(fn xin)(fn xin)重复序列，与插入有关重复序列，与插入有关 中心序列有转位（座）酶基因，没有其中心序列有转位（座）酶基因，没有其 他基因他基因第二十页，共五十二页。lTn(transposon):200025000bp 两端为两端为IS 中心序列有与转位无关的基因中心序列有与转位无关的基因 如：毒素基因、耐药基因等如：毒素基因、耐药基因等 是细菌产生耐药性的重要是细菌产生耐药性的重要(zhngyo)(zhngyo)(zhngyo)(zhngyo)原因原因第二十一页，共五十二页。常见常见(chn jin)(chn jin)(chn jin)(chn jin)的插入序列和转的插入序列和转座子座子ISbpTnISbpTn耐药或毒素耐药或毒素耐药或毒素耐药或毒素(d s)(d s)(d s)(d s)基因基因基因基因 IS1768TnIS1768Tn1 1、2 2、33AP