微生物学（药学专业）微生物的遗传与变异.pptVIP

第四章 细菌的遗传与变异 遗传：使细菌的性状保持相对稳定，且代代相传，使其菌种得以保存。 变异：在一定条件下，子代与亲代之间以及子代与子代之间的生物学性状出现的差异。 细菌的变异分为遗传性变异和非遗传性变异。 遗传性变异：是细菌的基因结构发生了改变，故又称 基因型变异。常发生于个别的细菌，不受环境因素的影响，变异发生后是不可逆的，产生的新性状可稳定地遗传给后代。 非遗传性变异：细菌在一定的环境条件影响下产生的变异，其基因结构未改变，称为表型变异。易受到环境因素的影响，可逆的，不能遗传。 第一节 细菌的变异现象 形态结构的变异 毒力变异 耐药性变异 菌落变异 细菌的大小和形态在不同的生长时期可不同，生长过程中受外界环境的影响也可发生变异。如：鼠疫耶氏菌在陈旧培养物上细菌的多形态性、细菌L型。 细菌的特殊结构如：荚膜（肺炎链球菌）、芽胞（炭疽芽孢杆菌）、鞭毛（变形杆菌H-O变异）也可发生变异。 概念：细胞壁受损后仍能生长和分裂的细菌。在一般环境中不能耐受菌体内的高渗透压而将会涨破死亡。在高渗环境下，仍可存活。 特点： 1.多形性，多数革兰染色阴性 2.在高渗低琼脂含血清平板上缓慢生长，形成荷包蛋样细小菌落。 3.仍有一定的致病力，常引起慢性感染及反复发作的感染。 4.用抗生素治疗多数效果不佳。 毒力增强：无毒力的白喉棒状杆菌常寄居在咽喉部，不致病；当感染了β-棒状噬菌体后变成溶原性细菌，则获得产生白喉毒素的能力，引起白喉。 毒力减弱：有毒菌株长期在人工培养基上传代培养，可使细菌的毒力减弱或消失。卡介苗(BCG)是有毒的牛结核分枝杆菌在含有胆汁、甘油、马铃薯培养基上，经过13年，连续传230代，获得的一株毒力减弱但仍保持免疫原性的变异株。 耐药性变异：细菌对某种抗菌药物由敏感变为耐药的变异。有些细菌还表现为同时耐受多种抗菌药物，即多重耐药性。 从抗生素广泛应用以来，细菌对抗生素耐药的不断增长是世界范围内的普遍趋势，给临床治疗带来很大的困难，并成为当今医学上的重要问题。 细菌的菌落主要有光滑(smooth,S)型和粗糙(rough,R)型两种。 S型菌落表面光滑、湿润、边缘整齐。经人工培养多次传代后菌落表面边为粗糙、干燥、边缘不整齐，称S—R变异。 S—R变异常见于肠道杆菌。 变异时不仅菌落的特征发生改变，且细菌的其它性状也发生了变化。 S型菌的致病性强，但有少数R型菌的致病性强，如结核分枝杆菌。 第二节 细菌遗传变异的物质基础 一、细菌的染色体 二、染色体外遗传物质 细菌的质粒 噬菌体 转位因子 细菌的染色体 细菌染色体DNA与其他生物相同，由互补的双链核苷酸组成。 细菌的染色体与生物细胞染色体不同，前者不含有组蛋白，基因是连续的。 自大肠杆菌提取的DNA是一条完整的DNA链，分子量仅为人体细胞DNA量的0.1%。大肠杆菌的DNA约为4×106个碱基对，因此约有4000个基因，可编码几千种多肽。 概念：是细菌染色体以外的遗传物质，是环状闭合的双链DNA。质粒基因可编码多种重要的生物学性状。 分类： 1)致育质粒（F质粒）编码细菌的性菌毛 2)耐药性质粒 编码细菌对抗菌药物或重金属盐类的耐药 性。分两类，一是接合性耐药质粒（R质粒），另一是非接合耐药性质粒； 3)毒力质粒（Vi质粒）编码与该菌致病性有关的毒力因子； 4)代谢质粒 编码产生相关的代谢酶。 5)细菌素质粒 编码细菌产生细菌素； 具有自我复制的能力。 DNA所编码的基因产物赋予细菌某些性状特征。 可自行丢失与消除。 转移性。 可分为相容性与不相容性两种。 噬菌体 噬菌体：是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的病毒。 噬菌体具有病毒的一些特性： 1、个体微小 2、没有细胞结构 3、专性细胞内寄生 噬菌体分布：：极广，凡是有细菌的场所，就可能有相应的噬菌体的存在。 转位因子：是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中的位置，能从一个基因组转移到另一基因组中。 转位因子有三类：插入序列(IS)、转座子(Tn)、Mu噬菌体或前噬菌体。 第三节 细菌变异的机制 突变：是细菌遗传物质的结构发生突然而稳定的改变，导致细菌性状的遗传性变异。 染色体畸变：涉及大段DNA的易位、缺失、重复或倒位等变化，结果导致细菌死亡。 基因突变：也称点突变，是DNA中一对或少数几对硷基的置换、增加或缺失。 一、变异的一般机理 原因包括：自然突变及诱发突变。 基因突变的分子基础： 硷基置换