噬菌体、细菌遗传和变异

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1、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粒转座因子整合子噬菌体基因组一、细菌染色体细菌染色体：环状dsDNA，不含组蛋

2、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。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

3、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。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。危害耐青霉素耐链霉素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。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)病毒的特性：个体微小，可

4、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分布极广噬菌体：感染细菌、真菌、螺旋体等微生物的病毒。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部尾板：含溶菌酶尾丝：吸附尾髓：能收缩生物学性状抗原性：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

5、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温和噬菌体或溶原性噬菌体(temperatephage)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

6、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。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。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

7、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。前噬菌体噬菌体第二节细菌的变异现象与机制一、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)形态结构的变异：L型，鞭毛等的变异葡萄球菌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、马铃薯培养基牛型结核杆菌────────→卡介苗13年(230代)减弱菌落变异（S-R变异）

8、在陈旧培养