最新第三章细菌遗传与变异(1)教学讲义PPT.ppt

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1、第三章细菌遗传与变异(1)细菌和其他生物一样，具有遗传性和变异性。细菌的形态、结构、新陈代谢、抗原性、毒力以及对药物的敏感性等都是由细菌的遗传物质所决定。细菌变异包括遗传型变异和非遗传型变异。遗传型变异使细菌产生变种与新种，可稳定遗传给子代。非遗传型变异的发生是受到环境因素的影响，基因结构没有发生改变，不能遗传给子代，第一节细菌的遗传物质染色体细菌主要的遗传物质质粒染色体外的遗传物质噬菌体寄生于其他微生物的病毒转座因子可位于染色体、质粒或噬菌体上2．质粒的特性不相容性可转移性自主复制细胞内不同质粒的拷贝数不同，取决于质粒复制的控制机制。大质粒：严密型质粒，严

2、紧型控制，1-3个拷贝小质粒：松驰型质粒，松驰型控制，40个拷贝质粒可自然丢失或用人工方法消除。3．质粒的分类按照质粒编码的生物学性状分类　如耐药性质粒（resistanceplasmid，R质粒）、致育因子（fertilityplasmid，F质粒）。2、Novick命名法　用三个英文字母表示，第一个字母一律是小写p（表示质粒），后两个缩写字母用大写，表示发现者、实验室名称、表型性状或其他特征；字母后的编号为阿拉伯数字，区分同一类型的不同质粒。第二节　突变与诱变突变（mutation）是遗传型变异中常见的一种类型，是细胞中DNA核苷酸序列发生了稳定的可遗传

3、的改变。具有某种突变型的个体或细胞称为突变体（mutant）。细菌自发突变的频率很低（10-6-10-8），诱变剂可增加细菌的突变率。一、基因型与表型基因型（genotype）－细菌所含有的遗传信息，即DNA中的核苷酸序列。表型（phenotype）－基因型的具体表现。野生型（wild-type）－某一个菌种最普遍的形态。基因型：用表示该基因英文单词的头三个小写字母表示，第四个用大写字母表示所涉及的特定基因，如trp表示色氨酸基因，trpA和trpB表示不同的色氨酸基因。突变基因：在基因符号的右上角加－，如组氨酸缺陷型表示为his-；耐药基因在基因符号的右上角

4、加r表示耐药，加s表示敏感，如四环素耐药基因表示为tetr。表型：以相应基因单词的头三个缩写正体字母表示，第一个字母用大写。＋或－标在右上角，区别野生型或缺陷型，如Phe-表示没有合成苯丙氨酸的能力，Lac+表示能利用乳糖作为碳源。二、突　变（一）突变的类型和机制自发突变－细菌在正常生长条件下和生命活动中所发生的突变。基因组中发生突变的位点称为热点。点突变与多位点突变点突变与多位点突变点突变－DNA序列上单个碱基的改变。多位点突变－大范围碱基序列发生了改变，可影响多个基因。包括DNA碱基序列的缺失、插入、倒位、置换、重复、重组或转座。转换（transition

5、）：一个嘌呤变为另一个嘌呤或一个嘧啶变为另一个嘧啶。颠换（transversion）：嘌呤变为嘧啶和嘧啶变为嘌呤。点突变结果同义突变：碱基的改变不能引起氨基酸的改变，表型无变化。错义突变：碱基的改变引起氨基酸的改变。无义突变：碱基序列改变为氨基酸终止密码子（UAA，UAG，UGA），导致氨基酸合成提前终止，形成一个截短的蛋白质。移码突变：DNA序列上插入或缺失1－2个核苷酸，引起突变后翻译读码框移位，形成一个完全改变的氨基酸序列。二、突　变（二）突变的规律随机性稀有性独立性稳定性可逆性随机性突变是随机的和不定向的。表现在发生的时间、个体、位点和产生的效应等各方

6、面。可通过以下两个著名的实验证实彷徨试验（fluctuationtest）影印培养（replicaplating）彷徨试验影印培养2．稀有性指正常情况下，突变发生的频率很低。3．独立性基因突变是独立发生的，一个基因的突变与另一个基因的突变没有相关性，同一细胞中的不同基因其突变率不相同。4．稳定性基因突变的实质是遗传物质的改变，这种改变是可以稳定遗传的。5．可逆性突变效应可通过多种方法回复，称基因突变的可逆性。通常由野生型菌株变为突变型菌株的过程为正向突变，反之称为回复突变。（三）几种常见的突变株1、温度敏感突变株（TS株）：是一种典型的条件致死突变株。这种突变

7、株在某一温度范围不能生长，但在另一温度下可生长。原因是某些酶的肽链结构发生改变后，降低了酶的抗热性。2、营养缺陷型突变株：发生了参与合成生长所必需的基本化合物的基因突变。3、耐药性突变株：对某种药物有一定抵抗力的突变株，临床较常见。4、发酵阴性突变株：突变后失去发酵某种糖的能力。原因是突变后失去了能分解该糖的酶。（四）突变株的分离要从大量的细菌中找到突变株，必须将整个菌群置于一个特殊的生长环境中，该环境可使突变株和其他菌株产生不同的生长表型。如通过影印培养法分离。三、诱变人工利用理化因素等诱导产生的突变，可提高细菌的突变率。诱变的变异幅度往往高于自发突变。能显

8、著提高突变频率的这些理化因素称为诱变剂