第18-19章细菌的遗传与变异

1、第一节第一节 细菌的变异现象细菌的变异现象1.形态结构的变异形态结构的变异-变形杆菌（变形杆菌（鞭毛鞭毛）2.菌落变异菌落变异-S-R变异变异* 3.毒力变异毒力变异-卡介苗卡介苗（BCG） 卡卡-介介二氏将有毒的牛型结核分枝杆菌培二氏将有毒的牛型结核分枝杆菌培养在含有胆汁、甘油、马铃薯等培养基上养在含有胆汁、甘油、马铃薯等培养基上, 经过经过13年年230次传代次传代, 终于获得了一株毒力终于获得了一株毒力减弱但仍保留免疫原性的变异株减弱但仍保留免疫原性的变异株, 即即卡介卡介苗苗(BCG)。4.耐药性变异耐药性变异* 1.细菌染色体细菌染色体2.质粒质粒 是细菌染色体以外的遗传物质，存在于

2、是细菌染色体以外的遗传物质，存在于细胞质中，为闭合环状的双链细胞质中，为闭合环状的双链 DNA，带有遗，带有遗传信息，控制细菌某些特定的遗传性状。传信息，控制细菌某些特定的遗传性状。 2.质粒质粒DNA的特征的特征（1）质粒基因可编码很多重要的生物学性状）质粒基因可编码很多重要的生物学性状 编码与细菌性生殖功能有关的质粒，称编码与细菌性生殖功能有关的质粒，称致致育质粒或育质粒或 F质粒质粒 (fertility plasmid). 编码细菌对抗菌药物或重金属盐类的耐药编码细菌对抗菌药物或重金属盐类的耐药性的质粒称性的质粒称 R质粒质粒（resistance plasmid） 编码细菌毒力因子的

3、质粒称编码细菌毒力因子的质粒称毒力质粒或毒力质粒或 Vi质粒质粒 （virulence plasmid）. 编码细菌素的质粒称编码细菌素的质粒称细菌素质粒（细菌素质粒（Col质粒质粒) 编码细菌相关代谢酶的质粒称编码细菌相关代谢酶的质粒称代谢质粒代谢质粒 （2）质粒具有自我复制的能力）质粒具有自我复制的能力 （3）质粒可自行丢失与消除）质粒可自行丢失与消除 （4）质粒的转移性）质粒的转移性 （5）质粒可分为相容性与不相容性两种）质粒可分为相容性与不相容性两种 l*噬菌体噬菌体是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体是感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的等微生物的病毒病毒。l一、一、噬菌体的生物学性

4、状噬菌体的生物学性状（形态与结构、化学（形态与结构、化学组成、抗原性、抵抗力）组成、抗原性、抵抗力）l二二 、毒性噬菌体毒性噬菌体l 1.概念概念：噬菌体噬菌体在宿主菌细胞内复制增殖，产在宿主菌细胞内复制增殖，产生许多子代噬菌体，最终裂解细菌，称生许多子代噬菌体，最终裂解细菌，称毒性噬毒性噬菌体菌体。噬菌体电镜照片噬菌体电镜照片l三、三、温和噬菌体温和噬菌体l概念：概念：1.温和噬菌体温和噬菌体的基因与宿主菌基因组整合，的基因与宿主菌基因组整合，随细菌基因组分裂传至子代细菌的基因组中。这种随细菌基因组分裂传至子代细菌的基因组中。这种噬菌体在细菌中不产生子代噬菌体，不引起细菌裂噬菌体在细菌中不产

5、生子代噬菌体，不引起细菌裂解，称为解，称为温和噬菌体温和噬菌体。l 2.整合在细菌染色体上的噬菌体基因组称为整合在细菌染色体上的噬菌体基因组称为前噬前噬菌体菌体(prophage)l 3.带有噬菌体基因组的细菌称为带有噬菌体基因组的细菌称为溶原性细菌溶原性细菌（lysogenic bacterium）。）。l四、四、噬菌体的应用噬菌体的应用l 1.细菌的鉴定与分型细菌的鉴定与分型l 2.分子生物学研究的重要工具分子生物学研究的重要工具l 3.细菌感染的诊断与治疗细菌感染的诊断与治疗 一一.基因的突变基因的突变 * 二、二、基因的转移与重组基因的转移与重组（一）（一）转化转化（transform

6、ation）是供体菌裂解游离的是供体菌裂解游离的DNA片段被受体菌直接摄取，使受体菌获得新的性状。片段被受体菌直接摄取，使受体菌获得新的性状。（二）（二）转导转导（transduction）是以温和噬菌体为载体，将是以温和噬菌体为载体，将供体菌的遗传物质转移到受体菌中去，使受体菌获得供体菌的遗传物质转移到受体菌中去，使受体菌获得新的性状。新的性状。 1.普遍性转导普遍性转导 2.局限性转导局限性转导 （三）（三）接合接合（conjugation）是细菌通过性菌毛相是细菌通过性菌毛相互沟通，将遗传物质（互沟通，将遗传物质（质粒质粒）从供体菌转移给）从供体菌转移给受体菌。受体菌。 1.F质粒的接合

7、质粒的接合-性菌毛性菌毛 2.R质粒的接合质粒的接合-耐药传递因子耐药传递因子(RTF)和耐药决定和耐药决定因子因子（四）（四）溶原性转换溶原性转换 (lysogenic conversion)是以前噬是以前噬菌体的菌体的DNA与细菌染色体重组、导致细菌的基与细菌染色体重组、导致细菌的基因型发生改变因型发生改变, 而使细菌获得新的性状。而使细菌获得新的性状。B-棒状棒状杆菌噬菌体杆菌噬菌体 1.在疾病的诊断、治疗与预防中的应用在疾病的诊断、治疗与预防中的应用 2.在测定致癌物质中的应用在测定致癌物质中的应用(Ames试验试验) 3.在基因工程中的应用（在基因工程中的应用（IFN、rIL-2、H

8、BsAg等）等） 第一节第一节 致病菌与条件致病菌致病菌与条件致病菌l 一、致病菌一、致病菌l致病菌是指能侵入机体、生长繁殖导致疾病的致病菌是指能侵入机体、生长繁殖导致疾病的细菌。细菌。 二、二、条件致病菌条件致病菌 （一）（一）概念概念：正常菌群与宿主间的生态平衡在某正常菌群与宿主间的生态平衡在某些情况下可被打破，形成生态失调，导致疾病。些情况下可被打破，形成生态失调，导致疾病。使原来在正常时不致病的正常菌群成了条件致使原来在正常时不致病的正常菌群成了条件致病菌。病菌。 （二）（二）形成条件形成条件：l 1.寄居部位的改变寄居部位的改变l 2.免疫功能低下（免疫功能低下（激素、放疗、化疗、抗

9、肿瘤药物激素、放疗、化疗、抗肿瘤药物）l 3.菌群失调菌群失调-因宿主某部位正常菌群中各菌种间的比因宿主某部位正常菌群中各菌种间的比例发生改变而产生的病症例发生改变而产生的病症, 称为称为菌群失调症。菌群失调症。l第二节第二节 细菌的致病性细菌的致病性l一、细菌致病性的概念一、细菌致病性的概念l细菌能引起感染的能力称为细菌能引起感染的能力称为致病性致病性。半数致死。半数致死量（量（LD50 ） 、半数感染量（、半数感染量（ID50）l*侵袭力侵袭力 病原菌突破宿主机体的防御功能（皮病原菌突破宿主机体的防御功能（皮肤、粘膜等），并能在体内定植、繁殖和扩散肤、粘膜等），并能在体内定植、繁殖和扩散的

10、能力，称为的能力，称为侵袭力侵袭力。l 第三节第三节 细菌的毒力物质细菌的毒力物质l构成细菌毒力的物质是构成细菌毒力的物质是侵袭力和毒素侵袭力和毒素 一、一、侵袭物质侵袭物质l1.菌体表面结构成分菌体表面结构成分l（1）粘附素粘附素（菌毛、定植因子、脂磷壁酸等菌毛、定植因子、脂磷壁酸等）l（2）荚膜荚膜 （3）侵袭性酶侵袭性酶（血浆凝固酶、透明质酸酶、链激血浆凝固酶、透明质酸酶、链激酶、链道酶等酶、链道酶等）*二、细菌的毒素二、细菌的毒素(外毒素、内毒素外毒素、内毒素)（一）外毒素（一）外毒素（1）产生菌产生菌主要是主要是G+ 菌和少数菌和少数G 菌，大多菌，大多数为活菌分泌至胞外；数为活菌分

11、泌至胞外；（2）化学成分化学成分为蛋白质，不耐热，易破坏；为蛋白质，不耐热，易破坏；（3）结构结构 大多数外毒素蛋白由大多数外毒素蛋白由A（毒性）和（毒性）和B（与宿主细胞结合）两个亚单位组成。（与宿主细胞结合）两个亚单位组成。（4）毒性作用强毒性作用强；对机体的组织器官具有选；对机体的组织器官具有选择作用；择作用；（5）免疫原性免疫原性 可被可被0.3%0.4%甲醛液脱毒甲醛液脱毒, 但仍保留免疫原性但仍保留免疫原性,称为称为类毒素类毒素。（6）种类种类 神经毒素、细胞毒素、肠毒素神经毒素、细胞毒素、肠毒素l（二）内毒素（二）内毒素（LPS）l（1）G-菌菌 细胞壁的成分，细菌死亡破裂后释放

12、。细胞壁的成分，细菌死亡破裂后释放。l（2）化学成分为脂多糖，耐热，不易破坏。）化学成分为脂多糖，耐热，不易破坏。l（3）结构）结构 由类脂由类脂A、核心多糖和、核心多糖和O特异性多糖特异性多糖l（4）内毒素的毒性作用内毒素的毒性作用:脂质脂质A是内毒素的主要成是内毒素的主要成分，毒性作用相似。分，毒性作用相似。l 发热作用发热作用 内毒素（内毒素（LPS）激活单核吞噬细胞）激活单核吞噬细胞及淋巴细胞，使其分泌白细胞介素及淋巴细胞，使其分泌白细胞介素-1（IL-1）、肿）、肿瘤坏死因子（瘤坏死因子（TNF）、干扰素（）、干扰素（IFN）,作为内源性作为内源性致热源作用于下丘脑，释放中枢发热介质

13、，引起发致热源作用于下丘脑，释放中枢发热介质，引起发热。热。l 白细胞反应白细胞反应 中性粒细胞升高。中性粒细胞升高。l 内毒素血症内毒素血症与与内毒素休克内毒素休克 l 弥漫性血管内凝血弥漫性血管内凝血（DIC）、）、Shwartzmanl一、一、感染的来源感染的来源l1.外源性感染：外源性感染：病人、带菌者、病畜和带菌动物病人、带菌者、病畜和带菌动物l2.内源性感染内源性感染l二、二、传播方式与途径传播方式与途径l 1.呼吸道感染呼吸道感染 2.消化道感染消化道感染 3.创伤感染创伤感染l 4.接触感染接触感染 5.节肢动物叮咬感染节肢动物叮咬感染l三、三、感染的类型感染的类型l1.隐性感

14、染隐性感染：当机体抗感染的免疫力较强当机体抗感染的免疫力较强, 或侵入的或侵入的病原菌数量不多，毒力较弱，感染后对机体损伤较轻，病原菌数量不多，毒力较弱，感染后对机体损伤较轻，不出现或出现不明显的临床症状，称为不出现或出现不明显的临床症状，称为隐性感染隐性感染。l2.显性感染显性感染：当机体抗感染的免疫力较弱，：当机体抗感染的免疫力较弱，或侵入的病原菌数量较多、毒力较强，或侵入的病原菌数量较多、毒力较强，以致机体的组织细胞受到不同程度的损以致机体的组织细胞受到不同程度的损伤，生理功能也发生改变，并出现一系伤，生理功能也发生改变，并出现一系列的临床症状，称为列的临床症状，称为显性感染显性感染。

15、临床上根据病情缓急不同临床上根据病情缓急不同，分为，分为:急性感急性感染染 慢性感染慢性感染l临床上按感染的部位不同临床上按感染的部位不同，分为，分为:局部感染局部感染 * 全身感染全身感染(常见以下类型常见以下类型)l（1）菌血症菌血症：病原菌由局部侵入血流，但在：病原菌由局部侵入血流，但在血流中不生长繁殖血流中不生长繁殖, 只是短暂的通过血循环途只是短暂的通过血循环途径到达体内适宜部位后再进行繁殖而致病。径到达体内适宜部位后再进行繁殖而致病。（2）毒血症毒血症：病原菌在侵入的局部组织中生：病原菌在侵入的局部组织中生长繁殖后，只有产生的外毒素进入血循环，病长繁殖后，只有产生的外毒素进入血循环

16、，病菌不入血。外毒素经血流到达易感的组织和细菌不入血。外毒素经血流到达易感的组织和细胞胞 ，引起特殊的毒性症状。，引起特殊的毒性症状。l（3）内内毒素血症毒素血症：由内毒素大量释放到血流：由内毒素大量释放到血流中引起。中引起。l（4）败血症败血症：病原菌侵入血流后，在其中大：病原菌侵入血流后，在其中大量繁殖，产生毒性代谢产物，引起严重的全身量繁殖，产生毒性代谢产物，引起严重的全身中毒症状。中毒症状。（5）脓毒血症脓毒血症：化脓性细菌侵入血流后在其：化脓性细菌侵入血流后在其中大量繁殖，并通过血流扩散到机体其他组中大量繁殖，并通过血流扩散到机体其他组织或器官，产生新的化脓性病灶。织或器官，产生新的

17、化脓性病灶。3.根据感染人群所处环境而根据感染人群所处环境而 分为社会与医院感染分为社会与医院感染（1）社会感染）社会感染（2）医院感染）医院感染l （三）带菌状态带菌状态l在隐性感染或显性感染后致病菌未被及时消在隐性感染或显性感染后致病菌未被及时消灭而是在机体内继续存在，并不断排除体外灭而是在机体内继续存在，并不断排除体外称为带菌状态。称为带菌状态。 三、三、转位因子转位因子 转位因子转位因子是存在于细菌染色是存在于细菌染色体或质粒体或质粒DNA分子上的一段分子上的一段特异性核苷酸序列片段，它特异性核苷酸序列片段，它能在能在DNA分子中移动，不断分子中移动，不断改变在基因组的位置，还能改变在

18、基因组的位置，还能从一个基因组转移到另一个从一个基因组转移到另一个基因组中。转位因子主要有基因组中。转位因子主要有三类三类: 1.插入序列插入序列(IS) 2.转座子转座子(Tn) 3.转座噬菌体或前噬菌体转座噬菌体或前噬菌体二、二、细菌侵入数量与门户细菌侵入数量与门户第二节第二节 机体的抗菌免疫机体的抗菌免疫 一、非特异性免疫一、非特异性免疫（一）（一）屏障结构屏障结构： 1.皮肤与粘膜皮肤与粘膜：（1）机械性阻挡与排除作用）机械性阻挡与排除作用（2）分泌杀菌物质（）分泌杀菌物质（脂肪酸、溶脂肪酸、溶菌酶菌酶等等）（3）正常菌群拮抗作用）正常菌群拮抗作用 2.血脑屏障血脑屏障由软脑膜、脉络丛、由软脑膜、脉络丛、脑血管和星脑血管和星 状胶质细胞等组成。状胶质细胞等组成。 3.胎盘屏障胎盘屏障由母体子宫内膜的由母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿绒毛膜组成。基蜕膜