第2章--细菌的生理与遗传变异PPT课件

1、第二章 细菌的生理与遗传变异第一节 细菌的生理细菌的化学组成1细菌的物理性状2细菌的代谢3细菌的生长繁殖条件4细菌生长繁殖的规律5细菌的化学组成细菌的基本化学组成 水、无机盐、蛋白质、糖类、脂类、核酸等特有化学成分 肽聚糖、胞壁酸、磷壁酸等细菌的物理性状中性或弱碱性环境中带负电荷，G+ G-细菌为半透明体，浊度与数量成正比细菌的物理性状体积小，表面积大，有利于物质交换半透性，细菌体内压力大细菌的代谢细菌的新陈代谢 分解代谢、合成代谢、中间代谢细菌的能量代谢（生物氧化）发酵呼吸有氧呼吸厌氧呼吸细菌的分解代谢和生化反应糖的分解细菌的分解代谢和生化反应蛋白质、氨基酸的分解细菌常见的生化反应伤寒沙门菌

2、(SS)吲哚试验(-)吲哚试验(+)细菌的合成代谢产物1. 热原质：脂多糖，耐高温2. 毒素 外毒素：蛋白质，不耐热，毒性强，抗原性 强，可脱毒为类毒素。 内毒素：脂多糖，耐热，毒性相似，抗原性 弱，不可脱毒为类毒素。3. 侵袭性酶：透明质酸酶、血浆凝固酶等细菌的合成代谢产物4. 色素5. 抗生素6. 细菌素7. 维生素细菌生长的条件1. 营养物质：水、氮源、碳源、无机盐、蛋白质、糖类、生长因子等。 2. 适宜的酸碱度 细菌最适pH为7.27.6 嗜碱性菌，如霍乱弧菌最适pH为8.49.2 嗜酸性菌，如结核分枝杆菌最适pH为6.56.83.合适的温度 最适生长温度：3537 可分成：嗜冷菌、嗜

3、温菌、嗜热菌 细菌生长的条件4. 气体环境 一般需CO2，少数需高浓度CO2如脑膜炎奈瑟菌、流感嗜血杆菌。 根据对O2需求分为： 专性需氧菌 微需氧菌 兼性厌氧菌 专性厌氧菌细菌的繁殖方式二分裂法无性繁殖分裂一代需2030min结核分枝杆菌1820h细菌的生长曲线延缓期：准备阶段对数期：细菌形态、染色性、生理活性典型，对外界因素敏感稳定期：合成代谢产物衰亡期：细菌形态改变呈多形态的衰退形第二节 细菌的遗传与变异细菌变异的现象1细菌的遗传物质2细菌变异的机制3细菌的变异细菌变异的种类：基因型变异、表型变异细菌变异的现象 形态结构变异H-O变异 菌落变异S-R变异 毒力变异增强或减低 耐药性变异临

4、床治疗中严重问题 抗原性变异与细菌鉴定有关细菌的遗传物质染色体质粒噬菌体转座子整合子和基因盒染色体环状双股DNA，呈超螺旋形式缠绕成团，构成核质，内含细菌主要的遗传信息。革兰阳性菌核质连接在中介体上革兰阴性菌核质连接在细胞膜某一点上质粒细菌染色体以外的遗传物质，环状双股DNA。携带遗传信息，控制特定的遗传性状，可独立复制，与细菌的遗传变异有关。质粒特征： 自我复制可与染色体同步/不同步 可转移性可以各种方式转移到其它菌 可自行丢失及消除不影响细菌存活 决定细菌某些生物学性状 相容性与不相容性质粒质粒的种类： 致育质粒F质粒，产生性菌毛F+菌 耐药质粒R质粒 细菌素质粒Col质粒，产生细菌素 毒

5、力质粒Vi质粒，产生相应毒素 代谢质粒编码产生相关酶，如脲酶等噬菌体感染细菌、真菌、放线菌等微生物的病毒，在葡萄球菌和志贺菌中首先发现。噬菌体分布极广具有病毒的特性： 个体微小，可以通过细菌滤器 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 严格的宿主特异性噬菌体的形态噬菌体的分类毒性噬菌体温和噬菌体毒性噬菌体能够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，称为毒性噬菌体。(溶菌周期)液体培养基使浑浊菌液变为澄清。固体培养基菌膜表面有透亮的溶菌空斑出现。一个空斑系由一个噬菌体复制增殖并裂解细菌后形成的，称为噬斑。噬斑若将噬菌体按一定倍数稀释，通过噬斑计数，可测

6、知一定体积内的噬斑形成单位数目，即噬菌体的数量。温和噬菌体噬菌体进入细菌体内后其基因与宿主菌染色体整合，不产生子代噬菌体，但噬菌体DNA能随细菌DNA复制，并随细菌的分裂而传代。(溶原状态)前噬菌体整合在细菌基因组中的噬菌体基因组称为前噬菌体。溶原性细菌带有前噬菌体基因组的细菌称为溶原性细菌。溶原状态十分稳定，能经历许多代。在某些条件如紫外线、X线、致癌剂、突变剂等作用下，可中断溶原状态进入溶菌性状态。噬菌体转座子是一类在细菌染色体、质粒或噬菌体之间可自行移动的特异性的独立的DNA片段。种类：插入序列、复合转座子意义：改变遗传物质的核苷酸序列；影响插入点附近基因的表达（失活）；直接插入一段新序

7、列，造成基因的转移和重组,均能造成细菌性状的变异。整合子与基因盒是细菌基因组中大小为8003900bp的可移动的DNA片段，常以环形结构独立存在。特点：含有位点特异性重组系统，能识别并捕获外源基因，尤其是抗生素耐药基因，并通过整合子的位点特异性基因重组机制，将多种耐药基因组装在一起，使细菌耐药基因发生扩散。 细菌的变异机制基因突变基因的转移与重组基因突变指细菌遗传物质的结构突然发生的稳定性的改变，可遗传子代。野生型、突变型根据涉及基因的多少分为小突变及大突变二种小突变的几种类型：沉默突变、错义突变、中性突变、无义突变大突变 染色体突变，是染色体结构上的突变。基因突变的规律突变率 细菌自发突变率

8、低，分裂106109次可发生一次突变，在一些突变剂诱导下突变率可大大提高。突变与选择 细菌突变随机产生，不受环境因素的影响，但在一定条件下被选择出来。恢复突变 野生型突变型细菌基因转移和重组的方式转化接合转导溶原性转换原生质体融合转化 供体菌游离的DNA片段直接被受体菌摄取，使受体菌获得新的性状。小鼠体内肺炎球菌转化经典试验。小鼠肺炎链球菌转化试验(19281944)接合 供体菌通过性菌毛将遗传物质（质粒）传递给受体菌（通过接合传递的质粒有F质粒、R质粒、Col质粒、毒力质粒）。F质粒的接合F 因子转移与复制高频重组菌形成F质粒F质粒的接合带有F质粒、 Hfr、F质粒的细菌均是 F+阳性菌，有

9、性菌毛，可与F- 菌接合。R质粒的传递 R质粒由两部分组成，耐药传递因子和耐药决定因子。耐药传递因子RTF类似F因子，可编码产生性菌毛并以接合方式转移。耐药决定因子，该因子两端的IS序列可与RTF相连且可有多个Tn连接排列是造成多重耐药的原因。目前，临床上多重耐药菌株的出现与R质粒通过接合传递密切有关。转导 以噬菌体为载体，将供体菌的遗传物质转移到受体菌中，使受体菌获得新的遗传性状。转导可分为：普遍性转导、局限性转导普遍性转导整合成功 完全转导整合失败 流产转导噬菌体DNA细菌DNA细菌被裂解感染新的细菌供体菌DNA与受体菌DNA整合局限性转导正常偏离galbio噬菌体DNA溶原性转换 温和噬菌体以前噬菌体形式存在于细菌染色体中，并导致细菌基因型发生改变，使溶原性细菌获得了新的性状。白喉棒状杆菌产生白喉毒素，是因其前噬菌体（-棒状噬菌体）带有毒素蛋白结构基因。 A群溶血性链球菌受有关温和噬菌体感染发生溶原性转换，能产生致热外毒素。 肉毒梭菌的毒素、金黄色葡萄球菌溶素的产生，以及沙门菌、志贺菌等的抗原结构和血清型别都与溶原性转换有关 。原生质体融合 将二种经处理后失去细胞壁的细菌（称为原生质体）进行融合，获得的新的细菌个体。原生殖体融合是一种有价值的实验手段。写在最后成功的基础在于好的学习习惯The foundation of success lie