噬菌体遗传变异详解演示文稿

噬菌体遗传变异详解演示文稿当前第1页\共有36页\编于星期四\16点（优选）噬菌体遗传变异当前第2页\共有36页\编于星期四\16点第一节噬菌体的生物学性状1.形态与结构

蝌蚪形

微球形

细杆形

大多数噬菌体呈蝌蚪形。当前第3页\共有36页\编于星期四\16点结构：由头部和尾部组成；化学组成：蛋白质与核酸；核酸类型：为DNA或RNA，大多数DNA噬菌体的DNA为线状双链；噬菌体具有抗原性；抵抗力：比一般细菌繁殖体强。当前第4页\共有36页\编于星期四\16点第二节毒性噬菌体

噬菌体可分为两种类型：

1.毒性噬菌体：能在宿主菌内复制增殖，产生许多子代噬菌体，并最终裂解细菌。

2.温和噬菌体或溶原性噬菌体：噬菌体基因组整合于宿主菌染色体中，不产生子代噬菌体，也不引起细菌裂解，但噬菌体DNA随细菌基因组的复制而复制，并随细菌的分裂而分配至子代细菌的基因组中。当前第5页\共有36页\编于星期四\16点毒性噬菌体的复制周期

毒性噬菌体在宿主菌内的增殖过程（复制周期或溶菌周期）包括吸附、穿入、生物合成、成熟与释放等四个阶段。

参见病毒的复制。当前第6页\共有36页\编于星期四\16点噬斑：在固体培养基上，将适量噬菌体和宿主菌液混合接种培养后，培养基表面可出现透亮的溶菌空斑，每个空斑系由一个噬菌体复制增殖并裂解宿主菌后形成的。噬斑形成单位

当前第7页\共有36页\编于星期四\16点前噬菌体：整合在细菌染色体上的噬菌体基因溶原性细菌：带有前噬菌体的细菌。溶原性：温和噬菌体具有产生成熟子代噬菌体颗粒和裂解宿主菌的潜在能力。

温和噬菌体有三种存在状态：游离的具有感染性的噬菌体颗粒；宿主菌细胞质内类似质粒形式的噬菌体核酸；前噬菌体。第三节温和噬菌体当前第8页\共有36页\编于星期四\16点

温和噬菌体有溶原性周期和溶菌性周期，而毒性噬菌体只有一个溶菌性周期。当前第9页\共有36页\编于星期四\16点

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。例如白喉棒状杆菌产生白喉毒素的机理当前第10页\共有36页\编于星期四\16点第四节噬菌体的应用1、细菌的鉴定和分型2、检测标本中的未知细菌3、基因工程的工具4、细菌性感染的治疗当前第11页\共有36页\编于星期四\16点思考题1.噬菌体的概念及其特征。2.毒性噬菌体和温和噬菌体、前噬菌体、溶原性细菌、溶原性转换的概念及特征。3.溶菌性周期与溶原性周期的区别。当前第12页\共有36页\编于星期四\16点第4章细菌的遗传变异当前第13页\共有36页\编于星期四\16点当前第14页\共有36页\编于星期四\16点

BCG：牛型结核杆菌（有毒株）

胆汁-甘油-马铃薯培养

13年，230次传代

减毒株（BCG）基因型变异：BCG表型变异：细菌L型当前第15页\共有36页\编于星期四\16点基因型和表型变异的比较基因型变异表型变异基因结构变化未变可逆性不或极少可逆稳定性稳定不稳定环境影响涉及细菌数不受影响受影响个别全体当前第16页\共有36页\编于星期四\16点第一节细菌的遗传物质

细菌染色体：dsDNA，580～5220

kbp复制快：105

bp/min

无组蛋白，无内含子，为连续基因单倍体：突变后更易表现一、细菌基因组的主要组成当前第17页\共有36页\编于星期四\16点质粒（plasmid）：复制能力转移能力整合能力相容性丢失或消除

功能：F质粒－转移；Vi质粒－毒力

R质粒－耐药；Col质粒－细菌素噬菌体基因组当前第18页\共有36页\编于星期四\16点二、细菌基因组中主要的特殊结构转座元件（转位，转座子，跳跃基因）

可在细菌或其它生物的基因组中改变自身位置的独特DNA序列。导致基因不稳定和高突变率。保留性转位：转座酶原位切割再插入新位点复制性转位：复制新的拷贝至新位点当前第19页\共有36页\编于星期四\16点插入序列(insertionsequence，IS):数百至2000bp

两端重复序列，与插入有关中心序列有转位酶基因当前第20页\共有36页\编于星期四\16点转座子(transposon，Tn):2000~25000

bp

两端为IS中心序列有与转位无关基因如：毒素基因、耐药基因等当前第21页\共有36页\编于星期四\16点整合子（integron，In）：定位于细菌染色体、质粒或转座子上基本结构：两端为保守末端，中间为可变区，含一个或多个基因盒整合子含有3个功能元件：重组位点；整合酶基因；启动子通过转座子或接合性质粒，使多种耐药基因在细菌中进行水平传播当前第22页\共有36页\编于星期四\16点第二节细菌基因突变影印平板：自发的，随机的，非诱导的药物仅起选择作用当前第23页\共有36页\编于星期四\16点

突变率：10-6~10-9自发突变与诱发突变突变与选择回复突变与抑制突变一、基因突变规律当前第24页\共有36页\编于星期四\16点彷徨试验：随机的、非定向的突变是在接触噬菌体之前就已发生，噬菌体对突变仅起筛选而不是诱导作用。当前第25页\共有36页\编于星期四\16点二、突变型细菌及其分离：

抗性突变(耐药性)药敏试验营养缺陷突变型营养物质筛选条件致死性突变型温度敏感试验发酵阴性突变型乳糖发酵试验当前第26页\共有36页\编于星期四\16点第三节基因的转移和重组转移：供菌提供DNA；受菌接受DNA重组：受菌获得供菌DNA类型

基因来源

转移方式转化

供菌

受菌摄入接合

供菌

通过性菌毛转导

供菌

噬菌体媒介溶原性转换

噬菌体

前噬菌体当前第27页\共有36页\编于星期四\16点

转化（transformation）：受菌主动摄取外源性DNA供菌死亡时释放或人工方法提取DNA当前第28页\共有36页\编于星期四\16点

影响因素：供受菌基因型：同源性；亲缘关系近，转化率高感受态（competence）：生理活动过程中摄取转化因子的最佳时期环境因素：Mg2＋、Ca2＋等可促进转化当前第29页\共有36页\编于星期四\16点转导（transduction）噬菌体媒介将供菌DNA转给受菌分普遍性转导和局限性转导当前第30页\共有36页\编于星期四\16点毒性噬菌体，温和噬菌体包装错误：任何部位细菌DNA片段转导性噬菌体：宿主菌DNA，无噬菌体DNA受菌接受转导噬菌体(供菌)DNA受菌获得供菌性状普遍性转导：当前第31页\共有36页\编于星期四\16点局限性转导：温和性噬菌体脱落错误：前噬菌体及两边的细菌DNA转导性噬菌体：噬菌体DNA及细菌DNA当前第32页\共有36页\编于星期四\16点接合（conjugation）通过性菌毛将供菌DNA转给受体菌，受体菌获得供体菌性状当前第33页\共有36页\编于星期四\16点F质粒（fertilityfactor,致育因子）接触：细胞质沟通转移：F质粒进入F－菌，1分钟完成复制：F－菌转为F＋菌当前第34页\共有36页\编于星期四\16点

R质粒

耐药传递因子：编