微生物学检验技术 课件 14项目十四：细菌遗传与变异

项目十四细菌遗传与变异学习目标1．掌握细菌遗传变异的物质基础。2．熟悉细菌的变异现象及在医学上的应用。3．了解细菌变异的发生机制。4．具有将细菌的变异应用在疾病的诊断、治疗、预防及基因工程等方面的能力。项目十四细菌遗传与变异思维导图项目十四细菌遗传与变异细菌同其他生物一样，具有遗传和变异的生命特征。子代和亲代之间具有相似的生物学特征（如形态、结构、新陈代谢、致病性等），称为遗传；子代和亲代之间生物学性状的差异则称为变异。按细菌变异的发生机制不同，可分为遗传性变异和非遗传性变异。项目十四细菌遗传与变异一、细菌遗传的物质基础项目十四细菌遗传与变异一、细菌遗传的物质基础一条环状闭合双螺旋DNA长链细菌主要的遗传物质染色体DNA发生变化，细菌即发生变异出现新的性状（一）细菌染色体一、细菌遗传的物质基础（二）质粒基本特征自主复制赋予细菌特殊性状可自行丢失与消除转移性相容性与不相容性医学上重要的质粒F质粒、R质粒、Vi质粒、细菌素质粒一、细菌遗传的物质基础（三）转座因子转座因子是存在于细菌染色体或质粒DNA分子上一段可移动的核苷酸序列片段。能在DNA分子中移动，不断改变其在基因组中的位置，从一个基因组转移到另一个基因组中。转座因子有插入序列（insertionsequence，IS）、转座子（transposon，Tn）等。插入序列：最小的转座因子，仅携带自身转位所需酶的基因转座子：除携带与转座有关的基因外，还携带耐药性基因、毒素基因及其他结构基因等，与细菌耐药性产生有关。二、常见细菌变异现象项目十四细菌遗传与变异二、常见细菌变异现象（一）形态与结构变异形态变异

────────→高盐培养基细胞壁缺陷型细菌（L型细菌）细胞壁结构受某些因素影响而缺失，但细胞仍存活，形态呈多形态性。多形态性鼠疫耶尔森菌椭圆小杆菌球形、棒状等二、常见细菌变异现象（一）形态结构变异

特殊结构变异荚膜、芽胞、鞭毛也可发生变异。炭疽杆菌──────→失去形成芽胞能力,毒性降低

42-43℃10-20d变形杆菌（H）────→失去鞭毛（O）弥散生长单个菌落

1%苯酚肺炎链球菌────────→普通培养基荚膜消失多次传代培养二、常见细菌变异现象（二）菌落变异细菌的菌落主要有光滑(S)型和粗糙(R)型两种。S型菌落表面光滑、湿润、边缘整齐。经人工培养基多次传代后菌落表面变为粗糙、干燥、边缘不整齐，称S—R变异。粗糙型菌落(R)光滑型菌落(S)二、常见细菌变异现象（三）毒力变异

β棒状噬菌体

白喉棒状杆菌────────→获得白喉毒素

毒力增强

胆汁、甘油、马铃薯培养基

牛型结核杆菌────────────────→卡介苗

13年(230代)毒力减弱二、常见细菌变异现象（四）抗原性变异菌体抗原变异

革兰阴性菌可失去细胞壁上的LPS，则细菌将失去特异性菌体抗原（O抗原）鞭毛抗原变异沙门菌的鞭毛抗原即H抗原，可分为第1相和第2相两种，H抗原较易发生相的变化，即在第1相和第2相之间相互转变二、常见细菌变异现象（五）耐药性变异细菌对某种抗菌药物由敏感变成耐药的变异称为耐药性变异。有些细菌还同时耐受多种抗菌药物，即多重耐药性，甚至产生药物依赖性。含链霉素培养基

痢疾杆菌链霉素依赖株

长期培养

二、常见细菌变异现象（六）酶活性变异某些细菌由于紫外线照射或化学诱变剂等的作用，基因型发生改变，丧失了代谢途径中的某种酶，导致其合成生长必需的某些氨基酸和维生素的能力丧失，必须加入这些营养物质才能生长。酶活性变异的细菌称为营养缺陷型酶活性变异可传给子代三、细菌变异的机制项目十四细菌遗传与变异三、细菌变异的机制（一）基因突变小突变大突变自发突变诱发突变

突变是细菌遗传物质的结构发生突然而稳定的改变，导致细菌性状的遗传性变异。三、细菌变异的机制（二）基因转移与重组

受体菌直接摄取供体菌游离的DNA片段，与自身基因重组后获得新性状的过程。外源性DNA片段进入受体菌转化菌转化原型菌三、细菌变异的机制遗传物质（主要是质粒DNA）通过性菌毛由供体菌转移给受体菌，使受体菌遗传性状发生改变的过程。接合（二）基因转移与重组三、细菌变异的机制（二）基因转移与重组

以温和噬菌体为载体，将供体菌的一段DNA转移到受体菌内，使受体菌获得新的性状的过程。

转导三、细菌变异的机制（二）基因转移与重组某些温和噬菌体感染敏感菌后，其基因可整合于宿主菌染色体中，使宿主菌获得噬菌体基因赋予的新性状。溶源性转换三、细菌变异的机制（二）基因转移与重组将两个不同的细菌经溶菌酶或青霉素处理分别去除细胞壁形成原生质体，在高渗条件下借助融合剂（如聚乙二醇）使两者融合，融合后的细胞通过基因交换或重组而产生新的遗传性状。原生质体融合四、细菌遗传变异的实际意义项目十四细菌遗传与变异四、细菌遗传变异的实际意义在传染病诊断方面的应用在传染病治疗方面的应用在传染病预防方面的应用在检测致癌物质方面的应用在基因工程方面的应用细菌具有遗传和变异的生命特征。细菌遗传的物质基础包括细菌染色体和质粒DNA、转座因子等。常见细菌变异现象有：形态与结构变异、菌落变异、毒力变异、抗原性变异、耐药性变异和酶活性变异。细菌的遗传性变异是基因结构改变所引起，主要通过基因突变、基因的转移与重组来实现。外源性的遗传物质由供体菌进入