本第3章细菌遗传变异课件.ppt

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1、第3章 细菌遗传与变异p34,病原生物学与免疫学教研室 潘凤兰 副教授 联系方式：81487384(o),细菌细胞壁缺陷型（细菌的L型）：p14 1）发现：念珠状链杆菌 一种极小的菌落，其菌体呈高 度多形态性变异，称为L型细菌。（因首先在英国 的Lister研究所发现而得名。）2）形成原因：肽聚糖遭破坏，多数细菌死亡，但有的细 菌不死，成为细胞壁缺陷型细菌。,3）特点：A 菌体呈高度的多形性且大小不一 B 一般呈革兰氏阴性；C 高渗低琼脂含血清的培养基中生长，菌落有三种类型：（1）油煎蛋样菌落，（2）颗粒型菌落，（3）丝状菌落。D 在一定条件下可返祖回复到原来形态的细菌。,L型细菌,正常细菌,

2、颗粒型菌落,油煎蛋样菌落,4）致病：A 引起慢性感染。如肾盂肾炎、骨髓炎、心内膜 炎，反复发作或迁延不愈。B 常发生于作用于细胞壁的抗生素治疗过程中。C 常规细菌检查多呈阴性。临床遇有症状明显而标本培养阴性者应考虑L型细菌 感染的可能。,病例分析 某男37岁，因嗓子疼服用阿莫西林两周后，出现慢性肾盂肾炎感染，半年内反复发作、不愈，常规细菌检查呈阴性。考虑可能是什么细菌感染的可能？实验室如何检查病原？,一 形态结构变异 1、细菌的L型变异：2、鞭毛变异：H-O变异（德语：hauch薄雾，ohne hauch无薄雾）3、荚膜变异：,细菌L型,正常细菌,第二节 细菌变异的现象,二、抗原性变异 沙门菌

3、属H抗原：相-相三、菌落变异：（SR变异）光滑型（smooth,S）粗糙型（rough,R）四、毒力变异：例如：卡介苗（Bacillus Calmette Gueria,BCG）将有毒的牛型结核杆菌，接种在含有甘油、胆汁、马铃薯的培养基中，历时13年，经过230次传代，而获得的一株毒力减弱而抗原性不变的变异菌株。对人无致病力。,五、耐药性变异 敏感菌株 耐药菌株 多重耐药菌株例：1 痢疾杆菌（链霉素）敏感菌株 耐药菌株 依赖性菌株 2 金葡菌对青霉素的耐药菌株，1946年仅占14，1966年已高达97；,第一节 与细菌遗传相关的物质 物质基础:染色体、质粒与转座子 噬菌体,1 结构与大小：双股

4、闭合环状DNA，缺乏组蛋白，总长约1mm，约为菌体长度的1000倍。2 与真核染色体的区别：（1）单拷贝（2）无内含子、转录产 物不必加工剪切3 细菌致病岛：指病原菌染色体上编码许多毒力相关基因的分子量较大（20Kb-100Kb）的外源DNA片段。,一、细菌的染色体,二、质粒(plasmid):1200KB，为染色体的0.53，质粒不是细菌生存所必需；质粒的特征1 具有自我复制能力2 质粒的转移性 根据质粒能否通过细菌接合作用进行传递：接合性质粒：F质粒、R质粒，分子量大 非接合性质粒：转导，分子量小,3、质粒丢失后不影响细菌的生命活动4、质粒赋予细菌的生物学性状：F质粒 fertility

5、plasmid：编码性菌毛；R质粒 resisteance plasmid：使细菌产生耐药性Col质粒 colicinogenic plasmid：决定大肠杆菌产生大肠菌素Vi质粒 virulence plasmid：与毒力有关,三 噬菌体 噬菌体（phage）：细菌和真菌的病毒。体积微小，结构简单，必需在活细胞内寄生与增殖。(一)生物学性状：（1）噬菌体广布于自然界、大小以nm计算（2）基本形态：即蝌蚪形，微球形，细杆状。（3）结构：有头部和尾部,(二)噬菌体感染细菌的两种结果（噬菌体与细菌的相互关系）1 噬菌体增殖和细菌的裂解-溶菌性周期；吸附、穿入、生物合成、装配和释放。毒性噬菌体：在敏

6、感细菌内增殖并引起细菌裂解的噬菌体。噬菌体裂解细菌的现象:,图3-2,2 溶原性细菌的形成-溶原性周期(1)溶原性噬菌体（温和噬菌体）:侵染细菌后并不增殖，将基因整合在细菌 的基因中，并随细菌分裂而被分裂到两个 细菌的基因中去的噬菌体。（2）前噬菌体：指核酸整合到细菌染色体上的噬菌体。（3）溶原性细菌：带有前噬菌体基因组的细菌称,溶原状态可自发中止（105），进入增殖周期，引起细菌裂解。温和噬菌体 溶原性周期 溶菌性周期 毒性噬菌体 溶菌性周期,1 定义：是基因组上的一段特殊序列，它能在染色体、质粒和噬菌体之间自行移动,2 发现：Barbara McClintock于20世纪40年代提出。19

7、83年获 Noble Prize,1902-1992Cold SpringHarbor Laboratory,四、转座子Transposon,Tn,Transposons:self-shifting segments of the genome,第3节 细菌变异的机制,变异 表型变异 基因型变异：基因的突变 基因的转移与重组,一、基因突变,1、类型：点突变：一个bp对 碱基置换 碱基插入或缺失-移码突变 多点突变：两个以上bp对 染色体重排 染色体缺失 染色体重复 染色体倒位,2 突变率 自发突变，10-10-10-6 诱发突变，10-6-10-43、突变与选择：突变株极少，只有在适宜突变株生

8、长而不适宜野生株的环境中才能被选择出来。,二、细菌的基因转移和重组,供体菌:提供遗传物质的细菌；受体菌:接受DNA的细菌称为。基因转移:供体菌DNA转移给受体菌的过程重组:转移的基因与受体菌DNA整合在一起方式:转化、转导、接合和溶原性转换,1、转化 transformation(1)定义:受体菌直接摄取供体菌DNA,从而获得新的遗传性状的过程。(2)转化DNA来源:细菌溶解后释放的，人工提取的。(3)举例:肺炎球菌转化试验：,取血培养,活的S型肺炎链球菌,感染,活的S型肺炎链球菌,1928,Griffith,肺炎球菌转化试验,取血培养,活的R型肺炎链球菌,感染,无菌生长,1928,Griff

9、ith,肺炎球菌转化试验,取血培养,死的S型肺炎链球菌,感染,无菌生长,1928,Griffith,肺炎球菌转化试验,取血培养,S死+R活,感染,1928,Griffith,活的S型肺炎链球菌,肺炎球菌转化试验,取血培养,DNA(S)+R活,感染,1944,Avery,活的S型肺炎链球菌,肺炎球菌转化试验,1928,Griffith发现转化现象1944，Avery发现转化因子是DNA可转化的性状：抗原型、抗药性、致病性等细菌发生转化与下列因素有关：（1）供体菌与受体菌的DNA应有同源性，即亲缘关 系越近，转化效率越高；（2）受体菌应处于感受态：受体菌能从环境中摄取DNA的能力称感受态。,2、接

10、合conjugation（1）定义:细菌通过性菌毛相互沟通，将供体菌的质粒或染色体DNA转移给受体菌的过程。（2）F质粒接合转移过程:F菌与F 性菌毛 F菌的F质粒中的 菌接触 沟通 一条DNA进入F菌 F菌长出性菌毛,图3-6,（3）R质粒的接合 A 1959年 日本 多重耐药+敏感 多重耐药 大肠杆菌 志贺菌 志贺菌 B R100质粒 耐药传递因子(RTF):编码性菌毛 耐药决定因子:决定细菌耐药性,携带一种或 多种耐药基因。,抗氨苄青霉素、磺胺、链霉素,抗卡那霉素,抗氯霉素,R100质粒,3502株大肠埃希菌对各种抗菌药物的耐药率,细菌耐药是全球性的问题甲氧西林耐药的葡萄球菌,耐甲氧西林

11、金葡,耐甲氧西林凝固酶阴性葡萄球菌,3、转导transduction(1)定义:以噬菌体为媒介，将供体菌的DNA片段转移到 受体菌内,使受体菌获得新的遗传性状。（2）分类:普遍性转导：任何基因 完全转导:转导基因整合到细菌DNA中 两个子代细菌中 流产转导:转导基因游离 一个子代细菌中 局限性转导:特定基因,普遍性转导,局限性转导,4、溶原性转换 lysogenic conversion 定义:溶原性细菌因染色体上整合有前噬菌体而获 得新的遗传性状。如：白喉杆菌:感染棒状杆菌噬菌体 产生白喉毒素 肉毒梭菌:肉毒毒素 A族溶血性链球菌:红疹毒素 金葡:a溶血素、肠毒素A,5、原生质体融合 两种细

12、菌 高渗 聚乙二醇 原生质（缺乏细胞壁）培养基 体融合 双倍体细菌 原生质体融合技术：有价值 实现细菌基因的转移和重组,第四节 细菌变异在医学上的应用,1、诊断、治疗和预防方面的应用2、在检测致癌物质方面的应用3、在流行病学方面的应用4、在基因工程和分子生物学方面的应用,思考题1、细菌转导和溶原性转换的共同特点是A、需要质粒参与 B、需要性菌毛介导 C、需毒性噬菌体介导 D、需温和噬菌体介导 E、供体菌与受体菌直接接触2、介导细菌间接合的物质是A、鞭毛 B、普通菌毛 C、性菌毛 D、中介体 E、核糖体3、常见的细菌性状变异有、等。,4、L型细菌是指_细菌，培养应选用_培养基。5、细菌变异的物质

13、基础是菌体内的_和_。6、细菌的基因转移与重组的方式有、和等。7、有 F质粒的细菌有，亦称。8、F菌亦称，可经 方式变为F+菌。,作 业,1、名词解释 Transformation、Conjugation、Transduction lysogenic conversion、BCG2、通常把细菌的鞭毛从有到无的变异，称为_变异。3、卡介苗是用失去毒力的_菌制成的活疫苗。可以用于预防_病。4、白喉毒素是由 基因编码产生的。5、噬菌体参与的基因转移与重组的方式有 和。,谢谢,病例分析,70年代初，河南某村8岁女童，扁桃腺炎发烧39，村赤脚医生注射青霉素3天后烧退康复。但同时臀部注射部位出现红肿痛，疖

14、子成熟后切开，流出大量黄色脓液，20天后痊愈留疤痕。疖子形成原因？病原体？,第十章 第二节 消毒与灭菌p110 一、概念 1、灭菌（sterilization）：杀灭物体上所有微生物的方法。2、消毒（disinfection）：指杀死病原微生物。（化学）消毒剂。,3、无菌（asepsis）：不含活的微生物。无菌操作：防止微生物进入机体或物体的操作方法。4、防腐（antisepsis）：指防止或抑制微生物生长繁殖的方法。防腐剂：用于防腐的化学药物称为 有些化学药物 低浓度为防腐剂，高浓度可作为消毒剂。,一、物理消毒灭菌法（一）热力灭菌法：分干热和湿热两类1 湿热的灭菌（1）高压蒸汽灭菌法：最常用

15、、最有效 压力：1.05kg/cm2、103.4kPa 温度：121.3 时间：1530分钟，可杀死包括细菌芽胞在内的一切微生物。,(2)煮沸法：1个大气压下，100，5分钟杀灭细菌繁殖体。12小时杀灭细菌芽胞。常用于消毒食具、注射器、刀剪等。(3)流通蒸汽消毒法：阿诺流通蒸汽灭菌器或普通蒸笼。,(4)间歇灭菌法：流通蒸汽加热的物品 37孵箱过夜 使芽胞变成繁殖体 次日 再经流通蒸汽加热，重复三次，可达目的。(5)巴氏消毒法：由巴斯德首创，常用于牛奶和酒类的消毒，一般加热61.162.830分钟，或71.71530秒。,2、干热灭菌法：焚烧法 烧灼法 干烤法 红外线 微 波,2、干热灭菌法1）

16、焚烧：用于废弃物品的消毒或用于死于传染病的人或动物尸体的焚毁。2）烧灼：微生物实验室中使用的接种环和试管口可通过火焰烧灼灭菌。,干热灭菌法3）干烤:烤箱中加热160180，维持2小时，可杀灭包括芽胞在内的一切微生物。主要用于玻璃器皿、瓷器等的灭菌。4）红外线和微波：,干热和湿热的比较：在温度和时间相同的情况下湿热的效果优于干热。原因：1、湿热条件下：菌体吸收水分，使蛋白质易于凝固变性；2、湿热的穿透力比干热强能较快提高内部温度；3、热蒸汽由气态变为液态，放出大量潜热，能迅速提高物品内部温度。,（二）射线灭菌法 1、紫外线(UV)：波长240280nm有杀菌作用，以265266nm作用最强，杀菌

17、机制：使DNA变性；还可使分子氧变成臭氧，也有杀菌作用。紫外线穿透力弱，不能透过玻璃、纸等物品，故适用于物体表面和空气的消毒；紫外线对人皮肤、角膜有害，应注意防护。,2、电离辐射：电离射线是穿透力很强的高能射线，对生物可产生极强的致死效应。用于杀菌的有X、射线，破坏微生物的核酸。常用于大量一次性医用塑料制品的消毒；也可用于橡胶制品、食品、药品等的消毒，而不破坏其成分。,（三）滤过除菌法：是用机械过滤将液体中或空气中的细菌除去的方法。法。滤菌器除菌能力取决于滤板或滤膜的孔径，本法主要用于不耐高温的的血清、毒素、抗生素、药液和空气的除菌。,常用滤菌器有：薄膜滤器：滤膜孔径0.45m、0.3m、0.

18、22 m。可用于医院病房、超净台的除菌。玻璃滤器,二、化学消毒灭菌法：是用化学药物杀死或抑制病原微生物的方法。具有杀菌作用的称为消毒剂；具有抑菌作用的称为防腐剂。（一）常用消毒剂的种类、浓度和用途见表,化学消毒剂的种类与用途1.重金属盐类：2%红汞，皮肤、粘膜、小创面消毒。氧化剂：0.1%高锰酸钾，皮肤、尿道的消毒。3%过氧化氢，皮肤、粘膜、创伤消毒。3.卤素类：2.5%碘酒，皮肤的消毒。4.醇类：75%乙醇，皮肤、体温计的消毒。5.醛类：10%甲醛，浸泡、物品表面消毒。6.酚类：35%石炭酸、来苏，地面、器械表面消毒。7.染料：24%龙胆紫，表浅创伤的消毒。,（二）化学消毒剂的作用机理：使菌

19、体蛋白变性或凝固；干扰细菌的酶系统；改变细胞膜的通透性。,（三）影响消毒剂作用的因素 1、消毒剂的性质、浓度和作用时间 2、温度和酸碱度 3、细菌的种类、数量 4、环境中有机物,1、消毒是指：（）A、杀灭物体上所有微生物 B、杀灭物体上的病原微生物 C、杀灭细菌芽孢 D、使物体上无活菌存在 E、抑制微生物生长繁殖的方法2、杀灭芽孢最常用和最有效的方法是：（）A、紫外线照射 B、煮沸5min C、巴氏消毒法 D、流通蒸气灭菌法 E、高压蒸气灭菌法3、乙醇消毒剂常用的浓度为（）A、100%B、95%C、75%D、50%E、30%,作 业,名词解释sterilizationdisinfectionasepsisantisepsis,