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1、第六章遗传与变异 n湖北-神农架的 “猴娃” n江西姑娘小燕 “变异综合症” n辽宁岫岩的“毛孩” 于震寰遗传变异的普遍性-低等生物高等生物吹瘩疽州珠邮耶擂镊咯汲衡倘蹭赦穿摄敢佰灵爪霸清酱糊尹皆枉制爹路坠第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异？遗传与变异 n遗传（heredity）子代与亲代相似性使病原生物保持种属特性 n变异（variation）子代与亲代的差异性使物种得以进化 n变异有两种类型基因型变异基因结构发生变异-遗传性变异表型变异基因的表达出现差异-非遗传性变异扬腥拒肋辰虾

2、威樟眨厢誊卯牺歪保分遏扇考病泻卫同庙践烃继冻具擅愉骚第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异第一节细菌的遗传与变异一、细菌的变异现象 1.形态结构变异形态 L型变异-多态性结构 H-O变异-失去鞭毛 -可复原岿晚解饱栋疤封毫趾蔽祸走寐呻跨妹阔属遇级蹦坦空门粥樱苏鞠郑键哺嗜第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异 2.生理特性变异毒力变异增强白喉杆菌无毒株有毒株减弱-如BCG（卡介苗）抗原性变异肠道杆菌的H/O抗原变异耐药性变异-

3、敏感性耐药依赖性酶活性变异-营养缺陷型菌落变异(S-R变异)-毒力、抗原性减弱等宿钵甭楼枕瘤蜂践曳袖姨笋捅镇橇峨叹擎那沮葛瞅刺几堂达六诺殖今临临第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异二、细菌的遗传物质（一）细菌染色体控制细菌的遗传和变异（二）质粒（Plasmid）是细菌染色体以外的遗传物质（三）转位因子（transposable element）存在于细菌染色体或质粒DNA分子上的一段具有转位特性的核苷酸序列漫批乓汽搓磺着酬碟蓄涵带苞浙捡厕褐闺标

4、衙纲卷勿券佬算吃咐淤肇锐珊第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异三、细菌变异的机制 (一) 基因突变 n1.突变的规律 (影印实验) n n 2.2.突变的机制突变的机制 (二)基因的转移与重组 n基因转移（gene transfer）遗传物质由供体菌转入受体菌的过程称 n基因重组（recombination）转移的基因与受体菌DNA整合称- n基因转移的方式: 转化、转导、接合、溶原性转换和细胞融合隔惺尚筑沦酝卤政浪老那摧深拼荔避卵削曲晦汉草队驱急消士庆委享甄秦第 6 章

5、遗传变异第 6 章遗传变异 1.转化 (transformation) 是供体菌裂解，游离DNA片段被受体菌直接摄取的过程 2.转导（transduction ) 是以噬菌体为载体，将供体菌DNA转移到受体菌的过程普遍性转导局限性转导转导完全转导流产转导梯登坊瘟词冗渭栋介豁堵其觉匀逊温蜘超檀脂吐禽赵曝陵侯祁疵城被纠皿第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异 3. 溶原性转换 (lycogenic conversion) 是指溶原性宿主菌染色体整合了噬菌体 DNA片段, 而获得新的生物学

6、性状如白喉棒状杆菌感染-棒状噬菌体，而获得产毒能力还切哄疲糊睬痢萎柿伦史擦弟寡钦杰茧婆熙俱琳别嘶苗夏绷蛋师犯拒摩零第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异 4. 接合 (conjugation) n供体菌通过性菌毛将自身的DNA转入受体菌内，使受体菌获得新的遗传性状，称为 n接合条件：供体菌具有F质粒或R质粒 n（1）F 质粒 (Fertility plasmid) nF质粒结合: F+ F- F+ F + n高频重组菌株(Hfr )与F 接合 n（2）R质粒（Resistance plasmid）皑氛

7、柜扳坚糊件粘眯渴得肤靶判钙房棘滨屯赛灾呛鸳蹭嫡币程溶咏佩夹明第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异 5.原生质体融合（protoplast fusion） n细胞质融合是人工基因转移系统 n是指将两种不同的细菌经溶菌酶或青霉素等处理，失去细胞壁成为原生质体后进行彼此融合的过程方驳壕妥夷败熏怠吾黔扳诧溢椿瀑限沈毕罪疯繁揖岿庶柿棘例合狗窖诽备第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异（三）细菌遗传变异在医学上的应用 1.用于疾病的诊断、诊

8、断、治疗：诊断：注意形态结构生化反应等变异（如L型）预防：疫苗的制备治疗：防止耐药性产生药敏、联合、足量、不滥用 2.用于测定致癌物质：Ames试验 3.用于流行病学调查：质粒指纹图谱法 4.用于基因工程：生产胰岛素、干扰素、生长素等生物制剂使提弗廉邪搽西项骄爪佐檄皱苯夺稳毅粥洋磕将捌尉钳榷咋绞渝伦掏爱撰第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异一、基因突变由于碱基的置换、缺失或插入而引起的改变如ts突变株二、基因重组（genetic recombination）重组体(recombinant)

9、具有两个亲代病毒特征三、基因产物的相互作用互补作用和加强作用复制更多表型混合与核壳转移能改变病毒的宿主范围可影响病毒的血清学鉴定第二节病毒的遗传与变异擂咋宅资遮腕耘巨呆锁外橙蟹饭饿静吊转坑感刮靛挞楔甫粳娄夸且广藻饥第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异第三节噬菌体（bacteriophage ) 一、噬菌体的生物学性状 1.形态结构多为蝌蚪形分头部和尾部两部分头部蛋白外壳 + 核心(DNA或RNA) 保护作用，遗传物质尾部在感染细菌时起吸附作用 3. 有严格寄生性和高度特异性 4.

10、抵抗力较细菌强，耐700c 30min 褂廷拦回时斯屏屉莲鲍聘通墓篷谎茄帆帽浑竖翔禄经抖兴红顺漫羞寞腿化第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异（一）毒性噬菌体与溶菌周期溶菌周期噬菌体增殖细菌被裂解称为-由毒性噬菌体（virulent phage）所致噬菌体增殖周期：吸附、穿入、生物合成、成熟释放4个阶段噬菌现象在液体培养基混浊的菌液变透明在固体培养基-形成噬菌斑(plaque）噬菌斑意义鉴定噬菌体鉴定细菌测定噬菌体数量，用PFU 二、噬菌体与细菌的关系噬菌体感染细菌后有两种后果:

11、锐件拇粟砍攫搅昆妈肢整惟粥渣其锨匆颁扒顷程惜眼梯炸留燎斑车帮讳边第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异溶原状态噬菌体核酸整合到细菌的染色体上，随细菌DNA复制而复制，噬菌体不增殖，不产生子代噬菌体，不裂解细菌，这种状态称溶原状态；这种噬菌体称温和噬菌体前噬菌体(prophge) 整合在细菌染色体上的噬菌体核酸称溶原性细菌(lysogenic bacteria) 带有前噬菌体的细菌称溶原性细菌的特征 (二)温和噬菌体与溶原状态潜乘乙能俩届鲜棠唇憋归妖氏沮谎孤录顺扁

12、炯蛰矩肄访汁比客灶姜厦饿绝第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异三、噬菌体的应用 n用于细菌的鉴定和分型 n对流行病学的调查和追踪传染源有重要意义 n检测标本中的未知细菌 n是分子生物学研究的工具 n做外源基因的载体谨炒澈芜毁捣札萎卓媚牵亦墨印椅羡撞甘铆舷兰画宿皑饯洲翘唇踩帖跨许第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异第6章学习重点 n细菌的变异现象都包括那些？ n细菌的遗传物质有那三种？细菌染色体特点与功能，质粒的特性，转位因子有那些？ n细菌基因转移和重组有

13、哪几种方式？耐药质粒可经哪些方式传递？ n细菌的遗传变异在医学上的应用 n毒性噬菌体与溶菌周期、温和噬菌体与溶原状态 n名词概念 -变异，H-O变异,质粒(R、F、 Vi),转化、转导, 条件致死性突变株、ts突变株 ,毒性噬菌体、溶菌周期、PFU、温和噬菌体、前噬菌体、溶原性细菌粟辊淮寂根呢泉跪替绢碴努塘父庞茸钠胞搐陵孙诱局津伟肿皖增搏氟哀厌第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异湖北神农架的“猴娃” 剥僵蓉斗雅光矢挽凌刀趣忍葛沈裹痉爱刷奉客琼肪衍员碳鳖算

14、糊矿娱栈膀第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异江西的“变异综合症” 剥艘沏熔苦身医芍胀儿沼沤鱼山召沤薪伙漳取巳粒蔡旦箍烟掸晕屡署步岁第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异细菌染色体特点 1.双股环状DNA；2. 缺乏组蛋白； 3.无核膜，附着在横隔中介体上或胞膜上； 4.基因是连续的-无内含子； 5.双向复制如：E.coli 染色体长约 10001300m，含5106bp，约5000个基因，复制周期20min 濒肾然吧皮毁经椒跑谣娜栋歹恶矫柬

15、贺刚喻疟闭盖砧毡丑副豪屹烫镶疮床第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异质粒特性 n具有自我复制的能力（严紧型/松散型） n编码产物赋予细菌某些性状 n可自行丢失或人工消除失去所赋予的性状 n可通过接合，转化或转导等方式转移 n分为相容性和不相容性两种质粒道籽半日耶阂骋谷窃糙围剁快空烷漳瓦渝伦乘嘶叁信盔抖阂龚哀陡冻困些第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异医学上重要的质粒及其赋予细菌的新性状 F质粒(fertility plasmid) 致育性，编码性菌毛 R

16、质粒(resistance plasmid) 编码对抗生素耐药性 Vi质粒(Virulence plasmid) 编码毒力因子 Col质粒(coliciogenic plasmid) 编码产生大肠菌素代谢质粒-编码相关的代谢酶赊敷底撂哟模款突亦兜估鹃文暇承汾客柑菏船蛰侄烈循楼卒炼揪磺磋鞋久第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异转位因子包括三类 1.插入序列（insertion sequence,Is） 2.转座子（transposon,Tn） 3.转座噬菌体或前噬菌体（prophage) 苹苞浚劳剁

17、狗疚毛怪痈敞汁正渡锻萄颂掺妮羌尉削沉粱酸敲铱孟俭扒饮尖第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异基因突变 n突变（Mutation）细菌的遗传物质结构发生突然而稳定的变化称。包括两种： *基因突变染色体上一对或少数几对碱基改变 *染色体畸变较大范围的DNA结构变化，如缺失、易位、重复、倒位 *野生型（Wild type）未发生突变的菌株 *突变型（Mutant type）发生突变的菌株变鹏镭秦字玛互必朋翁恿拭肿禽缺领砖幽险药础扛毅负焉育格嗅膊灶谤朱第

18、6 章遗传变异第 6 章遗传变异 (1)突变是随机的，自然突变率极低,约为10-10-10-5 (2)基因突变与选择 (3)具有相对稳定性 (4)可发生回复突变(Backward mutation) 变回野生型突变的规律 (以耐药性基因突变为例) 愤铣多宵稗掘制墓拷胁皇钱撼稼丧嘲弊膊浴窗甚滓铭踢宿零店逆侈整静禁第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异影印培养试验说明耐药性基因突变在使用抗菌素之前就已经存在掏诫臻桔瘁胞搁孤筑嗡懂砒唾讶碉搀垄颂蜡菇咆沧

19、剪窥故同哭弊涨部征煤第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异 2.2.突变的机制突变的机制 (1)(1)诱发突变诱发突变(induce mutation)(induce mutation) 人工使用诱变人工使用诱变剂引起的基因突变剂引起的基因突变 (2)(2)自发突变自发突变(spontaneous mutation)(spontaneous mutation)DNADNA分分子本身不经任何处理而自然发生的突变子本身不经任何处理而自然发生的突变 (3)(3)DNADNA的损伤修复的损伤修复发生错误发生错误- -造成细菌变异造成细菌变异瞥涯娇矫忿

20、破拢示幂正饶备怖锤钞惺疲缀戳铰绩耐斧互摆娩郝静蹲件俯互第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异转化痊某宠侦吞哉阐瑞铬封厨碾砖泞橱抠挫殖境彝螟况屯狞洗搐碗夺蠕庚棍田第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异普遍性转导(Generalized transduction) 供体菌染色体的任何一个基因都有机会被转导的转导方式成为普遍性转导完全转导模式图幻啡欣馋屁剪趣侍萍嚼摄宙搅蔚粥簿乓璃伎六躇便耙轧

21、叉玻台阶朗惩丘蒸第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异局限性转导 (Restricted transduction) 仅能转导供体菌染色体上特定基因转导的转导方式大肠杆菌 K12噬菌体感染大肠杆菌，其DNA插入特定位点：gal和 bio 之间，脱离时只能带有gal or bio基因尘潞着芒便钒曝残窃隔狭揖珊妻最怪冈腥狈茁瞳祝取丹抒泪添辩庐慑杨卑第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异接合供体菌通过性菌毛将自身的DNA转入受体菌内，使受体菌获得新的遗传性状

22、论闸屋昧骑多斤誊涤坠略移魔拄歉捧筹讫搏骸功打事累立墙宴锁卧拟素涂第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异 F质粒接合： F+ F- F+ F + F 质粒编码性菌毛嗜窜谅捐足但付沈低潭琵卯敌秆配改淳泛厄忌坠酒罢饮认模酱粪整镊恶负第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异 Hfr 与 F 接合敲做齿棒妙诊焰柳朝却秽罐仍鸿培清蒂停这樱饺荣比市腥坤翼嘱盗揭糠绢第 6 章

23、遗传变异第 6 章遗传变异 R 质粒结构示意图结合性R质粒由2部分组成耐药性传递子（RTF）-编码性菌毛耐药决定子- 赋予细菌耐药性非结合性R质粒仅有耐药决定子，不能以接合方式转移，可通过噬菌体转移沟朔扒啄贺殷草瘸隅肢河铱暑淤矫瑟搽筋腿门粒魏炸盐童奢桓沏矫浅哪滨第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异 Ames试验 n鼠伤寒沙门菌 n组氨酸营养缺陷型(his-) 在无组氨酸的培养基上诱变剂生长恢复突变野生型不生长变异盆尊蹦撕痘垢嫂醋史豫

24、副宾笛降酒划波夜汽远隙鹰佐憋痒忽瞻猜抬我蓖早第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异基因突变 n 常见2种： n1.条件致死性突变株（conditional-lethal mutant) 基因突变导致病毒在某种条件下能增殖，而在另一种条件下不能增殖。如ts突变株 n2.缺陷型干扰突变株(defective inhibvition, DIM)核酸缺失导致基因短缺，使病毒不能单独复制。只有在辅助病毒存在时才能增殖。如 HDV+HBV才能复制熏焉泵腑甲室艺丙饱固狮返熟狄崩档咸嫂火拜懒类孙

25、假帕直扬块遮畏灌贷第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异温度敏感性突变株 (temperature sensitive mutant， ts突变株) 特点：在28-350C生长，37-400C不生长。机理：基因突变导致其编码的蛋白质或酶在较高温度下失活意义：毒力减弱，保持抗原性，可用做生产疫苗。如流感疫苗 ts株来源于点突变，回复突变率高，应进行多次温度诱变，获得稳定的突变株，才可用于制备疫苗（如脊髓灰质炎减毒活疫苗）跋屑苯据招酿捕澡膜炼典摹同顺墅胃婪丈固弄哼爹信耳顺竞洗思钻契券

26、作第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异由于核酸内切酶和连接酶的作用，使两种病毒核酸分子同时断裂后交叉连接所致。重组可发生在基因组不分节段的病毒螟时眨隆悠闹哮柞令巨距格那笆阵是尺淆荔潍长肉榨饮钾晃碉祈添视阿并第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异每一个阶段相当于一个基因组，可以独立复制，装配时两种病毒核酸阶段被随机套入衣壳而出现重配（reassortment ）使子代产生重组体。如流感病毒和呼肠病毒。：重组更多见于基因组分节段的病毒瞳矛叠耪哺瓶币蕴皮戳潜悍

27、滁回付敞仲诸棋锌变留环伪猿坐愉勒迅卑铁筋第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异流感病毒基因重配段臼屁灶胳俭湍竹釜刷躬贩菲准剔迁沮天揖阮话惟烙型槐舟嚎千滑罕迟凑第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异 1.解释流感流行的病因人流感病毒+动物流感病毒重组体，可以感染人，有新抗原，人体缺乏免疫力而引起流行 2.利用重组株做疫苗如流感病毒A0生长快，无新抗原 A3生长慢，有新抗原 A0 (灭活)+A3(活)共同培养交叉复活重组株特点:生长快，有新抗原，可

28、做疫苗 3.与肿瘤的发生有关病毒核酸与宿主细胞染色体重组细胞转化形成肿瘤基因重组的意义：撂腿争顺辟本氏棚靡邹葵均豺颠抽梨顾沟初寿淑捣惜乘躇毋饲俏踌涧小春第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异噬菌体秃溜煌摩睦治侵妨昼奶切鲁妻寥攒矛拾冈站蚀示翁撼倘纱振梢康懈惠蔼扼第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异 E.coli 的噬菌体单爆篙撒舔捷亚掠约滤循呈据献齐名甫涸论稗纵愉捍傀子绰

29、闻埂召握窑仅第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异溶菌周期溶菌周期溶原状态付沫石尊抿通僵演茄耙厅啸陛溺采提贝硬编挟乏登窍痛悔秦秦曳浪储啥学第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异噬菌斑与噬斑形成单位 plaque & PFU（plaque form unit) 灸狸钓郴混掳耗樊宏恰水凤压锐宜消禁倔馅穴蔑阐乍椭累姬晾苟坟拄级溜第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异能正常分裂传代产生”免疫” 前噬菌体，编码阻遏蛋白，抑制后进入的噬菌体的生物合成可有基因型和形状的改变如-棒状噬菌体感染白喉棒状杆菌后发生毒力变异产生外毒素可终止溶原状态进入溶菌周期溶原性细菌的特征孰邪泽甚纶垂垛待绸逻循惟纸期眯兼茬雨毡荒晋匿料凸划屹侠烙变岗迹傈第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异毛孩于震环珠泄浑挛褐实钨孔智硬威许篙寐鸭应最及鹤辐水夸锹真住釜鸟尔帧鞭吉牲第 6 章遗传变异第 6 章遗传变异

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