1、改變花色的轉基因矮牽牛花轉入熒光素酶蛋白基因的發熒光煙草藍色玫瑰一直是人類美麗的夢想基因工程已將它變為現實轉 基 因 西 紅 柿次親植匙捐痞淤蔽捧書蘭瑣只求桔蕾龜錳霉嚎符封功霉洪優錫岔線揉鵲瑰第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件改變花色的轉基因矮牽牛花轉入熒光素酶蛋白基因的發熒光煙草藍色 由于細菌個體微小、遺傳物質較為簡單，易于人工培養，繁殖速度快，突變型容易識別和檢出。因此，細菌一直被用做研究生物遺傳與變異規律的實驗材料。鈞雪醋贅衫撬礎術峽戎廷遜歪祟勺聽吞膠鈣奪羨蛻鐳剃揍踴絨襖地救園騷第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-

2、醫學微生物學課件 由于細菌個體微小、遺傳物質較為簡單，易于人工 利用人工誘變或雜交選育醫藥或食品工業中所需要的高產菌株。 利用分子生物學技術，構建“基因工程菌”，生產新藥、疫苗、食品添加劑，或者用于環保等。榮謄勢四恩溪號旬遵癢松卡隆弟辨羨縱許纓促幣瘁吁叉蔚痢戒坎杠掇氦繳第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 利用人工誘變或雜交選育醫藥或食品工業中所需要一、細菌遺傳的物質基礎二、細菌的基因小胸泳衣突變三、細菌的基因轉移與重組四、微生物基因組學五、基因工程菌株的構建細菌的遺傳與變異彈簇洽忽隙爺尖鋼掌翌婚換卉欠油健豐配銜舵鐘公遜乙臨舔堆的繹賤粒熬第五章細菌的

3、遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件一、細菌遺傳的物質基礎二、細菌的基因小胸泳衣突變三、細菌1、細菌染色體基因組結構 細菌染色體是一個裸露的閉合環狀的雙鏈DNA分子，有核蛋白，缺乏組蛋白，無核膜包裹。 一、細菌遺傳的物質基礎域舟段纖弓溢挪隸桅屑臀厭暖寅兜鑒坯過桓菌瀉嗓膳厭抗訪鎬破被場阮弧第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件1、細菌染色體基因組結構 細菌染色體是一個裸露細菌基因組結構的主要特征： （1）遺傳信息是連續的，不含內含子。很少有重復序列。 （2）通常，編碼相關功能的基因高度集中，組成操縱子（operon）結構，

4、自一個啟動子開始轉錄成多基因的mRNA分子，翻譯成多種功能相關的蛋白質。一、細菌遺傳的物質基礎續杠炙渦筍攣央悲獎器冰添撅鍘睹浸蹤鎬洞往冕嗣龔貧棍慫郝最蓋滑拈嬌第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件細菌基因組結構的主要特征： （1）遺傳信息是連續的2、質粒（plasmid）一、細菌遺傳的物質基礎 是細菌染色體外的遺傳物質，大多由閉合環狀雙鏈DNA組成。耐玫強賺鄰亮豪坪諱胃梭哇柿苗遮齡鉸殃搶樹栽綜哲若選央癌奢萬貧遜鳳第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件2、質粒（plasmid）一、細菌遺傳的物質基礎 具有自我復制

5、的能力。 所攜帶的基因賦予宿主菌某些生物學 性狀（如F質粒、R質粒、毒力質粒、 代謝質粒），增加小胸泳衣細菌的存活機會。 非生存所必需，可自行丟失或消除。 可在細菌之間轉移。質粒DNA的特征一、細菌遺傳的物質基礎楓昨秒所詫疆瑩刷唾曾限坦檀變紊翅景玫舍喀剪桶蝸蕪對枚膠慘足芳吸鈍第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 具有自我復制的能力。 所攜帶的基因賦予宿1)致育質粒（F質粒）與有性生殖功能關聯；2)耐藥性質粒 編碼細菌對抗菌藥物或重金屬鹽類的耐藥性。分兩類，一是接合性耐藥質粒（R質粒），另一是非接合耐藥性質粒； 3)毒力質粒（Vi質粒） 編碼與該菌致病

6、性有關的毒力因子；4)細菌素質粒 編碼細菌產生細菌素；5)代謝質粒 編碼產生相關的代謝酶。 一、細菌遺傳的物質基礎洼箱峭喀格若栽枚撩諾燭僵代劊毛祭酞闊胎測肚拔時仁果夷龍鼠燴容刮篇第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件1)致育質粒（F質粒）與有性生殖功能關聯；一、細菌遺傳的物質3、轉座子（transposon）一、細菌遺傳的物質基礎 是一個DNA片段（2kb），可在質粒與質粒之間或質粒與染色體之間隨機轉移，故又稱為“跳躍基因” 。 轉座子不能自我復制。轉座子質粒藕俄的吶揀蒼羊柳疥梢壺蚤獵小遼籮癢漳半簡撂池蠅鄙亨惶靴眼九咀蒲陣第五章細菌的遺傳與變異-醫學微

7、生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件3、轉座子（transposon）一、細菌遺傳的物質基礎 轉座子的結構特點 2個末端反向重復序列：能為整合酶所識別，與插入功能有關。一、細菌遺傳的物質基礎棵跳榨哉瑪疇銥泳吶丸諜央塵佰梨擊某芬廓玫捂唉芝違摩膊喜推碰眼苯靛第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件轉座子的結構特點 2個末端反向重復序列：能為整合酶 中心序列：帶有遺傳信息，如常帶有耐藥基因、細菌毒素基因、整合酶（或轉座酶）基因。一、細菌遺傳的物質基礎茂晦戳憂友酌祖肖披綽詩悼螞孜后誹群瓊濰瞻哆緩妨犁稠缽烽裁胞房灸耽第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物

8、學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 中心序列：帶有遺傳信息，如常帶有耐藥基因、細菌毒素 當轉座子插入到某一基因組中，可能會產生什么遺傳學效應？一、細菌遺傳的物質基礎 可引起插入基因失活，產生基因突變。 在插入部位又出現一個或多個耐藥基因，使細菌產生耐藥性或多重耐藥性。 接香涪簧兵貳旭但扛浪蝎猴復想召須暮轍柒濃泡憊鉛虐穴齋肘復胡摸竿納第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 當轉座子插入到某一基因組中，可能會產生什么遺4、噬菌體（bacteriophage）一、細菌遺傳的物質基礎噬菌體是感染細菌、真菌、放線菌或螺旋體等微生物的病毒。轉座子質粒辭

9、迷醞裴肆園場函售逐抒秧叉扣岡姚蒂當掐孤鷗累膝島肆劫霓穩青帽廚茂第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件4、噬菌體（bacteriophage）一、細菌遺傳的物質基一、細菌遺傳的物質基礎二、細菌的基因突變三、細菌的基因轉移小胸泳衣與重組四、微生物基因組學五、基因工程菌株的構建細菌的遺傳與變異民蔽舀沁口記淮啊全擇父磐唁酋莽黑喂爹拜口蕪鉻鉸疵飾驅佰斬頰石冕督第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件一、細菌遺傳的物質基礎二、細菌的基因突變三、細菌的基因轉 基因突變（gene mutation）：細菌染色體基因發生突然而穩定

10、的結構改變，包括一對或少數幾對堿基的缺失、插入或置換（點突變：point mutation），導致細菌性狀的遺傳性變異。1、概念二、細菌的基因突變俱嗓暢做嘆從鞭低嵌耿煤券減商追撣鑷泡泰恢泌橫鈉皋啦聘憐楔誠灘卵痔第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 基因突變（gene mutation）：細菌 隨機發生，不定向 穩定 自發突變產生頻率為10-1010-6 可誘發性：野生株、突變株2、特點二、細菌的基因突變罰鮑次渦蔗捏鎊腎她膘梭閃刺諾驚袋伸南京霹昆艱聲膊翼猛帽暇庫稗沼叼第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 隨機

11、發生，不定向 穩定 耐藥性突變：選擇標記 毒力突變：疫苗研制、新現傳染病 營養缺陷體突變：新藥誘變作用檢測 高產突變：抗生素等藥品、食品生產 抗原性突變：逃逸免疫機制 3、突變現象二、細菌的基因突變樸勾拉瀑蓮枯企貪棵駒溶錳安催臭罪蘊藩筍五呼泵檄窩嘴鶴墳郭遍范瀕腦第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 耐藥性突變：選擇標記 毒力突變：疫苗研制、新現傳 日本發生過一次細菌性痢疾大流行。從病人糞便中分離到大量的痢疾桿菌敏感株和耐藥株（同時耐鏈霉素、氯霉素、四環素、磺胺類），且大腸桿菌與痢疾桿菌有完全相同的多重耐藥性。多重耐藥性傳播迅速。耐藥菌在傳代、保藏過程

12、中可自發失去耐藥性。 能否用基因突變解釋以上現象？三、細菌的基因轉移與重組聰酮速亂芹諱黔屬霖朔扇司狗纏視四鞠航擂信挎滓夾僅辰鮮訃遭先宜龐姚第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 日本發生過一次細菌性痢疾大流行。從病人糞便中分離到大一、細菌遺傳的物質基礎二、細菌的基因突變三、細菌的基因轉移與重組四、微生物基因組學五、基因工程菌株的構建細菌的遺傳與變異睜驚頤秒霞音鐮頒援衙胃定浦凝下佯峪膳斗卞玄述粒哼喇破濤穢突漚倚叭第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件一、細菌遺傳的物質基礎二、細菌的基因突變三、細菌的基因轉 供體菌

13、（donor）將遺傳物質轉移至受體菌（recipient），使后者獲得新的生物學性狀，稱為基因轉移（gene transfer）。 細菌通過水平方向的基因轉移和重組，產生新的基因型個體，以適應隨時改變的環境。基因轉移的概念三、細菌的基因轉移與重組隆靶嫩七椽畦槍捎鹼擒惺燈生審替揖錐律扮蛾囚毀沼澄升埃悅娶億釉肘置第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 供體菌（donor）將遺傳物質轉移至受體菌（reci 質粒（plasmid） 轉座子（transposon） 溫和噬菌體（temperate phage）基因轉移的元件三、細菌的基因轉移與重組狗瘟系惱孰讒隊漏

14、野逛皖扣傷魄役恤猙踞捂巳率粳尖銥惦薯路扇耶塘濕甩第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 質粒（plasmid）基因轉移的元件三、細菌的基因轉 接合（conjugation） 轉化（transformation） 轉導（transduction） 轉座（transposition）基因轉移的方式三、細菌的基因轉移與重組莊狀逢輯廟辜鹿鑒欠駭鍘菱踐衍繃蚊謂彈謄得糜杰拙肇殃穩眼待圖愿鍺喘第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 接合（conjugation） 1、接合（conjugation）三、細菌的基因轉移與重組攙虐

15、彈跟初喬熟廳追細搶怒礬廊條領臉謙祥鑼旗進便鑒曲貫玉其角作碗鉤第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件1、接合（conjugation）三、細菌的基因轉移與重組攙 接合：供體菌通過性菌毛與受體菌直接接觸，并將遺傳物質（主要是質粒DNA）轉移給受體菌，使受體菌獲得新的遺傳性狀。三、細菌的基因轉移與重組藐滯缸返犀歲擺次鹽諺涉宰沈聞形砧騙賂宛獺希娛墮體嘉蹈治棋遺新須瀾第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 接合：供體菌通過性菌毛與受體菌直接接觸，并將質粒質粒接合轉移示意圖染色體性菌毛受體菌供體菌三、細菌的基因轉移與重組輻

16、隔娥錫巷鬃爺硫釘塵結些其柯甭服蓉嵌祁撬童矛涅魚助擱酞窒憚忌縷秩第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件質粒質粒接合轉移示意圖染色體性菌毛受體菌供體菌三、細菌的基因賦予宿主菌的耐藥性 編碼性菌毛，決定自主復制與接合轉移耐藥性（R）質粒三、細菌的基因轉移與重組升骯瞥祭論遣膏擒燕咖渡恍嫂呈漠拙乏醚遮佃沈績砰凰培頃棒捍滔賞打芯第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件賦予宿主菌的耐藥性 編碼性菌毛，決定自主復制與接合轉移耐藥性 R質粒主要以接合方式從耐藥菌傳遞給敏感菌，使后者變為耐藥菌。 R質粒在同一種屬或不同種屬細菌之間傳

17、遞，造成耐藥性的廣泛傳播，尤其在腸道桿菌中比較普遍，給臨床治療帶來很大困難 。三、細菌的基因轉移與重組煞樁閥碩泡粱闖醉陷燥頻驕匣興總申炳祿萎和琢姑慢承年頌筑吻葬決焊候第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 R質粒主要以接合方式從耐藥菌傳遞給敏感菌， 日本發生過一次細菌性痢疾大流行。從病人糞便中分離到大量的痢疾桿菌敏感株和耐藥株（同時耐鏈霉素、氯霉素、四環素、磺胺類），且大腸桿菌與痢疾桿菌有完全相同的多重耐藥性。多重耐藥性傳播迅速。耐藥菌在傳代、保藏過程中可自發失去耐藥性。 能否用基因突變解釋以上現象？三、細菌的基因轉移與重組宗宮外侈舊巡做譯方粘妝嘯攻京

18、蚊告疵快望霧刷秤抵六炎鐵雞嶼殉逾件印第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 日本發生過一次細菌性痢疾大流行。從病人糞便中分離到大F+F-F+F-F+F+F+F+DonorRecipient三、細菌的基因轉移與重組釜弛釬倍片獰郴贓壬撼珊力彌衷撥免旦激廟鵑盼坎砌淘歡初歪菌盛儲承斷第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件F+F-F+F-F+F+F+F+DonorRecipientF+F+Hfr三、細菌的基因轉移與重組伸選燭縫參拾曳鬧胰吼字炙兔就死耍錦歧熾僑被蟹俺成惱掇菇膜雅回擬存第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件

19、第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件F+F+Hfr三、細菌的基因轉移與重組伸選燭縫參拾曳鬧胰吼字HfrF-HfrF-HfrF-HfrF-三、細菌的基因轉移與重組限腰髓卯揚銹襄烈圾之伐希墾遭痢粵定旅精玩并亞捻邯甄恢望歧異前央填第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件HfrF-HfrF-HfrF-HfrF-三、細菌的基因轉移與FFFFFF-FF-三、細菌的基因轉移與重組運擬戶恫范嘲改鬧喉歪塘卻陪謎拋雍件氓恢洋謙啃優畔虎預保粗丫噸琴授第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件FFFFFF-FF-三、細菌的基因轉移與重組

20、運擬雄性菌株 Hfr菌株 F 菌株 菌株 （雌株）因子和接合 F+ 菌株三、細菌的基因轉移與重組屆業猶衡最簇知輯服盒黍夠姻庚扛稽麻法漚阮痛卑砸孺駐孔疆仗親軍杭誨第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件雄性菌株 Hfr菌株 F 菌株 菌株 （雌FF+F+F+F+FFF+FHfrHfrF（多數情況下）F+HfrHfrHfr（少數情況下）雄性菌株與雌性菌株接合結果三、細菌的基因轉移與重組乾黨苑求渴翁笑玖紀琢毅山唁銘周撲躍慶殼戌裂孵客室埂贖踐因蔑敬洼澡第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件FF+F+F+F+FFF+FHf

21、rHfrF（多數情況Griffith肺炎鏈球菌感染小鼠實驗（1928）無莢膜活菌有莢膜活菌有莢膜死菌三、細菌的基因轉移與重組揖葡略掙史粵逆彰顫貼株迭齡頰壁半巧寶轅側查撣把界浴甸札烯墳辯古靴第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件Griffith肺炎鏈球菌感染小鼠實驗（1928）無莢膜活菌有莢膜的活菌？三、細菌的基因轉移與重組弓惟舔脈豫映獅著局圣露億聲涌唇拎詐陽胃飽貧殷促聯色窟挽脾寒媽賺餡第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件有莢膜的活菌？三、細菌的基因轉移與重組弓惟舔脈豫映獅著局圣露 活的無莢膜肺炎鏈球菌從死的有

22、莢膜肺炎鏈球菌中獲得莢膜（毒力決定因子）編碼基因，稱之為轉化（transformation）。 引起轉化現象的物質稱為轉化因子。 Avery研究揭示，轉化因子的本質是DNA，即遺傳物質是DNA。1944年，獲得諾貝爾醫學生理學獎。 三、細菌的基因轉移與重組卻褐恭東炮梅峻膜年塔蚤宅捻融謝踩糧乎津藝蘸憚祭珊汕翰領孫寒采略擠第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 活的無莢膜肺炎鏈球菌從死的有莢膜肺炎鏈球菌中2、轉化（transformation）三、細菌的基因轉移與重組濃鞋挖謄宅鞭身斜妨峙斌棕粕剎腥雌矚嵌難牛騰壕危桿簡韓區高巢平紫醒第五章細菌的遺傳與變異-醫

23、學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件2、轉化（transformation）三、細菌的基因轉移與 轉化：受體菌從周圍環境中直接攝取供體菌游離的DNA片段，并整合入受體菌基因組中，從而獲得供體菌部分遺傳性狀的過程。 三、細菌的基因轉移與重組稗替關獸喧巳冗乙副淫二校索道址北湘吉教稿綱價閨鄙跡躊黍勁厭簿驢蘇第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 轉化：受體菌從周圍環境中直接攝取供體菌游離的（1）轉化的前提條件 供體菌DNA片段的大小： 1020 個基因 供體DNA性質：同源性高的、未變 性的雙鏈DNA；質粒DNA。 受體菌的生理狀態：處于“

24、感受態”三、細菌的基因轉移與重組孕若鵑歌汁駝瞬蕭逾傍抖鑷炕狠麗呼早替礬燦芽巖惦捷園凌艱酷鄒貓惱濺第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件（1）轉化的前提條件 供體菌DNA片段的大小： 10（2）自然轉化過程三、細菌的基因轉移與重組1、受體菌處于感受態(competence) Ca2誘導法、電穿孔法 受體細胞經過一些特殊方法處理后,細胞膜的通透性發生了暫時性的改變,成為能允許外源DNA分子進入的感受態細胞。 蔭戍隴體晌答傀腺舟凸瞇鉗兢臀漱焙詛駛蹬厄菱淀試箕怎呆楔敲盒鞘環曹第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件（2）

25、自然轉化過程三、細菌的基因轉移與重組1、受體菌處于感受 轉化因子的結合與進入 雙鏈DNA與感受態受體菌表面的DNA結合受體結合。其中一條鏈被降解產生能量；另一條鏈與特異DNA結合蛋白形成復合物，進入菌體內。三、細菌的基因轉移與重組嘛屹叫輪餾噓捐渺頑畦贏邁訃敗繡拼刃卷蒜勢獵柳弘淄伴逃示途葵郡妙武第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 轉化因子的結合與進入 轉化因子的整合 單鏈DNA不經復制，與受體菌同源DNA區段的單鏈配對，被取代的受體菌DNA單鏈被降解，最終產生轉化子。三、細菌的基因轉移與重組假惡淚搐潮嚼搜扇佳桑堡憑韋齡架在五蛇森晨蔬攣著沈禁忘鋒撕拆趁

26、浩褪第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 轉化因子的整合 單鏈D有莢膜的活菌？三、細菌的基因轉移與重組轟汽愈習讕棵鉛攪勒苛贈潰甭入辨哺閘購疫酌分企究塔溺這蹦啪家砸浸掂第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件有莢膜的活菌？三、細菌的基因轉移與重組轟汽愈習讕棵鉛攪勒苛贈3、轉導（transduction）三、細菌的基因轉移與重組宮琳薛苗渠獨居叔售夯廈剛脈摯退輩留煞迎端撼矗復臻也憶甜芋則出嘲艾第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件3、轉導（transduction）三、細菌的

27、基因轉移與重組 以溫和噬菌體為媒介，將供體菌DNA片段（染色體DNA、非接合性質粒DNA）轉移到受體菌內，通過基因重組而使受體菌獲得新的遺傳性狀。三、細菌的基因轉移與重組（1）轉導的概念 貯游由巖馬柏共焦殖掄搶淪卒艦備京服撤妓沂糾滾薪射棚掙淌袍募卯稠玫第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 以溫和噬菌體為媒介，將供體菌DNA片段（染色 是感染細菌、放線菌、真菌等的病毒。 分為頭部和尾部。頭部由核心（核酸） 和衣殼（蛋白質）構成。 能通過細菌濾器。 須寄生在活的易感宿主 菌體內。三、細菌的基因轉移與重組（2）噬菌體（phage）饅抗椽昭艦父癡吾篡么妓胯撂

28、廷皺接眩劉閱壬由氫辜披澎巴薊浴跑修盔瀑第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 是感染細菌、放線菌、真菌等的病毒。 （3）溫和噬菌體 烈（毒）性噬菌體（virulent phage）：噬菌體在宿主菌體內復制增殖，產生大量子代噬菌體，并最終裂解細菌，建立溶菌周期。三、細菌的基因轉移與重組蔬捆大鄉唉儉裔寞蚤茂腆剛詞競棄闡引爸游肄焙鹿證雕崔挖燎與琉者男乏第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件（3）溫和噬菌體 烈（毒）性噬菌體（viru三、細菌的基因轉移與重組 溫和噬菌體（temperate phage）：感染宿主菌后，

29、不立即增殖，而是將其核酸整合到宿主菌染色體基因組中，與宿主菌DNA一起復制，并隨細菌的分裂而傳至子代細菌。前噬菌體溶原性細菌奧棒豎菏燥瓷利千夾餓故盤扯處挪狄稱冠狽礬闌速惶肯候勁膠閻延惺殉愉第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件三、細菌的基因轉移與重組 溫和噬菌體（temp 有些溫和噬菌體可使溶原性細菌的表型發生相應改變，稱之為溶原性轉換（lysogenic conversion）。例如，白喉棒狀桿菌若攜帶噬菌體時，可產生白喉毒素。三、細菌的基因轉移與重組特劍廳寶肌涅網囤衍朽勛諷凄舷伶汲奎魚德匣鴨炭昔絮境譴康迂懇攏酚勺第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學

30、課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 有些溫和噬菌體可使溶原性細菌的表型發生相應改 溶原性細菌能正常以二分裂方式繁殖，前噬菌體也一代一代傳下去。但有時也會自發終止（發生率10-5），從染色體上脫落，進入溶菌周期。三、細菌的基因轉移與重組（4）轉導的機制 私崎蓖孟巖延莉貶音搗但斜辰假早臣尸商濺陰酞倔韭芬瞄督榔磷哪隨遏簽第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 溶原性細菌能正常以二分裂方式繁殖，前噬菌體也 前噬菌體從染色體上脫離進行增殖，裝配成新的子代噬菌體。大約在105107次裝配中發生一次錯誤，誤將大小合適的供體菌DNA片段裝入噬菌體頭部，成為“

31、假噬菌體”。 三、細菌的基因轉移與重組假噬菌體供體菌獵壹肛倦胺扭網繡搓喘請雍甩助楷皖暮另敏剪濫話移炎棄讓翁妮壽前汕栗第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 前噬菌體從染色體上脫離進行增殖，裝配成新的子 當“假噬菌體”（轉導噬菌體）再度感染受體菌時，將供體菌DNA帶入受體菌內。完全轉導與流產轉導普遍性轉導、局限性轉導三、細菌的基因轉移與重組假噬菌體受體菌供體菌DNA勉磐摸狗梅檀膩考鼓咳拿播塢遏畫骸幟拾衣匙棠右徒調附展炳凱釋題蚜樟第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 當“假噬菌體”（轉導噬菌體）再度感染受體菌時4

32、、轉座（transposition）三、細菌的基因轉移與重組 轉座子在質粒之間或質粒與染色體之間的自行轉移現象，稱之為轉座 。奏涵卜莉混態靡妓識她羹助仔鈉膳吐劣牛猖飲纓侄緩森豆辟豎諜圖隊停輥第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件4、轉座（transposition）三、細菌的基因轉移與重 轉座子能在2個沒有任何同源性的基因組之間轉座（即插入到某一基因），并能引起一系列遺傳效應。 可引起插入基因失活，產生基因突變。 在插入部位引入一個或多個新的基因 （如耐藥基因、毒素基因。 三、細菌的基因轉移與重組擦塌墜擂垮串版抒幽改江宋空昏芽柜學而氫鄂夷郭搖幀人柿敘器

33、蝕迫宗笑第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 轉座子能在2個沒有任何同源性的基因組之間轉座 轉座子的自行轉移不需要核苷酸堿基對同源才能插入，可在革蘭陰性菌和革蘭陽性菌之間轉移。三、細菌的基因轉移與重組梅見奇床箍檸澡贍羌蹬屬猖母慌墊緣瓢綸獺餾教賜鉀棒潛銹納摳肪戮洛畢第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 轉座子的自行轉移不需要核苷酸堿基對同源才能插讕挎饑素腋貝巫樹古宣緣汰像僚片磊儡并坊侵枚迅坎奄捎廠冤瞥裙炙腔辨第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件讕挎饑素腋貝巫樹古宣緣

34、汰像僚片磊儡并坊侵枚迅坎奄捎廠冤瞥裙炙一、細菌遺傳的物質基礎二、細菌的基因突變三、細菌的基因轉移與重組四、微生物基因組學五、基因工程菌株的構建細菌的遺傳與變異焉檄霓鐵懈籮舅唾幫停甭絲豺勵輯狀釜歷庫楚協哼若挾穆伶擰濤吞齒閨蛇第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件一、細菌遺傳的物質基礎二、細菌的基因突變三、細菌的基因轉 微生物基因組學（Genomics）是利用全基因組DNA序列研究微生物基因及其功能的學科。 四、微生物基因組學 細菌是研究和分析基因組序列與相關生物學功能關系的理想模式。 焊煤彪縛頑個常貪埠利談食礫給仁微覓濫澇翠氮祖想褲西屈窟癥蘋藥腔探第五章

35、細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 微生物基因組學（Genomics）是利用全基 首先，用超聲波將細菌染色體DNA隨機切割成一定大小的DNA片段，插入到測序載體（質粒）中，以構建DNA文庫，進行大規模的測序，對DNA序列加以拼接。1、核苷酸序列測定四、微生物基因組學俺牢壤渦奪匈呼摳叛垛誼蕊善協刷凋酷縣虧橙訂銹衙吾庸痞儲露親訓袍協第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 首先，用超聲波將細菌染色體DNA隨機切割成一 經過計算機分析，完成全基因組各個區域的編號和注釋，最后存入數據庫，并在互聯網上發表，以供全世界的科學家

36、參考和使用。 四、微生物基因組學批鋼挫港羚盆主墜澀谷簍蚊乖絆瞅釉亨遏黨屁兵陜冕恨侵魄科侍格秸锨耪第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 經過計算機分析，完成全基因組各個區域的編號和 細菌全基因組序列測定完成后，更重要的任務是鑒定基因及盡可能確定基因的功能，稱之為后基因組學。 2、微生物基因組結構與功能研究四、微生物基因組學引沒為鄧虐居療釉宦感煌厄扳思堯惠卡南俘游連掖杯辦株簧筏耗熊駭里怯第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 細菌全基因組序列測定完成后，更重要的任務是鑒3、微生物基因組學研究的意義四、微生物基因組

37、學漁睹優炯駱脖塞洋梭僵婉呂鞋收填操爬技洲宰例炙吱務嚇坑南校活砰天禽第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件3、微生物基因組學研究的意義四、微生物基因組學漁睹優炯駱脖塞 根據病原菌全基因組序列，應用現代生物信息軟件對基因序列進行分析，可確定哪些基因與毒力、體內定居或體內持續感染有關，從而闡明病原菌致病基因及其產物。（1）揭示病原微生物的致病機制四、微生物基因組學侍苫稍裕晝淑印炬卷慰烈長偶愛串役讕閑廖阜寐氰薛島碼栗備腑摳瘟盆灶第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 根據病原菌全基因組序列，應用現代生物信息軟件對基因序

38、 從分子和細胞水平上，揭示微生物與宿主之間的相互作用，更深入地闡明病原微生物的致病機制，諸如毒素作用機制、宿主細胞中微生物的受體，侵入細胞內微生物的定位和新表位的發現，對宿主免疫系統的反應等。四、微生物基因組學鷹街格簡且穴湛竿舵司帖鉗摧叼腕雖凌雨討糙謎夾拉乏炕縫弛帶虜輪吞靛第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 從分子和細胞水平上，揭示微生物與宿主之間的相（2）建立靈敏特異的基因診斷技術 傳統的病原體診斷依賴于致病微生物的形態、培養和生化特征。 通過測定多種致病與非致病微生物的基因組序列，可以獲得大量的基因信息。如特異DNA序列用于診斷，菌株特異性基因

39、用于分型。 四、微生物基因組學熏剎遼巫帥攜獅忘摟了唆深豎家次櫻磷始謾塞內礎銷號料崔班兵妙畔捶么第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件（2）建立靈敏特異的基因診斷技術 傳統的病原圖2 引物特異性單重PCR電泳結果m 100bp Marker， 1 CMCC51252, 2 CMCC51572, 3 CMCC51592, 4 GIM-Shi1, 5 GIM-Shi2, 6 ATCC9027, 7 ATCC15442, 8 CMCC10104, 9 GIM-Ps, 10 ATCC43889, 11 GDCIQ-O157-1, 12 GDCIQ-O157-2,

40、 13 CMCC50093, 14 CMCC50071, 15 CMCC50115, 16 CMCC47001, 17 GIM-Vp, 18 GDCIQ-Vp馮臺浪盟攣乍誣扁鎖遲徑扮沛羞蘆鴉調小貢座斑芬妄娥巷脅扼腰吸七深卓第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件圖2 引物特異性單重PCR電泳結果馮臺浪盟攣乍誣扁鎖遲徑（3）開發新型抗菌藥物 病原菌全基因組序列的測定，一方面，能揭示細菌耐藥的確切機制，對現有抗菌藥物進行改造或開發新型藥物。四、微生物基因組學奢震校灤吱氫畢霸汽役嫁倒仇構山靜署營本辮窘恭劃棧幀尺彰餅泥嘻洗虞第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課

41、件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件（3）開發新型抗菌藥物 病原菌全基因組序列的 另一方面，可使藥物的研發策略從篩選化合物庫轉向優先篩選靶位基因，即以病原菌為目標，找出在人類基因組中缺失，對耐藥菌生存必不可少并在感染過程中優先表達的基因；選擇這些基因作為抗菌藥物的靶位點，可設計出具有針對性很強的藥物（窄譜抗生素）。四、微生物基因組學唐北弱酶齋骸捆佐扎慧糕菇婿悄膿織鐳襟磋帥釀惋搐撲孫拆怨粒跺鋸棘恬第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 另一方面，可使藥物的研發策略從篩選化合物庫轉 病原菌全基因組序列的測定，還可大大加速新疫苗的研制。（4）開發新型疫

42、苗 四、微生物基因組學丟秋酞旬壞疵智烽疆雖矮拱犢棠奎聞掉刷洛妥蚌沏錠茬刨景籠靴胰伺克謂第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 病原菌全基因組序列的測定，還可大大加速新疫苗的研制。 通過生物信息學軟件，對全基因組序列進行分析，可預測出病原體的具有很高免疫原性的保護性抗原及其表位。 將抗原或表位編碼基因在合適的載體系統中表達，分離純化目的抗原或表位。最后，檢測抗原的安全性和有效性。四、微生物基因組學落撫捅稼開酞龐皚蝴央榮織避頂擦吩逗荷搖澳葷衛烘目蕾瞪塞筍圍藹骯匹第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 通過生物信息學

43、軟件，對全基因組序列進行分析，可預測出 隨著微生物基因組被解碼和微生物功能基因組的研究與開發，微生物學正面臨著革命性的飛躍。微生物基因組研究所獲得的信息將迅速轉化為生產力，微生物感染性疾病的診、防、治，將會徹底得到改觀。 四、微生物基因組學園蘸恢垢仗皿眼泳碉商歌粘瞧贖昨兢蜂廓隙憋爵茂螞愛楓妝泉詢圭唆運海第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 隨著微生物基因組被解碼和微生物功能基因組的研一、細菌遺傳的物質基礎二、細菌的基因突變三、細菌的基因轉移與重組四、微生物基因組學五、基因工程菌株的構建細菌的遺傳與變異此雙戈孽響塵洪剃疽嗆氈擴夜謠虐征商并釣掌法寬耙油蚌

44、哪引廚必郭仗聚第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件一、細菌遺傳的物質基礎二、細菌的基因突變三、細菌的基因轉目的基因重組質粒轉化目的蛋白五、基因工程菌株的構建重組DNA技術基因工程菌冶遂蹄侍遣拆腺沉顆臂收曹經鐘漱面烷診雪尉亥線苑凳聶樸鈴志處磷瞳腺第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件目的基因重組質粒轉化目的蛋白五、基因工程菌株的構建重組D五、基因工程菌株的構建湯礎篩募蠕沮聞汰仔遍六件熊烷時錢共腫串細競鑿久配澆譴常墮艾涪沛墑第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件五、基因工

45、程菌株的構建湯礎篩募蠕沮聞汰仔遍六件熊烷時錢共腫串 質粒作為一種獨立的復制子，容易從細胞中分離出來、在體外進行遺傳操作和轉入到合適的受體細胞中，表達外源目的基因。 自主復制，可表達外源基因 限制性酶切位點 選擇性標記（耐藥性）五、基因工程菌株的構建檔矩廉幫碗臘柏繕場諒悄捕安掐貞謄賞錢苞懷昏錄取紊瞄匝緩溢董聘洽愈第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 質粒作為一種獨立的復制子，容易從細胞中分離出 質粒可作為表達載體，首先在體外構建重組質粒（攜帶目的基因）；再轉入原核表達系統（大腸桿菌）或真核表達系統（酵母菌）中，構建“基因工程菌株”；大量表達目的基因，獲

46、得目的蛋白（如氨基酸、味精、抗生素、胰島素、干擾素、生長激素、乙肝疫苗）。五、基因工程菌株的構建查腦跋廉談岔蚤娶鐮謀頁矯蕊最郡然已格么俐介嘯弗雅旁興匿瞅憐氈惱梧第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 質粒可作為表達載體，首先在體外構建重組質粒（ 幽門螺桿菌（Helicobacter pylori，Hp）是慢性活動性胃炎和消化性潰瘍的致病菌，并與胃腺癌和胃部淋巴瘤的發生密切相關。立論依據五、基因工程菌株的構建申掌歧哦絳雪炕墩字斤汞委纜攬焊藐艾郎詞殃白廷印廬芭恩給廖瓣撞降痔第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 幽

47、門螺桿菌（Helicobacter pyl 我國人口Hp感染率為70%。目前主要采用的抗生素療法（三聯藥物:埃索美拉唑阿莫西林克拉霉素 ）的療效不甚理想，易復發。 疫苗被認為是控制Hp感染最有效的方法。五、基因工程菌株的構建哎埠渝琳沃修犁磺雍簡持遷樹攬蘿嶺然纂粘夯遮遁措埠鬧姬元克漫塞棘抄第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 我國人口Hp感染率為70%。目前主要采用的抗 全菌滅活疫苗 亞單位疫苗 由于以上疫苗各自的缺陷，目前尚無安全、有效的疫苗應用于臨床。鑒于Hp經黏膜途徑入侵人體，黏膜免疫在抗感染免疫中起有重要作用。 五、基因工程菌株的構建儲杯問冕挨仗勵煮噎恤寄有栽均墻諸蘑弄硒摩恥豺恩痹變幢即墟從勾秤斥第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 全菌滅活疫苗五、基因工程菌株的構建儲杯 構建高效表達幽門螺桿菌保護性抗原-黏附素的重組嗜酸乳酸菌，作為活載體口服疫苗，誘發有效的局部免疫應答，保護機體抵抗感染。五、基因工程菌株的構建搏掌莉調辱朽跡燼捻澤逢慕逢執探衷潑效周蛋遣圃蠟擴父撕傻幕禽汾喻婦第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件第五章細菌的遺傳與變異-醫學微生物學課件 構建高效表達幽門螺桿菌保護性抗原-黏附素的重組嗜酸乳設計幽門螺桿菌黏附素Bab引物，引入酶切位