课件 002 兽医微生物学教学课件 1
兽医微生物学兽医微生物学
(多媒体教学课件 )
天津农学院动科系动物预防医学教研室制作
2003/02/28
课件 002 兽医微生物学教学课件 3
绪言 共六部分，介绍微生物与微生物学的概念，微生物学发展简史，微生物学理论与技术成就及应用，兽医微生物学的地位、任务与贡献。
细菌总论 共七章，介绍细菌的形态、构造、生理，消毒与灭菌，细菌生态、
致病机理、遗传变异，细菌分类与命名等。
免疫基础 共七章，介绍抗原抗体，免疫系统，抗感染免疫，变态反应，免疫调节，免疫技术及应用等。
细菌各论 共十二章，介绍各属重要病原细菌的形态、生化特性、致病性、
微生物学诊断和免疫防治等。
真菌 共二章，介绍真菌的分类、形态、生化及致病特性，真菌病的诊断与防治等。
病毒 共十四章，介绍病毒的形态、构造、繁殖、遗传、培养，病毒的致病性。各科属重要病毒形态、生化及致病特性，微生物学诊断和防治等。
实验 共十多个，显微镜油镜的使用，细菌形态及构造观察，细菌抹片制备及染色，培养基的制备，细菌的分离培养、生长表现观察、生化试验、药敏试验，沉淀反应和凝集反应，重要病原菌的认识，真菌与病毒培养测定等。
内容简介课件 002 兽医微生物学教学课件 4
第一章 细菌的形态与构造第二章 细菌的生理第三章 消毒与灭菌第四章 细菌等微生物的生态第五章 细菌的致病机理第六章 细菌的遗传变异第七章 细菌的分类与命名课件 002 兽医微生物学教学课件 5
第六章 细菌的遗传变异第一节 细菌遗传的物质基础第二节 基因突变第三节 基因的转移与重组第四节 细菌遗传变异研究的实际意义课件 002 兽医微生物学教学课件 6
第六章 细菌的遗传变异第一节 细菌遗传的物质基础一、基因组 细菌的基因组位于核体，是遗传的主要物质基础。核体又称染色体，是由两条环状双螺旋
DNA长链组成，含细菌的遗传基因，控制细菌的遗传与变异。 DNA含有四种碱基，即两种漂吟：腺 (A)和鸟 (G)，两种嘧啶：胸腺 (T)和胞 (C)。
二、质粒 质粒是细菌染色体外的遗传物质，多为环状双螺旋 DNA分子，可以自身复制，随宿主菌分裂传到子代菌体。质粒也可自然或人工以转移、丢失。
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编码性菌毛的质粒称 致育质粒 或 F质粒,
有 F质粒的细菌有性菌毛，为雄性细菌；无 F
质粒的细菌无性菌毛，为雌性细菌。
编码细菌各种毒力因子的质粒统称 毒力质粒 或 Vi质粒 。
细菌抗药性则由 R质粒 所决定。一个质粒可同时具有几种编码功能。
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三,转座因子 微生物的某些 DNA片段作为一个独立单位可在染色体上移动,移动甚至可发生在不同种细胞之间 。 这种可移动的 DNA片段称为 转座因子 。 转座因子有三类,插入序列 (IS),转座子 (Tn)以及某些特殊噬菌体 。
IS与 Tn有两个共同特点：
1.都携带编码转座酶的基因；
2,其 DNA末端都有短的倒置末端重复子。
Tn是当今遗传学及基因工程研究的工具。
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四、毒力岛 (PAl) PAI指病原菌的某个或某些毒力基因群，位于细菌染色体之内，称之为 毒力岛 。
PAI编码产物 PAI基因编码的产物为分泌性蛋白或细胞表面蛋白。一种病原菌可以有一个以上的毒力岛。
PAI的生物学意义 毒力岛可在致病菌株与非致病菌株间重组，使后者通过基因重组获得致病性。
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第二节 基因突变一,概念 基因突变指生物细胞遗传物质 DNA分子结构突然发生了稳定的可遗传的变化 。
按突变范围分,染色体畸变 和 点突变 。 染色体畸变指染色体的一大段发生了变化,包括染色体结构上的缺失,重复,插入,易位和倒置 。 点突变指 DNA
链中一个或少数几个核苷酸对的改变,包括置换 （
转换与颠换 ）,缺失,插人等造成的移码 。
按突变原因分,自发突变 和 人工诱变 。 人工诱变是人为应用诱变因素使微生物基因发生改变 （ 突变 ）,突变率较高 。 理化诱变因素如 x射线,紫外光,亚硝酸,烷化剂 。
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二,细菌变异的类型 细菌基因突变表现的变异类型很多,常见有以下几种 。
1,菌落形态变异 在一定条件下，光滑型 (S型 ) 菌落可变为粗糙型 (R型 )，称为 S— R变异。 S型的抗原丧失，毒力减弱。
2,抗原变异 由于细菌基因突变而引起其抗原结构发生改变的变异类型。当编码细菌的抗原结构 (菌体抗原、鞭毛抗原、荚膜抗原 )的基因发生突变时，引起细菌抗原性变异。
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3.抗性变异 是对某种化学药物或致死物理因子抗性的变异 。 如抗药性变异等,它和化学药物的存在并无关系 。
但细菌对于青霉素,氯霉素,四环素,红霉素等抗生素可出现由于诱导而产生的耐药性,它类似于诱导酶的产生 。
4,营养型变异 主要引起营养缺陷型变异,即细菌丧失合成一种或几种生长因子能力,无法在基本培养基上正常生长繁殖的变异类型 。
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三,诱发细菌变异的方法 常用的诱变方法,
1,物理方法 包括 温度 及 各种射线 (紫外线,激光,
X射线,γ射线,β射线等 )。
2,化学方法 化学诱变剂有 5溴脱氧尿苷,5氟脱氧尿苷,2氨基嘌呤,亚硝酸,羟胺,烷化剂等 。
3,生物学方法 增强毒力 （ 通过易感动物 ）,减弱毒力 （ 通过非易感动物等 ） 。
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第三节 基因的转移与重组细菌的基因转移和重组的主要形式有 转化,转导,
接合,原生质体融合 和 转染 。
一,转化 供体菌游离的 DNA片段直接进入受体菌,
使受体菌获得新的性状,称为 转化 。 大多数细菌不能接受外源性 DNA。
二,转导 以温和噬菌体为媒介,把供体菌的 DNA小片段携带到受体菌中,通过交换与整合,使受体菌获得供体菌的部分遗传性状,称为 转导 。 获得新遗传性状的受体菌,称为 转导子 。
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三,接合 是两个完整的细菌通过性菌毛直接接触,由供体细菌将质粒 DNA转移给受体细菌的过程 。 接合性质粒有 F质粒,R质粒等 。
四,原生质体融合 使遗传性状不同的两细菌的原生质体发生融合,并进而发生遗传重组,
以产生同时带有双亲性状的,遗传性稳定的融合子的过程,称为 原生质体融合 。 是一种更加有效的转移遗传物质的手段 。
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融合步骤,选择亲本菌,用 去除细胞壁 形成原生质体,加入促融合剂 PEG(聚乙二醇 )或通过电脉冲等促进 融合,然后在高渗溶液中稀释,再涂布于能使其细胞壁再生和分裂繁殖的培养基上,待形成菌落后,通过 影印接种法,将其接种到各种 选择性培养 基上,鉴定 它们是否为融合子,最后测定其生物学性状 。
能进行原生质体融合的细胞，包括原核生物中的细菌和放线菌，而且还包括真核生物的细胞。
。
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五、转染 受体菌获得噬菌体 DNA的过程，称为转染。受体菌部分性状发生改变。
第四节 细菌遗传变异研究的实际意义揭示了细菌遗传变异的规律，而且推动整个分子遗传学的发展。而且在实践方面，具有重大的实用意义。
1、疾病诊断 在临床细菌学检查中，要作出正确的诊断，不但要熟悉细菌的典型特性，还要了解细菌的变异规律。如猪丹毒杆菌。
。
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2、疾病预防和治疗 由于抗生素的广泛使用，某些可发生变异而形成耐药性。在治疗用药时，应选择敏感抗菌药物，并应防止 耐药菌株 的扩散。
疫苗接种是预防传染病的有效措施,弱毒菌苗株都是病原菌的减毒变异株 。
3,基因工程 基因工程是用人工方法将所需要的某一供体生物的 DNA大分子提取出来,用工具酶切割,
把它与作为载体的 DNA分子连接起来,然后与载体一起导入某一易生长,繁殖的受体细胞中,让外源遗传物质在其中正常的复制和表达,获得新产物 。
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操作步骤 (1)目的基因分离； (2)目的基因与载体
DNA的体外重组； (3)重组载体导入受体细菌 （ 转化 ） ； (4)复制与表达 。
应用产品 基因工程生产的人胰岛素,脑啡肽,
干扰素,新型诊断试剂,疫苗 。
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复习思考题
1.何谓遗传,变异?
2.概述细菌遗传变异的物质基础。
3.质粒有哪些主要特点及类型?
4.什么是转座因子?转座因子有何用途?
5.试述毒力岛的概念及遗传学意义。
6.试述细菌变异的类型及人工诱变方法。
7.在自然条件下细菌基因转移重组主要方式有哪些?
8.什么叫转化?试述转化的一般过程。
9.何谓转导?
10.何谓接合?试解释 F质粒接合,R质粒接合,COL质粒接合。
11.什么叫原生质体融合?它的基本操作过程如何?
12.什么是转染?细菌与真核细胞的转染有何异同?
13.研究细菌遗传变异在理论上有何重要意义及应用价值?
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绪言 共六部分，介绍微生物与微生物学的概念，微生物学发展简史，微生物学理论与技术成就及应用，兽医微生物学的地位、任务与贡献。
细菌总论 共七章，介绍细菌的形态、构造、生理，消毒与灭菌，细菌生态、
致病机理、遗传变异，细菌分类与命名等。
免疫基础 共七章，介绍抗原抗体，免疫系统，抗感染免疫，变态反应，免疫调节，免疫技术及应用等。
细菌各论 共十二章，介绍各属重要病原细菌的形态、生化特性、致病性、
微生物学诊断和免疫防治等。
真菌 共二章，介绍真菌的分类、形态、生化及致病特性，真菌病的诊断与防治等。
病毒 共十四章，介绍病毒的形态、构造、繁殖、遗传、培养，病毒的致病性。各科属重要病毒形态、生化及致病特性，微生物学诊断和防治等。
实验 共十多个，显微镜油镜的使用，细菌形态及构造观察，细菌抹片制备及染色，培养基的制备，细菌的分离培养、生长表现观察、生化试验、药敏试验，沉淀反应和凝集反应，重要病原菌的认识，真菌与病毒培养测定等。
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第一章 细菌的形态与构造第二章 细菌的生理第三章 消毒与灭菌第四章 细菌等微生物的生态第五章 细菌的致病机理第六章 细菌的遗传变异第七章 细菌的分类与命名课件 002 兽医微生物学教学课件 5
第六章 细菌的遗传变异第一节 细菌遗传的物质基础第二节 基因突变第三节 基因的转移与重组第四节 细菌遗传变异研究的实际意义课件 002 兽医微生物学教学课件 6
第六章 细菌的遗传变异第一节 细菌遗传的物质基础一、基因组 细菌的基因组位于核体，是遗传的主要物质基础。核体又称染色体，是由两条环状双螺旋
DNA长链组成，含细菌的遗传基因，控制细菌的遗传与变异。 DNA含有四种碱基，即两种漂吟：腺 (A)和鸟 (G)，两种嘧啶：胸腺 (T)和胞 (C)。
二、质粒 质粒是细菌染色体外的遗传物质，多为环状双螺旋 DNA分子，可以自身复制，随宿主菌分裂传到子代菌体。质粒也可自然或人工以转移、丢失。
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编码性菌毛的质粒称 致育质粒 或 F质粒,
有 F质粒的细菌有性菌毛，为雄性细菌；无 F
质粒的细菌无性菌毛，为雌性细菌。
编码细菌各种毒力因子的质粒统称 毒力质粒 或 Vi质粒 。
细菌抗药性则由 R质粒 所决定。一个质粒可同时具有几种编码功能。
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三,转座因子 微生物的某些 DNA片段作为一个独立单位可在染色体上移动,移动甚至可发生在不同种细胞之间 。 这种可移动的 DNA片段称为 转座因子 。 转座因子有三类,插入序列 (IS),转座子 (Tn)以及某些特殊噬菌体 。
IS与 Tn有两个共同特点：
1.都携带编码转座酶的基因；
2,其 DNA末端都有短的倒置末端重复子。
Tn是当今遗传学及基因工程研究的工具。
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四、毒力岛 (PAl) PAI指病原菌的某个或某些毒力基因群，位于细菌染色体之内，称之为 毒力岛 。
PAI编码产物 PAI基因编码的产物为分泌性蛋白或细胞表面蛋白。一种病原菌可以有一个以上的毒力岛。
PAI的生物学意义 毒力岛可在致病菌株与非致病菌株间重组，使后者通过基因重组获得致病性。
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第二节 基因突变一,概念 基因突变指生物细胞遗传物质 DNA分子结构突然发生了稳定的可遗传的变化 。
按突变范围分,染色体畸变 和 点突变 。 染色体畸变指染色体的一大段发生了变化,包括染色体结构上的缺失,重复,插入,易位和倒置 。 点突变指 DNA
链中一个或少数几个核苷酸对的改变,包括置换 （
转换与颠换 ）,缺失,插人等造成的移码 。
按突变原因分,自发突变 和 人工诱变 。 人工诱变是人为应用诱变因素使微生物基因发生改变 （ 突变 ）,突变率较高 。 理化诱变因素如 x射线,紫外光,亚硝酸,烷化剂 。
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二,细菌变异的类型 细菌基因突变表现的变异类型很多,常见有以下几种 。
1,菌落形态变异 在一定条件下，光滑型 (S型 ) 菌落可变为粗糙型 (R型 )，称为 S— R变异。 S型的抗原丧失，毒力减弱。
2,抗原变异 由于细菌基因突变而引起其抗原结构发生改变的变异类型。当编码细菌的抗原结构 (菌体抗原、鞭毛抗原、荚膜抗原 )的基因发生突变时，引起细菌抗原性变异。
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3.抗性变异 是对某种化学药物或致死物理因子抗性的变异 。 如抗药性变异等,它和化学药物的存在并无关系 。
但细菌对于青霉素,氯霉素,四环素,红霉素等抗生素可出现由于诱导而产生的耐药性,它类似于诱导酶的产生 。
4,营养型变异 主要引起营养缺陷型变异,即细菌丧失合成一种或几种生长因子能力,无法在基本培养基上正常生长繁殖的变异类型 。
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三,诱发细菌变异的方法 常用的诱变方法,
1,物理方法 包括 温度 及 各种射线 (紫外线,激光,
X射线,γ射线,β射线等 )。
2,化学方法 化学诱变剂有 5溴脱氧尿苷,5氟脱氧尿苷,2氨基嘌呤,亚硝酸,羟胺,烷化剂等 。
3,生物学方法 增强毒力 （ 通过易感动物 ）,减弱毒力 （ 通过非易感动物等 ） 。
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第三节 基因的转移与重组细菌的基因转移和重组的主要形式有 转化,转导,
接合,原生质体融合 和 转染 。
一,转化 供体菌游离的 DNA片段直接进入受体菌,
使受体菌获得新的性状,称为 转化 。 大多数细菌不能接受外源性 DNA。
二,转导 以温和噬菌体为媒介,把供体菌的 DNA小片段携带到受体菌中,通过交换与整合,使受体菌获得供体菌的部分遗传性状,称为 转导 。 获得新遗传性状的受体菌,称为 转导子 。
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三,接合 是两个完整的细菌通过性菌毛直接接触,由供体细菌将质粒 DNA转移给受体细菌的过程 。 接合性质粒有 F质粒,R质粒等 。
四,原生质体融合 使遗传性状不同的两细菌的原生质体发生融合,并进而发生遗传重组,
以产生同时带有双亲性状的,遗传性稳定的融合子的过程,称为 原生质体融合 。 是一种更加有效的转移遗传物质的手段 。
课件 002 兽医微生物学教学课件 16
融合步骤,选择亲本菌,用 去除细胞壁 形成原生质体,加入促融合剂 PEG(聚乙二醇 )或通过电脉冲等促进 融合,然后在高渗溶液中稀释,再涂布于能使其细胞壁再生和分裂繁殖的培养基上,待形成菌落后,通过 影印接种法,将其接种到各种 选择性培养 基上,鉴定 它们是否为融合子,最后测定其生物学性状 。
能进行原生质体融合的细胞，包括原核生物中的细菌和放线菌，而且还包括真核生物的细胞。
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五、转染 受体菌获得噬菌体 DNA的过程，称为转染。受体菌部分性状发生改变。
第四节 细菌遗传变异研究的实际意义揭示了细菌遗传变异的规律，而且推动整个分子遗传学的发展。而且在实践方面，具有重大的实用意义。
1、疾病诊断 在临床细菌学检查中，要作出正确的诊断，不但要熟悉细菌的典型特性，还要了解细菌的变异规律。如猪丹毒杆菌。
。
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2、疾病预防和治疗 由于抗生素的广泛使用，某些可发生变异而形成耐药性。在治疗用药时，应选择敏感抗菌药物，并应防止 耐药菌株 的扩散。
疫苗接种是预防传染病的有效措施,弱毒菌苗株都是病原菌的减毒变异株 。
3,基因工程 基因工程是用人工方法将所需要的某一供体生物的 DNA大分子提取出来,用工具酶切割,
把它与作为载体的 DNA分子连接起来,然后与载体一起导入某一易生长,繁殖的受体细胞中,让外源遗传物质在其中正常的复制和表达,获得新产物 。
课件 002 兽医微生物学教学课件 19
操作步骤 (1)目的基因分离； (2)目的基因与载体
DNA的体外重组； (3)重组载体导入受体细菌 （ 转化 ） ； (4)复制与表达 。
应用产品 基因工程生产的人胰岛素,脑啡肽,
干扰素,新型诊断试剂,疫苗 。
课件 002 兽医微生物学教学课件 20
复习思考题
1.何谓遗传,变异?
2.概述细菌遗传变异的物质基础。
3.质粒有哪些主要特点及类型?
4.什么是转座因子?转座因子有何用途?
5.试述毒力岛的概念及遗传学意义。
6.试述细菌变异的类型及人工诱变方法。
7.在自然条件下细菌基因转移重组主要方式有哪些?
8.什么叫转化?试述转化的一般过程。
9.何谓转导?
10.何谓接合?试解释 F质粒接合,R质粒接合,COL质粒接合。
11.什么叫原生质体融合?它的基本操作过程如何?
12.什么是转染?细菌与真核细胞的转染有何异同?
13.研究细菌遗传变异在理论上有何重要意义及应用价值?
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