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第5章 细菌的遗传与变异
名词解释
转座子:是一类在细菌的染色体、质粒或噬菌体之间自行移动的遗传成分,是基因组中一段特异的具有转位特性的独立的DNA序列。
高频重组菌(株):F质粒整合到细菌的染色体中可使该菌能高效地转移染色体上的基因。
简答题
1.简述质粒的主要特性。 ⑴ 质粒具有自我复制的能力。 ⑵ 质粒能编码某些特定性状。 ⑶ 质粒可自行/人工丢失与消除。 ⑷ 质粒可通过接合、转化或转导等方式在细菌间转移。 ⑸ 质粒的相容性与不相容性。
2.列举细菌常见的质粒。 致育质粒(F质粒) 耐药质粒(R质粒) 毒力质粒(Vi质粒) 细菌素质粒(Col质粒) 代谢质粒
3.分析细菌基因转移与重组的方式(转化、接合、转导)。
1.转化:供体菌裂解游离的DNA片段被受体菌直接摄取,并将其整合到受体菌基因中,使受体菌获得新的性状。
直接摄取
供菌体 受菌体
游离DNA
转化因子+感受态细菌→吸附→进入 整合
重组菌:复制为突变株、原型株
影响转化的因素:
①供、受体的基因型——亲缘关系愈近,转化率愈高。转化的DNA片段(转化因子)分子量小于1×107,不超过10~20个基因。 ②受菌的生理状态——只有处于感受态时,才能摄取转化因子。感受态是因为其表面有一种吸附DNA的受体。出现在细菌对数生长期后期。
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③环境因素——Ca2+、Mg2+、cAMP等维持DNA稳定,促进转化。
2.接合:是细菌通过性菌毛相互连接沟通,将遗传物质(质粒)从供体菌转移给受体菌。
供菌体 遗传物质(质粒) 受菌体
经性菌毛
能通过接合方式转移的质粒有:F质粒、R质粒、Col质粒、Vi质粒。 ① F质粒的接合:F质粒通过性菌毛从F+菌变成F-菌。
高频重组菌是指F质粒整合到细菌的染色体中可使该菌能高效地转移染色体上的基因。 F’ 质粒是指F质粒从染色体上脱离并带有染色体上几个临近基因。
② R质粒的接合:R质粒有耐药传递因子(RTH)和耐药(r)决定子组成。 耐药传递因子与F质粒相似,编码菌毛的产生和通过菌毛转移。 耐药(r)决定子编码对抗菌药物的耐药性。
3.转导: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。
温和噬菌体
供体菌 受体菌
分为普遍性转导和局限性转导。 ①普遍性转导:由于错误的包装将细菌染色体任何部位基因包装入噬菌体头部,并将其注入受体菌内。
有两种结局:完全转导(外源性DNA片段与受体菌的染色体整合并随染色体而传代。)流产转导(外源性DNA片段游离在胞质中既不能与受体菌染色体整合,也不能自行复制。) ②局限性转导:所转导的只限于供体菌染色体上特定的基因。
4.比较普遍性转导和局限性转导。 区别要点 转导的 遗传物质 转导后果 普遍性转导 局限性转导 溶原期 发生时期 裂解期 供体菌染色供体菌染色体DNA 的体DNA的特任何部位 定部位 完全转导或流产转导 受体菌获得供体菌DNA特定部位的遗传特性 频率较普遍转导增加(10-4 ~10-6) 转导频率 10-5 ~10-7 - 11 -
5. 分析“影印试验”。
先将抗生素敏感细菌接种在不含抗生素的琼脂平板上,待长出单个菌落后,取一块包有无菌丝的压模,在琼脂平板表面轻轻按印使压模丝绒表面黏附细菌菌落印迹,再将此菌落印迹平行按压到含有抗生素的琼脂平板上。经培养后,平板上敏感菌被完全抑制,但仍有耐药菌株菌菌落的出现。然后在原无抗生素平板上找到耐药菌的相应菌落,将此菌落移种到含有抗生素的肉汤中培养,可见细菌生长。在整个实验中,该细菌从未接触过抗生素,但已具有对抗生素的抗性。影印试验证明突变是自发的、随机的,突变是细菌在接触抗生素之前已发生,抗生素仅起筛选突变株的作用。
6. 采用营养缺陷型菌株,设计一种细菌突变性状的筛选方法。 用含组氨酸的选择培养基筛选His-细菌
7. 叙述细菌遗传变异在医学上的实际意义。 1. 在疾病的诊断、防治中的应用
诊断:注意细菌因变异而出现的非典型菌 株,防止误诊。
治疗:防止耐药菌株的扩散。 预防:疫苗的制备。 2 .在测定致癌物中的应用
Ames试验:凡能诱导细菌基因突变的物 质都有可能致癌。
3. 在基因工程中的应用 质粒 载体 噬菌体 目的基因(供体) 受体菌(工程菌) →目的基因表达(Ins,IL,IFN,HBsAg)。
远景:基因治疗 ——基因缺陷病。
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第6章 细菌的耐药性 简答题
1. 如何来预防细菌耐药性的产生? ① 合理使用抗生素:药敏试验,规范用药。 ② 严格消毒隔离:防止耐药菌医院内传播。 ③ 加强药政管理:如建立耐药检测网,抗菌素的 处方规定等。 ④ 抗菌药物的研发 ⑤ 破坏耐药基因
第7章 细菌感染与免疫 名词解释 正常菌群:正常人体的体表和外界相同的腔道黏膜中存在着不同种类和数量,对人体无害而有益的微生物群,称正常菌群。
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菌群失调症:因长期使用广谱类抗生素,正常菌群中的敏感菌被抑制或消灭,而耐药菌大量繁殖而致病,称菌群失调症或二重感染。
条件致病菌:当正常菌群与宿主之间的生态平衡失调时,不致病的正常菌群引起宿主发病,此时的菌群称机会致病菌,即条件致病菌。
医院感染:指包括医院内各类人群所获得的感染。
简答题
1. 简述正常菌群及其生理意义。 定义见名词解释。 ①生物拮抗:受体竞争、营养竞争、产生有害代谢产物。 ②营养作用:如合成维生素。 ③免疫作用:促进免疫系统的正常发育。 ④抗衰老作用:肠道双歧杆菌产生SOD。 ⑤抗肿瘤作用:转化致癌物。
2. 举例说明正常菌群成为机会致病菌的致病条件。 ① 寄居部位改变 ② 免疫功能低下 ③ 使用抗生素,导致菌群失(dysbacteriosis)
3. 详细分析细菌的毒力,并举例说明。 细菌的毒力表示细菌致病性的强弱程度。
构成病原菌毒力的物质基础主要包括侵袭力和毒素两个方面。
一. 侵袭力:病原菌突破宿主皮肤、黏膜生理屏障等免疫防疫机制,进入机体定居、繁殖和扩散的能力。 组成:
1. 黏附素(adhesin):
菌毛黏附素:如大肠杆菌菌毛黏附素(普通菌毛)。
非菌毛黏附素:如A群链球菌细胞壁的LTA(脂磷壁酸)。 2. 荚膜与微荚膜
荚膜:如肺炎链球菌荚膜。
微荚膜:SPA、M蛋白、Vi-Ag、K-Ag。 3. 侵袭性蛋白/酶 侵袭蛋白:如G-的Ⅲ型分泌系统分泌的蛋白,可直接注入感染细胞,促进细菌的传播。 侵袭性酶类:如金葡菌的血浆凝固酶→抗吞噬、抗消化。链球菌:透明质酸酶→扩散↑。 4. 细菌的微菌落和生物膜
微菌落:是人肉眼看不到的细菌集落,一般为一个克隆。
生物膜:不是细菌的简单堆积,而是以微菌落为基本结构单位的有序性“社区”结构,可为不同种属的细菌共同形成(如:牙菌斑)。 二. 毒素(toxin):内、外毒素
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1. 外毒素(exotoxin )
神经毒素:如破伤风痉挛毒素 细胞毒素:如白喉外毒素 肠毒素:如霍乱毒素 2. 内毒素(endotoxin)
4. 简述细菌的生物膜及其医学意义。
生物膜:不是细菌的简单堆积,而是以微菌落为基本结构单位的有序性“社区”结构,可为不同种属的细菌共同形成(如:牙菌斑)。 意义:
1.抵抗免疫细胞、免疫分子及药物的攻击。 2.克服液态流的冲击而持续存在。
3.细菌通过接合机制快速传递耐药基因。 4.与医院内感染密切相关。
5.是现代医源性感染的重要因素(生物医学植入物)。
5. 比较细菌内、外毒素的区别。
区别 外毒素 内毒素 6. 分析吞噬细胞的杀菌机制。 要点 依氧杀菌(主要):需要分子氧参加,通过吞来源 G+菌与部分G-菌。 G-菌。 噬细胞的呼吸作用产生H2O2 、O2-、 OH-、
存在 活菌分泌出,少数细胞壁组分,菌裂-O2、NO 等物质直接对病原体有高效的杀菌部位 菌崩解后释 。 解后释放。 活性。
化学 蛋白质。 脂多糖。 非依氧杀菌:
成分 (1)酸性环境:糖酵解产生乳酸的杀菌作
稳定 不稳定,60~80 ℃,稳定,160 ℃,2~4h用。
性 30min灭活。 灭活。 (2)溶酶体酶等:溶菌酶、蛋白水解酶消 化
较弱,各菌的毒性 分解作用。
毒性强,对组织器官具选效应大致相同,引起
作用 择性毒害作用,引起发热、白细胞增加、 7. 全身性细菌感染类型有那些?举例说明。
特殊病变。 微循环障碍、休克、 菌血症(bacteremia):病原菌在局部生长繁殖,
DIC等。 一时性或间断性侵入血流,但不在血中繁殖。
抗原强,刺激机体产生抗弱,甲醛不能脱毒(例:伤寒的菌血症)
性 毒素,甲醛脱毒成类成类毒素。 毒血症(toxemia):病原菌在局部生长繁殖,
毒素。 但不侵入血流,而外毒素入血,引起特殊的
中毒症状。(例:破伤风) 败血症(septicemia):病原菌侵入血流,并在其中大量繁殖,产生毒素,引起严重的全身中毒症状。(例:大肠杆菌性败血症)
脓毒血症(pyemia):化脓菌侵入血流,并在其中大量繁殖,并随血流引起全身各组织的化脓性病灶。(例:金黄色葡萄球菌性脓毒血症) 内毒素血症(endotoxemia):G-菌侵入血流,繁殖,崩解释放内毒素入血所致。少量内毒素引起发热,大量内毒素引起DIC、内毒素休克、死亡。(例:脑膜炎)
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