遺傳變異基因突變

遺傳變異基因突變第一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二第二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二第三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二第四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二第五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二白化變異第六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二第七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二

蘇格蘭折耳貓又稱彎耳貓、短耳貓、疊耳貓、塌耳貓等。這種貓并非刻意培育出來的，而是基因突變第八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二基因突變：某一基因內(nèi)部所發(fā)生的從一種等位形式改變?yōu)榱硪坏任恍问降淖兓?，又叫點突變

第九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二1.基因突變的類型和特征1）基因突變的類型根據(jù)突變引起的表型特征和生理生化特征分為以下幾類：形態(tài)突變型：造成生物體外形發(fā)生改變的突變又叫可見突變，如：形態(tài)、大小、色澤的改變致死突變：造成個體死亡或生活力明顯下降的突變

顯性致死：雜合狀態(tài)時就有致死作用隱性致死：純合狀態(tài)下才有致死作用第十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二小鼠(Musmusculus)毛色遺傳的隱性致死突變第十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二條件致死突變：在一定條件下表現(xiàn)致死效應，其他條件下可以存活的突變例如：

T4噬菌體的溫度敏感突變型在25℃時能在E.coli宿主中正常生長，形成噬菌斑，但在42℃時就不能這樣。

第十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二生化突變：突變影響生物的代謝過程，導致特定生化功能改變或喪失，如營養(yǎng)缺陷型例：鏈孢霉的氨基酸突變型＋某種氨基酸才能生長第十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二失去功能突變：由于突變、消除或改變了基因的功能區(qū)，干擾了野生型對某種表型的活性功能

無效突變：完全喪失基因功能的突變滲漏突變：保留一些基因功能的突變獲得功能的突變第十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二2）突變的一般特征突變的稀有性突變率：一定數(shù)目配子中突變數(shù)目所占的比例

or一定數(shù)目的細菌在分裂一次過程中發(fā)生突變的次數(shù)

細菌噬菌體的突變率10-8～10-10，高等生物10-5～10-8第十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二突變的隨機性：突變可以發(fā)生在個體發(fā)育的任何時期體細胞突變和生殖細胞突變體細胞(突變)突變體細胞組織器官性細胞(突變)突變配子后代個體；第十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二花色體細胞突變第十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二不同顏色的牽牛花第十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二柑桔體細胞突變第十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二馬鈴薯薯塊顏色變異蘋果體細胞突變第二十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二突變的多方向性:突變可以向多個方向發(fā)生

構成復等位基因第二十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二第二十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二突變的可逆性

正向突變：離開野生型等位基因的變化如：A+A或a+a

回復突變：回復到野生型的變化

抑制突變：某一座位上突變產(chǎn)生的表性效應被另一座位上的突變所抑制，使突變體又恢復為正常表型第二十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二基因的有利性與有害性有利：作物抗病性微生物的抗藥性第二十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二1)大腸桿菌營養(yǎng)缺陷型的檢出

完全培養(yǎng)基或補充培養(yǎng)基（存活）

基本培養(yǎng)基（死亡）完全培養(yǎng)基10-8~10-6合成缺陷型藥物處理基本培養(yǎng)基2.基因突變的檢測第二十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二大腸桿菌營養(yǎng)缺陷型的檢出影印接種法（影印培養(yǎng)法Replica-platingtechnique）

E.coli誘變劑E.coli稀釋→完全培養(yǎng)基Masterplate（主平皿）→基本培養(yǎng)基上（Replicaplate）

第二十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二第二十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二第二十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二2)真菌營養(yǎng)缺陷型的檢出菌絲過濾法（可將野生型與突變型分離）誘變處理分生孢子菌絲分生孢子液體培養(yǎng)基通氣培養(yǎng)未萌發(fā)的分生孢子棉花過濾除去菌絲缺陷性孢子、死孢子確定營養(yǎng)缺陷性

各種補充培養(yǎng)基培養(yǎng)需長時間萌發(fā)的野生型孢子死孢子已突變的孢子通氣培養(yǎng)過濾除去菌絲第二十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二3）二倍體生物突變的檢出根據(jù)后代性狀的分離情況進行檢出第三十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二4）果蠅突變的檢出A性連鎖基因隱性突變的檢出

(ClB法、Muller-5)

第三十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二Muller-5法：

Muller-5品系:X染色體上有B(棒眼)Wa(杏眼)

倒位：可抑制X染色體的交換。

檢出步驟:

第三十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二圖第三十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二Ⅰ.

將待測的♂果蠅與純合Muller♀果蠅雜交.Ⅱ.

將F1♀♂自交,目的是檢查某一特定X染色體上的突變.

第三十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二Ⅲ.

觀察分析F2：

①如果無X隱性致死突變預期

F2♂:♀=1:1表型比為簡單的

1:1:1:1;②如果有X隱性致死突變預期

F2♂:♀=2:1表型比1:1:1;③如果有隱性非致死突變在F2♂中可見突變。第三十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二B常染色體突變——平衡致死系(Cy和S)

第三十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二P133－1圖第三十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二觀察分析F3：

a.如果有隱性致死突變，

F3只有一種類型，卷翅（或星狀眼）

b.如無突變，

F3中除有卷翅(或星狀眼)外，還有野生型

c.如有隱性非致死突變，

F3中除卷翅（或星狀眼）外，還有突變類型。

檢出特點：只能檢出常染色體，且與平衡致死系同號染色體上的基因突變。第三十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二5）人類基因突變的檢出

常染色體突變：借助蛋白質(zhì)電泳技術，

DNA分子標記等性染色體突變：可根據(jù)性狀表現(xiàn)檢出

第三十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二人的突變的檢出家系分析（pedigreeanalysis）和出生調(diào)查

第四十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二人的突變的檢出下面是一個上眼瞼下垂的家系，先證者的父母表型正常，說明是新產(chǎn)生的突變。第四十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二人的突變的檢出目前用的較多的檢出人類突變的另一方法，是篩選各種蛋白質(zhì)或酶的微小變異：例如：鐮型細胞貧血癥患者基因型HbsHbs

血紅蛋白（S）(SS)

正常為HbAHbA血紅蛋白（A）（AA)

雜合體HbsHbA具兩種血紅蛋白的A和S(AS)A與S兩種血紅蛋白電泳的遷移率不同，通過電泳可以分辯第四十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二人的突變的檢出第四十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二人的突變的檢出分子水平：RFLP、AFLP等、基因組序列分析等。第四十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二3.基因突變的分子機制

自發(fā)突變：自然狀況下產(chǎn)生的突變基因突變

誘發(fā)突變：由誘變劑引起的突變第四十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二1)基因突變的方式產(chǎn)生原因：復制錯誤、DNA損傷和轉(zhuǎn)座作用等。根據(jù)突變發(fā)生在DNA結(jié)構或序列的變化可分為：

⑴堿基替換：一種堿基被另一種堿基替換轉(zhuǎn)換：嘌呤→嘌呤；或者嘧啶→嘧啶顛換：嘌呤→嘧啶;或者嘧啶→嘌呤第四十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二

⑵

移碼突變：增加或減少幾個堿基,導致蛋白質(zhì)翻譯錯位。

⑶

缺失和重復：大片段堿基的缺失或重復，如E.coli乳糖發(fā)酵調(diào)節(jié)基因lacⅠ

中四堿基重復序列第四十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二第四十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二第四十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二第五十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二第五十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二

根據(jù)堿基替換后氨基酸順序是否發(fā)生改變可分為：⑴同義突變（samesensemutation）不改變氨基酸的密碼子變化，與密碼子的兼并性有關.如GAU/GAC—Asp.⑵錯義突變（missensemutation）堿基替換的結(jié)果引起氨基酸序列的改變.⑶無義突變（nonsensemutation）編碼區(qū)的單堿基突變導致終止密碼子(UAG、UGA、UAA)

的形成,使mRNA的翻譯提前終止,形成不完全的肽鏈.

⑷延長突變：堿基替換使終止密碼變?yōu)榫幋a某種氨基酸的密碼子的突變

第五十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二第五十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二如鐮刀型貧血癥：血紅蛋白B鏈(146Aa)，6號氨基酸的替換,導致明顯的表型癥狀。Glu→Val,若Glu→Asp則影響較小。第五十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二第五十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二2)自發(fā)突變的分子機制造成DNA錯誤復制的原因：

堿基的互變異構作用

DNA復制過程中模板鏈或子鏈環(huán)出，造成子鏈的堿基缺失或增加，引起移碼突變第五十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二第五十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二

自發(fā)化學損傷：自然產(chǎn)生的對DNA的損傷⑴

脫嘌呤由于堿基和脫氧核糖間的糖苷鍵受到破壞,從而引起一鳥嘌呤或腺嘌呤從DNA分子上脫落下來.⑵

脫氨基作用

C脫氨基變成U;A脫氨基變成H,H和G配對造成轉(zhuǎn)換AA-T→→→H-T→→→H-C→→→H-C↘→A-T↘→G-CBG-C→→→G-U→→→A-U→→→A-U↘→G-C↘→A-T第五十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二圖:脫氨基造成的堿基轉(zhuǎn)換第五十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二⑶

氧化損傷:

活潑氧化物如：超氧基（O2-），氫氧基（OH-）和過氧化氫（H2O2），對DNA造成損傷

G氧化成為GO，GO與A錯配導致GCTA第六十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二3）誘發(fā)突變的分子機制（inducedmutaion）

由各種誘變劑（物理的、化學的）誘發(fā)的突變電離輻射原理：基因的化學物質(zhì)(DNA)發(fā)生電離作用。堿基對、堿基結(jié)構破壞、改變基因突變；磷酸二酯鍵斷裂、染色體斷裂重接染色體結(jié)構變異。第六十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二電離輻射的作用：直接作用：DNA或染色體被射線作用產(chǎn)生電離或激發(fā)引起變異間接作用：細胞內(nèi)物質(zhì)吸收能量產(chǎn)生氧自由基，破壞DNA結(jié)構遺傳效應：低劑量生長正常高劑量生長異?；蛩劳龅诹?，共八十九頁，編輯于2023年，星期二

非電離輻射紫外線的致突變作用紫外線使ＤＮＡ形成嘧啶二聚體，如T二聚體

第六十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二第六十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二

B化學誘發(fā)（inducedmutaion）

堿基類似物

eg.5-BU和5-BrdU是胸腺嘧啶(T)的結(jié)構類似物，酮式結(jié)構易與

A配對；烯醇式結(jié)構易與G配對。另有2-氨基嘌呤(2-AP,A類似物)、

5-氟尿嘧啶、

5-氯尿嘧啶等。第六十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二

酮式與A配對，烯醇式與G配對第六十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二第六十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二第六十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二第六十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二改變DNA結(jié)構的化合物：亞硝酸、羥胺和烷化劑

亞硝酸：使腺嘌呤（A）變成次黃嘌呤(H)、胞嘧啶（C）變成尿嘧啶（U）H的配對特性象G，容易和C配對成H-C；U的配對特性象T，和A配對成A-U。在下一次DNA復制時完成AT→GC，GC→AT的轉(zhuǎn)換。第七十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二返回第七十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二第七十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二第七十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二

羥胺：能使胞嘧啶（C）先變成羥氨基胞嘧啶，再經(jīng)互變異構反應變成能與腺嘌呤配對的羥氨基胞嘧啶，導致

GC對變成了AT對，從而誘發(fā)了基因突變。第七十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二

烷化劑：使嘌呤脫落，造成轉(zhuǎn)換、顛換、斷裂或其他突變

是目前應用最廣泛而有效的誘變劑。最常用的有甲基磺酸乙酯(EMS)，甲基磺酸甲酯(MMS)、亞硝酸胍等。

第七十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二能和DNA起化學反應并能改變堿基氫鍵特性的物質(zhì)：烷化劑、亞硝酸和羥胺等烷化劑(EMS、MMS)↓烷化作用↓堿基水解缺失↓轉(zhuǎn)換與顛換第七十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期二返回第七十七頁，共八十九頁，編輯