微生物遗传与变异ppt课件.ppt

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1、第二节基因突变和诱变育种一、基因突变（genemutation）一个基因内部遗传结构或DNA序列的任何改变简称突变，是变异的一种，泛指细胞内（或病毒粒内）遗传物质的分子结构或数量突然发生的可遗传的变化，可自发或诱导产生。突变几率一般很低（10-6～10-9）表型基因型这里主要介绍几种常用的由于基因突变而造成微生物表型变化的突变型及其分离（一）突变类型突变株的表型非选择性突变株选择性突变株抗性突变型（株）营养缺陷型（株）条件致死突变型（株）形态突变型（株）抗原突变型（株）产量突变型（株）突变率每一细

2、胞在每一世代中发生某一性状突变的几率例如，突变率为10-8的，指该细胞在1亿次细胞分裂中，会发生1次突变。某一单位群体在每一世代（即分裂1次）中产生突变株（mutant，即突变型）的数目来表示例如，一个含108个细胞的群体，当其分裂为2×108个细胞时，即可平均发生一次突变的突变率也是10-8。（二）突变率（mutationrate）突变一般是独立发生的。某一基因发生突变不会影响其他基因的突变率。同一细胞中同时发生两个基因突变的几率是极低的。（三）基因突变的特点1、自发性各种性状的突变，可在无人为

3、的诱变因素处理下自发地产生。2、不对应性突变的性状与引起突变的原因间无直接的对应关系。这是突变的一个重要特点，也是容易引起争论的问题。变量试验涂布试验影印平板培养法3、稀有性自发突变虽可随时发生，但其突变率却是极低和稳定的，一般在10-6～10-9间。4、独立性某一基因的突变率不受它种基因突变率的影响。如：在某一群体中，既可发生抗青霉素又可发生抗链霉素的突变型。5、可诱变性自发突变的频率可因诱变剂的影响而大为提高（10～105倍）。6、稳定性突变产生的新遗传性状是稳定和可遗传的。7、可逆性野生型菌

4、株某一性状可发生正向突变，也可发生相反的回复突变（也称回变）。（四）基因突变自发性和不对应性的实验证明三个经典实验：变量试验涂布试验影印平板培养法证明突变的性状与引起突变的原因间无直接对应关系！变量实验（fluctuationanalysis）SalvadorLuriaandMaxDelbruck（1943）SalvadorLuriaMaxDelbruckTheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1969影印实验（replicaplating）JoshuaLederbe

5、rgandEstherLederberg（1952）JoshuaLederbergJ.LederbergisawardedtheNoblePrizeinMedicineandPhysiologyin1958仅影响一对碱基影响一段染色体（五）基因突变及其机制1自发突变（spontaneousmutation）自发突变（spontaneousmutation）是指生物体在无人工干预下自然发生的低频率突变。自发突变的原因（1）背景辐射和环境因素（3）DNA复制过程中碱基配对错误（2）微生物自身有害代谢产

6、物一个1000bp的基因自发突变频率约为10-6例如，过氧化氢等例如，天然的宇宙射线等（4）由转座因子引起的插入或缺失的诱导诱发突变简称诱变，是指通过人为的方法，利用物理、化学或生物因素显著提高基因自发突变频率的手段。2.诱发突变（inducedmutation）凡具有诱变效应的任何因素，都称诱变剂（mutagen）。(1)碱基的置换（substitution）碱基的置换只涉及一对碱基被另一对碱基所置换，属于典型的点突变（pointmutation）。染色体的微小损伤（microlesion）碱基

7、的置换转换（transition）颠换（transversion）一个嘌呤另一个嘌呤一个嘧啶另一个嘧啶一个嘌呤另一个嘌呤一个嘧啶另一个嘧啶置换的机制①直接引起置换的诱变剂一类可直接与核酸的碱基发生化学反应的化学诱变剂，在体内（invivo）或离体（invitro）条件下均有作用。②间接引起置换的诱变剂引起这类变异的诱变剂都是一些碱基类似物（baseanalog）。5-溴尿嘧啶（5-BU）、5-氨基尿嘧啶（5-AU）、8-氮鸟嘌呤（8-NG）、2-氨基嘌呤（2-AP）6-氯嘌呤（6-CP）等。它们的

8、作用是通过活细胞的代谢活动掺入到DNA分子中后而引起的，故是间接的。(2)移码突变（frame-shiftmutation，phase-shiftmutation）指诱变剂使DNA序列中的一个或少数几个核苷酸发生增添（插入）或缺失，从而使其后面的全部遗传密码发生阅读框发生改变，并进一步引起转录和转译错误的一类突变。由移码突变所产生的突变株，称为移码突变株（frame-shiftmutant）。DNA分子的微小损伤点突变(3)染色体畸变（chromosomalaberration）电