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第三章 基因突变 一、基因突变的分类 基因突变的机制 回复突变：突变体所失去的野生型性状可以通过第二次突变得到回复，这种二次突变就是回复突变。 四、基因符号表示 命名规则： 1.根据基因产物或其作用产物的英文名称的第一个字母缩写成3 个小写斜体字母来表示。 2.不同的基因座，其中任何一个突变所产生的表型变化可能相同，其表示方法是在3 个小写斜体字母后加上一个斜体大写字母来表示区别。如Recombination→recA、recB、recC 3.突变位点应通过在突变基因符号后加不同数字表示。如supE44 4.某个基因或某个领域缺失时，在其基因型前面加上“?　”表示。例如：lac-proAB 基因缺 失时它的基因型表示为?(lac-proAB)。 5. Φ 融合 如Φ（ara-lac）表示ara和 lac融合成新基因 一个细菌分裂一次产生两个细菌，两个细菌再经一次分裂产生四个细菌，这时一个细菌开始总共经历了三个世代。细菌繁殖过程中的世代总数为细菌数减1.如果细菌总数和开始时的细菌总数相差很大，可以认为细菌总数就是世代数。 突变率＝（M2-M1）/(N2-N1)，其中M为抗性菌落数；N为不同时间的细菌数。 考虑到微生物分裂不同步，细菌总数就是世代数G的计算为： G= (N2-N1)/ln2= (N2-N1)/0.693 突变率＝（M2-M1）*0.693/(N2-N1) 例如测定某一大肠杆菌对链霉素的抗性突变时，得到如下数据：接种细菌数为5.4х105，测定时细菌数为31.4 х108，抗性菌落数为24，则 突变率（μ）＝（M2-M1）*0.693/(N2-N1) =24 *0.693 /(31.4 х108- 5.4х105) =0.52 х10-8 如果是液体培养基，需要考虑细菌的分裂次数。 突变率（μ）=2（M2/N2-M1/N1）/(g2-g1) 由于突变次数的随即分布，平均突变率可用泊桑公式计算： P0=e – μN 则 μ= -lnP0/N 例如：在某一实验中，测得20支培养试管中有11支没有出现抗性突变细菌，每支试管的细胞数为：2х108。 则有：P=11/22=0.55 μ= -lnP0/N = -ln0.55/2х108 = 3х10-9 第二节 诱变剂与突变机制 诱变剂：能使突变率提高到自发突变水平以上的物理、化学和生物因素。 诱变机制： 碱基置换可以分为两类：转换和颠换前者是嘌呤到嘌呤，嘧啶到嘧啶的变化，后者是嘌呤到嘧啶或嘧啶到嘌呤的变化。 碱基类似物——5BrU的诱变机理和该假设的证明 另一种碱基类似物：2-氨基嘌呤(AP)，类似于A 异构体： 酮式 烯醇式 配对形式： AP=T AP≡C d.交联：烷化剂有两类， 一类是单功能基烷化剂，如甲基甲烷碘酸，只能使一个位点烷基化； 另一类是以双功能基烷化剂，化学武器如氮芥、硫芥等，一些抗癌药物如环磷酰胺、苯丁酸氮芥、丝裂霉素等，某些致癌物如二乙基亚硝胺等均属此类，其两个功能基可同时使两处烷基化，结果就能造成DNA链内、DNA链间，以及DNA与蛋白质间的交联。 三、移码突变 定义： DNA分子中一对或少数几对核苷酸的增加和缺失造成的基因突变。 引起移码突变的诱变剂： 如吖啶橙，原黄素，吖黄素，可掺入DNA的碱基对之间，引起DNA双链错位 移码突变机制： 四、辐射诱变 热 UV照射形成嘧啶二聚体 3、激光诱变 波动实验 涂布实验 影印实验 然而，仍有学者对上述实验的统计学意义特异议。1952年Lederberg设计了影印培养(Replica plating)。 其方法为将对链霉素敏感的大肠杆菌大量接种于营养琼脂平板上，培养后细菌在培养基上均匀的长出菌苔层，然后用灭菌的丝绒复盖在一块与平皿同样大小的木块上轻轻影印，使细菌菌落全部转移到丝绒面上。另取含有链霉素的琼脂培养平板，将丝绒面再印在其上，从而获得与原始平板完全相同的复制平板。将此平板培养，耐药的菌落出现后，通过比较，可从原始平板的相应部位刮取菌苔转种至液体培养基中，增菌后，重复制备原始平板与影印平板。经过数次重复后，则可获得一株完全没有接触过链霉素的高度耐链毒素的突变株，表现为原始平板上全部菌落与含链霉素平板上的菌落吻合。这一实验雄辩地证明了链霉素仅起选择作用。 二、自发突变的主要原因 1. 互变异构和环出效应 2. 微生物自身所产生的诱变物质的作用 3. 背景辐射和环境诱变 抗药性突变以一定的突变率发生在个别细菌中。 每一个细胞发生突变的频率几乎是随机的，但是突变的频率仍然有一定的规律性： 不同的细菌均以一定的频率发生某一突变, 同一细菌也将以一定的频率发生不同的突变。 对于各种药物的抗性突