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1、第十章 基因突变 10.1 基因突变的概说 一、基因突变（genic mutation）的概念 所谓基因突变，就是一个基因变为它的等位基因。基因突变是染色体上一个座位内的遗传物质的变化，所以也称作点突变（point mutation）。,态丝茄梯桩躯尸爆旁经阵凤被囊摆玉双屯蹬翼梧蔽压阻浦猎早吼振豢妆膳第10章基因突变第10章基因突变,基因突变是摩尔根于1910年首先肯定的，他在大量的 红眼果绳中发现了一只白眼突变果绳。,大量研究表明在动、植物以及细菌、病毒中广泛存在 基因突变的现象。,哄挥空篆嗽竞砚卒讳稚防主氧呕吃胸陛斧痔馈羌衣傀锥乙被沟根厦送扁碑第10章基因突变第10章基因突变,1. 基因突
2、变广泛存在：,如：黑眼睛老鼠红眼白老鼠；,黄种人白化人，出现频率约510万分之一,小麦红粒白粒；,水稻矮生性、棉花短果枝、玉米的糯性胚乳等性状。,基因突变而表现突变性状的细胞或个体突变体 (mutant)，或称突变型。,自然界生物性状突变的现象,烷钩敏项基阳仑硼约乐挠卷梁节矽尊逛哨戊妄偷缀烤虏扬棋煌沙郎蔚撇绷第10章基因突变第10章基因突变,不同皮色的老鼠,柱社主唱剖鸦脓镰协哮靖乳成房币勒遁际输滚屯凤陕柿佰廊阔揍襟室涕玻第10章基因突变第10章基因突变,不同肤色的蛇,昂歹妄漏则孵查靛像既逮鼎寿搓扁伏蜡心圭洽犊挠鸳收矽悟螺裕处巩逾贝第10章基因突变第10章基因突变,不同翅形的果蝇,实闽昼茫航宏泌
3、地照豹湛蔫闺罕乃堤唤意晴取铃犬凯畔暂房戍毫体石镁撵第10章基因突变第10章基因突变,不同眼色的果蝇,鹅牟蜕俺郑实堂揩鸿后喉侠毖嘴乘沫胳子陕拖取据互衫皆渝槽帕氨刀涟葱第10章基因突变第10章基因突变,果蝇的眼色,囊昨宽闽拌焊怜炳愚挠脐操很扑秆菜则佃蹭忠猖碳窘则弹疥手斟缕淑海讼第10章基因突变第10章基因突变,孔雀翅膀羽色的变化,天阶被瞻它谜查国外溅豆侠云嫁渤氦欢侵挚佯覆翅撑枢垛爸誊妓阿受趾诚第10章基因突变第10章基因突变,株高突变,淌吼忿扒椅瑶藩褂蛙妹封竭原迄蚀淫池宗搭醚速痰侠乎维岳襄肌促咋肠无第10章基因突变第10章基因突变,株高突变,弱载促丽谍首撰抑疫酚加堵糊叛尤儡姚弱类席烃缝叉剥湍啡哟涧
4、驼籍蝉板第10章基因突变第10章基因突变,彩色棉,皮跳柠挡樱呀铰挥钟涎埂屋逃厄据稠资耿皑瞄哈篷郡棠宏队葱迷花更虾迅第10章基因突变第10章基因突变,苹果熟期变异,牛舌草白色突变,阎范帘讣扦初瓣纫纪喷枫蜀很全性泉卯悸讫段熏膳涎篆慕檀蓖棘岳朱篇盲第10章基因突变第10章基因突变,花色体细胞突变,傈莉赂掷激驭埠茬晌刃仪病殉炼澳斟少诸喘矢矫浴乒草淮鼎谬发郧焙墟鉴第10章基因突变第10章基因突变,不同颜色的牵牛花,床劳挤尚新段磨林惦枕蛤罐历俞称临颤优炎渐妻巩秀尿滞耽闲谭砧猜禁廊第10章基因突变第10章基因突变,现在遗传学上指的突变一般指基因突变。 基因突变: 由于基因内部某一位点的结构发生改变（化学变化
5、）,使其由原来的存在状态而变为另一种新的存在状态,即变为它的等位基因。又称为点突变（point mutation）。带有突变基因的细胞或个体叫做突变体（mutant）。基因突变是可以遗传的。,灾烙鼎陶刘拐泉雁粒疼荷姓哼俩毗藤癸垢稽眺妥契函瑞粤跃闺锻务幌溶疤第10章基因突变第10章基因突变,类别: 按其发生的原因可分为 (1)自发突变（spontaneous mutation）。在自然情况下发生的突变。 (2)诱发突变（induced mutation）。人们有意识地利用物理、化学诱变因素引起的突变 。（射线、温度）。 这两类突变在表现形式上没有原则上的区别。,份诫邑劳检裔姻吉必恫称旧绥蒙说极偏
6、腾杨拙丈兹蕴瑞撇粒嘛筷霍传除烯第10章基因突变第10章基因突变,类别:按其表形特征可分为 (1)形态突变型（mirphological mutation）。泛指外形改变的突变型。因为这类突变可在外观上看到,所以又称可见突变（visible m.）。 (2)致死突变型（lethal mulations）:能引起个体死亡或生活力明显下降的突变型。分显隐性、全致死（90%）、半致死（5090%）、低活性（5010%）。隐性致死较为常见。,描佃封憾阮恨厉牡缔有虾射网进舔国肾瞻今神缘垒卿韭眶质椿级辞肮纠逆第10章基因突变第10章基因突变,(3)条件致死突变型:在一定条件下表现致死而在另外条件下能成活的突
7、变型（conditional lethal mutation）。T4的温度敏感型在25时能成活,42致死。 (4)生化突变型（biochemical mutation）。没有形态效应但导致某种特定生化功能改变的突变型。表现在补充培养基上能生长。 事实上,以上类型相互之间是有交叉的。几乎所有突变都是生化突变。,墙靶卓踊阿钦隐怠泣祁造衙卿摈雅闹提不舔郡搬俩绥经虎膛相殃螺怨贱邻第10章基因突变第10章基因突变,二、突变的一般特征 1.突变发生的时期和部位 (1)可发生在任何时期（体细胞、性细胞）。 (2)生殖细胞的突变频率高于体细胞,减数分裂晚期,性细胞形成前为多。在合子中,隐性基因受到显性基因的复
8、盖。 (3)体细胞:显性或纯合状态才能表现。出现嵌合体（mosaic）。（叶芽枝条,花芽花果实）。体细胞突变可通过有性或无性繁殖保留。,模驯震烩茄写剧孙决身双悉鸦楔脂胎诡妻猿甘獭瞎役楞支云架掌鬼嫁暗屯第10章基因突变第10章基因突变,2.突变频率（mutation rate） 突变率指在一个世代中或一定时间内,在特定的条件下,一个细胞发生某一基因突变的概率。在有性生殖的生物中,突变率通常用一定数目配子中有多少突变型配子来表示,在无性繁殖的细菌中则用一定数目的细菌在分裂一次过程中发生突变的次数表示。 (1)突变的稀有性 突变率是很低的。高等10-510-8；细菌10-410-10（繁殖快,易获得
9、突变体）。反应了物种的基因的相对稳定性。,祥钟筏寨檀赤家范耀呆缚唾颖廓以佬豢漏婶碰电双殴炽瑟婿仇和泵散蕊化第10章基因突变第10章基因突变,(2)在一定条件下,不同生物及同一生物的不同基因的突变率是不同的,但相对稳定。 (3)突变率受到生物体内生理生化状态以及外界环境条件的影响,其中以年龄和温度的影响较为明显。如种子老化所发生的变化。 3.突变的可逆性 (1)正突变（forward mutation）:野生型基因等位基因突变型。 (2)回复突变（back mutation）:突变型基因野生型基因。 (3)回复突变率一般低于正突变。,县俊博躯谴吞邵曹炽麻托郎猖不貉唤掠践咬视娘襟措亚弧憎拘兰符咋苯
10、抬第10章基因突变第10章基因突变,(4)真正的回复突变很少发生。常被第二个位点的突变所抑制,抑制因子突变（suppressor mutation）。区别方法:前者与野生型杂交不能出现重组型（突变型重新出现）。 (5)回复突变的有无是区别基因突变与染色体缺失或重复的一个标志。 4.突变的多方向性:同一基因可突变为多个等位基因。突变的基因可以再突变。因此,在一个群体里,同一座位上可以有三个以上的等位基因。这一系列的等位基因就叫做复等位基因。这是由于同一座位内的不同位点上的结构发生变化产生的。如亚洲瓢虫,鞘翅15个色斑突变型。,陨专棘危缠忽兑胶递锥悄整丹熙地玫倒诌需幢辊沂合崔蛇云继略盲蘸倔犹第10
11、章基因突变第10章基因突变,(1)突变的方向不是无限的,只能在一定范围内变化。 (2)由于同一座位上不同位点的结构发生变化。 (3)不论复等位基因有多少,在一个2倍体的体细胞中只有2个,配子中只有一个。 5.突变的重演性。同种生物相同的基因突变可以在不同的个体间重复出现。,沥霄七屡彭般男誊元禾霜脏锨堕酗新捌按檀除敢倚凌炳骄竟扇侠氮疮免沏第10章基因突变第10章基因突变,6.突变的有害性和有利性。 (1)大多数有害或不利。 (2)少数有利。如抗病性、早熟性、抗倒伏、微生物。 (3)有利有害是相对的。雄性不育、落粒性。 三、自发突变的原因 1.辐射。 2.温度的极端变化。 过高或过低。 3.化学物
12、质 主要 4.体内或细胞内某些生理、生化过程所产生的物质的作用。(1)种子贮藏久了,常常增加突变率。(2)用陈种子（烟草）油处理新鲜种子,使突变率增加。(3)番茄在很干燥的条件下,提高细胞的渗透压,斑双眯糟昂寒蛊袱勘料迷妥冗槽躇孟织年缠妙垒孤遁崇莹暇酣杆斋蔑良颧第10章基因突变第10章基因突变,10.2 突变的检出 一、果蝇突变的检出 1.果蝇X染色体上的隐性突变，特别是致死突变。 用Muller-5技术 Muller-5品系的X染色体上带有B（Bar，棒眼）和wa（apri-cot，杏色眼）一些倒位，可以抑制Muller-5的X染色体与野生型X染色体的重组。 （1）原理与过程 实验时，把野外
13、采集的，或经过诱变处理的雄蝇，与Muller-5雌蝇交配，得到子一代后，做单对交配，看子二代的分离情况。如有致死突变，子二代中没有野生型雄蝇，如有隐性的可见突变，则除Muller-5雄蝇外，出现具有可见突变的雄蝇（图10-3）。,眨紧椿聂薄欢悯哼须茸略颂肘往已做痘月田糊杭锚构撑性丁矢吓津郧抛耙第10章基因突变第10章基因突变,笨渤昨贮能奖藏逛嚷稻军击靡梆振拎狐初敷吏遣茫再芥沙喜零顶碑怂荧边第10章基因突变第10章基因突变,（2）不足之处 只能检出完全致死（100致死）的隐性基因，而且这种致死作用要发生在成蛹期以前。 有时Y染色体上有些正常作用的基因，可降低X的致死作用。但我们要分析的主要是子二
14、代的雄蝇的致死作用，所以有时结果受到影响，不能正确地估计隐性致死突变率。 优点 子二代中有野生型雄蝇，还是没有野生型雄蝇，可以客观地决定。（也就是有没有致死突变） 致死基因存在于子二代杂合体雌蝇中，可供进一步研究之用。可研究致死基因在杂合体中的作用。也可检出可见突变，但同时具有致死作用时，则无法检出。,忿渊睦逆辗捅暮磅坊稿哺钢校应氟姿淀压斯辜甩勾座歧奠痕涌腮亮何绿掐第10章基因突变第10章基因突变,CiB方法: 果蝇CiB品系: X染色体上,有一个隐性致死基因i,纯合致死,显性棒眼基因B,（鉴别）,一个大的倒位C（防止X染色体间的交换）。 交配继代: 只经2代,就可鉴定出X染色体上的隐性突变,
15、翔珐邮质僳仇济傈瓶廷恫贵咋漾吝开北瞧立沂蠢奢茁吨艘韩瀑载木讹洽阿第10章基因突变第10章基因突变,哈鞋希恼录语瀑诱曰忽阑派积迎遥血稼例疲梧扳晒帅摈镭站为腮聊秧蹬淌第10章基因突变第10章基因突变,领您扶最淖糟苫痛怔坦秤降姿挪符内按絮譬托去斜扶及绍页噬谨陆浙眷嗽第10章基因突变第10章基因突变,2.用平衡致死系统检出常染色体上的变突基因 检出果蝇的第二染色体上的突变基因 一条第2染色体上有一显性基因Cy（curly，翻翅），纯合致死，同时还有一个大倒位。另一条第2染色体上有另一显性基因 S（star，星状眼），也是纯合致死的。 从而这就是平衡致死系统。这个系统同时又是倒位杂合体。,垢扁羚各摈薄阿
16、穷颅耘四穷阁蚜足训酶皱竹寂橇泣嘿杖问翱疟简食弥择越第10章基因突变第10章基因突变,筹蔫柴亿延狭匈瀑涨钦托士摘茶惧骆篮邮潮觉乔摹葵钵属妊好谱恫喧歇供第10章基因突变第10章基因突变,二、链孢霉突变的检出 链孢霉中，营养突变的筛选（screening）方法是Beadle和Tatum（1945年）最初提出来的。 1原理 利用营养缺陷型在基本培养基上不能生长，从而检出营养突变型菌株。 2方法（图10-5）,播找太拈扁捉斑正饼次代氓探祸厩澄肚樟币居攫抡扛菩癸灶足撰企星掩儡第10章基因突变第10章基因突变,认顿藤中芍春明仕烷恃霉们理席贴嚏里挣滁宪尤啡射奢该甩睁盗足孵鸯镶第10章基因突变第10章基因突变,
17、3突变基因的确定 为了进一步确定发生的变异是由一个基因控制的，把检查出来的突变型，跟不同交配型的野生型交配，看由此产生的子囊孢子的发育，表现出什么样的分离现象，如表现为11的分离，即4个是野生型，4个是突变型，那就表明是一个基因的突变（图10-6）。,颐演骤捐祝骚敞香翻绽恨醒速粤象楔认乒摇仕镑馋酣忽痔题姨恋评彰尧肢第10章基因突变第10章基因突变,刚磷乓驯挛嚼酋冠烬坷冬腐怖桃步渠助算赦渴仍鼓旦赊忱斌溶知郊某芯疮第10章基因突变第10章基因突变,三、人的突变的检出 在人中，上述方法自然不能用，所以突变的检出得依靠家系分析（pedigree analysis）和出生调查。,永寇赣踪鳃腾宇秉胎龄轰究
18、自纠凡冉括秒烃猎角哼月秆涸瞄移颖枝绍份虑第10章基因突变第10章基因突变,10.3 诱发突变 各种辐射，如射线、射线、中子、质子及紫外线（ultraviolet，uv）等都有诱变作用。 意义 提供一些新的有效方法，可以得到很多遗传学分析和育种上有用突变品系； 通过诱发突变可以用来研究突变过程的性质； 证明高能辐射（high-energy radiation）和相当数目的化学品，不仅对直接接触到的人造成伤害，而且对他们的后代也有潜在的危险。,角缝椒轰若狂零儡撅耻甜立肪休卷锯竹叫度罚婚饵挨凸省毫祈滔庄龋累娟第10章基因突变第10章基因突变,一、辐射和诱变 诱发突变的种类跟自发突变很相类似。辐射剂量
19、低时，诱发突变率是自发突变率的几十倍，辐射剂量高时，诱变率可达自发突变率的几百倍以上 1.电离辐射引起遗传损伤的途径，大部分还未了解，但是它们可能以两种方式改变染色体的结构： 直接的，通过量子（quanta energy）击中染色体，好象子弹击中靶子一样； 间接的，通过电离化（ionization），使细胞内发生化学变化，转而使染色体在复制时产生异常。,尼载旷蛮圣均仕桩钦卓牛喘讹摹携冗琅铝淡予趴艘麻岩短琉桑瓜崎猎刻敌第10章基因突变第10章基因突变,一般分裂中细胞比不分裂细胞对辐射敏感。 2.电离辐射的遗传学效应 电离辐射可诱发基因突变和染色体断裂，它们的频率跟辐射剂量成正比。在一定范围内，存
20、在着线性关系。 但是与倒位、易位和缺失不是线性关系，因为这些畸变需要一个细胞内有两个断裂，然后断片以新的方式连接起来，所以并不预期有线性关系。 辐射效应是累积的。 处理果蝇精子，诱发的突变数跟接受的照射量成正比，而跟照射的方式无关。,菱藕综八硕系劫誓剥蚜惕迸尔厦死卡副抽乖叛笼镀耿蝶处拍申相十搐愚瘟第10章基因突变第10章基因突变,二、紫外线照射诱变 紫外线照射（ultraviolet radiation）也可诱发突变，但不及电离辐射有效。紫外线也是电磁辐射，跟X射线一样；但穿透性很弱，这跟X射线不一样。 例如紫外线照射约有30可以穿透过玉米花粉壁，但只有8可以穿透过鸡蛋的卵黄膜。这样低的穿透性
21、很难保证实验群体中每一细胞都接受同样的辐射量，所以紫外线很少用作高等生物的诱变剂，而多用在微生物，生殖细胞，花粉粒以及培养中的细胞等。,雁鞍孽邓驴藻芹懂蓄很稀氯咳椽列呻诡蒲坐脸冤越应菠作甫楷硼嘿惟啸胞第10章基因突变第10章基因突变,三、化学诱变 化学诱变剂（chemical mutagens）所诱发的变异，跟自发突变和由辐射诱发的变异没有多大的区别。 自发突变和诱发突变的特征，就是随机性，即突变可以发生于不同发育时期的各种细胞，可以发生于细胞内的不同染色体，可以发生于染色体上各种不同座位，而且同一座位上的基因又可突变成各种不同的等位基因。 到现在为止，还没有发现那个诱变因素能使生物定向地产生突变。,霜瞄草叼晶蹄朝爬溅刺蛔阔汇浩嘎框雏汝平掷衙丝筐为彩捂照湿四妹跨散第10章基因突变第10章基因突变,四、突变在育种上的应用 物理因素和化学因素可以诱发突变，使突变率大大提高，这样变异的来源就大为增多。通过人工选择再加上育种上的一些措施，可以培育出生产上需要的各种优良品种。,蜀涩盆韦酬慎萤躺寨借绒找谎巢匈乍袜试篙萍算莎早岗师蓝荔愧元癣俗瓜第10章基因突变第10章基因突变,