微生物的遺傳變異與育種

微生物的遺傳變異與育種1第1頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第九章

微生物的遺傳變異

與育種2第2頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四本章的學(xué)習(xí)目的與要求掌握微生物基因突變、遺傳育種的方法、基因重組、菌種衰退、復(fù)壯和菌種保藏的方法；熟悉基因工程的基本操作步驟及未來(lái)的前景；了解證明DNA(RNA)是遺傳物質(zhì)的三個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)。3第3頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四本章的內(nèi)容第一節(jié)遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)第二節(jié)微生物的基因突變第三節(jié)微生物的基因重組第四節(jié)微生物與基因工程第五節(jié)微生物的菌種選育第六節(jié)微生物菌種的保藏與復(fù)壯4第4頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四遺傳與變異的概念遺傳和變異是生物體的最本質(zhì)的屬性之一。遺傳：親代將自身一整套遺傳因子傳遞給下一代的行為和功能?！胺N瓜得瓜，種豆得豆”變異：生物體的遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)和數(shù)量的改變，在群體中以極低的幾率（10-5~10-6）出現(xiàn)，性狀變化幅度大；新性狀穩(wěn)定、可遺傳?！耙荒干抛?，九子各不同”5第5頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四遺傳與變異的概念遺傳型（genotype）：一個(gè)生物體所含有的基因的總和。表型（phenotype）：一個(gè)生物體所具有的一切外表特征和內(nèi)在特性的總和。飾變（modification）：指生物體由于非遺傳因素引起的表型改變，變化發(fā)生在轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)譯水平，特點(diǎn)是幾乎整個(gè)群體中的每一個(gè)個(gè)體都發(fā)生同樣的變化，性狀變化的幅度小，不遺傳，引起飾變的因素消失后，表型即可恢復(fù)。6第6頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四微生物是遺傳學(xué)研究中的明星：

微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,營(yíng)養(yǎng)體一般為單倍體，方便建立純系。

很多常見(jiàn)微生物都易于人工培養(yǎng),快速、大量生長(zhǎng)繁殖。

對(duì)環(huán)境因素的作用敏感,易于獲得各類突變株，操作性強(qiáng)。第7頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四微生物是研究現(xiàn)代遺傳學(xué)和其它許多主要的生物學(xué)基本理論問(wèn)題中最熱衷的研究對(duì)象。對(duì)微生物遺傳規(guī)律的深入研究，不僅促進(jìn)了現(xiàn)代分子生物學(xué)和生物工程學(xué)的發(fā)展，而且為育種工作提供了豐富的理論基礎(chǔ)，促使育種工作從不自覺(jué)到自覺(jué)、從低效到高效、從隨機(jī)到定向、從近緣雜交到遠(yuǎn)緣雜交的方向發(fā)展。研究微生物遺傳學(xué)的意義第8頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)

微生物遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)

9第9頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)種質(zhì)連續(xù)理論：1883~1889年間Weissmann提出。認(rèn)為遺傳物質(zhì)是一種具有特定分子結(jié)構(gòu)的化合物。基因?qū)W說(shuō)：二十世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)了染色體并提出基因?qū)W說(shuō)，使得遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)的范圍縮小到染色體上。染色體由核酸和蛋白質(zhì)兩種長(zhǎng)鏈高分子組成。20多種氨基酸經(jīng)過(guò)不同排列組合，可以演變出的蛋白質(zhì)數(shù)目幾乎可以達(dá)到一個(gè)天文數(shù)字，而核酸的組成卻簡(jiǎn)單得多，一般僅由4種不同的核苷酸組成，它們通過(guò)排列組合只能產(chǎn)生較少種類的核酸，因此當(dāng)時(shí)認(rèn)為決定生物遺傳型的染色體和基因，起活性成分是蛋白質(zhì)。DNA是遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)的證明：1944年以后，利用微生物為實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行的三個(gè)著名實(shí)驗(yàn)（肺炎球菌的轉(zhuǎn)化試驗(yàn)、噬菌體感染試驗(yàn)、病毒的拆開(kāi)與重建試驗(yàn)）第10頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)遺傳變異的物質(zhì)基礎(chǔ)三個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)遺傳物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的存在部位和方式朊病毒的發(fā)現(xiàn)與思考11第11頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1928年，Griffith進(jìn)行了以下幾組實(shí)驗(yàn)：（1）動(dòng)物實(shí)驗(yàn)

對(duì)小鼠注射活R菌或死S菌————小鼠存活

對(duì)小鼠注射活S菌————————小鼠死亡

對(duì)小鼠注射活R菌和熱死S菌———小鼠死亡抽取心血分離活的S菌

一、三個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)（一）經(jīng)典轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（transformation）：F.Griffith，研究對(duì)象：Streptococcuspneumoniae（肺炎雙球菌）S型菌株：有致病性，菌落表面光滑，有莢膜R型菌株：無(wú)致病性，菌落表面粗糙，無(wú)莢膜第12頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（2）細(xì)菌培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)

熱死S菌—————不生長(zhǎng)

活R菌—————長(zhǎng)出R菌

熱死S菌+活R菌—————長(zhǎng)出大量R菌和10-6S菌（3）S型菌的無(wú)細(xì)胞抽提液試驗(yàn)

活R菌+S菌無(wú)細(xì)胞抽提液————長(zhǎng)出大量R菌和少量S菌以上實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：加熱殺死的S型細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)可能存在一種轉(zhuǎn)化物質(zhì)，它能通過(guò)某種方式進(jìn)入R型細(xì)胞并使R型細(xì)胞獲得穩(wěn)定的遺傳性狀。第13頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四①加S菌DNA②加S菌DNA及DNA酶以外的酶③加S菌的DNA和DNA酶④加S菌的RNA⑤加S菌的蛋白質(zhì)⑥加S菌的莢膜多糖活R菌長(zhǎng)出S菌只有R菌1944年O.T.Avery、C.M.MacLeod和M。McCarty從熱死S型S.pneumoniae中提純了可能作為轉(zhuǎn)化因子的各種成分，在離體條件下進(jìn)行了轉(zhuǎn)化試驗(yàn)：只有S型細(xì)菌的DNA才能將S.Pneumoniae的R型轉(zhuǎn)化為S型。且DNA純度越高，轉(zhuǎn)化效率也越高。說(shuō)明S型菌株轉(zhuǎn)移給R型菌株的，是遺傳因子。第14頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（二）噬菌體感染實(shí)驗(yàn)A.D.Hershey和M.Chase，1952年（1）含32P-DNA的一組：放射性85%在沉淀中（2）含35S-蛋白質(zhì)的一組：放射性15%在上清液中所以，進(jìn)入細(xì)胞的是噬菌體的核酸而不是蛋白質(zhì)。第15頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（三）植物病毒的重建實(shí)驗(yàn)為了證明核酸是遺傳物質(zhì)，H.Fraenkel-Conrat（1956）用含RNA的煙草花葉病毒（TMV）進(jìn)行了著名的植物病毒重建實(shí)驗(yàn)。將TMV在一定濃度的苯酚溶液中振蕩，就能將其蛋白質(zhì)外殼與RNA核心相分離。分離后的RNA在沒(méi)有蛋白質(zhì)包裹的情況下，也能感染煙草并使其患典型癥狀，而且在病斑中還能分離出正常病毒粒子。第16頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四選用TMV和霍氏車前花葉病毒（HRV），分別拆分取得各自的RNA和蛋白質(zhì)，將兩種RNA分別與對(duì)方的蛋白質(zhì)外殼重建形成兩種雜合病毒：（1）RNA（TMV）-

蛋白質(zhì)（HRV）（2）RNA（HRV）-

蛋白質(zhì)（TMV）用兩種雜合病毒感染寄主：（1）表現(xiàn)TMV的典型癥狀病分離到正常TMV粒子（2）表現(xiàn)HRV的典型癥狀病分離到正常HRV粒子。上述結(jié)果說(shuō)明，在RNA病毒中，遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)也是核酸。第17頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、朊病毒的發(fā)現(xiàn)與思考朊病毒含有微量的核酸，仍未發(fā)現(xiàn)？朊病毒僅由蛋白質(zhì)構(gòu)成朊病毒的遺傳物質(zhì)為蛋白質(zhì)？第18頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、朊病毒的發(fā)現(xiàn)與思考(參見(jiàn)P191和P195)亞病毒的一種:具有傳染性的蛋白質(zhì)致病因子,迄今為止尚為發(fā)現(xiàn)該蛋白內(nèi)含有核酸。其致病作用是因動(dòng)物體內(nèi)正常的蛋白質(zhì)PrPc改變折疊狀態(tài)為PrPsc所致,而這二種蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)并沒(méi)有改變.第19頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四人的庫(kù)魯病(kuru)、克雅氏病(CreutzfeldtJakobdisease,CJD)等羊搔癢癥(scrapie)牛海綿狀腦病(spongiformencephalopathy)第20頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四引起人與動(dòng)物的致死性中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病第21頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四Prusiner(1982)提出羊搔癢病因子是一種蛋白質(zhì)侵染顆粒(proteinaceousinfectiousparticle),并將之稱做Prion或Virino。-------朊病毒1997年，StanleyB.Prusiner榮獲諾貝爾獎(jiǎng)第22頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、朊病毒的發(fā)現(xiàn)與思考1）蛋白質(zhì)是否可以作為遺傳物質(zhì)？

prion是生命的一個(gè)特例？還是僅僅為表達(dá)調(diào)控的一種形式？2）蛋白質(zhì)折疊與功能的關(guān)系,是否存在折疊密碼？DNA→RNA→肽鏈→蛋白質(zhì)第23頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三、遺傳物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的存在部位和方式核酸存在的七個(gè)水平細(xì)胞水平： 存在于細(xì)胞核或核質(zhì)體細(xì)胞核水平： 單核或多核結(jié)構(gòu)染色體水平： 倍性(真核)和染色體數(shù)核酸水平：在原核中同染色體水平、存在部分二倍體 DNA或RNA，復(fù)合或裸露，雙鏈或單鏈基因水平：一切具有自主復(fù)制能力的遺傳功能單位均可稱為基因。1000bp大小，分子量約6.7×105Dalton密碼子水平： 第三位模糊,起始和終止,信息單位核苷酸水平： 突變或交換單位第24頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)

微生物的基因突變

25第25頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四主要內(nèi)容一、突變類型二、常見(jiàn)的微生物突變類型三、誘變劑與致癌物質(zhì)——Ames試驗(yàn)四、基因突變的特點(diǎn)五、基因突變的機(jī)制六、DNA損傷及其修復(fù)26第26頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

突變(mutation)指遺傳物質(zhì)—核酸（DNA或RNA病毒中的RNA）中的核苷酸順序突然產(chǎn)生了穩(wěn)定的可遺傳的變化。

一、突變類型第27頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四突變基因突變?nèi)旧w畸變由于DNA鏈上的一對(duì)或少數(shù)幾對(duì)堿基發(fā)生改變而引起的。DNA的大段變化（損傷）現(xiàn)象，表現(xiàn)為染色體的添加（插入、缺失、重復(fù)、易位和倒位）按突變涉及的范圍，突變可以分為基因突變和染色體畸變。第28頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四突變自發(fā)突變誘發(fā)突變環(huán)境因素的影響,DNA復(fù)制過(guò)程的偶然錯(cuò)誤等而導(dǎo)致,一般頻率較低,通常為10-6-10-9。某些物理、化學(xué)因素對(duì)生物體的DNA進(jìn)行直接作用，突變以較高的頻率產(chǎn)生。按突變的條件和原因劃分，突變可以分為自發(fā)突變和誘發(fā)突變。第29頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四突變類型

按突變所帶來(lái)的表型改變，突變的類型可以分為形態(tài)突變型、致死突變型、條件突變型、營(yíng)養(yǎng)缺陷型、抗性突變型、抗原突變型等。30第30頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、常見(jiàn)的微生物突變類型（參見(jiàn)P207-209）表型基因型這里主要介紹幾種常用的由于基因突變而造成微生物表型變化的突變型及其分離第二節(jié)微生物的基因突變第31頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、常見(jiàn)的微生物突變類型(參見(jiàn)P207-209)1）營(yíng)養(yǎng)缺陷型(auxotroph)

一種缺乏合成其生存所必須的營(yíng)養(yǎng)物(包括氨基酸、維生素、堿基等)的突變型,只有從周圍環(huán)境或培養(yǎng)基中獲得這些營(yíng)養(yǎng)或其前體物(precursor)才能生長(zhǎng)。營(yíng)養(yǎng)缺陷型是微生物遺傳學(xué)研究中重要的選擇標(biāo)記和育種的重要手段判斷表型的標(biāo)準(zhǔn):在基本培養(yǎng)基上能否生長(zhǎng).第32頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、常見(jiàn)的微生物突變類型（參見(jiàn)P207-209）1）營(yíng)養(yǎng)缺陷型(auxotroph)特點(diǎn)：在選擇培養(yǎng)基(常為基本培養(yǎng)基)上不生長(zhǎng)負(fù)選擇標(biāo)記突變株不能通過(guò)選擇平板直接獲得第33頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1）營(yíng)養(yǎng)缺陷型(auxotroph)實(shí)驗(yàn)步驟見(jiàn)P208影印平板(Replicaplating)法是Lederberg夫婦在1952年建立第34頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、常見(jiàn)的微生物突變類型營(yíng)養(yǎng)缺陷型的表示方法：1)營(yíng)養(yǎng)缺陷型(auxotroph)基因型:

所需營(yíng)養(yǎng)物的前三個(gè)英文小寫斜體字母表示:hisC(組氨酸缺陷型,其中的大寫字母C同一表型中不同基因的突變）表型:同上,第一個(gè)字母大寫,且不用斜體：HisC.在具體使用時(shí)多用hisC-和hisC+,分別表示缺陷型和野生型。第35頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、常見(jiàn)的微生物突變類型參見(jiàn)P207-2092）抗藥性突變型(resistantmutant)基因突變使菌株對(duì)某種或某幾種藥物,特別是抗生素，產(chǎn)生抗性。特點(diǎn):

正選擇標(biāo)記(突變株可直接從抗性平板上獲得----在加有相應(yīng)抗生素的平板上,只有抗性突變能生長(zhǎng)。所以很容易分離得到。)表示方法:所抗藥物的前三個(gè)小寫斜體英文字母加上“r”表示strr和strs分別表示對(duì)鏈霉素的抗性和敏感性。第36頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、常見(jiàn)的微生物突變類型（參見(jiàn)P207-209）3)條件致死突變型(conditionallethalmutant)

在某一條件下具有致死效應(yīng),而在另一條件下沒(méi)有致死效應(yīng)的突變型。常用的條件致死突變是溫度敏感突變,用ts(temperaturesensitive)表示,這類突變?cè)诟邷叵?如42℃)是致死的,但可以在低溫(如25-30℃)下得到這種突變。特點(diǎn):負(fù)選擇標(biāo)記這類突變型常被用來(lái)分離生長(zhǎng)繁殖必需的突變基因第37頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、常見(jiàn)的微生物突變類型4)形態(tài)突變型(morphologicalmutant)造成形態(tài)改變的突變型特點(diǎn)：非選擇性突變突變株和野生型菌株均可生長(zhǎng),但可從形態(tài)特征上進(jìn)行區(qū)分。舉例：產(chǎn)蛋白酶缺陷突變株的篩選菌落顏色變化β半乳糖苷酶基因的插入失活,使重組子菌落為白色與蘭色的非重組子分開(kāi).形成芽孢缺陷菌株細(xì)胞水平上的形態(tài)突變,突變株的檢出更加困難。第38頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、常見(jiàn)的微生物突變類型（參見(jiàn)P207-209）5）其它突變類型

毒力、生產(chǎn)某種代謝產(chǎn)物的發(fā)酵能力的變化等在實(shí)際應(yīng)用中具有重要意義突變類型一般都不具有很明顯或可直接檢測(cè)到的表型。其突變株的獲得往往需要較大的工作量。第39頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三、誘變劑與致癌物質(zhì)——Ames試驗(yàn)（參見(jiàn)P212）a)利用各種誘變劑獲得各類遺傳突變，進(jìn)行誘變育種；c)危害人類自身的健康.b)對(duì)有害微生物進(jìn)行控制；很多種化學(xué)物質(zhì),能以各種機(jī)制導(dǎo)致DNA的突變第二節(jié)微生物的基因突變第40頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四“生物化學(xué)統(tǒng)一性”法則：

人和細(xì)菌在DNA的結(jié)構(gòu)及特性方面是一致的，能使微生物發(fā)生突變的誘變劑必然也會(huì)作用于人的DNA，使其發(fā)生突變，最后造成癌變或其他不良的后果。第41頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四誘變劑的共性原則：

化學(xué)藥劑對(duì)細(xì)菌的誘變率與其對(duì)動(dòng)物的致癌性成正比.

超過(guò)95%的致癌物質(zhì)對(duì)微生物有誘變作用;90%以上的非致癌物質(zhì)對(duì)微生物沒(méi)有誘變作用.第42頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四回復(fù)突變(reversemutation或backmuta-tion):突變體失去的野生型性狀，可以通過(guò)第二次突變得到恢復(fù)，這種第二次突變稱為回復(fù)突變.美國(guó)加利福尼亞大學(xué)的BruceAmes教授于1966年發(fā)明，因此稱為Ames試驗(yàn)具體操作:檢測(cè)鼠傷寒沙門氏菌(Salmonellatyphmurium)組氨酸營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株hisC-的回復(fù)突變率第43頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四Ames試驗(yàn)第44頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四證明Ames試驗(yàn)重要性的應(yīng)用實(shí)例：國(guó)外曾開(kāi)發(fā)了一種降低婦女妊娠反應(yīng)的藥物“反應(yīng)停”,由于藥效顯著,在60-70年代十分流行,但隨后人們就發(fā)現(xiàn)畸形兒的出生率明顯增高,而且生產(chǎn)畸形兒的婦女大多曾服用“反應(yīng)?！?后來(lái)采用Ames試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)這種物質(zhì)的確具有很強(qiáng)的致突變作用,因此這種藥物被禁止使用.如果能在這種藥物上市之前就進(jìn)行Ames試驗(yàn)檢測(cè),那么這種大量出生畸形兒的悲劇完全可以避免.第45頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)微生物的基因突變?nèi)?、誘變劑與致癌物質(zhì)——Ames試驗(yàn)（參見(jiàn)P212）由于生物體內(nèi)、體外可能存在的差異,可在體外加入哺乳動(dòng)物(如大鼠)微粒體酶系統(tǒng),使待測(cè)物活化，使Ames試驗(yàn)的準(zhǔn)確率達(dá)80-90%。第46頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四四、基因突變的特點(diǎn)

適用于整個(gè)生物界，以細(xì)菌的抗藥性為例。

1.不對(duì)應(yīng)性：突變的性狀與突變?cè)蛑g無(wú)直接的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

（變量試驗(yàn)、涂布試驗(yàn)、平板影印培養(yǎng)試驗(yàn)）

2.自發(fā)性：突變可以在沒(méi)有人為誘變因素處理下自發(fā)地產(chǎn)生。

3.稀有性：突變率低且穩(wěn)定。

4.獨(dú)立性：各種突變獨(dú)立發(fā)生，不會(huì)互相影響。

5.誘發(fā)性：誘變劑可提高突變率。

6.穩(wěn)定性：變異性狀穩(wěn)定可遺傳。

7.可逆性：原始的野生基因到變異株的突變稱為正向

突變（forwardmutation），相反的過(guò)程則

稱為回復(fù)突變或回變（back

mutation或

reversemutation）。第47頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四五、基因突變的機(jī)制

1、誘變機(jī)制2、自發(fā)突變機(jī)制第48頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四五、基因突變的機(jī)制

堿基置換（轉(zhuǎn)換顛換）點(diǎn)突變移碼突變（缺失添加）誘變畸變：缺失、添加、易位、倒位

自發(fā)突變突變第49頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1、誘變機(jī)制1（1）堿基置換（substitution)：也稱點(diǎn)突變只涉及一對(duì)堿基被另一對(duì)堿基所置換。分為兩個(gè)亞類：轉(zhuǎn)換(transition)——DNA鏈中的一個(gè)嘌呤被另一個(gè)嘌呤或一個(gè)嘧啶被另一個(gè)嘧啶所置換。

顛換(transversion)——一個(gè)嘌呤被一個(gè)嘧啶或一個(gè)嘧啶被一個(gè)嘌呤所置換。50第50頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1、誘變機(jī)制2（2）移碼突變（frame-shiftmutation)

指誘變劑使DNA分子中的一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)核苷酸的增添（插入）或缺失，從而使該部位后面的全部遺傳密碼發(fā)生轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)移錯(cuò)誤的一類突變。由移碼突變所產(chǎn)生的突變株，稱為移碼突變株。51第51頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1、誘變機(jī)制3（3）染色體畸變（Chromosomalaberration)

某些理化因子，如X射線等的輻射劑、烷化劑、亞硝酸等，除了能引起點(diǎn)突變外，還會(huì)引起DNA的大損傷——染色體畸變。它既包括了染色體結(jié)構(gòu)上的缺失、重復(fù)、插入、易位和倒位，也包括染色體數(shù)目的變化。52第52頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2、自發(fā)突變機(jī)制I（1）背景輻射和環(huán)境因素的誘變?cè)虿辉數(shù)牡蛣┝空T變因素的長(zhǎng)期綜合誘變效應(yīng)。例如，短波輻射、高溫誘變效應(yīng)和普遍存在的低濃度誘變物質(zhì)。（2）微生物自身有害代謝產(chǎn)物的誘變效應(yīng)過(guò)氧化氫可能是內(nèi)源性誘變劑。53第53頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2、自發(fā)突變機(jī)制II（3）互變異構(gòu)效應(yīng)堿基發(fā)生了酮式至烯醇式的轉(zhuǎn)變。

（4）環(huán)出效應(yīng)在DNA的復(fù)制過(guò)程中，如果其中某一單鏈上偶然產(chǎn)生一個(gè)小環(huán)，則會(huì)因在其上的基因越過(guò)復(fù)制而發(fā)生遺傳缺失，從而造成自發(fā)突變。54第54頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四六、DNA損傷及其修復(fù)

損傷類型很多，研究最多的是紫外線作用。紫外線的主要作用是使同鏈DNA的相鄰嘧啶間形成共價(jià)結(jié)合的胸腺嘧啶二聚體。

二聚體的出現(xiàn)會(huì)減弱雙鏈間氫鍵的作用，并引起雙鏈結(jié)構(gòu)發(fā)生扭曲變形，阻礙堿基間的正常配對(duì)，從而可能引起突變或死亡。在互補(bǔ)雙鏈結(jié)構(gòu)間形成嘧啶二聚體的機(jī)會(huì)少，但一旦形成會(huì)妨礙雙鏈的解開(kāi)因而影響DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄，并使細(xì)胞死亡。第55頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四DNA的修復(fù)1、光復(fù)活（Photoreactivation)2、切除修復(fù)(Excisionrepair)3、重組修復(fù)(Recombinationrepair)4、SOS修復(fù)56第56頁(yè)，共65頁(yè)，2023年，2月20日，星期四光復(fù)活作用（Photoreactivation)

可見(jiàn)光（400