《农业微生物学》PPT课件

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1、二、突变的类型•按突变的条件和原因划分，•自发突变•诱发突变1、自发突变•自发突变：是指某种微生物在自然条件下，没有人工参与而发生的基因突变，自发突变的原因有：•多因素低剂量的诱变效应•互变异构效应•环出效应（1）多因素低剂量的诱变效应•包括背景辐射、环境因素、有害代射产物的作用。•不少自发突变是由一些原因不详的低剂量诱变因素长期作用的综合效应。例如：充满宇宙空间的各种短波辐射，自然界中存在的一些低浓度诱变物质及微生物自身代谢活动所产生的一些诱变物质(例如过氧化氢)的作用。（2）互变异构效应•通常DNA双链结构中总是以A-T和G-C碱基配对的形

2、式出现。偶而T不以酮基形式出现，而以烯醇式出现，C以亚氨基形式出现，在DNA复制时出现与前不同的碱基对：G-T，C-A。•在微生物生长繁殖过程中，个别基因自发突变的机率(称突变型频率)极低，例如，细菌突变型频率为10-4—10-10，即一万到一百亿次裂殖中才出现一个个别基因的突变体。（3）环出效应•在DNA的复制过程中，如果其中某一单链上偶然产生一个小环，则会因在其上的基因越过复制而发生遗传缺失，从而造成自发突变。2、诱发突变•诱发突变是利用物理的或化学因素处理微生物群体，促使少数个体细胞的遗传物质(主要是DNA)的分子结构发生改变，在基因内部

3、碱基配对发生差错，从而引起微生物的遗传性状发生突变。凡能提高突变率的因素都称诱发因素或诱变剂（mutagen）。•物理诱变•化学诱变•复合处理•定向培育（1）物理诱变•利用物理因素引起基因突变的，称物理诱变。物理诱变因素有：紫外线、X—射线，rγ—射线、β—射线和激光等。紫外线的诱变机制•在前面已经讲过•紫外线可造成DNA分子内和分子间的交联，核酸与蛋白质的交联，胞嘧啶和鸟嘌呤的水合作用及胸腺嘧啶二聚体的形成等。（2）化学诱变•利用化学物质对微生物进行诱变，因而引起基因突变或真核生物染色体畸变的，称为化学诱变。化学诱变物质很多，常用的有。（1）

4、烷化剂：引起DNA中A和G，T和C碱基转换（2）碱基类似物：以假乱真，如：5-Bu，2氨基嘌呤（3）造成DNA增加或减少一、二个碱基(移码突变)：丫啶类染料，氮芥类衍生物等（3）复合处理•复合处理，往往能够增强诱变效果。常用的有两种或多种诱变剂先后使用；同一诱变剂的重复使用；两种或多种诱变剂的同时使用。（4）定向培育•定向育种法，就是逐步加大某一影响因素，使微生物对新的条件由不适应到适应，最后成为生活不可缺少的条件。如废水中的酚、氰本来对微生物有较强的毒害作用但经过逐步加入浓度定向驯化，即可筛选出能忍受300500mg／L酚和20—~30mg/

5、l氰的菌株，这种菌将在净化含酚和含氰废水中起重要作用。附：诱发突变的机制•（1）碱基置换（substitution)•（2）移码突变（frame-shiftmutation)•（3）染色体畸变（Chromosomalaberration)A、碱基置换•也称点突变只涉及一对碱基被另一对碱基所置换。分为两个亚类：•转换(transition)——DNA链中的一个嘌呤被另一个嘌呤或一个嘧啶被另一个嘧啶所置换。•颠换(transversion)——一个嘌呤被一个嘧啶或一个嘧啶被一个嘌呤所置换。•亚硝酸、各种烷化剂等诱变剂均可造成B、移码突变•指诱变剂使

6、DNA分子中的一个或少数几个核苷酸的增添（插失）或缺失，从而使该部位后面的全部遗传密码发生转录和转移错误的一类突变。由移码突变所产生的突变株，称为移码突变株。•吖啶类染料可造成。C、染色体畸变•它既包括了染色体结构上的缺失、重复、插入、易位和倒位，也包括染色体数目的变化。•某些理化因子，如X射线等的辐射剂、烷化剂、亚硝酸等，除了能引起点突变外，还会引起DNA的大损伤——染色体畸变。生物的变异染色体的数量变异无籽西瓜生物的变异Down氏综合症染色体的数量变异（21三体）群体发病率1/650症状:眼裂小，舌常外伸并有舌裂，掌纹异常，生长迟缓，智力低

7、下病因：47（2n+1),21号染色体多一条生物的变异Down氏综合症染色体的数量变异（21三体）生物的变异染色体的结构变异人类的猫叫综合症：第5号染色体缺失（短臂缺失）患儿发出咪咪声，耳位低下，智商仅20～40.生物的变异染色体的结构变异人类的猫叫综合症：附：紫外线的诱变机制DNA损伤及其修复•损伤类型很多，研究最多的是紫外线作用•紫外线可造成DNA分子内和分子间的交联，核酸与蛋白质的交联，胞嘧啶和鸟嘌呤的水合作用及胸腺嘧啶二聚体的形成等。主要作用是使同链DNA的相邻嘧啶间形成共价结合的胸腺嘧啶二聚体。•二聚体的出现会减弱双链间氢键的作用，并

8、引起双链结构发生扭曲变形，阻碍碱基间的正常配对，从而可能引起突变或死亡。•在互补双链结构间形成嘧啶二聚体的机会少，但一旦形成会妨碍双链的解开因而影响D