外源化学物致突变作用20151021课件

人类22对染色体及性染色体
性染色体扫描电镜图
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一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
二、遗传学基础
3. 体细胞和生殖细胞 ✓ 体细胞 (somatic cell)：多数是二倍体细胞，含有两组完全相同的 染色体，其遗传损伤不会传递给下一代。 ✓ 生殖细胞(gemcell)：多是单倍体，其染色体改变可以传给下一代。 • 显性突变无论纯合子还是杂合子，均出现表型异常。 • 隐性突变如为纯合子，将出现表型异常，如为杂合子，则为 表型正常的携带者。
(3) 碱基与戊 糖的连接形成核苷
碱基和核糖（或脱氧核糖）通过糖苷键连接形成
核苷(nucleoside) （或脱氧核苷）。
NH2
NH2
N
N
N
9
C H 2O H O
1 N
糖苷键
N C H 2O H
N
O
O
糖苷键
HH
H 2'Βιβλιοθήκη 1' HHH
H 2'
1' H
OH H 胞嘧啶脱氧核苷
OH OH 腺嘌呤核苷
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因为这种变化起源于基因和染色体，所以突变实际上 是遗传物质的一种可遗传的变异。
自发突变 (spontaneous mutation)：极低； 诱发突变 (induced mutation)：认为的造成突变。
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二、遗传学基础
2、核苷酸的结构
碱基
嘌呤
腺嘌呤（A） 鸟嘌呤（G） 胞嘧啶（C）
嘧啶
胸腺嘧啶（T）
尿嘧啶（U）
DNA、RNA均有
DNA有 RNA有
每种核酸都含有四种碱基 。
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第七章 外源化学物致突变作用
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DNA双螺旋片段 串珠状核小体
染色质纤维
伸展形染色质片段 密集形染色质片段
整个染色体
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二、遗传学基础
5、核酸的一级结构
核酸中核苷酸的排列顺序。 核苷酸间差异主要是碱基不同， 所以也称为碱基序列。
核苷酸之间以3 , 5 -磷 酸二酯键连接形成多核苷酸链， 即核酸。
DNA 与RNA的区别
核酸 DNA RNA
碱基 A、G、C、T A、G、C、U
戊糖 脱氧核糖
核糖
5´端 3´端
C A
G
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二、遗传学基础
6、DNA的空间结构
✓ 两条链通过碱基间的氢键 相连，A对T有两个氢键， C对G有三个氢键，这种 A-T、C-G配对的规律， 称为碱基互补规则。
✓ 维持双螺旋稳定的因素： 横向为氢键，纵向为碱基 间的堆积力。
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的发育可能有所不同。于是在亲子之间或子代个体之间 出现不同程度的差异，这种差异称为变异。 ✓ 变异是生物物种推陈出新的来源。
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一、基本概念
突变 (mutation)：生物体遗传物质本身的变化及引起的 变异。
遗传毒理学主要研究内容： ✓ 致突变作用及机制； ✓ 应用检测系统发现和探究致突变物； ✓ 提出评价致突变物健康危害的方法。
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二、遗传学基础
1. DNA与基因 ✓ DNA：由脱氧核糖、磷酸及碱基组成，其基本成分为四 种核苷酸，形成双螺旋结构，具有精确复制和高度保真 特性，储存了所有的遗传信息。 ✓ 基因 (gene)：是DNA分子中最小的完整功能单位。基本 作用是决定蛋白质的一级结构，即每个基因决定一条多 肽链或一种酶。基因是生物遗传信息的携带者。 ✓ 基因组 (genome)：生物体的一套完整单体的遗传物质。
分裂间期 (interphase); 分裂前期 (prophase); 前中期 (prometaphase);
中期 (metaphase); 后期 (anaphase);
末期 (telophase)
有丝分裂
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(4) 核苷与磷酸的连接
核苷（脱氧核苷）和磷酸以酯键连接形成核
苷酸（脱氧核苷酸）。
HO 核苷酸：
AMP, GMP, UMP, CMP 脱氧核苷酸：
dAMP, dGMP, dTMP, dCMP
酯键 N
O
PO O-
5' CH 2
HH
NH 2 N
9
N
N
O
2
H '
1
'
H
OH
OH
腺苷酸
糖苷键
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二、遗传学基础
✓ 有丝分裂(mitosis)：细胞核分裂过程中，一个细胞生成两 个子细胞，每个子细胞具有与亲代细胞完全相同的染色体。
✓ 有丝分裂间期：染色体浓缩成典型的形态，且分散排列在 赤道面上，间期适合做染色体形态和结构方面研究。
一、基本概念
✓ 遗传 (heredity)：生物物种通过各种繁衍方式来保证世代 间生命的延续，这个过程就是遗传。
✓ 遗传是保持其种族特性的根本。
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一、基本概念
变异 (variation)：遗传的稳定是相对的。 ✓ 生物遗传物质在自我复制过程中可能发生改变； ✓ 生物个体发育在受到复杂的内外环境条件影响下，性状
【目的要求】
掌握外源化学物的致突变作用 熟悉致突变作用评价方法 了解致突变作用的遗传学基础
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第一节 概 述
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二、遗传学基础
5. 细胞周期、有丝分裂与减数分裂 ✓ 细胞周期：指细胞一次分裂结束后开始生长，到下一次分裂终 末所经历的过程。 ✓ 细胞周期分为四个时期：
• G1期(合成前期)是细胞进行急剧合成的时期 • S期完成DNA复制 (DNA合成期) • G2期(合成后期)为有丝分裂做准备 • M期 (有丝分裂期) • G1、S和G2为分裂间期
(2) 戊 糖
5
CH2OH
O OH
4H H3
2H1H
OH OH
核糖(ribose) （构成RNA）
5
CH2OH O OH
4 H H1 H3 2H
OH H
脱氧核糖(deoxyribose) （构成DNA）
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减数分裂
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第二节 化学物致突变的类型
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一、基本概念
遗传毒理学 (genetic toxicology)：研究化学、物理因素及生 物因素等对遗传物质（DNA）及活细胞遗传过程的作用， 以及人类接触致突变物可能引起的健康损伤效应。
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(1) 碱 基
嘌呤(purine)
N 7
5 6 1N
8 9 NH
43 2 N
NH2 N
N
NH
N
腺嘌呤(adenine, A)
O
N NH
NH
N
NH2
鸟嘌呤(guanine, G)
二、遗传学基础
2. 染色质与染色体 ✓ 分裂间期细胞核中，光镜下可见一种能被碱性染料着色的物 质，即染色质(chromatin)。染色质由DNA、蛋白、及少量的 RNA组成，形似串珠状的复合体。 ✓ 间期细胞核中，一般没有染色体结构，只有在细胞分裂时， 染色质才螺旋化并折叠成染色体(chromosome)，故染色质与 染色体的物质组成是相同的。 ✓ 将体细胞的全部染色体按大小形态等方式排列起来即构成细 胞的核型。每一个生物种属的核型是固定的。
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二、遗传学基础
2、核苷酸的结构
✓ 核酸的基本组成单位是核苷酸 (nucleotide)。
核酸
核苷酸
核苷 磷酸
碱基 戊糖
✓ DNA的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸 。 ✓ RNA的基本组成单位是核糖核苷酸 。
突变的分类
自发突变 (spontaneous mutation)
✓ 普遍存在的未知因素作用下，自然条件下发生的突变。 ✓ 特点：发生过程长，频率极低 , 与物种的进化有关。
诱发突变 (induced mutation)
✓ 人为的造成突变 。它已被农、林、牧、渔业和园艺学家利用 来培育和选择新种或良种。
嘧啶(pyrimidine)
O
54
N 3
612
NH
NH2
N
NH
O
胞嘧啶(cytosine, C)
NH
NH
O
尿嘧啶(uracil, U)
O
H3C NH
NH
O
胸腺嘧啶(thymine, T)
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
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二、遗传学基础
4. 基因型与表型 ✓ 基因型：指控制生物性状的基因组成，是表型形成的根据。 ✓ 表型：指在发育过程中由基因所控制的生物性状的具体表现。 基因型决定表型可能发育的范围，会产生怎样的表型取决于 生长发育所处的环境。
✓ 减数分裂(meiosis)：是一种特殊的有丝分裂，通过两个细 胞周期，细胞核分裂两次，而染色体只复制一次，使染色 体数目减少一半，成为单倍体。性细胞。
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The course of mitosis