微生物遗传一章基因突变
微生物基因突变的原理
微生物基因突变的原理微生物基因突变是指微生物基因组中发生的遗传信息的突变。
微生物是一类非常小型的生物，包括细菌、真菌、病毒等，它们的基因组也较小，通常只有几千至几百万个碱基对。
微生物基因突变的原理可以从以下几个方面来解释。
一、自然突变自然突变是指微生物基因组中发生的自然突变，其发生并不依赖外界的干预。
自然突变包括点突变、缺失、插入、倒位等多种类型。
自然突变的原因有多种，其中有些是由于DNA复制或修复过程中出现的错误引起的，例如碱基对替换、插入或缺失等；还有些是由于外界环境的影响，如放射线、化学物质等引起DNA 损伤，从而导致基因突变。
二、诱变剂诱发的突变诱变剂是一类可以增加基因突变发生率的物质，包括化学物质和物理因素。
化学诱变剂主要包括化学物质，例如亚硝酸盐、甲基磺酸甲酯等，它们可以直接引起DNA的损伤或改变DNA复制的准确性；物理诱变剂主要包括放射线、紫外线等，它们能够直接或间接地损伤DNA，引起基因突变。
诱变剂的作用机制是通过干扰DNA的复制、修复过程，引起DNA序列的改变，从而导致基因突变的发生。
三、DNA修复过程中的突变DNA修复过程是一种重要的维持基因组稳定性的机制，它能够修复DNA中的损伤，从而保证基因组的完整性。
然而，DNA修复过程本身也容易出错，导致基因突变的发生。
DNA修复过程中的突变主要包括修复过程的错误切除、错误配对等。
例如，在DNA复制过程中，DNA聚合酶可能会选择错误的核苷酸进行配对，从而引起基因突变。
四、转座子的活动转座子是一类能够在基因组中自由移动的DNA序列。
转座子的活动可以导致基因组中DNA序列的插入、删除或重新排列，从而引起基因突变。
转座子的活动是由转座酶催化的，它们能够识别DNA序列，并将其从一个基因位点转移到另一个位点。
转座子的活动是一个不可逆的过程，一旦发生，就无法恢复。
总而言之，微生物基因突变的原理是多方面的。
自然突变、诱变剂诱发的突变、DNA修复过程中的突变以及转座子的活动等都可以引起微生物基因突变的发生。
《微生物遗传》课件
04
自然选育
利用自然变异选择有益的变异体，通过遗传稳定性和生产性状的鉴定，培育出新的菌种。
微生物遗传学应用
05
工业发酵是微生物遗传学应用的重要领域之一，通过利用微生物的遗传特性，实现大规模生产各类发酵产品，如酒精、醋酸、酵母、抗生素等。
工业发酵中，通过遗传育种和基因工程手段改良微生物菌种，提高发酵效率和产物质量，降低生产成本。
详细描述
总结词
介绍基因表达的概念、基因表达的调控机制以及基因表达的改变对微生物的影响。
详细描述
基因表达是DNA中的遗传信息转录为RNA并翻译为蛋白质的过程。基因表达受到多种因素的调控，包括DNA的甲基化、染色质构象以及转录和翻译水平的调控。基因表达的改变可能影响微生物的生长、代谢和致病性等方面。
微生物基因突变与重组
19世纪末期
遗传学奠基人摩尔根提出基因概念，为遗传学的发展奠定了基础。
20世纪初期
DNA双螺旋结构发现，开启了分子生物学时代。
20世纪50年代
人类基因组计划启动，推动了基因组学的发展。
20世纪70年代
微生物遗传物质基础
02
介绍DNA的基本结构，包括碱基、磷酸和脱氧核糖，以及DNA的双螺旋结构。
总结词
工业发酵的微生物菌种通常具有特殊生理功能和代谢途径，通过研究其遗传机制，有助于发现新的发酵产品和工艺。
生物制药是利用微生物或其代谢产物作为药物成分，治疗和预防人类疾病的领域。
通过遗传工程手段，可以改良微生物细胞工厂，高效表达具有药效的蛋白质或其他活性分子。
生物制药中，对微生物的遗传特性和表达调控机制的研究，有助于发现和开发新的药物候选分子。
生物环保是利用微生物的降解和转化能力，处理和治理环境污染的领域。
细菌遗传变异的机制
细菌遗传变异的机制细菌是一类微生物，具有极强的适应能力和繁殖能力。
为了适应不断变化的环境，细菌会发生遗传变异。
细菌遗传变异的机制包括基因突变、基因重组和水平基因转移等。
基因突变是细菌遗传变异的一种重要机制。
基因突变是指DNA序列发生突然而不可逆的改变。
在细菌中，常见的基因突变包括点突变、插入突变和缺失突变等。
点突变是指DNA序列中的一个碱基被替换成另一个碱基，导致氨基酸序列发生改变。
插入突变是指DNA序列中插入一个或多个碱基，导致氨基酸序列发生移位。
缺失突变是指DNA序列中删除一个或多个碱基，导致氨基酸序列发生缺失。
这些突变可以使细菌的遗传信息发生改变，从而产生新的性状或适应新的环境。
基因重组也是细菌遗传变异的重要机制。
基因重组是指DNA分子之间的重新组合，从而形成新的DNA序列。
在细菌中，基因重组可以通过水平基因转移和DNA重组酶的作用实现。
水平基因转移是指细菌之间或细菌与其他生物之间的基因传递。
细菌可以通过共轭、转化和噬菌体介导的转导等方式进行基因的水平转移。
这种基因重组可以使细菌获得新的基因组合，从而具有新的性状或适应新的环境。
水平基因转移也是细菌遗传变异的重要机制之一。
水平基因转移是指细菌通过吸收自由DNA或噬菌体介导的转导，将外源基因导入到自身基因组中。
这种机制使细菌能够从其他细菌或环境中获取新的基因，从而增加了其适应新环境的能力。
水平基因转移在细菌的进化中起到了重要作用，特别是在抗生素抗性的形成过程中。
细菌遗传变异的机制是多样且复杂的。
基因突变、基因重组和水平基因转移等机制相互作用，共同促进了细菌的遗传多样性和适应性。
这种遗传变异为细菌在不断变化的环境中生存和繁殖提供了重要的遗传基础。
对细菌遗传变异机制的深入研究，不仅有助于理解细菌的进化过程，还对抗生素抗性的防治和微生物资源的利用具有重要意义。
微生物的遗传变异与进化
微生物的遗传变异与进化微生物是地球上最古老和最丰富的生物群体之一，其繁衍和演化过程受到遗传变异的影响。
遗传变异是指微生物种群中的基因和基因组的改变，这种改变是微生物进化的基础，使其能够适应不同的环境和生存条件。
本文将探讨微生物的遗传变异和进化机制以及其对人类健康和环境的影响。
一、微生物的遗传变异机制1. 突变和基因重组：突变是指基因序列发生突然和不可逆的改变，包括点突变、插入突变和缺失突变等。
基因重组则是指基因间的DNA 重组，可以通过基因重排、基因转座和DNA互换等方式发生。
这些突变和重组事件是微生物遗传变异的主要机制。
2. 水平基因转移：水平基因转移是指微生物之间的DNA交换，这种交换可以发生在不同物种和不同亚群之间。
通过水平基因转移，微生物可以获得新的基因和基因组片段，从而增加遗传多样性。
二、微生物的遗传进化1. 选择压力与适应性进化：选择压力是指外界环境对微生物的选择作用。
在特定环境条件下，不同的微生物表现出不同的适应性，适应性较高的个体会更容易幸存和繁衍。
这种适应性进化使得微生物群体在进化过程中慢慢适应并优化其生存策略。
2. 快速复制与漂变：许多微生物具有非常短的生命周期和高速的繁殖能力，这使得它们在短时间内积累大量的变异。
这种快速复制和大规模变异的能力称为漂变，为微生物的进化提供了可塑性。
三、微生物的遗传变异与人类健康1. 耐药性的产生：微生物遗传变异是引起抗生素耐药性产生的主要原因之一。
在抗生素使用过程中，微生物遗传变异使得一部分微生物获得了抗生素的抵抗能力，这导致了抗生素的治疗效果下降，对人类健康带来了威胁。
2. 病原性的演化：微生物的遗传变异还可以导致病原微生物的演化和新的疾病的出现。
例如，流感病毒的遗传变异使得它能够绕过人体的免疫系统，导致新的流感病毒亚型的出现，给人类健康带来了挑战。
四、微生物的遗传变异与环境1. 生态位的占据：微生物的遗传变异使得微生物群体在不同的生态位中占据不同的地位。
微生物遗传育种课件,基因突变
3、一个基因的不同突变位点是在这个突变基因座位符号后，按分离先后次序 用数字来表示，如果不知道这些突变属于哪一个基因座位，则用“—”来代替。
如trp A 23,trp —54
4、表型特性同样用3个字母来表示，但第一个字母大写，以便于基因符号清楚 的区别。
第二章 基因突变和诱变育种
第一节 概述： 突变的定义及其分类
一、突变的定义
突变的概念最早是由荷 兰植物学家 H. de. Vries于 1901年提出的。他在自家的 菜地上找到一种野生型的拉 马月见草（Oenothera lamarckiana）这种植物具 有惊人的产生遗传新类型的 性质， de.Vries把这些新
5、细菌对抗生素和phage的抗性突变表示为r，野生型的菌对抗生素和phage均 为敏感型s，写突变体基因型可以写strr或str-r或strB strA，写表型时，Strr。
6、一般用“＋”表示一个座位野生型等位基因，“—”表示突变型等位基因， 一般不写“—”。
7、菌株用简单的序号表示，不同的实验室采用不同的英文字母作字首，菌株 编号不用斜体。一个菌株第一次在论文中出现时，应详细描述其基因型及相关 表型。
7、从基因突变所带来的表型改变来看分为选择性突变和非选择性突变。
选择性突变
营养缺陷型 抗性突变型 条件致死型
突变株 的表型
非选择性突变
形态突变型 抗原突变型 产量突变型
第二节 基因突变的规律
一、不对应性 即突变的性状与引起突变
的原因无直接对应关系。
第二节 基因突变的规律
1. 波动试验(Fluctuation test) 又称变量 试验或彷徨试验
第一节 基因突变
2、 低频性
自然界突变率很低：10－5- 10-8
3、多害少利性 打破对环境的适应性 4、 随机性 可发生在任何时期
5、具有多向性和可逆性
一个基因可以产生一个以上的等位基因
基因突变的实例一、基因突变 ——镰刀型细胞贫血症
资料：1910年，一个黑人青年到医院看病，检查发现他患的是 当时人们尚未认识的一种特殊的贫血症，他的红细胞不是正常 的圆饼状，而是弯曲的镰刀状，人们称这种病为镰刀型细胞贫 血症。这种病患者一旦缺氧，红细胞变成长镰刀型。病重时， 红细胞受机械损伤而破裂的现象，引起严重贫血而造成死亡。
正常红细胞
镰刀型贫血症
1
2
3
4
5
6
7
8
缬氨酸—组氨酸 —亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—赖氨酸 缬氨酸—组氨酸 —亮氨酸—苏氨酸—脯氨酸—缬氨酸—谷氨酸—赖氨酸
（正常血红蛋白）
（异常血红蛋白）
正常血红蛋白第6位上的谷氨酸被缬氨酸取代。
DNA
决 定
GAACTT GAA 谷氨酸 正常源自突变GTA CAT
五、人工诱变在育种上的应用
概念：人工诱变是指利用物理的或化学的因素处理生物，
使它发生基因突变。
五、人工诱变在育种上的应用
方法：a、物理方法：辐射诱变，激光诱变。
b、化学方法：用亚硝酸、硫酸二乙脂等来处理生物。
意义：创造动植物、微生物新品种。
1、作物育种：目标是培育早熟、抗病、高产的作物新品种。 2、微生物育种：获得高产菌株，使药物产量大大提高。
4、上眼睑下垂是一种显性遗传病,某一男性患 者,其父母正常，请判断这人性状最可能是 C A.伴性遗传 B.常染色体遗传 C.基因突变 D.基因重组
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原养型（野生型） 缺陷性（变异型）
＋ －
苏氨酸原养型 thr+、亮氨酸原养型 leu+ 苏氨酸缺陷性 thr-、亮氨酸缺陷性 leu-
敏感株 (Sensitive) 耐性株 (Resistant)
S R
T1噬菌体敏感株 T1S、链霉素敏感株 strS T1噬菌体耐性株 T1R、链霉素耐性株 strR
影响翻译的一种无义突变
赖氨酸
终止因子
tRNA的抑癌基因的无义突变→错义突变的机制
形态结构的变异
环境的影响也可发生变异。如：炭疽芽孢
杆菌含微量青霉素培养基上，发生形态变异。
细菌的特殊结构如：荚膜（肺炎双球菌）、芽胞（炭
疽芽孢杆菌）、鞭毛（变形杆菌H-O变异）也可发生
二、突变类型
依据表型改变分为 1. 形态突变型：发生细胞形态变化或引起菌落形态改变 的突变型。 2. 生化突变型：一类发生代谢途径变异但无明显形态变 化的突变型。 3. 致死突变型：造成个体死亡或生活力下降的突变型 （半致死突变型）。 4. 条件致死突变型：在某一条件下具致死效应，而在另 一条件下无致死效应的突变型。如某些突变体的大肠 杆菌在40℃时不能生长，而在37 ℃则可以生长。
三、基因突变的特点
1. 不对应性 突变的性状与引起突变的原因间无直接的对应关系。
例如细菌在有青霉素的环境下，出现了抗青霉素的突变
体，经变量试验、涂布试验和影印试验等典型遗传学实 验证明，这类性状都可通过自发的和其他任何诱变因子 诱发而得，青霉素等因素仅是起了淘汰原有非突变型 （敏感性）个体的作用。
耐药性变异
耐药性变异：细菌对某种抗菌药物由敏感变为耐药的 变异。有些细菌还表现为同时耐受多种抗菌药物，即 多重耐药性。
微生物的遗传变异
微生物的遗传变异[内容提要]细菌遗传变异的物质基础主要是基因组。
质粒作为自我复制单位，控制细菌的某些次要性状，如抗性等，质粒可以转移、也可以丢失的特点得到高度重视。
转座因子因具有可移动性，成为研究细菌遗传变异的有用工具。
毒力岛是从基因水平认识细菌毒力因子的新概念。
基因突变是细菌最重要的变异，可用化学或物理的方法人为造成。
转化、转导、接合是细菌个体间交换遗传物的天然方式，对细菌的变异具有重要意义，还可以采用原生质体融合及转染等人工方法达到相似的目的。
掌握细菌遗传变异的规律，有利于动物传染病的诊断和预防，并可推动基因工程技术的进步。
细菌与其他生物一样，通过遗传（heredity）与变异（variation）生存与发展。
所谓细菌的遗传，系指亲代细菌与子代细菌的相似性，它使细菌的性状保持相对稳定，是各种细菌存在的根据。
所谓细菌的变异，指亲代与子代以及子代细菌之间的不相似性，细菌得以发展进化。
第一节细菌遗传的物质基础一、基因组（genome）细菌的基因组位于核体，是遗传的主要物质基础。
核体又称染色体（chromosome）是由环状双螺旋两条DNA长链组成，含细菌的遗传基因，控制细菌的遗传与变异。
每条DNA单链的骨架由磷酸和脱氧核糖组成，支链含有四种碱基，即两种嘌呤：腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G），两种嘧啶：胸腺嘧啶（T）和胞嘧啶（C）。
细菌染色体DNA以半保留方式进行复制。
新形成的DNA双链分子与亲代的完全相同，所携带的遗传信息也与亲代的完全相同。
倘若在DNA复制中，子代DNA发生改变，便会出现变异。
二、质粒（plasmid）质粒是细菌染色体外的遗传物质，多为环状双螺旋DNA分子，可为一种或若干种。
质粒可以自身复制，随宿主菌分裂传到子代菌体。
质粒是自行复制单位，有多个拷贝者，称为松弛型复制；有的需随染色体一起复制，仅一个拷贝者，称为严紧型复制（stringent replication）。
前者称为松弛型质粒，后者称为严紧型质粒。
基因突变知识点
5．诱变育种材料
只要能进行细胞分裂的材料都符合要求，如萌发的 种子、小白鼠等；但不进行细胞分裂的材料不符合要求， 如干种子、动物精子等。原因是诱变育种必须发生基因 突变，而基因突变一般只发生在细胞分裂的DNA复制过 程中。
6．基因突变一定是可遗传变异，因为遗传物质改变 了；但基因突变产生的新基因新性状不一定传递给后代， 若发生在体细胞中，一般不会传递给子代，而发生在配 子中则可以传给子代。
物理方法：辐射诱变、激光诱变
化学方法：用秋水仙素、硫酸二乙酯、亚 硝酸等处理
过程
提高变异频率，创造动物、植物和微生物
2.基因突变的分子机制
3．基因突变的结果 基因突变引起基因“质”的改变，产生了原基因的 等位基因，改变了基因的表现形式，如由A→a(隐性突变) 或a→A(显性突变)，但并未改变染色体上基因的数量和
【答案】 B
1.基因突变的“随机性”
(1)时间上的随机：它可发生于生物个体发育的任何 时期，甚至在趋于衰老的个体中也很容易发生，如老年 人易得皮肤癌等。
(2)部位上的随机：基因突变既可发生于体细胞中， 也可发生于生殖细胞中。若为前者，一般不传递给后代， 若为后者，则可通过生殖细胞传向子代。
2．显显性性突突变变：和a·隐a―性→突A·a变当的代表判现定
10．(2010·新课标全国卷)在白花豌豆品种栽培园 中，偶然发现了一株开红花的豌豆植株，推测该红花表 现型的出现是花色基因突变的结果。为了确定该推测是 否正确，应检测和比较红花植株与白花植株中( )
பைடு நூலகம்A．花色基因的碱基组成
B．花色基因的DNA序列
C．细胞的DNA含量
D．细胞的RNA含量
【解析】 基因的碱基组成，细胞的DNA含量、细 胞的RNA含量均无特异性；只有基因的碱基序列才具有 特异性，因为，基因突变是指DNA(基因)结构的改变， 包括碱基对的增添、缺失和置换，即碱基序列的改变， 因此应该检测和比较花色基因的DNA序列。
微生物学主要知识点08微生物的遗传
微生物学主要知识点08微生物的遗传微生物的遗传是微生物学中的一个重要知识点，包括微生物的基因组结构、遗传物质的复制和转录、重组以及突变等方面。
了解微生物的遗传不仅可以帮助科学家研究微生物的进化和适应能力，还可以应用于微生物的工业生产和疾病防治等领域。
1.微生物的基因组结构：微生物的基因组由DNA组成，DNA通过多个螺旋体嵌入细胞的细胞核或质粒中。
微生物的基因组可以分为染色体和质粒两部分，质粒是一种较小的环状DNA。
染色体和质粒中都含有基因，基因通过编码蛋白质的方式决定了微生物的特征和功能。
2.遗传物质的复制和转录：微生物的DNA通过复制和转录的方式进行遗传物质的复制。
DNA复制是指将一个DNA分子复制成两个完全相同的DNA分子，从一个细胞传递到另一个细胞。
DNA转录是指根据DNA模板合成RNA的过程，RNA复制的结果是生成一个与DNA模板相对应的RNA分子。
这些RNA分子可以进一步转录成蛋白质。
3.重组：微生物的重组是指在微生物遗传物质中发生DNA片段的重新组合。
这种重组可以发生在同一染色体上的两个相同或不同的DNA片段之间，也可以发生在不同染色体或质粒之间。
微生物的重组有助于增加遗传多样性，并提高微生物的适应能力和进化速度。
4.突变：微生物的遗传中还会发生突变现象，突变是指DNA序列的改变。
突变可以是点突变，即DNA中的一个碱基替换为另一个碱基；也可以是插入和缺失，即DNA序列中添加或删除一个或多个碱基。
突变可能对微生物的生长和繁殖产生负面影响，也可能带来新的适应优势。
5.横向基因转移：微生物的遗传中还存在横向基因转移的现象。
横向基因转移是指将一个细胞（供体）中的基因转移到另一个细胞（受体）中，无需通过细胞分裂进行。
横向基因转移可以发生在同一物种的细菌之间，也可以发生在不同物种的细菌之间。
横向基因转移是微生物进化和适应性演化的重要驱动因素之一6.基因调控：微生物的基因表达受到一系列调控机制的控制。
微生物基因突变
选择型突变：凡能用选择性培养基（或其他选择性培养条件）快速选择
出来的突变株。
营养缺陷型：丧失某种物质合成能力，无 法在基础培养基上生长。
抗性突变型 ：对化学药物或致死物理因子 产生抗性 条件致死突变型：某条件能正常生长，另 一条件却不能。如Ts突变株。
形态突变型:个体或菌落形态发生变异
丫啶类物质、丫啶氮芥衍生物
原理：插入DNA双螺旋相邻的碱基对之间，引起DNA分子插入或缺失一个或几 个碱基，造成遗传密码转录和翻译的错误。
吖啶类染料（吖啶橙等）和称为ICR的物质 都是有效的移码突变诱变剂。 细菌:ICR－191有效；
酵母菌:溴化乙锭有效
噬菌体:吖啶橙和5-氨基吖啶有效；
紫外线、快中子、X射线、β射线、γ射线、激光 物理因素中目前使用得最方便而且十分有效的是紫外线。
紫外线的作用原理
DNA对紫外线有强烈的吸收，在碱基中嘧啶（T，C）比嘌呤（A， G）更敏感。紫外线的作用机制是主要形成胸腺嘧啶二聚体，以改变DNA 生物活性，造成菌体死亡和变异。
光复活作用
把经 UV 照射后 的M立即暴露于可见
（一）突变类型
转换
置换 基因突变 颠换
移码突变（缺失或添加）
缺失
1、根据DNA 变化的范围分 染色体畸变
染色体结构改变
重复
倒位 易位
整倍性改变
染色体数目改变 非整倍性改变
（1）碱基置换： 一对碱基被另一对碱基所置换
转换：从一种嘌呤变到另一嘌呤 或从一种嘧啶到另 一嘧啶，可称为转换 ； 颠换：从嘌呤到嘧啶（A-C或G-T等）或从嘧啶到嘌 呤（C-G，T-A等），则称它为颠换。
（2）移码突变：DNA分子中一对或少数几对核苷酸增加或缺失而造成的基因突变 。
微生物的遗传变异和育种PPT课件
1952年，美国的莱德伯格夫妇
实验材料
E.coli K12
实验过程
Lederberg 的平板培养法
（四）突变的特点
不对应性 自发性 稀有性 独立性 诱变性 稳定性 可逆性
核基因组
真核生物的 有核膜包裹的真核
(DNA+组蛋白)
原核生物的 无核膜包裹的核区
(环状双链DNA)
线粒体
真核生物的
细胞质基因 共生生物
叶绿体等
核外染色体
2um质粒等 F因子(F质粒)
R因子(R质粒)
原核生物的
Col质粒
Ti质粒 巨大质粒
降解性质粒等
原核生物的质粒
1. 质粒的定义
•指游离于原核生物核基因组以外，具有独立复制 能力的小型共价闭合环状的dsDNA分子，即 cccDNA(circular covalently closed DNA)。
4）Ti质粒 (tumor inducing plasmid)
Agrobacterium tumefaciens（根
癌土壤杆菌）从一些双子叶植物的受 伤根部侵入，最后在其中溶解，释放 出Ti质粒，其上的T-DNA片段与植物 细胞中的核染色体组发生整合，合成 正常菌株所没有的冠瘿碱类，破坏控 制细胞分裂的激素调节系统，从而使 它转变成癌细胞。
自发突变几率 一般在10-6~10-9范围内；
突变率为10-9的含义
抗性突变是最常见的突变类型；
细菌产生抗药性的途径 基因突变 抗药性质粒的转移 生理适应
由基因突变引起的抗药性的原因？
两种观点：
突变的性状与引起突变的原因间呈对应 性 — 抗性突变株的产生是由环境因素 诱发出来的，属定向变异；
基因突变
18
基因突变的一般特征
有害性：大多数基因突变有害
果蝇残翅，植物脆秆，镰刀型贫血病……
无害性：少数突变无害，不影响正常代谢过程，甚至对生存有 利
作物抗病、早熟，牛高泌乳性……
平行性：亲缘关系相近的物种，常常发生同型的基因突变
水稻芒的有无，小麦籽粒的颜色
19
基因突变的一般特征
50
51
天然的移码现象也存在基 因中，移码效率根据基因 产物
错义突变（missense mutation）
无义突变（nonsense mutation）
沉默突变（silent mutation）
53
1、错义突变
错义突变
碱基替换使编码某种氨基酸的密码子变成编码另一种氨基
碱基之间，导致碱基移码突变
74
5-BU引起的DNA碱基对的改变
5-溴尿嘧啶（5-BU）与腺嘌呤（A）和鸟嘌呤（G）均可配对。如 果5-BU取代T以后一直保持与A配对，所产生的影响并不大；若与G 配对，经一次复制后，就可以使原来的A-T对变换成G-C对
75
好多抗肿瘤药物为烷化剂
76
77
78
79
播方式的一种，从热源沿直线向四周发射出去
光线、无线电波等电磁波的传播也叫辐射
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种类：
粒子辐射：α射线、β射线、质子、中子 电磁波辐射：X射线、γ射线
方法：
外照射：中子、X射线、γ射线
内照射：α射线、β射线
原理：基因的化学物质(DNA)发生电离作用
原发电离与次级电离 碱基对、碱基结构破坏、改变基因突变 磷酸二酯键断裂、染色体断裂重接 染色体结构变异 66
高中生物遗传变异知识点总结
⾼中⽣物遗传变异知识点总结 遗传变异这部分知识是⾼中⽣物必修⼆的知识，考察的范围多为选择题和⼤题，下⾯是店铺给⼤家带来的⾼中⽣物遗传变异知识点，希望对你有帮助。
⾼中⽣物遗传变异知识点 ⼀、基因突变 1. 概念：DNA分⼦中碱基对的增添，丢失或替换⽽引起的基因结构的改变。
(基因分⼦数不变) 分⼦⽔平 2. 分类：⾃然突变，诱发突变 3. 诱变因素：物理因素，化学因素，⽣物因素 4. 特点： 普遍性(所有⽣物都会发⽣，包括病毒) 随机性(随时，随地) 不定向性(可逆的) 低频性 多害少利性 5. 发⽣时期：主要是细胞分裂间期(DNA复制) 太空育种时，为什么选择萌发的种⼦.因为萌发的种⼦分裂旺盛，DNA复制过程能够中容易受各种射线影响⽽发⽣突变. 6. 结果：产⽣该基因的等位基因，即新基因. 7. 意义：是⽣物变异的根本来源，是⽣物进化的初始原材料。
8. 基因突变是否⼀定影响⽣物的性状，(不⼀定) ①基因突变新形成的密码⼦与原密码字决定同⼀种氨基酸 ②基因突变为隐性突变，如AA→Aa ③突变部位位于⾮编码区(内含字) 9. 基因突变是否⼀定传递给后代(不⼀定) ①体细胞基因突变，不能通过有性⽣殖传给后代，植物可以通过⽆性⽣殖传给后代 ②⽣殖细胞基因突变可能通过有性⽣殖传给后代 ⼆，基因重组 1. 概念：⽣物体进⾏有性⽣殖过程中，控制不同形状的基因重新组合(狭义) 2. 分类(⼴义) ①减数第⼀次分裂后期：⾮同源染⾊体上的⾮等为基因⾃由组合 ②减数第⼀次分裂四分体时期：同源染⾊体上的⾮等位基因随着交叉互换⽽重新组合 ③基因⼯程(分⼦⽔平)：克服远源杂交不亲和的障碍，定向改变⽣物的形状，发⽣在同种⽣物之间 ④植物体细胞融合 3. 结果产⽣新的基因型。
4. 基因重组的意义：是⽣物变异的来源，是形成⽣物多样性的重要原因之⼀，对⽣物进化有重要意义。
三、镰⼑型细胞贫⾎症 1.直接原因：⾎红蛋⽩的⼀条多肽链上的⼀个氨基酸由正常的⾕氨酸变成了颉氨酸。
遗传与基因突变
遗传与基因突变遗传和基因突变是生物学中两个重要的概念。
遗传是指从父母到子女的性状传递过程，而基因突变则是指基因序列发生变化的过程。
本文将通过介绍遗传和基因突变的基本概念、原因和影响，来探讨它们在生物界中的重要性。
一、遗传的基本概念遗传是生物界中普遍存在的一种现象，通过遗传，父母可以把自己的性状传递给子女。
遗传现象最早被观察到的是人类的性状传递，如眼睛颜色、身高、血型等。
进一步研究发现，遗传也存在于其他生物界，如植物、动物、微生物等。
遗传是生命的基本特征之一，它使得物种能够适应环境的变化，并在进化中得以传承。
二、基因突变的原因基因突变是指基因序列发生变化的过程。
它可以被分为两种类型：基因突变和染色体突变。
基因突变是指单个基因的序列发生变化，而染色体突变则是指整个染色体或染色体片段的序列发生变化。
基因突变的原因可以是内源性或外源性的。
内源性原因包括自然发生的突变、DNA复制错误和细胞自身的修复系统失效等。
而外源性原因包括辐射、化学物质、病毒感染等。
基因突变的发生是一个复杂的过程，涉及到许多分子和细胞过程。
三、遗传与基因突变的关系遗传与基因突变密切相关。
遗传是指物种通过繁殖将自身的性状传递给下一代的过程，而基因突变是遗传的基础。
遗传是在基因水平上进行的，而基因突变则是遗传的基础。
只有当基因发生突变时，才能够在下一代中出现新的性状。
此外，基因突变也是进化的重要驱动力之一。
通过基因突变，物种可以适应环境变化，并产生新的性状和品种。
四、基因突变的影响基因突变对生物界的影响是巨大的。
首先，基因突变是遗传变异的原因之一，它使得物种能够适应环境的变化。
例如，某些突变可能会使得植物在干旱环境中生存能力增强。
其次，基因突变还可以导致遗传病的发生。
一些遗传病是由于基因突变引起的，如囊性纤维化、唐氏综合症等。
此外，基因突变还可以影响个体的生长、发育和行为等方面。
例如，某些突变可能导致个体智力低下、听力障碍等。
总结起来，遗传与基因突变是生物学中重要的概念。
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如果来自亲本的各一个基因一起趋向一极，另外各一 个基因（如图中Aa）趋向另一极，意思是分裂后的二个核 中各含有相等的基因这种分裂方式称为均等分裂。
a
12
3、以红色面包霉作为遗传分析的材料有什么优越性
1)能直接测定某个基因的存在；
2)很容易观测到一次减数分裂所产生的四分体中一对基因 的分离现象，从而证明相对性状的基因在数目上大致相 等的；
细胞融合
真菌有性生殖 真菌准性生殖
细胞暂时沟通
细菌杂交
细胞不接触
a
F因子转导
R因子转移 转导
转化
3
二、微生物杂交和他们生活史的关系
所谓生活史：
对于高等动，植物而言，他的某些细胞（精原细胞和 卵原细胞都是二倍体（2n），通过减数分裂而产生单倍体 的生殖细胞，通过受精作用又成为二倍体细胞，并进一步 发育为双倍体的个体，这一过程称为生活史。
a
4
（一）高等动植物生活史
双倍体细胞 个体
减数分裂
双倍体细胞
减数分裂
单倍体细胞 配偶子
单倍体细胞
(二）大肠杆菌k-12生活史
异核体细胞 （暂时存在） 双倍体细胞 （结合子）
单倍体细胞 无性繁殖系
单倍体细胞
异核体细胞（暂时存在）双倍体细胞 减数分裂 单倍体细 胞
a
5
（三）不完全菌生活史
单倍体细胞 无性繁殖系
a
Ab
aB
Ab.Ab.aB.aB(NPD)
17
当二个基因有一个基因在染色体分离时与着丝粒之间发生交换， 而另一个基因未发生交换，则会出现一种类型的子囊，即T型。
AB
联会 A B
AB
第一次核分 裂
ab
ab
同源染色体 分开
n
2n
2n
An B aB
Ab ab
Ab
a
b
AB
a
B
n 第二次核分裂
n
n
n
AB
单交换 T
一个发生交换
T
双交换 1PD:2T:1NPD 二个同时交换 1PD:2T:1NPD
多交换 1PD:4T:1NPD
a
19
不交换 单交换 二线双交换 三线双交换
三线双交换 四线双交换
交换类型
A
b
a
B
A
b
a
B
A
b
a
B
A
b
a
B
A
b
a
B
A
b
a
B
染色体图象
0% PD(Ab Ab aB aB) 50% T (Ab ab AB aB) 0% PD(Ab Ab aB aB) 50% T (ab AB Ab aB) 50% T (Ab aB ab AB) 100% NPD(ab AB ab AB)
在染色体分离时，二个基因与着丝粒之间都未发生交换，结 果只会出现PD和NPD两种类型，并且比例是PD: NPD=1:1
AB
n A A
ab
联会 A B
ab
n
2n
B
ab
A
B
ab
A
AB
第一次核 分裂
ab
2n b b
同源染色 体分开 aB aB
n
第二次核分裂
n
n
n
AB
ab
Ab
aB
AB
ab
AB.AB.ab.ab(PD)
Ab
Ab
AB
aB
ab
a
AB.aB.Ab.ab(T)
a
b
aB
18
Ab.ab.AB.aB(T)
如果二个基因同时都与着丝粒发生交换，根据同 样的道理就有可能出现三种类型的子囊：
PD:T:NPD=1:2:1
基因连锁
基因不连锁
交换 四分体类型 和着丝粒的交换 四分体类型
不交换 PD
二个染色体都不 交换
1PD:1NPD
出A芽
A
a
体细胞 (2n)
减数分裂
AA
aa 4个单倍
体的核
aa 形成成熟子囊
14
2．酵母菌的遗传分析 双基因杂交的四分体类型
四分体
容
四分体内
类型
结合相AB×ab
排斥相Ab×aB
PD
AB AB ab ab
Ab AB aB aB
NPD
Ab Ab aB aB
AB AB ab ab
T
AB Ab aB ab
为什么会出现第二次分裂分离的子囊呢？如下图
a
10
A
a
A
n
n
n
a
A
A
A
a
n
a
a
n
A
2n
2n
a
n
A
n
a
第二次分裂分离
n
a
A
n
A
n
a
n
a
n
A
n
A
n
a
n
a
n11
还原分裂：
在减数分裂的第一次核分裂时，如果来自一个亲本 的二个基因（如图二个A）趋向一极，而来自另一个亲本 的二个基因（如图二个a）趋向另一极这种分裂方式称为 还原分裂（意思是指分裂后还原到杂交之前的二个亲本 的状态）。
Ab AB ab aB
a
15
有连锁关系的二个基因之间杂交产生的子囊类型
Ab
Ab aB
aB A A a a
A
b
A
b
a
B
a
B
b
b B
B
Ab
Ab
aB aB
AB
AB
ab
ab
A
b
A
b
a
B
a
B
A
b
A
b
a
B
a
B
Ab
AB
ab
aB
Ab
AB
ab
aB
a
16
没有连锁关系的二个基因之间，三种子囊类型出现的比例： 杂交型：AB×ab
单倍体细胞
无性繁殖系
（暂时存在）
减数分裂
异核菌丝体
双倍体菌丝
单倍体细胞
无性繁殖系
a
6
细菌，真菌同高等动，植物生活史的比较：
1．高等动植物以双倍体为主，细菌以单倍体为主，真菌 介于两者之间，但更接近于细菌；
2．高等动植物的双倍体分化形成二倍体个体，细菌的单 倍体分裂而形成无性繁殖系，真菌虽是多细胞的，但他 可以由单一体细胞生长成独立的菌株，它的单倍体，双 倍体或异核体都能形成无性繁殖系；
3)根据子囊排列的方式推算出某一基因与着丝粒之间的相
对距离：
某一基因与着 丝粒的距离=
第二次分裂分离子囊数×1/2
= 图距单位 子囊总数
×100%
4)利用测定某一基因与着丝粒的距离，从而间接测出基因
与基因的距离。
a
13
二、酵母菌的杂交及遗传分析
1．酵母菌的生活史：
质配 A
核
出芽
配
a
a 出芽 a
AA
A
A
A
A
a
n
a
a
a
2n
2n
n
A
n
a
n
(第一次分裂分离)
a
n
红色面包霉杂交的遗传a 分析
A
n
A
n
A
n
A
n
a
n
a
n
a
n
a
9
n
8个子囊孢子排列的六种方式：
1) AAAAaaaa 2)aaaaAAAA
第一次分裂分离
3)AAaaAAaa 4)aaAAaaAA 5)AAaaaaAA 6)aaAAAAaa
第二次分裂分离
3．就“性”的分化而言，微生物中没有严格的性细胞和 体细胞之分（除个别能产生有性孢子的真菌种类之外）， 而高等动植物中性，体细胞区分明显。
a
7
第二节 真菌的有性生殖
一.红色面包霉（Neurospora Crassa）的生活史和遗传规
律 1、 生活史：
a
8
2、 红色面包霉杂交的遗传分析
A
a
A
n
n
n
第二章 基因重组
a
1
第一节 微生物的杂交和遗传体制
一.微生物遗传体制的概念 1．杂交：
基因不同的个体或品种间通过接触使染色体重新搭配 （组合）而产生新个体的过程叫杂交。而在杂交的群体中 进行选育就叫杂交育种。
a
2
2.微生物遗传体制
基因重组类别
基因重组涉及范
供受体关系
整套染色体
部分染色 体
个别或少数基因