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基因突变名词解释微生物
基因突变名词解释微生物
基因突变是指生物体的基因序列发生的改变。
它可以是单个碱基对的改变、插入或删除碱基对，或者是更大范围的基因重排或基因片段的引入。
基因突变可以导致基因功能的改变，进而影响生物体的性状和表现。
微生物是一类极小的生物体，包括细菌、真菌、原生动物和病毒等。
它们广泛存在于自然环境中，有些对人类和其他生物有益，有些则会引起疾病。
微生物具有巨大的生物多样性，对环境的生态系统功能和人类健康具有重要影响。
在微生物中，基因突变可以是自然发生的，也可以是人为引起的。
自然突变是在基因复制和传递过程中发生的错误，包括点突变、插入突变和缺失突变等。
人为引起的基因突变则是通过基因编辑技术，如CRISPR-Cas9，有意识地改变微生物的基因序列，以获得特定的性状或功能。
基因突变在微生物中可以导致各种生物学变化。
例如，细菌的抗生素抗性通常是由基因突变引起的，使它们能够抵抗抗生素的作用。
此外，微生物的代谢能力和病原性等特性也可能因基因突变而发生改变。
因此，研究微生物基因突变对于深入理解微生物的生物学特性和开发新的治疗方法具有重要意义。
生物基因突变
生物基因突变生物基因突变是指在生物体的基因组中发生的突变现象。
基因突变可以是遗传物质DNA序列的改变，也可以是基因组的结构变异，甚至是染色体级别的变化。
这些突变可以是自发发生的，也可以是由外界因素引起的。
1. 自然发生的基因突变自然发生的基因突变是指在生物体繁殖过程中自然而然地发生的突变。
这些突变可能是由DNA复制过程中的错误导致的，或者是由DNA修复过程中的不完全修复引起的。
此外，环境辐射和化学物质等外界因素也可能导致基因突变的发生。
2. 人工诱导的基因突变人工诱导的基因突变是指通过外界手段有意诱发的基因突变。
科学家们可以利用物理、化学或生物学方法来人为地引起基因突变，从而改变生物体的性状。
例如，利用化学物质诱导植物突变，可以获得新的花色、叶形或者抗病性等特性。
3. 基因突变的影响基因突变可能对生物体的性状和功能产生明显的影响。
一些突变可能导致基因功能的完全丧失或改变，从而引起严重的遗传病变。
然而，有些基因突变可能只对生物体的某个性状产生轻微的改变，甚至毫无影响。
4. 基因突变在进化中的作用基因突变在生物进化中起着重要的作用。
基因突变的累积可以导致新的遗传变异，并为自然选择提供了遗传变异的物质基础。
一些有利的突变可能通过自然选择逐渐在种群中得以传播，并对物种的适应性产生重要影响。
5. 基因突变的应用基因突变在科学研究和应用中具有广泛的用途。
通过人工诱导基因突变，科学家们可以研究基因的功能和调控机制，揭示基因与性状之间的关系。
此外，基因突变还可以被应用于农业育种和基因治疗等领域，为人类社会带来巨大的经济和医疗效益。
总结：生物基因突变是生物体基因组中发生的突变现象。
它既可以是自然发生的，也可以是人工诱导的。
基因突变可以对生物体的性状和功能产生影响，而在进化中起着重要的作用。
此外，基因突变还在科学研究和应用中具有广泛的用途。
对于我们来说，了解基因突变的原因、影响和应用，有助于我们更好地理解生物的进化和生命的奥秘。
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。
第五章-基因突变
烟草自交不亲和性
3、有害性和有利性
有些基因仅控制一些次要性状，即使发生突变，也不会影响生物的正常生理活动，这类突变称为中性突变 少数突变不仅对生物的生命活动无害，反而对它本身有利，例如抗病性，优质，早熟性等→有利突变 有些突变对人类来说是有利的，而从生物本身生存和生长发育是有害或不利的。如落粒性、种子休眠
精氨酸 瓜氨酸 鸟氨酸
a + - - c + + - o + + +
根据遗传物质的改变方式将遗传变异分为：
自发突变：在自然条件下发生的突变。各种环境辐射、化学物质、DNA复制错误、修复差错及转座子等引起的基因突变。 诱发突变：人为利用物理、化学因素处理诱发基因突变 正向突变：背离野生型的突变。a+→a 反向突变：转向野生型的突变。a→ a+ 基因突变率：生物体在每一世代中发生突变的机率。 显性突变： 突变后的基因对原等位基因呈显性。 隐性突变：突变后的基因对原等位基因隐性。
第 五 章 基 因 突 变 (Gene Mutation)
第一节 基因突变的一般特征
一. 基本概念
DeVries首先提出“突变”的概念，意思是突然发生的可遗传变异。
如果没有基因突变，所有基因将只有一种存在形式，就难以揭示生物性状的遗传变异规律；世界将变得很单一，失去色彩。
基因重组 基因突变 染色体结构和数目变异
突变体的研究
某种高秆植物经化学诱变，在其后代中发现个别矮秆植株，这种变异个体究竟是基因突变的结果，还是因土壤瘠薄或遭受病虫为害而生长不良的缘故？
将变异体与原始亲本种植在土壤和栽培条件基本均匀一致的条件下，仔细观察比较两者的表现。 若变异体跟原始亲本都是高秆，说明它是不遗传的变异 若变异体与原始亲本不同，仍然表现为矮秆，说明它是可遗传的，是基因发生了突变
基因突变的特征和原因
主要有三种情况
对应例题：6、（原创）下列叙述正确的是 ( ) A、基因控制性状，因此基因突变的结果一定引起性状改变 B、 显性突变，可直接引起性状的改变，而且这个突变基因一定能传给后代 C、显性突变虽直接引起了性状的改变，但这个突变基因不一定能传给后代 D、基因发生突变时，引起mRNA上的密码子改变，则这个密码子所对应的氨基酸一定改变
解析：基因控制性状，但基因突变的结果不一定引起性状改变，例如隐性突变，此时性状并不改变；显性突变，可直接引起性状的改变，但突变基因是否能传给后代，要看这种突变性状是否有很强的适应环境能力。若有，则为有利突变，可通过繁殖传给后代，否则为有害突变，被淘汰掉，所以B错， C对；基因发生突变时，引起mRNA上的密码子改变，这个密码子所对应的氨基酸不一定改变，这是由于密码子的简并性，改变了的密码子与原密码子可仍对应同一种氨基酸。
6、基因突变与生物性状的关系
（1）显性突变： 如aa中的一个a突变为A，会直接引起性状的改变。但具有突变性状的个体能否把突变基因传给后代，要看这种突变性状是否有很强的适应环境能力。若有，则为有利突变，可通过繁殖传给后代，否则为有害突变，被淘汰掉。
（2）隐性突变：如AA中的一个A突变为a，此时性状不改变。
CGG 精氨酸
UAG 终止
A、增添 B、缺失 C、改变 D、重组
B
解析：正常血红蛋白ｍRNA密码顺序是：ACC UCC AAA UAC CGU UAA，由于在138位点上的密码子UCC 缺失 了C，这样后面的碱基，就以次向前移一位，于是从138号开始，后面的密码子就全改变了。这是移码突变，ｍRNA缺失1个碱基，导致作用部位以后的密码子顺序和组成发生相应改变，终止码常会提前或者推迟。
基因突变解析
基因突变解析基因突变是指基因序列发生了改变，这种变异可以是单个碱基的替换、插入或删除，也可以是更大范围的基因片段的重组。
基因突变是遗传变异的主要形式之一，通过对基因突变进行深入解析，我们可以更好地了解基因功能、遗传病的发生机制以及人类进化的过程。
一、基因突变的发生原因基因突变的发生原因多种多样，主要包括以下几个方面：1. 遗传因素：基因突变可以通过遗传方式传递给后代，造成家族性疾病的发生。
2. 自然辐射：一些自然射线，如紫外线、X射线等，都具有一定的致突变作用，过度暴露于这些辐射源可能增加基因突变的风险。
3. 化学物质：某些化学物质，如致癌物质，会导致基因序列的改变，从而引发基因突变。
4. 外部环境：一些外部环境因素，如烟草、空气污染等，也可增加基因突变的概率。
二、基因突变的分类基因突变可以按照不同的标准进行分类，下面是两种常见的分类方法：1. 按照突变类型分类：- 点突变：指发生在单个碱基上的突变，包括替换（点突变中最常见的一种）、插入和删除等。
- 编码区突变：指发生在基因编码区的突变，可能导致蛋白质序列的改变。
- 非编码区突变：指发生在基因非编码区的突变，可能影响基因的表达水平。
2. 按照突变后果分类：- 无义突变：指突变导致密码子转变成终止密码子，导致蛋白质合成中断。
- 错义突变：指突变导致密码子转变成编码不同氨基酸的密码子，可能导致蛋白质功能异常。
- 移码突变：指突变导致密码子的插入或删除，引起后续密码子的错位，从而产生错误的蛋白质序列。
- 无影响突变：指突变对基因功能没有明显影响，被认为是一种中性突变。
三、基因突变的检测方法基因突变的检测方法主要包括以下几种：1. 传统测序技术：通过测序技术对基因序列进行逐个碱基的测定，并与正常基因序列进行比较，从而发现突变位点。
2. 高通量测序技术：如全基因组测序、外显子测序等，通过扩大测序规模，可以更全面地检测基因突变。
3. 基因芯片技术：利用基因芯片上固定的探针与待测样本中的基因序列进行杂交，通过对杂交信号的检测来鉴定基因突变。
微生物的基因突变
微生物的基因突变
易位
易位指同源染色体之间部分连接 而交换。
一种情况是两条同源染色体相互 间进行部分交换，这种染色体交 换节段长短有时可能不等，当长 短不同时，会影响到染色体的外 形；另一种是一条染色体的部分 节段连接到另一非同源染色体上，
微生物的基因突变
碱基置换substitution
对染色体基因组来说，碱基置换仅是DNA结构的小损 伤microlesion与微改变，故称点突变point mutation。
碱基置换只涉及一对碱基被另一对碱基所替代。 以嘌呤类或嘧啶类碱基间的转换可称谓碱基转换与碱基 颠换两类
微生物的基因突变
移码突变frame-shift mutation
微生物的基因突变
3 突变的修复
突变的修复也是遗传信息稳定性的体现。 在诱变剂的作用下基因会发生突变。而突变和
修复形成一对矛盾。 这就象革命过程中传统旧势力和新生势力之间
微生物的基因突变
突变的特点
不对应：致突性状与诱突因子无对应性 自发性：性状突变可与人为诱变无关系 罕见性：突变虽自发，但却突变率极低 独立性：任何性状突变各自独立发生的 稳定性：突变子一旦形成是可以遗传的 可诱性：突变率可加大诱因而得以堤高 可逆性：既可正向突变又能回复变异之
微生物的基因突变
基因突变的具体类型
实验材料是大肠杆 菌和噬菌体
波动试验（fluctuation）
N代
N代
dilution phage
微生物的基因突变
波动试验说明
大肠杆菌对噬菌体的抗性突变体是在接 触噬菌体之前的生长繁殖过程中自发形 成，并稳定地进行传代，随着生长繁殖 到一定的培养阶段，在培养物中就有大 量的抗性个体产生。
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
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 。
基因突变
种类
碱基置换突变 移码突变
缺失突变(deletion)
插入突变 (insertion)
英文：subsititution
BU诱发的突变指DNA分子中一个碱基对被另一个不同的碱基对取代所引起的突变，也称为点突变（point mutation）。点突变分转换和颠换两种形式。如果一种嘌呤被另一种嘌呤取代或一种嘧啶被另一种嘧啶取代则称 为转换（transition）。嘌呤取代嘧啶或嘧啶取代嘌呤的突变则称为颠换（transversion）。由于DNA分子中有 四种碱基，故可能出现4种转换和8种颠换（见上图）。在自然发生的突变中，转换多于颠换。
某一基因位点的一个等位基因发生突变，不影响另一个等位基因，即等位基因中的两个基因不会同时发生突 变。
①隐性突变：当代不表现，F2代表现。 ②显性突变：当代表现，与原性状并存，形成镶嵌现象或嵌合体。
同一生物不同个体之间可以多次发生同样的突变。
影响
同义突变 错义突变
无义突变 终止密码突变
同义突变（same sense mutation）：碱基置换后，虽然每个密码子变成了另一个密码子，但由于密码子的 简并性，因而改变前、后密码子所编码的氨基酸不变，故实际上不会发生突变效应。例如，DNA分子模板链中GCG 的第三位G被A取代，变为GCA，则mRNA中相应的密码子CGC就变为CGU，由于CGC和CGU都是编码精氨酸的密码子， 故突变前后的基因产物（蛋白质）完全相同。同义突变约占碱基置换突变总数的25﹪。
1958年S.本泽发现噬菌体T4的rⅡ基因中有特别容易发生突变的位点──热点，指出一个基因的某一对核苷 酸的改变和它所处的位置有关。
1959年E.佛里兹提出基因突变的碱基置换理论，1961年F.H.C.克里克等提出移码突变理论（见遗传密码）。 随着分子遗传学的发展和DNA核苷酸顺序分析等技术的出现，已能确定基因突变所带来的DNA分子结构改变的类型， 包括某些热点的分子结构，并已经能够进行定向诱变。
基因突变和基因重组ppt课件
一、基因突变的实例
思考·讨论
正常人
镰状细胞贫血患者
碱基对 T
根本原因：
DNA
替换
A
基因层面
转录
mRNA
A
U
翻译
氨基酸 蛋白质
谷氨酸 正常
缬氨酸 异常
直接原因： 蛋白质层面
一、基因突变的实例
思考·讨论
3．如果这个基因发生碱基的增添或缺失，氨基酸序列是否也会改变？所 对应的性状呢？
【答案】如果这个基因发生碱基的增添或缺失，氨基酸序列也会发 生改变，所对应的性状肯定会改变。
本质
发生 时间 原因
基因突变
基因结构改变，产生 新基因、可能会产生新性状
分裂间期
自然突变、诱发突变
基因重组
不同基因的重新组合，产生新 的基因型，使不同性状重新组合
减I（前期、后期）
自由组合；互换
特点 意义
普遍性、随机性、低频性、 不定向性。
变异的根本来源，为进化 提供原材料
有性生殖生物中普遍存在
变异的来源之一，对进化有 重要意义
取得了极大的经济效益。
讨论
1.航天育种的生物学原理是什么？ 基因突变
2.如何看待基因突变造成的结果？
基因突变的本质是基因的碱基序列发生改变，这种改变可以直 接表现在性状上，改变的性状对生物的生存可能有害，可能有利， 也可能既无害也无益。
一、基因突变的实例
镰状细胞贫血
镰状细胞贫血(也叫镰刀型细胞贫血症)是一种遗传病。正常 人的红细胞是中央微凹的圆饼状，而镰状细胞贫血患者的红细胞 却是弯曲的镰刀状这样的红细胞容易破裂，使人患溶血性贫血， 严重时会导致死亡。
一、基因突变的实例
镰状细胞贫血
微生物基因突变
微生物基因突变具有普遍性、随 机性、低频性和不定向性等特点 。
基因突变的类型与频率
类型
微生物基因突变主要包括点突变、插 入突变、删除突变和复制滑动等类型 。
频率
基因突变的频率通常较低，但某些特 定条件下，如辐射、化学诱变剂等处 理，可以诱导基因突变率增加。
基因突变的意义与影响
意义
微生物基因突变在进化、生态、医学等方面具有重要意义。通过基因突变，微生物可以 适应不同的环境条件，增加物种多样性。同时，基因突变也是生物进化的重要驱动力。
03
微生物基因突变的检测 方法
基于表型的检测方法
抗药性筛选
通过在含有不同浓度抗菌药物的平板上培养细菌，观察菌落生长情况，筛选出 具有抗药性突变的菌株。
生长曲线测定
通过测定细菌在不同条件下的生长曲线，观察生长速度、生长量等表型变化， 判断是否存在基因突变。
基于DNA的检测方法
聚合酶链式反应（PCR）
通过特异性扩增目的基因片段，检测是否存在基因突变。
变性梯度凝胶电泳（DGGE）
通过凝胶电泳分离DNA片段，根据DNA片段的解链行为判断是否存在基因突变 。
基于蛋白质的检测方法
质谱分析
通过质谱技术对蛋白质进行定性和定量分析，检测是否存在 蛋白质表达异常或氨基酸序列变化。
免疫印迹法
通过特异性抗体检测蛋白质表达情况，判断是否存在基因突 变引起的蛋白质表达异常。
物理因素
紫外线
紫外线具有高能量，可以引起DNA链的断裂和交联，从而引发基因突变。紫外线还可以 导致DNA分子结构的变化，如形成嘧啶二聚体和嘌呤二聚体等，这些结构变化是导致基 因突变的主要原因之一。
电离辐射
电离辐射可以引起DNA链的断裂和交联，从而引发基因突变。电离辐射还可以导致DNA 分子结构的变化，如形成自由基和氧化物等，这些结构变化是导致基因突变的主要原因之 一。