区分等位基因内突变和非等位基因间突变实验

区分等位基因内突变和非等位基因间突变实验

一、【目的】

1、熟练掌握果蝇的杂交技术。

2、能通过实验区分等位基因间和非等位基因间的突变。

二、【原理】

基因突变：一个基因座的内部结构发生改变，导致基因的一种等位形式变成另一等位形式，也叫做点突变。

野生型等位基因：将自然界中普遍出现或指定实验用的某一品系的性状作为“野生型”或“正常”的性状，与这种性状相关的等位基因称为野生型等位基因。

突变型等位基因：任何不同于野生型等位基因的相同座位的基因称为突变型等位基因。

正向突变：从野生型等位基因变为突变型等位基因。

恢复突变：从突变型等位基因变为野生型等位基因。

突变体的表型特征：

（1）形态突变：突变导致生物体外观上可见的形态结构的改变。例如果蝇的红眼→白眼突变：

（2）生化突变：突变影响生物的代谢过程，导致一个特定生化功能的改变或丧失。如微生物的营养缺陷型

（3）致死突变：严重影响生物体生活力，导致个体死亡的突变。可分为显性致死突变（杂合态即可致死）和隐性致死突变（纯合态才致死）

（4）条件致死突变；引起生物体在某些条件下致死的突变。如噬菌体的温度敏感性突变

突变发生的时期和部位

突变在生物体生长发育的任何阶段以及任何部位都可以发生，突变发生的越迟，对生物体的影响越轻，对于有性生殖的真核生物来说，体细胞发生的显性突变会影响当代的表型，而生殖细胞发生的突变有可能传递给下一代。

突变的多方向性和复等位基因

一个基因内有很多突变位点，所以，一个基因的突变也有多方向性，从而导致一个基因可以有两个以上的等位形式——复等位基因。

突变的有害性和有利性:

多数为隐性致死（recessive lethal），也有少数显性致死（dorminant lethal）。

伴性致死（sexlinked lethal）：即致死突变发生在性染色体上。

致死突变一般不利，但也有利，如用于检测基因突变和控制♀♂个体的平衡致死品系。

自发突变的原因

自然界中的辐射—电离辐射和非电离辐射

温度的极端变化以及气候变化

生物体生长发育环境中的化学物质的影响

生物体本身产生的生物或化学物质的影响

错义突变：碱基改变导致密码子改变、结果引起氨基

酸序列的改变。

无义突变：编码氨基酸的密码子变为终止密码子的点

突变。

移码突变：基因编码序列中插进额外碱基引起插入点

及后面编码信息发生改变。可引起错意、

无义及终止密码子突变

同义突变（沉默突变）：由于密码子的简并性，碱基

改变，但编码氨基酸不变。

终止密码子突变：终止密码子碱基发生改变，导致氨

基酸合成不能正常终止

果蝇突变的检出

（1）Muller-5方法检出果蝇X染色体的突变

（2）利用平衡致死系检出果蝇常染色体的突变

诱发突变

辐射与诱变

（1）辐射：上下左右四面八方传递能量的过程？

电离辐射：X射线、α射线、β射线、γ射线、中

子和质子等

非电离辐射：紫外线

a和b射线的穿透力很弱，故只能用“内照射”。实际应用时，一般不用a 射线，只用

b射线。b射线常用辐射源是P32和S35，尤以P32使用较多

（2）电离辐射诱变途径：物理作用→化学作用→生物学作用。

（3）辐射剂量及表示方法

定义：单位质量被照射的物质所吸收的能量数值，称为辐射剂量。

（4）电离辐射致变的机理

照射→原发电离→次级电离→基因分子结构改组→基因突变

基因突变的频率与辐射剂量成正比，即剂量增加一倍，突变频率增加一倍，但突变率不受辐射强度的影响。辐射强度是指单位时间内照射的剂量数，即剂量率，倘若照射剂量不变，不管单位时间内所照射是多还是少，基因突变率总是保持一致。

（5）非电离辐射诱变

①种类：UV（紫外线 2600A0）

紫外线虽然能量比电离辐射低，但由于核酸的吸收峰波长在紫外线波长范围内，因而也会引起基因突变。但效率比较低。由于其穿透力较弱，很少用于高等生物的诱变剂，多用于微生物、花粉或体细胞培养中的诱变剂。

②作用机理：激发作用→离折→配对差错→突变

③适用：微生物、配子

化学诱变

1941年Auerbach和Robson第一次发现芥子气可以诱发基因突变。 1943年Oehlkers第一次发现氨基甲酸乙酯(NH2COO2H5）可以诱发染色体结构的变异。

（1）特点：比辐射诱变剂温和，较容易控制，有一定的突变

倾向性。某些化学药物的诱变作用是有特异性的，

即一定性质的药物能够诱发一定类型的变异。

（2）种类：参见教材上的表10-3

①烷化剂：甲基磺酸乙酯[EMS，CH3SO4（OC2H5）]、硫酸二乙酯[DES，SO2(OC2H5)2]、

乙烯亚胺（EI）等。它们都有含有一个或多个不稳定的烷基（C2H5），这些烷基能移到电子密度较高的其他分子中去，这种通过烷基置换其它分子的氢原子的作用，叫做烷化作用。烷化剂就是通过这种烷化作用而改变基因的分子结构，从而造成基因突变。

②碱基类似物：5-溴尿嘧啶（Bu）、5-溴脱氧尿核苷（BudR）、2-氨基嘌呤（Ap）等。

前二者是胸腺嘧啶（T）的类似物，后一种是腺嘌呤（A）的类似物。

其作用机理是它们的分子结构与基因分子的碱基相似，它们在不妨碍基因复制的情况下作为组成基因的成分参入到基因分子中去。由于它们与碱基不同，它们会在复制时发生偶然配对上的差错，从而导致基因突变。

③抗生素：重氨丝氨酸、丝裂霉素C，它们具有破坏基因分子结构的能力，因而造成染色体的断裂。目前少用。