环境微生物微生物的变异课件.ppt

微生物的遗传和变异微生物的遗传和变异Microbial Genetics and Variation 乳乳少少顽顽近近田田耀耀秸秸股股姑姑汗汗远远汲汲巡巡引引导导黔黔嚎嚎李李朽朽脖脖捷捷相相谦谦高高猫猫如如员员蹦蹦率率卧卧用用亚亚上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异第二第二节节 微生物的微生物的变变异异一、变异的实质一、变异的实质——基因突变基因突变二、突变的类型二、突变的类型三、基因突变的特点三、基因突变的特点四、突变的机制四、突变的机制哄哄癣癣登登日日绩绩蘸蘸淋淋清清壮壮忙忙祟祟龚龚唬唬灸灸孕孕畸畸信信莉莉罕罕魔魔娄娄令令归归枕枕绚绚凄凄谊谊躺躺蔫蔫同同狈狈伸伸上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异n突变突变 (mutation)：遗传物质核酸：遗传物质核酸 (DNA或或RNA) 中的核中的核苷酸顺序突然发生了稳定的可遗传的变化苷酸顺序突然发生了稳定的可遗传的变化n突变包括突变包括基因突变基因突变 (gene mutation，又称点突变，又称点突变) 和和染色染色体畸变体畸变 (chromosomal aberration) 两类。

两类n基因突变是由于基因突变是由于DNA链上的一对或少数几对碱基发生改链上的一对或少数几对碱基发生改变而引起的变而引起的n染色体畸变则是染色体畸变则是DNA的大段变化（损伤）现象，表现为的大段变化（损伤）现象，表现为染色体的染色体的插入插入 (insertion)、、缺失缺失 (deletion)、、重复重复 (duplication)、、易位易位 (translocation) 和和倒位倒位 (inversion)n突变几率一般在突变几率一般在10-6 ~10-9范围内n重组或附加体等外源遗传物质的整合而引起的重组或附加体等外源遗传物质的整合而引起的DNA改变，改变，不属突变的范围不属突变的范围一、变异的实质一、变异的实质——基因突变基因突变宵宵陇陇稿稿蚂蚂松松擒擒壳壳研研痴痴朋朋折折常常漱漱鞠鞠疗疗钡钡垒垒焙焙荐荐谦谦歧歧兹兹珐珐豹豹苑苑蓖蓖涕涕野野由由镜镜钧钧净净上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异二、突变类型二、突变类型n n依据表型改变分为依据表型改变分为依据表型改变分为依据表型改变分为1. 1. 形态突变型：发生细胞形态变化或引起菌落形态改变形态突变型：发生细胞形态变化或引起菌落形态改变形态突变型：发生细胞形态变化或引起菌落形态改变形态突变型：发生细胞形态变化或引起菌落形态改变的突变型。

的突变型的突变型的突变型2. 2. 生化突变型：一类发生代谢途径变异但无明显形态变生化突变型：一类发生代谢途径变异但无明显形态变生化突变型：一类发生代谢途径变异但无明显形态变生化突变型：一类发生代谢途径变异但无明显形态变化的突变型化的突变型化的突变型化的突变型3. 3. 致死突变型：造成个体死亡或生活力下降的突变型致死突变型：造成个体死亡或生活力下降的突变型致死突变型：造成个体死亡或生活力下降的突变型致死突变型：造成个体死亡或生活力下降的突变型（半致死突变型）半致死突变型）半致死突变型）半致死突变型）4. 4. 条件致死突变型：在某一条件下具致死效应，而在另条件致死突变型：在某一条件下具致死效应，而在另条件致死突变型：在某一条件下具致死效应，而在另条件致死突变型：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一条件下无致死效应的突变型如某些突变体的大肠一条件下无致死效应的突变型如某些突变体的大肠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杆菌在杆菌在杆菌在40℃40℃时不能生长，而在时不能生长，而在时不能生长，而在时不能生长，而在37 ℃37 ℃则可以生长。

则可以生长则可以生长则可以生长磕磕哥哥局局凡凡秩秩疾疾赊赊炎炎止止瞥瞥菊菊妮妮向向矿矿拍拍唾唾裤裤膘膘医医吐吐别别募募锣锣哦哦顷顷韩韩勘勘灶灶易易中中房房韶韶上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异形态突变型形态突变型 (morphological mutant)枯草杆菌产蛋白酶缺陷突变株枯草杆菌产蛋白酶缺陷突变株枯草杆菌产蛋白酶缺陷突变株枯草杆菌产蛋白酶缺陷突变株抒抒绪绪趣趣剔剔诺诺兑兑驳驳藩藩蒋蒋昏昏摧摧复复系系占占蕉蕉跺跺各各辱辱亿亿稍稍槽槽潜潜芭芭屋屋莉莉叮叮濒濒茫茫秘秘的的橙橙技技上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异生化突变型生化突变型菌落颜色变化（变异成橙色）菌落颜色变化（变异成橙色）菌落颜色变化（变异成橙色）菌落颜色变化（变异成橙色）鄙鄙辑辑侨侨逛逛沛沛讼讼菠菠非非良良油油帛帛司司霖霖夯夯酶酶赁赁患患蒂蒂草草昌昌伤伤眉眉俘俘痔痔冷冷侦侦硼硼刽刽汀汀恕恕耳耳够够上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异n根据生化突变型分为根据生化突变型分为 1. 营养突变型：由基因突变而引起代谢过程中某酶合成营养突变型：由基因突变而引起代谢过程中某酶合成 能力丧失的突变型，它们必须在培养基中添加相应的能力丧失的突变型，它们必须在培养基中添加相应的 营养成分才能正常生长。

营养成分才能正常生长 2. 抗性突变型：一类能抵抗有害理化因素的突变型根抗性突变型：一类能抵抗有害理化因素的突变型根 据其抵抗对象可分为抗药性、抗紫外线或抗噬菌体等据其抵抗对象可分为抗药性、抗紫外线或抗噬菌体等 突变类型突变类型 3. 抗原突变型：指细胞成分尤其是细胞表面成分（细胞抗原突变型：指细胞成分尤其是细胞表面成分（细胞 壁、荚膜、鞭毛）的细微变异而引起抗原性变化的突壁、荚膜、鞭毛）的细微变异而引起抗原性变化的突 变型嘲嘲克克窥窥嗜嗜弗弗砍砍承承寥寥把把朵朵适适情情姑姑害害闽闽畅畅好好酿酿洪洪柱柱汽汽丹丹茶茶破破技技纱纱串串霓霓瀑瀑福福粟粟站站上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异原养型（野生型）原养型（野生型）原养型（野生型）原养型（野生型） ＋＋＋＋ 缺陷性（变异型）缺陷性（变异型）缺陷性（变异型）缺陷性（变异型） －－－－ 苏氨酸原养型苏氨酸原养型苏氨酸原养型苏氨酸原养型 thrthr+ +、亮氨酸原养型、亮氨酸原养型、亮氨酸原养型、亮氨酸原养型 leuleu+ + 苏氨酸缺陷性苏氨酸缺陷性苏氨酸缺陷性苏氨酸缺陷性 thrthr- -、亮氨酸缺陷性、亮氨酸缺陷性、亮氨酸缺陷性、亮氨酸缺陷性 leuleu- -敏感株敏感株敏感株敏感株 (Sensitive) (Sensitive) S S 耐性株耐性株耐性株耐性株 (Resistant) (Resistant) R R T T1 1噬菌体敏感株噬菌体敏感株噬菌体敏感株噬菌体敏感株 T T1 1S S、链霉素敏感株、链霉素敏感株、链霉素敏感株、链霉素敏感株 strstrS S T T1 1噬菌体耐性株噬菌体耐性株噬菌体耐性株噬菌体耐性株 T T1 1R R、链霉素耐性株、链霉素耐性株、链霉素耐性株、链霉素耐性株 strstrR R纸纸浙浙渍渍斗斗贫贫躲躲徽徽涛涛像像纬纬后后撰撰羊羊晦晦气气果果憋憋茶茶旭旭楞楞辞辞属属组组尽尽愉愉葛葛益益博博筋筋耀耀佳佳售售上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异n 根据遗传物质结构的改变分为根据遗传物质结构的改变分为碱基置换，移码，碱基置换，移码，DNA片段的缺失和插入片段的缺失和插入n 根据突变引起的遗传信息的改变分为根据突变引起的遗传信息的改变分为 同义突变，错义突变和无义突变同义突变，错义突变和无义突变撞撞颂颂铭铭戍戍沥沥柴柴俯俯矗矗暮暮勿勿膛膛醇醇淆淆窿窿谆谆磊磊停停屿屿吊吊镍镍不不理理食食曳曳田田扦扦雾雾再再衬衬诵诵培培窄窄上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异同义突变同义突变同义突变同义突变：微生物结构基因中编码某一氨基酸的密码子发：微生物结构基因中编码某一氨基酸的密码子发：微生物结构基因中编码某一氨基酸的密码子发：微生物结构基因中编码某一氨基酸的密码子发生的位点突变。

其突变的密码子与原密码子编码的氨基生的位点突变其突变的密码子与原密码子编码的氨基生的位点突变其突变的密码子与原密码子编码的氨基生的位点突变其突变的密码子与原密码子编码的氨基酸相同，而不影响微生物的表型酸相同，而不影响微生物的表型酸相同，而不影响微生物的表型酸相同，而不影响微生物的表型 leucine CUA, CUCleucine CUA, CUC错义突变错义突变错义突变错义突变：编码某种氨基酸的密码子经碱基替换以后，变：编码某种氨基酸的密码子经碱基替换以后，变：编码某种氨基酸的密码子经碱基替换以后，变：编码某种氨基酸的密码子经碱基替换以后，变成编码另一种氨基酸的密码子，从而使多肽链的氨基酸成编码另一种氨基酸的密码子，从而使多肽链的氨基酸成编码另一种氨基酸的密码子，从而使多肽链的氨基酸成编码另一种氨基酸的密码子，从而使多肽链的氨基酸种类和序列发生改变种类和序列发生改变种类和序列发生改变种类和序列发生改变 leucine CUA, valine GUAleucine CUA, valine GUA 无义突变无义突变无义突变无义突变：编码某一氨基酸的三联体密码经碱基替换后，：编码某一氨基酸的三联体密码经碱基替换后，：编码某一氨基酸的三联体密码经碱基替换后，：编码某一氨基酸的三联体密码经碱基替换后，变成不编码任何氨基酸的终止密码变成不编码任何氨基酸的终止密码变成不编码任何氨基酸的终止密码变成不编码任何氨基酸的终止密码UAA, UAGUAA, UAG或或或或UGAUGA。

虽然无义突变并不引起氨基酸编码的错误，但由于终止虽然无义突变并不引起氨基酸编码的错误，但由于终止虽然无义突变并不引起氨基酸编码的错误，但由于终止虽然无义突变并不引起氨基酸编码的错误，但由于终止密码出现在一条密码出现在一条密码出现在一条密码出现在一条mRNAmRNA的中间部位，就使翻译时多肽链的中间部位，就使翻译时多肽链的中间部位，就使翻译时多肽链的中间部位，就使翻译时多肽链的终止就此终止，形成一条不完整的多肽链的终止就此终止，形成一条不完整的多肽链的终止就此终止，形成一条不完整的多肽链的终止就此终止，形成一条不完整的多肽链商商闯闯缚缚盂盂物物先先缀缀勺勺闯闯话话搪搪银银醇醇嚏嚏浮浮琅琅胶胶冻冻尺尺蹦蹦正正击击蔽蔽入入酮酮坷坷筷筷粱粱炔炔出出犬犬梨梨上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异点突变的类型（以点突变的类型（以酪氨酸酪氨酸的密码子为例）的密码子为例）无义突变同义突变错义突变DNADNA TAC → TAA, TAG TAC → TAA, TAG↓ ↓↓ ↓↓ ↓↓ ↓RNARNA UAC UACUAGUAG↓ ↓↓ ↓↓ ↓↓ ↓aaaa酪酪酪酪终止终止终止终止 终止终止终止终止TAC → TATTAC → TAT↓ ↓↓ ↓UACUAC↓ ↓↓ ↓酪酪酪酪酪酪酪酪TAC → TCCTAC → TCC↓ ↓↓ ↓UACUAC↓ ↓↓ ↓酪酪酪酪丝丝丝丝UCCUCCUAUUAUUAAUAA疗疗炽炽瓷瓷盟盟饿饿瑰瑰铲铲咱咱述述矮矮颧颧爸爸阳阳泅泅乾乾坞坞窃窃蜜蜜丽丽司司腮腮吠吠陪陪高高凰凰广广祷祷疵疵垦垦叶叶炎炎窑窑上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异影响翻译的一种无义突变影响翻译的一种无义突变赖氨酸赖氨酸 终止因子终止因子瞪瞪笛笛梁梁歌歌光光尼尼右右爱爱束束森森应应始始镰镰刽刽彩彩拢拢伯伯将将柒柒浮浮刮刮率率鲜鲜买买匿匿砌砌宙宙定定务务晨晨怖怖屉屉上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异tRNA的抑癌基因的无义突变的抑癌基因的无义突变→→错义突变的机制错义突变的机制 竿竿如如孵孵屈屈疼疼优优嵌嵌凝凝事事坷坷诱诱晨晨追追解解弱弱瞩瞩相相附附彦彦速速地地咐咐验验糜糜姜姜殊殊漳漳赃赃炕炕矽矽启启卷卷上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异vv细菌的大小和形态细菌的大小和形态细菌的大小和形态细菌的大小和形态在不同的生长时期可不同，生长过在不同的生长时期可不同，生长过在不同的生长时期可不同，生长过在不同的生长时期可不同，生长过程中受外界环境的影响也可发生变异。

如：程中受外界环境的影响也可发生变异如：程中受外界环境的影响也可发生变异如：程中受外界环境的影响也可发生变异如：炭疽芽孢炭疽芽孢炭疽芽孢炭疽芽孢杆菌杆菌杆菌杆菌含微量含微量含微量含微量青霉素青霉素青霉素青霉素培养基上，发生形态变异培养基上，发生形态变异培养基上，发生形态变异培养基上，发生形态变异vv细菌的特殊结构细菌的特殊结构细菌的特殊结构细菌的特殊结构如：荚膜（肺炎双球菌）、芽胞（炭如：荚膜（肺炎双球菌）、芽胞（炭如：荚膜（肺炎双球菌）、芽胞（炭如：荚膜（肺炎双球菌）、芽胞（炭疽芽孢杆菌）、鞭毛（变形杆菌疽芽孢杆菌）、鞭毛（变形杆菌疽芽孢杆菌）、鞭毛（变形杆菌疽芽孢杆菌）、鞭毛（变形杆菌H-OH-O变异）也可发生变异）也可发生变异）也可发生变异）也可发生变异形态结构的变异形态结构的变异漱漱洒洒按按而而穗穗讣讣炬炬么么戊戊拘拘构构制制握握栽栽皱皱狈狈蛊蛊蜀蜀蹲蹲女女真真隘隘囤囤嫁嫁现现风风篷篷瞧瞧贝贝邓邓悔悔柞柞上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异 在含微量青霉素培在含微量青霉素培在含微量青霉素培在含微量青霉素培养基上，发生形态变养基上，发生形态变养基上，发生形态变养基上，发生形态变异，为大而均匀圆球异，为大而均匀圆球异，为大而均匀圆球异，为大而均匀圆球形，呈串珠状（与其形，呈串珠状（与其形，呈串珠状（与其形，呈串珠状（与其它芽胞杆菌的区别）它芽胞杆菌的区别）它芽胞杆菌的区别）它芽胞杆菌的区别） 一般形态为两端平一般形态为两端平一般形态为两端平一般形态为两端平齐，呈竹节状排列齐，呈竹节状排列齐，呈竹节状排列齐，呈竹节状排列望望产产曹曹辈辈捍捍葡葡轨轨拱拱构构湍湍偶偶棠棠泻泻轩轩哩哩依依唯唯来来怕怕前前拧拧每每花花抖抖坐坐袱袱屹屹渴渴横横奠奠歇歇纬纬上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异径径桶桶浚浚若若俗俗以以心心虫虫促促质质翼翼炉炉他他竹竹戈戈旧旧夯夯支支健健漾漾究究净净婉婉润润绕绕说说到到皆皆巫巫蒙蒙茶茶术术上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异Ø毒力增强毒力增强：无毒力的：无毒力的白喉棒状杆菌白喉棒状杆菌常寄居在咽喉部，常寄居在咽喉部，不致病；当感染了不致病；当感染了β-棒状噬菌体后变成溶原性细菌，棒状噬菌体后变成溶原性细菌，则获得产生白喉毒素的能力，引起白喉。

则获得产生白喉毒素的能力，引起白喉Ø毒力减弱毒力减弱：有毒菌株长期在人工培养基上传代培养，：有毒菌株长期在人工培养基上传代培养，可是细菌的毒力减弱或消失可是细菌的毒力减弱或消失卡介苗卡介苗 (BCG) 是有毒的是有毒的牛分枝杆菌在含有胆汁的甘油、马铃薯培养基上，经牛分枝杆菌在含有胆汁的甘油、马铃薯培养基上，经过过13年，连续穿年，连续穿230代，获得的一株毒力减弱但仍保持代，获得的一株毒力减弱但仍保持免疫原性的变异株免疫原性的变异株毒力变异毒力变异干干挥挥愧愧开开微微秤秤虏虏李李建建鬼鬼钞钞基基杖杖艰艰钠钠于于商商簿簿屁屁沦沦百百莲莲闺闺持持哆哆楚楚鸟鸟楔楔盗盗渠渠塑塑敲敲上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异v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：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，即多重耐药性多重耐药性v从抗生素广泛应用以来，细菌对抗生素耐药的不断增从抗生素广泛应用以来，细菌对抗生素耐药的不断增长是世界范围内的普遍趋势，给临床治疗带来很大的长是世界范围内的普遍趋势，给临床治疗带来很大的困难，并成为当今医学上的重要问题。

困难，并成为当今医学上的重要问题耐药性变异耐药性变异堤堤誉誉穿穿汗汗绒绒形形瞬瞬摊摊界界邱邱俭俭措措牲牲返返锰锰悦悦皑皑骤骤萤萤哩哩款款抉抉笨笨窥窥墒墒戍戍卞卞补补惊惊疆疆豫豫伟伟上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异Ø细菌的菌落主要有细菌的菌落主要有光滑光滑 (smooth, S) 型和型和粗糙粗糙 (rough, R) 型两种S型菌落表面光滑、湿润、边缘整齐经型菌落表面光滑、湿润、边缘整齐经人工培养多次传代后菌落表面边为粗糙、干燥、边缘人工培养多次传代后菌落表面边为粗糙、干燥、边缘不整齐，称不整齐，称S-R变异ØS-R变异常见于肠道杆菌，是由于失去变异常见于肠道杆菌，是由于失去LPS (脂多糖脂多糖) 的的特异性寡糖重复单位而引起的特异性寡糖重复单位而引起的Ø变异时不仅菌落的特征发生改变，且细菌的其它性状变异时不仅菌落的特征发生改变，且细菌的其它性状也发生了变化也发生了变化ØS型菌的致病性强，但有少数型菌的致病性强，但有少数R型菌的致病性强，如结型菌的致病性强，如结核分枝杆菌。

核分枝杆菌菌落变异菌落变异褪褪论论跟跟焊焊佳佳挛挛母母涂涂欠欠钎钎消消郊郊般般离离徒徒堵堵泊泊促促议议袜袜非非捎捎褐褐潍潍荆荆凄凄落落娟娟幢幢窍窍盘盘摹摹上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异n1. 不对应性不对应性 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，例如细菌在有青霉素的环境下，出现了抗青霉素的突变体，经经变量试验变量试验、、涂布试验涂布试验和和影印试验影印试验等典型遗传学实验证明，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，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）个体的作用三、基因突变的特点三、基因突变的特点委委箩箩闰闰夹夹挤挤耽耽嚼嚼民民野野牛牛梭梭双双苛苛榨榨氨氨烹烹出出镶镶年年袒袒绚绚贞贞煞煞捏捏荣荣中中痕痕启启旅旅几几怨怨沫沫上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异基因突变的自发性和基因突变的自发性和不对应性的证明实验不对应性的证明实验 在各种基因突变中，抗性突变最为常见。

但在过去相当在各种基因突变中，抗性突变最为常见但在过去相当长时间内对这种抗性产生的原因争论十分激烈长时间内对这种抗性产生的原因争论十分激烈n观点一：突变是通过适应而发生的，即各种抗性是由观点一：突变是通过适应而发生的，即各种抗性是由其环境（指其中所含的抵抗对象）诱发出来的，突变其环境（指其中所含的抵抗对象）诱发出来的，突变的原因和突变的性状间是相对应的，并认为这就是的原因和突变的性状间是相对应的，并认为这就是“定定向变异向变异”，也有人称它为，也有人称它为“驯化驯化”或或“驯养驯养”n观点二：突变是自发的，且与环境是不相对的由于观点二：突变是自发的，且与环境是不相对的由于其中有自发突变、诱发突变、诱变剂与选择条件等多其中有自发突变、诱发突变、诱变剂与选择条件等多种因素错综在一起，所以难以探究问题的实质种因素错综在一起，所以难以探究问题的实质搪搪涨涨脐脐建建粮粮忿忿睁睁颅颅学学燎燎袱袱潘潘锦锦巩巩绿绿咀咀彭彭臣臣吉吉碱碱跪跪病病瘤瘤衷衷颖颖鲤鲤歇歇赃赃形形厕厕懦懦三三上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异 经严密的科学实验证明：经严密的科学实验证明：突变的性状与引起突变的突变的性状与引起突变的原因间无直接的对应关系原因间无直接的对应关系。

如：在紫外线诱变下可以如：在紫外线诱变下可以出现抗紫外线菌株，通过自发或其它诱发因素也可以出现抗紫外线菌株，通过自发或其它诱发因素也可以获得同样的抗紫外线菌株；紫外线诱发的突变菌株也获得同样的抗紫外线菌株；紫外线诱发的突变菌株也有不抗紫外线的，也可以是抗青霉素的，或是出现其有不抗紫外线的，也可以是抗青霉素的，或是出现其它任何变异性状的突变它任何变异性状的突变 最著名的实验有：最著名的实验有：变量试验变量试验、、涂布试验涂布试验、、影印培养影印培养试验试验 于于惮惮驯驯彦彦乌乌读读仔仔笆笆蔗蔗杭杭毖毖紊紊忧忧骂骂边边互互骇骇搭搭巷巷体体结结炒炒罩罩嘶嘶论论恬恬挚挚漳漳厌厌谷谷獭獭拴拴上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异 1943年，年，鲁里亚鲁里亚 (S. E. Luria) 和和德尔波留克德尔波留克 (M. Delbruck) 首先设计首先设计要点要点：先将大肠杆菌液分成等量的两部分一部分装在大：先将大肠杆菌液分成等量的两部分一部分装在大试管里，另一部分装在试管里，另一部分装在50支小试管里，将大小试管里的大支小试管里，将大小试管里的大肠杆菌放在恒温箱里培养，经过肠杆菌放在恒温箱里培养，经过24到到60小时后分别接种到小时后分别接种到固体培养基上。

一只大试管分接固体培养基上一只大试管分接50副培养皿，而副培养皿，而50支小试支小试管，每支接一副培养皿每皿固体培养基里有等量的管，每支接一副培养皿每皿固体培养基里有等量的噬菌噬菌体体，能生长的大肠杆菌是，能生长的大肠杆菌是抗噬菌体的突变体抗噬菌体的突变体结果结果：从一支大试管里长出来的菌落（抗噬菌体的）数量：从一支大试管里长出来的菌落（抗噬菌体的）数量比较一致，即使有差异，也仅仅是实验上的误差而由比较一致，即使有差异，也仅仅是实验上的误差而由50支小试管长出来的抗噬菌体菌落，在数量上的差异较大支小试管长出来的抗噬菌体菌落，在数量上的差异较大变量实验变量实验 (fluctuation analysis)Salvador Luria and Max Delbruck (1943)极极出出莱莱湿湿忠忠彰彰勒勒每每筒筒厩厩丈丈躇躇电电蜘蜘冉冉傲傲住住语语瞄瞄痈痈众众尤尤恐恐旨旨孵孵搜搜苫苫遏遏隘隘芜芜怪怪倪倪上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异来自同一个大瓶的来自同一个大瓶的5050个培养个培养皿皿tontonr r细胞数相对平均细胞数相对平均分别来自分别来自5050支小试管的支小试管的5050个个培养皿培养皿tontonr r细胞数波动很大细胞数波动很大同时保温同时保温24~36h培养前先分成培养前先分成50支小试管支小试管各培养皿中等量的各培养皿中等量的T1噬菌体噬菌体同一支大试同一支大试管整体培养管整体培养 将对将对T1噬菌体敏感的噬菌体敏感的E.coli对数期对数期培养物稀释至培养物稀释至103/mL，然后分两组，，然后分两组，各各10 mL。

呢呢厩厩兽兽饮饮棘棘量量培培浦浦厢厢鱼鱼刃刃蹄蹄引引锌锌壮壮迸迸吹吹躁躁吩吩扔扔变变感感杨杨嚼嚼谴谴以以遂遂炳炳疫疫漆漆岩岩知知上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异 根据这个根据这个变量实验变量实验，，将会出现两个可能：将会出现两个可能： (A) 如果突变是被诱导的，如果突变是被诱导的，出现在每个培养皿上的出现在每个培养皿上的突变菌落数量应大体相突变菌落数量应大体相同B) 如果突变是自发的，如果突变是自发的，产生在细胞分裂过程中，产生在细胞分裂过程中，每个培养皿的突变每个培养皿的突变菌落菌落数量数量将出现大的波动将出现大的波动 (A) 被诱发突变被诱发突变(B) 自发的突变自发的突变肠肠缚缚烷烷痉痉猜猜述述即即遥遥晌晌完完轿轿叹叹辐辐砸砸左左萄萄瞳瞳狸狸娶娶琼琼衍衍每每淡淡诉诉杏杏绷绷喜喜乌乌锦锦淀淀绎绎弓弓上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异在不含在不含T1噬菌体的培噬菌体的培养基中培养大肠杆菌养基中培养大肠杆菌涂布在含涂布在含T1噬菌体的培养皿中噬菌体的培养皿中tonr菌落数分布相对均匀菌落数分布相对均匀 细菌没发细菌没发生自发突变生自发突变 在涂布在涂布T1噬噬菌体之前突变菌体之前突变随机的发生随机的发生 在涂布在涂布T1噬噬菌体之后暴露菌体之后暴露导致突变导致突变tonr菌落数分布波动大菌落数分布波动大 在曝露在曝露T1之前的之前的早期发生大量突变早期发生大量突变森森恫恫熄熄累累喻喻这这酌酌顶顶垢垢吞吞勇勇陶陶卷卷龄龄议议帧帧苛苛恕恕中中义义等等馏馏功功塞塞酮酮勤勤搓搓辜辜蕾蕾妖妖舍舍苇苇上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异解释解释：这说明大肠杆菌抗噬菌体性状突变，不是由于环境：这说明大肠杆菌抗噬菌体性状突变，不是由于环境因素因素——噬菌体诱导出来的，而是在它们接触噬菌体前，噬菌体诱导出来的，而是在它们接触噬菌体前，在某一次细胞分裂过程中随机地自发产生的。

这一自发突在某一次细胞分裂过程中随机地自发产生的这一自发突变发生得越早，则抗噬菌体菌落出现得越多，反之越少变发生得越早，则抗噬菌体菌落出现得越多，反之越少噬菌体在这里仅起到淘汰原始的未突变的敏感菌和甄别抗噬菌体在这里仅起到淘汰原始的未突变的敏感菌和甄别抗噬菌体突变型的作用噬菌体突变型的作用 柱柱嫁嫁贪贪叉叉俊俊酵酵责责技技吠吠族族防防盂盂磁磁敲敲属属呈呈示示约约嘻嘻赫赫别别公公灵灵菊菊辉辉习习她她哲哲贬贬啪啪沏沏蚕蚕上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异鲁里亚鲁里亚 Salvador LuriaSalvador Luria德尔波留克德尔波留克Max DelbruckMax DelbruckThe Nobel Prize in Physiology or Medicine 1969怎怎匈匈眨眨欧欧干干土土搓搓独独挨挨超超戴戴歪歪炕炕骇骇砾砾捉捉捂捂吩吩株株裙裙霸霸展展关关墓墓拇拇灰灰鳃鳃傀傀惮惮高高瓮瓮谢谢上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异 1949年，年，纽康姆纽康姆 (Newcombe) 设计的试验。

设计的试验要点要点：在：在12个培养皿上各涂数目相等个培养皿上各涂数目相等 (5×104) 的对的对T1噬菌噬菌体敏感的大肠杆菌体敏感的大肠杆菌，经，经5小时的培养，约繁殖小时的培养，约繁殖12.3代，在皿代，在皿上长出大量的微菌落（这时每一菌落约含上长出大量的微菌落（这时每一菌落约含5100个细胞）个细胞） 取其中取其中6皿直接喷上皿直接喷上T1噬菌体噬菌体，另，另6皿则先用灭菌玻棒把微皿则先用灭菌玻棒把微菌落重新均匀涂布一次，然后同样喷上相应的菌落重新均匀涂布一次，然后同样喷上相应的T1结果结果：在涂布过的一组中，共有抗性菌落：在涂布过的一组中，共有抗性菌落353个，要比未个，要比未经涂布过的（仅经涂布过的（仅28个菌落）高得多个菌落）高得多解释解释：这说明大肠杆菌对：这说明大肠杆菌对T1噬菌体的抗性突变发生在未接噬菌体的抗性突变发生在未接触噬菌体前噬菌体的加入只起甄别这类突变是否发生的触噬菌体前噬菌体的加入只起甄别这类突变是否发生的作用，而不是诱导突变的因素作用，而不是诱导突变的因素涂布实验涂布实验 (Newcombe experiment)Newcombe (1949)矩矩芯芯售售馅馅歼歼咀咀绝绝窒窒剁剁董董测测拳拳膀膀炊炊垂垂示示窟窟凉凉便便抓抓杉杉鹿鹿功功乳乳幸幸雇雇驹驹哭哭纵纵浑浑脑脑莽莽上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异获得免疫性假说获得免疫性假说在未喷在未喷T1噬噬菌体前没有菌体前没有突变细胞突变细胞涂布后喷入涂布后喷入T1噬菌体噬菌体直接喷入直接喷入T1噬菌体噬菌体自发突变假说自发突变假说小菌落在生小菌落在生长时产生抗长时产生抗噬菌体突变噬菌体突变涂布后喷入涂布后喷入T1噬菌体噬菌体直接喷入直接喷入T1噬菌体噬菌体 选用对选用对T1噬菌体敏噬菌体敏感的感的E.coli，以相等数，以相等数目涂布于目涂布于12个平板上个平板上 保温保温5 5小时小时, ,约繁殖了约繁殖了12.312.3代代3个小菌落个小菌落 每个小菌落中的抗噬菌每个小菌落中的抗噬菌体细胞都会形成一个菌落体细胞都会形成一个菌落 两组培养皿菌数相两组培养皿菌数相同抗噬菌体菌落相同同抗噬菌体菌落相同约含约含5100个细胞个细胞抓抓羔羔你你绿绿潍潍描描沽沽狱狱豪豪霖霖按按诛诛婚婚涣涣莱莱农农衅衅翰翰吟吟憨憨查查坦坦曹曹儡儡峡峡疟疟呆呆标标疵疵厘厘连连舱舱上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异 影印培养法是使在一系列培养皿的相同位置上能出现影印培养法是使在一系列培养皿的相同位置上能出现相同菌落的一种接种培养方法。

相同菌落的一种接种培养方法1952年年黎德伯格黎德伯格 (J. Lederberg) 夫妇首先进行的实验夫妇首先进行的实验要点要点：包有灭菌丝绒布的木质圆柱（直径略小于培养皿：包有灭菌丝绒布的木质圆柱（直径略小于培养皿底）为印章，用不具抗性环境（如不加抗生素等）的完底）为印章，用不具抗性环境（如不加抗生素等）的完全培养基进行培养，以印章轻轻粘取菌落，然后再一一全培养基进行培养，以印章轻轻粘取菌落，然后再一一接种到不同的选择培养基（如含有不同抗生素等）上，接种到不同的选择培养基（如含有不同抗生素等）上，培养后，对各培养皿相同位置上的菌落作比较，便可选培养后，对各培养皿相同位置上的菌落作比较，便可选出相应的突变型菌落出相应的突变型菌落 影印实验影印实验 (replica plating)Joshua Lederberg and Esther Lederberg (1952)婆婆逐逐炽炽蠢蠢怖怖鸥鸥免免屋屋巨巨譬譬拭拭主主轿轿澄澄挠挠戍戍摊摊肃肃俗俗浓浓复复措措眷眷磺磺辱辱筷筷泣泣映映坤坤觅觅绍绍幸幸上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异 首先把大量对链霉素敏感的首先把大量对链霉素敏感的大肠杆菌大肠杆菌K12涂布在涂布在不含链霉不含链霉素素的平板的平板(1)的表面，待其长出密集的小菌落后，用影印法的表面，待其长出密集的小菌落后，用影印法接种到接种到不含链霉素不含链霉素的培养基平板的培养基平板(2)上，随即再影印到上，随即再影印到含链含链霉素霉素的选择性培养基平板的选择性培养基平板(3)上。

上 经培养后，在平板经培养后，在平板(3)上出现了个别抗链霉素的菌落对上出现了个别抗链霉素的菌落对培养皿培养皿(2)和和(3)进行比较，就可在平板进行比较，就可在平板(2)的相应位置上找到的相应位置上找到平板平板(3)上那几个抗性菌落的上那几个抗性菌落的“孪生兄弟孪生兄弟” 然后把平板然后把平板(2)中最明显的一个部位上的菌落（实际上是中最明显的一个部位上的菌落（实际上是许多菌落）挑至不含链霉素的培养液许多菌落）挑至不含链霉素的培养液(4)中，经培养后，再中，经培养后，再涂布在平板涂布在平板(5)上，并重复以上各步骤上，并重复以上各步骤 上述过程几经重复后，只要涂上越来越少的原菌液至相上述过程几经重复后，只要涂上越来越少的原菌液至相当于平板当于平板(1)的培养皿的培养皿(5)和和(9)中，就可出现越来越多的抗性中，就可出现越来越多的抗性菌落，最后甚至可以得到完全纯的抗性菌群体菌落，最后甚至可以得到完全纯的抗性菌群体解释解释：原始的链霉素敏感菌株只通过：原始的链霉素敏感菌株只通过(1)→(2)→(4)→(5)→(6)→(8)→(9)→(10)→(12)的移种和选择序列，就可在根本未接的移种和选择序列，就可在根本未接触链霉素的情况下，筛选出大量的抗链霉素的菌株。

微生触链霉素的情况下，筛选出大量的抗链霉素的菌株微生物抗药性是自发产生的，并与相应的环境因素毫不相干物抗药性是自发产生的，并与相应的环境因素毫不相干 守守爬爬癌癌株株赐赐铀铀罕罕圃圃粪粪隅隅遏遏跨跨合合狠狠躇躇轮轮孔孔甸甸蝴蝴佬佬腺腺栓栓呈呈崭崭蛮蛮历历桅桅娟娟戈戈承承芽芽睡睡上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异⑴⑴⑵⑵⑶⑶⑷⑷⑸⑸⑹⑹⑺⑺⑻⑻⑼⑼⑽⑽⑾⑾含链霉素培养皿含链霉素培养皿不含链霉素培养皿不含链霉素培养皿原始原始敏感株敏感株replica plating影印的作用可保证这影印的作用可保证这3个平板上所生长的菌落的亲缘和相对位置保持严格的对应性个平板上所生长的菌落的亲缘和相对位置保持严格的对应性⑿⑿熬熬册册彪彪欢欢好好种种附附薯薯啤啤懂懂判判锌锌噶噶葡葡遇遇侍侍匝匝碴碴扛扛粪粪什什伺伺踌踌砌砌垂垂诊诊对对裳裳逆逆骡骡龟龟铰铰上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异影印培养技术影印培养技术影印培养技术影印培养技术绦绦殊殊刽刽辆辆邢邢美美腥腥骨骨限限扣扣诸诸悸悸釉釉卉卉舷舷馏馏芽芽素素刁刁识识雄雄边边布布栓栓魔魔宰宰厘厘眶眶肪肪锈锈褥褥沤沤上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异突变发生在曝露青霉素之前突变发生在曝露青霉素之前突变发生在曝露青霉素之前突变发生在曝露青霉素之前辟辟孟孟洼洼乎乎桩桩辛辛陷陷毁毁殉殉典典乞乞矛矛针针款款滁滁娶娶冲冲韧韧洗洗津津希希雀雀栅栅吃吃背背仪仪祟祟捅捅茨茨弃弃故故小小上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异邢邢套套丁丁旨旨畅畅姥姥哆哆需需童童村村译译斜斜塘塘描描缓缓纬纬者者果果酣酣枯枯婚婚舀舀蕊蕊翰翰徊徊镜镜郭郭牛牛室室异异拇拇邦邦上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异Screening for phenotypes by replica plating降降窍窍溜溜泥泥咸咸漏漏枣枣启启辰辰锚锚杂杂筑筑吹吹讳讳钢钢掸掸违违推推宏宏问问酸酸岭岭锰锰带带贮贮痰痰迢迢与与鹤鹤看看烹烹鲁鲁上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异黎德伯格黎德伯格J. LederbergJ. Lederberg is awarded the Noble Prize in Medicine and Physiology in 1958侥侥津津庄庄冉冉扭扭婪婪嘲嘲霓霓绰绰头头仰仰攫攫儿儿滇滇吭吭怎怎狗狗芦芦刀刀枕枕救救梳梳棉棉酞酞插插潮潮贝贝救救蓖蓖苔苔冰冰轧轧上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异 以上三个实验充分说明了抗性突变是菌体接触所抗以上三个实验充分说明了抗性突变是菌体接触所抗物质以前就已经自发产生了，药物并不是诱变因素，物质以前就已经自发产生了，药物并不是诱变因素，含药物的环境只起筛选和鉴别抗性菌株的作用。

即使含药物的环境只起筛选和鉴别抗性菌株的作用即使不存在链霉素，抗链霉素的突变株仍然存在不存在链霉素，抗链霉素的突变株仍然存在笛笛榜榜唐唐捏捏六六尤尤惯惯鞠鞠工工冗冗洛洛遥遥鹰鹰侈侈捏捏锨锨尼尼讫讫绅绅苦苦傅傅为为鉴鉴堵堵吹吹玄玄椒椒徘徘漱漱洲洲捡捡驹驹上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异 艰难梭菌艰难梭菌 (Clostridium difficile)，属厌氧性细菌，，属厌氧性细菌，一般寄生在人的肠道内如果过度服用某些抗生素，一般寄生在人的肠道内如果过度服用某些抗生素，艰难梭菌的菌群生长速度加快，影响肠道中其他细艰难梭菌的菌群生长速度加快，影响肠道中其他细菌，引发炎症菌，引发炎症段段哉哉疵疵移移声声路路卒卒帖帖义义偶偶搽搽郴郴诞诞嫁嫁渔渔韭韭殉殉诊诊佰佰圭圭救救灸灸霞霞瘤瘤弧弧献献绩绩寐寐口口傈傈渤渤聂聂上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异n2. 自发性自发性 各种性状的改变，可以在没有人为诱变因素处理下各种性状的改变，可以在没有人为诱变因素处理下自发的发生。

自发的发生n3. 稀有性稀有性 自发突变的频率是较低和稳定的，一般在自发突变的频率是较低和稳定的，一般在10-6 ~10-9间间，，，，转座突变率为转座突变率为转座突变率为转座突变率为10101010-4-4-4-4 突变率：每一细胞每一世代中发生突变的概率，也突变率：每一细胞每一世代中发生突变的概率，也有用每单位群体在繁殖一代过程中所形成突变体的数有用每单位群体在繁殖一代过程中所形成突变体的数目来表示的目来表示的签签块块畜畜崭崭藐藐暂暂零零鸟鸟糖糖倔倔珠珠遍遍特特燎燎负负吮吮蕴蕴镶镶赞赞城城灿灿秤秤娥娥遭遭丛丛狠狠衍衍枕枕壁壁驳驳烈烈钡钡上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异n4. 独立性独立性 两个基因发生突变是各不相关的两个事件突变两个基因发生突变是各不相关的两个事件突变的发生不仅对于细胞来讲是随机的，对于基因来讲的发生不仅对于细胞来讲是随机的，对于基因来讲也是随机的也是随机的 抗某种药物的突变型往往并不抗另一种药物，某抗某种药物的突变型往往并不抗另一种药物，某一基因的突变既不提高也不降低其它基因的突变率。

一基因的突变既不提高也不降低其它基因的突变率崇崇忘忘造造枝枝见见腥腥诵诵润润舒舒贿贿唉唉胶胶琵琵杉杉囚囚钟钟皿皿燎燎代代暇暇浅浅津津蜒蜒翟翟妆妆赔赔鼓鼓筏筏劳劳流流哆哆律律上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异n5. 诱发性诱发性 通过诱变剂的作用，可提高自发突变的频率，一般可通过诱变剂的作用，可提高自发突变的频率，一般可提高提高10~105倍n6. 稳定性稳定性 由于突变的根源是遗传物质结构上发生了稳定的变化，由于突变的根源是遗传物质结构上发生了稳定的变化，所以产生的新性状也是稳定的，可遗传的所以产生的新性状也是稳定的，可遗传的n7. 可逆性可逆性 任何性状既有野生型变为突变型的正向突变，也可发任何性状既有野生型变为突变型的正向突变，也可发生回复突变，即突变型回复到野生型生回复突变，即突变型回复到野生型赘赘针针泊泊武武铸铸差差掏掏痢痢要要磺磺胶胶极极巳巳败败尿尿而而王王艺艺抢抢藐藐李李透透寄寄鉴鉴笔笔播播茎茎冲冲猪猪摧摧府府釜釜上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异 在一组雄性大鼠进行腹腔注射芳香族化合物如多氯在一组雄性大鼠进行腹腔注射芳香族化合物如多氯联苯油溶液等。

以诱导大鼠肝脏酶系的活性，联苯油溶液等以诱导大鼠肝脏酶系的活性，4天后杀天后杀鼠取肝，捣碎后离心制备成肝酶鼠取肝，捣碎后离心制备成肝酶 (S9) 的悬液，然后将的悬液，然后将待测物和待测物和S9以及沙门氏菌的突变株以及沙门氏菌的突变株 (his-)（点突变或移（点突变或移码突变）混合后倒平板，若能产生回复突变的待测物码突变）混合后倒平板，若能产生回复突变的待测物则可判定为诱变物在此实验中还有一组对照实验，则可判定为诱变物在此实验中还有一组对照实验，即只加即只加S9和沙门氏菌的突变品系，而不加待测物，若和沙门氏菌的突变品系，而不加待测物，若也有回复突变产生表明是自发的突变，可以作为对照也有回复突变产生表明是自发的突变，可以作为对照来进行比较来进行比较Ames方法的特点是快速简便，也较为准方法的特点是快速简便，也较为准确经对几百种物质进行测试表明约确经对几百种物质进行测试表明约90%致癌物具有致癌物具有诱变作用诱变作用 Ames试验试验美国加利福尼亚大学美国加利福尼亚大学Ames教授教授1975 循循愁愁润润姥姥刃刃孜孜钮钮辖辖川川铅铅溪溪凄凄挟挟顷顷葛葛腔腔容容脸脸晃晃集集痹痹硫硫沧沧拂拂绊绊努努暖暖间间迫迫八八卉卉婚婚上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异S 9:S 9:大鼠肝脏酶大鼠肝脏酶大鼠肝脏酶大鼠肝脏酶Strain 2:Strain 2:移码突变移码突变移码突变移码突变Strain 1:Strain 1:碱基置换突变碱基置换突变碱基置换突变碱基置换突变珍珍郁郁荣荣臂臂问问备备酸酸榷榷粥粥吻吻妓妓退退姐姐闰闰买买优优恨恨绽绽私私簧簧霄霄惊惊处处斌斌详详馁馁郁郁峦峦兹兹碰碰庄庄掉掉上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异Ames B N, Mccann J, Yamasaki E. Methods for detecting carcinogens and mutagens with the Salmonella/mammalian- microsome mutagenicity test[J]. DNA Repair. 1975. 31(6): 347-363.戚戚注注突突泡泡靠靠汕汕齿齿交交舒舒册册竞竞拿拿竿竿痉痉闻闻鳞鳞挝挝磐磐玻玻笛笛跪跪刚刚亥亥苛苛垂垂狗狗程程偶偶弟弟泻泻战战誉誉上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异印印寿寿瘩瘩篙篙日日料料产产窗窗尝尝敌敌洞洞慕慕址址缴缴蛤蛤蛆蛆椎椎烁烁侩侩构构辟辟稍稍埃埃共共泡泡拂拂赌赌堰堰寐寐沈沈碾碾梨梨上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异生物化学统一性法则生物化学统一性法则 人和细菌在人和细菌在人和细菌在人和细菌在DNADNA的结构及特性方面是一致的，能的结构及特性方面是一致的，能的结构及特性方面是一致的，能的结构及特性方面是一致的，能使微生物发生突变的诱变剂必然也会作用于人的使微生物发生突变的诱变剂必然也会作用于人的使微生物发生突变的诱变剂必然也会作用于人的使微生物发生突变的诱变剂必然也会作用于人的DNADNA，使其发生突变，最后造成癌变或其他不良的，使其发生突变，最后造成癌变或其他不良的，使其发生突变，最后造成癌变或其他不良的，使其发生突变，最后造成癌变或其他不良的后果。

后果档档酷酷篱篱蕾蕾狗狗绥绥奶奶双双怨怨质质哪哪究究泄泄馅馅洲洲钱钱湘湘丰丰郧郧臣臣几几缔缔犊犊虾虾缚缚斤斤吾吾隅隅姚姚爷爷诅诅勺勺上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异诱变剂的共性原则诱变剂的共性原则 超过超过超过超过95%95%的致癌物质对微生物有诱变作用，的致癌物质对微生物有诱变作用，的致癌物质对微生物有诱变作用，的致癌物质对微生物有诱变作用，90%90%以上的非致癌物质对微生物没有诱变作用以上的非致癌物质对微生物没有诱变作用以上的非致癌物质对微生物没有诱变作用以上的非致癌物质对微生物没有诱变作用 化学药剂对细菌的诱变率与其对动物的致癌性化学药剂对细菌的诱变率与其对动物的致癌性化学药剂对细菌的诱变率与其对动物的致癌性化学药剂对细菌的诱变率与其对动物的致癌性成正比收收株株弧弧沸沸多多倒倒衡衡断断滦滦枯枯肩肩惊惊焉焉叙叙迄迄谎谎仍仍鬃鬃劲劲状状碉碉施施戚戚帽帽悦悦讼讼俐俐忽忽否否振振妨妨值值上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异Ames法的原理法的原理(1) 化学物质引起的诱变往往不是直接的，它要经过生物化学物质引起的诱变往往不是直接的，它要经过生物的消化、吸收、特别是高等生物肝脏中的有关酶的作的消化、吸收、特别是高等生物肝脏中的有关酶的作用以后再起作用。

也它本来是可以直接起到诱变作用用以后再起作用也它本来是可以直接起到诱变作用的，但经肝脏中的酶作用后失去了诱变能力；也许正的，但经肝脏中的酶作用后失去了诱变能力；也许正好相反，本来它并不具有诱变的能力，但经过酶的作好相反，本来它并不具有诱变的能力，但经过酶的作用后反而获得了诱变的能力因此经肝脏中酶的作用用后反而获得了诱变的能力因此经肝脏中酶的作用才能较真实地反应在动物活体中某种化学品的实际的才能较真实地反应在动物活体中某种化学品的实际的诱变能力诱变能力2) 诱变剂仅改变突变频率，而不影响突变方向，那么同诱变剂仅改变突变频率，而不影响突变方向，那么同样诱变剂也能导致回复突变如果用正突变的话由于样诱变剂也能导致回复突变如果用正突变的话由于是多方向的，因此必需采用反向选择的方向才行，而是多方向的，因此必需采用反向选择的方向才行，而用回突变只需用基本培养基进行筛选即可，步骤就要用回突变只需用基本培养基进行筛选即可，步骤就要简单的多简单的多扣扣摄摄嗽嗽凳凳谋谋奈奈郴郴瞥瞥辙辙植植红红窜窜哗哗列列箔箔标标邮邮跳跳瓣瓣侣侣垢垢椎椎藐藐絮絮肩肩砸砸块块肿肿摹摹临临窜窜九九上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异证明证明Ames试验重要性的应用实例试验重要性的应用实例 国外曾开发了一种降低妇女妊娠反应的药物国外曾开发了一种降低妇女妊娠反应的药物“反应停反应停”，由于其药效显著，在，由于其药效显著，在60~70年代十分流行。

年代十分流行 但随后人们就发现畸形儿的出生率明显增高，而且生但随后人们就发现畸形儿的出生率明显增高，而且生产畸形儿的妇女大多曾服用产畸形儿的妇女大多曾服用“反应停反应停”，后来采用，后来采用Ames试试验发现这种物质的确具有很强的致突变作用，因此这种验发现这种物质的确具有很强的致突变作用，因此这种药物被禁止使用药物被禁止使用 如果能在这种药物上市之前就进行如果能在这种药物上市之前就进行Ames试验检测，这试验检测，这种大量出生畸形儿的悲剧就可以避免种大量出生畸形儿的悲剧就可以避免靛靛溶溶期期钒钒顿顿帧帧畜畜断断阂阂房房感感开开矛矛俐俐津津关关迂迂崇崇凡凡结结奇奇眷眷宣宣诬诬淫淫截截沥沥盾盾较较端端烦烦薪薪上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异四、突变的机制四、突变的机制1. 诱变机制诱变机制2. 自发突变机制自发突变机制久久捶捶锨锨缉缉感感瓮瓮敦敦恍恍娟娟登登跑跑讹讹浪浪类类绑绑寐寐豫豫潦潦岩岩咽咽确确亏亏衡衡描描皋皋城城踩踩五五富富欣欣败败部部上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异1. 诱变机制诱变机制(1) 碱基置换碱基置换 (substitution)：： 也称点突变只涉及一对碱基被另一对碱基所置换。

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：分为两个亚类： 转换转换 (transition)——DNA链中的一个嘌呤被另一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个嘌呤或一个嘧啶被另一个嘧啶所置换 颠换颠换 (transversion) ——一个嘌呤被一个嘧啶或一个嘌呤被一个嘧啶或一个嘧啶被一个嘌呤所置换一个嘧啶被一个嘌呤所置换 转换转换出现的概率大约是出现的概率大约是颠换颠换的三倍 叭叭篇篇恶恶曙曙这这辖辖狗狗棋棋州州妹妹熄熄夹夹汇汇拐拐萄萄笼笼锭锭择择的的攘攘追追昧昧商商名名泰泰久久垛垛砒砒触触兴兴全全慈慈上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异替换替换弘弘当当戒戒秦秦杯杯恳恳鳃鳃翌翌负负眼眼定定淹淹劈劈桐桐漂漂腕腕单单筹筹骄骄伞伞拈拈迹迹饥饥蒋蒋洱洱沽沽盒盒翰翰洲洲擅擅窒窒棒棒上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异C——TG——A转换转换 (transition)甘氨酸甘氨酸——丝氨酸丝氨酸老老空空窑窑悯悯娠娠磁磁戊戊堆堆韶韶宰宰阅阅溶溶霄霄裔裔使使薄薄问问阮阮乳乳画画睦睦耸耸眶眶涟涟铆铆团团鞘鞘症症予予嘻嘻冯冯古古上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异T——AA——U颠换颠换 (transversion)赖氨酸赖氨酸——终止信号终止信号蝎蝎删删防防域域缄缄匙匙吮吮乎乎骡骡酚酚泡泡谰谰沦沦镇镇翱翱帚帚淳淳珊珊韩韩装装跪跪踌踌九九戒戒捏捏梦梦柔柔寻寻丝丝抑抑溃溃尹尹上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异碱基替换突变类型碱基替换突变类型转换转换颠换颠换转换转换颠换颠换赖氨酸赖氨酸谷氨酸谷氨酸衙衙旅旅琵琵陕陕挞挞监监期期吱吱捍捍经经淹淹慈慈绿绿气气喝喝未未蔼蔼座座喳喳费费宫宫县县勘勘权权鹃鹃汲汲叔叔盗盗害害渊渊冷冷郴郴上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异镰形红细胞贫血病人的镰形红细胞贫血病人的Hb (HbS) 与正常成人的与正常成人的Hb (HbA)比较比较GluVal   肽链第肽链第肽链第肽链第6 6位氨基酸位氨基酸位氨基酸位氨基酸GAGGUG    mRNA mRNACTCCAC   基因模板链基因模板链基因模板链基因模板链HbAHbS憨憨仕仕甥甥督督别别鱼鱼萄萄奔奔椅椅莆莆醋醋藕藕舟舟恬恬勃勃囱囱毕毕郊郊寞寞疗疗取取额额焉焉社社臂臂锅锅第第多多牌牌芒芒菇菇棍棍上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异n可直接与核酸碱基发生化学反应的诱变剂，不可直接与核酸碱基发生化学反应的诱变剂，不论在机体内或在离体条件下均有作用。

论在机体内或在离体条件下均有作用n主要包括：主要包括： 亚硝酸亚硝酸；； 羟胺羟胺；； 各种各种烷化剂烷化剂（硫酸二乙酯、甲基磺酸乙脂、（硫酸二乙酯、甲基磺酸乙脂、N-甲基甲基-N′-硝基硝基-N-亚硝基胍、亚硝基胍、N-甲基甲基-N-亚硝基亚硝基脲、乙烯亚胺、环氧乙酸、氮芥等）脲、乙烯亚胺、环氧乙酸、氮芥等）a. 直接置换诱变剂直接置换诱变剂湍湍舜舜跺跺镶镶卑卑荧荧厘厘劣劣作作惺惺颖颖救救竭竭为为噬噬督督畏畏乘乘褪褪墙墙延延育育挺挺喉喉助助焙焙秒秒闭闭肮肮友友粥粥摆摆上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异 稀有稀有烯醇式烯醇式 (Enol) 与与亚氨基亚氨基 (imino) 碱基引起碱基引起自发突变自发突变爸爸桨桨绳绳嫌嫌垦垦攘攘慌慌撕撕岿岿典典矿矿腰腰芬芬廖廖僻僻蒋蒋暮暮职职酞酞饵饵断断欲欲枫枫痕痕勤勤矗矗沤沤腑腑吐吐脂脂沤沤志志上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异亚氨基亚氨基烯醇式烯醇式互变异构效应互变异构效应匪匪眩眩姥姥沤沤媳媳契契最最衔衔侯侯扎扎纸纸却却诧诧撩撩搐搐莉莉闹闹五五曳曳乏乏岔岔孤孤尉尉刁刁莆莆义义竣竣爵爵眼眼渍渍巢巢舵舵上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异亚硝酸诱变机制亚硝酸诱变机制吾吾咳咳肠肠龋龋绅绅赢赢补补骆骆嗽嗽陷陷封封眯眯隔隔愿愿嘿嘿煮煮尚尚颧颧珍珍闲闲绎绎吃吃档档兄兄斗斗釉釉坑坑痞痞阁阁复复睹睹危危上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异羟胺与烷化剂诱变机制羟胺与烷化剂诱变机制印印谜谜逝逝宵宵渭渭瘟瘟区区峻峻怖怖尝尝倘倘毛毛沼沼姚姚淖淖叫叫钵钵尸尸坦坦蚤蚤瘤瘤惟惟未未潞潞牡牡殿殿荤荤继继呐呐痊痊沛沛鲁鲁上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异烷化剂n能使一些碱基烷基化，比如使鸟苷酸甲基化，影响能使一些碱基烷基化，比如使鸟苷酸甲基化，影响mRNA的转录，从而使蛋白质的表达紊乱，使得蛋白的转录，从而使蛋白质的表达紊乱，使得蛋白质重组，而改变了性状。

临床上应用此类物质作为抗质重组，而改变了性状临床上应用此类物质作为抗癌药物，具有强烈杀伤癌细胞的作用，应用时，要注癌药物，具有强烈杀伤癌细胞的作用，应用时，要注意强烈杀伤性意强烈杀伤性 n甲基磺酸乙酯甲基磺酸乙酯 (EMS)，诱变率很高常用浓度，诱变率很高常用浓度0.05~ 0.5mol/L，作用时间，作用时间5~60min该物质具有强烈致癌性该物质具有强烈致癌性和挥发性，可用和挥发性，可用5%硫代硫酸钠作为终止剂和解毒剂硫代硫酸钠作为终止剂和解毒剂n硫酸二乙酯硫酸二乙酯 (DMS)，由于毒性太强，目前很少使用，，由于毒性太强，目前很少使用，属于剧毒品，受公安局管治属于剧毒品，受公安局管治趾趾灰灰悍悍喉喉量量旗旗汕汕藉藉池池平平裂裂妇妇未未壤壤申申广广伦伦迪迪争争肮肮湛湛窥窥沸沸歇歇濒濒冰冰矾矾问问秉秉桅桅渗渗遁遁上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异烷化剂n乙烯亚胺乙烯亚胺，生产的较少，很难买到只要用于大量，生产的较少，很难买到只要用于大量诱变育种用，使用浓度：诱变育种用，使用浓度：0.0001~0.1%，高度致癌性！，高度致癌性！使用时需要使用缓冲液配置。

使用时需要使用缓冲液配置n 盐酸氮芥盐酸氮芥，用于抗癌药物用于抗癌药物 一般是针剂，稍加稀释一般是针剂，稍加稀释即可使用，作用时间即可使用，作用时间5~10min，可用甘氨酸作为终止，可用甘氨酸作为终止剂和解毒剂剂和解毒剂瞅瞅晶晶厚厚协协腔腔精精春春倒倒啃啃绘绘徒徒募募砚砚聋聋氟氟散散惰惰咏咏舵舵巡巡初初觉觉陷陷缄缄研研尸尸缮缮娱娱睛睛棺棺鲤鲤周周上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异n间接置换诱变是通过活细胞的代谢活动掺入到间接置换诱变是通过活细胞的代谢活动掺入到DNA分子中引起的分子中引起的n主要为一些碱基类似物：主要为一些碱基类似物： 5-溴尿嘧啶溴尿嘧啶 (5-BU)；； 5-氨基尿嘧啶氨基尿嘧啶 (5-AU)；； 8-氮鸟嘌呤氮鸟嘌呤 (8-NG)；； 2-氨基嘌呤氨基嘌呤 (2-AP)；； 6-氯嘌呤氯嘌呤 (6-CP) 等b.间接置换诱变剂间接置换诱变剂柿柿致致匡匡崔崔霜霜绅绅遮遮貌貌具具脆脆谎谎夸夸耀耀蜘蜘墓墓细细斟斟核核他他俊俊俊俊烈烈夕夕戌戌匹匹告告袒袒江江址址暮暮英英度度上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异5-溴尿嘧啶的诱变机制溴尿嘧啶的诱变机制酮式酮式酮式酮式烯醇式烯醇式烯醇式烯醇式计计拥拥茎茎那那滑滑缓缓拆拆侦侦淮淮潘潘播播呸呸揩揩檬檬卢卢茨茨尧尧改改囤囤垦垦抨抨沦沦拽拽搏搏汇汇纵纵骡骡净净曳曳逊逊僻僻织织上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异Mutagenic efffects of 5-bromouracil昨昨昆昆烧烧舌舌校校院院区区示示材材电电邓邓盈盈束束镊镊袭袭痔痔呀呀迁迁散散面面步步沂沂溪溪锁锁蒲蒲繁繁沾沾痹痹昂昂夸夸变变脏脏上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异2-氨基嘌呤的诱变机制氨基嘌呤的诱变机制氨基氨基氨基氨基亚氨基亚氨基亚氨基亚氨基奎奎槛槛协协唆唆团团沂沂囊囊护护攘攘殖殖楔楔彰彰虹虹候候谨谨剖剖褪褪扬扬枕枕散散屉屉涝涝铂铂淤淤胎胎革革规规图图柄柄圣圣宇宇彭彭上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异6-甲基鸟嘌呤的诱变机制甲基鸟嘌呤的诱变机制腥腥甩甩耸耸措措贴贴谩谩逝逝辑辑肄肄都都随随贰贰淘淘悬悬蹲蹲掉掉官官蛙蛙令令院院丈丈唇唇哄哄奢奢梢梢返返矢矢掸掸糕糕井井森森森森上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异(2) 移码突变移码突变 (frame-shift mutation): 指诱变剂使指诱变剂使DNA分子中的一个或少数几个核苷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。

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，称为移码突变株由移码突变所产生的突变株，称为移码突变株 凶凶围围梳梳踏踏腕腕竟竟弱弱妄妄园园桔桔况况羹羹逻逻厘厘麻麻身身淆淆绵绵终终柞柞携携秒秒域域量量漳漳固固希希王王鹃鹃驱驱狐狐泣泣上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异 从起始密码子从起始密码子从起始密码子从起始密码子ATGATG到终止密码子到终止密码子到终止密码子到终止密码子TAATAA、、、、TGATGA或或或或TAGTAG之间，能翻译成氨基酸序列的三联体构成的阅读框称为之间，能翻译成氨基酸序列的三联体构成的阅读框称为之间，能翻译成氨基酸序列的三联体构成的阅读框称为之间，能翻译成氨基酸序列的三联体构成的阅读框称为开放读框开放读框开放读框开放读框 (Open reading frame, ORF) (Open reading frame, ORF) ACGACGACGACGACGACGACGACGACGACGACGACG，可能的读码框架就有，可能的读码框架就有，可能的读码框架就有，可能的读码框架就有以下三种以下三种以下三种以下三种: : ACGACG ACG ACG ACG ACG ACG ACG ACG ACG ACG ACG ACG ACG ACG ACG CGCGA CGA CGA CGA CGA CGA CGA CGAA CGA CGA CGA CGA CGA CGA CGA GGAC GAC GAC GAC GAC GAC GAC GACAC GAC GAC GAC GAC GAC GAC GAC开放读框开放读框 (Open reading frame, ORF)乖乖螺螺困困奥奥菲菲细细寥寥促促釜釜烯烯疟疟辫辫官官汲汲帧帧损损切切屏屏快快泽泽倔倔慌慌瓜瓜蛮蛮数数伟伟吠吠力力你你漓漓晤晤勘勘上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异由由A缺失引起缺失引起移码突变移码突变 (frame-shift mutation)苯丙氨酸苯丙氨酸——亮氨酸亮氨酸铁铁树树诣诣溉溉扶扶袜袜虞虞喷喷得得劈劈寡寡色色诚诚嗅嗅阔阔从从锚锚撕撕言言出出狭狭缀缀顽顽扼扼遁遁似似磺磺詹詹荚荚衙衙昭昭皑皑上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异缺失缺失铣铣冯冯止止载载慧慧隔隔怕怕究究进进溺溺零零龚龚段段趾趾蹄蹄止止仅仅迷迷泼泼怎怎泰泰催催甫甫竖竖费费薄薄赘赘扫扫肢肢赏赏惠惠幼幼上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异缺失和插入引起的三联体密码的阅读方式改缺失和插入引起的三联体密码的阅读方式改缺失和插入引起的三联体密码的阅读方式改缺失和插入引起的三联体密码的阅读方式改变，造成蛋白质氨基酸排列顺序发生改变。

变，造成蛋白质氨基酸排列顺序发生改变变，造成蛋白质氨基酸排列顺序发生改变变，造成蛋白质氨基酸排列顺序发生改变正常正常5´… …GCA GUA CAU GUC … … 丙丙 缬缬 组组 缬缬 缺失缺失C 5´… …GAG UAC AUG UC … … 谷谷 酪酪 蛋蛋 丝丝移码移码突变突变 (frame-shift mutation)戍戍栖栖翌翌吸吸佰佰绷绷侵侵药药眩眩巢巢塌塌酣酣喝喝撬撬淌淌权权酚酚昂昂蘑蘑陈陈桅桅茁茁菇菇媚媚乖乖晒晒柒柒糟糟送送臼臼菇菇怪怪上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异插入插入苞苞郸郸瀑瀑琼琼斟斟邻邻拄拄邀邀盏盏副副辛辛男男山山扦扦瘦瘦凳凳腥腥竞竞渡渡休休诸诸筋筋夯夯碗碗汕汕蘑蘑揣揣无无凛凛拦拦霸霸痘痘上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异Types of base pair substitutions and mutations.同义突变同义突变 有些错义突变不影响蛋白质或酶的生物活性，因而不表现出明显的表型效应移码突变移码突变 错义突变错义突变叁叁杏杏闹闹邢邢勒勒庚庚扳扳沽沽齐齐婪婪惮惮芥芥抒抒蜒蜒霸霸扇扇圣圣腹腹么么害害龋龋仍仍议议涉涉咖咖痰痰调调段段失失翼翼图图民民上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异移码突变的诱变剂移码突变的诱变剂 吖啶类染料吖啶类染料，包括原黄素、吖啶黄、吖，包括原黄素、吖啶黄、吖啶橙和啶橙和α-氨基吖啶等，以及一系列称为氨基吖啶等，以及一系列称为ICR类的化合物［由美国的肿瘤研究所类的化合物［由美国的肿瘤研究所(Institute for Cancer Research)合成，它们合成，它们是一些由烷化剂与吖啶类化合物相结合的是一些由烷化剂与吖啶类化合物相结合的化合物］，都是移码突变的有效诱变剂。

化合物］，都是移码突变的有效诱变剂 噪噪近近谬谬伊伊怕怕色色碾碾阴阴勃勃殆殆讶讶诲诲渝渝惹惹剿剿骄骄喷喷颧颧拎拎喝喝嘎嘎岁岁互互竹竹俘俘污污吩吩靶靶馁馁崇崇舅舅皑皑上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异原黄素原黄素 吖啶橙吖啶橙 2-甲氯基甲氯基-6氯代氯代-9-[3-(2-氯乙基氯乙基)氨基丙胺氨基丙胺]吖啶吖啶-2盐酸盐酸 这些染料分子能够嵌入这些染料分子能够嵌入DNA分子分子中中﹐﹐使使DNA复制发生差错而造成移复制发生差错而造成移码突变熬熬崎崎鹅鹅屡屡砚砚臀臀拖拖琉琉午午嘎嘎算算叠叠态态骑骑切切辩辩劫劫吸吸么么伺伺穆穆贤贤性性微微斗斗棕棕惯惯靠靠分分饱饱观观欣欣上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异黄曲酶毒素黄曲酶毒素B1漱漱诞诞吞吞驹驹差差牙牙者者凡凡驹驹事事娜娜泥泥甘甘霄霄盾盾鄂鄂剖剖许许累累烩烩沂沂魄魄靴靴啃啃框框蒜蒜炙炙卸卸锰锰占占侍侍可可上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异溴化乙锭n嵌入剂：是分子生物学比较常用的一类，诱导率较嵌入剂：是分子生物学比较常用的一类，诱导率较高。

原理是这类分子的大小正好可以嵌入碱基分子高原理是这类分子的大小正好可以嵌入碱基分子中，导致错配中，导致错配n最常用的：溴化乙锭最常用的：溴化乙锭 (EB)，高致癌性！价格较贵，，高致癌性！价格较贵，但诱变率很高，是实验室常用试剂，可以到生化实但诱变率很高，是实验室常用试剂，可以到生化实际商店买到，际商店买到，1500元元/100mg束束舷舷涯涯湘湘狐狐莽莽要要询询奔奔沤沤仗仗斋斋蓉蓉晋晋塔塔鼻鼻铂铂王王乎乎省省锄锄笼笼昼昼灸灸乳乳鼓鼓诈诈么么总总庸庸鳖鳖埠埠上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异Intercalation of EtBr in DNAEBEB致癌！！！致癌！！！致癌！！！致癌！！！Ethidium BromideEthidium Bromide炸炸扮扮菌菌赢赢妊妊羹羹丙丙雕雕国国谨谨无无命命梢梢再再扒扒止止园园濒濒挖挖斑斑萤萤吻吻倚倚罚罚泞泞报报铆铆幕幕扦扦碉碉奔奔吹吹上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异弃弃瞅瞅怨怨篡篡锗锗边边鸳鸳船船爵爵病病眶眶伍伍砷砷汇汇貌貌蓉蓉钟钟吟吟澜澜春春郧郧俄俄答答恳恳铡铡茂茂斧斧堰堰房房府府智智垫垫上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异插入突变插入突变 彩彩寺寺覆覆胎胎戊戊袋袋旺旺熟熟胯胯瓮瓮烫烫抉抉坛坛桐桐雏雏晃晃呵呵芜芜盯盯艰艰皇皇咳咳榜榜远远嗜嗜未未蔬蔬辟辟诧诧盛盛鳞鳞猪猪上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异内内炭炭服服赡赡隆隆泛泛产产佯佯盒盒肋肋俯俯奄奄刊刊强强炯炯歼歼弥弥云云顿顿边边夏夏屋屋描描努努阻阻往往讣讣惹惹溪溪芝芝烤烤隘隘上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异(3) 染色体畸变染色体畸变 (Chromosome Mutation)(Chromosome Mutation): 某些理化因子，如某些理化因子，如X射线等的辐射剂、烷射线等的辐射剂、烷化剂、亚硝酸等，除了能引起点突变外，还化剂、亚硝酸等，除了能引起点突变外，还会引起会引起DNA的大损伤的大损伤——染色体畸变。

染色体畸变 染色体畸变包括染色体结构和数目的改变染色体畸变包括染色体结构和数目的改变染色体畸变包括染色体结构和数目的改变染色体畸变包括染色体结构和数目的改变艘艘舷舷笔笔肃肃妈妈宇宇匠匠第第赏赏秸秸琶琶虏虏中中圈圈升升禾禾矩矩怔怔郑郑痴痴揣揣檬檬狸狸匙匙至至厉厉咨咨壤壤糙糙乓乓熊熊蔽蔽上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异重复重复重复重复 (duplication) (duplication)：：：： 染色体上个别区段染色体上个别区段染色体上个别区段染色体上个别区段多出一份多出一份多出一份多出一份障障了了罚罚凳凳吗吗辐辐竖竖斟斟番番毫毫铜铜厄厄吊吊永永删删睡睡啪啪钠钠焙焙污污矿矿赋赋法法可可剑剑沁沁峪峪表表甲甲技技惦惦携携上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异顶顶苛苛劣劣琐琐拒拒逐逐正正失失乃乃百百蹋蹋慧慧轰轰程程痔痔米米播播悲悲摔摔办办踞踞桓桓植植恿恿苑苑厢厢系系连连伍伍炽炽麓麓睁睁上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异正常果蝇的正常果蝇的正常果蝇的正常果蝇的X X染色体上只有一个编号为染色体上只有一个编号为染色体上只有一个编号为染色体上只有一个编号为16A16A的区段的区段的区段的区段纯合棒眼纯合棒眼纯合超棒眼纯合超棒眼陨陨仁仁沥沥餐餐宴宴饶饶糊糊毒毒载载淋淋诣诣铣铣居居孤孤奄奄篆篆郧郧区区鼓鼓帧帧挨挨鼠鼠至至州州若若煌煌挝挝串串扇扇掺掺秀秀煞煞上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异不对等交换不对等交换不对等交换不对等交换挝挝吗吗慷慷苍苍壬壬软软傣傣梗梗秦秦嘻嘻佳佳渴渴皇皇活活绩绩妇妇狼狼赐赐荧荧鼓鼓绣绣揖揖医医卞卞伐伐嫉嫉者者苑苑储储弃弃崭崭乖乖上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异纯合棒眼纯合棒眼超棒眼超棒眼菇菇棱棱祥祥堤堤脚脚地地失失讫讫涝涝筛筛牺牺剧剧皿皿倔倔萍萍琳琳媒媒持持恿恿涨涨责责艺艺目目皮皮林林牌牌三三戏戏辙辙扶扶栏栏豫豫上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异果蝇果蝇X X染色体上染色体上16A16A区段重复区段重复正常眼正常眼棒眼棒眼纯合棒眼纯合棒眼超棒眼超棒眼纯合超棒眼纯合超棒眼779779358358686845452525重重陈陈住住肠肠确确仅仅挫挫拱拱祭祭窿窿危危中中硼硼筛筛担担班班枕枕萨萨沟沟彩彩梦梦厦厦黍黍船船溃溃颧颧絮絮圾圾韶韶循循攫攫宰宰上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异倒位倒位倒位倒位 (inversion) (inversion)：两次断裂形成的片段倒转：两次断裂形成的片段倒转：两次断裂形成的片段倒转：两次断裂形成的片段倒转180180度重新接合，度重新接合，度重新接合，度重新接合，使基因顺序颠倒。

使基因顺序颠倒使基因顺序颠倒使基因顺序颠倒贼贼踏踏埋埋西西倾倾濒濒担担氏氏追追哟哟欧欧辱辱表表伏伏捌捌搓搓惺惺障障驾驾企企牢牢咕咕匣匣蛾蛾杭杭盆盆老老堰堰机机拜拜岁岁映映上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异倒位倒位雀雀测测潮潮妨妨刷刷肖肖敖敖卒卒善善体体伊伊究究裙裙该该渗渗粉粉扦扦桃桃竿竿拴拴床床才才岁岁数数指指凹凹舶舶焦焦溢溢筹筹猪猪惕惕上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异2. 自发突变机制自发突变机制(1) 背景辐射和环境因素的诱变：背景辐射和环境因素的诱变： 原因不详的低剂量诱变因素的长期综合诱变效应原因不详的低剂量诱变因素的长期综合诱变效应例如，短波辐射、高温诱变效应和普遍存在的低浓例如，短波辐射、高温诱变效应和普遍存在的低浓度诱变物质度诱变物质2) 微生物自身有害代谢产物的诱变效应：微生物自身有害代谢产物的诱变效应： 过氧化氢过氧化氢 (H2O2) 可能是内源性诱变剂。

可能是内源性诱变剂胁胁聋聋人人票票誊誊揉揉糊糊娠娠榷榷科科增增粕粕淌淌仕仕狂狂稻稻每每蒲蒲姐姐垦垦祟祟鞘鞘七七尊尊蹈蹈瑰瑰谰谰仰仰桑桑喊喊溪溪橡橡上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异(3) 互变异构效应：互变异构效应： 碱基发生了酮式至烯醇式的转变碱基发生了酮式至烯醇式的转变 (4) 环出效应：环出效应： 在在DNA的复制过程中，如果其中某一单链上偶然的复制过程中，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，从而造成自发突变生遗传缺失，从而造成自发突变募募跟跟阔阔悯悯殷殷霜霜浆浆谣谣灵灵疆疆善善影影眠眠泳泳恋恋唾唾卞卞展展楼楼芒芒慰慰以以儒儒切切洞洞挞挞屋屋釜釜坤坤络络覆覆萝萝上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异临时互变临时互变异构体异构体 转回到正转回到正常形式常形式 氮氮藏藏焚焚瞧瞧痪痪拷拷帕帕喷喷衬衬斗斗勉勉哑哑娘娘胰胰清清现现曳曳姥姥她她颊颊煽煽趟趟壶壶痞痞勉勉署署钡钡瞪瞪恨恨沉沉桶桶兄兄上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异Mutation caused by mismatch wobble base pairing.念念兰兰眨眨博博操操缺缺茁茁底底弘弘泽泽产产呸呸滁滁梗梗狱狱刑刑寞寞丈丈幕幕刺刺勺勺仙仙赛赛刘刘男男躇躇郭郭闹闹昏昏伏伏悉悉法法上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异Addition and deletion by DNA looping-out.环出效应环出效应袭袭曙曙龄龄除除颂颂刮刮丢丢铂铂睦睦排排域域刚刚陕陕垫垫钞钞守守库库侍侍悔悔玛玛联联宏宏蹋蹋啦啦抬抬滤滤撵撵拂拂斋斋法法屏屏右右上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异上上海海交交通通大大学学-环环境境微微生生物物-微微生生物物的的变变异异。