基因與基因組突變

關于基因與基因組突變第1頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月2一基因的組織結構（一）基因的概念1.基因的研究簡史孟德爾（Mendel）的顆粒因子：

一個因子決定一個性狀(1865年)。約翰森（Johannsen）：首先提出基因一詞（1909年）摩爾根（Morgan）的基因論：

一個基因控制一個性狀（1926年），明確了基因存在于染色體上。第2頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月3Beadle-Tatum：一個基因一個酶學說（1941年）。Avery等：轉化實驗證實了遺傳物質的本質是DNA（1944年）。Hershey-Chase：噬菌體感染細菌實驗，

只有DNA能進入細菌細胞（1952年）。Benzer：互補測驗，

提出一個順反子，一條多肽鏈的概念（1955年）。第3頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月4Watson和Crick：DNA右手雙螺旋理論（1953年）。

Crick：中心法則（1957年）。Jacob-Monod：操縱子模型（1961年）。Nirenberg-Matthaei：三聯(lián)密碼子學說（1966年）

將DNA結構與生物功能結合起來。McClintocK：遺傳因子可以轉移位置(1950)。Sharp:真核生物基因中的斷裂現(xiàn)象（1977年）。

Sanger：

噬菌體中發(fā)現(xiàn)了重疊基因（1978,ΦX174).

第4頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月52.基因gene：含有特定遺傳信息的核苷酸序列，是遺傳物質的最小功能單位。合成有功能的蛋白質多肽鏈或RNA所必需的全部核酸序列。編碼序列+調控序列（啟動子、終止子；5′非翻譯序列、內含子以及3′非翻譯序列等)。3.基因組genome一個細胞或者生物體所攜帶的一套完整的單倍體序列，包括全套基因和間隔序列。第5頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月6（二）基因的組織結構第6頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月7(三)基因的功能分析1互補測驗（Benzer，1955）互補測驗(complementationtest)

互補測驗是確定突變的功能關系的一種常用方法。

用不同的rⅡ突變型成對組合同時去感染大腸桿菌K(λ)菌株。

如果被雙重感染的細菌中產生兩種親代基因型的子代噬菌體外，也有少量重組型的噬菌體，那么就必然是一個突變型補償了另一個突變型所不具有的功能，這兩個突變型就稱為彼此互補。如果雙重感染的細菌不產生子代噬菌體，那么這兩種突變型一定有一個相同功能受到損傷。第7頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月8

類型不同大腸桿菌菌斑平板上表型E.coliBE.coliK()

E.coliS野生型小噬菌斑小噬菌斑小噬菌斑rI大噬菌斑大噬菌斑大噬菌斑rⅡ

大噬菌斑無噬菌斑（致死）小噬菌斑rⅢ小噬菌斑大噬菌斑大噬菌斑T4突變型第8頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月9第9頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月10第10頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月11反式排列：用于互補測驗中所用的兩個突變

分別位于兩條染色體上順式排列：用于互補測驗中所用的兩個突變

同時位于一條染色體上順反子：通過順反測驗將不同突變之間沒有互補

的功能區(qū)稱為一個順反子。順反子就是一個功能水平上的基因。第11頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月12順反位置效應測驗第12頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月132互補測驗的方法斑點測試法（spottest）：

用一種rⅡ突變型以0.1的感染比（噬菌體1／細菌10）去感染大腸桿菌K（λ）菌株。噬菌體和細菌在溫熱的瓊脂中混合，涂布在營養(yǎng)平板上，瓊脂凝固后，在平板上所劃出的一定位置上再加一滴含有另一種rⅡ突變型的培養(yǎng)基，在這一滴培養(yǎng)基的范圍內，一些細菌就會被兩種噬菌體所感染。如在這范圍內形成噬菌斑，就證明這兩種突變型互補，相反就不能互補。在一個培養(yǎng)皿平板上可做6～8個斑點試驗。第13頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月143互補測驗的條件

兩個突變引入同一細胞內：

大腸桿菌：性導，轉導（局限性轉導，流產轉導），轉化真菌：準性生殖中的雜合二倍體

排除重組的影響：recA

排除基因內互補：基因工程中l(wèi)acZα-互補

排除回復突變的影響

排除其它影響，如極性突變，lacIs第14頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月15第15頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月164基因內互補：lacZβ-半乳糖苷酶

X-gal(5-溴-4-氯-3-吲哚-β-D-半乳糖苷)：藍色5-溴-4-靛藍

麥康凱培養(yǎng)基：MacConkeyAgar紅色伊紅美蘭培養(yǎng)基：

eosin-methylenebluemedium,EMB紫黑色帶金屬光澤伊紅為酸性染料，美藍為堿性染料。當大腸桿菌分解乳糖產酸時細菌帶正電荷被染成紅色，再與美藍結合形成紫黑色菌落，并帶有綠色金屬光澤。X-galMacConkeyEMB第16頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月17α－互補：

載體上含有l(wèi)acZ’的部分基因

lacZ’中包括：一段β-半乳糖苷酶的啟動子；編碼α肽鏈的區(qū)段；一個多克隆位點(MCS)。MCS位于編碼α肽鏈的區(qū)段中，是外源DNA的選擇性插入位點，但其本身不影響載體編碼α肽鏈的功能活性。

質粒載體常用的篩選標記：

受體菌含有特定的lacZ缺失

DH5a菌株：F-，φ80d

lacZΔM15，Δ(lacZYA-argF)U169，deoR，recA1，endA1，dR17(rk-，mk)，phoA，supE44，λ-，thi-1，gyrA96，relA1JM109菌株：F-，recA1，endA1，gyrA96，thi-1，hsdR17，supE44，relA1，Δlac-proAB）/F’[traD36，proAB，lacIq，lacZΔM15]

第17頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月18基因功能研究的方法

互補測驗一般用于確定順反子功能研究其它方法：

缺失或突變后，功能是否改變；重新引入后，功能是否回復；回補體外翻譯體系：

invitrotranslation

又稱無細胞蛋白質合成系統(tǒng),是分子生物學中一種常規(guī)的表達系統(tǒng)。有兩種體外翻譯的基本方法：以RNA為模板，或以DNA為模板（即偶聯(lián)的轉錄/翻譯）。RNA模板可以是總RNA、mRNA或體外合成的轉錄子。DNA模板可以是一個質粒，或一個PCR/RT-PCR產物，這個PCR/RT-PCR產物在轉錄啟動子和翻譯起點下游含有需要翻譯的基因。選擇哪一個體外翻譯系統(tǒng)取決于許多因素，這些因素包括要翻譯的基因的來源（真核/原核），可提供的模板（如RNA或DNA），和所生產的蛋白質的下游應用。第18頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月19二、細菌的基因組及特點（一）組成：細菌染色體和質粒（二）細菌基因組的特征

1.

基因組相對較?。?.6×106bp，4000個基因），只有一個復制啟始位點。

2.具有操縱子結構：功能上相關的幾個基因往往在一起組成操縱子結構，即幾個結構基因串聯(lián)在一起，受它們上游的共同調控區(qū)控制。當基因開放時，這幾個基因轉錄在一條mRNA鏈上，然后分別翻譯合成各自的蛋白肽鏈。操縱子的末端具有特殊的終止序列。

3.基因是連續(xù)的：結構基因中沒有內含子（intron）成分，在轉錄后不需剪接加工，轉錄產物的壽命較短。第19頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月204.大部分DNA是用于編碼蛋白質的，只有一小部分是不翻譯的。不翻譯區(qū)中含有間隔區(qū)（Spacer）和基因表達的調控序列。

5.基因組中僅有少數(shù)基因存在基因重疊現(xiàn)象。

6.結構基因是單拷貝，rRNA基因是多拷貝。

7.非編碼的重復序列Chi5-GCTGGTGG-3REP(repeatedextrogenicpalinodrome)基因外重復的回文序列第20頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月21第21頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月22第22頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月23第23頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月24第24頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月25①種類單一；形式多樣；大小不一②單倍體基因組：每個基因都是單拷貝③基因常常成簇排列，沒有間隔序列，或間隔序列很小

（功能相關基因排列在一起）④動物病毒與真核基因相似，有內含子；

細菌病毒與原核基因相似⑤有基因重疊三病毒基因組的特點第25頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月26⑥具有不規(guī)則的結構基因

某些結構基因無帽狀結構；有翻譯增強子。某些結構基因編碼區(qū)無間隔，因此有些結構基因沒

有翻譯起始序列。通過宿主及病毒本身酶切。有些結構基因轉錄后產物沒有翻譯功能，需要在轉

錄后進行加工剪接，成為有翻譯功能的mRNA。第26頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月27第27頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月28第28頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月29第29頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月30有增強子

轉錄產物加工后，成為成熟的mRNA第30頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月31T抗原控制病毒的復制，起動晚期轉錄第31頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月32乙肝病毒

±DNA長短不一重疊基因第32頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月33脊髓灰質炎病毒——單鏈（+）RNA第33頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月34第34頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月35逆轉錄病毒第35頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月36第36頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月37四、真核生物基因組的特點1.基因組含有更大的DNA分子，以染色體形式儲存于細胞核內，除配子細胞外，體細胞內的基因的基因組是雙份的。（1）并非生物越高等，基因組越大。即并非進化的復雜程度與DNA含量成正比。如某些植物和兩棲類的DNA含量是人的幾十乃至上百倍。C值矛盾。（2）同一類復雜性差不多，形態(tài)也相似的生物，理論上其基因組也應比較接近，其實不然。如同是兩棲類可相差十倍以上。（3）基因組中DNA的量遠大于編碼蛋白質所需要的量。第37頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月382.基因組結構復雜，有多個復制啟始位點，但每個復制子的長度較小。3.基因是不連續(xù)的。斷裂基因，內含子/外顯子。4.轉錄單位一般是單順反子的。即一個基因一種mRNA一種蛋白質，但蛋白質的最終產物可因剪接方式的不同而有差異（如Bcl-x：Bcl-x1Bcl-xs）5存在重復序列第38頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月39

單一順序(Uniquesequence)重復順序

短片段的重復順序可分為三種類型：（1）正向重復(directrepeats)又叫順向重復；（2）反向重復(invertedrepeats)；（3）回文順序

(Palindromicsequence)5‘GTGAGCTCAC3’3’CACTCGAGTG5’

第39頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月40

輕度重復順序和中度重復順序輕度重復順序

在基因組中含有2-10拷貝，酵母tRNA基因、人和小鼠的珠蛋白基因等。中度重復順序

長約300bp

基因組中約有10-幾千個拷貝的順序如rRNA和tRNA基因，組蛋白基因等第40頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月41第41頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月42第42頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月43高度重復序列（>105次）。

（1）衛(wèi)星DNA：根據(jù)長度可將其分為3類★衛(wèi)星（satellite）DNA：重復長度5-10bp，多態(tài)性不強?！镄⌒l(wèi)星DNA：重復長度15-70bp，有高度的特異性。★微衛(wèi)星DNA（簡單串聯(lián)重復序列）：重復長度2-5bp，存在個體

間的高度變化，是DNA指紋的形成基礎。第43頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月44（2）倒位（反向）重復序列又稱零時復性部分，重復單位約長300bp，兩個單位之間有一平均1.6kb的片段相隔，多數(shù)散布于基因組中。（3）較復雜的重復單位組成的重復順序

靈長類所獨有，用HindⅢ消化非洲綠猴DNA，可以得到重復單位為172bp的高度重復順序，這種順序大部份由交替變化的嘌呤和嘧啶組成，又稱為α衛(wèi)星DNA。第44頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月45（4）高度重復順序的功能

a.參與復制水平的調節(jié)。

b.參與基因表達的調控

c.參與轉位作用

d.與進化有關

e.DNA指紋

f.α衛(wèi)星DNA成簇的分布在染色體著絲粒附近，可能

與染色體減數(shù)分裂時染色體配對有關第45頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月46第46頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月47

6.存在多基因家族和超基因家族

（1）多基因家族（multigenefamily）：亦稱基因家族。是指一組具有類似功能，核苷酸序列又有同源性的基因?！锓诸悾骸椿虻慕K產物分為兩類：一類編碼RNA，另一類編碼蛋白質?！丛诨蚪M中的分布分為兩類：一類串聯(lián)排列在一起，形成基因簇，亦稱串聯(lián)重復基因。另一類家族成員則可以分散在不同的部位上。（2）超基因家族（supergenefamily）：由多基因家族及單基因組成的更大的基因家族。成員間有不同程度的同源，但它們的功能并不相似，這是與多基因家族的差別所在。如Ig超家族。第47頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月487.基因類型多樣（1）假基因：在多基因家族中，不產生有功能基因產物的基因。即序列與有功能的基因相似，但或者不能轉錄，或者轉錄后生成無功能的基因產物。用Ψ表示。造成原因是基因在進化過程中，發(fā)生突變所致（如缺失、倒位、點突變等）。假基因往往缺少正?；虻膬群?，兩側有順向重復序列。（2）斷裂基因（不連續(xù)基因）：編碼序列稱外顯子（exon），非編碼序列稱內含子（intron，orinterveningsequence）。（3）非剪接基因（連續(xù)基因）：原核和真核細胞都有。真核rRNA基因也是非剪接基因。第48頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月49（4）跳動（躍）基因（可轉移的DNA成分、轉座子）：

是指可在DNA分子間進行轉移的DNA片段。與一般轉移概念不同，轉移后仍保留原來位置上的DNA序列，只是把一個新合成的復本插入到另外的位置上。真核和原核細胞都有?？煞譃閮深悺?/p>

簡單轉座子（插入序列，insertionsequence，IS）：較小，只有與轉位有關的序列和促進轉座過程所要的蛋白質如轉座酶的基因?！?/p>

復雜轉座子（Tn）：除轉位序列和蛋白質基因外，在其中心區(qū)還含有一個或多個基因。第49頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月50（5）基因重疊:

是一種轉錄單位，一個基因可決定多種mRNA和蛋白質，如Bcl-X基因8.自私DNA（selfishDNA）：

指非編碼序列，包括分散的高度、中度重復序列，內含子和間隔序列等。這些序列極少轉錄成mRNA并翻譯成蛋白質，對細胞存活、代謝等不做任何貢獻，它們存在的唯一目的似乎就是復制自己。故稱之為自私DNA。

而且有些成分還通過轉錄成mRNA，生成cDNA，再通過轉位插入到基因組，頗象機體內寄生蟲的繁殖、生活，故也有人稱之為寄生DNA（parasiteDNA）。第50頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月51

但自私DNA并非真的自私，毫無功能。如有些調控序列雖不編碼任何蛋白，但對細胞代謝也有很大影響。如在Ig和MHC基因的內含子部分發(fā)現(xiàn)有增強子的存在，可以增強該基因的轉錄。9.DNA序列組織的可變性：DNA序列并非一成不變。如B細胞成熟過程中Ig基因結構的重排及TCR基因在分化過程中的重排。第51頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月52第52頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月53第二章基因突變和損傷DNA的修復基因符號基因突變的規(guī)律基因突變的分子基礎自發(fā)突變和誘發(fā)突變的機制DNA復制的準確性與損傷DNA的修復誘變育種技術第53頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月54第一節(jié)基因突變的類型、符號和規(guī)律遺傳型（genotype）：又稱基因型，指某一生物個體所含有的全部基因的總和；是一種內在可能性或潛力。遺傳型+環(huán)境條件表型表型（phenotype）：指生物體所具有的一切外表特征和內在特性的總和;是一種現(xiàn)實存在，是具一定遺傳型的生物在一定條件下所表現(xiàn)出的具體性狀。代謝發(fā)育第54頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月55１Escherichiacoli

ATCC31343F－

hadS20(r-Bm-B)ara-14

leuB6

proA2lacY1galK2rpsL

xyl-5mtl-1supE44λ－

rpsL=strr２E.coliJM105K12λ－

hasR4(r－

m+)thisupE44rspL20endAsbcB15Δ(lac-proA)X111F’traDproABlacIQ

Δ(lacZ)M15

一基因符號與遺傳標記第55頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月56SalmonellatyphimuriumTSM112zgc-7206::Tn10d(Cm)S.typhimuriumTSM118proAB47/F’pro+lac+zzf-

1834

::Tn10d(Km)VibriocholereaCS2-1O395

Φ(tcpA-proA)2-1(Hyb)SmrKmrCm(氯霉素)Sm(鏈霉素）Tc(四環(huán)素)Ap(氨芐青霉素)Km(卡那霉素）cmlrstrrtetramprkanr第56頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月57VibriocholereaTSM360recAthiprohsdR－m+(RP4-2Tc::Mu-Km::Tn7),λpir(TprSmr)

替考拉寧

teicoplanin

VibriocholereaTSM361TSM360(pKAS37)質粒pNK972

AprPtac-tnpA

轉座酶pPY190AprTcrpBR322EcoRI::P22mnt-pant-SmaI/XmaI-antpPC39TcrpPY190SmaI::SmaI-HincIIK.aerogenesputcontrolregion

產氣克雷伯氏菌第57頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月58

Δ

缺失

??

插入（質粒，轉座子）

易位

相互易位

Φ

融合第58頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月59第59頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月60二基因突變的類型1按突變體的表型分類（1）形態(tài)突變（2）生化突變（3）致死突變（4）條件致死突變第60頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月61野生型(wildtype)與原養(yǎng)型(prototroph)野生型是指存在于自然界中沒有經(jīng)過基因突變，具有正常生化代謝功能的遺傳類型；原養(yǎng)型指具有與野生型相同營養(yǎng)需求與表現(xiàn)的遺傳類型，有時特指突變型恢復為與野生型相同的個體。營養(yǎng)缺陷型(auxotroph)因基因突變喪失了某種生活物質合成能力，在基本培養(yǎng)基上不能正常生長，需加入相應營養(yǎng)成分的突變型。第61頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月622按遺傳信息的改變分為錯義突變

missencemutation同義突變

samesencemutation無義突變

nonsencemutation

琥珀突變amberUAG赭石突變ocherUAA乳白突變opalUGA第62頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月633按基因突變機制分類堿基置換突變substitution

堿基顛換transversion堿基轉換transition移碼突變frameshift

缺失deletion重復repetition第63頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月64三基因突變的規(guī)律自發(fā)性稀有性隨機性獨立性穩(wěn)定性可逆性第64頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月651基因突變的自發(fā)性兩種觀點：突變的性狀與引起突變的原因間呈對應性，定向突變；突變是自發(fā)產生的，與環(huán)境是否存在該物質無關。突變無方向第65頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月661）Fluctuationtest彷徨試驗時間：1943年設計者：S.E.Luria&M.Delbrück實驗材料：對T1噬菌體敏感的大腸桿菌實驗目的驗證突變的性狀（對T1抗性）與引起突變的原因（與Ｔ1噬菌體接觸）間有無直接的對應關系實驗設計：第66頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月67彷徨試驗的設計原理

第67頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月68103/mL24-36h第68頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月69小概率隨機事件與Poisson分布

當一個隨機事件發(fā)生的幾率很小，而事件可在其中發(fā)生的試驗次數(shù)又很大，該事件的發(fā)生概率遵循Poisson分布。

K=0,1,2,...e≈2.7183,:.第69頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月70第70頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月71第71頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月722）涂布試驗（Newcombeexperiment）1949年H.B.Newcombe實驗材料對T1噬菌體敏感的大腸桿菌采用固體平板培養(yǎng)實驗過程第72頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月73第73頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月743.544301580第74頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月753）平板影印試驗（replicaplating）1952年，美國的萊德伯格夫婦JoshuaLederberg&EstherLederberg實驗材料E.coliK12strr實驗過程第75頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月76Lederberg的平板培養(yǎng)法第76頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月774）適應性突變概念的重新提出非致死選擇條件長期培養(yǎng)固體平板突變時間依賴性：生長非依賴性；有利突變高頻率發(fā)生：方向性；符合Poisson分布第77頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月78沒有方向性

Jinetal.2002BMCGnentics,3:6有利突變和中性突變都能高頻率產生表型DNA序列改變生長依賴性Jinetal.2002BMCGnentics,3:6細胞密度依賴性涂布與點種青霉素固體平板Poisson分布液體試管Poisson分布和非Poisson分布同時存在

Jinetal.2012,中國科學Ｃ，42：809。

第78頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月79第79頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月80第80頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月81第81頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月82選擇條件與突變的關系不良環(huán)境，觸發(fā)細菌生長代謝改變，其中涉及DNA復制保真性和損傷修復體系的酶可能發(fā)生變化，使細胞處于一種“超誘變態(tài)”，即細胞本底水平的自發(fā)突變率提高，各種突變都能以高頻率產生，但是哪種突變是否發(fā)生仍然是隨機的，自發(fā)的。第82頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月83２突變的稀有性突變率mutationrate

每一個細胞在每一世代中發(fā)生某一性狀突變的幾率；自發(fā)突變幾率一般在10-6~10-9范圍內；突變頻率

mutationfrequency

mutantproportion

突變細胞在總細胞中的比例第83頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月84若干細菌的自發(fā)突變率菌名 突變性狀 突變率Escherichia

coli

抗T1噬菌體 3×10–8E.coli

抗T3噬菌體 1×10–7

E.coli

不發(fā)酵乳糖 1×10–10E.coli

抗紫外線 1×10–5Staphylococcusaureus

抗青霉素 1×10–7S.aureus

抗鏈霉素 1×10–9

Salmonellatyphi

抗25g/L鏈霉素 1×10–6

Bacillusmegaterium

抗異煙肼 5×10–5

第84頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月85突變率的計算世代generation

每個細胞每分裂一次為一個世代。division

代：generationcycle:

群體中每個個體繁（分裂）殖一代。細胞數(shù)與世代數(shù)的關系

n代后N0個細胞分裂成為N0

·２n

個細胞所經(jīng)歷的世代數(shù)為N0·(２n

－１)

第85頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月861→2→4→8→16→32→64→128→…2n

細胞數(shù)

137153163127…2n-1世代數(shù)

1234567…n

代數(shù)

同步生長（同步分裂）金建玲等突變率計算中細菌群體生長不同步系數(shù)的修正微生物學通報2009，36(3):446-452.第86頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月87突變率計算公式固體培養(yǎng)條件下

μ=（M2－M1)/(N2－N1)

其中，M2和M1分別是培養(yǎng)后和培養(yǎng)前突變菌落的數(shù)目。

N2和N1分別是培養(yǎng)后和培養(yǎng)前菌落總數(shù)。第87頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月88液體培養(yǎng)條件下

μ=２·(M2/N2－M1/N1)/(G2－G1)其中G2和G1分別是試驗后和試驗開始時細胞分裂的代數(shù)。條件野生型細胞和突變型細胞分裂速度相等突變率很低突變細胞很少，回復突變可以忽略不計。第88頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月891→2→4→8→16→32→64→128→…2nN

μ

4μ12μ

32μ80μ192μ

…

n/2·2n·μ

M123456……n

G

M/N第89頁，課件共97頁，創(chuàng)作于2023年2月90彷徨試驗和Poisson分布根據(jù)