简述红色面包霉生化突变的鉴定方法

1941年比德尔(Beadle,G.W.)等人开始以红色面包霉为材料，研究生化突变。结果阐明基因是通过酶的作用来控制性状的，于是提出一个基因一个酶的假说，这样主把基因与性状两者联系了起来。由于诱变因素的影响导致生物代谢功能的变异一般称为一化突变。例如，用X射线诱发引起的红色面包霉的营养缺陷型(auxotroph)，电与正常的野生型，即原养型(prototroph)的区别在于丧失了合成某种生活物质的能力。当一旦提供这种生活物质，它同野生型一样又能正常生长。因此，进行生化突变试验，能揭示代谢合成的步骤及其遗传基础。

（一）红色面包霉的生化突变型

红色面包霉可在一定的培养基上生长，它所需要的生活物质比较简单，经的野生型可在基本培养基上正常生长。制成基本培养基的物质有水、无机盐、一些糖类及微量的生物素（维生素B的一种）。红色面包霉的野生型可以利用基本培养基中的养料，合成它生活必需的各种复杂有机物质。生化遗传研究指出，红色面包霉在合成它生活所需物质时，要经过一系列的生化过程。而每一个生化过程又由一定的基因所控制。因此，只要综合分析大量的生化突变资料，就有可能阐明有关基因的功能及其作用的程序。现举例说明于下。

在红色面包霉中，有一个突变型（a），给它提供精氨酸才能正常生长，否则就不能合成蛋白质，这说明他丧失了合成精氨酸的能力。另一个突变型（C）在有精氨酸的条件下能够正常生长，但不给精氨酸而只给瓜氨酸也能生长，这说明它能利用瓜氨酸合成精氨酸。第三个突变型（O）在有精氨酸或反氨酸的条件下能够正常生长，但不给这两种物质，而只给鸟氨酸也能生长，这说明它能利用鸟氨酸最终合成精氨酸。根据对上述几个突变型的测定，可以推测精氨酸的合成步骤与基因的关系大致为： 鸟氨酸 →o 瓜氨酸 →c 精氨酸 → a 蛋白质。

可以看出，从乌氨酸到精氨酸的合成至少需要A、C、O 3个基因，其中任何一个基因发生突变，精氨酸是不会合成的。可见上述突变型（a）可以不能合成精氨酸，不是体内不存在前驱物瓜氨酸，而是因为没有基因A。突变型（C）不能合成瓜氨酸，因为它没有基因C，只国要给它瓜氨酸和精氨酸都能合成出来，因为它有基因C和A。生化研究的结果，证明红色面包霉中有关这一部分的合在代谢过程与上述研究结果相同；而且与哺乳动物肝脏内以及乳酸细菌中相应的合成过程十分类似。从而说明生化突变的研究，不仅证明了基因与新陈代谢的关系，也丰实了生化过程的具休内容。

（二）红色面包霉生化突变的鉴定

红色面包霉生化突变的鉴定方法，主要分诱发突变和鉴定突变两个步骤（图10-2）以X射线或紫外线照射纯型的分生孢子可以诱发突变。再让诱变过的分生孢子与其野生型交配，产生分离的子 孢子，放在完全培养基里生长。完全培养基是在基本培养里另加多种维生素和氨基酸制成的，各种突变型都能在这里生长和繁殖，产生菌丝和分生孢子。为了鉴定诱发材料是否发生突变，须将在完全培养基里生长的各组分生孢子，取出一部分分别培养在基本培养基里，观察它们的生长。如是能够正常生长，说明没有发生突变；如果不能生长，说明发生了突变。就这样首先把分生孢子是否发生突变鉴定出来。

1、纯合野生型2、X射线或紫外线照射分生孢子3、照射过的分生孢子与野生型交配4、含有成熟子 的子 壳5、子 孢子 6、子 孢子生活在完全培养基里7、基本培养基8、基本培养基另加维生素9、另加氨基酸10、基本培养基11、完全培养基12、另加硫胺素13、另加吡醇素14、另加泛酸15、另加肌醇

第二步要要定究竟发生了什么突变。把确定为突变型的一组材料跟其他组分开，并从完全培养基里取出分别培养在下列培养基里：完全培养基（11）、基本培养基（10）、基本培养基另加多种氨基酸（9），基本培养另加多种维生素（8）。如果有一个突变型不能在9、10两种培养基里生长，而能在8、11两种培养基里生长，表明控制维生素合成的基因发生了突变。

经过鉴定，已知诱发的突变型属于丧失合成维生素的突变型，这为进一步分析它究竟是合成哪一种维生素的突变型提供了条件。把这种突变型再移植到含有各不同维生素的基本培养基里，譬如移植到基本培养基的基础上另加硫胺素（VB1）（12）吡醇素（VB6）（B）、泛酸（14）、肌醇（15）等。如果发现突变型只能在15号试管的培养基里生长，而不能在其他培养基里增长，这就表明发生生化突变的是控制肌醇合成的基因，而不是其他基因。

利用这样的鉴定方法，现已获得几百个生化突变型，它们分别控制着各种维生素、氨基酸、嘧啶、嘌呤等的合成。

上述生化突变的研究，清楚地说明基因控制性状，并非基因直接作用于性状，而是通过一系列生化过程来实现的。因此，积极地开展生化遗传研究工作，对阐明基因怎样控制代谢以及性状的形成具有重要的意义。

复制粘贴。。。不过貌似我也没看懂。。。

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