吖啶类化合物生产-吖啶类化合物可引起

直接参与发光反应的标记物主要是具有在化学结构上能产生发光特殊基团的物质。这类物质在发光免疫分析过程中直接参与发光反应，不需要通过催化反应或能量传递来间接发光。根据公开发布的信息，以下是一些直接参与发光反应的标记物：

1. 吖啶酯类标记物

特点：吖啶酯类标记物在化学结构上有产生发光的特殊基团，它们通过起动发光试剂的作用而发光，能够在极短的时间内（如1秒内）完成强烈的直接发光，为快速的闪烁发光。

应用：吖啶酯作为标记物用于免疫分析，其化学反应简单、快速、无需催化剂。检测小分子抗原常采用竞争法，大分子抗原则采用夹心法，非特异性结合少，本底低。此外，与大分子的结合不会减小所产生的光量，从而增加了灵敏度。

2. 其他可能的直接发光标记物

虽然吖啶酯类标记物是最常见的直接参与发光反应的标记物之一，但也可能存在其他类型的直接发光标记物。然而，需要注意的是，并非所有发光标记物都直接参与发光反应，有些可能通过催化反应或能量传递来间接发光。

3. 间接参与发光反应的标记物

酶标记物：如辣根过氧化物酶（HRP）和碱性磷酸酶（ALP），它们作为发光反应的催化剂或能量传递过程中的受体，通过催化底物发光或参与能量传递来间接发光。

非酶标记物：如三联吡啶钌等，它们可能作为化学反应的催化剂或能量传递过程中的中间体，但不直接参与发光反应，而是通过能量传递等方式影响发光强度。

综上所述，直接参与发光反应的标记物主要是具有在化学结构上能产生发光特殊基团的物质，如吖啶酯类标记物。在化学发光免疫分析中，选择合适的标记物对于提高检测的灵敏度和特异性至关重要

齐齐巴宾反应

化学发光是某种物质分子吸收化学能而产生的光辐射。任何一个化学发光反应都包括两个关键步骤，即化学激发和发光。因此，一个化学反应要成为发光反应，必须满足两个条件：第一：反应必须提供足够的能量（ 170 ～ 300KJ ／ mol ） ，第二，这些化学能必须能被某种物质分子吸收而产生电子激发态，并且有足够的荧光量子产率。到目前为止，所研究的化学发光反应大多为氧化还原反应，且多为液相化学发光反应。

化学发光反应的发光效率是指发光剂在反应中的发光分于数与参加反应的分子数之比。对于一般化学发光反应，值约为 10 － 6 ，较典型的发光剂，如鲁米诺，发光效率可达 0 . 01 ，发光效率大于 0 。 01 的发光反应极少见。现将几种发光效率较高的常用的发光剂及其发光机理归纳如下。

1. 鲁米诺及其衍生物

鲁米诺的衍生物主要有异鲁米诺、 4— 氨基已基 —N 一乙基异鲁诺及 AHEI 和 ABEI 等。鲁米诺在碱性条件下可被一些氧化剂氧化，发生化学发光反应，辐射出最大发射波长为 425nm 的化学发光。

在通常情况下鲁米诺与过氧化氢的化学发光反应相当缓慢，但当有某些催化剂存在时反应非常迅速。最常用催化剂是金属离子，在很大浓度范围内，金属离子浓度与发光强度成正比，从而可进行某些金属离子的化学发光分析，利用这一反应可以分析那些含有金属离子的有机化合物，达到很高的灵敏度。其次是利用有机化合物对鲁米诺化学发光反应的抑制作用，测定对化学发光反应具有猝灭作用的有机化合物。其三是通过偶合反应间接测定无机或有机化合物。其四是将鲁米诺的衍生物如异鲁米诺 (ABEI) 标记到羧酸和氨类化合物上，经过高效液相色谱 (HPLC) 或液相色谱 (LC) 分离后，再在碱性条件下与过氧化氢－铁氰化钾反应进行化学发光检测。也可以采用其它分离方法，如将新合成的化学发光试剂异硫氰酸异鲁米诺标记到酵母 RNA 后，通过离心和透析分离，然后进行化学发光检测。此外应用的还有 N 2(B2 羧基丙酰基 ) 异鲁米诺，并对其性能进行了研究。

2 ．光泽精

光泽精以硝酸盐的形式存在，在碱性介质中，过氧化氢将其氧化成四元环过氧化物中间体，而后裂解生成激发态的吡啶酮而发光。利用光泽精与还原剂作用，可用于测定临床医学上一些重要的还原性物质，如抗坏血酸、肌酸酐、谷胱甘肽、葡萄糖醛酸、乳糖、葡萄糖。

3 ．洛粉碱

洛粉是文献上记载最早的化学发光试剂，但却迟迟未得到应用，直到 1979 年 Marino 等人将它应用于 Co 的测定后才得到重视。此试剂已被用于多种元素的分析测定。

4 ．过氧化草酸酯类

草酸盐类化学发光反应大都生成过氧草酰 (Peroxalate) 中间体，因此这类反应亦称过氧草酰类化学发光反应。过氧草酸盐类化学发光分析应用的推广还有赖于新的荧光衍生试剂的开发。

5 ． 吖啶酯类

McCap r 等合成了一系列吖啶酯类化合物，对该类试剂的化学发光机理研究表明，发光效率与试剂中的可解离酸性基团的 pKa 有密切关系， pKa 一般应小于 11 。吖啶酯类化合物是一类很有前途的非放射性核酸探针标记物，用作 DNA 的发光探针，发光量子产率高，稳定性好，标记物对杂交反应的动力学和杂交体的稳定性无影响，可以直接在碱性介质中进行化学发光反应。

以上五种化学发光剂化学发光量子产率高，水溶液稳定，能被多种氧化剂直接氧化而发光，也可被众多的金属高于催化发光反应而发光，许多无机、有机和生化组分也能增强或抑制其发光，因此应用十分广泛。目前报道的有邻菲咯啉，碱基水杨酸、罗明丹 —B 、没食子酸、香豆素、皮素，茜素紫、苏木色精，培花青，三苯甲烷类染料，丙酮、乙醇、羟胺等。这些试剂商品化程度高，价廉，使用方便，但化学发光量子产率较低，因此，研究增敏试剂来提高它们的化学发光量子产率是非常关键的。

菌种选育的自然选育

齐齐巴宾反应是指吡啶用氨基钠处理时，发生氨基化作用生成2-氨基吡啶的化学反应。

吡啶类化合物不易进行硝化，用硝基还原法制备氨基吡啶甚为困难。本反应是在杂环上引入氨基的简便有效的方法，广泛适用于各种氮杂芳环，如苯并咪唑、异喹啉、吖啶和菲啶类化合物均能发生本反应。

Chichibabin反应是氨基负离子取代氢负离子（Hydrideion）的芳环亲核取代反应。其机理第一步是杂环上的N与碱金属离子之间形成弱键，生成“吸附配合物”（Adsorptioncomplex），此过程进一步加强了芳杂环2位的正电性。

并且此中间体的存在可由NMR证明。下一步，N上的质子（Proton）与氢负离子反应放出氢气，而后Sigma-络合物芳构化至钠盐，最后加水淬灭反应。

abs塑料散发出的味道有毒吡啶与氨基钠反应生成2-氨基吡啶的反应称为齐齐巴宾（Chichibabin）反应，如果2位已经被占据，则反应发生4位，得到4-氨基吡啶，但产率低。如果在吡啶环的α位或γ位存在着较好的离去基团（如卤素、硝基）时，则很容易发生亲核取代反应。

如吡啶可以与氨（或胺）、烷氧化物、水等较弱的亲核试剂发生亲核取代反应。由于吡啶环上的电子云密度低，一般不易被氧化，尤其在酸性条件下，吡啶成盐后氮原子上带有正电荷，吸电子的诱导效应加强，使环上电子云密度更低。

更增加了对氧化剂的稳定性。当吡啶环带有侧链时，则发生侧链的氧化反应。吡啶在特殊氧化条件下可发生类似叔胺的氧化反应，生成N-氧化物。

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自然选育的菌种来源于自然界、菌种保藏机构或生产过程，从自然界中选育菌种的过程较为复杂，而从生产过程或菌种保藏机构得到菌种的自然选育过程较为简单。

自然选育的步骤主要是：采样，增长培养，培养分离和筛选等。采样　筛选的菌种采集的对象以土壤为主，也可以是植物、腐败物品和某些水域等。土壤是微生物的汇集地，从土壤中几乎可以分离到任何所需的微生物，故土壤往往是首选的采集目标。微生物的营养需求和代谢类型与生长环境有很大关系。富集培养　 由于采集样品中各种微生物数量有很大差异，若估计到要分离的菌种数量不多时，就要人为增加分离的概率，增加该菌种的数量，称为富集培养。纯种培养 尽管通过增长培养的效果很好，但是得到的微生物还是处于混杂状态，因为样品中本身含有许多种类的微生物。所以，为了取得所需的微生物纯种，增殖培养后必须进行分离。平板分离法由接种环以无菌操作沾取少许待分离的材料，在无菌平板表面进行平行划线、扇形划线或其他形式的连续划线，微生物细胞数量将随着划线次数的增加而减少，并逐步分散开来。如果划线适宜的话，微生物能一一分散，经培养后，可在平板表面得到单菌落。分离方法有三种：即划线分离法、稀释法和组织分离法。稀释分离法　在溶液中再加入溶剂使溶液的浓度变小。亦指加溶剂于溶液中以减小溶液浓度的过程。浓溶液的质量×浓溶液的质量分数=稀溶液的质量×稀溶液的质量分数生产能力考察　初筛一般通过平板稀释法获得单个菌落，然后对各个菌落进行有关性状的初步测定，从中选出具有优良性状的菌落。例如，对抗生素产生菌来说，选出抑菌圈大的菌落；对于蛋白酶产生菌来说，选出透明圈大的菌落。此法快速、简便，结果直观性强。缺点是培养皿的培养条件与三角瓶、发酵罐的培养条件相差大，两者结果常不一致。

复筛指对初筛出的菌株的有关性状作精确的定量测定。一般要在摇瓶或台式发酵罐中进行培养，经过精细的分析测定，得出准确的数据。突变体经过筛选后，还必须经过小型或中型的投产试验，才能用于生产。诱变育种诱变育种一般步骤 利用各种诱变剂处理微生物细胞，提高基因的随机突变频率，扩大变异幅度，通过一定的筛选方法，获得所需要优良菌株的过程，称为诱变育种。诱变育种应注意的问题 （1）挑选优良的出发菌株 出发菌株就是用于育种的原始菌株。出发菌株适合，育种工作效率就高。参考以下实际经验选用出发菌株：①以单倍体纯种为出发菌株，可排除异核体和异质体的影响；②采用具有优良性状的菌株，如生长速度快、营养要求低以及产孢子早而多的菌株；③选择对诱变剂敏感的菌株。由于有些菌株在发生某一变异后，会提高对其它诱变因素的敏感性，故可考虑选择已发生其他变异的菌株为出发菌株。④许多高产突变往往要经过逐步累积的过程，才变得明显，所以有必要多挑选一些已经过诱变的菌株为出发菌株，进行多步育种，确保高产菌株的获得。

（2）菌悬液的制备 一般采用生理状态一致（用选择法或诱导法使微生物同步生长）的单细胞或孢子进行诱变处理。所处理的细胞必须是均匀而分散的单细胞悬液。分散状态的细胞可以均匀地接触诱变剂，又可避免长出不纯菌落。由于某些微生物细胞是多核的，即使处理其单细胞，也会出现不纯的菌落。有时，虽然处理的是单核的细胞或孢子，但由于诱变剂一般只作用于DNA双链中的某一条单链，故某一突变无法反映在当代的表型上，而是要经过DNA的复制和细胞分裂后才表现出来，于是出现了不纯菌落，这就叫表型延迟。上述两类不纯菌落的存在，也是诱变育种工作中初分离的菌株经传代后很快出现生产性状“衰退”的主要原因。鉴于上述原因，因此用于诱变育种的细胞应尽量选用单核细胞，如霉菌或放线菌的孢子或细菌的芽孢。

细胞的生理状态对诱变处理也会产生很大的影响。细菌在对数期诱变处理效果较好；霉菌或放线菌的分生孢子一般都处于休眠状态，所以培养时间的长短对孢子影响不大，但稍加萌发后的孢子则可提高诱变效率。

（3）选择简便有效、最适剂量的诱变剂 诱变剂主要有两大类，即物理诱变剂和化学诱变剂。物理诱变剂如紫外线、X射线、γ射线和快中子等；化学诱变剂种类极多，主要有烷化剂、碱基类似物和吖啶类化合物。最常用的烷化剂有N-甲基-N′-硝基-N-亚硝基胍(NTG)、甲基磺酸乙酯(EMS) 、甲基亚硝基脲(NMU)、硫酸二乙酯(DES)和环氧乙烷等。目前常用的诱变剂主要有紫外线(UV)、硫酸二乙酯、N-甲基-N′-硝基-N-亚硝基胍(NTG)和亚硝基甲基脲(NMU)等。后两种因有突出的诱变效果，所以被誉为“超诱变剂”。剂量的选择受处理条件、菌种情况、诱变剂的种类等多种因素的影响。剂量一般指强度与作用时间的乘积。在育种实践中，常采用杀菌率来作各种诱变剂的相对剂量。要确定一个合适的剂量，通常要进行多次试验。在实际工作中，突变率往往随剂量的增高而提高，但达到一定程度后，再提高剂量反而会使突变率下降。根据对紫外线、X射线和乙烯亚胺等诱变效应的研究结果，发现正变较多地出现在偏低的剂量中，而负变则较多地出现于偏高的剂量中，还发现经多次诱变而提高产量的菌株中，更容易出现负变。因此，在诱变育种工作中，目前比较倾向于采用较低的剂量。例如，过去在用紫外线作诱变剂时，常采用杀菌率为99%的剂量，而近年来则倾向于采用杀菌率为30%～75%的剂量。

（4）突变体的筛选 诱变处理使微生物群体中出现各种突变型，其中绝大多数是负变株。要获得预定的效应表型主要靠科学的筛选方案和筛选方法，一般要经过初筛和复筛两个阶段的筛选。杂交育种杂交育种法杂交育种（bybridization）指不同种群、不同基因型个体间进行杂交，并在其后代中通过选择而育成纯合品种的方法。杂交可以使双亲的基因重新组合，形成各种不同的类型，为选择提供丰富的材料；基因重组可以将双亲控制不同性状的优良基因结合于一体，或将双亲中控制同一性状的不同微效基因积累起来，产生在各该性状上超过亲本的类型。正确选择亲杂交育种技术选择　1．选择亲本的原则首先要尽可能选用综合性状好，优点多，缺点少，优缺点或优良性状能互补的亲本，同时也要注意选用生态类型差异较大、亲缘关系较远的亲本杂交，如江西的荷包红鲤和云南的元江鲤。在亲本中最好有一个能适应当地条件的品种。要考虑主要的育种目标，选作育种目标的性状至少在亲本之一应十分突出。当确定一个品种为主要改良对象，针对它的缺点进行改造才能收到好的效果，如草鱼的抗病性。采用的组合方式　2.杂交方式亲本确定之后，采用什么杂交组合方式，也关系育种的成败。通常采用的有单杂交、复合杂交、回交等杂交方式。　（1)单杂交即两个品种间的杂交(单交)用甲×乙表示，其后代称为单交种，由于简单易行、经济，所以生产上应用最广，一般主要是利用第一代，如丰鲤、福寿鱼。　（2)复合杂交即用两个以上的品种、经两次以上杂交的育种方法。如果单交不能实现育种所期待的性状要求时，往往采用复合杂交，其目的在于创造一些具有丰富遗传基础的原始群体，才可能从中选出更优秀的个体。复合杂交可分为三交、双交等。三交是一个单交种与另一品种的再杂交，可表示为(甲×乙)×丙，例如(荷包红鲤×元江鲤)×散鳞镜鲤一三杂交鲤。双交是两个不同的单交种的杂交，可表示为(甲×乙)×(丙×丁)或(甲×丙)×(乙×丙)，例如(蓝非鲫×尼罗非鲫)×(莫桑比克非鲫×尼罗非鲫)。　（3)回交即杂交后代继续与其亲本之一再杂交，以加强世代某一亲本性状的育种方法。当育种目的是企图把某一群体乙的一个或几个经济性状引入另一群体甲中去，则可采用回交育种。如鲮鱼具有许多优良性状，但不能耐受低温，需要进行遗传改良。可先用耐受低温的湘华鲮与鲮杂交，杂交子一代再与鲮回交，回交后代继续同鲮进行多次回交，对回交子代选择的注意力必须集中在抗寒性这个目标性状上，从而最终育成一个具有抗寒性的优良的。基因工程育种　随着DNA的内部结构和遗传机制的秘密一点一点呈现在人们眼前，特别是当人们了解到遗传密码是由RNA转录表达的以后，生物学家不再仅仅满足于探索、提示生物遗传的秘密，而是开始跃跃欲试，设想在分子的水平上去干预生物的遗传特性。　如果将一种生物的DNA中的某个遗传密码片断连接到另外一种生物的DNA链上去，将DNA重新组织一下，就可以按照人类的愿望，设计出新的遗传物质并创造出新的生物类型，这与过去培育生物繁殖后代的传统做法完全不同。　这种做法就像技术科学的工程设计，按照人类的需要把这种生物的这个“基因”与那种生物的那个“基因”重新“施工”，“组装”成新的基因组合，创造出新的生物。这种完全按照人的意愿，由重新组装基因到新生物产生的生物科学技术，就称为“基因工程”，或者说是“遗传工程”。　基因工程是生物工程的一个重要分支，它和细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程共同组成了生物工程。　所谓基因工程（genetic engineering)是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术，是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。它是用人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质——DNA大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DNA分子连接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中，以让外源物质在其中“安家落户”，进行正常的复制和表达，从而获得新物种的一种崭新技术。

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1 ．基因突变的类型

突变是指发生在遗传物质上的变异。广义上突变可以分为两类：染色体畸变和基因突变。狭义突变通常指基因突变，它是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变，包括单个碱基改变所引起的点突变，或多个碱基的缺失、重复和插入。如果按照碱基顺序改变类型区分，突变可以分为碱基置换突变、移码突变、整码突变、染色体错误配对和不等交换4种。

(1) 碱基置换突变：由一个碱基被另一个碱基取代而造成的突变叫碱基置换突变。例如在 DNA 分子中的 GC 碱基对由 CG 或 AT 或 TA 所代替， AT 碱基对由 TA 或 GC 或 CG 所代替。碱基替换过程只改变被替换碱基的那个密码子，也就是说每一次碱基替换只改变一个密码子，不会涉及到其他的密码子。根据碱基置换对多肽链中氨基酸顺序的影响，可以将突变分为同义突变、错义突变、无义突变和终止码突变4种类型。

① 同义突变：由于密码子具有简并性，因此，单个碱基置换可能只改变mRNA上的特定密码子，但不影响它所编码的氨基酸。例如，DNA分子模板链中GCG的第三位G被A取代而成GCA，则mRNA中相应的密码子CGC就被转录为CGU，由于CGC和CGU都是精氨酸的密码子，因而新形成的多肽链没有氨基酸顺序和数目的变化，这种突变称为同义突变。

② 错义突变：是指DNA分子中的碱基置换不仅改变了mRNA上特定的遗传密码，而且导致新合成的多肽链中一个氨基酸被另一氨基酸所取代这种情况称为错义突变。错义突变往往导致产生功能异常的蛋白质。

③ 无义突变：当单个碱基置换导致出现终止密码(UAG、UAA、UGA)时，多肽链将提前终止合成，所产生的蛋白质大都失去活性或丧失正常功能，此种突变称为无义突变。例如，DNA分子模板链中ATG的G被T代替时，相应的mRNA上的密码子便从UAC变成终止信号UAA，因此翻译到此为止，使肽链缩短。

④ 终止密码突变：当DNA分子中一个终止密码发生突变成为编码氨基酸的密码子时，多肽链的合成将不能正常终止，肽链将继续延长直至遇到下一个终止密码子，因而形成了延长的异常肽链，这种突变称为终止密码突变，属于一类延长突变。

此外还有抑制基因突变。如果基因内部不同位置上的不同碱基分别发生突变，使其中一次突变抑制了另一次突变的遗传效应，这种突变称为抑制基因突变。

(2)移码突变

移码突变是指DNA链上插入或缺失1个、2个甚至多个碱基(但非3个碱基可3的整数倍的碱基)，导致在插入或缺失碱基部位以后的密码子顺序和组成发生相应改变。由于原来的密码子移位，终止密码子常常推后或提前出现，结果造成新合成的肽链延长或缩短。

(3)整码突变：如果在DNA链的密码子之间插入或缺失一个或几个密码子，则合成的肽链将增加或减少一个或几个氨基酸，但敫或缺失部位的前后氨基酸顺序不变。这种突变黍为整码突变，也称密码子插入或缺失。

2 ．诱发基因突变的因素及其作用机理

(1)物理诱变因素：各种射线，如X射线、 γ 射线、 α 射线、 β 射线和中子等都能诱发基因突变，当这线辐射作用于生物体时，首先从细胞中各种物质的原子或分子的外层击出电子，引起这些物质的原子或分子的电离和激发。当细胞内的染色体或DNA分子在射线的作用下产生电离和激发时，它们的结构就会改变，这是电离辐射的直接作用。电离辐射有累加效应，小剂量长期照射与大剂量短期照射的诱变效果相同。

(2)化学诱变因素：一些化学物质和辐射一样能够引起生物体发生基因突变。有三种类型：一类是能够改变DNA化学结构的诱变剂，如亚硝酸和烷化剂；一类是碱基类似物，它们的分子结构与DNA分子中的碱基十分相似。在DNA分子复制时，这些碱基类似物能够以假乱真，作为DNA的组成成分加入到DNA分子中，从而引起基因突变。常见的碱基类似物有5-溴尿嘧啶、2-氨基嘌呤等；还有一类是吖啶类化合物，它们可以插入DNA分子结构中，使DNA分子在复制或转录时出现 差错而导致突变。

(3)病毒诱变因素：某些病毒进入宿主细胞后能够干扰宿主细胞正常的DNA复制也会引起基因突变。

3 ．基因突变的特点和意义

(1)普遍性 即生物界中，基因突变是普遍存在的。基因的多样性导致了自然界中的生物的种类、结构、性状具有多样性，而基因在一定条件下就有可能发生突变。其中自然条件下发生的基因突变称为自然突变，人为条件下诱发产生的基因突变叫做诱发突变。

(2)随机性 因为基因突变发生在DNA复制过程中，而绝大多数生物都具有DNA，在生物个体发育过程中，随时都进行着细胞分裂，并且进行着DNA的复制，只要条件改变，就随时都有可能发生突变。基因突变如果发生在体细胞中一般不能传递给后代，如果发生在生殖细胞中，则可以通过受精作用直接传递给后代。

(3)不定向性 同一个基因可以向不同方向发生突变，产生一系列不同的等位基因，即产生复等位基因。突变时也可以再一次突变回到原来那个基因。

(4)低频性 因为生物体内的DNA分子结构具有相对的稳定性，且DNA复制时一般都会严格遵循碱基互补配对原则，因此，发生基因突变的机率是很低的。

(5)多害少利性 因为任何一种生物都是经过长期自然选择的产物，它们与环境条件已经取得了高度的协调关系；如果发生基因突变，就有可能破坏这种关系，因而对生物的生存往往是有害的。

意义：基因突变对生物进化具有重要意义，它是生物变异的根本来源，为生物进化提供了最新的原材料。因为没有基因突变，就不会产生等位基因，就不可能发生基因重组，而生物进化的内因是遗传与变异。

4．基因重组及意义

从广义上讲，任何造成基因型变化的基因交流过程，都叫做基因重组。而狭义的基因重组仅指涉及DNA分子内断裂-复合的基因交流。真核生物在减数分裂时，通过非同源染色体的自由组合形成各种不同的配子，雌雄配子结合产生基因型各不相同的后代，这种重组过程虽然也导致基因型的变化，但是由于它不涉及DNA分子内的断裂-复合，因此，不包括在狭义的基因重组的范围之内。

意义：是生物多样性的重要原因之一；为生物变异提供极其丰富的来源，对生物进化具有重要意义。

5．基因重组与基因突变的比较

基因突变 基因重组 本质

基因的分子结构发生改变，产生了新基因，出现了新性状 不同基因的重新组合，不产生新基因，而是产生新基因型，使之性状重新组合 发生时间及原因 细胞分裂间期DNA分子复制时，由于 外界理化因素或自身生理因素引起的碱基对的替换、增添或缺失 减数第一次分裂过程中，同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换，以及非同源染色体上基因自由组合 条件 外界条件的剧变和内部因素的相互作用 不同个体之间的杂交，有性生殖过程中进行减数分裂形成生殖细胞 意义 生物变异的根本来源，是生物进化的原材料 是生物变异的重要因素，通过杂交育种性状的重组，可培育出新的优良品种 发生可能 突变频率低，但普遍存在 有性生殖中非常普遍 6．染色体结构的变异及其类型 染色体结构变异包括缺失、重复、倒位和易位四种类型。　　 缺失　缺失是指染色体上某一区段及其带有的基因一起丢失， 中间缺失 顶端缺失。缺失引起的遗传效应随着缺失片段大小和细胞所处发育时期的不同而不同。在个体发育中，缺失发生得越早，影响越大缺失的片段越大，对个体的影响也越严重，重则引起个体亡，轻则影响个体的生活力。在人类遗传中，染色体缺失常会引起较严重的遗传性疾病，如猫叫综合征等。　 重复　染色体上增加了相同的某个区段而引起变异的现象，叫做重复。但是如果重复的部分太大，也会影响个体的生活力，甚至引起个体亡。例如，果蝇由正常的卵圆形眼变为棒状眼的变异，就是X染色体上某一区段重复的结果。　 倒位　染色体在两个点发生断裂后，产生三个区段，中间的区段发生180 的倒转，与另外两个区段重新接合而引起变异的现象，叫做倒位。例如，普通果蝇的第3号染色体上有三个基因按猩红眼－桃色眼－三角翅脉的顺序排列(St－P－Dl)；同是这三个基因，在另一种果蝇中的顺序是St－Dl－P，仅仅这一倒位的差异便构成了两个物种之间的差别。　 易位　易位是指一条染色体的某一片段移接到另一条非同源染色体上，从而引起变异的现象。如果两条非同源染色体之间相互交换片段，叫做相互易位，这种易位比较常见。相互易位的遗传效应主要是产生部分异常的配子，使配子的育性降低或产生有遗传病的后代。例如，慢性粒细胞白血病，就是由人的第22号染色体和第14号染色体易位造成的。易位在生物进化中具有重要作用。例如，在17个科的29个属的种子植物中，都有易位产生的变异类型，直果曼陀罗的近100个变种，就是不同染色体易位的结果。

① 一个染色体组中不含同源染色体； ② 一个染色体组中所含的染色体形态、大小和功能各不相同； ③ 一个染色体组中含有控制一种生物性状的一整套基因，但不能重复。

(2)单倍体和多倍体的比较

单倍体 多倍体 概念 体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体 由受精卵发育而成的，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体 自然形成原因 由未经受精作用的卵细胞发育而形成单倍体 由于受自然条件剧烈变化的影响，有丝分裂过程受到阻碍，细胞核内染色体数目加倍。通过减数分裂形成染色体数目也相应加倍的生殖细胞，再经受精作用形成合子而发育成多倍体 人工诱导方法 花药离休培养 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 植株特点 植株弱小，高度不育 茎秆粗壮，叶片、果实和种子都比较大，糖类和蛋白质等营养成分的含量都 有所增高，但发育延迟，结实率降低 意义 单倍体幼苗时，用秋水仙素处理，使染色体数目加倍，可迅速获得纯系植株，缩短育种年限，提高育种效率 选育多倍体新品种，如三倍体无子西瓜、八倍体小黑麦等 (3)同源多倍体和异源多倍体

同源多倍体指体细胞内增加的染色体组来自同一物种，即原来的染色体加倍形成的(如四倍体水稻、无子西瓜等)。异源多倍体指体细胞中各个染色体组来自不同的种甚至不同的属而形成的多倍体(如普通六倍体小麦、八倍体小黑麦等)。

(4)多倍体育种与单倍体育种的比较

① 多倍体育种：

② 单倍体育种：

③ 比较：

多倍体育种 单倍体育种 原理 染色体成倍增加 染色体组成倍减少，再加倍后得到纯种9指每对染色体上成对的基因都是纯合的) 常用方法 秋水仙素处理萌发的种子、幼苗 花药的离休培养后，人工诱导染色体加倍 优点 器官大，提高产量和营养成分 明显缩短育种年限 缺点 适用于植物，在动物方面难以开展 技术复杂一些，须与杂交育种配合 8．低温诱导植物染色体数目的变化

用秋水仙素作用于正在分裂的细胞时，能够纺缍体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体数目加倍，染色体数目加倍的细胞继续进行有丝分裂，将来就可能发育成多倍体植株。而本实验中利用低温诱导染色体数目的变化，低温的作用与秋水仙素的作用基本相似。与秋水仙素相比，低温条件容易创造和控制，成本低、对人体无害、易于操作。但通过显微镜观察时，只能观察到染色体数目的增加，增加的具体数目不容易确定。

9．遗传病的类型和实例

人类遗传病的类型 定义 实例 单基因遗传病 显性遗传病 由显性致病基因引起的遗传病 多指、并指等 隐性遗传病 由隐性致病基因引起的遗传病 白化病、苯酮尿症等 多基因遗传病 受两对以上的等位基因控制的遗传病 原发性高血压等 染色体异常遗传病 由染色体异常引起的遗传病 21三体综合征等。

10．先天性疾病、家族性疾病和遗传病的比较

先天性疾病不一定都是遗传病，后天性疾病不一定不是遗传病。所谓先天性疾病是指出生前既已形成的畸形或疾病。当一种畸形或疾病是由遗传决定的内因所致，而且在胎儿出生前，染色体畸形或致病基因就已表达或形成，这种先天性疾病当然是遗传病，例如并指、先天性聋哑，白化病，先天愚型等。但是，在胎儿发育过程中，由于环境因素的偶然影响，胎儿的器官发育异常，形成形态和机能的改变，也会导致先天性畸形或出生缺陷。例如母亲在妊娠前三个月内感染风疹病毒，可使胎儿产生先天性心脏病，这不是遗传物质的改变造成的，而是胚胎发育过程受到环境因素的干扰所致，虽是先天性的，但不是遗传病。

家族性疾病是指一个家族中有多个成员患同一种病，即某一种疾病有家族史。在遗传病中显性遗传病往往也表现出明显的家族性倾向，如多指、多发性结肠息肉，抗维生素D佝偻病等。但是，遗传性疾病不一定有家族史。例如，隐性遗传病，由于患者的父母都是杂合子，所以表现型都正常，在患这类遗传病的家族中，发病的机会较少，所以家族中病例常常是散发的难以表现出家族性倾向，如果不是近亲结婚，往往在子代中只有少数的患者。

家族性疾病也不一定都是遗传病。这是因为同一家系的多个成员中，由于环境因素相同，也可能都患有相同的疾病，例如，由于饮食中缺少维生素A，一家中多个成员都可以患夜盲症。

11．人类基因组计划与人体健康

（1）人类基因组

指人体DNA分子所携带的全部遗传信息．人的单倍体基因组由23条双链的DNA分子组成，上面有3×109个碱基对，估计有3.5万个基因。

（2）人类基因组计划(HGP，HumanGenome Project)

研究人类的基因组，分析人类基因组的脱氧核苷酸序列，从而解读所有的遗传密码，揭示生命的所有奥秘。

（3）人类基因组计划的主要目标

完成对人的基因组的3×109个碱基对的全部序列测定工作．阐明人体中全部基因的位置、功能、结构、表达调控方式及致病突变的全部信息。

其主要内容包括绘制人类基因组的四张图，即遗传图、物理图、序列图和转录图(参与该计划的国家有美、英、日、法，德、中)。

（4）人类基因组计划的研究工作

① 对人的基因组进行分组．例如．可根据染色体不同分为24组．而每条染色体又可分为长臂区、短臂区、带和亚带等。

② 对人的基因组进行标记，即为每条染色体或更小的区域都找到一些特定的DNA序列作为标志。

③ 利用已知的标记序列，将已克隆的基因组DNA进行排序。

④ 克隆并测定人的基因组的全部序列。

⑤ 具体研究每一个基因的结构、功能、表达调控等性质。

（5）我国加盟人类基因组计划

1999年9月，中科院遗传所人类基因组中心与国家人类基因组南方和北方中心共同承担了国际人类基因组大规模测序任务的1％。即3号染色体短臂从D333610至端粒的30Mb区域上3000万个碱基对的测序任务。

在人类众多基因中．人们最关心的还是与各种疾病相关的基因。据估计，与人类疾病相关的基因约有5000个，至今已有1500个与疾病相关的基因被分离和确认。破译这些基因的突破口是获得具有遗传病家系的血样，再进行DNA分析、测定。我国有占世界22%的人口，拥有56个民族及206个民族关系，是一个少有的多样性基因国家。由于经济文化落后，长期地理环境隔绝和通婚范围狭小等原因，我国的遗传病家系非常丰富。谁先获得遗传病家系的血样，谁就可以最先破泽，进而获取专利，从而垄断该项生物工程产品的未来市场．我国是人类基因组计划的加盟者，有资源共享的优势，将为我国今后的生物工程产业，特别是医药行业带来无限经济效益。

（6）完成人类基因组计划的意义

① 可以使人类进一步加深对自身的了解，给整个生命科学甚至整个人类社会带来巨大影响。

② 对人类基因组的精确了解，有助于对人类基因的表达调控等进行更为深人的研究。

③ 获得人类的全部基因序列，特有助于人类认识许多遗传疾病以及癌症的致病机理，为分子诊断、基因治疗等提供理论依据，并有助于人们了解人体的发育过程，增强人类健康。

④ 对进一步了解人类细胞的生长、分化和个体发育的机制以及生物的进化等有重要意义。

⑤ 人类基因组计划的实施，将推动生物高新技术的发展并产生巨大的经济效益。

什么是基因突变 诱发原因有哪些

现在国产的有：

深圳新产业（半自动做得一半，最近因全自动上市而日渐兴起）。

北京源德（半自动设备在国内保有量很大，全自动在12年也上市了）。

北京贝爱康（国内磁微粒发光法的典范，已经被源德收购）。

北京科美东雅（半自动处在中游水平，全自动只是全自动加样加上了半自动发光组合而成，不是真正意义上的全自动，目前市场很一般）。

新波（国内时间分辨发光的代表《做时间分辨的还有个广州丰华，但市场表现比不上新波》，乙肝项目国内市场做的非常好，目前被PE收购）。

郑州安图（安图生物技术基础一般，但是做市场的能力全国一流！设备水平一般，但是参数都做的很牛。目前市场总体做的不错，全自动也即将上市）。

威海威高（半自动做的很烂，最近上市了200速的全自动，设备很大很漂亮，但是试剂情况以及实际使用情况还不明了，市场总体表现目前一般）。

北京泰格科信，老牌的发光厂家（其试剂批号很全，甚至有批号但是做不出来试剂！技术水平一般，市场混乱，日益走低）。

四川迈克（新上市的全自动，但是试剂种类非常少！目前还没有见过用户）。

另外还有一些如北京大成、河北的康普生（只生产设备）等一些小厂家。

分类:

化学发光标记免疫分析法:

化学发光标记免疫分析又称化学发光免疫分析(CL IA ) ,是用化学发光剂直接标记抗原或抗体的免疫分析方法。常用于标记的化学发光物质有吖啶酯类化合物——acridin ium ester (A E) ,是有效的发光标记物[ 3 ] , 其通过起动发光试剂(N aOH2H2O 2 ) 作用而发光, 强烈的直接发光在一秒钟内完成,为快速的闪烁发光(见图1)。吖啶酯作为标记物用于免疫分析, 其化学反应简单、快速、无须催化剂; 检测小分子抗原采用竞争法 ,大分子抗原则采用夹心法 , 非特异性结合少, 本底低; 与大分子的结合不会减小所产生的光量, 从而增加灵敏度。

发光酶免疫分析法:

从标记免疫分析角度, 化学发光酶免疫分析( chem ilum inescen t enzym e imm unoassay,CL E IA ) , 应属酶免疫分析, 只是酶反应的底物是发光剂,操作步骤与酶免分析完全相同[ 5 ]: 以酶标记生物活性物质(如酶标记的抗原或抗体) 进行免疫反应, 免疫反应复合物上的酶再作用于发光底物,在信号试剂作用下发光, 用发光信号测定仪进行发光测定。目前常用的标记酶为辣根过氧化物酶(HRP) 和碱性磷酸酶(AL P) ,它们有各自的发光底物。

基因组DNA分子发生的突然的、可遗传的变异现象（gene mutation）。从分子水平上看，基因突变是指基因在结构上发生碱基对组成或排列顺序的改变。

基因突变是如何产生的

由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变，而引起的基因结构的改变，就叫做基因突变。

1个基因内部可以遗传的结构的改变 。又称为点突变，通常可引起一定的表型变化 。广义的突变包括染色体畸变。狭义的突变专指点突变。实际上畸变和点突变的界限并不明确，特别是微细的畸变更是如此。野生型基因通过突变成为突变型基因。突变型一词既指突变基因，也指具有这一突变基因的个体。

基因突变通常发生在DNA复制时期，即细胞分裂间期，包括有丝分裂间期和减数分裂间期；同时基因突变和脱氧核糖核酸的复制、DNA损伤修复、癌变和衰老都有关系，基因突变也是生物进化的重要因素之一，所以研究基因突变除了本身的理论意义以外还有广泛的生物学意义。基因突变为遗传学研究提供突变型，为育种工作提供素材，所以它还有科学研究和生产上的实际意义

诱发基因突变的因素都有哪些

（1）物理诱变因素

在多种物理诱变因素中，应用最广泛并且行之有效的是射线。用于诱变的射线包括电离射线和非电离射线。

在诱变研究中，X射线、γ射线、α射线、β射线和中子等都是人们常用的电离射线。最早用于诱变的电离射线是X射线，后来人们发现γ射线的诱变效果比较好，于是γ射线成为人工诱变的首选射线。近年来，人们发现中子的诱变效果也很好，用中子进行诱变的研究日趋增多。电离辐射作用于生物体时，首先从细胞中各种物质的原子或分子的外层击出电子，引起这些物质的原子或分子的电离和激发。当细胞内的染色体或DNA分子在射线的作用下产生电离和激发时，它们的结构就会改变，这是电离辐射的直接作用。此外，电离辐射的能量可以被细胞内大量的水吸收，使水电离，产生各种游离基团，游离基团作用于DNA分子，也会引起DNA分子结构的改变。研究表明，电离辐射诱发基因突变的频率，在一定范围内和辐射剂量成正比；电离辐射有累加效应，小剂量长期照射与大剂量短期照射的诱变效果相同。

紫外线携带的能量很小，穿透力弱，不足以引起物质的电离，属于非电离射线。物质吸收紫外线后，其组成分子由于电子的激发而变成激发分子，结果极易引起分子结构的改变。在紫外线的照射下，DNA分子可能发生多种形式的结构改变，如DNA链的断裂、DNA分子内或分子间交联、DNA和蛋白质交联、胞嘧啶水合作用以及形成嘧啶二聚体等，这些变化都有可能引起基因突变，其中形成嘧啶二聚体（如胸腺嘧啶二聚体）是引起突变的主要原因。例如，DNA双链之间胸腺嘧啶二聚体的形成，会阻碍双链的分开和下一步的复制。同一条链上相邻胸腺嘧啶之间二聚体的形成，会阻碍碱基的正常配对和腺嘌呤的正常加入，使复制在这个点上停止或发生错误，于是新形成的链上便出现改变了的碱基顺序，在随后的复制过程中就会产生一个在两条链上碱基顺序都改变了的分子，从而导致基因突变。

（2）化学诱变因素

一些化学物质和辐射一样能够引起生物体发生基因突变。通过对上千种化学物质的诱变作用进行研究，发现从简单的无机物到复杂的有机物，金属离子、生物碱、生长刺激素、抗生素、农药、灭菌剂、色素、染料等都可以诱发突变，但是诱变效果好的种类并不多。根据化学诱变剂对DNA作用方式的不同，可以将它们分为以下三类。

一类是能够改变DNA化学结构的诱变剂，如亚硝酸和烷化剂等。亚硝酸具有氧化脱氨作用，它能使腺嘌呤（A）脱去氨基变成次黄嘌呤（H），胞嘧啶（C）脱去氨基变成尿嘧啶（U）。在DNA分子第一次复制时，H与C配对，U与A配对。第二次复制时，C与G配对，A与T配对。于是，经过两次复制，原来的A—T碱基对就变成了G—C碱基对，而G—C碱基对却变成了A-T碱基对。

常见的烷化剂有硫酸二乙酯、乙烯亚胺、甲基磺酸乙二酯、亚硝基甲基脲等。烷化剂有一个或几个不稳定的烷基，能够与DNA分子的碱基发生化学反应，置换其中某些基团的氢原子，从而改变碱基的化学结构，使DNA分子复制时出现碱基配对的差错，最终导致基因突变。

一类是碱基类似物，它们的分子结构与DNA分子中的碱基十分相似。在DNA分子复制时，这些碱基类似物能够以假乱真，作为DNA的组成成分加入到DNA分子中，从而引起基因突变。常见的碱基类似物有5-溴尿嘧啶、2-氨基嘌呤等。

还有一类是吖啶类化合物，它们可以插入DNA分子结构中，使DNA分子在复制或转录时出现差错而导致突变。

（3）生物诱变因素

这类因素很简单，某些病毒和细菌，一些逆转录病毒，如乙肝病毒将其自身的DNA导入到人细胞DNA 中，引起基因突变。

内因：DNA复制过程中，基因内部的脱氧核苷酸的数量、顺序、种类发生了局部改变从而改变了遗传信息。