一个染色体发生一次或多次断裂而不重接，并且这 些已断裂的节段远远分开，常将无着丝粒断片简称 为断片。有着丝粒的部分称为缺失，缺失有末端缺 失和中间缺失。
③环状染色体（ring chromosome） 染色体两臂各发生一次断裂，其带有着丝粒 的节段的两断端连接形成一个环时，称为环 状染色体。
④倒位（inversion） 当某一染色体发生两次 断裂后，其中间节段倒 转180再重接，称为 倒
观察化学毒物致突变作用一般通过致突变试验来
进行。主要目的：
①检测外源化学物的致突变性，预测其对哺乳动
物和人的致癌性； ②检测外源化学物对哺乳动物生殖细胞的遗传毒 性，预测其对人体的遗传危害性。
观察项目的选择
基因突变和染色体畸变的检测可直接反映化学物的致 突变性，是评价化学物致突变性唯一可靠方法。 但是还有许多试验所观察到的现象并不直接反映基因
突变、染色体畸变和染色体分离异常，仅反映致突变
过程中发生的其他事件。将试验观察到的现象所反映 的各种事件统称为遗传学终点(genetic mdpoint)。
突变发生中的事件及遗传学终点的关系
细胞屏障 遗传毒物 正常DNA
DNA损伤
DNA修复过程 易错 修复 未修复的DNA 细胞分裂 损伤表达 断裂的DNA分子
二、突变类型
遗传毒理学家主要关注两类遗传学损伤： 基因突变
染色体畸变
端粒
着丝粒
姊 妹 染 色 单 体
端粒
染色体畸变 染色体的结构及数目改变。
组 蛋 白
基因突变 一个或几个DNA碱基对的改变。
碱基对
双 螺 旋
这些损伤多因DNA受损所致，也可能因DNA
以外的靶组织受损所致。
基因突变、染色体畸变及染色体数目变化的本
4、细胞周期、有丝分裂与减数分裂
细胞周期指细胞一次分裂结束，并开始生长，到下一次分裂
终了所经历的过程。
G0 ：DNA合成前期； G1 ：DNA合成期；
S：完成DNA复制；
G2：为有丝分裂做准备；
M：有丝分裂期
有丝分裂过程
有丝分裂指细胞核分 裂的过程，一个细胞 由此生成两个子细胞，
第八章
特殊毒性试验及其评价
第一节 致突变作用及其试验方法与评价 第二节 生殖发育毒性作用及其试验与评价 第三节 致癌作用及其试验方法与评价
第一节 致突变作用及其试验与评价方法
一、 基本概念
二、突变类型
三、突变的发生与修复机制
四、致突变试验与致突变作用评价
遗传学基础
1．DNA与基因
DNA由脱氧核糖、磷酸及碱 基组成，基本成分为四种核
公式
染色体组
二倍体
三倍体 四倍体 非整倍体 单体
2n
3n 4n
(ABCD) (ABCD)
(ABCD) (ABCD) (ABCD) (ABCD) (ABCD) (ABCD) (ABCD)
2n-1
(ABCD) (ABC)
三体
四体 双三体 缺体
2n+1
2n+2 2n+1+1 2n-2
(ABCD) (ABCD) (A)
体来发现。
（1）染色体结构异常
有些畸变是稳定的，可通过重复细胞分裂传给子代。这些
畸变如缺失、倒位、重复及平衡易位等，多数为染色体重排，
可在机体或细胞群传递。
容易观察到的畸变有染色单体断裂、染色 体断裂、无中心粒片段、染色单体交换、 双中心粒染色体、环状染色体及某些相互 易位。
插 入
辐 射 体
(insertion) (duplication)
10、程序外DNA合成实验 11、精子畸形试验 12、小鼠特异基因座试验
5、微核试验
6、姐妹染色单体交换试验
致突变试验组合的原则 一组可靠的试验系统应包括每一类型的遗传学终点。
如细菌回复突变试验、微核试验、染色体畸变分析
和姐妹染色单体交换试验，这一组试验包括主要类
型遗传学终点。 体内试验与体外试验配合。一般体内试验和体外试 验各有其优缺点，应取长补短，综合考虑。 配套实验应包括多种进化程度不同的物种。如原核
Ames试验标准试验菌株有四种：TA97和TA98检 测移码突变， TA100检测碱基置换突变， TA102对
醛、过氧化物和DNA交联剂较敏感。
这四个试验菌株除了含有 his- 突变，还有一些附
加突变，检测时提高试验敏感性。
Ames 试验的方法有平板掺入法，点试法及预培 养法等。
突变型试验菌株可被各种诱变因素诱导，回复突变
①碱基置换 指DNA序列上的某个碱基被其他碱基取代。首
先在DNA复制时会使互补链的相应位点配上一个
错误的碱基，即发生错误配对。这一错误配上的
碱基在下一次DNA复制时却能按正常规律配对，
于是一对错误的碱基置换了原来的碱基对，亦即 最终产生碱基对置换或简称碱基置换。
②移码突变
移码是DNA中增加或减少了一对或几对不等于3 的倍数的碱基对所造成的突变。
染色体缺失,如果蝇的缺刻翅
染色体重复,如果蝇的棒状眼
染色体易位, 如夜来香的变异
染色体倒位
①裂隙（gap）和断裂（break）
在染色体上出现无染色质的区域，但该区域两端的
染色体仍保持线状连接者为裂隙。 指染色体上 狭窄的非染色带，
无线状连接者为
断裂。带宽超过
染色单体宽度。
②无着丝粒断片（fragment）、缺失（deletion）
细胞、低等和高等真核细胞，这样更加具有说服力。
1、细菌回复突变试验
以营养缺陷的突变体菌株为试验系统，观察受 试物引起其回复突变的作用。
试验菌株：
鼠伤寒沙门氏菌——Ames试验
大肠杆菌——大肠杆菌回复试验
Ames试验原理：
检测受试物诱发鼠伤寒沙门氏菌组氨酸营
养缺陷型突变株 (his-) 回复突变成野生型 (his+)
⑥易位（translocation）
两个非同源染色体断裂后，从某个染色体断下的 节段接到另一染色体上称为易位。
（2） 染色体数目异常
整倍性畸变：单、三、四、多倍体
非整倍性畸变：2倍体多一条或少一条或多多条或 少多条 2n-1,2n-2,… 2n+1,2n+2,…
染色体数目异常的基本类型
类型
整倍体 单倍体 n (ABCD)
苷酸，形成双螺旋结构。
基因（gene）：DNA分子中最小的完整功 能单位，是生物遗传信息的携带者
基因组（genome）：细胞或生物体的一套 完整单体的遗传物质
2、染色质与染色体
在间期细胞的细胞核中，通 过光镜可见一种能被碱性染料着 色的物质，即染色质。
它由DNA、组蛋白、非组蛋 白及少量的RNA组成，形似串珠 状的复合体。
在间期细胞核中，一般没有 染色体结构，只有在细胞分 裂时，染色质才螺旋化并折 叠成染色体，故染色质与染 色体是由相同物质组成的；
染色体存在于细胞中，通常
只有在细胞分裂时经过特殊 染色才能清楚地看到。
染色体与基因有着平行的关系
①染色体可以在显微镜下看到。
②染色体成对存在，基因也成对存 在。 ③个体中成对的基因一个来自母本， 另一个来自父本。
(ABCD) (ABCD) (AA) (ABCD) (ABCD) (AB) (ABC) (ABC)
注：A、B、C、D代表非同源染色体
三、突变的发生与修复机制
外源化学物引起
O6甲基鸟嘌呤修复 直接修复 光修复 核苷酸切除修复
基因突变和染色
体突变的靶部位 主要是 DNA ，而 导致染色体数目 异常的靶部位主 DNA修复
生。
遗传物质发生变化引起遗传信息的改变，并发生 新的表型效应称为突变。 自发突变 (spontaneous mutation)
是由于普遍存在的未知因素作用下，在自然条件下 发生的突变。 特点：自发突变的发生过程长，频率极低 , 与物种 的进化有关。
诱发突变 (induced mutation)
是指人为的造成突变 。它已被农、林、牧、渔业和 园艺学家利用来培育和选择新种或良种。 特点：发生过程短，频率高，既可被人类利用，也 可能对人类产生危害。
位。
⑤插入（insertion）和重复（duplication）
当一个染色体发生三处断裂，带有两断端的断片插 入到另一臂的断裂处或另一染色体的断裂处重接起 来，称为插入。 如果此时有缺失的染色体和插 入的染色体是同源染色体，且分别有一处断裂发生 于同一位点，则插入将使该染色体连续出现两段完 全相同的节段，此时称为重复。
质是相同的，其区别在于受损程度。
通常以光学显微镜的分辨率0.2 µ m来区 分基因突变和染色体畸变。 基因突变是用光学显微镜观察不到的，
须通过生长发育、生化、形态等表型改
变来判断，而染色体畸变可用光学显微 镜进行观察。
1. 基因突变
基因突变指基因中DNA序列的变化。 因基因突变限制在一特定的部位，故称为点突变。
不加S9混合液得到阳性结果，说明受试物是直接致 突变物。
加S9混合液才得到阳性结果，说明受试物是间接致 突变物。
2. 哺乳动物细胞基因突变试验
④不同对基因形成配子时的分离与 不同对染色体在减数分裂期的分离， 都是独立分配的。
2009-6-30
3、基因型与表型
基因型指控制生物性状的基因组成，它是生物体的遗 传组成。基因型是性状发育的内因，是表型形成的根据。 表型指在发育过程中由基因所控制的生物性状的具体 表现。
外界环境是基因型转变成具体表型的必要条件。
成野生型(his+) ，即恢复了合成组氨酸的能力，可在此 平板上生长成可见菌落。
如果受试物处理组回变菌落数显著超过阴性对照组；
并有剂量反应关系，即可判定受试物为鼠伤寒沙门菌的 致突变物。