توضیحات محصول

فهرست

نقش و کاربرد انرژی هسته ای در کشاورزی                                                                               1

تحقيقات كشاورزي                                                                                                                1

مباني فيزيك هسته‎اي                                                                                                              1

ايزوتوپ‎ها (ويژگي‎ها و كاربرد)                                                                                               1

تابش گاما ‎)                                                                                                                     2

اكتيويتة ويژه                                                                                                                        2

نيمه عمر                                                                                                                             3

كاربرد راديو ايزوتوپ‎ها                                                                                                         3

عمرسنجي با ‎C14                                                                                                                3

اثرات بيولوژيكي پرتوها                                                                                                         5

سلول زنده و اثرات پرتوها                                                                                                      6

اصلاح نباتات از طريق ايجاد موتاسيون                                                                                      7

پرتوهاي موتاژنيك                                                                                                              10

پرتوهاي ايكس                                                                                                                   10

پرتوهاي گاما                                                                                                                     10

پرتو ماوراء بنفش                                                                                                               11

پرتو بتا حاصل از محلول‎هاي ايزوتوپي                                                                                    11

تأثير عوامل محيطي و بيولوژيكي در واكنش گياهان نسبت به پرتوهاي يونيزان                                   12

عوامل محيطي                                                                                                                    12

اكسيژن                                                                                                                            12

رطوبت                                                                                                                            13

درجه حرارت                                                                                                                    13

شرايط قبل و بعد از تيمار                                                                                                      13

نوع پرتو                                                                                                                          13

عوامل بيولوژيكي                                                                                                                13

عوامل فيزيولوژيكي، مورفولوژي و شيميايي                                                                              14

اندازه و شكل بذر                                                                                                                14

پوشش بذر                                                                                                                        14

اندازة جنين                                                                                                                        14

مواد غذايي و شيميايي داخل بذر                                                                                              15

تراكم يونهاي ايجاد شده                                                                                                         15

سن بذر                                                                                                                            15

خواب بذر                                                                                                                         16

اندام‎ها و اجزاء گياهي قابل پرتوتابي                                                                                        16

كل گياه                                                                                                                             16

بذور                                                                                                                                16

دانة‌ گرده                                                                                                                          17

مريستم‎ها                                                                                                                          18

تأثير موتاژن‎ها بر روي بذور در نسل اول                                                                                 18

ايجاد خسارت و كشندگي در گياهان                                                                                         18

اثرات سيتولوژيكي                                                                                                              20

عقيم شدن                                                                                                                          20

انتخاب والدين (ارقام) و انتقال نسل‎هاي ₁M تا ₃M به منظور انتخاب موتانت‎ها                                    21

معيارهاي انتخاب                                                                                                                22

برنامة مربوط به نسل ₁M                                                                                                     22

آزمون‎هاي گلخانه‎اي                                                                                                            22

انتخاب موتاژن و ميزان دز                                                                                                    22

اندازة جمعيت نسل ₁M                                                                                                         23

كاشت بذور                                                                                                                       23

شرايط مزرعه                                                                                                                    23

شرايط بذور                                                                                                                       23

تراكم گياهان                                                                                                                      24

ايزولاسيون مواد ₁M                                                                                                           24

روش‎هاي ايزولاسيون در ₁M                                                                                                25

مخاطرات                                                                                                                         25

بررسي گزارش‎هاي موجود در خصوص ويژگي‎هاي قابل تغيير با روش موتاسيون                             26

سزيم ‎- 137 به عنوان وسيلة رديابي براي اندازه‎گيري فرسايش و دلايل انتخاب آن                               26

معايب استفاده از سزيم ‎- 137                                                                                                27

محاسبة مقدار سزيم ‎- 137 باقي مانده در خاك                                                                            28

روش ايزوتوپي در مطالعات كارآيي مصرف كود                                                                        28

كميت جذب نيتروژن از كود                                                                                                   29

اندازه‏‎گيري تثبيت بيولوژيكي نيتروژن                                                                                      29

تعيين ميزان ذخيره آب در ناحية ريشه گياه                                                                                30

حشره‎شناسي و كنترل آفات                                                                                                    30

نشاندار كردن حشرات                                                                                                          31

نشاندار كردن با مواد غير راديواكتيو                                                                                        31

نشاندار كردن با مواد راديواكتيو (كاربرد موضعي يا خارجي) در مطالعات گوناگون                             33

كاربرد موضعي محلول حاوي P³²  براي آزمايش نفوذپذيري يا دفع از كوتيكول حشرات                       34

تعيين ميزان غذاي دريافت شده بين حشرات اجتماعي                                                                    35

اندازه‎گيري نيمه عمر بيولوژيكي رديابي‎هاي راديواكتيو در حشرات                                                  36

بررسي سرعت جذب غذا در حشرات                                                                                       37

علامتگذاري حشرات از طريق تزريق مادة راديواكتيو و قرار دادن آن در بدن حشره                            39

علامتگذاري حشرات به وسيلة تغذيه از ميزبان علامتگذاري شده با راديوايزوتوپ                               39

تعيين اندازة جمعيت                                                                                                             40

تأثير تابش پرتوها بر روي حشرات                                                                                         40

روش مبارزة مستقيم                                                                                                            41

اثر پرتوتابي بر روي مراحل مختلف رشد حشرات                                                                      42

اثر بر روي مرحلة تخم                                                                                                        42

اثر بر روي مرحلة لاروي                                                                                                    43

اثر بر روي مرحلة شفيره‎گي                                                                                                  44

اثر بر روي مرحلة كامل                                                                                                       45

حساسيت گونه‎ها و نژادها در مقابل پرتو                                                                                   46

روش غيرمستقيم                                                                                                                 47

تكنيك عقيم كردن حشرات                                                                                                      47

مثالي از روش ‎SIT: ريشه‎كن ساختن مگس دام                                                                            50

بهداشت و محافظت از فرآورده‎هاي غذايي                                                                                  53

اثرات پرتودهي مواد غذايي                                                                                                    54

تغذيه دام‎ها با مواد غذايي پرتودهي شده                                                                                     54

تغييرات خصوصيات كيفي مواد غذايي پرتودهي شده                                                                    55

كنترل جوانه‎زني و قوة ناميه                                                                                                  57

كنترل آفات                                                                                                                        57

افزايش زمان نگهداري مواد فاسدشدني                                                                                      59

كنترل بيماري‎هاي ناشي از مواد غذايي آلوده 59

نقش و کاربرد انرژی هسته ای در کشاورزی

تحقيقات كشاورزي

تزايد روزافزون جمعيت و كمبود مواد غذايي در دنيا موجب توجه دانشمندان به ازدياد محصولات كشاورزي و همچنين بهبود كيفيت آنها گرديده است. در اين راستا مواد راديواكتيو به كمك بررسي‎هاي كشاورزي شتافت و انقلاب عظيمي در كشاورزي به وجود آورد به طوري كه عناصر راديواكتيو يا نشاندار در اكثر رشته‎هاي كشاورزي از جمله مديريت آب و خاك و تغذيه گياهي، اصلاح نباتات و ژنتيك، دامپروري، كنترل آفات، صنايع غذايي و محيط زيست مورد استفاده قرار گرفته‎اند.

نيل به سوي كشاورزي پايدار بستگي به تعامل بين مواد غذايي خاك و منابع آبي موجود جهت توليد عملكرد مناسب دارد. در اين خصوص با استفاده از ايزوتوپ‎ها مي‎توان ميزان مطلوب كاربرد كودهاي شيميايي، بهترين زمان مصرف آنها،‌ مكان و مقدار آنها در خاك، بررسي فعاليت ميكروارگانيسم‎هاي خاكزي و همچنين نحوة‌ انتقال عناصر غذايي در خاك و گياه را بررسي نمود.

استفاده از روش ايجاد موتاسيون به منظور تنوع بخشيدن به محتويات ژنتيكي با هدف ارتقاء صفات كمي و كيفي در گياهان زراعي مورد توجه خاص قرار گرفته است. از طرف ديگر با توجه به اينكه مصرف مواد شيميايي به  منظور حفظ و نگهداري مواد غذايي نه تنها براي مصرف‎كنندگان بلكه براي محيط زيست مضر مي‎باشد، استفاده از پرتودهي محصولات كشاورزي به عنوان يك روش بي‎خطر استريليزه كردن در اكثر كشورهاي جهان متداول شده است. در رابطه با كنترل آفات از طريق پرتودهي و عقيم نمودن حشرات نيز گام‎هاي بسيار مثبتي در نقاط مختلف دنيا برداشته شده است.

مباني فيزيك هسته‎اي

ايزوتوپ‎ها (ويژگي‎ها و كاربرد)

اتم‎هاي يك عنصر را كه عدد اتمي يكسان و عدد جرمي متفاوت دارند، ايزوتوپ‎هاي آن عنصر مي‎نامند (بارهاي مثبت كه همان تعداد پروتون‎ها مي‎باشند را عدد اتمي و مجموع تعداد پروتون‎ها و نوترون‎هاي هستة يك اتم را عدد جرمي آن مي‎گويند).

ايزوتوپ‎هاي يك عنصر، اتم‎هايي هستند كه تعداد بارهاي مثبت موجود در هسته و نيز تعداد الكترون‎هايشان يكسان ولي تعداد نوترون‎هاي موجود در هستة آنها با هم متفاوت است. اغلب عناصر چند ايزوتوپ دارند و چون ساختار الكتروني ايزوتوپ‎ها يكسان است، واكنش‎هاي شيميايي آنها نيز مشابه مي‎شود (شكل 4-1). براي تشخيص هويت يك ايزوتوپ، عدد اتمي آن به صورت شاخص در پايين و سمت چپ نماد شيميايي آن، و عدد جرمي يا تعداد كل نوكلئون‎هاي آن به صورت شاخص در بالاي نماد شيميايي آورده مي‎شود. براي مثال سه ايزوتوپ اكسين را مي‎توان به صورت ،  و   نشان داد. اما از آنجا كه عدد اتمي مترادف با نماد شيميايي است معمولاً شاخص پايين حذف مي‎گردد. بنابراين به عنوان مثال ايزوتوپ اكسيژن به صورت O¹⁶ نمايش داده مي‎شود. بايد توجه داشت كه فراواني همة ايزوتوپ‎ها با هم برابر نيست به عنوان مثال در مورد اكسيژن، 975/99 درصد اتم‎هاي طبيعي از نوع ‎O¹⁶ مي‎باشند. در حالي كه انواع ‎O¹⁷ و ‎O¹⁸ به ترتيب 037/0 درصد و 204/0 درصد از اكسيژن طبيعي را تشكيل مي‎دهند. در بين عناصر شيميايي، تعداد محدودي از آنها در مطالعات بيولوژيك مورد استفاده قرار مي‎گيرند و هر كدام از آنها حداقل داراي دو ايزوتوپ پايدار هستند.

تابش گاما ‎)

پرتوهاي گاما عبارتند از تابش‎هاي الكترومغناطيسي تك انرژي كه از هسته‎هاي برانگيخته حاصل از تبديل پرتوزا گسيل مي‎شوند. به عبارت ديگر هرگاه هسته‎اي به هر علت در حالت تهييج قرار گيرد، انرژي تهييج خود را به صورت فوتون گاما ساطع مي‎كند. در اغلب واپاشي‎هاي  و ، هستة دختر به حالت تحريك شده قرار مي‎گيرد كه اين انرژي تحريكي هسته به صورت فوتون‎هاي گاما از هسته تابش مي‎شود تا هسته به تراز انرژي پايين‎تر يا پايدار برگردد. نمايش عمومي توليد گاما را مي‎توان به صورت ‎ نشان داد. مانند:

اكتيويتة ويژه

يكي از مشخصه‎هاي مهم راديو ايزوتوپها، اكتيويتة ويژة آنها يعني ميزان اكتيويته در هر گرم از عنصر يا ماده است كه برحسب واحدهاي مختلفي از جمله بكرل بر گرم ‎(Bq/g)، ميكروكوري بر گرم ‎، واپاشي بر ميلي‎گرم در ثانيه ‎(dps/mg) و يا واپاشي بر ميلي‎گرم در دقيقه ‎(dpm/mg) بيان مي‎شود.

نيمه عمر

مدت زمان لازم براي كاهش هر ايزوتوپ پرتوزا به نصف مقدار اوليه‎اش، معياري از سرعت تبديل آن ايزوتوپ پرتوزا به ايزوتوپي ديگر است. اين دورة زماني را نيمه عمر مي‎نامند و براي هر ايزوتوپ خاصيتي تغييرناپذير مي‎باشد. نيمه عمر ايزوتوپ‎هاي پرتوزاي مختلف از چند ثانيه تا چند ميليارد سال متغير است.

بنابراين با توجه به مفهوم نيمه عمر مشخص مي‎شود كه پس از گذشت ‎n نيمه عمر از يك ايزوتوپ پرتوزا، كسر باقي مانده آن عبارت است از:  كه در اين فرمول ‎₀A اكتيويتة اوليه و ‎A اكتيويتة برجاي مانده پس از ‎n نيمه عمر است.

كاربرد راديو ايزوتوپ‎ها

براي سهولت بيشتر مي‎توان كاربرد راديو ايزوتوپ‎ها را به چند بخش اصلي تقسيم كرد كه عبارتند از:

الف) تحت تابش قرار دادن يك مادة هدف به منظور ايجاد تغييراتي در خواص فيزيكي، شيميايي يا بيولوژيكي آن كه اين تغييرات ممكن است خاصيت يا سودمندي مادة هدف را تقويت كنند و يا آن را از بين ببرند.

ب) تزريق مقدار اندك راديوايزوتوپ به مواد به منظور رديابي آنها در يك فرايند خاص كه به عنوان مثال مي‎توان به مطالعات مربوط به فرسايش و رديابي جريان آب به منظور پيدا كردن منابع آب اشاره نمود.

ج) چشمه‎هاي ثابت پرتو را به عنوان سنجش‎گر يا وسيلة‌ اندازه‎گيري براي بعضي كميت‎ها مورد استفاده قرار مي‎دهند. مثلاً در اندازه‎گيري ضخامت، چگالي و بازرسي پرتونگاري مي‎توان از راديوايزوتوپ‎ها استفاده كرد.

د) چشمه‎هاي ثابت پرتو را براي توليد قدرت، گرما يا روشنايي نيز مورد استفاده قرار مي‎دهند.

عمرسنجي با ‎C14

بمباران زمين به وسيلة پرتوهاي كيهاني يك منبع ثابت نوتروني در جو توليد مي‎كند. اين نوترون‎ها با نيتروژن موجود در جو واكنش انجام داده و توليد ‎C¹⁴، ‎H³ و احتمالاً مقدار كمي ‎He⁴ با ‎Be¹¹ مي‎نمايند. ‎C¹⁴ و ‎H³ پرتوزا هستند و نيمه عمر ‎C¹⁴ برابر با 5720 سال است. فرض مي‎شود كه كربن پرتوزا براي تشكيل ₂CO با اكسيژن ايجاد واكنش مي‎كند و اين ₂CO¹⁴ با دي‎اكسيد كربن جو مخلوط مي‎شود. بنابراين مي‎توان گفت كه جذب نوترون‎هاي حاصل از پرتوهاي كيهاني معادل با توليد دي‎اكسيد كربن پرتوزاي مخلوط با دي‎اكسيد كربن جوي است. چون گياهان از ₂CO تغذيه مي‎كنند و حيوانات نيز آنها را مصرف مي‎كنند، ‌پس گياهان و حيوانات هم پرتوزا خواهند بود.

نظريه‎ها و آزمايشهاي گوناگون نشان مي‎دهند كه بين آهنگ واپاشي كربن پرتوزا و آهنگ توليد آن در تمام موجودات زنده تعادل برقرار است. هنگامي كه موجود زنده مي‎ميرد، جذب راديوايزوتوپ متوقف مي‎شود و ‎C¹⁴ پرتوزا در بافت‎ها وا مي‎پاشد. در نتيجة اين عمل شدت اكتيويتة مادة راديواكتيو به تدريج كاهش مي‎يابد كه اين كاهش متناسب با نيمه عمر راديواكتيو خواهد بود. با استفاده از فرمول زير مي‎توان زمان سپري شده از مرگ مواد آلي را تخمين زد.

در اين فرمول،

‎₀A = اكتيويتة اوليه

A = اكتيويتة فعلي

‎ = ضريب تجزيه كه بستگي به نيمه عمر مادة راديواكتيو دارد و عبارت است از:

كه در اين فرمول، نيمه عمر كربن 5720 سال در نظر گرفته مي‎شود (5720 = ‎).

‎e = پاية لگاريتم طبيعي (71828/2)

‎t = تعداد سال‎هاي سپري شده از هنگام مرگ (عمر نمونه)

مثال: اگر از يك تكه چوب كه از يك محل قديمي به دست آمده باشد، حدود 10 شمارش در دقيقه به ازاء هر گرم چوب داشته باشيم، سن اين تكه چوب به صورت زير قابل محاسبه است.

از آنجايي كه تعداد 15 واپاشي در دقيقه بر گرم براي ‎C¹⁴ به طور ثابت موجود مي‎باشد، طبق فرمول فوق‎الذكر خواهيم داشت:

t =  سال 3356

اصولاً جداسازي ‎C¹⁴ از نمونه‎ها مشكل است چون نمونه‎هاي مورد نظر هزاران سال پس از مرگشان ممكن است دستخوش تغييرات زيادي شده باشند. به همين دليل عمرسنجي با ‎C¹⁴ به خودي خود چندان قابل اعتماد نيست. 

اثرات بيولوژيكي پرتوها

پرتوها را از نظر اثراتي كه در برخورد با ماده به جاي مي‎گذارند به دو دسته مي‎توان تقسيم‎بندي نمود كه عبارتند از پرتوهاي غير يون‎ساز و پرتوهاي يون‎ساز.

پرتوهاي غير يون‎‎ساز عبارتند از نورمرئي، ماوراء بنفش ‎(UV)، مادون قرمز ‎(IR)، ماكروويو، مادون صوت، ليزر و غيره. به دليل دارا بودن اثرات بيولوژيكي متفاوتي كه اين پرتوها دارند، در اين جا از بحث در مورد آنها خودداري مي‎شود.

پرتوهاي يون‎ساز در اثر برخورد با سلول‎ها، بافت‎ها و مولكول‎هاي تشكيل دهندة مواد حياتي ارگان‎هاي بدن باعث ايجاد پديدة يونيزاسيون و تحريك مي‎شوند كه متعاقب آن ضايعات و آسيب‎هاي ناشي از آن بروز مي‎نمايند.

انسان هميشه در معرض پرتوهاي ناشي از چشمه‎هاي طبيعي بوده است و اصولاً پرتوهاي تأثيرگذار را مي‎توان به دو دسته تقسيم كرد:

الف)‌ پرتوهاي كيهاني كه از فضا به زمين مي‎رسد.

ب) پرتوهايي كه به وسيلة مواد راديواكتيو در اطراف ما تابش مي‎شوند.

بنابراين ملاحظه مي‎شود محصولات تمدن و پيشرفت فن‎آوري به همراه خود خطراتي را نيز دربردارند. به عبارت ديگر اكثر محصولات يا وسايلي كه فايده‎اي مي‎رسانند، داراي مضراتي نيز مي‎باشند و استفاده از آنها هنگامي توجيه منطقي دارد كه سود آن بيش از زيان آن باشد. به عنوان مثال انرژي  الكتريسيته با وجود مخاطراتي كه دارد به مقدار زياد و در سطح وسيع مورد استفاده قرار مي‎گيرد.

با توجه به مطالب فوق، هدف ارائه اين مبحث آشنايي دقيق و علمي با اثرات زيان‎بار پرتوهاي يون‎ساز بر انسان، با در نظر گرفتن كلية‌ محدوديت‎هاي مطالعات در اين زمينه مي‎باشد.

سلول زنده و اثرات پرتوها

سلول، واحد ساختماني و واحد كار حياتي موجود زنده است و هر سلول از سلول قبلي به وجود مي‎آيد.

ساختمان سلول بدن انسان از دو قسمت سيتوپلاسم و هسته تشكيل شده است كه حدود 70 درصد آنها را آب تشكيل مي‎دهد. رشد طبيعي عمل تقسيم و ترميم جراحات سلولي به وسيلة هسته كنترل مي‎شود و سيتوپلاسم كه اجزايي نظير ميتوكندري (مركز توليد انرژي)، سانتريول‎ها (اداره تقسيم سلولي)، ليزوزوم‎ها (حاوي مواد آنزيمي درون سلول) و غيره مي‎باشند، اعمال جذب و دفع سلول و ساير اعمال حياتي را انجام مي‎دهند.

مهمترين عوامل در حساسيت سلول نسبت به پرتو عبارتند از:

الف) قدرت تكثير سلول

ب) مدت زمان مراحل تقسيم سلول

ج) مرحله تقسيم سلول هنگام برخورد پرتو.

از طرف ديگر، در رابطه با اثرات غيرمستقيم پرتوها قابل ذكر است كه اين‎گونه اثرات عمدتاً از نوع راديوشيمي مي‎باشند. اين اثر بر روي آب كه مهمترين جزء مادة ‌زنده است ظاهر مي‎شود به اين ترتيب كه پرتوهايي نظير گاما باعث تغييراتي در مولكول‎هاي آب به شرح زير مي‎شود كه در واقع موجب مي‎شوند راديكال‎هاي آزاد و فعال كه از نظر شيميايي براي سلول‎ها سمي هستند،‌ توليد گردند.

سپس الكترون توليد شده با يك مولكول آب به صورت زير تركيب مي‎شود:

مولكول منفي آب نيز بلافاصله تجزيه مي‎شود:

تشكيل يون‎هاي ‎H⁺ و ‎OH^- از نظر بيولوژيكي چندان حائز اهميت نيستند زيرا تمامي مايعات بدن به طور طبيعي حاوي مقادير زيادي از هر دو يون مذكور هستند. راديكال‎هاي آزاد ‎OH با يكديگر تركيب شده و ايجاد پراكسيد هيدروژن با آب اكسيژنه مي‎كنند كه يك اكسيد كنندة قوي به حساب مي‎آيد.

اصلاح نباتات از طريق ايجاد موتاسيون

اصلاح نباتات هنر بهبود ژنتيكي گياهان است و هدف كلي آن بهبود خصوصياتي از گياهان است كه در ارزش اقتصادي آنها نقش دارد. تنوع ژنتيكي به منزلة خون زندگي براي فعاليت‎هاي اصلاح نباتات است و موتاسيون يا جهش اين تنوع ژنتيكي را افزايش مي‎دهد. موتاسيون، حاصل تغيير ناگهاني در مواد وراثتي سلول مي‎باشد و از   پديده‎هاي مهم طبيعت زنده محسوب مي‎شود زيرا منشأ اصلي تنوع در موجودات زنده موتاسيون مي‎باشد و در واقع مادة اوليه مورد استفاه در انتخاب طبيعي را فراهم مي‎كند و به اين طريق در تحول موجودات زنده نقش به سزايي دارد به طوري كه بدون آن موجودات زنده قادر به سازش با شرايط اكولوژيكي متفاوت نمي‎شدند و نتيجتاً اين همه تنوع زيستي كه در حال حاضر در طبيعت وجود دارد، امكان‎پذير نمي‎گرديد.

قدمت موتاسيون را مي‎‎توان معادل قدمت علم ژنتيك دانست زيرا نخستين بار Hugode Vries هلندي در سال 1901 ضمن مطالعات مورفولوژيكي بر روي گياه پامچال ‎(Oenothera lamarkiana) به اين پديده مهم پي برد و ظهور خصوصيات جديد ارثي در اين گياه را موتاسيون ناميد. هرچند كه پيش از نامبرده داروين دريافته بود كه گونه‎ها قابليت جهش يا دگرگوني ناگهاني دارند و به همين نحو لينه نيز متوجه شده بود كه تعدادي از موتاسيون‎ها، سيستم طبقه‎بندي و نامگذاري را دچار پيچيدگي مي‎كنند اما در آن زمان ماهيت اين پيده به درستي درك نشده بود. اما به راستي تعريف اصلي جهش يا موتاسيون چيست؟

تغيير در ساختار ژنتيكي (ژنوتيپ) موجودات زنده اعم از اين كه بروز خارجي (فنوتيپي) پيدا بكند يا نكند، تغيير جهشي يا موتاسيون و محصول چنين جهش و تغييري، جهش يافته يا مونانت خوانده مي‎شود. واژة ‎موتاسيون از ‎Mutatio (كلمة لاتين) به معناي يك تغيير عمده و اساسي و ناگهاني مشتق شده است. اما تا قبل از آنكه شيوه‎هاي جديدي براي استخراج و جداسازي ژن‎ها به عنوان قطعاتي از ‎DNA به دست آيد، تنها راه درك و فهم وجود ژن‎ها و بررسي و تعيين نقش آنها، مطالعه تنوع ژنتيكي و وراثت بود. با بررسي يك تغيير و تفاوت موروثي كاملاً مشخص در فنوتيپ يك موجود زنده منشأ آن را به يك ژن خاص نسبت مي‎دادند و آن تغيير را موتاسيون مي‎خواندند. اگرچه هنوز مشاهدة تغييرات فنوتيپي مهمترين و ابتدايي‎ترين شيوة عملي تشخيص موتاسيون محسوب مي‎گردد، اما امروزه كاملاً روشن است كه اين تعريف ناقص و نارسا است زيرا بسياري از موتاسيون‎ها به علل مختلف به تغييرات فنوتيپي منجر نمي‎شوند. گاهي نيز آسيب و تغيير در ماده ژنتيكي ممكن است در ژن‎هايي رخ بدهد كه از حيث اطلاعات ژنتيكي غيرفعال باشند. نظير قطعات صامت در زنجيرة ‎DNA كه اساساً از آنها رونويسي صورت نمي‎گيرد. يا در ژن‎هايي صورت بگيرد كه از آن نوع ژن به تعداد زياد و مكرر در ‎DNA وجود دارد. آسيب در اين نوع ژن‎ها نيز اثر فنوتيپي ايجاد نمي‎نمايد. اما به طور كلي آن تغيراتي در ماده ژنتيكي، موتاسيون محسوب مي‎شوند كه غيرعادي و دائمي باشند. بنابراين با توجه به موارد فوق‎الذكر و با در نظر گرفتن حداقل شرايط و ويژگي‎هاي تغييرات موتاسيوني مي‎توان گفت كه «موتاسيون فرايند يا پويشي است كه موجب تغيير مجموعة توارثي سلول و نهايتاً ايجاد يك موجود زنده‎اي با ويژگي‎هاي جديد ژنتيكي مي‎گردد يا به عبارت ديگر موتاسيون، يك تغيير قابل وراثت است كه بر كروموزوم اثر دائم مي‎گذارد و منجر به ايجاد يك موجود جهش يافته يا موتانت مي‎شود».

برخي از تغييرات وتاسيوني دائمي و برخي نيز موقتي هستند كه به آنها موتاسيون شرطي هم گفته مي‎شود. يعني تا زماني كه شرايط تغيير موتاسيوني وجود داشته باشد، فنوتيپ موتانت بروز مي‎كند و باقي مي‎ماند ولي با از بين رفتن شرايط يا علل، فنوتيپ موتانت نيز ناپديد مي‎گردد كه به عنوان مثال مي‎توان به موتانت‎هاي حساس به درجه حرارت اشاره نمود.

برخي از تغييرات موتاسيوني بر سرنوشت موجود زنده اثر مي‎گذارند و موجب مرگ موجود مي‎گردند كه به آنها موتاسيون مهلك گفته مي‎شود. برخي ديگر از تغييرات موتاسيوني سبب مرگ ژنتيكي موجود يعني توقف توليد مثل يا عقيمي در موجودات بالاتر مي‎شوند.

اصولاً زماني از اصلاح با روش موتاسيون استفاده مي‎شود كه: