第十章 突变和重组机理
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基因突变和基因重组一、基因突变1.概念DNA分子中发生碱基的替换、增添或缺失,而引起的基因碱基序列的改变,叫作基因突变。
(必须引起基因结构改变才属于基因突变,所以DNA的非基因片段中碱基对的替换、增添或缺失不属于基因突变)(DNA分子中碱基对的替换、增添或缺失,不全是基因突变)2.实例——镰状细胞贫血基因中某碱基对被替换,导致多肽链中一个氨基酸发生改变,蛋白质结构、功能异常,导致红细胞呈镰刀状,易破裂,使人患溶血性贫血,严重时会导致死亡。
3.原因根本原因:基因中碱基序列改变;直接原因:4.时期:DNA分子复制时(最易)5.特点(1)普遍性:所有生物都可以发生(2)随机性:个体发育的任何时间、任何场所的DNA都可以发生(3)低频性:对于一个生物来说发生的概率较低(4)不定向性:一个基因突变可以产生一个以上的等位基因(5)可逆性:例如,A→a→A(6)多害少利性:多数的变异对生物是有害的,少数有利,少数无利也无害6.遗传特点(1)若发生在体细胞中,一般不遗传。
(植物用体细胞无性繁殖时可以遗传)(2)若发生在生殖细胞中,可能遗传。
(该配子不参与受精时,也不遗传)7.意义(1)基因突变是新基因产生的途径;(2)基因突变是生物变异的根本来源;(3)基因突变为生物进化提供丰富的原材料。
典例:下列关于基因突变的说法中,正确的是① DNA分子中碱基对的改变都属于基因突变① 基因突变可能导致DNA上的终止密码子提前或滞后① 基因突变会引起基因所携带的遗传信息的改变① 自然突变在生物界普遍存在① 基因突变的随机性表现在可发生于所有生物中⑥基因突变只发生在分裂间期的DNA复制过程中⑦对某种生物而言,在自然状态下基因突变的频率是很低的⑧所有基因突变对生物体都是有害的⑨基因突变的方向与环境变化有明确的因果关系,能为进化提供原材料⑩若没有外界诱发因素的作用,生物不会发生基因突变⑪基因突变是生物变异的根本来源⑫诱发生物发生基因突变的因素可分为物理因素、化学因素和生物因素⑬基因突变一旦发生,改变的性状就会遗传给后代二、重点1.基因突变≠DNA中碱基对替换、增添或缺失(1)DNA中非基因部分碱基对替换、增添或缺失不属于基因突变;(DNA分子中碱基对的替换、增添或缺失,不全是基因突变)(2)RNA病毒中,RNA中碱基对替换、增添或缺失也属于基因突变。
生物的遗传变异与突变机理遗传变异是指生物个体间基因表达和表型差异的现象。
它是生物进化和适应环境的主要驱动力之一。
遗传变异主要来源于两个方面:基因重组和突变。
基因重组是指在有性繁殖过程中,个体经过染色体交叉互换和基因重组,导致基因组的重新组合。
这样产生的不同基因组会在一定程度上增加个体的基因变异。
基因重组可以使物种适应环境的能力增强,帮助生物进化和生存。
突变是指DNA序列发生了突然而不可预测的变化。
突变可能是点突变,即DNA序列中某个碱基发生改变;也可能是插入突变或删除突变,即DNA序列中添加或删除一个或多个碱基。
突变的发生可能是由于自然环境中的物理或化学因素引起的,也可能是由于遗传突变导致的。
突变在遗传变异中发挥着重要的作用,它提供了生物进化和适应环境的新基因组。
突变机理可以分为自然突变和诱变两种。
自然突变是指自然界中突变事件的发生,它是无法预测和控制的。
自然突变可能来自于DNA复制时的错误、环境因素(如辐射、化学物质等)的影响,也可能是遗传性的。
诱变是指在实验条件下,通过人为操作引起的突变。
通过诱变可以产生大量的突变体,从而加速了遗传变异的过程。
诱变可以通过物理诱变剂(如辐射)或化学诱变剂(如化学物质)来实现。
物理诱变剂可以引起DNA链断裂和碱基改变,从而导致基因组的突变。
化学诱变剂可以与DNA发生结合,引起碱基改变,从而导致基因组的突变。
除了基因重组和突变,还有一种遗传变异机制是基因转移。
基因转移是指生物通过某种方式获得其他个体或物种的基因。
这种方式可以使物种获得新的基因组合,从而增加了遗传变异的机会。
遗传变异和突变机理对生物的进化和适应非常重要。
它们为物种提供了多样性,使得物种能够适应不断变化的环境。
遗传变异和突变机理也是自然选择的基础。
自然选择是指适应性更好的个体在环境中更容易生存和繁殖的现象。
适应性更好的个体能够通过基因传递其有利基因给下一代,从而导致物种的进化和适应。
总结起来,生物的遗传变异和突变机理是生物进化和适应的关键因素。
《基因突变和基因重组》讲义一、什么是基因在我们深入探讨基因突变和基因重组之前,让我们先来了解一下什么是基因。
基因是具有遗传效应的 DNA 片段,它就像是生命的密码,决定了生物体的各种特征和性状。
打个比方,如果把生物体比作一个复杂的机器,那么基因就是这台机器的设计图纸,规定了机器的各个零部件如何组装以及如何运作。
基因存在于细胞核中的染色体上,而染色体是由 DNA 和蛋白质组成的。
每个基因都有特定的碱基序列,这些碱基的排列顺序决定了基因所携带的遗传信息。
二、基因突变(一)基因突变的概念基因突变指的是基因内部发生的碱基对的增添、缺失或替换,从而导致基因结构的改变。
这就好像是基因这个“密码本”中的某些“字符”发生了错误。
(二)基因突变的原因基因突变的原因可以分为自发突变和诱发突变。
自发突变是在没有外界因素影响的情况下,由于 DNA 复制时偶尔出现的错误而产生的。
就好像我们在抄写一份文件时,偶尔会写错几个字一样。
诱发突变则是由外界因素引起的,比如物理因素,像紫外线、X 射线等;化学因素,如亚硝酸、碱基类似物等;还有生物因素,比如某些病毒的感染。
(三)基因突变的特点1、普遍性基因突变在生物界是普遍存在的,无论是低等生物还是高等生物,都可能发生基因突变。
2、随机性基因突变可以发生在生物个体发育的任何时期,也可以发生在细胞内的不同 DNA 分子上以及同一 DNA 分子的不同部位。
3、低频性在自然状态下,基因突变的频率是很低的。
4、多害少利性大多数基因突变会给生物体带来不利的影响,因为基因经过长期的进化已经形成了相对稳定的结构和功能,突变往往会打破这种平衡。
但也有少数基因突变是有利的,会使生物体更适应环境。
5、不定向性一个基因可以向不同的方向发生突变,产生一个以上的等位基因。
(四)基因突变的意义1、基因突变是新基因产生的途径。
没有基因突变,生物就无法进化和发展,因为只有通过基因突变,才能产生新的基因,为生物的进化提供原材料。