第一讲 基因突变和基因重组 考点一 基因突变及其与性状的关系1．基因突变的实例——镰刀型细胞贫血症细胞形态变化：中央微凹的圆饼状→弯曲的镰刀状细胞特点：细胞易破裂，使人患溶血性贫血(1)图示中a 、b 、c 过程分别代表DNA 复制、转录和翻译。
突变主要发生在a (填字母)过程中。
(2)患者贫血的直接原因是血红蛋白异常（谷氨酸→缬氨酸），根本原因是发生了基因突变，碱基对由=====T A 替换成=====A T。
(3)用光学显微镜能否观察到红细胞形状的变化？能结论：镰刀型细胞贫血症是由于基因突变引起的一种遗传病，是由于基因结构改变而产生的2．明确基因突变对蛋白质影响的四种情况类型影响范围 对氨基酸序列的影响 替换小 可改变1个氨基酸或不改变【由于密码子的简并性】，也可能使翻译提前终止 增添大 对插入位置前不影响，影响插入位置后的序列 缺失大 对缺失位置前不影响，影响缺失位置后的序列 增添或缺失3小 增添或缺失位置增加或缺失一个氨基酸对应的序列个碱基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。
实质为：基因内部发生的碱基对的种类和数量改变。
即基因突变使基因中碱基排列顺序发生改变。
注意：①DNA中碱基对的增添、缺失和替换不一定是基因突变，基因是有遗传效应的DNA片段，不具有遗传效应的DNA片段也可发生碱基对的改变，但不属于基因突变②基因突变一定会引起基因结构的改变（分子结构，不是空间结构改变），③一条染色体上的基因数量和位置并未改变。
【基因突变无法用光学显微镜看到】结果：可产生该基因的等位基因【注意：病毒和原核细胞不存在等位基因，因此，原核生物和病毒基因突变产生的是新基因】思考1：基因突变都会遗传给后代吗？不一定，若发生在配子中，可遗传，若发生在体细胞中，一般不能遗传。
有些植物体细胞中的基因突变可通过无性繁殖（如植物组织培养、扦插、嫁接）传递。
此外人体某些体细胞基因的突变（原癌基因和抑癌基因），有可能发展为癌细胞思考2：生物性状的改变一定是由基因突变引起的吗？不一定，也可能是由环境改变引起的思考3：为什么在强烈的日光下要涂抹防晒霜？做X射线透视的医务人员要穿防护衣？易诱发基因突变，使人患癌症4.基因突变的原因和特点外因：物理因素：如X射线、γ射线、紫外线、激光等。
生化PBL病例211临本2班第二小组1．血红蛋白的ɑ-链和β-维持血红蛋白的空间结构有何特点？维持血红蛋白四级空间的力量包括哪些化学键？(1) 血红蛋白是由四条多肽链组成的──二条α链(每条α链含141个氨基酸残基)和二条β链(每条β链含146个氨基酸残基)。
每条多肽链的螺旋结构形成一个疏水性的空间，可保护血红素分子不与水接触，Fe2+不被氧化。
Fe2+位于血红素卟啉环的中央，与卟啉环的4个吡咯基、O2及多肽链上的组氨酸形成六配位体。
每个血红蛋白分子可逆结合4个氧分子，每克血红蛋白可结合1.34 mL氧气。
（2）范德华力、氢键、离子键和疏水键作用还有亚基间的二硫键。
——选自【血液病】黄晓军主编及生物化学教材2．镰刀细胞性贫血的分子基础是什么（基因和蛋白质的改变）?用什么方法可以诊断？根本原因是基因的改变，第十七位的碱基T由A代替，最终导致翻译出的蛋白质改变，即导致细胞镰化的直接原因，原本的谷氨酸被缬氨酸所代替，谷氨酸为带负电荷的极性亲水氨基酸，而缬氨酸为不带电荷的非极性疏水氨基酸，这种疏水性导致导致血红蛋白的溶解度大大降低，当氧分压低时(如血液流至毛细血管处)，HbS会形成棒状凝胶结构，使红细胞扭曲成镰刀状，红细胞的变形性降低可引起溶血。
[诊断]可应用镰刀试验，血红蛋白溶解性，电泳及色层柱析法等，并结合临床表现作出诊断。
3．为什么患者的红细胞会变成镰刀状？正常的谷氨酸被缬氨酸代替，缬氨酸是一个疏水氨基酸，这样的氨基酸分子暴露在血红蛋白分子外部是不利的。
由于这样的疏水作用，血红蛋白分子的这个位点不易与水结合，水溶性降低，众多的血红蛋白分子相互聚集沉淀，形成纤维状的纤维沉淀。
这样的结果是使得红细胞的形态结构发生变化，红细胞特有的圆饼状结构消失，变成扁平细长的镰刀型细胞。
4．患者产生症状（贫血、疼痛等）的病理学基础是什么？僵硬的镰形红细胞难以通过微循环，加上凝胶化结构使血液粘滞性增加，阻塞微循环引起局部缺血缺氧，甚至坏死，产生剧痛。
镰状细胞贫血的并发症*导读：镰状细胞贫血症有叫做镰状细胞贫血、镰状细胞性贫血。
是在20世纪初被医学专家发现的一种传染病。
1910年，一个黑人青年到医院看病，他的症状是发烧和肌肉疼痛，经过检查发现，他的红细胞不是正常的圆饼状，而是弯曲的镰刀状。
后来，人们就把这种病称为镰刀型细胞贫血症。
……镰状细胞贫血症有叫做镰状细胞贫血、镰状细胞性贫血。
是在20世纪初被医学专家发现的一种传染病。
1910年，一个黑人青年到医院看病，他的症状是发烧和肌肉疼痛，经过检查发现，他的红细胞不是正常的圆饼状，而是弯曲的镰刀状。
后来，人们就把这种病称为镰刀型细胞贫血症。
镰状细胞贫血主要发生在黑色人种身上，非洲黑人的发病率最高，主要发病的地区除了非洲外还有意大利、希腊等地中海沿岸国家和印度，以及我国的南方地区。
因为镰状细胞贫血属于遗传病症，患者一般在出生半年后症状就会逐渐出现，早年发病的患者会伴有生长发育不良，而且容易发生感染，尤其是肺炎球菌性感染。
容易发生感染，是由于身体劳累以及脾功能受损有关。
除了感染，患者还会出现贫血、黄疸和肝、脾大，心、肺功能常受损，甚至是充血性心力衰竭，此外，下肢皮肤出现慢性溃疡也是镰状细胞贫血的常见病征。
男性患者可能出现性功能不全。
根据众多临床病例，总结镰状细胞贫血会出现以下并发症：1.梗死危象。
发生梗死导致疼痛的部位最常见的是四肢的骨骼。
如果情况严重，可能会导致组织坏死血管梗死可发生于任何部位。
2.再生障碍型危象贫血突然加重。
网织红细胞显著减少甚或消失，骨髓增生低下。
3.巨幼细胞型危象。
主要患病人群是妊娠妇女，原因是叶酸缺乏。
临床表现是严重贫血伴有巨幼细胞贫血特征。
4.脾滞留型危象。
常见于儿童，少部分脾脏明显增大的成年患者也会出现。
这也是幼年患者死亡的原因。
5.溶血型危象。
此危象病不常见。
临床表现为贫血加重黄疸、网织红细胞数增多常发生溶血者易有胆石症。
