基因突变与体细胞变异剖析
基因突变及其他变异——重难点突破与典例解析
真核生物细胞增殖过程均可发生
生殖
无性生殖、有性生殖
有性生殖
无性生殖、有性生殖
类型
可分为自然突变和诱发突变,
也可分为显性突变和隐性突变
自由组合型、
交叉互换型
染色体结构的改变、
染色体数目的变化
发生时间
有丝分裂间期和减数Ⅰ间期
减数Ⅰ前期和减数Ⅰ后期
育成的个体不管含几个染色体组,都叫单倍体。
2.单倍体、多倍体比较
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
由未受精的卵细胞发育而形成
由于受自然条件剧烈变化的影响,有丝分裂过程受到阻碍,于是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发育而成
A.突变基因1和2为一个碱基的替换,突变基因3为一个碱基的增添
B.突变基因2和3为一个碱基的替换,突变基因1为一个碱基的增添
C.突变基因1为一个碱基的替换,突变基因2和3为一个碱基的增添
D.突变基因2为一个碱基的替换,突变基因1和3为一个碱基的增添
解析:基因突变是基因分子结构的变化,包括碱基对的增添、缺失或改变。由于大多数氨基酸具有两个以上的密码子,所以当基因中的一个碱基发生变化后,不一定引起蛋白质分子中氨基酸发生变化。若基因中增添一个碱基对,突变位点后的碱基对序列与原来几乎不相同,所以合成的蛋白质中的氨基酸序列几乎与原来的不同。
第5章基因突变及其他变异
重难点突破与典例解析
【重难点突破】
1.基因突变、基因重组和染色体变异的疑难辨析
【高中生物】基因突变和其他变异(复习课件) 高一生物期中期末考点大串讲(人教版2019必修2)
易错判断:
只有引起了基因碱 基序列变化,才是 基因突变。
1.DNA中碱基对的增添、缺失、替换一定发生基因突变。 2.基因突变都产生等位基因. 3.基因突变一定都能遗传给后代。 4.基因突变一定导致生物性状的改变。
基因突变: 1、在光学显微镜下是看不见的。 2、增加基因种类,不增加基因数量。 3、属于分子水平上的变异。
染色体变异: 1、可以用光学显微镜直接观察到的。 2、增加或减少基因数量。 3、属于细胞水平上的变异
所有生物
主要是进行有性生殖的真核生物
产生新基因,可能产生新性状 产生新基因型,产生新的性状组合
生物变异的根本来源,为生物进 生物变异的来源之一,是产生生
化提供原始材料
物多样性的重要原因
基因突变产生新基因,为基因重组提供了自由组合的新基因,都 属于可遗传的变异
1.(2022·安徽蚌埠高一期末)下列有关生物体内基因重组和基因突变的叙 述,正确的是( ) A.能发生基因重组的生物,不能发生基因突变 B.基因生新基因和新性状
一、基因突变的实例
基 因 突 变 和 基 因 重
7.基因突变的结果? 8.基因突变一定产生等位基因吗?为什么? 9.基因突变的原因(内因、外因分别是什么)? 10.基因突变的特点、基因突变的意义? 11.什么是原癌基因、什么是抑癌基因,各自功能是什么? 10.健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因吗? 11.癌细胞与正常细胞相比,具有哪些明显的特点? 12.癌症的发生并不是单一基因突变,至少在一个细胞中发生5~6个
基因的突变与遗传变异
基因突变的研究有助于了解生物的 遗传机制和疾病机理
3 基因突变的来源
自然突变
紫外线照射:紫外 线可以引起DNA链 的断裂,导致基因 突变
化学物质:某些化 学物质可以引起 DNA链的断裂或碱 基的替换,导致基 因突变
生物因素:某些病 毒和细菌可以引起 DNA链的断裂或碱 基的替换,导致基 因突变
物理因素:某些物 理因素,如辐射和 温度变化,可以引 起DNA链的断裂或 碱基的替换,导致 基因突变
种
基因突变可以产生新 的性状,使生物适应
环境变化
基因突变可以影响生 物的生理功能,提高
生物的生存能力
与疾病的发生和发展相关
基因突变可能导致疾病发生
基因突变可能与癌症等严重疾病有 关
添加标题
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基因突变可能影响疾病的发展
添加标题
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基因突变可能影响药物疗效和副作 用
对生物多样性的影响
基因突变可能导致生物体出现新的性状,从而增加生物多样性。 基因突变可能导致生物体适应环境的能力增强,从而增加生物多样性。 基因突变可能导致生物体产生新的疾病,从而影响生物多样性。 基因突变可能导致生物体产生新的抗药性,从而影响生物多样性。
遗传漂变:种群中 基因频率的随机变 化,导致基因的多 样性减少
遗传变异的意义
遗传变异是生物进化的基 础,是物种多样性产生的
原因之一。
遗传变异可以导致生物适 应环境的变化,提高生存
能力。
遗传变异可以影响生物的 形态、生理和行为,从而 影响生物的生存和繁殖。
遗传变异的研究对于人类 疾病的治疗和预防具有重 要意义,例如基因治疗和
遗传变异:指生物体在繁殖过程中,遗传物质发生可遗传的变化,导致后代性状发生改变。
基因突变和细胞变异的分子机制
基因突变和细胞变异的分子机制基因突变和细胞变异是生命演化的基础。
这些变化产生了生物在不同环境下的适应能力。
从分子层面上来看,这些变化产生于DNA序列或染色体结构的突发变化。
那么,基因突变和细胞变异的分子机制是什么呢?首先,基因突变指的是基因序列的改变。
基因突变通常涉及点突变、插入、缺失和转座子等机制。
这些机制都会导致新的DNA 序列被合成,从而得到不同的蛋白质或RNA产物。
点突变是最常见的一种基因突变类型。
它发生于DNA中单一核苷酸的改变,常常导致一个氨基酸被改变,或者蛋白质产物的早期终止。
缺失和插入是另外两种常见的基因突变类型。
它们通常在DNA重复区域中发生。
转座子能够从一个位置移动到另一个位置,这种机制在真核生物中非常普遍。
但是,基因突变并不是唯一的基因改变。
另一个基因改变形式是基因重排。
基因重排是指内部段复制、剪接、倒位和横跨基因等机制的组合作用,这些机制会改变DNA序列的长度和结构。
由于基因重排创造了不同的基因剪接方式,因此它通常导致新的蛋白质产生。
除了基因突变和重排,细胞变异还可能发生于表观遗传学水平。
表观遗传学指的是影响基因表达不受DNA序列改变的机制。
表观遗传学机制包括DNA甲基化和组蛋白修饰。
DNA甲基化是指通过化学反应在DNA中部位共价地添加甲基基团,从而抑制或促进基因表达。
组蛋白修饰是指通过化学反应对蛋白质组成的核小体结构进行修改,从而改变基因表达。
然而,在基因突变、重排和表观遗传学机制之外,细胞变异还可能发生于RNA后转录调控的水平。
RNA后转录调控是指通过RNA修饰、稳定性和局部化来控制RNA的运动和操作。
最近的研究表明,RNA后转录调控是形成新型RNA种类的关键过程之一。
这些RNA种类可以与RNA干扰复合物或蛋白质结合,从而影响基因表达和细胞功能。
因此,基因突变和细胞变异产生的分子机制是复杂的。
它们涉及DNA序列、基因重排、表观遗传学机制和RNA后转录调控等方面。
虽然我们已经知道了一些关键的分子机制,但是真实的分子机制还需要通过更多的实验研究来深入理解。
高一生物必修2第五章《基因突变及其他变异》知识点总结
高一生物必修2第五章《基因突变及其他变异》知识点总结第五章基因突变及其他变异第1节基因突变和基因重组1、镰刀型贫血症的缘由:DNA的碱基对发生改变mRNA分子中的碱基发生改变氨基酸转变蛋白质转变性状转变2、基因突变概念: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转变,叫做基因突变时间:细胞分裂的间期缘由:物理因素、化学因素、生物因素特点:a、普遍性 b、随机性:体细胞的突变不能直接传给后代,生殖细胞的则可能。
c、低频性 d、多数有害性 e、不定向性意义:它是新基因产生的途径;是生物变异的根原来源;是生物进化的原始材料。
3、基因重组概念:是指在生物体进行有性生殖的过程中,掌握不同性状的基因的重新组合。
类型:a、非同源染色体上的非等位基因自由组合。
〔减数第一次分裂后期〕b、四分体时期非姐妹染色单体的交叉互换〔四分体时期〕意义:生物变异的来源之一,是形成生物多样性的重要缘由。
第2节染色体变异1、缺失猫叫综合症果蝇的缺刻翅染色体结构的变异增添果蝇的棒状眼染色体变异易位夜来香的变异倒位染色体数目的变异:个别染色体增减;以染色体组的形式成倍增减2、染色体组〔1〕概念:是指细胞中的一组非同源染色体,在形态和功能上各不相同,携带着掌握生物生长发育的全部遗传信息。
例如:雌果蝇的一个卵细胞。
〔2〕特点:不含同源染色体,但含有每对同源染色体中的一条,一个染色体组中含有掌握生物性状的一整套基因。
3、多倍体二倍体或多倍体:由受精卵发育成的个体,体细胞中含几个染色体组就是几倍体;由未受精的生殖细胞〔精子或卵细胞〕发育成的个体均为单倍体〔可能有1个或多个染色体组〕。
特点:形态上加大,物质含量增高〔蛋白质、糖、脂肪含量增高〕,发育迟,牢固率低。
人工诱导多倍体最常用而且最有效的方法是用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗,其作用机理是能抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞两极,染色体完成了复制但不能减半,从而引起细胞内染色体数目加倍。
第18讲 基因突变、基因重组和染色体变异
第1-2讲 基因突变、基因重组和染色体变异
二、染色体变异 1、染色体结构的变异
染色体上基因的数目或排列顺序发生改变 颠倒
第1-2讲 基因突变、基因重组和染色体变异
二、染色体变异
B
(福建)细胞的有丝分裂和减数分裂都可能产 生可遗传的变异,其中仅发生在减数分裂过程的 变异是
A.染色体不分离或不能移向两极,导致染色体 数目变异
四倍体 × 二倍体
授粉
三倍体
二倍体
无籽西瓜
(16分)克氏综合征是一种性染色体数目异常
的疾病,现有一对表现型正常的夫妇生了一个
患克氏综合征并伴有色盲的男孩,该男孩的染
色体组成为44+XXY。请回答:
(1)画出该家庭的系谱图并注明每个成员
的基因类型(色盲等位基因以以B和b表示)。
(2)导致上述男孩患克氏综合征的原因是:
第1-2讲
基因突变、基因重组和 染色体变异
第1-2讲 基因突变、基因重组和染色体变异
一、基因突变与基因重组 本镰血接镰血原刀症原症刀因型发因型发是细生是细生什胞的什的胞么贫根么贫直??
正常红细胞 镰刀型红细胞
组成血红蛋白的多肽链上发生了氨基酸替换 谷氨酸——缬氨酸
第1-2讲 基因突变、基因重组和染色体变异
一、基因突变与基因重组
C
(08广东理基)有关基因突变的叙述,正 确的是 A.不同基因突变的频率是相同的 B.基因突变的方向是由环境决定的 C.一个基因可以向多个方向突变 D.细胞分裂的中期不发生基因突变
第1-2讲 基因突变、基因重组和染色体变异
一、基因突变与基因重组
D
(山东理综)7.DNA分子经过诱变,某 位点上的一个正常碱基(设为P)变成了 尿嘧啶,该DNA连续复制两次,得到的4个 子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为 U-A、A-T、G-C、C-G,推测“P”可能是
基因突变与其它变异
3.基因突变的特点。 (1)普遍性:所有的生物都有可能发生,可自发产生也可诱 发产生。 (2)随机性:可发生在个体发育的任何时期;可发生在不同 的 DNA 分子上;可发生在同一 DNA 分子的不同部位。 (3)不定向性:一个基因可以向不同的方向突变,产生一个 以上的等位基因;与环境无明确的因果关系。 (4)低频性:一个细胞发生突变的频率很低。 (5)有害性:大多数基因突变对生物体都是有害的。
答案 A
解题技巧:本题主要考查学生对基因突变、基因重组和染 色体变异的比较和区分,能力要求为 Ⅱ。解决此类题目关键是 要求学生掌握基因突变、基因重组和染色体变异各自的特点。
跟踪训练2 水稻的糯性、无子西瓜、黄圆豌豆×绿皱豌豆 →绿圆豌豆,这些变异的来源依次是( ) A.环境改变、染色体变异、基因重组 B.染色体变异、基因突变、基因重组 C.基因突变、环境改变、基因重组 D.基因突变、染色体变异、基因重组
考点二 基因突变、基因重组和染色体变异的比较 基因重组、基因突变和染色体变异三者的共同点是 ( ) A.都能产生可遗传的变异 B.都能产生新的基因 C.产生的变异均对生物不利 D.产生的变异均对生物有利
解析 基因重组、基因突变和染色体变异都属于可遗传的变 异,但只有基因突变才能产生新的基因。产生的变异对生物体 来讲,不一定有利也不一定不利。
【答案】B
【解析】本题主要考查基因突变、转录、翻译等基础知识, 及突变对性状的影响。第一步先根据基因结构和氨基酸种类先 确定密码子的排列顺序,即 mRNA 上碱基排列顺序 (…GGG AAG CAG…)。 由于 1169 位赖氨酸(AAG)变为谷氨酸(GAA 或 GAG),结合题干意思即①②③④四处只有一处发生突变可确定 谷氨酸密码子是 (GAG) 从而推出是 ② 处碱基对 A—T 替换为 G—C。所以选 B 项。
基因突变和突变体的形成
转座子突变:转座子插入或删除导致的基 因突变
基因突变的特征
随机性:基因突变发生在细胞分裂过程中,具有随机性。 低频性:基因突变在生物群体中的发生频率较低。 多样性:基因突变可以导致多种多样的突变类型,如碱基替换、插入、删除等。 可逆性:某些基因突变可以通过修复机制得到修复,恢复到原始状态。
基因突变与农业育种
基因突变在农业育 种中的应用
基因突变可以提高 作物的产量和品质
基因突变可以提 高作物的抗病性、 抗虫性和抗逆性
基因突变可以改良 作物的性状,如颜 色、形状、口感等
感谢观看
汇报人:XXX
诱导突变 体:通过 物理、化 学或生物 因素诱导 产生的基 因突变
转座子突 变体:转 座子插入 或删除导 致的基因 突变
染色体畸 变突变体: 染色体结 构改变导 致的基因 突变
基因敲除 突变体: 通过基因 工程技术 敲除特定 基因产生 的突变体
基因替换 突变体: 通过基因 工程技术 替换特定 基因产生 的突变体
基因检测:通过基因检测了 解自身基因状况,采取针对 性的预防措施
基因突变与疾病治疗
基因突变与疾病的关系:基因突 变可能导致疾病,如癌症、遗传 病等
基因突变的预防措施:通过改善 生活环境、健康饮食、适量运动 等预防基因突变
添加标题
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基因突变的检测方法:通过基因 测序、基因芯片等技术进行检测
物降解等
基因突变与医学研究
基因突变与疾病:研究基因突变与疾病的关系,为疾病治疗提供新的思路和方法 基因治疗:利用基因突变技术,修复或替换病变基因,达到治疗疾病的目的 药物研发:通过研究基因突变,发现新的药物靶点,为药物研发提供新的方向 个性化医疗:根据患者的基因突变情况,制定个性化的治疗方案,提高治疗效果和患者的生活质量
体细胞突变变异位点解读指南
体细胞突变变异位点解读指南体细胞突变变异位点解读指南一、前言体细胞突变变异位点是指在细胞的染色体DNA上发生的突变。
这些突变可能影响细胞的正常功能,甚至导致疾病的发生。
对于常见的体细胞突变变异位点,我们需要深入了解其特征、影响和可能的治疗方式,以便更好地应对相关疾病。
本文将深入探讨体细胞突变变异位点的相关知识,并为您提供一份详尽的解读指南。
二、体细胞突变变异位点的特征和影响1. 体细胞突变变异位点的定义体细胞突变变异位点是指在细胞的染色体DNA上发生的突变,使得该细胞的基因组发生改变。
这些变异可能会引起细胞功能的异常,甚至导致疾病的发生。
2. 体细胞突变变异位点的类型体细胞突变变异位点可以包括单核苷酸多态性(SNP)、插入缺失(InDel)等不同类型的突变。
每种类型的突变都可能对细胞的功能产生不同的影响。
3. 体细胞突变变异位点的影响这些突变可能导致细胞的信号传导通路异常、基因表达异常等一系列问题,最终影响到细胞的正常功能。
这些功能异常可能会导致癌症、遗传性疾病等严重疾病的发生。
三、体细胞突变变异位点的治疗方式1. 靶向治疗针对特定的突变位点,可以开发靶向药物,以达到治疗的目的。
这种治疗方式可以更加精确地作用于细胞的异常部位,减少对正常细胞的伤害。
2. 免疫治疗一些体细胞突变变异位点可能影响到细胞的免疫相关功能,因此免疫治疗也成为其中的一种重要治疗方式。
通过调节免疫系统的功能,可以帮助身体更好地对抗突变引起的问题。
四、总结与回顾通过本文的解读,我们对体细胞突变变异位点有了更深入的了解。
了解其特征、影响和可能的治疗方式可以帮助我们更好地面对相关疾病。
在未来的研究和临床实践中,我们可以更加深入地探索体细胞突变变异位点,以期帮助更多患者取得治疗的成功。
五、个人观点与理解在我看来,对体细胞突变变异位点的深入了解可以为疾病的治疗提供更多可能性。
希望未来能够进一步加强相关领域的研究,为患者提供更多有效的治疗方式。
基因突变与体细胞变异
1.2 来 源
• 自发无性系变异 • 诱导无性系变异
• 培养基的选择:MS培养基或B5培养基,做一些定性或 者定量的变动。激素的作用。
• 外植体的选择:突变的频率不同(分化程度较高变异少)。
1.2 来源
• 诱变培养:筛选符合目的要求的突变体
• 诱变因素主要有两类:
• 物理诱变:各种射线; • 化学诱变:甲基磺酸乙酯(MMS),乙基磺酸乙酯(EMS) • 激素
2.1. Point mutation 的类型 2.2. 突变发生的机理 (自发突变,诱发突变) 2.3. 保证遗传稳定的机制 2.4. 基因重组交换的分子生物学 2.5. 遗传变异(DNA) 的检测
Genetic mutation
Chromosome mutation
chromosome number chromosome structure dNt point mutation
• 体细胞无性系变异:是指植物外植体经组 织、细胞培养的脱分化和再分化过程,表 现于再生植株中的变异。
• 已经观察到体细胞无性系变异的农作物有 甘蔗、香蕉、马铃薯、小麦、水稻、水晶 掌等上百种。
*自然界生物突变现象
*自然界生物突变现象
*自然界生物突变现象
*自然界生物突变现象
1.1离体变异特点
• 当复制进行到损伤处时,发生短时间的停顿,然后 越过损伤处,又以一种未知的机制起始DNA复制, 这样在子链上就会产生一个缺口。
• 另一条DNA互补链则正常完成复制形成双链。
2.3.2.3. Recombinative—Repair
• 两条新链间发生重组,带有缺口的子链以正 常互补母链为模板完成修复,而带损伤的母 链则与一条正常的子链配对。
基因突变_染色体变异_基因重组的对比及区分
2.确定某生物体细胞中染色体组数目的方法
2.确定某生物体细胞中染色体组数目的方法
(1)细胞内形态相同
的染色体(同源染色体) 有几条,含有几个染色 体组。如图细胞中相同 的染色体有 4 条,此细 胞中有 4 个染色体组。
( 2) 根据基因型来判断。在细胞或生物体的基因型中,控制同一性状(单位性状) 的基因出现几次,则有几个染色体组,如基因型为AAaBBb的细胞或生物体含有3 个染色体组,也可以记作:同一个字母不分大小,重复出现几次,就是几个染色体 组。
粗壮 糖类和蛋白质
比较大
(4)单倍体 ① 概念: 由__________________发育而来, 染色体数和染色体组数是正常体细胞 未受精的生殖细胞 的一半, 即体细胞中含有____________染色体数目的个体。基因突变及其他变 异基因突变实例类型对性状影响意义基因重组类型意义染色体变异染色体结构 变异染色体数目变异染色体组单倍体二倍体和多倍体 ② 特点:与正常植株相比, 植株长得 _____,且__________。 本物种配子
( 3) 根据染色体的数目和染色体的形态数来推算。染色体组的数目=染色体数/ 染色体形态数。例如,果蝇体细胞中有8条染色体,分为4种形态,则染色体组的 数目为2个。
例题五: 下图是甲、乙两种生物的体细胞内染色体情况示意图,则 染色体数与图示相同的 甲、乙两种生物体细胞 的基因型可依次表示为
A.甲:AaBb
五、染色体变异
类型: 染色体结构的改变 染色体数目的改变
1.染色体结构的变异 (1) 概念: 由___________ 的改变而引起的变异。 染色体结构 (2) 种类: ① 缺失:染色体中_________缺失引起的变异。如图3。 ② 重复:染色体中______某一片段引起的变异。如图4。
高中生物第五章基因突变及其他变异教材分析来自人教社
高中生物第五章基因突变及其他变异教材分析来自人教社1.举例说明基因突变的特点与原因。
2.举例说出基因重组。
3.说出基因突变与基因重组的意义。
二、教学重点与难点1.教学重点(1)基因突变的概念及特点。
(2)基因突变的原因。
2.教学难点基因突变与基因重组的意义。
三、教学策略本模块的第1章至第4章,从分子水平阐述了基因的本质、基因在细胞中的存在位置、基因的结构与作用等基本问题,第5章则从生物变异入手,从基因与染色体变化的角度来认识生物发生变异的原因,是第4章《基因的表达》的连续与拓展。
本节教学可用1课时,教学重点是基因突变。
基因重组的实质,即基因的自由组合定律,已经在孟德尔的豌豆杂交实验中作过全面的介绍,因此在本节教学中不再列为重点内容。
本节在教学上能够采取下列策略。
1.从科学发现的过程切入,设置问题情境,引导学生探究。
为了让学生更好地懂得基因突变的概念,教材不是从概念到概念,而是从实例分析入手,再归纳总结概念。
在教学过程中,教师也应遵循这种符合学生认知规律的呈现方式,从现象到概念,从宏观到微观来开展教学活动。
关于基因突变,教材选用了镰刀型细胞贫血症的实例,从现象开始,追根溯源,让学生懂得基因突变的根本原因是DNA分子的碱基对发生了变化。
这种变化可能会导致生物体的性状发生改变。
限于篇幅,教材没有过多地介绍镰刀型细胞贫血症的发现过程(具体过程参见教学案例)。
教学中,教师能够给学生适当补充一些有关材料,并结合“思考与讨论”中的问题,让学生讨论与探究。
通过讨论,学生能够认识到基因突变的本质是DNA分子的碱基对发生了改变,同时能够进一步懂得“基因对性状的操纵是通过操纵蛋白质合成来实现的”这一基本的生物学原理。
2.用类比推理的方法引导学生懂得基因突变的类型。
如何全面懂得DNA分子碱基对的改变可能导致的结果呢?是不是DNA分子的碱基对发生改变就一定会导致生物性状的变化?为了说明这个问题,教师能够先引导学生阅读“问题探讨”,讨论英文句子中个别字母发生改变后,关于全句所表达的意思的影响情况。
体细胞变异解读指南
体细胞变异解读指南:
1. 了解体细胞变异的基本概念:体细胞变异是指在个体发育过程中,体细胞基因发生的变化,包括基因突变、染色体结构变异和基因组数量变异。
2. 了解体细胞变异的类型:体细胞突变包括点突变、缺失、插入、复制、倒位、易位等;染色体结构变异包括染色体数目异常和结构异常;基因组数量变异包括基因扩增、缺失、重复、倒位等。
3. 了解体细胞变异的检测方法:包括显微镜观察、分子生物学技术(如PCR、Southern印迹、FISH等)和高通量测序技术。
4. 了解体细胞变异的影响:体细胞变异可能导致细胞功能改变,从而影响个体的生长发育、生理功能和疾病发生。
有些体细胞变异可能导致遗传病的发生,如染色体异常可能导致唐氏综合症等。
5. 了解体细胞变异与遗传的关系:体细胞变异可能通过遗传物质的传递影响个体的遗传特征。
在有性生殖过程中,体
细胞变异可能通过配子传递给下一代。
6. 了解体细胞变异的研究进展:科学家们正在研究体细胞变异的发生机制、检测方法和治疗方法,以期预防和治疗相关疾病。
7. 了解体细胞变异的应用:体细胞变异的研究有助于疾病的早期诊断和治疗,以及遗传病的预防。
此外,体细胞变异的研究还有助于生物育种和生物进化研究。
细胞分裂与基因突变的关系分析
细胞分裂与基因突变的关系分析细胞分裂是生物体发育、生长和修复组织的重要过程,而基因突变是细胞内基因组发生的变异。
两者之间存在着密切的联系,基因突变可以通过影响细胞分裂过程来产生各种生理和病理变化。
本文将对细胞分裂与基因突变的关系进行深入分析。
首先,我们需要了解细胞分裂的类型。
细胞分裂可以分为有丝分裂和减数分裂两种类型。
有丝分裂是指体细胞的分裂过程,它由前期、分裂后期和结束期组成。
而减数分裂是指生殖细胞的分裂过程,它与有丝分裂不同,减数分裂的过程中染色体在整个过程中只进行一次DNA复制,产生四个非同源的,染色体数目减半的细胞。
细胞分裂过程中的基因突变可以分为两类:体细胞突变和生殖细胞突变。
体细胞突变发生在非生殖细胞中,并不会传递给下一代。
生殖细胞突变发生在生殖细胞中,可以通过遗传方式传递给下一代。
这两类基因突变对于细胞分裂来说具有不同的影响。
对于体细胞突变而言,它可以产生特定细胞群的变化,从而导致多种疾病的发生。
例如,一些癌细胞的分裂速度加快,导致肿瘤的形成。
此外,体细胞突变还可以导致一些遗传性疾病的发生,如唐氏综合征、先天性心脏病等。
这些突变可能是由环境因素引起的,如化学物质、放射线等,也可能是由遗传因素引起的。
相比之下,生殖细胞突变对后代的影响更加直接和显著。
生殖细胞突变可以导致基因组发生改变,从而影响下一代的遗传信息。
例如,如果生殖细胞突变导致染色体的结构异常或数量的改变,可能导致胚胎的发育异常或即使到出生也会表现出一些畸形。
此外,一些遗传病的发生也与生殖细胞突变密切相关。
例如,遗传性肾脏疾病多囊肾就是由于生殖细胞突变导致的。
那么,细胞分裂与基因突变之间是如何相互作用的呢?细胞分裂是导致基因突变的一个重要环节。
在有丝分裂过程中,染色体的复制和分离是在细胞周期的特定阶段有序进行的。
然而,细胞分裂过程中存在机制失调的可能,导致基因突变的产生。
这些机制失调可能源于细胞分裂过程中的DNA复制错误、配子过程中的不正常配对等。
体细胞变异分类
体细胞变异分类
体细胞变异主要分为两大类:体细胞遗传变异和体细胞不可遗传变异。
体细胞遗传变异是由遗传物质的变化引起的变异。
这种类型的变异主要涉及基因突变和染色体变异。
基因突变包括点突变、插入突变、缺失突变、整合突变等,它们可以导致蛋白质功能的改变。
染色体变异则包括染色体数目的增加或减少(例如三体综合征、二体综合征)以及染色体结构的改变(例如易位、缺失、重复、倒位等)。
体细胞不可遗传变异是由环境引起的,遗传物质没有发生变化。
这种类型的变异主要涉及基因重组。
基因重组是指非等位基因间的重新组合,能产生大量的变异类型,但只产生新的基因型,不产生新的基因。
其细胞学基础是性原细胞的减数分裂第一次分裂,同源染色体彼此分裂的时候,非同源染色体之间的自由组合和同源染色体的染色单体之间的交叉互换。
希望以上信息可以帮助您更深入地了解体细胞变异的分类。
如果您需要更详细的信息,建议查阅相关文献或咨询专业人士。
5 基因突变及其他变异
第3节 人类遗传病
一、人类遗传病 人类遗传病通常是指由于遗传物质改变而引起的 人类疾病,主要可分为单基因遗传病、多基因遗
传病和染色体异常遗传病三大类。
特点:遗传性、家族性、终生性
1、单基因遗传病 常染色体 遗传病 显性遗传病 如多指、并指、软骨发育 不全症
隐性遗传病 如白化病、先天性聋哑、 镰刀型细胞贫血症、苯丙 酮尿症
第5章 基因突变及其他变异
第1节 基因突变和基因重组 一、基因突变
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,叫做基因突变。 DNA分子在什么状况下可能发生结构改变?
——主要发生在进行自我复制过程中,
也发生在DNA分子转录、修复过程中。 DNA复制中,是如何保证复制的准确性的? ——独特的半保留复制方式, 遵循碱基互补配对原则。
2、基因突变的原因
内因: DNA分子复制时碱基配对出现差错, 或DNA的碱基组成发生改变。
外因: (1)物理因素:紫外线、X射线及其他辐射
(2)化学因素:亚硝酸、碱基类似物
(3)生物因素:某些病毒(乙肝病毒)
3、基因突变的特点
(1)普遍性(如:果蝇的白眼、残翅,人的红绿色盲,白 化病等) (2)随机性(发生在生物个体发育的任何时期和任何细 胞中,或在同一细胞的不同DNA分子中或在同一DNA分 子的不同部位)
显性遗传病 如抗维生素D佝偻病
伴X染色 体遗传 伴性遗 隐性遗传病 如红绿色盲、血友病、 传病 进行性肌营养不良
伴Y染色体遗传 如外耳道多毛症
单基因遗传病的家族系谱分析
1.常染色体隐性遗传病
特点: ①隔代遗传; ②男女患病机会相同;
2.伴X染色体隐性遗传病
特点: ①隔代遗传; ②男性患者多于女性; ③母亲患病儿子一定患病, 女儿患病父亲一定患病。
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它们在育种上都有着重要意义。
物理诱变
• 物理诱变因素:紫外线、x射线、γ 射线、 α 射线、β 射线、中子、质子等.
• 物理诱变的处理方法:外照射、内照射、重复照
化学诱变
• 化学诱变因素:
• 碱基类似物:如5-溴脱氧尿嘧啶是T的类似物;2-氨 基嘌呤是嘌呤的类似物。 • 烷化剂:使碱基烷化,导致碱基错配。EMS,MMS。
dNt point mutation
2.1. Point mutation 的类型
● conversion (取代)
transition(转换)
transvertion(颠换)PyFra bibliotekPyPy
Pu
Pu
Pu
● dNt deletion or insertion = 3x dNt = 3x dNt ±n x Amino acid Frame shift
• 嵌合性:指同一有机体中同时存在有遗传组成 不同的细胞。
– 必须分离培养才能纯化。
离体再生植株的表型变异频率
植物种类 烟草 水稻 甘蔗 玉米 再生植株来源 体细胞愈伤组织 胚愈伤组织 幼叶愈伤组织 体细胞愈伤组织 变异频率(%) 10 71.9 >18 14
大麦 马铃薯 菠萝
花粉植株 叶肉原生质体 顶芽愈伤组织 腋芽愈伤组织
• 普遍性: • 是植物组织培养过程中的普遍现象,不限于某些
植物,也不限于某些器官,变异所涉及的性状也
相当广泛。
• 植物组织培养可导致产生体细胞无性系变异,而
且某些变异能够遗传下去。
• 局限性:
– 从表型上看,体细胞变异主要是植株形态(株高、 叶形、叶色等)、生长势、育性、某些抗性等性状
的变异。
– 从生理生化特性上看,容易出现同功酶谱、次生代 谢的消长等变异。
化学诱变
• 能结合到DNA中的化合物 :引起DNA分 子遗传密码的阅读顺序发生改变。
• 主要方法:浸渍法、滴液法、注射法、
涂抹法、施入法和熏蒸法等。
1.3 遗传学基础
具体表现在 : • 染色体数目和结构变异; • 基因突变; • 碱基修饰(表观遗传变异); • 基因扩增或丢失(转座效应); • 基因重排(转座效应) ; • 转座子的激活;
1.2 来 源
• 自发无性系变异
• 诱导无性系变异
• 培养基的选择:MS培养基或B5培养基,做一些定性或 者定量的变动。激素的作用。 • 外植体的选择:突变的频率不同(分化程度较高变异少)。
1.2 来源
• 诱变培养:筛选符合目的要求的突变体
• 诱变因素主要有两类:
• 物理诱变:各种射线;
• 化学诱变:甲基磺酸乙酯(MMS),乙基磺酸乙酯(EMS) • 激素
2.1. Point mutation 的类型
2.2. 突变发生的机理 (自发突变,诱发突变)
2.3. 保证遗传稳定的机制
2.4. 基因重组交换的分子生物学
2.5. 遗传变异(DNA) 的检测
Genetic mutation
Chromosome mutation
chromosome number chromosome structure
T(enol-2’) or T(enol-4’)
碱基异构式引起DNA复制的错配
正确配对 A(a) T(k) G(k) C(a)
错误配对 A(a)
A(i)
C(i)
C(a)
G(k)
G(e)
T(e)
T(k)
A(i, anti)
G(e,i, anti)
A(a, syn)
G(k, syn)
A(i, anti)
• 体细胞无性系变异:是指植物外植体经组 织、细胞培养的脱分化和再分化过程,表 现于再生植株中的变异。 • 已经观察到体细胞无性系变异的农作物有 甘蔗、香蕉、马铃薯、小麦、水稻、水晶 掌等上百种。
*自然界生物突变现象
*自然界生物突变现象
*自然界生物突变现象
*自然界生物突变现象
1.1离体变异特点
● conversion effect ---Same sense mut. GAA(谷) → GAG(谷)
---Mis-sense mut.
---Nonsense mut.
GAA(谷) → AAA(赖)
GAA(谷) → TAA(stop)
● 突变的表达类型
---获得突变型是遗传学研究的重要前提 ---非条件型突变: allele in DNA level (RFLP, RAPD…) allele in phenotype (红花/白花,糯/非糯…) 条件型突变: 突变的表现 = 突变基因型 + 诱导条件
(光、温敏感不育,Ts, su--…)
3.2. 突 变 发 生 的 机 理
(自发突变,诱发突变)
2.2.1. 自发突变
碱基异构式引起DNA复制过程的错误
a) 碱基异构式 A(amino) G(keto) T(keto) A(imino) G(enol) C(a) G(k) C(i) G(e,i)
幼果愈伤组织
10-15 100 7 34
100
离体培养变异的影响因素
• 供体植物
– 遗传背景
倍性水平,二倍体比单倍体稳定
基因型
– 生理状态
来源于茎尖的愈伤组织的DNA含量及染色体 数的稳定性好于来源于薄壁细胞的
• 继代培养的次数
• 培养基及培养方式
亚二倍体是指正常的46条染色体丢失一个或多个染色体 继代次数越多,细胞变异概率越高
G(e,i, anti)
G(k, syn)
A(a, syn)
3.2.2. 诱发突变
3.2.2.1. 物理诱变 a) 电离辐射诱变; (χ)( γ) ray Cs137(χ) (γ) ray H3 (α) ray P32,, S35(β) ray Co60 (χ)( γ) ray穿透性
基因突变与体细胞变异 (Somatic Variation and Plant Genetic Improvement)
1.植物体细胞变异定义
•体细胞变异:与性细胞变异相对应,即非性细胞产生的变
异,按变异的性质可分为遗传变异和表观遗传变异,按照离 体与否分为体细胞变异(芽变,不离体, somatic variation) 和体细胞无性系变异(离体, somaclonal variation)。
影响体细胞无性系变异的因素
• 植物的繁殖世代及品种差异 • 外植体来源 • 愈伤组织继代次数 • 培养基成分:激素 • 培养过程中理化因素
• 植株再生方式
遗传变异检测方法
• 染色体计数 • 同工酶 • 蛋白质电泳 • 分子标记(AFLP,SSR, ISSR, RAPD, SSAP etc)
2. 基因突变