基因突變可以在自然情況下發生嗎如果可以能改變

2021-03-03 20:58:39 字數 5612 閱讀 6579

1樓:鵝子野心

基因突變在自然轉態下可以發生,具有自發性.

不論是真核生物還是原核生物的突變,也不論是什麼型別的突變,都具有隨機性、低頻性和可逆性等共同的特性。

普遍性基因突變在自然界各物種中普遍存在。

隨機性t.h.摩爾根在飼養的許多紅色複眼的果蠅中偶然發現了一隻白色複眼的果蠅。

這一事實說明基因突變的發生在時間上、在發生這一突變的個體上、在發生突變的基因上,都是隨機的。以後在高等植物中所發現的無數突變都說明基因突變的隨機性。在細菌中則情況遠為複雜。

在含有某一種藥物的培養基中培養細菌時往往可以得到對於這一藥物具有抗性的細菌,因此曾經認為細菌的抗藥性的產生是藥物引起的,是定向的適應而不是隨機的突變。s.盧里亞和m.

德爾布呂克在2023年首先用波動測驗方法證明在大腸桿菌中的抗噬菌體細菌的出現和噬菌體的存在無關。j.萊德伯格等在2023年又用印影接種方法證實了這一論點。

方法是把大量對於藥物敏感的細菌塗在不含藥物的培養基表面,把這上面生長起來的菌落用一塊滅菌的絲絨作為接種工具印影接種到含有某種藥物的培養基表面,使得兩個培養皿上的菌落的位置都一一對應。根據後一培養基表面生長的個別菌落的位置,可以在前一培養皿上找到相對應的菌落。在許多情況下可以看到這些菌落具有抗藥性。

由於前一培養基是不含藥的,因此這一實驗結果非常直觀地說明抗藥性的出現不依賴於藥物的存在,而是隨機突變的結果,只不過是通過藥物將它們檢出而已。

稀有性在第一個突變基因發現時,不是發現若干白色複眼果繩而是隻發現一隻,說明突變是極為稀有的,也就是說野生型基因以極低的突變率發生突變(一些有代表性的基因突變率見表)。在有性生殖的生物中,突變率用每一配子發生突變的概率,也就是用一定數目配子中的突變型配子數表示。在無性生殖的細菌中,突變率用每一細胞世代中每一細菌發生突變的概率,也就是用一定數目的細菌在**一次過程中發生突變的次數表示。

據估計,在高等生物中,大約10^5~10^8個生殖細胞中,才會有1個生殖細胞發生基因突變。雖然基因突變的頻率很低,但是當一個種群內有許多個體時,就有可能產生各種各樣的隨機突變,足以提供豐富的可遺傳的變異。

可逆性野生型基因經過突變成為突變型基因的過程稱為正向突變。正向突變的稀有性說明野生型基因是一個比較穩定的結構。突變基因又可以通過突變而成為野生型基因,這一過程稱為回覆突變。

從表中同樣可以看到回覆突變是難得發生的,說明突變基因也是一個比較穩定的結構。不過,正向突變率總是高於回覆突變率,這是因為一個野生型基因內部的許多位置上的結構改變都可以導致基因突變,但是一個突變基因內部只有一個位置上的結構改變才能使它恢復原狀。

少利多害性

一般基因突變會產生不利的影響,被淘汰或是死亡,但有極少數會使物種增強適應性。

不定向性

例如控制黑毛a基因可能突變為控制白毛的a+或控制綠毛的a-基因。

有益性一般基因突變是有害的,但是有極為少數的是有益突變。例如一隻鳥的嘴巴很短,突然突變變種後,嘴巴會變長,這樣會容易捕捉食物或水。

一般,基因突變後身體會發出抗體或其他修復體進行自行修復。可是有一些突變是不可迴轉性的。突變可能導致立即死亡,也可以導致慘重後果,如器官無法正常運作,dna嚴重受損,身體免疫力低下等。

如果是有益突變,可能會發生奇蹟,如身體分泌中特殊變種細胞來保護器官,身體,或在一些沒有受骨骼保護的部位長出骨骼。基因與dna就像是每個人的身份證,可他又是一個人的先知,因為它決定著身體的衰老、病變、死亡的時間。

獨立性某一基因位點的一個等位基因發生突變,不影響另一個等位基因,即等位基因中的兩個基因不會同時發生突變。

①隱性突變:當代不表現,f2代表現。

②顯性突變:當代表現,與原性狀並存,形成鑲嵌現象或嵌合體。

重演性同一生物不同個體之間可以多次發生同樣的突變。

何謂基因突變?有哪些主要型別?

2樓:匿名使用者

基因突變在生物學上的含義,是指細胞中的遺傳基因(通常指存在於細胞核中的脫氧核糖核酸)發生的改變。它包括單個鹼基改變所引起的點突變,或多個鹼基的缺失、重複和插入。原因可以是細胞**時遺傳基因的複製發生錯誤、或受化學物質、基因毒性、輻射或病毒的影響。

基因突變的主要型別:

1、鹼基置換突變

指dna分子中一個鹼基對被另一個不同的鹼基對取代所引起的突變,也稱為點突變(point mutation)。點突變分轉換和顛換兩種形式。如果一種嘌呤被另一種嘌呤取代或一種嘧啶被另一種嘧啶取代則稱為轉換(transition)。

嘌呤取代嘧啶或嘧啶取代嘌呤的突變則稱為顛換(transversion)。由於dna分子中有四種鹼基,故可能出現4種轉換和8種顛換。在自然發生的突變中,轉換多於顛換。

鹼基對的轉換可由鹼基類似物的摻入造成。例如,5-溴尿嘧啶(5-bromouracil,bu)是一種與胸腺嘧啶類似的化合物,具有酮式和烯醇式兩種結構,且兩者可以互變,一般酮式較易變為烯醇式。當dna複製 時,酮式bu代替了t,使a-t鹼基對變為a-bu;第二次複製時,烯醇式bu能和g配對,故出現g-bu鹼基對;第三次複製時,g和c配對,從而出現g-c鹼基對,這樣,原來的a-t鹼基對就變成g-c鹼基對。

鹼基對的轉換也可由一些化學誘變劑誘變所致。例如,亞硝酸類能使胞嘧啶(c)氧化脫氨變成尿嘧啶(u),在下一 次複製中,u不與g配對,而與a配對;複製結果c-g變為t-a。又如,烷化劑中的芥子氣和硫酸二乙酯可使g發生乙基化,成為烷基化鳥嘌呤(mg),結果,mg不與c配對,而與t配對,經過複製,g-c變為a-t。

2、移碼突變

指dn**段中某一位點插入或丟失一個或幾個(非3或3的倍數)鹼基對時,造成插入或丟失位點以後的一系列編碼順序發生錯位的一種突變。它可引起該位點以後的遺傳資訊都出現異常。發生了移碼突變的基因在表達時可使組成多肽鏈的氨基酸序列發生改變,從而嚴重影響蛋白質或酶的結構與功能。

吖啶類誘變劑如原黃素、吖黃素、吖啶橙等由於分子比較扁平,能插入到dna分子的相鄰鹼基對之間。如在dna複製前插入,會造成1個鹼基對的插入;若在複製過程中插入,則會造成1個鹼基對的缺失,兩者的結果都引起移碼突變。

3、缺失突變

基因也可以因為較長片段的dna的缺失而發生突變。缺失的範圍如果包括兩個基因,那麼就好象兩個基因同時發生突變,因此又稱為多位點突變。由缺失造成的突變不會發生回覆突變。

所以嚴格地講,缺失應屬於染色體畸變。

4、插入突變

一個基因的dna中如果插入一段外來的dna,那麼它的結構便被破壞而導致突變。大腸桿菌的噬菌體mu-1和一些插入順序(is)以及轉座子(見轉座因子)都是能夠轉移位置的遺傳因子,當它們轉移到某一基因中時,便使這一基因發生突變。許多轉座子上帶有抗藥性基因,當它們轉移到某一基因中時,一方面引起突變,另一方面使這一位置上出現一個抗藥性基因。

插入的dna分子可以通過切離而失去,準確的切離可以使突變基因回覆成為野生型基因。這一事件的出現頻率並不由於誘變劑的處理而提高。

誘因:1、外因

(1)物理因素:x射線、鐳射、紫外線、伽馬射線等。

(2)化學因素:亞硝酸、黃麴黴素、鹼基類似物等。

(3)生物因素:某些病毒和細菌等。

2、內因

dna複製過程中,基因內部的脫氧核苷酸的數量、順序、種類發生了區域性改變從而改變了遺傳資訊。

3樓:匿名使用者

基因突變是指dna分子中發

生鹼基對的替換、增添和缺失,而引起的基因結構的改變,叫基因突變(gene mutation)。它包括單個鹼基改變所引起的點突變(point mutation),或多個鹼基的缺失、重覆和插入。

在自然條件下發生的突變叫自發突變,由人工利用物理因素或化學藥劑誘發的突變叫誘發突變。基因突變是生物變異的主要原因,是生物進化的主要因素。在生產上人工誘變是產生生物新品種的重要方法。

鹼基置換突變:由一個錯誤的鹼基對替代一個正確的鹼基對的突變叫鹼基置換突變。例如在dna分子中的gc鹼基對由cg或at或ta所代替,at鹼基對由ta或gc或cg所代替。

鹼基替換過程只改變被替換鹼基的那個密碼子,也就是說每一次鹼基替換隻改變一個密碼子,不會涉及到其他的密碼子。引起鹼基置換突變的原因和途徑有兩個。一是鹼基類似物的摻入,例如在大腸桿菌培養基中加入5-溴尿嘧院(bu)後,會使dna的一部分胸腺嘧啶被bu所取代,從而導致at鹼基對變成gc鹼基對,或者gc鹼基對變成at鹼基對。

二是某些化學物質如亞硝酸、亞硝基胍、硫酸二乙酯和氮芥等,以及紫外線照射,也能引起鹼基置換突變。

移碼突變:基因中插入或者缺失一個或幾個鹼基對,會使dna的閱讀框架(讀碼框)發生改變,導致插入或缺失部位之後的所有密碼子都跟著發生變化,結果產生一種異常的多肽鏈。移碼突變誘發的原因是一些像吖啶類染料分子能插入dna分子,使dna複製時發生差錯,導致移碼突變。

根據遺傳資訊的改變方式,基因突變又可以分為同義突變、錯義突變和無義突變三種型別。

基因突變的特點:

基因突變作為生物變異的一個重要**,它具有以下主要特點:

第一,基因突變在生物界中是普遍存在的。無論是低等生物,還是高等的動植物以及人,都可能發生基因突變。基因突變在自然界的物種中廣泛存在。

例如,棉花的短果枝、水稻的矮杆、糯性,果蠅的白眼、殘翅,家鴿羽毛的灰紅色,以及人的色肓、糖尿病、白化病等遺傳病,都是突變性狀。自然條件下發生的基因突變叫做自然突變,人為條件下誘發產生的基因突變叫做誘發突變。

第二,基因突變是隨機發生的。它可以發生在生物個體發育的任何時期和生物體的任何細胞。一般來說,在生物個體發育的過程中,基因突變發生的時期越遲,生物體表現突變的部分就越少。

例如,植物的葉芽如果在發育的早期發生基因突變,那麼由這個葉芽長成的枝條,上面著生的葉、花和果實都有可能與其他枝條不同。如果基因突變發生在花芽分化時,那麼,將來可能只在一朵花或一個花序上表現出變異。

基因突變可以發生在體細胞中,也可以發生在生殖細胞中。發生在生殖細胞中的突變,可以通過受精作用直接傳遞給後代。發生在體細胞中的突變,一般是不能傳遞給後代的。

第三,在自然狀態下,對一種生物來說,基因突變的頻率是很低的。據估計,在高等生物中,大約十萬個到一億個生殖細胞中,才會有一個生殖細胞發生基因突變,突變率是105~108。不同生物的基因突變率是不同的。

例如,細菌和噬菌體等微生物的突變率比高等動值物的要低。同一種生物的不同基因,突變率也不相同。例如,玉米的抑制色素形成的基因的突變率為1.

06×10-4,而黃色胚乳基因的突變率為2.2×10-6.

第四,大多數基因突變對生物體是有害的,由於任何一種生物都是長期進化過程的產物,它們與環境條件已經取得了高度的協調。如果發生基因突變,就有可能破壞這種協調關係。因此,基因突變對於生物的生存往往是有害的。

例如,絕大多數的人類遺傳病,就是由基因突變造成的,這些病對人類健康構成了嚴重威脅。又如,植物中常見的白化苗,也是基因突變形成的。這種苗由於缺乏葉綠素,不能進行光合作用製造有機物,最終導致死亡。

但是,也有少數基因突變是有利的。例如,植物的抗病性突變、耐旱性突變、微生物的抗藥性突變等,都是有利於生物生存的。

第五,基因突變是不定向的。一個基因可以向不同的方向發生突變,產生一個以上的等位基因。例如,控制小鼠毛色的灰色基因(a+)可以突變成黃色基因(ay)。

也可以突變成黑色基因(a).但是每一個基因的突變,都不是沒有任何限制的。例如,小鼠毛色基因的突變,只限定在色素的範圍內,不會超出這個範圍。

例如英國女王維多利亞家族在她以前沒有發現過血友病的病人,但是她的一個兒子患了血友病,成了她家族中第一個患血友病的成員。後來,又在她的外孫中出現了幾個血友病病人。很顯然,在她的父親或母親中產生了一個血友病基因的突變。

這個突變基因傳給了她,而她是雜合子,所以表現型仍是正常的,但卻通過她傳給了她的兒子。基因突變的後果除如上所述形成致病基因引起遺傳病外,還可造成死胎、自然流產和出生後天折等,稱為致死性突變;當然也可能對人體並無影響,僅僅造成正常人體間的遺傳學差異;甚至可能給個體的生存帶來一定的好處。

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