染色体畸变与基因突变
基因突变的定义及性质是什么

基因突变的定义及性质是什么基因突变的定义基因组DNA分子发生的突然的、可遗传的变异现象(gene mutation)。
从分子水平上看,基因突变是指基因在结构上发生碱基对组成或排列顺序的改变。
基因虽然十分稳定,能在细胞分裂时精确地复制自己,但这种稳定性是相对的。
在一定的条件下基因也可以从原来的存在形式突然改变成另一种新的存在形式,就是在一个位点上,突然出现了一个新基因,代替了原有基因,这个基因叫做突变基因。
于是后代的表现中也就突然地出现祖先从未有的新性状。
1个基因内部可以遗传的结构的改变。
又称为点突变,通常可引起一定的表型变化。
广义的突变包括染色体畸变。
狭义的突变专指点突变。
实际上畸变和点突变的界限并不明确,特别是微细的畸变更是如此。
野生型基因通过突变成为突变型基因。
突变型一词既指突变基因,也指具有这一突变基因的个体。
基因突变可以发生在发育的任何时期,通常发生在DNA复制时期,即细胞分裂间期,包括有丝分裂间期和减数分裂间期;同时基因突变和脱氧核糖核酸的复制、DNA损伤修复、癌变和衰老都有关系,基因突变也是生物进化的重要因素之一,所以研究基因突变除了本身的理论意义以外还有广泛的生物学意义。
基因突变为遗传学研究提供突变型,为育种工作提供素材,所以它还有科学研究和生产上的实际意义。
基因突变的特性不论是真核生物还是原核生物的突变,也不论是什么类型的突变,都具有随机性、低频性和可逆性等共同的特性。
普遍性基因突变在自然界各物种中普遍存在。
随机性T.H.摩尔根在饲养的许多红色复眼的果蝇中偶然发现了一只白色复眼的果蝇。
这一事实说明基因突变的发生在时间上、在发生这一突变的个体上、在发生突变的基因上,都是随机的。
以后在高等植物中所发现的无数突变都说明基因突变的随机性。
在细菌中则情况远为复杂。
在含有某一种药物的培养基中培养细菌时往往可以得到对于这一药物具有抗性的细菌,因此曾经认为细菌的抗药性的产生是药物引起的,是定向的`适应而不是随机的突变。
遗传变异和突变的原因和效应有哪些

遗传变异和突变的原因和效应有哪些遗传变异和突变是生物学中常见的现象,它们对物种的进化和适应性起着重要的作用。
本文将探讨遗传变异和突变的原因及其产生的效应。
一、遗传变异的原因1. 遗传基因遗传基因是遗传变异的重要原因之一。
不同个体之间的基因组成会导致遗传变异,从而影响个体的表型特征。
2. 基因突变基因突变是遗传变异的主要原因之一。
基因突变是指基因序列在复制过程中发生的错误或者受到外部环境因素的影响而发生改变。
例如,受到放射线辐射或者化学物质的影响,细胞的DNA序列可能发生突变。
3. 染色体畸变染色体畸变也是引起遗传变异的重要原因之一。
染色体的结构异常或数量异常都会导致遗传变异。
例如,染色体缺失、染色体重复、染色体片段交换等都会引起遗传变异。
二、遗传变异的效应1. 物种适应遗传变异可以增加物种的适应性。
在物种适应环境的过程中,适应性有利的遗传变异会得到保留并传递给后代,这使得物种可以更好地适应环境的变化。
2. 进化遗传变异是物种进化的重要推动力。
通过遗传变异,物种可以在进化的过程中逐渐适应和改变,使得物种的适应性得到提高。
3. 多样性遗传变异导致了个体之间的差异性,从而增加了生物的多样性。
这种多样性不仅在单个物种内部存在,也在不同物种之间存在,进一步促进了物种的进化和生态系统的稳定。
三、突变的原因1. 外部环境因素外部环境中的放射线、化学物质等可以引发细胞中的基因突变。
这些突变可能会导致DNA序列的改变,从而产生突变。
2. 遗传突变某些突变可能是由于遗传物质本身的异常或者传递错误导致的。
例如,在DNA复制过程中可能发生复制错误,导致新生代细胞的基因序列出现突变。
四、突变的效应1. 疾病和异常突变可能会导致基因功能的改变,从而引发一些疾病和异常。
例如,突变可能导致某些基因失去功能,进而导致遗传疾病的发生。
2. 进化突变为物种的进化提供了新的遗传变异。
在自然选择的作用下,有利的突变可能会被保留和传递给后代,从而推动物种的进化过程。
遗传育种课后重点及答案

第二章基因突变及其机制1.突变(Mutation):遗传物质核酸(DNA或病毒中的RNA)中的核苷酸序列突然发生了稳定的可遗传的变化。
2.突变型:由于突变体中DNA碱基序列的改变,所产生的新的等位基因及新的表现型称为突变型。
3.染色体畸变:染色体结构的改变,多数是染色体或染色单体遭到巨大损伤产生断裂,而断裂的数目、位置、断裂端连接方式等造成不同的突变。
包括染色体缺失、重复、倒位和易位等。
涉及到DNA分子上较大范围的变化,往往会涉及到多个基因。
4.基因突变;是指一个基因内部遗传结构或DNA序列的任何改变,包括一对或少数几对核苷酸的缺失、插入或置换,分为碱基置换(转换和颠换)和移码突变。
转换transition:DNA链中一个嘌呤(嘧啶)被另一个嘌呤(嘧啶)所置换。
颠换transversion:DNA链中一个嘌呤(嘧啶)被一个嘧啶(嘌呤)所置换。
5.错义突变missense mutation:由于突变后的密码子代表另一种氨基酸,从而造成个别碱基的改变导致多肽链上某个氨基酸为另一种氨基酸所取代。
6.同义突变:由于遗传密码的简并性,突变后的密码子编码的仍是同一种氨基酸。
碱基序列发生改变而氨基酸序列未发生改变的隐蔽突变。
7.无义突变:突变后的密码子变成终止密码子,是一类是引起遗传性状改变的突变。
8.移码突变frameshift mutation:在DNA序列中由于一对或少数几对核苷酸的插入或缺失,而使其后全部遗传密码的阅读框架发生移动,进而引起转录和转译错误的突变叫移码突变。
一般只引起一个基因的表达出现错误。
9.条件致死突变型:在某一条件下具有致死效应,而在另一条件下没有致死效应的突变型。
如:温度敏感突变型。
10.回复突变:突变基因通过再次突变回复到野生型基因的表型性状。
11.沉默突变:表型不发生改变的基因突变,包括同义突变和氨基酸序列发生改变而不影响蛋白质功能的错义突变。
12.突变率(mutation rate):每个细胞每一世代中发生突变的概率。
遗传变异与物种进化的关系

遗传变异与物种进化的关系生物是在长期的演化过程中不断适应环境而进化的,而一个物种中的个体也会在遗传上产生巨大的变异。
这些遗传变异在进化中有着重要的作用,进化的结果往往是不同个体基因组的组合来创造适应性很高的后代。
因此,遗传变异与物种进化的关系非常密切。
遗传变异遗传变异是指在遗传物质(基因)的传递过程中,引起基因序列的改变或基因数量的变化。
遗传变异可以分为两种类型:基因突变和染色体畸变。
基因突变是指基因序列的改变,包括点突变、插入缺失突变、反转、易位等。
点突变是指单个碱基的改变,它可能会导致基因的缺失或改变,从而影响蛋白质的合成和功能,进而影响生物体的表型。
插入缺失突变是指基因序列中发生碱基添加或删除的变异,会导致基因序列的改变,从而致使生物体表现出不同的性状。
染色体畸变包括染色体的数量、结构变异和染色体的失落和获得。
染色体畸变可能导致特定基因的缺失或重复,也可能导致基因顺序的改变,从而影响生物体的表型和遗传性质。
物种进化物种进化是指生物种类的演化和适应新环境的过程。
物种进化经历了两种形式:适应性演化和随机演化。
适应性演化是指由于环境因素的选择,生物种类的适应性发生演化或变化。
随机演化,则是由于遗传变异的随机发生导致的演化。
在适应性演化的过程中,个体的遗传变异是通过适应选择来推动的。
在随机演化的过程中,遗传变异是由于随机突变和突变漂移作用来推动的。
遗传变异是物种进化的根源之一。
个体间存在遗传差异,它们在不同的环境中表现出不同的适应性,这些差异也就在物种进化中进行了选择。
仅有的遗传变异会被选择,而不适应环境的变异则会被淘汰。
坚持多代选择后,仍存在适用于特定环境的生物相对于更普遍的生物。
这个不断选择的过程有时可能是渐进式的(即通过许多小改变)或突发性的(即一个物种发生巨大的遗传改变)。
在这两种过程中,遗传变异促进了物种进化和生物多样性的增加。
遗传变异也通过基因流和突变漂移演化来造成了新生物种的形成,进而推动了生物多样性向前发展。
遗传学10 第10章 染色体畸变和突变(第一节)

• 出生时观察到6/1000的可见缺陷;
• 大约11%的不孕不育和6%的智力缺陷。
本部分将讨论染色体畸变的类型、 机制和遗传学效应及其应用。
本部分内容
染色体结构畸变
重复(duplication) 46, XY, dup(4)(q13)
缺失 (deletion) 倒位 (inversion) 46, XX, del(4)(q27) 46, XX, inv(4)(q13::q24)
(四) 疏松环
幼虫发育不同时期,基因在行使其特殊功能时出现的特殊形态 的泡状结构,称为puff,即染色体疏松结构。
疏松环是DNA纤丝 从正常包装状态解旋 松疏的结果,是基因 活跃转录的足迹 。 果蝇3次蜕皮,3次 大量转录蜕皮激素形 成3个疏松环,留下转 录足迹。
二、染色体结构变异的类型和机制
缺 失
1964年证实是第5号染色体短臂部分缺失。
核型:46,XY,5p猫叫样哭声,随年龄增长而消失
智力发育迟缓 眼距宽,外眼角下斜
腭弓高,下颌小
先天性心脏病(50%)
缺失例4:染色体缺失与肿瘤
1)染色体区段的缺失导致原癌基因表达调控区的 丢失,引起原癌基因的过度表达和激活(功能获得 性突变),导致癌基因的形成和肿瘤发生; 如:Burkitt’s 淋巴瘤中c-myc因负调控序列缺失 而过度表达。 2)染色体区段的缺失导致肿瘤抑制基因本身的丢 失(功能丧失性突变),诱导肿瘤发生; 如:视网膜母细胞瘤中的Rb基因的丢失。
易位 (translocation) 46, XY,t(4; 20)(q25; q12)
6 东北师范大学
一、唾腺染色体是遗传分析的理想材料
果蝇唾腺染色体
(salivary gland chromosome):双翅 目昆虫幼虫消化道、 唾液腺细胞有丝分裂 间期染色体,有4特点, 是染色体结构变异及 分子遗传研究的好材 料。
染色体畸变描述方法

染色体畸变描述方法染色体畸变是指染色体在结构和数量上的异常变化。
染色体是由DNA和蛋白质组成的遗传物质,位于细胞的细胞核中,负责传递遗传信息。
染色体畸变会导致遗传信息的错误传递,造成生物个体在遗传特征上的异常表现。
染色体畸变可以分为结构性畸变和数目性畸变两种类型。
结构性畸变是指染色体的结构发生改变,主要包括染色体缺失、重复、倒位、转位等。
染色体缺失指的是染色体上部分基因丢失或缺失,导致相关基因功能的缺失。
染色体重复是指染色体上的某一段基因序列出现重复,导致基因过度表达。
染色体倒位是指染色体上的一段基因序列发生颠倒,导致基因的排列顺序发生变化。
染色体转位是指染色体上的一段基因序列与其他染色体上的基因序列互相交换位置,导致基因的排列顺序发生变化。
数目性畸变是指染色体的数量发生变化,主要包括染色体增多和减少。
染色体增多是指染色体的数量超过正常数量,称为三体或多体,如唐氏综合征患者就是由于21号染色体的三体畸变导致的。
染色体减少是指染色体的数量少于正常数量,称为单体或缺失,如性染色体单体畸变可导致性别异常。
染色体畸变的产生原因多种多样,包括遗传因素、环境因素和突变。
遗传因素指的是染色体畸变与遗传相关的基因突变有关,这些基因突变可以是从父母遗传而来,也可以是自发发生的。
环境因素指的是外界环境对染色体稳定性的影响,如辐射、化学物质等。
突变是指基因组中的一个或多个基因突然发生的、具有遗传意义的改变,突变可以引发染色体畸变。
染色体畸变对个体的健康和发育具有重要影响。
染色体畸变可能会导致一系列的遗传疾病和畸形,如唐氏综合征、爱德华氏综合征、克里格尔综合征等。
这些疾病往往伴随着智力低下、身体畸形、内脏功能异常等,给患者和家庭带来巨大的痛苦和负担。
此外,染色体畸变还会导致不育、习惯性流产等生育问题,给患者的生活和家庭带来重大困扰。
针对染色体畸变,医学领域提出了一系列的诊断和治疗方法。
常见的诊断方法包括羊水穿刺、绒毛活检、胚胎染色体核型分析等,通过分析细胞的染色体核型来检测染色体畸变。
病理生理学《基因突变和染色体畸变与疾病》课件

碱基替换
错义突变(missense mutationm)
(substitution) 无义突变(nonsense mutation )
终止密码突变(termination codon
mutation)
移码突变(frameshift mutation)
碱基的插入和缺失
(insertion and deletion)
整码突变(codon m电离辐射
环境因素 紫外线
烷化剂
遗传因素
四、基因病
常染色体显性遗传病
(autosomal dominant inheritance,AD)
常染色体隐性遗传病
单基因病 (autosomal recessive inheritance,AR)
X-伴性显性遗传病
基
(X-linked dominant inheritance,XD)
因
性连锁遗传病
病
X-伴性隐性遗传病
(X-linked recessive inheritance,XR)
多基因病
基因突变和染色体畸变
与
疾
病
本章内容
1、基因突变和基因病 2、染色体畸变和染色体病
第一节 基因突变和基因病
一、基因突变的概念
遗传物质的各种遗传性改变称突 变(mutation),其实质是核苷酸的 增添、缺失、替代、颠倒和转位。
二、基因突变的类型
同义突变(samesense mutation )
生物的遗传和变异的知识要点

1、不遗传的变异:环境因素引起的变异,遗传物质没有改变,不能进一步遗
传给后代。
2、可遗传的变异:遗传物质所引起的变异。
3、可遗传的变异基因突变、基因重组、染色体畸变。
4、基因突变:是指基因结构的改变,包括DNA碱基对的增添、缺失或改变。
5、基因突变
①类型:包括形态突变、生化突变和致死突变。
②特点:普遍性;多方向性;稀有性;可逆性;有害性。
④原因:在一定的'外界条件或者生物内部因素的作用下,使得DNA复制过程出现差错,造成了基因中脱氧核苷酸排列顺序的改变,最终导致原来的基因变为它的等位基因。
⑤实例:人类镰刀型贫血病、白化病、太空椒(利用宇宙空间强烈辐射而发生
基因突变培育的新品种。
⑥引起基因突变的因素:
a、物理因素:主要是各种射线。
b、化学因素:主要是各种能与DNA发生化学反应的化学物质。
c、生物因素:主要是某些寄生在细胞内的病毒。
6、基因重组:指控制不同性状基因的重新组合,导致后代不同于亲本类型的
现象或过程。
①类型:基因自由组合(非同源染色体上的非等位基因)、基因交换(同源染色
体上的非姐妹染色单体间的交换)。
②意义:是通过有性生殖过程实现的,导致生物性状的多样性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
(1-2)(12- 21) 1/4是完全可育的正常个体(1,1
和2,2),2/4仍然是半不育的易位杂合体(1,12,
2,21),1/4是完全可育的易位纯合体(12,12,21
,21)
(四) 罗伯逊易位(Robertsonian translocation)
两个近端着丝粒染色体或端部着丝粒染色体,相互 易位,两条大的相互融合,两条小的相互融合(丢 失)。
(一)染色体组(genome)及其基本特征
– 二倍体种配子中具有的全部染色体。 – 染色体基数(x):一个物种染色体组的染色体数
基本特征:
– 不同属的染色体基数不同; – 染色体组内的各染色体间形态、结构和载有的基
因均彼此不同。
(二)整倍体(euploid)
1. 整倍体:染色体数目是x的整倍的生 物个体。
四重体“十”字形;
相互易位杂和体减数分裂粗线期联会形成1-12-221的“十”字形象十字形。
到了终变期,十字形因交叉端化而变为四个染色 体构成的“四体链”或“四体环”(相邻式),交 替式则变为“8”字形象。
易位杂合体的联会和分离
可育
不育
(三) 易位的遗传学效应
降低连锁基因的重组率。
改变基因连锁关系 进化意义
(三) 缺失的细胞学鉴定 无着丝粒断片;
最初发生缺失的细胞在分裂时可见无着丝粒断片。
缺失环;
中间缺失杂合体偶线期和粗线期出现;
二价体末端突出;
顶端缺失杂合体粗线期、双线期,交叉未完全端 化的二价体末端不等长。
较小的缺失往往并不表现出明显的细胞学特征; 缺失纯合体减数分裂过程也不表现明显的细胞学特征。
一倍体(monoploid, x) 二倍体(diploid, 2x) 三倍体(tripoid, 3x) 四倍体(tetraploid, 4x)
*同源染色体的不等交换 (与缺失同时产生)。
相关术语:
重复染色体; 重复杂合体(duplication heterozygote); 重复纯合体(duplication homozygote) 。
(二) 重复的细胞学鉴定
重复圈(环);
如果重复较长,在联会时,重复区段被排挤,成 为二价体的一个突出的环或瘤,同时也要对照正 常染色体组型,以免与缺失杂合体的环或瘤混淆。
由于主要遗传物质没有丢失,个体表型仍然正常, 是平衡易位。
罗伯逊易位改变染色体数目,但不改变或很少改变 遗传物质总量。
录像
第二节 染色体数目变异
一、染色体组及其倍数性 二、同源多倍体(自学) 三、异源多倍体(自学) 四、多倍体的形成途径及其应用(自学) 五、非整倍体及其应用(自学)
一、染色体组及其倍数性
末端突出;
如果倒位片断很长,两片断反向配对,末端不能 配对的则为游离片断。
倒位纯合体则无明显细胞学特征。
(三) 倒位的遗传学效应
基因连锁关系发生改变:
基因间线性关系改变; 降低倒位杂合体的重组率(50%不育)。
导致倒位杂合体的部分不育
倒位可产生新物种
臂内倒位杂合体的交换
臂间倒位杂合体的交换
棒眼表现型的果蝇只有很少的 小眼数,其眼睛缩成狭条。这 种表现型是由X染色体16A横纹 区的重复所产生的。
779野生型
358杂和棒眼
25双棒眼
68棒眼
45杂和双棒眼
果蝇眼面大小遗传的位置效应
779 358 68 45
25
三、倒位(inversion)
(一) 倒位的类型
臂内倒位(paracentric inversion); 臂间倒位(pericentic inversion)。 倒位的形成。
(四) 缺失的遗传学效应
●致死:缺失片段较长
缺失纯合体:
致死或半致死。
缺失杂合体:
缺失区段较长时,生活力差、配子(尤其是花粉) 败育或竞争不过正常配子;
●假显性:缺失片段较短
紫:绿 缺失杂合体的假显性现象
二、重复(duplication)
(一) 重复的类型
顺接重复(tandem duplication) ; 反接重复(reverse duplication) 。 重复的形成。
倒位杂合体的交换结果
①无着丝点断片(臂内倒位杂合体),丢失。 ②双着丝点的缺失染色体单体(臂内),在成为后 期桥而折断后,形成2个缺失杂色体,配子不育。 ③单着丝点的重复缺失染色体(臂间),缺失染色 体→配子不育。 ④正常或倒位染色体单体→配子可育
四、易位( translocation )
(一) 易位的类型
相关术语:
倒位染色体; 倒位杂合体(inversion heterozygote); 倒位纯合体(inversion homozygote) 。
(二) 倒位的细胞学鉴定 倒位圈(环);
如果倒位片段不长,则倒位染色体与正常的染色 体所联会的二价体就会在倒位区段内形成“倒位 圈”。“倒位圈”与缺失和重复杂合体环或瘤不 同,后二者是单个染色体形成的,前者是一对染 色体形成的。
简单易位(simple translocation); 相互易位(reciprocal translocation)。
相关术语:
易位染色体; 易位杂合体(translocation heterozygote); 易位纯合体(translocation homozygote) 。
(二) 易位的细胞学鉴定
一、缺失(deficiency)
(一) 缺失的类型 顶端缺失(terminal deficiency) 中间缺失(interstitial deficiency)
(二) 缺失有关术语 缺失染色体(deficiency chromosome ) 缺失杂合体(deficiency heterozygote ) 缺失纯合体(deficiency homozygote
末端突出;
染色体末端不配对突出。如果重复的区段很短, 联会时重复部分 收缩一点,正常的延伸一点,看 不出,难以鉴定。重复纯合体亦难以鉴定。
(三) 重复的遗传学效应 剂量效应(dosage effect):
果蝇眼色遗传的剂量效应,红色(V+)对朱红(V)为 显性; 杂合体(V+V)表现为红色; 但(V+VV)的表现型却为朱红色(重复隐性基因的 作用超过与之相对应的显性基因的作用)。 位置效应(position effect)