备课素材：基因突变的种类-高一下学期生物人教版（2019）必修2.docx

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1、基因突变的种类突变是指发生在遗传物质上的变异。广义上突变可以分为两类：染色体变异（chromosome aberration），即染色体数目和结构的改变；基因突变（genemutation），即基因的核苷酸顺序或数目发生改变。狭义突变通常特指基因突变，它包括单个碱基改变所引起的点突变（point mutation），或多个碱基的缺失、重复和插入。基因突变可发生在个体发育的任何阶段，以及体细胞或生殖细胞周期的任何时期。如果突变发生在体细胞中，则变异不能直接遗传给下一代。如果突变发生在某一个配子中，那么，子代中只有某一个个体有可能继承这个突变基因。如果突变发生在配子形成的早期阶段，如发生在卵原细胞

2、或精原细胞中，则多个配子都有可能接受这个突变基因，这样，突变基因传到后代的可能性就会增加。通常，生殖细胞的突变率比体细胞高，这主要是因为生殖细胞在减数分裂时对外界环境的变化更加敏感。我们一般把携带突变基因的细胞或个体称为突变体（mutant），没有发生基因突变的细胞或个体称为野生型（wild type）。引起突变的物理因素（如射线）和化学因素（如亚硝酸盐）称为诱变剂（mutagen）。通过使用诱变剂而产生的突变称为诱发突变（inducedmutation）。由于自然界中诱变剂的作用或DNA复制、转录、修复时偶然出现的碱基配对错误所产生的突变称为自发突变（spontaneous mutation

3、）。人类单基因病大都为自发突变的结果。自发突变产生的频率（突变率）一般很低，平均每一核苷酸每一世代为10-1010-9，即每世代、每10亿至100亿个核苷酸有一次突变发生。如果按照DNA碱基顺序改变的类型区分，突变还可以分为碱基置换突变、移码突变、整码突变、染色体错误配对和不等交换4种。1.碱基置换突变一个碱基被另一个碱基取代而造成的突变称为碱基置换突变。凡是一个嘌呤被另一个嘌呤所取代，或者一个嘧啶被另一个嘧啶所取代的置换称为转换（transition）；一个嘌呤被另一个嘧啶所取代，或一个嘧啶被另一个嘌呤所替代的置换称为颠换（transversion）。转换可能有4种，而颠换可能有8种。在自然

4、界中，转换通常多于颠换。根据碱基置换对肽链中氨基酸顺序的影响，可以将突变分为同义突变、错义突变、无义突变和终止密码突变4种类型。同义突变由于密码子具有简并性，因此，单个碱基置换可能只改变mRNA上的特定密码子，但不影响它所编码的氨基酸。例如，DNA模板链中GCG的第3位G被A取代而成GCA，则mRNA中相应的密码子CGC就被转录为CGU，由于CGC和CGU都是精氨酸的密码子，因而新形成的肽链没有氨基酸顺序和数目的变化，这种突变称为同义突变（synonymous mutation）。同义突变不易检出。错义突变错义突变是指DNA中的碱基置换不仅改变了mRNA上特定的遗传密码，而且导致新合成的肽链中

5、一个氨基酸被另一个氨基酸所取代，这种情况称为错义突变（missense mutation）。此时，在该氨基酸前后的氨基酸不改变。例如，mRNA的正常编码顺序为：UAU（酪）GCC（丙）AAA（赖）UUG（亮）AAA（赖）CCA（脯），当第3个氨基酸对应的密码子中间的A颠换为C时，则AAA（赖）ACA（苏），即上述顺序改变为UAU（酪）GCC（丙）ACA（苏）UUG（亮）AAA（赖）CCA（脯）。错义突变往往导致产生功能异常的蛋白质。无义突变当单个碱基置换导致出现终止密码子（UAG、UAA、UGA）时，肽链将提前终止合成，所产生的蛋白质大都失去活性或丧失正常功能，此种突变称为无义突变（non-s

6、ense mutation）。例如，DNA模板链中ATG的G被T代替时，相应的mRNA上的密码子便从UAC变成终止信号UAA，因此翻译便到此为止，使肽链缩短。终止密码突变当DNA中一个终止密码发生突变成为编码氨基酸的密码子时，肽链的合成将不能正常终止，肽链将继续延长直至遇到下一个终止密码子，因而形成了延长的异常肽链，这种突变称为终止密码突变（termination codon mutation），属于一类延长突变（elongationmutation）。此外，还有抑制基因突变。如果基因内部不同位置上的不同碱基分别发生突变，使其中一次突变抑制了另一次突变的遗传效应，这种突变称为抑制基因突变（su

7、ppressor gene mutation）。例如，在血红蛋白异常疾病中， Hbharlem是链第6位谷氨酸变成缬氨酸，第73位天冬氨酸变成天冬酰胺，但患者的临床表现较轻；而单纯6谷氨酸缬氨酸，通常产生严重的临床症状，甚至造成死亡。这说明 Hb harlem即73的突变抑制了6突变的有害效应。2.移码突变移码突变（frame-shift mutation）是指DNA链上插入或缺失1个、2个甚至多个碱基（但非3个碱基或3的整数倍的碱基），导致在插入或缺失碱基部位以后的密码子顺序和组成发生相应改变。由于原来的密码子移位，终止密码子常常推后或提前出现，结果造成新合成的肽链延长或缩短。3.整码突变如果在DNA链的密码子之间插入或缺失一个或几个密码子，则合成的肽链将增加或减少个或几个氨基酸，但插入或缺失部位前后的氨基酸顺序不变。这种突变称为整码突变（codon mutation），亦称密码子插入或缺失（codon insertionor deletion）。学科网（北京）股份有限公司