有关“基因突变”的几组概念辨析,本文主要内容关键词为:基因突变论文,概念论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
“基因突变”在生物的遗传和变异中占重要的地位。基因突变是生物可遗传变异的主要来源,基因突变是发生在分子水平上的,而表现结果——变异是在个体水平或器官水平,从基因突变到生物变异的实现是一个很复杂的基因表达过程。学生在构建新知识时容易发生以下理解上的误区。
一、基因突变就是DNA中碱基对的替换、增添、缺失
误区:把“基因”和“DNA”两个概念等同
分析:DNA是遗传信息的载体,遗传信息就储存在它的碱基序列中。但并不是构成DNA的全部碱基序列都携带遗传信息。携带遗传信息的DNA序列称为基因,不携带遗传信息的DNA序列称为非基因序列。非基因序列的碱基对的改变不会引起基因结构的改变。另外,有些病毒(如SARS病毒)的遗传物质是RNA,RNA中碱基的增添、缺失、改变引起病毒性状变异,也为广义上的基因突变。可见,DNA中碱基对的增添、缺失、改变与基因突变并不是一一对应的关系。
二、基因突变就会导致生物变异
误区:基因一定能表达
分析:基因能控制蛋白质的合成,从而控制生物的性状。很多生物变异都是由基因突变引起,比如人类的白化病、红绿色盲、玉米的白化苗等。基因的表达是一个很复杂的过程。分为转录和翻译两个过程,转录是以DNA的一条链为模板,按照碱基互补配对原则合成RNA的过程,翻译是以RNA为模板,指导合成一定氨基酸顺序的多肽链的过程,这两个过程涉及在RNA水平和多肽链水平上剪辑、拼接等问题。例如,基因中碱基对的改变引起的基因突变,由于遗传密码的简并性,控制合成的氨基酸可能未改变;基因中由于碱基对的增添、缺失导致合成的氨基酸改变,但由于该氨基酸不在重要的活性部位,蛋白质的空间结构可能并没有因此变化;在真核生物中,基因还分显性和隐性。隐性基因在杂合子中不表达,例如:AA基因突变成Aa,表现型并不改变;生物的发育是基因选择表达的过程,一个细胞中,只有一部分基因在表达,大部分基因处于关闭状态,等等。虽然很多变异是由基因突变引起的,但基因突变并不一定引起生物的变异。
三、基因突变一定发生在分裂间期
误区:基因突变都与DNA复制出错有关
分析:从引起基因突变的因素来分析,基因突变因素分为外部因素和内部因素。外部因素包括物理因素(紫外线等辐射)、化学因素(亚硝酸等化学物质)和生物因素(某些病毒)。内部因素包括DNA复制出错、DNA碱基组成改变等。外部因素对DNA的损伤不仅在间期,应该在各个时期都有,所以基因突变不仅在间期发生。内部因素中的DNA碱基组成的改变更是随机发生。例如,细胞癌变是正常细胞中原癌基因和抑癌基因突变的结果,而发生癌变的细胞并不都是能分裂的细胞,也有间期的细胞。
另外,外部因素还可直接损伤DNA分子或改变碱基,并不是通过DNA的复制来改变碱基对。例如,紫外线照射可以造成DNA损伤,引起DNA分子中胸腺嘧啶以环丁基环形成二聚体,影响DNA的复制和转录,从而导致生物产生变异。
四、基因突变的结果是产生等位基因
误区:所有的生物都有等位基因
分析:真核细胞(除了性细胞外)的染色体大多是二倍体,每个基因都有两个拷贝,分别位于同源染色体上。基因突变导致基因的碱基序列改变,遗传信息从而改变,产生新基因,新基因和原来的基因构成等位基因。但不同生物的基因组组成不同,病毒和原核细胞的基因组结构简单,基因数目少,而且一般是成单的,不存在等位基因。因此,真核生物基因突变产生它的等位基因,原核生物和病毒基因突变产生的是一个成单的新基因。
五、基因突变的结果大多是有害的
误区:说法片面,偏离基因突变的意义
分析:事实上,基因突变的结果有三种情况:有的突变对生物是有利的,有的突变对生物是有害的,有的突变对生物既无利也无害,是中性的。自然选择是淘汰有害变异,保留有利和中性的变异。
六、自发突变与自然突变是相同概念
误区:概念界限不清
分析:自发突变是DNA在没有外来因素的影响下发生的突变,包括两种类型:DNA复制出错,碱基组成改变。自然突变是在自然条件下发生的突变,自然条件下也有诱发突变的物理因素、化学因素、生物因素。所以自然突变的范围大一些。