第六章遗传物质的改变与人类变异 主要内容 一 染色体突变 二 基因突变 三 基因重组.

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1 第六章遗传物质的改变与人类变异 主要内容 一 染色体突变 二 基因突变 三 基因重组

2 第一节 染色体畸变 染色体畸变 是指染色体发生数目和结构上的异常改变，扰乱了遗传物质和基因间相互作用的平衡，使细胞的遗传功能受到影响而造成机体不同程度的损害，是染色体病形成的基础。造成染色体畸变的因素是多方面的，通常可由电离辐射、诱变剂等理化因素和病毒等生物因素诱发产生。

3 一、染色体数目异常 二倍体（diploid）2n，一个体细胞中染色体数为46，XX或46，XY。
整倍体 （euploid）n或 n 的倍数。23、46、69 非整倍体 （aneuploid） 不是n 或n的倍数。增加或减少1条或几条。 三体性 （trisomy）某号染色体多一个拷贝，如21三体，47，XX，+21。 单体性 （monosomy） 某号染色体少一个拷贝，如Turner综合征，45，X。

4 一）整倍体异常产生的机制 1、三倍体 细胞中有三个染色体组，人类全身三倍体是致死的。 核型：69，XXX；69，XXY；69，XYY。
2n/3n 嵌合体。 产生机制： 1）双雄受精 2）双雌受精

5 1）双雄受精

6 2）双雌受精

7 在人类中完全是3n的个体是致死的。三倍体胎儿夭折的主要原因是在胚胎细胞有丝分裂中，形成了3极或4极纺锤体，使染色体多少不等地分散在3个或4个赤道板上，导致分裂后期和子细胞内染色体不规则的分布（图6－1）；破坏了子细胞中基因间的平衡，由此严重地干扰了胚胎或胎儿的正常发育。这些个体能活到临产或出生者仅报导有数十例。存活下来的个体一般都是2n和3n的嵌合体。这些个体都具有智力低下、并指、半侧肥大或萎缩等发育异常。在流产儿中，3n个体十分常见。

8 全身为4n的个体较罕见。文献中曾报道过一名伴有严重的多发畸型的活产婴儿。但4n和多n细胞在一些肿瘤组织，如肝、支气管上皮、子宫内膜、膀胱上皮、骨髓细胞、瘤组织和培养细胞中却常见。

9 2、四倍体--核内复制 是指细胞具有四个染色体组。临床上更为罕见。在自然流产儿中占5%。 主要原因是核内复制 和核内有丝分裂。
核内复制 细胞内仅有染色体复制，而没有伴随细胞或核的分裂，这种现象称为核内复制。核内复制如发生在生殖细胞形成的过程中，受精后亦可形成多倍体；如发生在体细胞中，则可形成多倍体与二倍体的嵌合体。

10 四倍体-- --核内复制

11 二)非整倍体异常及产生机制 非整倍性变异 比二倍体多或少了一条或几条染色体的细胞或个体称为非整倍体。比二倍体数目多的叫超二倍体，比二倍体数目少的叫亚二倍体。 非倍数性改变的基本类型见表6－2。 单体型 非整倍体 三体型 多体型

12 1. 单体型 单体型(2n-1) 细胞中染色体数为45条，即某一号染色体少了一条。由于单体型个体的细胞中缺少一条染色体而造成基因严重失衡。所以，常染色体单体型个体一般难以存活。临床上主要见于X染色体的单体型，核型为45，X。 这种个体大多数(约98％)死于胚胎期，少数存活者，虽具女性表型，但有一系列异常症状。

13 2. 三体型 三体型(2n+1) 细胞中染色体数为47，即某号染色体有3条。这是人类染色体数目畸变中发病率最高、种类最多的一类畸变。在常染色体中除17号和19号未发现三体型报道外，其它常染色体均有三体型，且少数常染色体三体型可活到成年。这说明三体型多一条常染色体对机体的危害要比少一条染色体的单体型为小。不过，增加的一条常染色体将严重影响胚胎的正常发育，所以，绝大多数常染色体三体型只见于自然流产儿中。

14 2）实例：21—三体综合症， 睾丸发育不全征（XXY）

15 按理，X染色体较大，含遗传物质较多，如果丢失对人体形成的影响应该很大，但有部分X单体型（即核型为45，XO）能存活，根据Lyon假说，在女性卵子形成间期的细胞核里，只有一条X染色体有活性，另一条则处于“失活”状态，这就意味着能起转录作用的X染色体只有一条，也许这就是少数X单体型能存活下来的主要原因，但其个体发育仍受一定程度的影响。

16 常染色体单体型一般不能存活。只有含遗传物质较少，对生命活动影响较小的个别染色体，如21号、 22号单体可以存活。如果某一对染色体都不存在（2n—1—1），则为缺体（nullisomic），人类的缺体型实际上没有发现，因为人类经受不起一对同源染色体的缺失。

17 3.多体型 多体型 细胞内染色体数为48或48条以上，即某号染色体有4条或4条以上，主要有性染色体的多体型。如性染色体的四体型、五体型，不论男性或女性，随着染色体数目的增加，对性征和体征的影响程度亦随之递增。

18 4.非整倍体异常产生机制 非整倍体是不分离的结果，即在细胞分裂时染色体不能正常分离
4.非整倍体异常产生机制 非整倍体是不分离的结果，即在细胞分裂时染色体不能正常分离 减数I不分离 减数分裂不分离 不分离 减数II不分离 有丝分裂不分离 （卵裂不分离）

19 2) 有丝分裂不分离（卵裂不分离） 46 不分离 46/47/ 嵌合体

20 3)丢失 46 丢失 46/45 嵌合体

21 （三）嵌合体（mosaic）的形成 1.嵌合体 是指个体具有二种或二种以上不同染色体组的细胞系组成，通过对多倍体的研究，发现了许多出生时成活的个体多为 2 n/4 n的嵌合体。嵌合体中，性染色体嵌合现象较常见，以46， XX/46， XY为例，即组成人体的细胞群，既含有性染色体XX的细胞，又有含性染色体XY的细胞，是两种或多种细胞系的混合体。此外，还有XY/XO、XX/XXY、XO/XYY等嵌合的细胞独立存在，出现了性别不明显的个体，就是人们通常所说的“阴阳人”。

22 美籍波兰田径明星斯泰拉·瓦尔什，是1932年美国洛杉矶奥运会女子百米金牌的得主，就属于 XY/XO嵌合体。这位“女人”100m跑的成绩为11s9，一生中打破了一系列世界女子田径纪录，在她死后，经遗传学检查发现，瓦尔什主要是XY细胞，但也有少数XO细胞，从染色体组成情况看，虽然“她”有女性的外貌，以女性的身份生活在社会上，但应属男性。她具有男性发达的肌肉，皮下脂肪薄，因而在女选手中，她的田径成绩是超群的。这种现象在以前的体育大赛中，并不罕见，这种嵌合体所造成的变异，容易导致对男女运动能力判断失误，影响体育运动的公正性。

23 2.嵌合体形成机制 嵌合体的形成有两种可能。 （1）受精卵卵裂时，发生染色体不分离或染色体丢失（图6－5）：受精卵第一次卵裂时，染色体不分离，产生的子细胞均为不平衡者，其中单体可能死亡，若染色体不分离发生在第二次卵裂，则留下正常和三体细胞系，单体细胞死亡，其余发育成嵌合体；染色体丢失也会造成个别染色体数目异常而出现嵌合现象。在有丝　 分裂的后期，染色单体的迟留（anaphase lagging）使本应向子细胞移动的某一染色体（此时为单体状态）丢失，未能随其他染色体一起移动而进入任何一个子细胞，这样就导致某一细胞少了这条丢失的染色体。随着该细胞的分裂增殖，就会有一群此类细胞的产生。

24 （2）不规则受精：一个卵子同时与两个精子结合形成一个三倍体合子，在以后有丝分裂中，三极纺锤体上染色体分布不规则，由此形成 3 n/2 n/n三种细胞系的嵌合体，单倍体细胞系不存活，留下3n和2n细胞系，形成3n/2n嵌合体，或者受精时，一个卵子和两个精子结合形成3n细胞系，一个极体又和一个精子结合形成2n细胞系，结果形成3n/2n嵌合体（图 6－6）。 ）。

25 3.嵌合体的类型 嵌合体的类型一般包括两种。 （1）异源嵌合体（heterologous mosaic）：卵子分出较大极体后，卵和极体各自受精，极体与一个精子受精发育成二倍体细胞系，卵子与两个精子同时受精发育成三倍体细胞系，两个起源不同的细胞系联合成一个胚胎，由此形成的机体，称为异源嵌合体（图 6－6A）。 （2）同源嵌合体（homologous mosaic）：同一合子发育成不同的细胞系所组成的个体，称为同源嵌合体（图6－6B

26 二、染色体结构畸变 在某种因素的作用下，染色体发生断裂重接，染色体重排，形成特殊结构的染色体——标记染色体（marker chromosome）。

27 染色体结构异常类型： 1、缺失 deletion-del 2、易位 translocation-t
相互易位 罗伯逊易位 Robertsonian translocation-rob 3、等臂染色体 isochromosome-iso 4、插入 insersion-ins 5、重复 duplication-dup 6、倒位 inversion-inv 7、双着丝粒染色体dicentric chromosome-dic 8、环状染色体 ring chromosome –r 

28 1、缺失 deletion-del 简式 46,XX/XY,del(1)(p21) 详式 46，XX/XY，del（1）（qter→p21）

29 缺 失

30 2、易位 translocation-t 2q21 5q31 简式 46，XY，t（2；5）（q21；q31）
详式 46，XY，t（2；5）（2pter→2q21：：5q31→5qter； 5pter→5q31：：2q21→2qter）

31

32 易 位

33 罗伯逊易位 Robertsonian translocation-rob
13 14 D/D D/G G/G

34 慢性粒细胞白血病是易位的一个实例，它是一种血液恶性肿瘤，患者中年后，出现全身乏力、胸痛、关节疼及其他异常，致病原因就是第22号染色体之一的长臂发生断裂，断片大多数易位于第9号染色体的长臂上，患者核型为46， XX（或XY）， t（9q；22q）。

35 2.易位类型 如果是一个染色体的片段单一地转接到非同源染色体上，则称简单易位（simple translocation）或转移（shift），这种情况较少见，比较多的是两个非同源染色体之间的互换片段，称为相互易位（reciprocal translocation）。类型如图6－14所示。新生儿中发生相互易位者约占1～2/1000。

36 　相互易位的区段可能是等长的，也可能是不等长的，如果这些易位都保留原有基因数，只改变易位区段在染色体上的相对位置，对基因作用和个体发育一般无严重影响，又称平衡易位（balanced translocation）。

37 反复流产夫妇染色体核型分析结果表明，夫妇中一方染色体畸变是造成流产的重要细胞遗传学因素，其中平衡易位是流产夫妇的主要染色体异常类型，约占染色体异常者的83.33％，流产次数与染色体异常有平行关系，即随流产次数的增加，夫妇一方染色体异常有相应增高的趋势。染色体的平衡易位对生殖作用起着不良影响，平衡易位携带者表型正常，但由于减数分裂和同源染色体配对时可产生不平衡配子，不平衡的程度越大，流产机会越多。因为新生儿接受一条易位衍生染色体，从而造成某个易位节段的缺失或多余，破坏了基因间的平衡，易引起胎儿畸型发育，给后代健康带来严重危害。

38 3.易位染色体的细胞学检测 相互易位的杂合体在减数分裂前期I，同源染色体联会的粗线期，呈“十”字型图像（图6－15A）。配对易位断点就在“十”字形中心，到了终变期，“十”字形图像因交叉端化而变成4个染色体构成的“四环体”，到了中期“四环体”在赤道板上有三种可能的排列形式，不同的排列形式决定着后期I的不同分离（图6－15B、C、D），B图像为邻近式分离，产生配子不育；C图像是交替式分离，产生可育配子；D图像也是邻近式分离，配子不育。

39 3. 等臂染色体 isochromosome-iso

40 4. 插入 insertion-ins 5. 重复 duplication-dup A B A B

41 染色体重复了一个片段，这额外片段上的基因也随之重复，与缺失效应相比，重复的遗传效应不明显，但重复太多也会影响生活力，甚至造成死亡。
　　有一婴儿56天患支气管炎住院，以后经常感冒发烧，而且智力低下，1.6岁仍不会喊爸，不能坐，不认识父母，特殊的面容，染色体检查核型为46， XX7p+，即 7号染色体短臂部分重复而其他染色体正常（父母核型正常），7号染色体在7p13处断裂，另一条染色体在7p13～7p22处断裂，p13～p22片段插入7p13断裂处，而造成多处性状异常。

42 2.重复类型 重复基因的排列顺序可以是相同的，称串联重复（tandem repeat），也可以是反向的，称反向重复（invertedrepeat）。常见的是串联重复（图6－10）。

43 6. 倒位 inversion-inv B A A B

44 2.倒位类型 由于倒位区段的位置不同，可分为臂内倒位（paracentric inversion）和臂间倒位（pericentric inversion）。臂内倒位是指倒位区段发生在染色体的一个臂上。臂间倒位是指倒位区段涉及包括着丝粒在内的两个臂的倒位（图6－12）。 　　）。

45 人类臂内倒位尚未见报道，臂间倒位比较常见，如1、2、3、4、 5、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 15、 17、 18、 19、 21号染色体及X、Y染色体，都曾见到臂间倒位。
　　3.倒位染色体的细胞学检测 臂内倒位和臂间倒位都可以通过倒位杂合体减数分裂前期I同源染色体联会的情况进行细胞学测定，如果倒位区段较长，则倒位区段进行配对，而不倒位的部分配不上对（图6－13A、B）。倒位区段不是很长，通常可形成倒位圈（图6－13C

46 7. 双着丝粒染色体dicentric chromosome-dic

47 8.环状染色体 ring chromosome -r

48 例题1 A 用秋水仙素处理萌发的种子幼苗，可获得多倍体植物。秋水仙素的作用是（ ） A、抑制纺锤体的形成 B、诱发染色体多次复制
用秋水仙素处理萌发的种子幼苗，可获得多倍体植物。秋水仙素的作用是（ ） A、抑制纺锤体的形成 B、诱发染色体多次复制 C、加速细胞分裂 D、抑制细胞壁的形成 A

49 例题2 D 单倍体育种，可以明显地缩短育种年限，这是由于（ ） A、培养技术操作简便 B、幼苗成活率高 C、单倍体植物生长迅速
单倍体育种，可以明显地缩短育种年限，这是由于（ ） A、培养技术操作简便 B、幼苗成活率高 C、单倍体植物生长迅速 D、后代不发生性状分离 D

50 例题3 用花粉离体培养可以获得（ ） A、单倍体 B、二倍体 C、三倍体 D、多倍体 A

51 例题4 4、单倍体的染色体数目是（ ） A.一个染色体组 B.染色体组数成单数 C.与本物种配子染色体数目相同 D.以上都对 C

52 例题5 A 下列关于染色体组的叙述正确的是（ ） A、染色体组内不存在同源染色体 B、染色体组只存在于生殖细胞 C、染色体组只存在于体细胞
下列关于染色体组的叙述正确的是（ ） A、染色体组内不存在同源染色体 B、染色体组只存在于生殖细胞 C、染色体组只存在于体细胞 D、染色体组在减数分裂过程中消失 A

53 例题6 B 下列关于单倍体叙述正确的是（ ） ①单倍体只含有一个染色体组 ②单倍体只含有一个染色体 ③单倍体是含有本物种配子染色体数的个体
下列关于单倍体叙述正确的是（ ） ①单倍体只含有一个染色体组 ②单倍体只含有一个染色体 ③单倍体是含有本物种配子染色体数的个体 ④未受精的配子发育的个体是单倍 体 ⑤单倍体只含有一对同源染色体 A、①⑤ B、③④ C、②③ D、④⑤ B

54 例题7 7、基因型为AAaaBBbbCCcc的细胞所含的染色体组数是（ ） A.3个 B.2个 C.4个 D.6个 C

55 例题8 B 用基因型分别为GG和gg的两个亲本杂交，对F1幼苗用秋水仙素处理后发生的多倍体植物，其基因型为（ ） A、 Gg B、 GGgg
C、 GGGggg D、 GGGGgggg B

56 *例题9 D 下列说法正确的是（ ） A、体细胞中只有一个染色体组的个体才是单倍体 B、体细胞中含3个或3个以上染色体组的必定是多倍体
下列说法正确的是（ ） A、体细胞中只有一个染色体组的个体才是单倍体 B、体细胞中含3个或3个以上染色体组的必定是多倍体 C、六倍体小麦花粉离体培育成的个体是三倍体 D、八倍体小黑麦花粉离体培育成的个体是含有4个染色体组的单倍体 D

57 附录2：染色体组数目的确定1 1、根据染色体的形态确定。细胞内形态相同的染色体有几条，则含有几个染色体组。
如图1染色体形态相同的各有2条，则此细胞含有2个染色体组。图2含有3个染色体组。图3含有1个染色体组。 2、根据基因型确定。控制同一性状的基因出现几次，则含有几个染色体组。 如图4基因型为AaBB，则此细胞含有2个染色体组。图5含有4个染色体组。图6含有1个染色体组。 图1 图2 图3 图4 AaBB 图5 AAaaBbbb 图6 ABCD

58 续：染色体组数目的确定2 3、根据染色体的数目和染色体形态（种类）数推算。染色体组数=染色体数÷染色体形态数。如图7，普通小麦体细胞有染色体数42条，染色体形态数为7，则染色体组数为6。 4、根据已知配子或单倍体的染色体组数来推算。体细胞染色体组数=配子或单倍体的染色体组数×2。如图8是图7的单倍体 图7 图8

59 *例题10 D 四倍体西瓜基因型为AAaa，与二倍体西瓜基因型为Aa进行杂交，所得种子胚的基因型理论比为（ ）
A、1：2： B、1：3：3：1 C、1：4： D、1：5：5：1 D 基因型为AAaa四倍体西瓜产生的配子基因型比例为AA：Aa：aa=1：4：1。基因型为Aa二倍体西瓜产生的配子基因型比例为A：a=1：1 种子胚的基因型 AAA：AAa： Aaa： aaa=1：5：5：1 1/2A 1/2a 1/6AA 1/12 AAA 1/12 AAa 4/6Aa 4/12 AAa 4/12 Aaa 1/6aa 1/12 Aaa 1/12 aaa

60 *例11 例1：三倍体无籽西瓜的培育 （1）用秋水仙素诱导四倍体西瓜植株，一般在种子萌发或幼苗期最有利，原因是：
______________________________________________ ______________________________________________ 。 （2）四倍体西瓜植株上结出的种子，属于______倍体。 （3）三倍体西瓜植株，它在减数分裂过程中，由于________________，因而不能形成正常的生殖细胞。 （4）三倍体西瓜植株接受普通西瓜的花粉，目的是________________________。 （5）三倍体西瓜果实无籽，其含糖量高达10%，产量高，抗旱性强，发生这些变异的原因是： ______________________________________________。 秋水仙素只有作用于分裂细胞，才能抑制纺锤体的形成，使复制的染色体共存于该细胞中，进而形成多倍体细胞 三倍体 染色体联会紊乱 刺激子房发育成果实 由于核内染色体加倍，一些等位基因增加而引起的效应

61 *例题12 下图表示以某种农作物①和②两个品种分别培育出④、⑤、⑥三个品种的过程。根据上述过程，回答下列问题：
（1）用①和②培育⑤所采用的方法Ⅰ和Ⅱ分别称____和____，其培育出⑤所依据的原理是_____________。 （2）由③培育出④的常用方法Ⅲ是_______________，由④育成⑤品种的方法Ⅴ称_________，其优点是______________。 （3）由③培育⑥的常用方法Ⅳ是__________________________，其形成的⑥称_____________________。 杂交 自交 基因重组 花药的离体培养 单倍体育种 缩短育种的年限 用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 四倍体（多倍体） ①AABB ②aabb ③AaBb ④Ab ⑥AAaaBBbb ⑤AAbb Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ

62 一、突变的概述 　　自然界中的一切生物都会不断地发生基因突变，在自然情况下产生的突变，称自然突变或自发突变（spontaneous mutation）；由人们有意识地利用一些理、化因素诱发的突变，称诱发突变（induced mutation）。无论哪种突变，都可导致新基因的产生和新性状的形成。

63 一、基因突变： 由于DNA分子中碱基对的增添、缺失 或改变的基因结构的改变。 1、概念： 蛋白质 正常 异常 2、 实 例： 氨基酸 谷氨酸
缬氨酸 镰刀 型贫 血症 GAA GUA RNA CTT 突变 CAT DNA GAA GTA

64 3、结果： 使一个基因变成了它的等位基因，( 如A a ) 并通常会引起表现型的改变。 4、原因： 物理因素：各种射线、激光等 化学因素：亚硝酸、碱基类似物等 生物因素：病毒、某些细菌等

65 （一）突变体表型改变的种类 　　突变引起的表型改变是多种多样的，从明显的表型特征分析看，分为以下几种类型：

66 1.形态突变型（morphological mutant）泛指形态改变的突变型，据Morch（1949）调查，在94075个活产儿中，有10例软骨发育不全患者，其中2例亲属之一也是本病患者，其余8例的双亲正常，可以认为是新突变的结果。这表明形成这类儿童的两个配子中，有一个配子发生了显性突变，从而导致形体改变。

67 2.生化突变型（biochemical mutant）没有形态效应但导致某种特定生化功能改变的突变型，突变主要影响生物的代谢过程。如粘多糖沉积病（mucopolysaccharidosis）为一组进行性的粘多糖代谢障碍，其特征是酸性粘多糖类（glycosamine glycans）在各种组织沉积，造成患者面容粗犷，骨骼变化（多发性骨发育不良，关节活动受限），智能发育不全，内脏（肝、脾、心等）损伤，角膜混浊等多种损害。

68 人体的各种代谢过程，都是在酶的催化下完成的，而酶（生物活性蛋白）的生物合成是受基因控制的，基因通过控制酶的分子结构或生成速度来调节酶的合成。因此，代谢缺陷，是由酶结构的缺陷或者是酶生成数量的异常而产生。

69 3.致死突变型（lethal mutant）能造成个体死亡或生活力明显下降的突变型，致死突变可分为显性致死和隐性致死。显性致死在杂合态时即有致死效应，而隐性致死则要在纯合态时才有致死效应，一般以隐性致死的突变较为常见，例如镰形细胞贫血症的基因就是隐性致死基因突变。致死基因的致死作用，可以发生在不同的发育阶段。

70 4.条件致死突变型（condition lethal mutant）指在一定条件下表现致死效应而在另外条件下能够成活的类型。例如，半乳糖血症是一种糖代谢的先天性缺陷，明显的不能将己糖代谢为半乳糖，因为半乳糖血症患者没有半乳糖尿苷-1-磷酸转化酶的活力。当食物中有半乳糖时，由于缺乏这种酶，结果半乳糖-1-磷酸在体内积聚，体液中大量半乳糖可形成糖醇-半乳糖醇，导致婴儿体重增加缓慢，智力发育迟缓，肝肿大并最终硬化，在晶状体中发生白内障，严重者则在婴儿期死亡。但如能及时发现，给患儿喂食完全没有半乳糖的食物，加之及早进行治疗，就能进行正常的生长发育，个体不会出现死亡现象。

71 (1)普遍性：基因突变在生物界中普遍存在。
2、特点： (1)普遍性：基因突变在生物界中普遍存在。 自然突变：自然条件下发生的基因突变。 诱变突变：人为条件下诱发产生的基因突变。 突变的性状：棉花的短果枝、水稻的矮杆、糯性，果蝇的 白眼、残翅，家鸽羽毛的灰红色，人的色盲、糖尿病、白化病。 (2)随机性：基因突变可以发生在生物个体发育的 任何时期。 A、发生的时期越迟，生物体表现突变的部分越少； B、基因突变发生在体细胞，一般不能传递给后代， 发生在生殖细胞则有可能传递给后代。

72 （3）低频性：在自然条件下，基因突变的频率很低。
高等生物的生殖细胞突变率是10-5~10-8 例：果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率 都是10-5，一个大约有109个的果蝇群，每一代出 现的基因突变有( )个。 2 × 108 注意：生物的基因突变率虽然很低，但这是对单个基因而言。 一个种群是由许多个体所组成，每个个体细胞中都会有成千 上万个基因，所以在一个种群中出现基因突变的数目也是很 大的。

73 (4)多害少利性：大多数基因突变对生物体是有害的。
原因：任何生物都是长期进化过程的产物。如果发生 基因突变，就有可能破坏这种协调关系。 (5)不定向性：一个基因可以向不同的方向发生突变。 6、基因突变的意义： 是生物变异的根本来源，为生物进化提供了最初 的原材料。

74 　（三）突变发生的时期 突变在个体发育的任何时期都可以发生，发生在生殖细胞中的突变频率往往较高，而且是在减数分裂晚期，性细胞形成前较晚的时候为多，体细胞突变，在不同组织中也是独立发生的，突变发生的时期不同，产生的结果也不一样（表6－4）。

75 二、基因突变的检出 　　人体突变基因的检出用系谱分析（pedigree analysis）和出生调查法，一般常染色体隐性突变难以检出，因为一个隐性性状的出现，很可能是由于两个隐性杂合体的婚配，而不是隐性突变的缘故。相反显性突变的起源就比较容易检出，只要遗传方式规则，一个家系中，如果一个人有一显性突变性状，而他（或她）的父母是正常的，这就表明是一个新的突变，如果显性性状的遗传方式不规则，双亲之一可能带有这个基因，但没有表达出来，这样显性性状的起源就难以确定。

76 图6－18所示的是一个上眼睑下垂的家系，表示显性遗传，从这个家系来看，这个性状的遗传方式规则，但家系中第一个男性患者的父母正常，所以表明是一个新产生的突变。
　　性染色体显性基因的突变可以从家系分析中检出，而性染色体上隐性基因的突变相对来说就复杂一些，所以对人类突变的检出，最可靠的还是限于显性基因。

77 5.突变的有害性与有利性 多数事例表明，突变不利于生物的生长发育，人类各种遗传病，多数就是在进化过程中经基因突变而产生的，<sub>A<它严重地危害着人类的健康，基因突变多数是有害的，这是因为人体的遗传基础——基因型，经历了长期自然选择的结果。因此，使得人类从外部形态到内部结构，包括生理生化状态及其与环境条件的关系等方面都具有一定的适应意义，而突变打破了这种协调关系，干扰了内部生理生化的常态。因此，大部分突变对人体的生存是不利的，一般表现为生活力和可育性的降低以及寿命的缩短等。但基因突变的有害性并不是绝对的，有些突变性状对人类的生存是有利的。

78 最近有人提出另一种方法，即筛选各种蛋白质或酶的微小变异，使蛋白质的各组份带上电荷，在电场中移动，经一定时间后，观察各组份在电场中的相对位置，通过这种电泳技术，可把某一蛋白质的微小差异检查出来。例如，人的快速泳动和慢速泳动的葡萄糖-6-磷酸脱氢酶等，这些微小差异都是遗传的，可在家系中一代一代追循，虽然这种差异通常并不产生形态上或生理上的效应，但是这种变异的存在，表明蛋白质中的氨基酸排列顺序可以由突变而改变，这项技术也有它的局限性。因为并不是所有氨基酸改变都可由电泳检出。 　　随着分子遗传学的飞速发展，人们对基因的结构有了相当深入的了解，对突变基因可采用基因工程、细胞工程和染色体工程等生物技术进行检测。

79 三、基因突变的诱变因素 　　引起基因突变的诱因很多，凡能诱发生物体变异的理化条件统称为诱变因素。

80 <二>原因 1.自发性损伤 可能与DNA复制过程中碱基配对出现 误差有关(自发突变)。 2.诱变剂的作用 诱变剂（mutagen）是外源诱发突变 的因素，种类繁多，主要有以下几种： （1）物理因素 ：紫外线、电离辐射等。 （2）化学因素 ：①烷化剂

81 ②碱基类似物 : 如5-BU A T BU A 5-BU A A T BU BU(烯醇式) (酮式) G G C 碱基类似物5-BU引起DNA碱基改变示意图 ③其他化学诱变剂: 羟胺、亚硝酸盐等

82 常见化学诱变剂起基因突变的机制 诱变剂 作用机制 DNA分子改变 烷化剂 C-G CH3 C G-CH G-C T-A 碱基类似物（5-BU） G BU A-T G-C 羟胺类（NH2OH） C A C-G A-T 亚硝酸盐（NO2） C U G-C A-T （3）生物因素 如：病毒、真菌、细菌等

83 （三）突变类型 1.大损伤 染色体畸变中，染色体结构的改变。如 DNA中大段缺失或增加所造成的变化。
　　2.点突变 一个基因内部的一个或少数几个核苷酸的增加、缺失或取代。 　　3.碱基置换 碱基置换是指DNA分子结构中一种碱基被另一种碱基所代替，使遗传密码子的组成发生的变化，其结果会影响该基因所决定的蛋白质的组成，有的则不起作用。 　　如果DNA分子中一种嘌呤被另一种嘌呤取代或一种嘧啶被另一种嘧啶取代，称转换突变。一种嘧啶被任何一种嘌呤取代，或一种嘌呤被任何一种嘧啶取代，则称颠换突变。碱基置换有以下几种类型。

84 　（1）同义突变（cosense mutation）：由于一个氨基酸可有二种以上的三联体密码编码。因此，DNA分子中碱基对的取代，虽然可导致某一密码子codon的改变，但它所编码的氨基酸仍然不变，这种突变称同义突变。同义突变在表型上无法识别，因为核苷酸序列的变化，并未引起其基因的产物——蛋白质的一级结构发生变化。

85 （2）错义突变：DNA分子中碱基对的取代，导致了某一密码子的改变，从而编码另一种氨基酸的突变称错义突变，这种突变可使蛋白质结构改变，最终可能使蛋白质分子完全失活或部分失活，并在突变体的表型上表现出来。

86 （3）无义突变：DNA分子中碱基对的取代，导致某一密码子变为终止密码子UAG、UGA、UAA之一的突变，它使翻译过程在此突变位点停止，并只能产生一个失活的多肽片段。

87 （4）移码突变：DNA分子中增加或减少一个或几个不等于3的倍数的碱基对所造成遗传密码移位的突变。这种突变的效应是改变了密码子的阅读框架，使从突变位点之后的全部密码子的阅读框架都发生了位移，其结果可能是从突变了的密码子开始到信息末端的氨基酸序列完全错误；也可能在信息移位中形成一个无义密码子，只能产生一个无功能的肽链片段。

88 图6－19是碱基对替换所造成的错义突变和无义突变。在每一例子中只有下面的DNA链被转录成mRNA，画框的亚单位表示突变地点，①正常转录和翻译；②错义突变导致一个氨基酸代替另一个氨基酸；③无义突变导致早期链的终止；④框移突变，在突变位点之后所有密码子的读框都发生改变