变异有哪些(细胞是怎么变异的)

今天，我们来谈谈生物变异。可分为可遗传变异(由生殖细胞内遗传物质的变化引起，因此可遗传给后代)和不可遗传变异(仅由环境的影响引起，不引起遗传物质的变化)。可遗传变异包括三种类型:基因突变、基因重组和染色体变异。这也是我们调查的重点。

基因突变

DNA分子中碱基对的替换、添加和删除所引起的基因结构的改变称为基因突变。基因突变可以由环境因素诱发，也可以自发产生。基因突变在生物界是普遍存在的，而且是随机的，无方向性的。在自然状态下，基因突变的频率很低，但这个频率足以让一个庞大的群体产生各种随机突变，为生物进化提供丰富的原材料。

1.概念:DNA分子中碱基对的替换、添加和删除所引起的基因结构的改变称为基因突变。基因的位置和数量没有改变。

2.时间:主要发生在有丝分裂期或第一次减数分裂前。

3.诱发基因突变的外部因素

4.基因突变对蛋白质的影响

类型

影响范围

对氨基酸的影响

替换

小的

仅改变1个氨基酸或不改变。

增加

大的

在插入位置之前，它不影响插入位置之后的序列。

缺少

大的

删除前，不影响删除后的序列。

5.基因突变不改变生物性状的特例

(1)没有遗传效应的DNA片段中的“突变”不会引起性状变异。

(2)由于许多密码子决定相同的氨基酸(密码子的简并性)，有些基因突变不会引起性状的改变。

(3)有些基因突变虽然改变了蛋白质中个别位置的氨基酸类型，但并不影响蛋白质的功能。

(4)隐性突变不会引起杂合子状态下性状的变化。

6.突变特征

(1)普遍性:所有生物都可能有基因突变，低等生物，高等动植物等。

(2)随机性:可发生在生物体个体发育的任何时期；可以发生在细胞中不同的DNA分子上；同一DNA分子的不同部分。

(3)非定向性:突变可以发生在不同的方向，导致等位基因不止一个。

(4)频率低:在自然状态下，突变的频率相对较低。

(5)弊大于利:多数有害，少数有益，部分中性。

【重点】不同细胞的基因突变概率是不一样的。

DNA具有稳定的双螺旋结构，正常状态下基因突变的概率相对较低。但在DNA复制等双链解旋的情况下，暴露的单链容易发生突变。比如有细胞周期的细胞发生基因突变的概率比较高。

改善

(1)病毒、大肠杆菌、动物和植物都可以发生基因突变(√)

(2)基因突变的随机性是一个基因可以突变成多个等位基因(×)

(3)基因突变产生的新基因不一定遗传给后代(√)

(4)人工诱变可以增加突变频率，决定基因突变的方向(×)

(5)基因突变发生在生物发育的任何时期，这意味着它是普遍的(×)

易错警告:关于基因突变的6个提醒

(1)1)DNA中碱基对的添加、删除和替换不一定是基因突变，而只是引起基因结构变化的突变。

(2)基因突变不仅仅发生在间期:基因突变通常发生在有丝分裂间期或第一次减数分裂前，但也可以发生在其他时期，只是突变率较低。

(3)突变因子不能决定基因突变的方向:突变因子可以增加基因突变的频率，但不能决定基因突变的方向。基因突变具有非定向性的特点。

(4)基因突变时碱基对的变化可多可少:基因突变是一个基因内在DNA分子水平上碱基对的类型和数量的变化。只要是基因分子结构的变化，一个碱基对的变化就叫基因突变，多个碱基对的变化也叫基因突变。

(5)基因突变不改变DNA分子中基因的数量和位置:基因突变发生在基因内部，不改变DNA分子中基因的数量和位置。

(6)基因突变的利弊取决于不同的环境或研究对象。比如小麦的高秆对小麦本身是有利的，但不利于增产。

基因重组

基因重组是指生物有性繁殖过程中控制不同性状的基因的重组，对生物的进化也有重要意义。基因重组不会产生新的基因，只是现有基因的重组。自然界中的基因重组可以分为两类:交叉交换和非同源染色体的重组。在人工条件下，还有一个就是基因工程。让我们一个一个来看看。

1.范围:主要在真核生物有性繁殖过程中。

2.本质:控制不同性状的基因重组。

3.类型

(1)自由组合型:位于非同源染色体上的非等位基因与非同源染色体的自由组合重组(如下图)。

(2)交叉交换型:同源染色体上的非等位基因与四分体中非姐妹染色单体的交叉交换重组(如下图所示)。

(3)基因工程重组型:通过载体将目的基因导入受体细胞，使受体细胞发生基因重组(如下图所示)。

4.基因重组的结果:产生了新的基因型，导致重组性状的出现。

5.基因重组的意义:(1)基因重组是生物多样性形成的重要原因；(2)基因重组是生物变异的来源之一，对生物进化具有重要意义。

6.基因突变和基因重组的区别和联系

项目

基因突变

基因重组

发生时间

第一次划分前的间隔。

减数第一次分裂

发生原因

在某些外部或内部因素的影响下，DNA分子中发生碱基对的替换、添加和删除，导致基因结构的改变。

在第一次减数分裂中，同源染色体的非姐妹染色单体发生交叉交换，或者非同源染色体上的非等位基因自由组合。

适应性

所有生物都可能发生。

仅适用于真核生物有性生殖细胞的核遗传。

应用

通过诱变育种培育新品种。

通过杂交育种，可以重组性状，培育优良品种。

种类

①自然突变(主要在DNA复制过程中)

②人工诱变

①非同源染色体上非等位基因的自由组合

②同源染色体上非姐妹染色单体的交叉交换。

③基因工程

结果

产生新的基因，控制新的性状。

一种新的基因型产生了，重组性状出现了。

意义

它是生物变异的根本来源，是生物进化的原材料。

生物变异的重要来源有利于生物进化。

接触

基因突变产生新的基因，为基因重组提供新基因的自由组合。基因突变是基因重组的基础。

改善

(1)基因重组只能产生新的基因型和重组性状，不能产生新的基因和性状(√)

(2)原核生物没有基因重组，但真核生物受精过程中可以进行基因重组(×)。

(3)亲本Aa自交，子代因基因重组而分离(×)。

(4)有丝分裂和减数分裂时可发生非同源染色体的自由组合，导致基因重组(×)

(5)一对等位基因中没有基因重组，一对同源染色体中没有基因重组(×)