Hello, 各位生物爱好者，还有被生物折磨的同学们，大家好，我是大一。大家好，我是米仔。今天我们要聊的话题可刺激了基因突变及其他变异。听到突变两个字，有没有想到科幻电影里的超级英雄？没错，什么蜘蛛侠、绿巨人、X战警，本质上不都是基因突变吗？不过现实中的基因突变可没那么炫酷，反而经常是考点中的大boss。很多同学学到这一章都表示我裂开了，什么单倍体、多倍体，什么异位到位，简直就是生物版的大家来找茬。别慌别慌，今天我们就用唠嗑的方式，把这些难懂的知识点给它盘明白。先来个灵魂拷问，你有没有想过为啥你长得像爸妈，但又不是完全复制粘贴？对呀，我就经常被说你跟你爸简直是一个模子刻出来的。但仔细看又不一样，这就是我们今天的主角变异在搞事情。没错，变异分两种，能遗传的和不能遗传的。比如你去晒黑了就不能遗传给孩子，但如果天生皮肤黑，那就能遗传。听懂的扣个一。晒黑要是能遗传，那非洲人民的祖先岂不都是被晒出来的？开个玩笑，我们今天重点讲可遗传变异，也就是遗传物质。真的变了的那种。好，第一个重磅嘉宾登场。基因突变这个名字听起来就很有破坏性，对不对？简单说就是DNA分子里的碱基们不安分了，要么换位置，要么多出来，要么干脆跑路了。给大家打个比方，DNA就像一本书，碱基就是一个个字。基因突变就相当于这本书印刷的时候出错了，要么一个字换成另一个字，要么多印了一个字。要么漏印了一个字，这个比喻绝了。而且这里要划重点，基因突变改变的是基因的结构，会产生新的等位基因，这就相当于从正版变成了盗版，而且是分子级别的变化，用显微镜根本看不见。错，这就像你手机屏幕上有一个坏点，肉眼根本看不出来，但它确实存在。那这种印刷错误一般什么时候发生呢？问得好，主要是在DNA复制的时候，也就是细胞分裂的间期。为什么是这个时候？因为这时候DNA的双螺旋要解开，就像书翻开来复印，这时候最容易出错。对，就像你翻书复印的时候，最容易印歪或者漏印，不过要注意这只是主要时期，其他时候也可能发生。只是概率低一些。说到这里，我要考大家一个脑筋急转弯，大家猜一猜，如果剪辑只是被替换了一个，对整本书的影响大不大？哦，这个问题有意思，让大家先想一想，3秒钟后揭晓答案。321答案是可能影响很小，因为密码子有简并性，什么意思？就是好几个不同的密码子可能对应同一个氨基酸，就好比好和OK虽然写法不一样。但意思一样，原来如此。那如果不是替换，而是多了或者少了一两个碱基？比如在一句话中间多插了一个字儿。那麻烦就大了。这会导致移码突变，从出错的地方开始，后面所有的字都错位了。比如我今天吃饭变成我今天吃米饭还好，但如果变成我今天天吃饭，后面就全乱了。哇，这么可怕，那如果不多不少，正好多了三个碱基呢。那还好，相当于多了一个完整的词。比如我今天吃饭变成我今天吃大米饭，只是多了大米两个字，后面的意思还能看懂，所以记住三这个数字很神奇。学到了这里再给大家报个冷知识。你知道吗？我们每个人身上都有大约50到100个新的基因突变，是从父母那里继承来的，或者是自己产生的。惊不惊喜？意不意外？我的天这么多，那这些突变会不会让我变成超人啊？醒醒。绝大部分突变要么是中性的，要么发生在非编码区，根本不影响什么。就像书的空白页或者页眉页角有点小错误。不影响阅读。好吧，超人梦碎了。那我们继续说基因突变能不能遗传给下一代呢？这里又是。一个考点。如果突变发生在体细胞，比如你皮肤细胞突变了，那一般不能遗传，除非你是植物，可以通过扦插、嫁接这些无性繁殖的方式传下去。那如果突变发生在生殖细胞，比如精子或者卵子。那就麻烦了，这就可能通过受精作用传给下一代，这就是为什么有些遗传病会祖传下来。好，接下来我们来玩一个连连看。请问以下哪些是导致基因突变的原因？A紫外线源，D某些病毒，E不写生物作业。这个选项太坏了，让大家来选选，正确答案是ACD紫外线、X射线这些是物理因素，亚硝酸盐、碱基类似物这些是化学因素，还有某些病毒。是生物因素。那熬夜打游戏和不。写生物作业呢？那只能导致成绩突变。除了这些外因还有内因。DNA复制自己也可能犯错误，就像你抄笔记也可能抄错一样。所以说基因突变其实是个家常便饭，只是概率很低。接下来我们说说基因突变的五大特点，这可是考试必考点。第一个，普遍性，所有生物都能突变，从病毒到细菌到我们人类，谁都跑不掉。第二个，随机性，想什么时候突变就什么时候突变，想在哪里突变就在哪里突变，完全不讲道理。第三个，不定向性，一个基因可以变出好几个等位基因，就像一个单词可以有好几个错别字版本。第四个，低品性，自然状态下突变概率很低，大概是10万分之1到1亿分之一，比中彩票的概率还低。第五个，多害少利性，大部分突变是有害的，少数是有利的，还有一些是中性的。就像你走路摔了一跤，大部分时候是疼，少数时候可能捡到钱。这个比喻太形象了。那基因突变这么坑，它存在的意义是什么呢？意义可大了，它是新基因产生的唯一途径，是生物变异的根本来源，是生物进化的原始材料。没有基因突变就没有进化，我们现在可能还是单细胞生物。原来基因突变这么伟大。那接下来我们说说基因重组，这个就温和多了。基因重组是什么呢？就是在有性生殖过程中，控制不同性状的基因重新排队。注意，它不产生新基因，只是把已有的基因重新组合。就像你有一副牌，不增加新牌，只是洗牌重新发。而且它只发生在减数分裂过程中，有丝分裂是没有的。好，现在就是抢答时间。请问基因重组有哪几种类型？给大家3秒钟回忆。321. 第一自由组合型简述第一次分裂后期非同源染色体自由组合，上面的基因也跟着自由组合，就像不同花色的牌可以随便搭配。第二种互换型简述，第一次分裂前期，也就是四分体时期，同源染色体的非姐妹染色单体之间会交换一小段，就像两个人交换牌。第三种基因工程型，这个是人为的在体外把不同生物的DNA拼接起来，相当于出老千，把别人的牌拿到自己手里。基因重组的意义也很重要，它是生物变异的重要来源，能让后代有更多组合的可能性。这也是为什么兄弟姐妹之间虽然来自同一对父母，但长得都不一样。对，基因重组让我们每个人都是独一无二的。好了，讲完了基因突变和基因重组，我们来个小测验三连。第一题，基因突变和基因重组哪一个能产生新基因？当然是基因突变，基因重组只能产生新基因型。第二题，有丝分裂过程中能发生基因重组吗？绝对不能基因重组，只发生在减数分裂。第三题难度升级，基因突变一定会改变生物的性状吗？不一定。原因我们刚才说了好几个，密码子简并性隐性突变发生在非编码区等等。大家都答对了吗？好，接下来我们进入最让人头大的一节染色体变异。这玩意儿可比基因突变高级多了，它是细胞水平的变异，用光学显微镜就能看见。就像之前是单个字错了，现在直接是整页纸出问题了，当然能看见了。染色体变异分两种，结构变异和数目变异。我们先讲结构变异，有4种类型，我们一个个说，大家可以在脑子里想象一下。第一种缺失就是某一段直接没了，比如某一页被撕掉了。最经典的例子就是猫叫综合征，人的五号染色体短臂缺失了，患儿哭声像猫叫一样，特别可怜。第二种重复，就是某一段多出来了，比如某一页印了两遍，粒子是果蝇的棒状眼正常是椭圆形，重复后就变成条形了。第三种到位，就是某一段颠倒了180度，比如某一页内容倒着印了，虽然字都在。但是顺序反了。第四种异味，就是某一段跑到非同源染色体上去了，相当于把这本书的一页撕下来，粘到另一本书上。这里又是一个。超级易混点对异位和交叉互换有什么区别呢？大家仔细听，这个考试必考。异位发生在非同源染色体之间，属于染色体结构变异。交叉互换发生在同源染色体之间，属于基因重组。这里我教大家一个口诀，非同异位，同源互换。是不是一下子就记住了？来跟我念一遍非同异位同源互换太棒了。这个口诀。好，接下来讲染色体数目变异，这可是五星级考点，大家打起精神。数目变异分两种，一种是个别染色体增减，另一种是成倍增减。个别增减的例子，21 3体综合征就是多了一条21号染色体，也就是唐氏综合征。还有XO性腺发育不全就是少了一条X染色体。那成倍增减就有意思了。这里涉及到三个概念，单倍体、二倍体、多倍体。首先要搞懂什么是染色体组。染色体组就是一组非同源染色体，它们形态功能各不相同，但合起来能召唤神龙哦不对，是能控制生物生长发育的全部遗传信息。打个比方，就像一套扑克牌，四种花色，每种花色取一张，这13张就是一个染色体组，它们数字都不一样，但合起来包含了所有数字。完美，那怎么判断是几倍体呢？如果是受精卵发育来的体细胞有几个染色体组就是几倍体，两个就是二倍体，三个以上就是多倍体。那单倍体呢？这里又是一个大坑，很多同学以为单倍体就是一个染色体组。大错特错。没错，记住一句话，配子发育等于单倍体，只要是配子直接发育来的，不管有几个染色体组都叫单倍体。来再跟我念一遍，配子发育等于单倍体。这个口诀太有用了，那多倍体有什么特点呢？一般来说多倍体都比较壮，茎秆粗壮，叶片、果实、种子都比较大，营养含量也高。就像我们吃的草莓，野生草莓很小，现在市面上的大草莓很多都是多倍体，那怎么人工搞出多倍体呢？常用方法，低温处理或者秋水仙素处理萌发的种子或幼苗说到秋水仙素，它的作用原理是什么，又是一个考点。秋水仙素能抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向两极，细胞不能分裂，最后染色体数目就加倍了，那它作用于细胞分裂的哪个时期呢？这里又来一个脑筋急转弯，很多同学会答错哦。大家想想，纺锤体是在哪个时期形成的？前期还是后期？对，是前期，所以秋水仙素作用于前期，记住前期纺锤不形成又是一个口诀。好。讲完多倍体，我们讲单倍体育种这个方法最大的优点是什么？大声告诉我，明显缩短育种年限。没错，流程是鲜花药离体培养得到单倍体植株，然后用秋水仙素处理，让染色体加倍，这样得到的就是纯合子了。后代不会性状分离，太爽了，不用等好几代。接下来我们来做个连线题，把育种方式和它的原理连起来。诱变育种、杂交育种、单倍体育种、多倍体育种分别对应什么原理？让大家来连一连。正确答案，诱变育种对应基因突变，杂交育种对应基因重组，单倍体和多倍体育种都对应染色体数目变异。那它们各自的优点呢？诱变育种能提高突变率，杂交育种能集中优良性状，单倍体育种缩短年限。多倍体育种果实大、营养高。说到这里，给大家爆个冷知识，我们平时吃的香蕉其实是三倍体，所以它没有种子，是不是很神奇。真的吗？怪不得吃香蕉不用吐籽儿，原来它是三倍体。联会紊乱，不能产生正常配子。今天又学到了好。我们又来个小测验三连击。第一题，秋水仙素作用于细胞分裂的哪个时期？前期抑制纺锤体形成。第二题，单倍体一定只有一个染色体组吗？不一定。只要是配子发育来的都是单倍体。第三题，异位和交叉互换哪一个属于基因重组？交叉互换属于基因重组，异位，属于染色体结构变异。大家都答对了吗？太棒了。最后一节我们来说说人类遗传病，这部分相对简单，主要是分类要搞清楚。人类遗传病分三类，单基因遗传病、多基因遗传病、染色体异常、遗传病。我们一个个说单基因遗传病受一对等位基因控制，又分四种，肠炎、肠饮、半X显半X饮。这里我要考大家一个问题，多指是显性还是隐性？对，多指是常染色体显性，就是说只要有一个致病基因就会表现出来，所以如果父母一方有多指。孩子就有可能被遗传肠癌。还有病指软骨发育不全，常饮有白化病、先天性聋哑、苯丙酮尿症、镰刀型细胞贫血症。半X显的代表是抗维生素D佝偻病，半X饮的代表是红绿色盲。训有病。这里又一个冷知识，血友病曾经在欧洲王室中广泛传播，被称为王室病。这么吓人。接下来是多基因遗传病，受多对等位基因控制，特点是群体发病率高，容易受环性影响，有家族聚集现象。例子有冠心病、哮喘、原发性高血压、青少年型糖尿病。注意哦，青少年型糖尿病不是单基因的，是多基因的。很多同学会搞错了。最后是染色体异常遗传病，包括结构异常和数目异常。结构异常的例子，猫叫综合征、五号染色体缺失。数目异常的例子，21 3体综合征，还有XO性腺发育不全。那怎么检测和预防遗传病呢？主要两种手段，遗传咨询和产前诊断。遗传咨询就是找专家分析，产前诊断就是羊水检查、B超基因诊断这些。这里又有两个易错点，第一，遗传病不等于先天性疾病。有些遗传病出生后很久才表现，有些先天性疾病是妈妈孕期吃药或者辐射导致的，不是遗传病。第二，不是所有遗传病都能遗传，只有生殖细胞突变才能遗传，体细胞突变是不能遗传的。好，我们来最后一波小测验。第一题，白化病属于哪一类遗传病？常染色体隐性遗传病。第二题，21 3体综合征。属于哪一类染色体数目异常遗传病？第三题，青少年型糖尿病是单基因遗传病吗？不是，是多基因遗传病。第四题，终极疑问，红绿色盲的遗传方式是什么？半X染色体隐性遗传大家都答对了吗？好了。现在我们来总结一下今天的知识点大礼包。这一章我们学了三种可遗传变异，基因突变、基因重组、染色体变异。基因突变是分子水平，显微镜看不见，能产生新基因，是变异的根本来源。基因重组只发生在减数分裂，不产生新基因，只产生新基因型，是变异的重要来源。染色体变异是细胞水平，显微镜能看见包括结构和树木变异，在育种中很有用。最后我们还学了人类遗传病的三种类型和检测预防方法。怎么样？是不是感觉生物也没那么难了？对，生物其实就是这么有意思，只要把概念搞清楚，再记住几个口诀，什么非同异位同源互换配子发育等于单倍体，考试绝对没问题。希望今天的节目能帮大家把这一章的知识点都串起来。记住学习生物理解比死记硬背重要。没错。希望大家都能爱上生物，至少不要害怕它。好了，今天的节目就到这里了。感谢大家的收听。我们下期再见，拜拜，记得回去复习。