淺談基因變異和重組

肖樾笛 長沙市雅禮中學

在基因變異和重組的學習中，需要了解突變的原因、概念和特征等一系列的知識點，同時，也要明確在生物環境下的基因重組。作為一種遺傳現象，是可以發生在同種生物，也能發生在異種生物間的，高中生不但要掌握其中基本的概念，還應該利用相關的知識去解決一些實際性的問題，認識生物與人類生活之間有著怎樣的聯系，為之后的學習奠定基礎。

1 高中生物中的基因變異

1.1 基因突變的原因

基因突變的原因有兩種：內在和外在。外在會受到物理和化學因素的限制，紫外線或者是一些化學物，而內在的則是生物因素，如病毒和自然性的變異。紫外線主要是由電磁波普所組成的，劃分為三個波度，對于DNA有一定的損害，產生的高能量射線，能夠產生電離分子，紫外線與皮膚中的DNA具有相互的作用，能夠引起突變，嚴重時，還會形成癌癥。在細胞中，DNA的修復機制可以修復紫外線帶來的損傷，但是在質粒中，是不存在這種機制的，所存在的二聚突變和氧化突變，不僅會以潛在的形勢改變原本的DNA順序，還會阻止它的復制。一些化學物質，例如亞硝酸導致基因變異，因為其中含有硝基的化合物，和嘧啶發生反應，并從本質上改變堿基中化學物質的組成部分，從而形成基因變異。生物中的艾滋病也是，當某些人所攜帶的基因能夠讓艾滋病發生變異，而變弱的病毒在傳遞給別人之后，危害性會逐漸降低。

1.2 基因變異的特點

基因變異的特點，主要體現在普遍性、隨機、不定向和低頻上，而且是害大于利。例如分析在某一個植物細胞中的一個DNA片段a、b、c，如圖1所示,Ⅰ和Ⅱ所表示的無遺傳效應的序列，那么分析基因a、b、c都有可能發生變異，這就體現了基因突變的普遍性，這種說法正確嗎？分析：基因突變的普遍性是指存在于各種生物體中，而這種說法是錯誤的。

圖1

如果一個生物個體的發育在任何階段都能發生基因突變，或者是在體細胞和生殖細胞都能發生變異，這就表明了它的隨機性。假設控制黑色的物質A基因，極有可能會變成控制白色的物質a基因+控制綠色物質的a基因，不定向一般沒有一個明確的方向，無論突變成什么顏色都是有可能的。有些物質發生基因變異的可能性是非常低的這就表示它有著低頻的特點。從相關實踐中可以看出的是，無籽西瓜、雜交水稻等都是基因變異的有利點，而現階段，總體而言變異還是害大于利的。

2 高中生物中的基因重組

2.1 基因重組的類型

基因重組的類型包含了兩個方面，既有狹義的也有廣義的。前者僅僅是涉及到DNA分子內斷裂、復合的基因交流現象，根據重組的機制對于蛋白質的要求也有一定的差異性。如果是高等的動物或者是植物細胞，就有性能夠就重組，也可以看作是有性繁殖的一個過程，在成熟的過程中，同源染色體和染色單體的交換，更有利于單體上的基因實現重組。例如肺炎雙球菌的轉化，就可以看作是基因的重組，在轉化中受體細胞會直接吸收到供體細胞中的一些遺傳性狀，將其整合到基因組中。轉導作為低等生物進行轉化的一種過程中，通過一些媒介將供體中的DNA片段帶入到細胞中，進而產生新的基因組合。而后者則是對基因型的變化，例如在真核生物發生減速分裂的過程中，會形成幾種不同的配子，再結合基因型的不同，并組成不同的后代，這就屬于廣義上的重組。

2.2 生物環境下的基因重組

自然界中的基因重組比較復雜，相同的、不相同的基因都能發生重組。例如其中的轉基因，在原核與真核的生物中，轉座所導致的基因重組，并存在著DNA上可以自主的進行復制。如果是復制型的轉座子，就需要拷貝出一個新的，而原始的則可以留在原本的位置上。其次是在原核生物中的重組，可以分為轉化和轉導，轉導會將供體細胞中的DNA小片段攜帶到受體的細胞中，進行交換和整合。生物環境下，還有一種就是人工條件下的重組，隨著科技水平的不斷提升，人們實際上已經能夠超越生物，根據自身的主觀意志，來實現生物在自然界中的重組。例如在人工育種中，僅僅是在人工條件下，通過結合而言，就能達到培育新品種的目的，無芒抗病水稻和三倍體的西瓜，因為基因變異所產生的新基因，還有是因為兩個相近的基因也能發生重組。

3 結束語

高中生在學習的時候，還要分清楚基因變異和重組中生物體的區別，條件和時間上的差異性。明白它基本的生物含義，以及對于社會的影響力，更好的規劃出自己的學習計劃，在教材的基礎上，進行深入的探究和實驗，積極和同學、教師交流，才能促進自身的全面發展。