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基因突变只发生在间期吗?

(2011-08-18 12:36:26)
标签:

杂谈

分类: 必修二教学

 

(2010·苏、锡、常、镇联合调研)下列为卵巢中的一些细胞图像,关于它们的说法正确的是



A.细胞甲所处时期能够发生基因突变
B.细胞丙处于减数第一次分裂中期
C.乙、丙两细胞各含两个染色体组
D.甲、丁两细胞均不含染色单体

[解析] 根据图示可知,甲细胞处于有丝分裂后期,而基因突变发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂的间期,故A错误;丙细胞无同源染色体,处于减数第二次分裂中期,故B错误;乙细胞具有两个染色体组,而丙细胞只有一个染色体组,故C错误。

[答案] D


对于此题,A选项误,答案给出的原因是基因突变发生在有丝分裂间期和减数第一次分裂间期,A处于有丝分裂后期所以不能发生减数分裂。对此不仅引发出一个疑问,基因突变只是发生在间期吗?


回答这个问题之前我想还是先从本质上阐述基因突变的诱发机制。

碱基置换突变

  可以通过两个途径即碱基结构类似物的参入和诱变剂或射线引起的化学变化来进行。   
① 碱基类似物的参入 5-溴尿嘧啶(BU)是胸腺嘧啶的结构类似物。它只是在第5位碳原子上以溴原子代替了胸腺嘧啶的甲基(─GH3),并且因此更易以烯醇式出现。大肠杆菌在含有BU的培养基中培养后,细菌的 DNA中的一部分胸腺嘧啶被BU所取代,并且最后在培养物中可以发现有少数突变型细菌出现,取代BU的量愈大则突变型愈多。突变型细菌在不含有BU的培养基中长久培养时,不改变它的突变型性状,可是把突变型细菌在含有BU的培养基中培养后,又可以发现少数由于发生回复突变而出现的野生型细菌。BU的诱变作用可以表示。首先在DNA复制过程中酮式的BU代替了胸腺嘧啶T而使A:T碱基对变为A:BU,在下一次DNA复制中烯醇式的BU*和鸟嘌呤G配对而出现G∶BU碱基对,最后在又一次复制中鸟嘌呤G和胞嘧啶C配对而终于出现G:C碱基对,完成了碱基的置换。这里BU所起的作用是促成这一置换,起促成作用的原因是由于嘧啶的 5位上溴原子代替了甲基后便较多地出现烯醇式的嘧啶。  


   ②药物或射线引起的化学变化 亚硝酸能够作用于腺嘌呤(A)的氨基而使它变为次黄嘌呤(HX);可以作用于胞嘧啶(c)而使它脱去氨基变为尿嘧啶(U),这种变化与DNA的复制无关。这两种氨基到酮基的变化带来碱基配对关系的改变,从而通过 DNA复制而造成A∶T→G∶C或者 G∶C→A∶T置换。 羟胺只和胞嘧啶发生专一性的反应,所以它几乎只诱发置换而不诱发置换。此外,pH值低或高温都可以促使DNA分子失去碱基特别是嘌呤,导致碱基置换。   紫外线的照射使 DNA分子上邻接的碱基形成二聚体,主要是胸腺嘧啶二聚体T-T。二聚体的形成使DNA双链呈现不正常的构型(见DNA损伤修复),从而带来致死效应或者导致基因突变,其中包括多种类型的碱基置换,这种置换也与复制无关。
 
      另外 还有一类化合物能够结合到DNA分子上,引发基因突变。

        因此基因突变不只是发生在间期,在细胞的任何一个时期都有可能发生基因突变,但是不可否认的是基因突变在间期的发生频率要高于其他时期,我想原因有一下三点:

1:间期DNA的复制可以把发生突变的基因迅速的拷贝多份,传递下去。
2:间期的DNA的复制要进行解旋,破坏了稳定的双螺旋结果变成单链结构,稳定性下降。
3:间期DNA的复制时候,解旋后会把碱基暴露出来,容易被碱基类似物替换,也容易受到其他因素的影响造成碱基化学结构的改变。
3:间期DNA的复制可能发生错配,而引起基因突变。

因此基突变可以发生在细胞的任何一个时期,但是主要发生的时期在间期DNA的复制的过程中。

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