浅谈基因变异和重组

肖樾笛 长沙市雅礼中学

在基因变异和重组的学习中，需要了解突变的原因、概念和特征等一系列的知识点，同时，也要明确在生物环境下的基因重组。作为一种遗传现象，是可以发生在同种生物，也能发生在异种生物间的，高中生不但要掌握其中基本的概念，还应该利用相关的知识去解决一些实际性的问题，认识生物与人类生活之间有着怎样的联系，为之后的学习奠定基础。

1 高中生物中的基因变异

1.1 基因突变的原因

基因突变的原因有两种：内在和外在。外在会受到物理和化学因素的限制，紫外线或者是一些化学物，而内在的则是生物因素，如病毒和自然性的变异。紫外线主要是由电磁波普所组成的，划分为三个波度，对于DNA有一定的损害，产生的高能量射线，能够产生电离分子，紫外线与皮肤中的DNA具有相互的作用，能够引起突变，严重时，还会形成癌症。在细胞中，DNA的修复机制可以修复紫外线带来的损伤，但是在质粒中，是不存在这种机制的，所存在的二聚突变和氧化突变，不仅会以潜在的形势改变原本的DNA顺序，还会阻止它的复制。一些化学物质，例如亚硝酸导致基因变异，因为其中含有硝基的化合物，和嘧啶发生反应，并从本质上改变碱基中化学物质的组成部分，从而形成基因变异。生物中的艾滋病也是，当某些人所携带的基因能够让艾滋病发生变异，而变弱的病毒在传递给别人之后，危害性会逐渐降低。

1.2 基因变异的特点

基因变异的特点，主要体现在普遍性、随机、不定向和低频上，而且是害大于利。例如分析在某一个植物细胞中的一个DNA片段a、b、c，如图1所示,Ⅰ和Ⅱ所表示的无遗传效应的序列，那么分析基因a、b、c都有可能发生变异，这就体现了基因突变的普遍性，这种说法正确吗？分析：基因突变的普遍性是指存在于各种生物体中，而这种说法是错误的。

图1

如果一个生物个体的发育在任何阶段都能发生基因突变，或者是在体细胞和生殖细胞都能发生变异，这就表明了它的随机性。假设控制黑色的物质A基因，极有可能会变成控制白色的物质a基因+控制绿色物质的a基因，不定向一般没有一个明确的方向，无论突变成什么颜色都是有可能的。有些物质发生基因变异的可能性是非常低的这就表示它有着低频的特点。从相关实践中可以看出的是，无籽西瓜、杂交水稻等都是基因变异的有利点，而现阶段，总体而言变异还是害大于利的。

2 高中生物中的基因重组

2.1 基因重组的类型

基因重组的类型包含了两个方面，既有狭义的也有广义的。前者仅仅是涉及到DNA分子内断裂、复合的基因交流现象，根据重组的机制对于蛋白质的要求也有一定的差异性。如果是高等的动物或者是植物细胞，就有性能够就重组，也可以看作是有性繁殖的一个过程，在成熟的过程中，同源染色体和染色单体的交换，更有利于单体上的基因实现重组。例如肺炎双球菌的转化，就可以看作是基因的重组，在转化中受体细胞会直接吸收到供体细胞中的一些遗传性状，将其整合到基因组中。转导作为低等生物进行转化的一种过程中，通过一些媒介将供体中的DNA片段带入到细胞中，进而产生新的基因组合。而后者则是对基因型的变化，例如在真核生物发生减速分裂的过程中，会形成几种不同的配子，再结合基因型的不同，并组成不同的后代，这就属于广义上的重组。

2.2 生物环境下的基因重组

自然界中的基因重组比较复杂，相同的、不相同的基因都能发生重组。例如其中的转基因，在原核与真核的生物中，转座所导致的基因重组，并存在着DNA上可以自主的进行复制。如果是复制型的转座子，就需要拷贝出一个新的，而原始的则可以留在原本的位置上。其次是在原核生物中的重组，可以分为转化和转导，转导会将供体细胞中的DNA小片段携带到受体的细胞中，进行交换和整合。生物环境下，还有一种就是人工条件下的重组，随着科技水平的不断提升，人们实际上已经能够超越生物，根据自身的主观意志，来实现生物在自然界中的重组。例如在人工育种中，仅仅是在人工条件下，通过结合而言，就能达到培育新品种的目的，无芒抗病水稻和三倍体的西瓜，因为基因变异所产生的新基因，还有是因为两个相近的基因也能发生重组。

3 结束语

高中生在学习的时候，还要分清楚基因变异和重组中生物体的区别，条件和时间上的差异性。明白它基本的生物含义，以及对于社会的影响力，更好的规划出自己的学习计划，在教材的基础上，进行深入的探究和实验，积极和同学、教师交流，才能促进自身的全面发展。