染色体变异2ChromosomeVariationPart2.ppt
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1、染色体变异(2) Chromosome Variation (Part 2),第一节 染色体结构变异 第二节 染色体数目变异,目 录 染色体数目变异的类型 整倍性变异 非整倍性变异,第二节 染色体数目变异,染色体数目变异的类型,一、染色体组(genome)及其基本特征 二、整倍性变异 三、非整倍性变异,一、染色体组(genome)及其基本特征,1.染色体组(genome)来自二倍体生物配子中 具有一定数目、形态结构和基因构成的染色体。 2.染色体基数每个染色体组所包含的染色体数, 用“X”表示。 3.染色体组的基本特征 是生物种属最基本的遗传特征 不同种属往往具有独特的染色体基数 染色体组中各
2、个染色体具有不同的形态、结构和连锁基因,构成一个完整而协调的体系。任一成员或组分的增减都会产生变异 (如生活力降低、配子不育或性状改变) 。 4. 2n 、n、x 的区别:(2n=6x=AABBDD=42),二、整倍性变异,1.整倍体(euploid)体细胞包含完整染色体组 的生物类型。 2.整倍体变异指在体细胞正常染色体数(2n=2x)的基础上,染色体的数目以染色体组为基数成倍数性增加或减少的现象。 一倍体(2n=x=A):指细胞中含有一个染色体组的生物个体。 二倍体(2n=2x=AA):指体细胞中含有两个染色体组的个体。 多倍体(2n=mx=AAA-Am):指体细胞中含有三个或三个以上 m
3、=3 染色体组的生物个体。 单倍体(n=x=A;n=2x=ST;n=3x=ABD):含物种配子染色体数 的个体。,多倍体的类型据染色体组的种类,同源多倍体 同源三倍体 同源四倍体 同源五倍体等 异源多倍体 异源四倍体 异源六倍体 异源八倍体等,同源异源多倍体 同源异源六倍体 同源异源八倍体,多倍体的形成及染色体组构成示意图,三、非整倍性变异,1.非整倍体(aneuploid)因个别染色体的增加或减少而使体细胞染色体数不成基数完整倍数的生物变异类型。 2.非整倍体变异在正常体细胞染色体数(2n)的基础上,染色体数目增加或减少1条至数条的现象。 3.类型 单体(monosomic): 2n-1 双
4、单体(double monosomic): 2n-1-1 缺体(nullisomic): 2n-2 三体(trisomic): 2n+1 双三体(double trisomic): 2n+1+1 四体(tetrasomic): 2n+2,非整倍体的形成,非整倍体往往导致遗传上的不平衡,对生物体是不利的,非整倍体的出现是由于前几代有丝分裂或减数分裂过程中染色体分裂不正常所致。当不正常分裂发生在性细胞中,若某对同源染色体都到了一极,而另一极却没有该同源染色体的成员,于是就形成n+1和n-1两种配子。 若n+1的配子和正常的配子n结合,则发育成2n+1的生物个体; 若n-1的配子和正常的配子n结合,
5、则发育成2n-1的生物个体; 若两个相同的n+1的配子结合,则发育成2n+2的生物个体; 若两个不同的n+1的配子结合,则发育成2n+1+1的生物个体; 若两个相同的n-1的配子结合,则发育成2n-2的生物个体; 若两个不同的n-1的配子结合,则发育成2n-1-1的生物个体;,整倍性变异,一、单倍体 二、同源多倍体 三、异源多倍体 四、多倍体的形成途径及应用,一、单倍体 具有配子染色体数目的生物个体,用n表示。 1.单倍体的特点(与其双倍体相比) 2.单倍体的形成 3.单倍体在遗传育种研究中的应用,1.单倍体的特点(与其双倍体相比),细胞、组织、器官和生物个体弱小 高度不育性 尤其是来自二倍体
6、的单倍体 单价体在减数分裂过程中有落后现象; 单价体在后期随机分离,后期姊妹染色单体均衡分离; 单价体提前在后期姊妹染色单体均衡分离,后期随机分离。 同源四倍体(2n=4x)的单倍体(n=2x)育性水平要高于其它类型。,2.单倍体的形成,自然产生:由单性生殖产生。 未受精的雌、雄配子,甚至助细胞、反足细胞等直接发育形成单倍体胚。 植物自然单倍体现象比较广泛。如:曼陀罗、棉花、玉米等可通过单性生殖产生单倍体胚、种子,并发育成单倍体个体,但其产生的频率较低。 部分动物,如膜翅目昆虫(蜂、蚊)和某些同翅目昆虫(白蚁)的雄性个体都是孤雌生殖形成的自然单倍体。,人工获得单倍体 花药培养 花药离体培养诱导
7、配子体(花粉或子房)发育形成单倍体植株,这是应用最为广泛、成功的人工方法。 种间或属间远缘杂交也是获得单倍体植物的可能途径 如:栽培大麦(Hordeum vudare, 2n=2x=14)与野生球茎大麦(H. bulbosus, 2n=2x=14)杂种胚发育过程中,两物种染色体的行为不协调可导致球茎大麦的染色体逐渐丢失(称为染色体消减现象),可获得大麦的单倍体植株。,花药培养获得单倍体,染色体消减获得单倍体大麦,3.单倍体在遗传育种研究中的应用,培育基因型纯合的品系,缩短育种进程。 用于研究基因的性质及其作用。 研究不同染色体组之间的部分同源性。,一倍体与单倍体,一倍体 只含有一个染色体组的生
8、物个体称为一倍体。 1.动物中存在少数一倍体,如膜翅目昆虫(蜂、蚁)及某些同翅目昆虫(如白蚁)的雄性个体。它们均是由未受精的卵细胞进行单性孤雌生殖而形成,其雄性个体在形成配子过程中进行假减数分裂。 2.植物中只有二倍体低等植物的配子体世代是能自营生活的一倍体,能育。 3.高等动植物的一倍体大多会产生不完整的配子,大多严重不育,而且很少有生活力,有生活力的其生活力也极差。,二、同源多倍体,1.同源多倍体的特征 2.同源多倍体减数分裂的染色体行为 3.同源多倍体的基因分离规律,1.同源多倍体的特征,形态特征巨大性 细胞与细胞核体积增大; 组织器官(气孔、保卫细胞、叶片、花朵等)巨大化,生物个体更高
9、大粗壮; 成熟期延迟、生育期延长。 生理生化代谢的改变 由于基因剂量效应,同源多倍体的生化反应与代谢活动加强;许多性状的表现更强。如:大麦同源四倍体籽粒蛋白质含量比二倍体原种增加10-12;玉米同源四倍体籽粒胡萝卜素含量比二倍体原种增加43。,生殖特征配子育性降低甚至完全不育。 特殊表型变异基因间平衡与相互作用关系破坏而表现一些异常的性状表现,如 西葫芦的果形变异:二倍体(梨形)四倍体(扁圆); 菠菜的性别决定:XY型性别决定,四倍体水平只要具有Y染色体就为雄性植株。,2.同源多倍体减数分裂的染色体行为,同源三倍体 同源组三条染色体的联会 (1)三价体: (2)二价体与单价体:+ 后期 I 同
10、源组染色体的分离 (1)2/1 (2)2/1 (单价体随机进入一个二分体细胞) 1/1 (单价体丢失) 分离结果与遗传效应 (1)配子的染色体组成极不平衡 (2)高度不育,同源三倍体染色体的联会与分离,2.同源多倍体减数分裂的染色体行为,同源四倍体 染色体的联会和分离 染色体联会 后期I同源组染色体的分离 (1) 2/2, 3/1 (2)+ 2/2, 3/1 (2/1) (3)+ 2/2 (4)+ 2/2, 3/1 (2/1, 1/1) 分离结果与遗传效应 (1)配子的染色体组成不平衡 (2)配子育性明显降低,同源四倍体染色体的联会与分离,3.同源多倍体的基因分离规律,倍性水平 基因型 二倍体
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