9染色体数目变异.ppt
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1、Chapter 9 染色体数目的变异 本章要求 9.1 染色体组及其整倍性 9.2 染色体数目变异的类型 9.3 整倍体变异 9.4 非整倍体变异 玖 泥 烈 琶 甲 柬 看 乏 蜘 疆 穗 唇 娜 留 辈 渣 耐 弧 哎 稠 摧 刚 筑 游 滚 龟 惯 种 钩 叮 侈 浆 9 染 色 体 数 目 变 异 9 染 色 体 数 目 变 异 9.1 染色体组及其整倍性 9.1.1 染色体组及染色体基数的概念 v染色体组(genome):遗传学上把二倍体 生物一个正常配子中所含的全部染色体称为 一个染色体组。 v染色体基数:每个染色体组所包含的染色 体数目称为染色体基数,用“x”表示。 名 若 里
2、鳖 塘 店 为 扶 掂 泳 仗 邵 迎 突 半 涉 搏 鸯 骨 佐 乘 讣 滥 卢 英 歌 暂 蹋 键 盎 宠 婿 9 染 色 体 数 目 变 异 9 染 色 体 数 目 变 异 9.1.2 染色体组的基本特征 v每个染色体组中各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,任何一个成员或其组成部分的缺少对生物 都是有害的(生活力降低、配子不育或性状变异 ) v不同属的生物往往具有独特的染色体基数, 同属不同种的生物其染色体基数很多是相同的 。如茄属x=12,棉属x=13,小麦属x=7等。葱属 (x=7,8,9) 、芸苔属(x=8,9,10)等则 不同。 唐 瓦 浩 舒
3、 所 雇 郝 感 售 傀 囚 星 宽 霉 楞 揖 杉 洽 身 倚 疚 滁 婪 晰 蜗 商 宽 巾 蔷 核 云 近 9 染 色 体 数 目 变 异 9 染 色 体 数 目 变 异 9.1.3 2n 、n、x 的含义 v2n:表示生物正常个体体细胞内的染色体 数。 vn:表示生物正常个体产生的配子的染色体 数。 vx:表示染色体基数。 出 邀 尾 茵 误 瑟 旭 爱 庇 明 才 疹 珠 晾 徘 鳃 丢 酉 理 纷 呻 诵 抖 板 棘 缆 郧 遭 住 剥 鸵 悸 9 染 色 体 数 目 变 异 9 染 色 体 数 目 变 异 9.2 染色体数目变异的类型 染 色 体 数 目 的 变 异 整 倍 体
4、变 异 一倍体(x) 二倍体(2n=2x,AA) 同源三倍体(2n=3x,AAA) 同源多倍体(autoploid) 同源四倍体(2n=4x,AAAA) 多倍体 异源三倍体(2n=3x,ABC) 异源多倍体(allopolyploid)异源四倍体(2n=4x,AABB) 异源六倍体(2n=6x,AABBCC) 单倍体(haploid) (n) 非 整 倍 体 变 异 单体(体细胞内染色体数目=2n-1) 缺体(2n-2) 双单体(2n-1-1) 三体(2n+1) 四体(2n+2) 双三体(2n+1+1) 柿 货 圆 宾 耙 唉 窃 揭 柠 森 脂 婉 腻 戊 应 屯 缉 盂 烃 痞 揖 箱 肾
5、 邹 役 沫 按 对 仁 啦 栏 谤 9 染 色 体 数 目 变 异 9 染 色 体 数 目 变 异 整倍体变异 1.整倍体(euploid)指体细胞中的染色 体数成完整的染色体组的个体。 2.整倍体变异指在正常染色体数(2n=2x )的基础上,体细胞中染色体的数目以染色体组 (x)为基数成倍数性增加或减少的现象。 显 挝 殊 醒 孔 惠 舰 肛 艇 蘸 刨 漏 绽 昂 桥 哨 伙 摘 缎 氨 玄 腿 昭 纲 鬼 谅 肩 坎 尺 评 苏 浴 9 染 色 体 数 目 变 异 9 染 色 体 数 目 变 异 3.整倍体变异的类型 一倍体(2n=x):指体细胞中含有一个染色体组的生 物个体。 二倍体
6、(2n=2x):指体细胞中含有两个染色体组的生 物个体。 多倍体(2n=mx,m为3的整数):指体细胞中含有三 个或三个以上染色体组的生物个体。 单倍体(n):体细胞中的染色体组与正常个体配子 中的染色体组相同的生物个体叫单倍体。 芜 册 行 疗 洋 龟 贞 仙 误 赁 涎 聋 问 厕 链 炕 筏 钧 岿 定 摹 卫 勿 黄 苇 击 烧 斗 釜 彰 岭 州 9 染 色 体 数 目 变 异 9 染 色 体 数 目 变 异 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 (含不同染色体组,其 中一种有
7、3个或3个以上 ) 同源异源四倍体 同源异源五倍体 同源异源六倍体 节段异源多倍体 (异源多倍体的染色体 组之间具有较高同源性 ) 诌 较 唱 炼 辫 抡 谣 肚 辞 标 栈 辉 伶 毕 轴 酶 叉 鹿 枫 沫 康 颊 火 激 卯 负 漠 策 倦 擦 厨 宦 9 染 色 体 数 目 变 异 9 染 色 体 数 目 变 异 多倍体的形成及染色体组构成示意图 莫 涯 担 译 拒 鬼 熔 匆 膨 末 另 涧 颁 壤 蓟 止 寒 颖 届 怯 莫 钾 阐 赘 翰 疽 亮 镶 舞 旧 酪 茅 9 染 色 体 数 目 变 异 9 染 色 体 数 目 变 异 非整倍性变异 v1.非整倍体(aneuploid)
8、指体细胞中 的染色体数比正常个体染色体数(2n)增加或 减少1条至数条的个体,包括超二倍体和亚二 倍体。 v2.非整倍体变异在正常染色体数(2n) 的基础上,体细胞中的染色体数目增加或减少 1条至数条的现象。 v3.类型 三体(trisomic): 2n+1 单体(monosomic): 2n-1 双三体(double trisomic): 2n+1+1 双单体(double monosomic): 2n-1-1 四体(tetrasomic): 2n+2 缺体(nullisomic): 2n-2 捍 矛 契 骨 遇 夸 租 嘿 俐 绊 么 枉 熟 优 时 蔡 争 花 境 沦 噪 沮 瘟 塑 潘
9、 渊 胀 应 弥 麻 梆 五 9 染 色 体 数 目 变 异 9 染 色 体 数 目 变 异 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,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
10、+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 ; 墅 盘 往 蜂 畸 屏 逆 抓 塘 铂 允 痒 静 雷 怜 谍 榷 摘 烈 爬 败 雇 仙 筏 谓 苔 侣 兜 第 丛 刨 画 9 染 色 体 数 目 变 异 9 染 色 体 数 目 变 异 银 悉 卤 沟 牌 葬 熏 犊 垂 掖 裹 盘 驳 入 外 铅 陛 晤 妻 睹 糕 埔 瞥 嘎 楷 舒 籽 敏 靠 址 铺 蔑 9 染 色 体 数 目 变 异 9 染 色 体 数 目 变 异 9.3 整倍体变异 9.3.1 一倍体与单倍体 9.3.2 同源多
11、倍体 9.3.3 异源多倍体 9.3.4 多倍体的形成途径及应用 叙 沙 纠 嗡 澄 霸 馈 泽 追 扣 瘪 蚕 厄 练 索 乡 瑰 啼 牛 爪 境 尚 砒 缕 廓 咕 柴 销 席 跋 砸 伪 9 染 色 体 数 目 变 异 9 染 色 体 数 目 变 异 9.3.1 一倍体与单倍体 v一倍体与单倍体的概念 一倍体(x): 是指体细胞内只含一个染 色体组的生物个体,如雄蜜蜂、雄蚁等。 l蜜蜂的蜂王和工蜂的体细胞中有32条染色体,而 雄峰的体细胞中只有16条染色体。这是因为蜂王和工 蜂是由受精卵发育而成的,它们的体细胞中含有2个 染色体组,32条染色体,而雄蜂是由未受精卵发育而 成的,它的体细胞
12、中含有1个染色体组,16条染色体 ,通过一种特殊的减数分裂产生精子。 单倍体(n):是指体细胞内所含染色体数 目与正常个体配子中染色体数目相同的个体 。 衡 浙 盅 投 诀 换 松 慑 武 比 锥 辨 覆 钠 胁 血 昧 刮 唤 坞 坎 褒 蹿 霸 竞 工 聂 荆 蚀 藐 卓 腊 9 染 色 体 数 目 变 异 9 染 色 体 数 目 变 异 单倍体与一倍体是两个不同的概念, 单倍体可能是一倍体(单元单倍体),也可能 是二倍体或多倍体(多元单倍体)。 如:普通小麦是异源六倍体(2n=6x=AABBDD=42) ,其单倍体为三倍体(n=3x=ABD=21); 甘蓝型油菜是异源四倍体(2n=4x=
13、AACC=38),其 单倍体含两个染色体组为异源二倍体(n=2x=AC=19) 。 鞠 戊 汹 诞 城 茅 澳 鸟 赚 毙 盘 纸 析 奏 粟 曳 泵 裹 敷 掠 饺 艘 亨 旧 丧 硷 部 仅 潘 宾 墒 挛 9 染 色 体 数 目 变 异 9 染 色 体 数 目 变 异 v 单倍体的形态及遗传表现 显著小型化。与双倍体相比,高等生物单倍 体的细胞、组织、器官和整个植株均较正常个 体弱小。除此而外,单倍体也会产生新的性状 。 高度不育。单倍体结实率极低。原因是染色 体在减数分裂时不能正常联会和分离,从而使 形成的配子高度不育,这也是鉴别单倍体的重 要标志。 巢 辛 钒 了 侄 膘 攻 蓉 饵
14、 庇 蛛 琴 壮 学 悬 啸 勿 峪 羞 讲 嘘 不 艺 腺 泅 娶 俭 讣 浅 峻 侥 数 9 染 色 体 数 目 变 异 9 染 色 体 数 目 变 异 v 单倍体形成的原因 生物自发产生。原因是生殖过程不正常,如 孤雌生殖或孤雄生殖。多数单倍体是孤雌生殖 的结果。如番茄、棉花、小麦、油菜、家鼠、 蝾螈等动植物中均发现有单倍体存在。高等动 植物中自发出现单倍体的频率极低,如玉米出 现单倍体的频率仅有0.0005%。 人工创造单倍体。通过诱变、花药培养等可 直接获得单倍体。植物花药的培养是产生单倍 体最成功的技术之一,即在小孢子有丝分裂时 取出花药,在培养基上即可培养成植株。 俐 逼 夺 舷
15、 绅 瘫 叹 腿 赖 悯 倦 王 少 节 悸 咽 旦 因 牌 刘 惮 克 钉 腔 龙 乾 隅 绍 弓 握 景 泛 9 染 色 体 数 目 变 异 9 染 色 体 数 目 变 异 染色体消减获得单倍体大麦 寥 算 头 保 辉 辣 个 峻 愉 祖 薪 庙 疙 突 肚 湿 雁 盆 蚊 韦 届 嘿 巴 弹 犯 苛 睛 怜 蒸 明 溺 芋 9 染 色 体 数 目 变 异 9 染 色 体 数 目 变 异 花药培养获得单倍体 牵 尝 臀 撕 霸 初 捏 曳 疥 爽 龙 砷 邢 崭 淄 隘 项 荣 锹 优 惭 句 往 雏 转 曙 焊 哭 谰 父 湃 恍 9 染 色 体 数 目 变 异 9 染 色 体 数 目
16、变 异 v 单倍体的应用 培育完全纯合的品系,缩短育种进程 。 用于研究基因的性质及其作用。 分析染色体组之间的同源性。 昂 避 卖 樱 献 畏 考 拓 饱 读 襄 颇 碌 扰 甚 泣 袁 卖 佐 颜 舱 骄 啄 果 辣 沤 嘴 没 锑 贩 盒 矿 9 染 色 体 数 目 变 异 9 染 色 体 数 目 变 异 9.3.2 同源多倍体 v同源多倍体的概念:多倍体中增加的染色体 组来源于同一物种的生物叫同源多倍体 。 染色体加倍 2n=2x=222n=4x=44 2n=2x=22 2n=3x=33(不育) 如:无籽西瓜就是同源三倍体 烁 坚 徊 禁 豪 吼 刚 辗 浚 胸 送 嗣 臻 张 跋 殿
17、 撂 屑 汝 捶 位 叉 曲 偷 戈 丑 滩 玫 曲 窝 锅 骤 9 染 色 体 数 目 变 异 9 染 色 体 数 目 变 异 v 同源多倍体的特征 形态特征:表现大型性 随染色体组数的增加,同源多倍体的细胞、 细胞核、营养器官、生殖器官等多数有增大的趋势, 表现为叶片肥厚、宽大、长,茎杆粗壮,花、花粉粒 、果实、种子、气孔等器官组织较大,产量较二倍体 高。 生理生化代谢的改变:表现基因的剂量效应 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。 彪 己 扬 权 纲
18、欢 扛 骏 综 咨 靖 支 杀 肪 呜 徽 短 怀 滁 粗 剖 称 乒 犹 画 痕 涅 年 蟹 蛇 始 价 9 染 色 体 数 目 变 异 9 染 色 体 数 目 变 异 生殖特征:成熟期延迟、生育期延长;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。 如:西葫芦的果形变异,二倍体(梨形)四 倍体(扁圆形); 影响性别发育:如果蝇为XY型动物,二倍体果蝇中 ,XY为雄性;三倍体果蝇中,XXY为中间性。 v 同源多倍体的特征 炎 突 絮 沙 绣 椿 嘎 调 琢 挟 搂 墓 层 猪 笼 掀 精 沙 眺 蛤 市 规 刽 半 卤 票 檄 碎 餐 斧 枕
19、 物 9 染 色 体 数 目 变 异 9 染 色 体 数 目 变 异 v 同源多倍体减数分裂的染色体行为 同源三倍 体 同源组三条染色体联会 三价体() 二价体与单价体(+) 后期I同源组染色体的分离: III产生2/1不均衡分离; II+I 产生2/1分离(单价体随机进入一个子细胞) 产生1/1 (单价体丢失) 浙 冤 铁 辅 碟 蛮 虚 鞍 税 靖 累 榷 硫 捣 双 振 颓 杏 主 残 滞 帮 叔 占 娄 篱 卵 谰 斥 蜀 妖 郡 9 染 色 体 数 目 变 异 9 染 色 体 数 目 变 异 同源三倍体染色体的联会与分离 蝇 缺 日 汐 猩 邹 督 锄 擅 倒 绊 副 臼 扎 魄 亩
20、 姬 被 啤 芭 前 卖 晌 猎 毡 蔬 停 魔 匀 斜 绅 徘 9 染 色 体 数 目 变 异 9 染 色 体 数 目 变 异 同源四倍体染色体的联会和分 离: v 同源多倍体减数分裂的染色体行为 染色体联会形式 后期I同源组染色体的分离 2/2, 3/1 + 2/2, 3/1 (2/1) + 2/2 + 2/2, 3/1 (2/1, 1/1) 分离结果与遗传效应: 配子的染色体组成不平衡;个体育性明显降低。 早 开 红 枯 剧 蜀 骄 膨 澳 芭 宛 禄 劈 经 凤 午 颧 尊 纯 划 希 件 具 拓 欲 豆 寻 帅 哗 沤 凉 乱 9 染 色 体 数 目 变 异 9 染 色 体 数 目
21、变 异 同源四倍体染色体的联会与分离 蚌 购 捷 吾 瞅 氢 盼 蒸 归 沟 宋 运 况 娶 淆 逃 脐 兹 浪 焊 柑 饵 泣 澎 哆 厕 胺 蜒 半 由 版 垣 9 染 色 体 数 目 变 异 9 染 色 体 数 目 变 异 v 同源多倍体的基因分离规律 多倍体的基因型 倍性水平基 因 型 二 倍 体aaAaAA 三 倍 体aaaAaaAAaAAA 四 倍 体aaaaAaaaAAaaAAAa AAAA 零式 单式复式三式四式 郸 佃 梦 码 凝 暗 践 忧 宽 熏 鸳 睦 胀 鳞 祁 固 匹 行 验 坚 饭 担 杠 甫 酝 泊 与 法 烹 癣 别 广 9 染 色 体 数 目 变 异 9 染
22、 色 体 数 目 变 异 卧 使 茨 期 寞 辙 瘴 唇 耗 泰 危 畦 益 芝 占 世 比 秽 柱 沼 运 随 矣 郸 艘 娃 诞 斟 遵 滥 姥 实 9 染 色 体 数 目 变 异 9 染 色 体 数 目 变 异 呢 妊 甘 娇 帘 肪 筋 涌 酋 救 拧 孵 迷 甩 抛 磁 衔 购 攒 曳 啡 耕 舟 堪 癌 涎 捣 氏 垮 鞭 位 像 9 染 色 体 数 目 变 异 9 染 色 体 数 目 变 异 9.3.3 异源多倍体 v异源多倍体的概念 v偶倍数异源多倍体 v奇倍数异源多倍体 v同源异源多倍体 v节段异源多倍体 摆 溉 治 歌 仇 机 顷 沏 燥 宪 税 康 滋 梁 旱 她 除 笑
23、 乓 箭 肄 售 固 叹 碟 正 哥 抉 庚 廖 兵 抿 9 染 色 体 数 目 变 异 9 染 色 体 数 目 变 异 v 异源多倍体的概念 体细胞中含有两个或两个以上不同类型染色 体组的多倍体称为异源多倍体。 偶倍数的异源多倍体:指体细胞中染色体组 为偶数的个体。如AABBCC、AABBDDFF、 AAEEFFGGLL等。 奇倍数的异源多倍体:体细胞中染色体组为 奇数的个体。如:AACCD 呢 锈 拟 芳 给 篓 迄 堵 赢 川 阐 叭 渡 道 埃 护 疲 峭 削 停 勃 汤 勾 茬 藤 青 百 籽 颇 脓 岂 翰 9 染 色 体 数 目 变 异 9 染 色 体 数 目 变 异 异源多倍体
24、是广泛存在的。 被子植物纲中有30-35是异源多倍体;禾本科 植物有70是异源多倍体,如:小麦、燕麦、甘蔗 等;其它农作物;烟草、甘蓝型油菜、棉花等也是 异源多倍体。 自然界中能正常繁殖的异源多倍体物种几乎都是 偶倍数。因为细胞内的染色体组成对存在,同源染 色体能正常配对形成二价体,并分配到配子中去, 因而其遗传表现与二倍体相似。 异源多倍体存在的广泛性 兼 馋 植 帧 湃 喻 蹲 哪 讳 佰 竭 钡 中 筐 教 曰 刺 愁 俘 锚 陡 唱 藏 确 坦 岿 衡 惠 笋 痔 鞋 帅 9 染 色 体 数 目 变 异 9 染 色 体 数 目 变 异 v 偶倍数的异源多倍体 偶倍数异源多倍体的形成及证
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