第七章 遗传物质的改变

nullnullnullnull第七章 遗传物质的改变第七章 遗传物质的改变null一、染色体结构的改变一、染色体结构的改变 （一）概述 1. 定义：染色体结构变异的产生是由于染色体断裂，断裂重接时发生差错造成的。这种情况常称为染色体畸变。 null2. 变异途径：染色体断裂后，断裂端可以沿下面三条途径中的一条发展。 (1)保持原状，不愈合，没有着丝粒的染色体片段最终消失。 (2)同一断裂的两个断裂端重新愈合或重建，回复到原来的染色体结构。 (3)某一断裂的一个或两个断裂端，可以跟另一断裂所产生的断裂端连接，引起非重建性愈合。 null3. 染色体结构变异种类 依据断裂的数目和位置，断裂端是否连接，以及连接的方式，可以分为：缺失、重复、倒位、易位这四种主要情况。（二）缺失及其遗传效应（二）缺失及其遗传效应 缺失(Deletion)是由于染色体失去了某个带有基因的片段。它有两种形式：顶端缺失和中间缺失。 （二）缺失及其遗传效应（二）缺失及其遗传效应缺失的类型 顶端缺失 中间缺失null2. 缺失的细胞学效应 配对 缺失环nullnull3. 缺失的遗传学效应 成活困难 性状丢失 性状异常 拟显性（三）重复及其遗传效应（三）重复及其遗传效应 1. 定义： 重复(duplication)是指细胞的染色体中存在两段或两段以上的相同片段。通常是由于同源染色体间发生非对等交换而产生的。null（三）重复及其遗传效应（三）重复及其遗传效应2. 细胞学特征 重复屈曲 重复环null3.重复的遗传学特征 重复的剂量效应 位置效应 （四）倒位（inversion)（四）倒位（inversion)1.定义：倒位是染色体片段倒转180度，造成染色体内的重新排列。倒位发生于减数分裂的细线期。null2. 倒位的形成机理null3.倒位的种类null4.倒位的细胞学效应nullnull5. 倒位的遗传学效应（五）异位(translocation)（五）异位(translocation)1. 定义：一条染色体的一端搭到另一条非同源染色体上去，叫做易位，如果两条非同源染色体互相交换染色体片段，叫做相互易位。 null2. 易位的细胞学特征null3. 遗传学效应 减低连锁基因的重组率 改变基因连锁关系null4.异位的测定： 细胞学鉴定 遗传学测定（六）染色体结构变异的应用（六）染色体结构变异的应用基因定位 改良作物品种 创造不育系双杂合保持系（七）染色体结构变异的诱发（七）染色体结构变异的诱发辐射诱变 化学诱变 其他因素诱变nullnull二、染色体数目的改变二、染色体数目的改变（一）染色体组的概念 染色体组（Genome） 是指二倍体生物配子中所具有的全部染色体，记为X。各染色体形态、结构和连锁基因构成一个完整体系。null单倍体 (X)：只含有一个染色体组的生物体。 单元体 （n）：特指有性繁殖生物的配子体世代。null（二）染色体数目变异类型 1.整倍体（euploid) 2.非整倍体（aneuploid）null1.整倍体（euploid) 单倍体(monoploid) 二倍体(diploid) 多倍体(polyploid) 三倍体 四倍体 六倍体null同源多倍体（autoploid） 异源多倍体（alloploid）同源多倍体形成途径同源多倍体形成途径四倍体二倍体正常减数分裂异常减数分裂加倍null同源多倍体的特点： 巨大性 生理生化代谢改变 减数分裂不正常（次级联会） 染色体随机分离比出现变化 异源多倍体形成途径异源多倍体形成途径 加倍 减数分裂异常null邱园报春形成示意图null异源多倍体的特点 偶数异源多倍体 奇数异源多倍体null多倍体的诱发 自然诱发 人工诱发 秋水仙素null人工多倍体的应用 克服远缘杂交的不育性 克服远缘杂交不结实 培育新品系null2.非整倍体（aneuploid） 单 体: （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)非整倍体的应用非整倍体的应用null3.单倍体（monoploid） 在二倍体植物中，配子体阶段只含有一个染色体组，在有些情况下，雌配子或雄配子可以长成完整的植物体，这样的植物体称为单倍体。null单倍体植物的特点： 矮小性 不育性 全显性null 单倍体植株同二倍体相比它的所有器官都发育得很弱小，从而使整个植株矮小。由于只有一套染色体，在减数分裂时，无联会现象，减数分裂不正常，几乎完全不结实； 但由于只有一套基因，即只有两个等位基因中的一个，因而所有隐性性状都可以得到直接的表现，而不被显性基因所掩盖。null 另一方面，把单倍体加倍成二倍体是很容易的，一旦加倍成功就变成一个可以真实遗传的纯合二倍体。我们知道用常规方法育成一个纯合二倍体往往要经若干年的连续自交才能成功，而单倍体育种则是提供纯合二倍体的捷径null单倍体的应用 培育基因型纯和的品系，缩短育种年限 研究基因的作用； 研究不同染色体组间的作用。三、基因突变三、基因突变（一）突变的一般概念 遗传性状飞跃式的间断的变异现象称为突变。 广义的突变可以包括能改变表现型的任何遗传物质的改变，其中主要是染色体和基因的突变。 狭义的突变一般是专指基因突变而言。null（二）突变的意义 只有基因突变才产生了新的等位基因，成为自然选择的对象，成为生物进化的重要源泉，为生物进化以及新品种的创造提供了丰富资源。它也为遗传学工作者提供了一种比较基因状态的工作，只有通过这种比较，才能了解基因结构和功能的内幕。（三）突变的种类自发突变： 在没有特设的诱变条件下，由外界环境条件的自然作用或者由生物体内的生理和生化变化而发生的突变称为自发突变。 2、诱发突变：在专门的诱变因素（电离辐射、化学药品、高温等）影响下发生的突变称为诱发突变。（三）突变的种类null性细胞突变与体细胞突变 在细胞的发育周期中，突变可以发生在任何一个阶段、任何一个细胞内。凡是在性原始细胞和成熟的性细胞内发生的突变称为性细胞突变，而在体细胞内发生的突变称为体细胞突变。null显性突变与隐性突变 A anull 如显性突变发生在性细胞中，它可以在后代中立即表现；如是隐性突变或下位突变，则他们的影响被掩盖。要到突变基因处于纯合状态时才能表现出来。null 如突变发生在体细胞中，只有显性突变或处于纯合状态的隐性突变才能表现出来。这种表现往往使个体表现镶嵌现象。镶嵌的程度根据突变发生时有机体的发育时期而不同，突变发生愈早，则变异部分愈大；反之，则变异部分愈小。null 在只通过有性途径进行繁殖，而且性原始细胞早期已经分化的生物中，体细胞突变在进化上没有作用，对于选种也没有价值。但对于能进行无性繁殖的生物来说。体细胞突变有重要的意义。因为这些类型能由体细胞组织发育成完整的新个体。 null大突变和微突变 AA BB CC DD EE FF aa bb cc dd ee ff易变基因与增变基因易变基因与增变基因 一般的基因比较稳定，不易发生改变。但是也有一些基因非常容易发生突变，一直是具有它们的个体成为突变与未突变基因的镶嵌合体。这种极端易变的基因称为易变基因。 有些基因或染色体的某个节段，影响到其它基因的稳定性，使它们加速了突变。这些促进突变的基因称增变基因。（四）基因突变的一般特征（四）基因突变的一般特征1、突变的重复性： 2、突变的可逆性： 3、突变的多方向性： 4、突变的有害性和有利性： 5、突变的平行性： 6、大突变和微突变。 null1、突变的重复性： 同种生物不同个体间独立的产生相同的突变称为突变的重复性。许多实验证明突变是可以多次重复发生的，因此基因才有一定的突变频率。 null突变频率： 突变在群体中发生的机率。通常用%表示。 null2、突变的可逆性： 一般来讲，一个物种的野生基因变成突变基因时，称为正突变；反之，称为反突变或回复突变。因此，突变的过程与许多生物化学过程一样是可逆的。 A anull3、突变的多方向性： 基因突变的方向是不定的，它可以向不同的方向进行。 a1 A a2 a1 A a2 a3 null3、突变的多方向性： 基因突变的方向是不定的，它可以向不同的方向进行。 a1 A a2 a1 A a2 a3 null3、突变的多方向性： 基因突变的方向是不定的，它可以向不同的方向进行。 a1 A a2 a1 A a2 a3 null复等位基因 群体中等位的基因位点上存在两种以上的形式。两种以上的基因形式构成复等位基因。 A1 A2 A3 a1 a2 a3nullA1 A1 A1 A2 A2 A2 A1 A3 A2A3 A3 A3 A1 A2 A3 null复等位基因 群体中等位的基因位点上存在两种以上的形式。两种以上的基因形式构成复等位基因。 A1 A2 A3 a1 a2 a3null4、突变的有害性和有利性： 白化现象 重瓣化现象 不育现象 产量变化null5、突变的平行性： 凡是亲缘关系相近的物种，经常发生相似的基因突变，称为平行突变。null突变的测定方法突变的测定方法测定突变是以下述的特点为前提的： 突变体通常不具备过渡形态,而且所有突变体都能在后代中繁殖，并依靠一定的分离比例表现出来。 假定二倍体同源染色体的成对基因位点上只有一个基因发生了突变。nullP dd F1 Dd × F2 1DD : 2Dd : 1 dd × F3 1DD : 2Dd : 1 dd 显性突变的测定方法null隐性突变的测定方法 P DD F1 Dd × F2 1DD : 2Dd : 1 dd 作业作业试比较下列概念： 重复和缺失 到位和异位 同源多倍体和异源多倍体 单倍体和单元体 性状变异和基因突变课程课程论文自然界生物体产生可遗传变异的途径； 观赏植物观赏性状的遗传机理。