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第六章 染色体变异.

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1 第六章 染色体变异

2 染色体变异 结构变异: “断裂-重接”假说 数目变异: 减数、有丝分裂的异常

3 第三节 染色体数目变异

4 19世纪末,狄  费里斯发现:   普通月见草(2n = 14)   特别大 的变异型(1901年命名为巨型月见草)。   1907年,巨型月见草体细胞数目是2n = 28Chr   染色体数目变异可以导致遗传性状的变异。   变异特点是按一个基本的染色体数目 (基数)成倍地增加或减少。

5 一 染色体组及其整倍性 染色体组:是一组完全非同源染色体数目,或称为基因组,x表示。 n:是指配子染色体数;x:是指染色体基数。
单倍体:含有一个完整的染色体组 二倍体:含有两个染色体组 三倍体:含有三个染色体组 多倍体:含有两个以上的染色体组

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7 2.不同种属染色体组的染色体数不同的 水稻 2n=2X=24 n=X=12 蚕豆 2n=2X=12 n=X=6 亚洲棉 2n=2X=26

8 4. 整倍性改变:是以染色体组为单位增减。 x(单倍体)2x(二倍体),3x(三倍体), 4x(四倍体) 5
4. 整倍性改变:是以染色体组为单位增减。 x(单倍体)2x(二倍体),3x(三倍体), 4x(四倍体) 5. 非整倍性改变:是以染色体数增减。 2n-1(单体),2n-2(缺体),2n+1(三体)

9 二 染色体数目变异的分类 整倍性变异:以染色体组为单位增减变异。整倍性变异产生整倍体。 非整倍性变异:在二倍体(2n)染色体的基础上,增减个别染色体的变异。非整倍性变异产生非整倍体。

10 1 整倍体:以染色体组为单位增加的个体。 (1)单倍体:只有配子染色体数的个体。 n=x (2)二倍体:细胞核内具有二个染色体组的生物体。
狭义:2n=2X=AA 2个染色体组,一套。 广义:2n=4X=TTSS,4个染色体组,两套。无重复。 又叫功能性二倍体。

11 (3)多倍体:细胞核内超过2个以上的染色体组的物种。 2n=3X、4X、5X……
同源多倍体:当所有的染色体组都来自同一物种的多倍体; 染色体组≥3套。例如: 2n=AAA 同源三倍体 2n=AAAA 同源四倍体 异源多倍体:含有两种或两种以上的染色体组的多倍体。 2n=AABB (功能性二倍体) 2n=AABBDD

12 设:三个二倍体种,染色体组(X)分别以A、B、E表示,X=3
 ① 2n=2X=2A=(a1a2a3)(a1a2a3) =a1a1a2a2a3a3 =6=3Ⅱ  ② 2n=2X=2B=(b1b2b3)(b1b2b3)=b1b1b2b2b3b3=6=3Ⅱ  ③ 2n=2X=2E=(e1e2e3)(e1e2e3) =e1e1e2e2e3e3 =6=3Ⅱ ① 同源四倍体: AA   AAAA 2n=4X=4A=AAAA=12=3Ⅳ BB    BBBB  2n=4X=4B=BBBB=12 =3Ⅳ EE    EEEE  2n=4X=4E=EEEE=12 =3Ⅳ 加 倍 ② 同源三倍体:   AAAA×AA   AAA 2n=3X=3A=AAA=9=3Ⅲ   BBBB×BB    BBB 2n=3X=3B =BBB=9=3Ⅲ   EEEE×EE    EEE 2n=3X=3E =EEE=9=3Ⅲ

13 牡丹三倍体 2n=3X=15 牡丹二倍体 2n=2X=10 5m

14 ABE AABBEE 2n=6X=AABBEE=18=9Ⅱ
③ 异源四倍体、同源异源八倍体 AA × BB   AB    AABB(2n=4X=AABB=12=6Ⅱ) 加倍 加倍 AAAABBBB(同源异源八倍体) 2n=8X=24=6Ⅳ ④ 异源三倍体、六倍体: AABB × EE    ABE    AABBEE 2n=6X=AABBEE=18=9Ⅱ 加倍 10 m 如:六倍体小麦(2n=6X=AABBDD=42)

15 同源三倍体 多倍体染色体组的组合

16 2.非整倍体: 某个体的染色体数比该物种中正常合子染色体数(2n)多或少一个至几个染色体的个体(在2n基础上增减个别染色体的个体)。 超倍体:染色体数多于2n的个体。 亚倍体:染色体数少于2n的个体。

17 亚倍体 双体:正常二倍体称为双体 2n 缺体:正常双体缺少了一对或多对同源染色体的非整倍体 单缺体:2n-2=(n-1)II
单体:正常双体缺少了一条或多条非同源染色体的非整倍体 单单体:2n-1=(n-1)II+I 双单体:2n-1-1=(n-2)II+2I

18 超倍体 三体:比双体多出一条或多条非同源染色体的非整倍体 注意:非同源染色体是指多余染色体彼此非同源,但是它们各自与该个体的某条染色体同源。
单三体:2n+1=(n-1)II+III 双三体:2n+1+1=(n-2)II+2III 四体:比双体多出一对或多对同源染色体的非整倍体 单四体:2n+2=(n-1)II+IV 双四体:2n+4=(n-2)II+2IV

19 亚倍体 超倍体 单体 2n-1=a1a1a2a2a3=5=(n-1)Ⅱ + Ⅰ
双单体 2n-1-1=a1a1a2a3=4=(n-2)Ⅱ + 2Ⅰ 缺体  2n-2=a1a1a2a2=4=(n-1)Ⅱ 亚倍体 三体  2n+1=a1a1a2a2a3a3a3=7=(n-1)Ⅱ + Ⅲ 双三体 2n+1+1=a1a1a2a2a2a3a3a3=8=(n-2)Ⅱ + 2Ⅲ 四体  2n+2=a1a1a2a2a3a3a3a3=8=(n-1)Ⅱ + Ⅳ 超倍体

20 蚕豆:2n=12 超倍体:染色体数目>2n的非整倍体 ——三体、四体 亚倍体:染色体数目<2n的非整倍体 ——缺体、单体 双体

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23 某物种2n=8,下图中每条横线代表一条染色体,请写出下列图示的正确名称。

24 三 单倍体

25 一倍体是单倍体,单倍体却不一定是一倍体!
1.概念:具有配子染色体数的(n)个体或细胞。 2.分类:单元单倍体;多元单倍体 ① 二倍体植物:2n=2X n=X 单元单倍体   水稻、玉米的单倍体就是一倍体(n=X=12、10) ② 多倍体生物:n≠X 多元单倍体   普通烟草(异源四倍体)的单倍体是二倍体(n=2X=TS=24)   普通小麦(异源六倍体)的单倍体是三倍体(n=3X=ABD=21) 一倍体是单倍体,单倍体却不一定是一倍体!

26 3. 发生:自然或者人工诱导的无融合生殖 4. 特点:单倍体表现高度不育 (1)减数分裂时
染色体不配对联会,只在后期I形成单价体,随机分往两极,产生的二分体子细胞内含有Chr数目不等,导致不育。 (2)细胞、组织、器官和植株弱小、生活力差。

27 5.用途 (1)加速基因的纯合速度 单倍体的每个染色体组是单的,全部基因也是单的,加倍后,由不育变可育,而且全部基因都变成纯合。
(2)研究基因的性质和作用 单倍体中每个基因都是成单的,不论显隐性都可表达, 是研究基因及其作用的好材料。 (3)研究染色体之间的亲缘关系 异源多倍体的单倍体孢母细胞减数分裂时,任何染色体都只是单个,所以除去不得不成单价体外,可能与自己部分同源的另一个染色体联会成二价体。通过联会分析,可得知彼此同源的关系。

28 四 同源多倍体 同一染色体组(x)加倍2次以上的生物体

29 1. 概念:同一物种经过染色体组加倍形成的多倍体。
2n=AAA 同源三倍体;2n=AAAA同源四倍体 同源组: 二倍体中,同源染色体成对:n对 同源多倍体,同源染色体成组:n个同源组, 同源三倍体:每个同源组三条同源染色体; 同源四倍体:每个同源组四条同源染色体。

30 同源三倍体 多倍体染色体组的组合

31 2. 同源多倍体的形态及遗传特征: (1)形态特征:巨大性 染色体倍数越多 核和细胞越大 器官越大;
染色体倍数越多 核和细胞越大 器官越大; 常用气孔和花粉粒来作为鉴别多倍体的标志。 金鱼草 2n=2X=16 金鱼草 2n=4X=32

32 烟草2倍体,4倍体和8倍体叶片气孔 以根尖细胞或花粉母细胞 鉴定染色体数 2X 2X=14 4X 4X=28 8X

33 例:大麦同源四倍体籽粒蛋白质含量,约增10-12%; 玉米同源四倍体籽粒类胡萝卜素含量,约增43%。
(2)生理特征:增进品质 基因剂量增加 同源多倍体植株的生化反应与代谢加强 许多性状的表现更强 例:大麦同源四倍体籽粒蛋白质含量,约增10-12%;   玉米同源四倍体籽粒类胡萝卜素含量,约增43%。 (3)生育特征:配子育性降低甚至完全不育 可获无籽的果实

34 染色体组的倍数是否越高越有利呢? 染色体组的倍数性有一定限度,超过限度其器官和组织 就不再增大,甚至导致死亡。 如:
甜菜最适宜的同源倍数是三倍(含糖量、产量); 玉米同源八倍体植株比同源四倍体短而壮,但不育; 半支莲同源四倍体的花与二倍体相近; 车前草同源四倍体的花小于二倍体。

35 (4)遗传特征: ①.基因剂量增大基因类型增多。 ②. 表现型的改变 : 设:二倍体一对等位基因A-a,基因型是AA、Aa和aa。
同源四倍体:AAAA 四式、AAAa 三式、AAaa 复式       Aaaa 单式、aaaa 零式。 ②. 表现型的改变 :  二体加倍为同源四倍体后,常出现不同表现型。

36 四倍体菠菜♀XXXX,♂XXXY、XXYY、XYYY、YYYY
二倍体西葫芦 梨形果实 同源四倍体 扁圆形   二倍体菠菜♀XX,♂XY    四倍体菠菜♀XXXX,♂XXXY、XXYY、XYYY、YYYY             均为♂株,说明Y染色体在决定                性别的作用上具有特殊效应

37 3. 同源多倍体的联会和分离: (1)同源多倍体联会时的特征: 同源多倍体减数分裂 三条或三条以上的同源染色体
联会  组成同源组 联会成多个多价体 在任何同源区段内只能有两条染色体联会,而将其它染色体的同源区段排斥在联会之外。 因此,每两个染色体之间的只是局部联会,交叉较少,联会松弛,就有可能发生提早解离。

38 (2) 同源三倍体联会和分离: 同源染色体组大多联会成多价体 联会不紧密,局部联会 提早解离,造成染色体分离不均衡 不联会
每一个同源染色体组主要有两种联会方式: 联会成Ⅲ 联会成Ⅱ+Ⅰ 分离:2/1或1/1

39 同源三倍体一个同源染色体组的联会

40 例如:曼陀罗同源三倍体(2n=3x=36=12 Ⅲ)的分离
不论何种分离方式  导致同源三倍体配子染色体的不平衡  造成同源三倍体的高度不育。 例如:曼陀罗同源三倍体(2n=3x=36=12 Ⅲ)的分离

41 同源三倍体高度不育的原因解析: (1)3条同源染色体前期I联会成一个III或一个II+I。 (2)后期I发生分离:2/1不均衡分离或 1/1 分离。 III:2条进入一极,1条进入另一极; II+I:II正常分离,I随机进入一极; (3)得到平衡配子(2n或n)概率是(1/2)n-1。 (4)大部分配子染色体在2n与n之间,是不平衡的。 所以同源三倍体高度不育。

42 (3)同源三倍体在农业上的应用:高度不育的特性。
无籽西瓜(X=11) 二倍体(2n=2X=22=11Ⅱ) ↓加倍 同源四倍体 × 二倍体 (2n=4X=44=11Ⅳ) ↓ 同源三倍体西瓜(无籽) 2n=3X=33=11 Ⅲ 葡萄和香蕉都是人工创造的同源三倍体

43 4.同源四倍体(2n=4X=AAAA)的联会和分离
每个同源组是由四个同源染色体组成,由于局部联会,也会发生不联会和四价体提早解离等现象,所以: 前期Ⅰ的联会: Ⅳ、 Ⅲ+Ⅰ、 Ⅱ+Ⅱ、Ⅱ+Ⅰ+Ⅰ。 后期Ⅰ的分离:2/2或3/1;2/2或3/1或2/1;2/2;2/2或3/1或2/1或1/1

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45 同源四倍体的4条染色体可能发生这种或那种形式的不均衡分离造成同源四倍体的配子内染色体数和组合成分的不平衡造成部分不育和子代染色体数的多样性变化。

46 同源四倍体的基因分离: 一对基因,在四倍体有5种基因型: AAAA 四式 AAAa 三式、AAaa 复式、Aaaa 单式 (杂合)
假定2/2分离 所研究的基因与着丝粒相距很近,不发生交换 那么杂合体产生的配子和自交时表现型的比例是? 大多联会成Ⅳ和Ⅱ+Ⅱ,基因随染色体的分离而分离

47 以AAAa(三式)为例: 配子类型及比例 :AA∶Aa=1∶1 自交子代的基因型及比例:  (1AA:1Aa)2 = 1 AAAA :2 AAAa :1 Aaaa。 同源四倍体的染色体随机分离

48 同理复式(AAaa)和单式(Aaaa)的染色体随机分离的配子比例和自交子代基因型如下:

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50 习题8: 某同源四倍体为AaaaBBbb杂合体,A–a所在染色体与B-b所在染色体是非同源的,而且A为a的完全显性,B为b的完全显性。试分析该杂合体的自交子代的表现型比例。 P133:自交子代表型 A表型:a表型=3:1;B表型:b表型=35:1 四种表型以及比例 AB表型:105  Ab表型:3  aB表型:35 ab表型:1

51 五 异源多倍体 至少两个不同染色体组的多倍体。 异源多倍体是物种进化的产物。 偶数倍和奇数倍的异源多倍体

52 被子植物纲内,占30-35%,主要分布在蓼科、景天科、蔷薇科、锦葵科、禾本科等;
禾本科中约占70%,如栽培的小麦、燕麦、甘蔗; 果树中有苹果、梨、樱桃等; 花卉中有菊花、大理菊、水仙、郁金香等。

53 在栽培植物中,多倍体种更为常见

54 1 偶倍数的异源多倍体 (1)自然繁殖的异源多倍体都是偶倍数,由远缘杂交形成。 同源染色体都成对存在,减数分裂和育性正常。
例:普通烟草的产生:   拟茸毛烟草   ×   美花烟草 2n=2X=TT=24=12Ⅱ ↓ 2n=2X=SS=24=12Ⅱ          F1 2n=2X=TS=24=12Ⅰ+12Ⅰ           ↓加倍        普通烟草(异源四倍体)       2n=4X=TTSS=48=12Ⅱ+12Ⅱ 双二倍体 偶倍数异源多倍体在减数分裂时能象二倍体一样联会成二价体,故异源多倍体可表现出与二倍体相同的性状遗传规律。

55 异源六倍体(相似于异源六倍体的斯卑尔脱小麦)
(2)通过人工诱导多倍体,远缘杂交是形成异源多倍体的主要途径。 例如:普通小麦的演化过程     一粒小麦  ×  拟斯卑尔脱山羊草   2n=AA=14=7Ⅱ  ↓  2n=BB=14=7Ⅱ           F1 2n=2X=AB=14=7Ⅰ+7Ⅰ           ↓加倍   (相拟二粒小麦)异源四倍体    2n=4X=AABB=28=14Ⅱ               × 方穗山羊草                ↓ 2n=2X=DD=14=7Ⅱ                F1 2n=3X=ABD=21=7I+7I+7I        ↓加倍           异源六倍体(相似于异源六倍体的斯卑尔脱小麦)    2n=6X=AABBDD=42=21Ⅱ 也是形成新种的重要途径。                ↓基因突变、长期演化      普通小麦           2n=6X=AABBDD=42=21Ⅱ

56 (3)异源多倍体中的染色体部分同源性 相同编号的染色体(如1A、1B、1D)有时可以互相代替。
把普通小麦中各染色体分别命名: A组:1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A 一粒小麦 B组:1B 2B 3B 4B 5B 6B 7B 拟斯卑尔脱山羊草 D组:1D 2D 3D 4D 5D 6D 7D 方穗山羊草 编号相同的染色体具有部分同源的关系(携带相同基因)(1A、1B和1D)、(2A、2B和2D)… 具有部分同源的关系, 相同编号的染色体(如1A、1B、1D)有时可以互相代替。 如:R1-r1、R2-r2和R3-r3分别在3D、3A和3B,可以相互替代。

57 正常情况:同源联会(同源染色体之间的联会)
异源六倍体小麦(6X=AABBDD=21Ⅱ)减数分裂时,进行同源联会,如 1A与1A、4B与4B…7D与7D; 特殊情况:异源联会(部分同源染色体之间的联会) 如缺少某一染色体(如1A)的母细胞中,1A就可能与部分同源的1B或1D进行异源联会。

58 2. 奇倍数的异源多倍体: (1)奇倍数的异源多倍体是偶倍数多倍体杂交产生。 例1: 普通小麦 × 园锥小麦
例1: 普通小麦 × 园锥小麦 2n=6X=AABBDD=42=21II n=4X=AABB=28=14II n=3X=ABD n=2X=AB F1 异源五倍体 2n=5X=AABBD=35=14 II+7 I 又叫倍半二倍体---其中来源于一种异源多倍体的染色体组是双倍的,其他的染色体组是单倍的。

59 例2: 普通小麦 × 提莫菲维小麦 2n=6X=AABBDD=42=21Ⅱ n=4X=AAGG=28=14Ⅱ n=3X=ABD n=2X=AG F 异源五倍体 2n=5X=AABDG=35=7Ⅱ + 21Ⅰ 结实率很低:单价体多,导致形成的配子染色体组成的不平衡,致使不育或部分不育。 存在异源联会。

60 (2)自然界奇倍数的异源多倍体物种几乎不存在,只能依靠无性繁殖的方法加以保存。
单价体多 分离紊乱 配子染色体不平衡 不育或部分不育

61 六 多倍体形成途径及其应用 1. 形成途径: (1)未减数配子结合---种间杂种在减数分裂时偶尔形成包含全部染色体的配子,未减数的配子受精结合。 (2)体细胞染色体加倍

62 (1)未减数配子的结合 远缘杂交可以形成未减数配子:
卡贝钦科(1928)获得萝卜与甘蓝的属间杂种异源四倍体,曾定为一个新属“Raphanobrassica”。最初的设想是希望育成上面长甘蓝菜、下面长萝卜的新种,结果却相反。 未减数配子 n=18 萝卜RR 2n=18 F1杂种 2n=RB=18 共种90株,仅获821粒 萝卜甘蓝异源四倍体 2n=RRBB=36 甘蓝BB 2n=18

63 (2)合子染色体数加倍:

64 2. 多倍体的应用 (1)克服远缘杂交的不孕性  白菜 × 甘蓝 反交: 甘蓝×白菜 亲本加倍,杂交后,提高结实率。
 白菜 × 甘蓝 反交: 甘蓝×白菜 2X=20=10Ⅱ ↓ 2X=18=9Ⅱ ↓ 122朵花 朵杂交花 未结种子 未结种子 将甘蓝的染色体加倍后,2n=4X=36=9Ⅳ  甘蓝×白菜 反交:白菜×甘蓝 ↓ ↓ 131朵花结4粒种子 朵花结209粒种子 均长成植株 长成127株杂种植株

65 2n=4X=TTSS=48=24Ⅱ ↓ 2n=2X=GG=24=12Ⅱ 用普通烟草多次回交这个新种抗普通花叶病普通烟草品种。
⑵.克服远缘杂种不育性: 远缘杂种    大量的单价体     严重的不育; 使F1加倍    异源多倍体物种    可育配子。   异源多倍体新种具有两个原始亲本种的性状特征,作为再次 杂交的亲本之一,转移某些优良性状。 如:       普通烟草  ×  粘毛烟草  2n=4X=TTSS=48=24Ⅱ  ↓  2n=2X=GG=24=12Ⅱ          F1 3X=TSG=36不育             ↓加倍          异源六倍体 6X=TTSSGG=72=36Ⅱ             ↓ 可育、抗病          新种名为N. digluta  用普通烟草多次回交这个新种抗普通花叶病普通烟草品种。

66 (3)育成作物新类型 三倍体甜菜(3X=27=9Ⅲ):含糖量 > 2X、4X。

67 ↓秋水碱处理,使其染色体加倍 普通小麦(AABBDD)×黑麦(RR) 2n=42 2n=1 ↓ ↓ ABD(n=21) R(n=7)
↓ ↓ ABD(n=21) R(n=7) F1 ABDR(21+7=28) ↓秋水碱处理,使其染色体加倍 AABBDDRR(42+14=56) 异源八倍体小黑麦(穗大耐寒抗逆)

68 七 非整倍体 超倍体:染色体数多于 2n的个体。 亚倍体:染色体数 少于2n的个体。

69 常见的非整倍体类型(双体 2n=6)

70 2n=6

71 1.单体(2n-1):(n-1) Ⅱ+Ⅰ 比合子染色体数少一条染色体生物体。 (1)单体存在是一些动物的种性:
蝴蝶(2n-1,受精卵第一次分裂时丢失一条 Y 染色体所产生)

72 受精卵第一次分裂时丢失一条X染色体所产生的。
Y丢失 单体Ⅳ果蝇2n-1 ♀ X型(Y丢失) 单体Ⅳ果蝇2n-1(X丢失) 果蝇:XX + X0 两性嵌合体。    受精卵第一次分裂时丢失一条X染色体所产生的。

73 (2)植物界: 二倍体群体中出现的单体往往不育。 异源多倍体中的单体具有一定的活力和育性。 例:
普通烟草是异源四倍体,其配子有两个染色体组(n=2X= TS=24=24Ⅰ),是第一个分离出全套24个不同单体的植物(2n-IA、2n-IB、2n-IC、……、2n-IW、2n-IZ)。  不同单体之间及与双体之间的主要差异: 花冠大小、花大小、朔果大小、植株大小、发育速度、叶形和叶绿素等方面。

74 理论上,单体自交产生双体  单体  缺体=1  2  1。
(n-1)雄配子在受精时竞争不过n雄配子,不正常染色体往往不能通过雄配子传递给子代,雌配子受精时被动参与,所以不正常染色体往往可以通过雌配子传递给子代。

75 单体自交后代会双体、单体和缺体在F2中的比例取决于以下三个因素:
(1)I 在减数分裂中丢失的概率大小 (2)n-1配子参与受精的能力及其比例 (3)单体、缺体的存活能力

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77 2. 缺体(2n-2) (1)缺体是异源多倍体所特有,一般来自(2n-1)单体的自交。 (2)有的植物见不到缺体,在幼胚阶段死亡了。
如:普通烟草的自交后代中无缺体。 普通小麦(n=21)缺体

78 (3)普通小麦缺体的特征: .生活力都较差; .育性较低; .可育缺体一般都各有特征。 例:2n-Ⅱ5A个体:丢失了抑制卑尔脱小麦穗型的基因,故5A 缺体就会发育成斯卑尔脱小麦穗型。 2n-Ⅱ7D:生长势 < 其它缺体, 有半数植株是雄性不育或雌性不育。 2n-Ⅱ4D:花粉表面正常,但不能受精,说明4D上也载有控制育性的基因。 2n-Ⅱ3D:种子是白果皮,而双体则为红果皮。

79 3 三体(2n+1): (n-1)Ⅱ+Ⅲ (1)三体与性状表现:危害较亚倍体小。 三体基因剂量从2个增加到3个,不同于正常植株;
三体间表现型产生差异。

80 曼陀罗12种三体的不同果形

81 水稻三体: 不同的三体表现不同的籽粒外形。 CS-M3水稻品种的一套初级三体 水稻端三体粗线期

82 人类的21三体: 唐氏综合症:较敏感和快乐,皮肤折痕。

83 (2)三体的联会及其传递 2n=(n-1)II+III 偶线期 终变期 后期 I 配子 III III 2/1 n+1:n=1:1

84 n配子数大于n+1配子, n和n+1配子的生活力 花粉:n配子正常;n+1花粉竞争不过n配子, 因而n+1花粉能够参加受精的机会并不多。 卵细胞:有较强耐力,n和n+1配子可参与受精 三体额外染色体是通过卵细胞传递的。 多数情形:n配子与n配子受精形成双体;少数:n与n+1→三体;极少数:n+1与n+1→四体 例如:小麦三体自交后代: 双体 :54.1%;三体:45%;四体:1 %。

85 (3)三体的基因分离: 当某对基因正好位于 III 时有3个等位基因四种基因型: AAA(三式) AAa(复式) Aaa(单式)
其余(n-1)对染色体基因有2个等位基因,三种基因型 AA,Aa,aa→3:1

86 设:  显性基因A和隐性基因a位于三体染色体上;
   为复式杂合体(AAa),设基因与着丝点间无交换发生。则:染色体分离  产生1  1的(n+1)和 n 配子  基因型   分别为AA  Aa  A  a   =1  2  2  1。

87 该三体自交后代表现型比例: (i)n+1与n配子同等可育,雌雄配子同等可育: 表现型比例:A_ : aa= 35 : 1 (ii) n+1 精子全部不能参与受精,卵子中n+1 只有1/4,其余3/4是n。 表现型比例为:A_ : aa= 33 : 3 所以,实际情况A_表现型比例小于35。

88 4. 四体:2n+2 = (n-1) II + IV (1)来源:三体自交 (2)表现:遗传较三体稳定,在后期I 主要是2/2分离。
例:普通小麦的四体自交后代: 四 体(73.8%);三体(23.6%);双体(1.9%) 说明n+1配子占多数。 (3)联会与基因分离 IV III + I II + II II + I + I, 后期I 2/2分离为主。 A-a 基因如果位于II,与双体分离相同 A-a 基因如果位于IV,与同源四倍体染色体分离相同。

89 5.非整倍体的应用 1.用于测定基因所在的染色体: (1)单体测验进行基因定位
显性基因定位:即把一个未定位的显性基因定位到特定的染色体上(以及特定的位置) 杂交组合配制的总原则: 以待定位的基因的双体纯合体为父本 以对应的等位基的非整倍体为母本

90 测验过程中的遗传分析: F1 无论双体、单体均表现为显性 i 设显性基因A位于某染色体上,用AA双体和a表现型的单体杂交
P (n-1)II + I a × (n-1)II + IIAA G (n-1)I + I a (n-1)I (n-1)I + I A F (n-1)II + II Aa (n-1)II + I A F1 无论双体、单体均表现为显性 F2 无论双体、单体均表现为A显性。 细胞学鉴定出单体,自交

91 ii:设显性基因A不位于某染色体上,用AA双体和a表现型杂交
P (n-1) II aa+I × (n-1) IIAA + II G (n-1) I a + I (n-1) I a (n-1) I A +I F (n-1) II Aa + II (n-1) II Aa + I F1 无论双体、单体均表现为显性 F2 出现 A:a 表现型比例为3:1 细胞学鉴定出单体,自交

92 隐性基因定位 i. 设隐性基因a位于某染色体上时: F1细胞学鉴定和性状观察:双体表现为显性,单体表现为隐性
P (n-1) II+ I A × (n-1) II + IIaa G (n-1) I + I A (n-1) I (n-1) I+ I a F (n-1) II + II Aa (n-1) II + I a F1细胞学鉴定和性状观察:双体表现为显性,单体表现为隐性

93 ii. 设隐性基因a不位于某染色体上时: P (n-1) II A A+ I × (n-1) IIaa + II
G (n-1) I A + I (n-1) I A (n-1) I a + I F (n-1) II Aa + II (n-1) II Aa + I F1 双体、单体均表现为显性。

94 ⑵.三体进行基因定位: 三体作为母本和隐性纯合体杂交,F1三体自交F2分离随着隐性基因所在的染色体不同而不同。
P    A表现型三体   ×   a表现型双体     (n-1)II+IIIA           (n-1)II+IIaa                     ↓ G   n      n +1       n   (n-1)I+ IA   (n-1)I+ II AA   (n-1)I+Ia F1   2n(双体)   (n-1)II+IIAa    表现型A                  2n+1(三体)                      (n-1)II+ IIIAAa                   表现型A                     ↓              配子基因型AA  Aa  A  a=1221           自交后代的表现型比例 = A-  aa=351

95 2. 有目的替换染色体 a. 利用双体与单体杂交 小麦:甲品种(II):优良品种,不抗病 乙品种(II):农艺性状不好,但是抗病。抗病基因在6B 20 II + I r6B × II + II RR6B 20 I + I r6B I I + I R6B 20 II + II Rr6B II + I R6B (淘汰) F2中有双体、单体、缺体 双体 20 II + II RR6B

96 现要使甲品种换进一对带有抗病基因(R)的6D染色体。
b 利用缺体进行置换: 例:已知小麦抗秆锈17生理小种的基因(R)是位于6D染色体上。 甲品种是一个优良而不抗病品种(2n=20 II+II6D rr ); 乙品种是一个不优良而抗病品种(2n=20 II+II6D RR )。   现要使甲品种换进一对带有抗病基因(R)的6D染色体。 方法:        缺体   ×   双体       2n - II6D    ↓  20Ⅱ+ II6DRR             F1(均为单体)           20II + I6DR             ↓          可获得带有一对抗病基因(R)        的6D染色体的双体即20II + II6D 叶锈病

97 本章作业 课后习题12、13、14、15、16

98 本章小结 1.染色体变异是比基因突变更大幅度的突变,它的遗传效应影响很大。

99 3.染色体结构变异类型:  发生在一对同源染色体内: ①.缺失:形成缺失圈(由正常染色体构成)  假显性 ②.重复:形成重复圈(由畸变染色体构成)  剂量效应、位置效应 ③.倒位:形成倒位圈(由一对着丝点染色体)、后期桥(双着丝点染色体)  位置效应(交换值改变形成新种)  发生在二对同源染色体间: ④.易位:形成“十字环”(由二对非同源染色体构成)  半不育、交换值改变等。

100 3.染色体结构变异的遗传影响: ①.影响个体发育和配子生活力,但♀配子具有更大传递力。 ②.改变重组率、形成新连锁群(易位)。 ③.形成新系、新种(倒位、易位)。 ④.剂量效应(重复)、位置效应(重复、倒位、易位)。 ⑤.假显性现象(缺失)。

101 4. 染色体数目变异是在染色体组这一基数上的变异:
同属生物的共同染色体基数,即为一组基因群(以X表示)。 性细胞内的染色体数为n; n可以等于或不等于X染色体组,是分类上的依据之一。

102 5.染色体数目变异的整倍性: (1)单倍体的特点和应用: 形态一般变小,染色体数为n,表现高度不育。 基因纯合快 (人工加倍);研究基因作用 (∵一个基因);可追溯染色体的同源关系。 (2)同源多倍体:形态特征、染色体联会(三倍体、四倍体)和分离。 (3)异源多倍体: 偶倍数异源多倍体:生物进化的重要因素; 奇倍数异源多倍体:偶数多倍体间杂交的子代 (如4X2→3)。

103 6. 非整倍体: ①.亚倍体:单体、缺体。 ②.超倍体:三体、四体。 ③.间接利用:确定基因所在的染色体、进行染色体替换。

104 3. 某个体的某一对同源染色体的区段顺序有所不同, 一个是12·34567,另一个是12·36547(“·”代表着丝粒)。试解释以下三个问题。 (1) 这一对染色体在减数分裂时是怎样联会的? (2) 倘若在减数分裂时, 5与6之间发生一次非姊妹染色单体的交换,图解说明二分体和四分体的染色体结构,并指出所产生的孢子的育性。 (3) 倘若在减数分裂时,着丝粒与3之间和5与6之间各发生一次交换,但两次交换所涉及的非姊妹染色单体不同,试图解说明二分子和四分子的染色体结构,并指出所产生的孢子的育性。

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