染色体数目的改变

第二节 染色体数目的改变,一、染色体数目改变的发现： 1、1901年，有人发现普通月见草（2n14）特别大的变异型，命名为巨型月见草； 2、1907年，发现月见草的染色体数目为28条，认识到染色体数目的变异。,一、染色体的倍数变异,染色体组： 维持生物体生命活动所需的最低限度的一套基本染色体，或称基因组。以X表示 如小麦X=7 2n=2X14 2n=28 2n=42 整倍体： 合子染色体数以基数染色体整倍整加的个体。 多倍体： 三倍或三倍以上的整倍体。,2、染色体组的基本特征： （1）各染色体形态、结构、连锁群不同，基因也不同。,（2）染色体组是一个完整而协调的体系，缺少一个就会造成不育或变异。,（3）不同种属染色体组的染色体数可能相同，也可能不同。,同源多倍体和异源多倍体：,同源多倍体： 指增加的染色体组来自同一物种，一般由二倍体的染色体直接加倍产生。 异源多倍体： 指增加的染色体组来自不同物种，一般由不同种属间杂交种染色体加倍形成。,同源四倍体： AA_AAAA BB_BBBB EE_EEEE 同源三倍体： AA X AAAA _AAA BB X BBBB_BBB,异源四倍体、同源异源八倍体：,异源六倍体普通小麦：,一粒小麦 斯氏山羊草 2n=14(AA) 2n=14(BB),不育杂种(AB),染色体加倍,拟二粒小麦2n=28(AABB),麦草 2n=14(DD),不育杂种(ABD),染色体加倍,2n=42 AABBDD,四、同源多倍体,1、特征 （1）巨大性： 染色体倍数越多，核和细胞越大，器官越大 （2）外形： 各器官随着染色体组数增加而递增。,二倍体草莓 四倍体草莓,气孔和保卫细胞： 大于二倍体，单位面积内的气孔数小于二倍体。例如：烟草的叶片气孔 染色体数： 以根尖或花粉母细胞鉴定为宜。例如：大麦：2n=14 4n=28,(3)表现型的改变： 例如： 二倍体西葫芦 ：果实梨形 同源四倍体：果实扁圆形,（4）同源多倍体的特点： 主要依靠无性繁殖途径人为产生； 自然界的往往高度不育，即使产生少量后代也是非整倍体； 例如：同源四倍体可育性高； 同源三倍体育性低。,（5）同源多倍体的基因数目远比二倍体多,例如：复式AAaa产生的基因类型及比例,A1 a1,A2 a2,A1A2 _a1a2 A1a1_A2a2 A1a2 _A2a1 即AA:Aa:aa=1:4:1 所以显性：隐性5：1,2、同源多倍体的联会和分离 联会时的特征：形成多价体 例如：紫鸭叮草：二倍体 12条 三倍体 18条,同源三倍体的联会和分离： 1、特点： 联会配对不紧密，局部联会 2、提早解离和不联会：,同源染色体的不均衡分离：,同源三倍体配子染色体组合成分不平衡，造成同源三倍体的高度不育： 例如： 前期：一个双价体和一个单价体；一个三价体 后期：双价体正常，单价体随机进入一极； 三价体为2条进入一极，一条进入一极。 形成平衡配子（2n、n)的机会少 ;绝大多数的染色体数在2n与n之间，是不平衡的。,同源三倍体在农业上的应用： 高度不育性,(3)同源四倍体的联会和分离： 分离多样性：不联会和四价体提早分离,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 1/1,五、异源多倍体,异源多倍体是物种进化的一个重要因素： 例如：中欧植物中652个属，有419个属是异源多倍体 禾本科中约占70，如小麦、甘蔗； 果树中有苹果、梨、樱桃等； 花卉中有菊花、水仙、郁金香等。,异源八倍体小黑麦的形成过程：,普通小麦 黑麦 AABBDD(42) RR(14),X,F1: ABDR(28),染色体加倍,AABBDDRR(56) 小黑麦,练习题： 四倍体AAAa ; Aaaa 各形成何种基因型的配子及比例？,六、多倍体的诱发,1、诱发途径：远缘杂交,三、单倍体,单倍体是指具有配子染色体数(n)的个体。 例如：玉米是二倍体，它们的单倍体也是一倍体n=x=10； 单倍体遗传育种学研究上有重要意义，主要有三个方面： 1、单倍体中的每个染色体组都是单个，因此全部基因也是单的； 2、单倍体的每一种基因都有一个，所以在单倍体细胞内，由于每个基因都能发挥自己对性状发育的作用。 3、通过对单倍体孢母细胞减数分裂时联会情况的分析，可以追溯各个染色组之间的同源或部分同源的关系。,单倍体的形成： 高等植物中，所有单倍体几乎是由于生殖过程中的不正常产生的。 例如：孤雌生殖、孤雄生殖 自然界：大多是孤雌生殖 组培技术：花药培养,非整倍体：,遗传学上有代表性的非整倍体有： 三体： 2n + 1，多一条染色体； 双三体： 2n + 1+ 1，多两条非同源染色体； 四体：2n 2，多一对同源染色体； 单体： 2n 1 ，少一条染色体； 双单体：2n 1 1，少两条非同源染色体； 缺体：2n 2，少一对同源染色体。,比该物种中正常合子的染色体数（2n)多或少一个至几个染色体的个体。,练习题： 假定下列各项代表染色体组成，指出名称： a:,b:,三体（2n+1 ),n,c:,单体（2n1 ),f:,缺体 2n-2,g:,体 2n+2,h:,双三体 2n+1+1,一个生物体二倍体数目是12。以下各为多少: 、单体 2、三体 3、四体 4、双三体 5、缺体 6、三倍体 7、同源四倍体,一、亚倍体：,1、单体：2n-1 比合子染色体数少一条染色体的生物。,(1)自然界有些动物有单体的存在特点： 蝗虫、甲虫：雌 XX 2n ;雄 X 2n-1 鸟类、鳞翅目昆虫：雌 Z 2n-1；雄 ZZ 2n (2)自然界也有由于染色体丢失产生的嵌合体： 例如：蝴蝶，2n-1，丢失了一条Y染色体。,（3）植物界： 1、二倍体中出现的单体一般不具有生活力，不育； 2、异源多倍体中的单体才具有一定的活力和育性。 例如：普通烟草是异源四倍体，配子有两个染色体组（n=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),理论上，单体自交产生双体：单体：缺体1：2：1,小麦单体自交子代群体中：,2、缺体：单体自交产生,普通小麦缺体的特征： 1、生活力较差； 2、育性较低； 例如： 7D缺体：生长慢，有半数植株是雄性不育或雌性不育； 4D缺体：花粉表面正常，但不能受精； 3D缺体：种子是白果皮，双体为红果皮。,3、三体：2n+1,人工三体的产生：三倍体与二倍体杂交,n,n + 1 n,2n + 1 2n,雌,雄,三体的基因分离：例如AAa,A1,A2,a,A1A2_a A1a_A2 A2a_A1 所以AA:Aa:A:a=1:2:2:1 显性：隐性5：1,21-三体即Down氏综合征,染色体异常为18三体。表型特征有智力低下、小头、前额窄、枕部突、小颌且张口范围小，腭弓高窄、低位耳、肾畸形、肌张力增高及手紧握等。,（2）18-三体，即Edward综合征,患儿的畸形和临床表现要比21三体性严重得多。颅面的畸形包括小头，前额、前脑发育缺陷，眼球小，常有虹膜缺损，鼻宽而扁平，23患儿有上唇裂，并常有腭裂，耳位低，耳廓畸形，颌小，其它常见多指（趾），手指相盖叠，足跟向后突出及足掌中凸，形成所谓摇椅底足。,（3）13-三体，即Patau综合征,两个21三体的个体结婚，在他们的子代中，患先天性愚型的个体占多少比例？（假定2n+2的个体是致死的）,4、四体：2n+2 来源：三体自交 例如：普通小麦三体自交后代中，1是四体。 四体的自交子代(n+1 n) 74四体，24三体，22n。,练习题: 假定有一存活的三体植株，两条染色体携带显性基因B，第三条染色体携带隐性基因b。让这个植株同基因型是b/b的二倍体杂交。 1、后代中的二倍体占多少？ 2、后代中三体并且基因型为Bbb的占多少？,本 节 要 点,1、多倍体的诱导方法； 2、非整倍体的类型和应用。,一、果蝇的ClB测定法：,是检查X染色体隐性突变的方法。 C为倒位抑制子或抑制子：代表X染色体上有一个大倒位，从而抑制互换类型的发生只产生2种配子； l表示C与X染色体上的隐性致死基因纯合的死亡； B代表上述X染色体上的显性棒眼基因识别