第六章 染色体变异
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第六章染色体变异第七章染色体数目变异染色体不仅会发生结构变异,也会发生数目变异。
染色体可以增加一个或几个,也可以减少一个或几个,也可以增加一套或几套。
当然,随着染色体数目的变异,生物体的遗传性状也会随之发生相应的变异。
一、染色体组和染色体基组。
我们平常见到的大多数植物都是二倍体(diploid),动物几乎全部是二倍体。
我们所接触到的农作物,如玉米2n=20,水稻2n=24,大麦2n=14等也都是二倍体。
为什么叫做二倍体呢?因为在这些生物的体细胞中含有两个染色体组。
何谓染色体组:由形态、结构和连锁基因群都彼此不同的几个染色体组成的完整而协调的遗传体系。
染色体组的基本特征:增加或缺少其中任何一条都会造成遗传上的不平衡,从而导致对生物体不利的遗传效应。
在遗传学上,染色体组用n表示。
在这里,n有两个基本含义:①染色体组(genome)的标志符号;②表示配子所含的染色体数目。
以玉米为例,n=10 , 2n=20 。
n=10是指玉米的正常配子内的染色体数是10;2n=20是指玉米体细胞内含有20条染色体,也就是说玉米孢子体内(或者说是体细胞内)的染色体数是20。
对于这样的物种,我们称之为二倍体物种。
但是,对于小麦而言,情况则有些不同。
小麦是一个属。
属内分为若干种。
各个种之间的染色体数是不相同的。
一粒小麦、野生一粒小麦2n=14 , n=7二粒小麦、硬粒小麦、圆锥小麦、提莫菲维小麦2n=28 , n=14 。
斯卑尔脱小麦、密穗小麦、普通小麦2n=42 , n=21。
这三种类型之间,染色体数都是以7为基数变化的。
7是小麦属的染色体基数,以x代表。
2n=14 , n=7的小麦种,配子内含有7条染色体,这七条染色体称为一个基本染色体组。
显然,2n=14的小麦体细胞内含有2个基本染色体组,故而称为二倍体。
在小麦属内,2n=28的种,染色体数是7的4倍,称为四倍体(tetroploid),2n=42的种,染色体数是7的6倍,称为六倍体。
第六章染色体结构变异(答案)1.染色体结构变异是DNA分子上较大的区段发生了变化;基因突变是指染色体上某一基因位点内部发生了化学性质的变化,即DNA分子上某一区段内的一个或几个核苷酸发生了变化。
如果染色体结构变异非常微小,两者就难以区分。
2.根据杂合体减数分裂时偶线期或粗线期染色体联会的形式:缺失:有瘤或环状的突起,染色粒、染色节的缺少。
重复:有瘤或环状的突起,染色粒、染色节的增多。
倒位:出现倒位圈,或染色体中间配对,两端不配对。
易位:十字形图像、四体环、四体链等。
3.孢母细胞减数分裂期间,后期Ⅰ会产生染色体桥和断片。
后期Ⅱ断片消失,桥断裂成两个缺失的染色体。
最后形成的四分孢子中,两个败育,两个可育。
4.有两种可能,一是父本植株在配子形成过程中,少量的G基因突变为g;二是发生了含有G基因染色体片断的缺失。
证明的方法有以下几种:a.回交验证:将F1代中的绿株与亲本的紫株纯合体(GG)回交,再将回交一代(BC1)严格自花授粉。
如果是染色体缺失,自交后代将呈现紫株与绿株之比为6︰1 ;若属基因突变,则自交后代呈3紫株:1绿株的比例。
图示如下:染色体缺失情况如下:(绿株个体只有一个g基因)go×GG↓BC1Gg Go↓ ↓3G :1gg 3G :1oo(死亡)基因突变情况下:Gg × GG↓BC1Gg↓3G :1gg以上结果是有条件的,即假定缺失不影响雄配子的育性。
b. 花粉检查:如果属染色体缺失,那么杂交F1代中表现隐性基因的植株,一定是缺失杂合体。
由于雄配子一般对缺失更为敏感,所以花粉中可能有部分败育。
c. 细胞学鉴定:观察F1隐性植株花粉母细胞减数分裂粗线期(或双线期)染色体构象,若出现缺失圈(中间缺失)或非姊妹染色单体不等长(顶端缺失)的二价体,就可断定为染色体缺失。
5. 因为倒位杂合体的大多数含交换染色单体的配子是不育的,它所能产生的交换配子数显著地减少,连锁基因重组率就降低。
染色体变异ppt引言染色体变异是生物体发生基因突变的一种方式,它在生物演化和种群遗传中起着重要的作用。
染色体变异可以导致基因组的结构和功能发生改变,从而影响个体的遗传特征和适应环境的能力。
本文档将介绍染色体变异的定义、类型、原因以及对生物进化的影响。
定义染色体变异是指在染色体上发生的结构和功能的突变。
它通常包括染色体的数目变化、结构的改变以及染色体上基因的缺失、重复、倒位、转座等。
类型1.染色体数目变异:包括染色体的多倍化和少倍化。
染色体的多倍化可以导致基因组的扩大和功能的增强,而少倍化则相反。
2.染色体结构改变:包括缺失、重复、倒位和转座等。
缺失是指染色体上的一段或多段基因缺失,重复是指染色体上的一段或多段基因重复,倒位是指染色体上的一段或多段基因的顺序颠倒,转座是指染色体上的一段或多段基因在染色体间的移动和插入。
原因染色体变异的原因主要包括自然选择、突变和基因重组等。
1.自然选择:染色体变异可能是适应环境的结果。
在环境变化的压力下,具有染色体变异的个体可能更有可能适应新环境,从而在繁殖中获得更高的适应度。
2.突变:突变是染色体变异的主要驱动力。
突变可以是自发发生的,也可以是由外界环境因素引起的,如辐射、化学物质等。
3.基因重组:基因重组是染色体变异的重要机制之一。
在有性生殖过程中,染色体会发生交叉互换,使得基因在染色体上的位置发生改变,从而产生新的染色体组合和突变。
影响染色体变异对生物进化具有重要的影响。
1.物种分化:染色体变异可以导致基因组的重组和重新组合,从而使得不同种群的个体遗传特征发生差异,进而导致物种分化。
2.进化速度:染色体变异可以增加物种的遗传多样性,并加速进化的速度。
染色体结构和功能的变异可以为物种的适应性提供新的基因变异源,使得物种能够更好地适应环境的变化。
3.适应性:染色体变异可以帮助个体适应不同的环境和生活方式。
染色体变异可能会导致一些有利变异的基因表达,从而增加个体对环境的适应度。
染色体变异ppt
染色体变异是指在基因组中发生的一种自然或者人工引导下的染色体的结构上的改变。
这种变异可以发生在有性生殖或无性生殖的过程中。
染色体变异是生物进化和物种形成的重要因素之一,对物种多样性的形成具有重要意义。
染色体变异可以分为三类:结构变异、数目变异和形态变异。
结构变异是指染色体上的片段相互间的断裂、重组或者重排,导致染色体的部分段落丢失、缺失、复制或者倒位。
数目变异是指染色体数量发生变化,包括染色体整体数量增加(多倍体)或减少(亚倍体)的情况。
形态变异是指染色体的形态结构发生变化,如形状变异、长度变异等。
染色体变异可以由自然因素或者人为因素引起。
自然因素包括突变、选择、性系进化等,而人为因素包括辐射、化学物质、基因工程等。
突变是染色体变异的主要原因之一,突变可以导致染色体上基因的功能发生改变,进而影响到个体的表型特征。
选择是染色体变异的重要驱动力,有利于个体适应环境的染色体变异将会被保留下来,并逐渐在种群中传播。
性系进化是指染色体变异的过程在不同性别的个体之间的变异速度不一致。
染色体变异在物种进化和适应环境中起着重要的作用。
染色体变异可以导致新基因型的产生,从而增加物种的遗传多样性,提高物种的适应性和抗逆性。
染色体变异还可以促进物种的形态分化和新物种的形成,推动物种的演化和进化。
总之,染色体变异是生物进化和物种形成的重要因素之
一。
了解染色体变异的原因和机制对于研究生物进化、物种形成以及群体遗传结构具有重要意义。
通过研究和理解染色体变异,可以为生物遗传学、进化生物学、生物多样性保护以及人类疾病的研究提供基础和指导。
第六章染色体变异一、名词解释1.染色体变异2.位置效应3.染色体组4.染色体结构变异5.交换抑制因子二、选择题1、易位是由于两条染色体的断裂片断错接形成的,这两条染色体是():(A)姊妹染色单体(B)非姊妹染色单体(C)同源染色体(D)非同源染色体2、缺体在下列哪一种类型的生物中最易存在()。
(A)单倍体(B)二倍体(C)多倍体(D)单体3、染色体重复可带来基因的()。
(A)剂量效应(B)互作效应(C)突变(D)重组4. 二倍体中维持配子正常功能的最低数目的染色体称()。
(A)染色体组(B)单倍体(C)二倍体(D)多倍体5. 以秋水仙素处理植物的分生组织,可以诱导植物产生多倍体,其作用原理在于秋水仙素可以():(A)促进染色体分离(B)促进着丝粒分离(C)破坏纺锤体的形成(D)促进细胞质分离6. 三体在减数分裂时产生的配子是()。
(A)n, n (B):n, n+1 (C)n+1, n-1 (D)n, n-17. 利用单体进行隐性基因a定位时,以具隐性性状的双体为父本分别与全套具显性性状的单体杂交,由F1的表现型确定该隐性基因所在的染色体,如隐性基因在某单体染色体上,其F1的表现为():(A)全部a表现型(B)全部A表现型(C)A表现型和a表现型(D)A表现型为缺体8. 单倍体在减数分裂时只能形成单价体, 所以()。
(A)高度不育(B)绝对不育(C)一般不育(D)可育9. 染色体倒位的一个主要遗传学效应是降低倒位杂合体的倒位区段到临近区域连锁基因之间的重组率。
导致这一效应的实质是()。
(A)倒位区段内不发生交换(B)倒位圈内发生交换后同时产生重复和缺失的染色单体(C)倒位区段不能联会(D)倒位圈内发生多次交换10. 染色体结构变异中的缺失和重复在染色体配对中都形成环(瘤),但这两种变异形成的环所涉及的染色体是不同的,其中缺失环涉及()。
(A)缺失染色体(B)部分重复染色体(C)正常染色体(D)缺失和正常染色体交换三、简答题1.同源多倍体和异源多倍体都能使原来物种的染色体数加倍。
若有一种4X的植物,你怎样从细胞学确定它是同源的还是异源的多倍体?2.普通小麦的某一单位性状的遗传常常是由3对独立分配的基因共同决定的,这是什么原因?用小麦属的二倍体种、异源四倍体种和异源六倍体种进行电离辐射处理,哪个种的突变型出现频率最高?哪个最低?为什么?3.马铃薯的2n=48,是个四倍体。
曾经获得马铃薯的单倍体,经细胞学的检查,该单倍体在减数分裂时形成12个二价体。
据此,你对马铃薯染色体组的组合成分是怎样认识的?为什么?4.一般都认为烟草是两个野生种Nicotiana sylvestris(2n=24=12II=2X=SS)和N.tomentosiformis(2n=24=12II=2X=TT)合并起来的异源四倍体(2n=48=24II=SSTT)。
某烟草单体(2n-1=47)与N. sylvestris杂交的F1群体内,一些植株有36个染色体,另一些植株有35个染色体。
细胞学的检查表明,35个染色体的F1植株在减数分裂时联会成11个二价体和13个单价体,试问:该单体所缺的那个染色体属于S染色体组,还是属于T染色体组?如果所缺的那个染色体属于你所解答的那个染色体组的另一个染色体组,上述的35个染色体的F1植株在减数分裂时应该联会成几个二价体和单价体?5.植株是显性AA纯合体,用隐性aa纯合体的花粉给它授粉杂交,在500株F1中,有2株表现为aa。
如何证明和解释这个杂交结果?四、问答题1、曾使叶基边缘有条纹(f )和叶中脉棕色(bm2)的玉米品系(ffbm2bm2),叶基边缘和中脉色都正常的易位纯合(FFBm2Bm2TT )杂交,F1植株的叶边缘和脉色都正常,但半不育。
检查发现该F1的孢母细胞在粗线期有十字形的四分体。
使全隐性的纯合亲本与F1测交,测交子代的分离见下表。
已知F-f 和Bm2-Bm2本来连锁在染色体1的长臂上,问易位点(T)与这两对基因的位置关系如何?2、普通小麦中有高秆抗病(TTRR)和矮秆易感病(ttrr)两个品种,控制两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。
实验小组利用不同的方法进行了如下三组实验:叶基边缘有无白条纹 中脉色36(无)正常 37(有)棕色 38(无)棕色 39(有) 正常A 组B 组C 组 P 高杆抗病×矮杆易感病 P 高杆抗病×矮杆易感病 P 高杆抗病 γ射 F1: 高杆抗病 F1: 高杆抗病 矮杆抗病Ⅲ 花药离体培养 F2: 矮杆抗病Ⅰ F2: 矮杆抗病Ⅱ请分析回答下列问题。
(1)B组所运用的育种方法为________,F2中能稳定遗传的矮秆抗病植株所占比例为________。
(2)最不容易获得矮秆抗病小麦新品种的方法是________组,原因是________。
(3)A组育种方法的原理是________,F2所得矮秆抗病植株中能稳定遗传的占________。
(4)在遗传学上把控制相同性状的某对染色体缺失一条染色体的个体称为单体,单体与正常个体之间,差别极其微小,可以进行交配。
普通小麦为异源六倍体,其染色体组成可表示为AABBDD(A、B、D表示染色体组),体细胞内染色体数为42,已分离得到21种不同染色体的野生型单体,应用单体可把新发现的隐性基因定位在特定的染色体上。
现有一小麦隐性突变纯合子,请设计实验确定基因在哪对染色体上。
实验步骤:①______________________________________;②______________________________________。
实验结果及结论:若______,说明基因位于该单体所缺少的那条染色体上。
若______________,说明基因不位于该单体所缺少的那条染色体上。
参考答案一、名词解释1.染色体变异(畸变):包括染色体结构变异和染色体数目变异。
2.位置效应:由于交换,基因改变了在原染色体上的位置而带来的表型效应的变化现象。
3.染色体组:在通常的二倍体的细胞或个体中,能维持配子或配子体正常功能的最低数目的一套染色体基数。
或者说是指细胞内一套形态、结构、功能各不相同,但在个体发育时彼此协调一致,缺一不可的染色体基数。
4.染色体结构变异:指在某些情况下染色体发生断裂,在再次接合时改变了原来的顺序、或与其它染色体的断片接合,导致染色体在断裂和接合前后结构不一致的现象。
5.交换抑制因子:由于倒位环内非姐妹染色单体间发生单交换,而交换的产物都带有缺失或重复,不能形成有功能的配子,因而好象交换被抑制了,或相当程度地减少杂合子中的重组的现象。
二、选择题1-5 DCAAC 6-10 BCABC三、简答题1.从减数分裂配对联会表现区分;异源多倍体联会成二价体,同源多倍体联会有四价体、三价体、单价体、二价体等多种形式。
2.这是因为普通小麦是异源六倍体,其编号相同的三组染色体(如1A1B1D)具有部分同源关系,因此某一单位性状常常由分布在编号相同的三组染色体上的3对独立基因共同决定。
如对不同倍数的小麦属进行电离辐射处理,二倍体种出现的突变频率最高,异源六倍体种最低。
因为异源六倍体有三组染色体组成,某组染色体某一片段上的基因诱发突变,其编号相同的另二组对应的染色体片段上的基因具有互补作用,可以弥补其辐射带来的损伤。
3.马铃薯是同源四倍体,只有这样,当其是单倍体时,减数分裂才会形成12个二价体。
如是异源四倍体话,减数分裂时会形成24个单价体。
4.(1)该单体所缺的那个染色体属于S染色体组,因为具有35个染色体的F1植株在减数分裂时形成了11二价体和13个单价体。
(2)假若该单体所缺的那个染色体属于T染色体组,则35个染色体的F1植株在减数分裂时会形成12二价体和11个单价体。
5.这有可能是显性AA株在进行减数分裂时,有A 基因的染色体发生断裂,丢失了具有A基因的染色体片断,与带有a基因的花粉授粉后,F1缺失杂合体植株会表现出a基因性状的假显性现象。
可用以下方法加以证明:⑴.细胞学方法鉴定:①.缺失圈;②. 非姐妹染色单体不等长。
⑵.育性:花粉对缺失敏感,故该植株的花粉常常高度不育。
⑶.杂交法:用该隐性性状植株与显性纯合株回交,回交植株的自交后代6显性:1隐性。
四、问答题1. ⑴. 叶基边缘有无白条纹的比例为1:1:1:1。
易位使连锁在同一条染色体上的F-f和Bm2-bm2基因改变为分属于不同的染色体,呈现自由组合规律。
因此易位点T在这两基因的中间。
⑵.易位点T与正常基因之间的遗传距离:F-T为7.16%、Bm2-T为45.52%。
其中:F t Bm2和f F bm2为双交换,则:双交换值=((6+1)/ 279)=2.51%单交换值:F-T=((12+1)/ 279)+2.51%=7.16% Bm2-T=((53+67)/ 279)+2.51%=45.52%叶基边缘有无白条纹中脉色36(F)Bm237(f)bm238(F)bm239(f)Bm22、(1)单倍体育种0(2) C C组所运用的方法为诱变育种,基因突变是不定向的,而且突变频率比较低(3)基因重组1/3(4)实验步骤:①将小麦隐性突变纯合子与21种野生型小麦单体逐一杂交,得F1②观察统计F1的表现型及比例实验结果及结论;F1出现隐性突变型,而且这种突变型与野生型的比例为1 ∶1 F1全为野生型。