染色体数目的改变
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第九章染色体突变II:——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。
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。
第一节染色体组染色体组(genome):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x表示。
在这里,x有两个基本含义:①染色体组的标志符号;②表示配子所含的染色体数目。
第二节染色体的数目在一般二倍体生物的体细胞内,染色体总是成对存在的,这样的两条染色体称为同源染色体(homologous Chromosome)。
某一对染色体与其他形态、大小功能不同的染色体互称为非同源染色体(non-homologous Chromosome)。
例如苹果的体细胞内有34条染色体,分为17对,即17对同源染色体,这17对之间都互称为非同源的染色体。
每一种生物体内染色体的数目都是恒定的,这也是物种的特性之一。
物种染色体数目2n物种染色体数目2n人46 猪38马64 鸡78水稻24 小白鼠40大麦14 玉米20烟草48 陆地棉52大豆40 西瓜22染色体在体细胞中是两两成对存在的。
但在性细胞中,染色体数目减半在遗传学上,通常以2n表示某种生物体细胞中的染色体数,用n表示性细胞中的染色体数。
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。
超数染色体(supernumerary chromosome):有些生物中,除了正常染色体以外,还可能存在一些额外染色体。
这些染色体对细胞和个体的发育和生存没有明显的影响,其上一般不载有功能基因。
项目有丝分裂减数分裂第一次分裂第二次分裂不同点母细胞体细胞(受精卵)精(卵)原细胞分裂次数一次二次分裂过程前期染色体散乱分布在细胞中央同源染色体联会,出现,有交叉互换现象染色体散乱,无同源染色体中期染色体的着丝点,有规律地排列在赤道四分体排列在赤道板两侧与有丝分裂相同,但无同源染色体后期着丝点分裂;姐妹染色单体分开;有同源染色体四分体排列在赤道板两侧与有丝分裂相同,但无同源染色体同源染色体行为无同源染色体的联会和四分体,不出现非姐妹染色单体之间的交叉互换及同源染色体的分离有同源染色体的联会和四分体,有出现非姐妹染色单体之间的交叉互换及同源染色体的分离子细胞数目2个雄:4个精子雌:1个(卵细胞)+3个(极体)子细胞类型体细胞成熟生殖细胞(精子或卵细胞)子细胞染色体数与亲代细胞相同比亲代细胞少一半(减半发生在减数第一次分裂)DNA(或染色体)复制时间分裂间期减数第一次分裂前的间期着丝点的分裂时间分裂后期减数第二次分裂后期同源染色体有,但不用联会,也不分开同源染色体有联会行为,且分开分别进入不同配子,配子中只含每对同源染色体中的一条相同点染色体复制一次,出现纺锤体,均有核膜,核仁的消失和重建过程使生物的亲子代细胞之间保持了遗传性状的稳定性;减数分裂和受精作用维持了每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定复制分裂1条染色体0条姐妹染色单体1 个DNA1条染色体2条姐妹染色单体2 个DNA2条染色体0条姐妹染色单体2个DNA减数分裂各时期的染色体、DNA 、同源染色体数量一对同源染色体1个四分体二对同源染色体2个四分体例1:计算下例两图中染色体、DNA 、同源染色体对的数目。
染色体DNA 同源染色体对61263120第二次分裂2N4N间期第一次分裂例3:减数分裂过程中染色体变化曲线第二次分裂2N4N间期第一次分裂DNA 变化曲线第二次分裂2N4N间期第一次分裂染色单体变化曲线1.减数分裂中染色体和DNA 的变化规律(1)减数分裂过程中,细胞核内染色体和DNA 的变化规律: ①减数第一次分裂的间期,染色体进行复制,染色体由,染色体数目不变(2N),DNA 数目由2N →4N 。
实验03 低温诱导植物细胞染色体数目的变化目的要求通过观察低温诱导植物染色体数目的变化,了解自然界出现多倍体的原因实验原理用低温处理植物分生组织细胞,能够抑制纺锤体的形成,以致影响染色体被拉向两极,使细胞也不能正常分裂。
结果,植物细胞染色体数目发生变化。
材料用具洋葱或大葱、蒜均为二倍体,卡诺氏液,改良苯酚品红染液,盐酸溶液,体积分数为95%的酒精溶液载玻片、盖玻片培养皿、滤纸、纱布、烧杯、镊子、剪刀实验步骤1)培养根尖:将洋葱放在装满清水的广口瓶,让洋葱的根尖接触水面。
(2)低温诱导:待洋葱长出1cm左右的不定根时,将整个装置放入冰箱的低温室(4℃),诱导培养36小时。
(3)固定细胞形态:剪去诱导处理的根尖约0.51cm,放入卡诺氏液中浸泡0.51小时,以固定细胞形态,然后用体积分数约95%的酒精冲洗2次。
(4)制作装片:取固定好的根尖,进行解离、漂洗、染色和制片4个步骤,具体操作方法与“观察根尖有丝分裂”实验相同。
(5)观察装片:先用低倍镜寻找染色体形态较好的分裂相。
视野中既有正常的二倍体细胞,也有染色体数目发生改变的细胞,发生染色体数目变化的细胞中染色体数目可能为正常细胞的二倍。
确认某个细胞发生染色体数目变化后、再用高倍镜观察。
(1)低温和秋水仙素诱导染色体数目加倍的原理:有丝分裂前期,低温和秋水仙素都能抑制纺锤体的形成;后期,着丝粒分裂后染色体数目加倍;末期,由于没有纺锤体,染色体不能被牵拉到细胞两极,细胞无法实现一分为二,从而使得细胞内的染色体数目加倍。
当温度恢复正常或秋水仙素被细胞代谢消耗完全之后,染色体数目加倍的细胞又通过正常的有丝分裂产生更多的染色体数目加倍的子代细胞。
(2)两次漂洗的对比:①时间不同:第一次漂洗在固定之后解离之前,第二次漂洗在解离之后染色之前;②试剂不同:第一次用95%酒精漂洗,第二次用清水漂洗;③目的不同:第一次是为了洗去多余的卡诺氏液,第二次是为了洗去多余的解离液。