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细胞遗传学--6染色体数目变异.pptx
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1、 绪论绪论 染色体的形态结构与遗传的关系染色体的形态结构与遗传的关系 染色体的动态染色体的动态 染色体的功能染色体的功能 特殊类型的染色体特殊类型的染色体 染色体的结构变异染色体的结构变异 染色体的数目变异染色体的数目变异 核型与生物进化核型与生物进化授课内容授课内容v 整倍体的遗传整倍体的遗传v 非整倍体的遗传非整倍体的遗传第六章第六章 染色体数目变异染色体数目变异 第一节第一节 整倍体的遗传整倍体的遗传一、一、单倍体的遗传单倍体的遗传二、同源四倍体的遗传二、同源四倍体的遗传三、同源三倍体的遗传三、同源三倍体的遗传四、异源多倍体的遗传四、异源多倍体的遗传一、单倍体的遗传一、单倍体的遗传一些低
2、等植物的配子体是单倍体一些低等植物的配子体是单倍体正常正常一些昆虫的雄体是单倍体一些昆虫的雄体是单倍体正常正常单倍体的单倍体的高度不育高度不育单倍体的单倍体的利用利用高等植物单倍体与二倍体相比体形弱小高等植物单倍体与二倍体相比体形弱小单倍体的单倍体的高度不育高度不育玉米的单倍体玉米的单倍体 n=10同源染色体无联会配对同源染色体无联会配对10个单价体个单价体可育配子机率可育配子机率雌配子雌配子(1/2)10雄配子雄配子(1/2)10产生后代的机率产生后代的机率(1/2)20单倍体的利用单倍体的利用 F1花粉培养获单倍体植株花粉培养获单倍体植株 单倍体植株染色体加倍,获纯合体个体单倍体植株染色体
3、加倍,获纯合体个体 人工诱导单倍体,提高诱变效果人工诱导单倍体,提高诱变效果二、同源四倍体的遗传二、同源四倍体的遗传杜鹃花杜鹃花矮脚苏州青矮脚苏州青甘蔗甘蔗四倍体高梁四倍体高梁马铃薯马铃薯巨峰葡萄巨峰葡萄四倍体刺槐四倍体刺槐1.四倍体的产生四倍体的产生-自然产生自然产生 体细胞有丝分裂过程中偶然的染色体加倍体细胞有丝分裂过程中偶然的染色体加倍 有性多倍体化(有性多倍体化(sexual polyploidization)-自然界发生多倍自然界发生多倍体的主要途径体的主要途径小孢子母细胞小孢子母细胞n=2x的孢子或配子的孢子或配子大孢子母细胞大孢子母细胞n=2x的孢子或配子的孢子或配子4x个体个体
4、四倍体的产生四倍体的产生-人工产生人工产生愈伤组织愈伤组织高温或低温处理授粉后的幼胚高温或低温处理授粉后的幼胚秋水仙素等化学药品秋水仙素等化学药品加倍药剂:除莠剂、杀虫剂、化学诱变加倍药剂:除莠剂、杀虫剂、化学诱变剂、生物碱、富民农、有机汞杀菌剂剂、生物碱、富民农、有机汞杀菌剂组织培养结合秋水仙素处理组织培养结合秋水仙素处理体细胞杂交体细胞杂交2.四倍体的效应四倍体的效应外部形态外部形态巨大性巨大性化学成分化学成分降低降低生理功能生理功能生长缓慢生长缓慢代谢产物代谢产物某些产物含量增加某些产物含量增加对生态环境的要求对生态环境的要求引起二倍体自交不亲和系统的改变引起二倍体自交不亲和系统的改变
5、变弱或完全消失变弱或完全消失代谢产物代谢产物某些产物含量增加某些产物含量增加2n=4x=4x蔬菜蔬菜2n=2n=2x x蔬蔬菜菜VcVc2n=4x烟草烟草2n=2x烟烟草草尼古丁尼古丁18-33%18-33%2n=4x黑麦草黑麦草2n=2x黑黑麦草麦草糖分、干物质糖分、干物质2n=4x作物种子作物种子2n=2x作物作物种子种子蛋白质蛋白质30-50%30-50%2n=4x玉米玉米2n=2x玉玉米米类胡萝卜素类胡萝卜素43%43%3.同源四倍体的细胞学行为同源四倍体的细胞学行为减数分裂偶线期的联会形式减数分裂偶线期的联会形式+减数分裂粗线期交叉、终变期形态减数分裂粗线期交叉、终变期形态减数分裂后
6、期染色体分离及配子减数分裂后期染色体分离及配子后后 期期 分分 离离3/12/22/2同源四倍体(同源四倍体(2n=4x=16)产生配子)产生配子后后 期期 分分 离离3/1 or 2/22/2如如 果果每组同源染色体均每组同源染色体均发生发生 2/2 式分离式分离配子可育配子可育n=2x=8后后 期期 分分 离离3/1 or 2/22/2如如 果果每组同源染色体均发每组同源染色体均发生生 3/1 3/1 式分离,并且式分离,并且每组中的每组中的 3 3 条染色体条染色体一同移向一极一同移向一极配子可育配子可育n=x=4n=3x=12后后 期期 分分 离离3/1 or 2/22/2如如 果果每
7、组同源染色体发生每组同源染色体发生 有的有的3/1 or3/1 or有的有的2/2 2/2 式分离,并且每组中式分离,并且每组中的的 4 4 条染色体随机分条染色体随机分离离配子不可育配子不可育2n=4x玉米产生小孢子染色体数目的分布玉米产生小孢子染色体数目的分布2n=4x玉米通过父本和母本传递不玉米通过父本和母本传递不同染色体配子的测验结果同染色体配子的测验结果4.同源四倍体的遗传同源四倍体的遗传(1)等位基因基因型)等位基因基因型基因型类型基因型类型AAAAAAAaAAaaAaaaaaaa一对等位基一对等位基因因 Aa为例为例(2)AAaa 产生的配子类型产生的配子类型A1A2 a1a2A
8、1a1 A2a2A1a2 A2a11AA :4Aa :1aaA1A2a1a2如果如果 A 对对 a 为完全显性为完全显性AAaa aaaa1 AAaa :4 Aaaa :1 aaaa5A:1aAAaa AAaa35A:1a(3)AAaa 自交及测交结果自交及测交结果同源四倍体后代的预期显隐性比例同源四倍体后代的预期显隐性比例(4)四倍体的花粉育性与结实性)四倍体的花粉育性与结实性同源四倍体的共同特征同源四倍体的共同特征 降低花粉育性与结实性降低花粉育性与结实性不育性产生的两种解释不育性产生的两种解释 染色体的不平衡造成的染色体的不平衡造成的 基因平衡的改变是主要的基因平衡的改变是主要的三、同源
9、三倍体的遗传三、同源三倍体的遗传香焦香焦 3n=333n=33无籽西瓜无籽西瓜 3n=333n=33黄花菜黄花菜 2n=3x=33=33水仙水仙 2n=3x=30=30毛白杨毛白杨 2n=3 3x=57=57(1)三倍体的来源)三倍体的来源-以无籽西瓜为例以无籽西瓜为例二倍体西瓜二倍体西瓜2n=2x=22四倍体西瓜四倍体西瓜2n=4x=44二倍体西瓜二倍体西瓜2n=2x=22染色体加倍染色体加倍三倍体西瓜三倍体西瓜2n=3x=33(2)三倍体的育性)三倍体的育性联会联会+后期分离后期分离2/1后后 期期 分分 离离2/12/1每组同源染色体发生每组同源染色体发生 2/1 2/1 式分离,并且每
10、式分离,并且每组中的组中的 2 2 条染色体随条染色体随机分离到同一极机分离到同一极同源三倍体(同源三倍体(2n=3x=12)产生配子)产生配子配子可育配子可育后后 期期 分分 离离2/12/1每组同源染色体发生每组同源染色体发生 2/1 2/1 式分离,并且每式分离,并且每组中的组中的 3 3 条染色体随条染色体随机分离机分离同源三倍体(同源三倍体(2n=3x=12)产生配子)产生配子配子不可育配子不可育四、异源多倍体的遗传四、异源多倍体的遗传白菜甘蓝白菜甘蓝1.异源四倍体异源四倍体甲甲二二倍倍体体乙乙二二倍倍体体异异源源四四倍倍体体染染色色体体加加倍倍萝卜萝卜 2x=RR=18=9 甘蓝甘
11、蓝 2x=BB=18=9 F1 2x=RB=18Gm n=RB=18萝卜甘蓝属间杂种萝卜甘蓝属间杂种2n=4x=RRBB=36普通小麦的产生过程普通小麦的产生过程一粒小麦一粒小麦2n=2x=AA=14=7 拟斯尔脱山羊草拟斯尔脱山羊草2n=2x=BB=14=7 F12n=2x=AB=14=142n=4x=AABB=28=14 2n=2x=DD=14=7 方穗山羊草方穗山羊草2n=3x=AB D=21=21 2n=6x=AABBDD=42=21 普通小麦普通小麦八倍体小黑麦的产生过程八倍体小黑麦的产生过程鲍文奎鲍文奎普通小麦普通小麦2n=6x=AABBDD=42=21 黑麦黑麦2n=2x=RR=
12、14=7 异源四倍体异源四倍体2n=4x=ABDR=28=282n=8x=AABBDDRR=56=28异源八倍体异源八倍体染色体加倍染色体加倍 第二节第二节 非整倍体的遗传非整倍体的遗传一、一、单体单体(monosomic)(monosomic)的遗传的遗传二、三体二、三体(trisomic)(trisomic)的遗传的遗传一、一、单体单体(monosomic)(monosomic)的遗传的遗传1.1.单体单体(2n-1)(2n-1)的起源的起源减数分裂时染色体不分离现象减数分裂时染色体不分离现象物理、化学因素诱发物理、化学因素诱发遗传控制的染色体不联会或联会消失,在减数遗传控制的染色体不联会
13、或联会消失,在减数分离时单价体出现,后期无规律分配分离时单价体出现,后期无规律分配缺体产生缺体产生n-1n-1配子配子单倍体产生单体(重要来源)单倍体产生单体(重要来源)减数分裂染色体的不分离产生异常配子减数分裂染色体的不分离产生异常配子n+1 GmRDRD减数第一次分裂减数第一次分裂同源染色体同源染色体的不分离的不分离n-1 Gm减数分裂染色体的不分离产生异常配子减数分裂染色体的不分离产生异常配子n+1 GmRDRD减数第二次分裂减数第二次分裂姊妹染色单体姊妹染色单体的不分离的不分离n-1 GmnGm2.2.单体中的其他衍生类型单体中的其他衍生类型单体单体(2n-1)正常正常单端体:单端体:
14、2n-2+顶端着丝粒染色体顶端着丝粒染色体单等臂体:单等臂体:2n-2+等臂染色体等臂染色体正常正常正常正常单等臂二体:单等臂二体:2n-1+等臂染色体等臂染色体单端二体:单端二体:2n-1+顶端着丝粒染色体顶端着丝粒染色体nn-150%2n-1(n-1)+卵细胞卵细胞 花粉花粉3.3.单体产生配子及遗传单体产生配子及遗传硬粒小麦硬粒小麦单体单体1A在减数分裂中期在减数分裂中期,出现出现13个二价体和个二价体和1个单价体个单价体单价体单价体2n-1(n-1)+nn-150%2n2n-12n-224%普通小麦普通小麦73%3%卵细胞卵细胞 花粉花粉4.4.单体转移(单体转移(monosomic
15、shiftmonosomic shift)有些小麦单体能够诱发其他染色体的部有些小麦单体能够诱发其他染色体的部分不联会,从而引起别的染色体丢失。如分不联会,从而引起别的染色体丢失。如果由这种部分不联会个体产生的果由这种部分不联会个体产生的n-1配子配子卵中包含有原来的单体染色体,丢掉的是卵中包含有原来的单体染色体,丢掉的是其他染色体,这个卵子与带有其他染色体,这个卵子与带有n条染色体的条染色体的正常精子结合产生的单体将与当初的单体正常精子结合产生的单体将与当初的单体不同,这种现象叫做不同,这种现象叫做单体转移单体转移。nn-12n-1(n-2)+3n-1n2n-1单体转移单体转移5.5.小麦的
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