遗传学第5章遗传物质的变异.ppt

第五章 遗传物质的变异,园林植物遗传育种,许昌职业技术学院园林园艺系,复 习 回 顾,质量性状、数量性状的概念及它们之间的不同点。 数量性状的遗传规律。 多基因假说的要点。 广义遗传率及狭义遗传率的概念。,第五章 遗传物质的变异,第一节 染色体变异 主 一、染色体结构的变异 二、染色体数目的变异 要 第二节 基因突变 一、基因突变的概念 内 二、基因突变的频率 三、性细胞突变与体细胞突变 容 四、基因突变的一般特征 五、基因突变在育种上的应用,本章重点,4种染色体结构变异的形成、细胞学鉴定及其遗传效应： 多倍体植物的形成及其遗传规律： 基因突变的概念、发生频率，性细胞突变与体细胞突变的特点；基因突变的特征。,遗传与变异,遗传：指世代间相似的现象，即生物在世代传递过程中所能保持的各物种固有的特性不变； 变异：指生物子代与亲代之间、子代个体之间存在的差异。 遗传与变异是矛盾对立统一的两个方面 遗传是相对的、保守的；变异是绝对的、发展的 没有变异生物界就失去了进化的源泉，遗传就成了简单的重复 没有遗传，变异就无法积累，变异就失去了意义，生物也就无法进化和发展 。,变异的种类,生物所表现的变异分可遗传的变异和不可遗传的变异 能够遗传给后代的变异称可遗传的变异。 随着繁殖而消失，不能遗传给后代的变异称不可遗传的变异。,引起可遗传的变异的途径,、基因的重组和基因互作。 、染色体结构和数目的变异 、基因突变,一、染色体结构的变异,结构变异的形成：断裂重接 使染色体产生折断的因素： 自然：温度剧变、营养生理条件异常、遗传因素等； 人为：物理射线与化学药剂处理等。 染色体折断的结果： 正确重接：重新愈合，恢复原状； 错误重接：产生结构变异； 保持断头：产生结构变异。,（一）缺失,、概念 缺失是指一个正常染色体的某一区段及其带有的基因一起丢失的现象。,、缺失的类型 顶端缺失 中间缺失,、 缺失的细胞学效应 配对 缺失环,缺失的细胞学特征,、 缺失的遗传学效应 成活困难 性状丢失 性状异常 拟显性（假显性）,（二）重复,、概念 重复是某个染色体多了一段或几段与自己某部分相似的区段。,、重复的类型 顺接重复 反接重复,. 细胞学特征 重复环,、重复的遗传学特征 重复的剂量效应 位置效应,（三）倒位,、概念 倒位是正常染色体的某区段断裂后，倒转180再错接上去，发生位置颠倒的现象。,2. 倒位的形成机理 臂内倒位 臂间倒位,、倒位的细胞学效应,、 倒位的遗传学效应 倒位改变了基因在染色体上的排列： 倒位杂合体的部分不育现象：,（四）易位,、概念 易位是指两个非同源染色体之间发生染色体区段的互换而形成的结构变异。,、易位的类别 简单易位 当一条染色体上的片段单一地移到另一条非同源染色体染色体上，称为简单易位； 相互易位 两个非同源染色体的区段相互交换，称为相互易位,、 易位的细胞学特征 粗线期的十字形配对： 终变期的四体环或四体链： 中期I的8字形或圆环形：,、易位的遗传学效应 减低连锁基因的重组率 改变基因连锁关系 半不育现象即花粉有50%不育，胚囊有50%不育，结实率50%。,二、染色体数目的变异,（一）整倍体变异 染色体组 二倍体个体中形态、结构和功能彼此不同但又能够完整而协调地进行各种代谢活动的一套染色体。 整倍体 是指细胞核内含有完整染色体组倍数的生物体。,蔷薇属的基数染色体数目（X=7）， 中国月季 2X（或2n）=14 法国蔷薇（部分） 3X（或2n）=21 香水玫瑰 4X（或2n）=28 欧洲野蔷薇 5X（或2n）=35 莫氏蔷薇 6X（或2n）=42 针刺蔷薇 8X（或2n）=56,（1）单倍体 体细胞内含有和正常配子染色体数相同的生物体称为单倍体。 （2）一倍体 体细胞内只有一个染色体组的生物体称为一倍体。 （3）二倍体 体细胞内含有2个染色体组的生物体称为二倍体。 （4）多倍体 体细胞含有2个以上染色体组的生物体称为多倍体。,整倍体变异,同源多倍体 指同一物种的染色体组加倍而成的多倍体。 异源多倍体 指通过种间或属间远缘杂交获得具有多个物种染色体组的F1经染色体加倍而成的多倍体。,（二）非整倍体变异,非整倍体是指体细胞内的染色体数不是染色体组的完整倍数。 （1）亚倍体 体细胞内比正常整倍体减少1条或2条染色体的生物体。 单体 缺少2n染色体中1条染色体的生物体称为单体（2n-1)。 双单体 缺少2n染色体中2条非同源染色体的生物体称为双单体（2n-1-1)。 缺体 缺少2n染色体中一对同源染色体的生物体（2n-2)。,非整倍体变异,（2）超倍体 比正常染色体数多1条或2条的生物体。 三体 一个正常的2n染色体组增加1条染色体的生物体（2n+1)。 双三体 一个正常的2n染色体组增加2条非同源染色体的生物体（2n+1+1)。 四体 一个正常的2n染色体组增加和自己相同的一对同源染色体的生物（ 2n+2 ) 。,第二节 基因突变,一、基因突变的概念 基因突变是指染色体上某一基因位点发生了分子结构和功能的改变，也称为点突变。 由基因突变而表现突变性状的细胞或个体，称为突变体或突变型,基因突变的实质 分子中碱基排列顺序的改变，导致三联体密码子发生改变，从而使翻译发生错误而产生突变现象 引起碱基排列顺序改变的方式： 错义突变 移码突变,二、基因突变的频率,突变频率是指生物在一个世代中在特定条件下每个配子（或细胞）发生某种突变的概率。自发突变的频率很低，如高等植物的基因突变为10-510-8。,自花授粉植物中突变较少,杂种或杂合体突变频率较高;多年生的无性繁殖植物比一二年生种子繁殖植物一般有相对较高的突变频率.,三、基因突变的表现和鉴定,（一)）突变的表现 根据基因突变的不同性质和表现，可将基因空谈区分为以下几种： 1 、显性突变和隐性突变 突变产生的新基因对原来的基因表现为显性 突变产生的新基因对原来的基因表现为隐性,2 、可见突变和生化突变 突变性状能通过表型观察出来和,叫可见突变。 不能通过表型观察，必需借助生化手段，测定代谢过程中某些生化功能的丧失才得知发生突变的，叫特殊化突变。,3 、大突变和微突变 大突变：突变基因的效应表现明显，容易识别。 一般是控制质量性状的主效基因的突变 微突变：突变基因的表型变异微小，较难识别。 主要是控制质量性状的微效应基因发生的突变 微突变中有利突变率更高。,4、自发突变和诱发突变 自发突变：在没有特设的人为诱变条件下，由外界环境条件的自然作用或者由生物体内的生理和生化变化而发生的突变称为自发突变。 诱发突变：在专门的诱变因素(电离辐射，化学药品，高温等)影响下发生的突变称为诱发突变。,5、性细胞突变与体细胞突变 凡是在性细胞（性原细胞和成熟的性细胞）内发生的突变，称为性细胞突变。 在体细胞内发生的突变称为体细胞突变。,（二）基因突变的鉴定,1 、鉴定是否为可遗传的变异 - 在环境条件一致下，作田间对比试验 。 2 、鉴定自花授粉植物的突变是显性或隐性 -自交和测交的方法。 3 、对雄性或雌性不育突变体进行鉴定- 人工授粉法 。 4 、体细胞显性突变 -应用嫁接、扦插、分株繁殖法 。,四、基因突变的一般特征,（一）突变的重演性 同种生物不同个体间独立地产生相同的突变称为突变的重演性。,（二）突变的可逆性,一个物种中的显性基因A可突变为隐性基因a（Aa）；反之，隐性基因a也可突变为显性基因A（aA），这种现象称为突变的可逆性。,正突变u A =a 反突变v,（三）突变的多向性,突变的多向性是指突变可以向多个方向发生。,a1 A a2,a1 A a2 a3,（四）突变的平行性,亲缘关系相近的物种，因遗传基础比较近似，常产生相似的基因突变，这种现象称为突变的平行性。,（五）突变的有害性