细胞遗传学复习资料

第一章第一章 绪论绪论 一 一 细胞遗传学的研究对象和任务细胞遗传学的研究对象和任务 细胞遗传学是遗传学与细胞学相互交叉与结合的一个遗传学的分支学科 它是用细胞学和遗传学的方法阐明生物 的遗传和变异现象及其表观规律的一门基础科学 细胞遗传学的研究对象 任务和内容 以高等动植物为主要研究对象 研究任务 揭示染色体与生物遗传 变异和进化的关系 内容包括 染色体的 数目 形态 结构 功能与运动等特征以及这些特征的各类变异对遗传传递 重组 表达与调控的作用和影响 第二章第二章 染色体的形态特征和结构染色体的形态特征和结构 1 染色体的一般形态特征染色体的一般形态特征 一 染色体数目 不同种类动植物染色体数目是相对恒定的 二 染色体大小 不同染色体之间大小有很大差异是染色体最明显的形态特征 影响染色体大小变异的因素 1 与物种亲缘关系有关 一般是亲缘关系越远 大小变异越明显 科间 属间 种间 种内 2 与生长发育有关 3 与外界环境条件有关 如化学试剂 温度影响 三 着丝粒及其超微结构 定义 着丝粒是一个细长的 DNA 片段 染色体主缢痕部位的染色质 不紧密卷曲 连接两个染色单体 是染色 体分离与运动装置 缺少着丝粒的染色体不能分离并导致染色体丢失 功能 着丝粒又称动原体 是染色体的运动器官 也是姐妹染色单体在分开前相互连接的部位 两侧为异染色 质区 由短的 DNA 串联重复序列构成 着丝粒断裂 缺失 会使染色体运动受阻 造成染色体丢失 类型 根据着丝粒在染色体上的位置和分布 分为 1 有固定位置的着丝粒 在染色体上着丝粒具有永久性的固定区域 2 新着丝粒 细胞分裂时除了正常着丝粒外 在染色体上出现的具有类似着丝粒功能的其他区域 3 无固定位置的着丝粒 指纺锤体附着点在染色体上没有固定的位置 1 多着丝粒 在一个染色体上可附着多个纺锤丝 且着丝粒被非着丝粒片段隔开 2 全身性着丝粒 染色体的每一点都表现有着丝粒的活性 即整个染色体上均有着丝粒分布现象 又称为 分散型着丝粒 四 次缢痕 核仁组织区和随体 次缢痕和核仁组织区 在一个染色体组中 除了主缢痕外 任何其他的缢痕都属于次缢痕 次缢痕与末期核仁的形成有关 并在间期 和前期与核仁联系在一起 又被称为核仁组织区 核仁的超显微结构 1 纤维中心 2 致密纤维组分 3 颗粒组分 随体 是指位于染色体末端的球形或圆柱形染色体片段 通过次缢痕区与染色体主体部分相连 根据随体在染色体上的位置 分为两大类 端随体 位于染色体末端 被一个次缢痕隔开 中间随体 位于两个次缢痕之间 根据随体形状和大小分为四类 小随体 大随体 线状随体和串联随体 五 染色粒 染色粒 染色粒 是指局部染色质在减数分裂粗线期的染色体上形成的 染色较深的呈线性排列的念球状突起 是在核 小体组装成染色体过程中 连续的 DNA 丝局部螺旋化产生的结构 是 DNA 和蛋白质的复合体 是染色体上重复 DNA 顺序密集的区域 六 染色纽 染色纽 染色纽 或染色质结或疖 是粗线期染色体上一种染色特别深的大染色粒 位置和数量对特定物种是恒定的 位置多在染色体的末端或亚末端 主要是由结构异染色质组成 遗传活性很低 七 端粒 端粒 端粒 是染色体末端的特化部分 是存在于真核生物线性染色体末端的 DNA 蛋白质的复合体结构 由随机重 复序列组成的 DNA 序列和与之结合的蛋白质分子构成 用 Giemsa 染色显示为 C 带 端粒生物学功能 端粒生物学功能 1 防止染色体末端被 DNA 酶酶切 维持染色体的稳定性 2 保护染色体末端 防止末端与其他 DNA 分子结合 3 使染色体末端在 DNA 复制过程中保持完整 4 介导染色体复制 引导同源染色体配对 5 在 DNA 修复 细胞分裂计时器 细胞衰老过程的调节等方面发挥作用 6 个别特例还具有着丝粒活性 八 常染 v 色质和异染色质 常染色质 常染色质 是间期核内染色质纤维折叠压缩程度低 处于伸展状态 用碱性染料染色时着色浅的那些染色质 主要由单一序列 DNA 和中度重复序列 DNA 组成 是构成染色体 DNA 的主体 是产生 Mendel 比率和引起各类遗传变 异现象的主要物质基础 异染色质 异染色质 指间期细胞核中 折叠压缩程度高 碱性染料染色时着色较深的染色质组分 处于聚缩状态的染色 质组分 在间期 前期固缩化过程比其他染色质早 并且染色深的异固缩行为 称为正异固缩 在中 后期固缩化比 其他染色质迟 并且染色浅的异固缩行为 称为负异固缩 2 染色体的化学组成染色体的化学组成 染色质和染色体是同一物质在细胞周期不同阶段中表现出的不同形态结构 二者的区别在于包装程度的不同 染 色质是间期细胞遗传物质的存在形式 染色体是指细胞分裂过程中由染色质螺旋 聚缩形成的棒状结构 染色体成分 第三章第三章 染色体的特殊类型与行为染色体的特殊类型与行为 1 多线染色体多线染色体 一 多线染色体的形态特征与结构特点 多线性与巨大性 不同生物的组织细胞多线化程度具有种的特异性 同种生物的不同组织的多线化程度也不同 如果蝇唾液腺染色 线可达 4 000 多条 体细胞联会体细胞联会 体细胞中的同源染色体进行联会的现象称为体细胞联会或体细胞配对 多线染色体的体细胞联会与减数分裂联会之间不同 减数分裂联会总是两两配对 体细胞联会涉及到的只要是同 源染色体 都能够紧密联会 植物中的多线染色体与动物有差异 最明显的是同源染色体的不配对 横纹带和间带横纹带和间带 多线染色体上 沿染色体纵轴 染色较深的区域所呈现的带纹称为横纹带 带是染色体上包装紧密的区域 带间 区称间带 有研究表明 多线染色体的带和间带都含有基因 有可能是持家基因位于间带 有细胞类型特异性的奢侈基因位 于带上 Crick 等人认为 染色体模型纤维状编码 DNA 位于间带 带球形 DNA 横纹带 是控制基因 二 膨突及其作用 多线染色体上的带纹变得疏松并呈现无数大或小的隆起构型 称为膨突 puff 膨突极度膨大并持续较长时间 称为巴尔比亚尼环 Balbiani ring 膨突发生与否 与横纹带的 DNA 去折叠有关 膨突的特点 1 在同一细胞不同发育阶段上 疏松部分的膨突发生的位置不同 在数目 位置 大小有很大变化 2 在同一个发育阶段中 不同类型细胞之间也不同 可推测膨突可能是基因活动的场所 膨突上有大量的 RNA 是 RNA 合成的场所 用 RNA 合成阻抑剂处理膨突 则膨突退化 通常一条带对应一个基 因拷贝 2 灯刷染色体灯刷染色体 一 灯刷染色体的形态和结构 灯刷染色体的形态 是卵母细胞第一次减数分裂双线期中 由一个或多个交叉联系在一起的一对同源染色体 呈典型的双线期二价 体状 从深着色的染色体上垂直伸出数千个细小的染色体环 灯刷染色体的结构 由两条同源染色体组成 组成每条染色体的两条染色单体分别向两侧伸展形成侧环 在每对侧环基部染色单体紧 密缠绕形成染色粒 每一对侧环都具有特定形态 成对的侧环不对称 侧环是遗传活性的单位 mRNA 转录沿环进行 3 B 染色体染色体 B 染色体 染色体 在生物细胞内 具有数目恒定 有特定形态和大小的基本染色体组称为 A 染色 体 除了 A 染色体以外的这些额外的染色体 统称为 B 染色体 一 一 B 染色体的形态 结构特征染色体的形态 结构特征 B 染色体的形态特征 1 B 染色体一般较小 2 B 染色体数量上的多样性 二 二 B 染色体的遗传方式和行为染色体的遗传方式和行为 非孟德尔式遗传 1 杂交后代不成比例 2 正反交结果不同 B 染色体在减数分裂中的行为 B 染色体与任何 A 染色体都是不同源的 在减数分裂过程中不与任何 A 染色体配对 B 染色体之间配对无规律 只有单个 B 染色体的丢失率高达 90 4 性染色体性染色体 一 性染色体的组成一 性染色体的组成 性染色体是指对个体性别决定具有重要作用的染色体 单纯型 包括 XY 型 ZW 型 XO 型和 ZO 型等 XY 型 雄性为两个异型 XY 的性染色体 雌性为两个同型 XX 的性染色体 ZW 型 雌性为两个异型 ZW 的性染色体 雄性为两个同型 ZW 的性染色体 XO 型 雌性个体的性染色体组成为 XX 雄性个体性染色体组成为 XO 在鳞翅目昆虫中也有 ZO 型 雌性为 ZO 雄性为 ZZ 二 性染色体形态结构特征二 性染色体形态结构特征 性染色体大小 在 XY 型的人类及其他动物中 X 染色体大于 Y 染色体 在 ZW 型的动物中 Z 染色体大于 W 染色体 判断性染色体大小 一般以 X Y 的比值大小判别 性染色体结构 1 与性分化有关的非同源部分 2 能够保证正常减数分裂的同源部分 此外 还可能有其他结构区域 如女娄菜的性染色体 X 染色体 有分化区段 决定雌性发育的基因区域 Y 染色体 有雄性抑制区 缺失导致植株雌雄同体发育 雄性促进区 缺失导致雌性发育 雄性可育区 缺失导致植株败育 三 性别决定机制三 性别决定机制 基因平衡理论 Y 染色体决定雄性 Westergaard 根据 X 和 Y 染色体自发的趋势 易位等结构变异 发现 Y 染色体上有 4 个功 能区域 雌性抑制去 雄性促进去 雄性可育区及与 X 染色体同源配对区 Y 染色体具有强烈雄性性别决定能力 四 性染色体上基因的遗传特点四 性染色体上基因的遗传特点 伴性遗传伴性遗传 伴性遗传 是指性染色体上的基因所控制的某些性状总是伴随着性别而遗传 又称性连锁 位于性染色体上的基因称为性连锁基因或伴性基因 控制伴性性状的基因按其在性染色体上的位置分为 基因位于 X 染色体上 Y 染色体上没有它的等位基因 X 染色体上的基因以交叉方式遗传 性状的控制基因位于 Y 染色体上 X 染色体上没有其相应的等位基因 其遗传方式是限雄的 性状控制基因在 X 和 Y 染色体上都有 即都处在 X Y 的配对区 五 性染色体的剂量补偿与失活五 性染色体的剂量补偿与失活 剂量补偿效应剂量补偿效应 是指在 XY 性别决定机制的生物中 使性连锁基因在两种性别中有相等或近乎相等的有效剂量的 遗传效应 剂量补偿有两种机制 1 调节 X 染色体的转录速率 使基因产物在量上相近 2 通过失活雌性细胞中的一条 X 染色体 使基因产物在量上相近 所以无论是雌性还是雄性 都只有一条 X 染色体有活性 5 环状染色体 等臂染色体及端着丝粒染色体环状染色体 等臂染色体及端着丝粒染色体 一 环状染色体一 环状染色体 原核生物的环状染色体 真核生物的环状染色体 通常是由于正常的线状染色体结构变异而产生的 在线状染色体的两个末端都缺失端粒时 形成两个带有裸露 末端的染色体片段 末端融合 形成环状染色体 二 端着丝粒染色体二 端着丝粒染色体 端着丝粒染色体 是指具有末端着丝粒的染色体 具有端着丝粒染色体的个体叫端体 端着丝粒染色体的来源 通过着丝粒的横向分裂 错分裂 或着丝粒内部断裂形成 原因 着丝粒在分裂过程中不能执行其定位功能 无法使染色体作极向运动时 就会发生错分裂 三 等臂染色体三 等臂染色体 具有两条同源臂的中央着丝粒染色体 是一种以着丝粒为对称的反向重复 等臂染色体的来源 是由端着丝粒染色体的染色单体不分离产生 等臂染色体的减数分裂配对行为 等臂染色体的减数分裂配对行为 1 内配对 等臂染色体的 2 条臂相互配对 经端化后 在终变期形成环状单价体 2 节段异配对 等臂染色体的 1 条或 2 条臂与另 1 条染色体的同源臂配对 3 正常配对 个体中 2 条相同的等臂之间的配对 第四章第四章 染色体组 核型 带型染色体组 核型 带型 1 染色体组及染色体组分析染色体组及染色体组分析 一 染色体组和染色体基数 染色体组 染色体组 指单倍体细胞中所含有的整套染色体 或者是体细胞中携带着控制一种生物生长发育 遗传和变异的 全部信息 而形态和功能各不相同的一组非同源染色体 染色体基数 染色体基数 指基本染色体组中的染色体数目 用 X 表示 二 染色体组分析 染色体组分析意义 染色体组分析意义 为物种起源和进化的研究提供客观依据 为调查异源染色体的附加 代换乃至易位提供细胞 学证明 可以用来分析异源多倍体染色体的来源 异源多倍体染色体组间的关系和判断不同种间染色体组的亲缘关系 2 核型和核型分析核型和核型分析 一 核型一 核型 核型 核型 指染色体组在有丝分裂中期的表型 通常指体细胞染色体所有可测定的表型特征的总称 包括染色体数 目 长度 着丝粒位置 随体和次缢痕的数目 大小和位置以及异染色质和常染色质在染色体上的分布等 也称染色 体组型 二 核型分析二 核型分析 核型分析又叫染色体组型分析 是对生物某一个体或某一分类单位 亚种 种等 的体细胞的染色体按一定特征 排列起来的图像 染色体组型 的分析 1 染色体数目统计 一般多以体细胞染色体数目对染色体记数 2 染色体形态 1 染色体长度 包括绝对长度 相对长度 染色体长度比 2 染色体体积 假设染色体为圆柱体 随体为圆球体计算体积 3 臂比 长臂 L 短臂 S 4 臂指数 统计核型中的染色体臂数 5 着丝点位置及命名 采用两点四区命名系统规则 6 次缢痕和随体 有无次缢痕及位置 有无随体 形态和大小 核型的表述格式 1 模式核型应该分析的细胞数目 模式核型是指从观察的多数细胞进行分析所得的平均核型 一般在 5 10 左右 细胞 2 表格 核型分析中各项测定的平均数值 通常用列表报道 力求简明实用 3 模式照片 每种材料要附上一张质量较高的分裂中期染色体完整的照片 并以 m 为单位作标尺注明放大倍数 4 核型图 5 核型模式图 以表格中所列各染色体的相对长度平均值绘制 横坐标为染色体序号 纵坐标为染色体相对长度 6 染色体编号 7 核型公式 如大粒种咖啡 Coffer liberica 2n 2x 22 12m 12sm 2SAT 8 核型分类 减数分裂粗线期核型分析减数分裂粗线期核型分析 主要是确定染色粒位置 大小 着丝粒位置及染色纽等 三 三 自然核型自然核型 在正常二倍体植物细胞中 两个同源染色体组是彼此分离 并排分布的 同一染色体组的成员趋向于在同一侧分 布 两个染色体组彼此界限分明 在二倍体杂交种根尖细胞中 两亲本的染色体组则是以类似同心圆式内外分布 3 染色体带型分析染色体带型分析 一 染色体分带技术概述 染色体分带或显带 染色体分带或显带 主要是通过对染色体进行酸 碱 盐或酶等一系列特殊的处理程序 使染色体纵 向分化 然后 经过适当染色而在染色体上显示出深浅不同的特定带纹 band Q 带 带 荧光染料芥子喹吖因处理染色体后置荧光镜下 不同部位显示出强弱不同的荧光 出现明暗相间的带纹 荧光分带 荧光分带 染色体经荧光染料染色 荧光染料与富含 AT 碱基对的染色体区域特异性结合 在荧光镜下呈现明暗 相间不同的带纹 C 带 带 Giemsa 染色 着丝粒的异染色质强烈着色 G 带 带 Giemsa 染色 在染色体的全部长度上显示丰富的带纹 也称高分辨 G 带 是富含 AT 的 DNA 与蛋白质结合 经变性剂 碱 盐溶液或胰酶 处理显示的带纹 N 带 带 显示核仁形成中心 NORs 及其他结构异染色质区域 R 带 带 是 Q 带 G 带的相反带纹 故称为反带 T 带 带 能专一性显示染色体的端粒区域 二 植物染色体带型分析二 植物染色体带型分析 对某一植物染色体组中每对染色体上的带纹 按位置 大小 形状 颜色深浅加以描述 并绘制带型模式图 类型 植物染色体带型分析多用 C 带 根据染色体上带纹显示的位置 将 C 带分为 1 着丝粒带 centromeric band 着丝粒及其附近的带 2 中间带 intercalary band 分布在染色体两臂中间的带 3 末端带 telomeric band 位于染色体两臂末端的带 4 核仁缢痕带 nucleolar constriction band 随体染色体专一带 位于核仁组织区附近 染色体带型分析要求染色体带型分析要求 1 分带的模式照片 附上一张显带清晰完整的模式照片 2 带型图 应将模式照片上分带的染色体剪下来排列成带型图 3 带型模式图 在核型模式图上标出带纹 4 带型公式 将带型以简明的公式表示出来 5 描述和统计 包括 1 整个细胞所显带纹的总数和总长度 2 不同类型带纹和长度占整个细胞带纹总数和长度的百分比 3 某一特殊染色体带纹数和总长度占整个细胞带纹总数和总长的百分比 4 整个细胞总带纹长度占所有染色体总长度的百分比 第五章第五章 连锁与交换连锁与交换 1 连锁群的测定方法连锁群的测定方法 连锁群 连锁群 是指位于同一染色体上的不能进行自由组合的线性排列的一组基因群 该基因群上的所有非等位基因称 为一个连锁群 连锁群测定 即确定生物细胞内大量的基因在哪条染色体上 方法 通常利用所有的连锁群 非整倍体材料 缺失和易位体等 分别与具有新基因的个体进行杂交 然后测 交或自交 统计后代的分离情况 确定是否连锁 同时计算基因间的交换值及其排列顺序 2 连锁遗传的细胞学基础连锁遗传的细胞学基础 一 交换的细胞学证据一 交换的细胞学证据 克莱顿和麦克林托克的玉米实验 斯特恩的果蝇实验 二 交换发生的时期二 交换发生的时期 减数分裂过程中同源染色体之间的相互交换究竟是发生在尚未进行复制的染色体 二线期 之间 还是在已经 完成了复制的染色体 四线期 之间 通过四分体分析 说明交换发生在减数分裂的四线期 任何一次交换均只涉及四条染色单体中的两条 三 多线交换与最大交换值三 多线交换与最大交换值 同源染色体的两基因之间如果发生一个交叉 仅涉及两条非姊妹染色单体 另外两条没有交换 两基因间的最 大交换值为 50 当两基因较远时 其间可以有两个或两个以上交叉时 即多线交换 四 交换与交叉的关系四 交换与交叉的关系 交换 是指染色单体之间的对应片段的交换 从而引起相应的基因间的互换与重组 交叉 是指遗传学上的交换所呈现的细胞学形象 一般在双线期 终变期可见 一般认为交叉是交换的结果 五 交叉干扰与染色单体干扰五 交叉干扰与染色单体干扰 交叉干扰 交叉干扰或染色体干扰 交叉干扰或染色体干扰 是指染色体上某一区域发生交叉 交换 后 影响到邻近区域交叉 交换 发生频 率的现象 正干扰 正干扰 第一次交叉发生后 使得邻近区域交叉 第二次交叉 发生机会降低的干扰 负干扰 负干扰 第一次交叉发生后 使得邻近区域交叉 第二次交叉 发生机增加的干扰 对于受到干扰的程度 通常用符合系数表示 符合系数一般是在 0 1 之间变动 也有大于 1 的情况 符合系数为 0 时 表示发生了连锁基因之间的完全正干扰 符合系数为 1 时 表示连锁基因之间没有发生任何交叉干扰 符合系数大于 1 时 表示连锁基因之间存在着负干扰 第六章第六章 染色体结构变异染色体结构变异 1 缺失缺失 一 缺失类型一 缺失类型 末端缺失 缺失的区段发生在染色体的一端 缺失的区段因无着丝粒 称为断片 中间缺失 缺失的区段发生在染色体两臂的内部 二 缺失发生二 缺失发生 诱变剂处理造成染色体损伤 染色体纽结 不等交换 杀配子染色体效应 研究发现 山羊草属一些种的染色体导入小麦后 能优先传递给后代 这种染色体可以诱发不含自己的配子的染 色体断裂 致使其不能受精 这种染色体称为杀配子染色体杀配子染色体 在不完全杀配子作用下 可高频率诱导各种类型的染色体结构变异 变异频率可高达 10 12 组织培养引起诱变 如长期继代培养的普通小麦愈伤组织细胞 有较高频率的近端着丝粒染色体和端着丝 粒染色体 三 缺失的细胞学鉴定三 缺失的细胞学鉴定 四 缺失的遗传学效应四 缺失的遗传学效应 2 重复重复 一 重复类型一 重复类型 1 顺接重复 重复片段紧接在固有的区段之后 而且两者的基因顺序一致 2 反接重复 重复片段接在固有的区段之后 但基因顺序正好相反 3 替位重复 重复片段为其他染色体片段所分开 或者分别位于同一染色体不同的染色体臂上 或者在非同源染 色体上 二 重复的产生二 重复的产生 三 重复的细胞学鉴定三 重复的细胞学鉴定 四 重复的遗传学效应四 重复的遗传学效应 3 倒位倒位 一 倒位类型一 倒位类型 简单倒位 染色体内只有一个区段发生前后倒置 1 臂间倒位 2 臂内倒位 复合倒位 复合倒位 在一条染色体上发生了一个以上的倒位 1 独立倒位独立倒位 两个倒位在一条染色体的不同地点独立发生 它们之间被未倒位的染色体区段所隔开 2 顺接倒位顺接倒位 指一条染色体的两个相邻区段连续发生倒位 形成的两个倒位区段依旧彼此相邻 前后衔接 3 反接倒位反接倒位 指一条染色体的两个相邻区段连续发生倒位 形成的两个倒位区段依旧彼此相邻 但互换了原 来的位置 4 内含倒位内含倒位 指在一个大的倒位区段内发生了一个小的倒位 5 重叠倒位重叠倒位 指在一个倒位发生之后又发生了第二次倒位 两次倒位的区段有一段是重叠的 二 倒位的细胞学行为二 倒位的细胞学行为 三 倒位的遗传效应三 倒位的遗传效应 4 易易 位位 一 易位的类型一 易位的类型 简单易位 涉及一次断裂 插入一个染色体片段 相互易位 涉及二次断裂 对等交换两个染色体片段 移位型易位 涉及三次断裂 移位一个染色体片段 复合易位 涉及三次以上的断裂 交换多个染色体片段 二 多对染色体易位的细胞学行为二 多对染色体易位的细胞学行为 独立易位 一个个体内有多个相互易位 如果这些相互易位互不相 干 则为独立易位 复合易位 如果两个易位包括的染色体中有一对是共同的 易位包括 3 对同源染色体 为复合易位 三 易位的遗传学效应三 易位的遗传学效应 易位改变了连锁关系 易位使断裂点附近的交换频率降低 易位导致杂合体配子半不育 假连锁 易位与人类疾病 第七章第七章 染色体的整倍性变异染色体的整倍性变异 1 整倍性变异的类型整倍性变异的类型 整倍性变异 指染色体数目变化是以染色体基数为单位的倍数性增减变化 这种变异产生的个体称为整倍体 染色体基数 是指生物生存所必需的最少染色体数目 以 X 表示 这样的一套染色体称为染色体组 整倍体的类型 二倍体 一倍体 单倍体 多倍体 根据染色体组的来源和同源性 将多倍体分为 根据染色体组的来源和同源性 将多倍体分为 1 同源多倍体 2 节段异源多倍体 3 染色体组异源多倍体 4 同源异源多倍体 2 单倍体单倍体 一 单倍体的类型一 单倍体的类型 单倍体是指具有配子染色体数目 n 的个体 单元单倍体 多元单倍体 二 单倍体的特征二 单倍体的特征 性别决定 弱小性 生理生化差异 高度不育性 三 单倍体的起源三 单倍体的起源 自然发生 人工诱导 1 花药及未授粉子房 胚珠 培养通过花药或花粉培养直接从花粉产生单倍体植株 2 诱导孤雌生殖 3 单亲染色体消失 单亲染色体消失 在远缘有性杂交中 双亲体细胞分裂周期不同步有可能导致某一亲本染色体丢失 4 异种属细胞质异种属细胞质 核替换 核替换 在不同种 属间 通过连续回交 将某一种 属的细胞核导入另一种的细胞中 替换 该种的细胞核 5 半配合 半配合 凭借一种异常型的受精 一个减数或未减数的精核进入卵细胞 雄配子 进入卵细胞后 并不与雄配子发生正常的融合 而是各自在对方的作用下独自分裂 形成子叶期具父母性状的嵌合体 随后发育成具父母本性状 出现少量具父母本性状的单倍体 6 利用单倍体启动基因 纯合的突变体后代产生单倍体 四 单倍体的减数分裂行为四 单倍体的减数分裂行为 单元单倍体的减数分裂行为 染色体重复和遗传冗余染色体重复和遗传冗余 在只有一个基本染色体组的单元单倍体中 有少量染色体组内配对的现象 多元单倍体的减数分裂行为 五 单倍体的应用五 单倍体的应用 加速纯合及提高选择效率 物种进化研究 遗传分析 单倍体中每个基因都能对性状发育发挥作用 创造新种质 利用花药培养与染色体工程相结合 创制各种变异材料 3 同源多倍体同源多倍体 一 同源多倍体的特征一 同源多倍体的特征 二 同源多倍体的形成途径二 同源多倍体的形成途径 三 同源多倍体的联会和分离三 同源多倍体的联会和分离 4 同源四倍体的基因分离同源四倍体的基因分离 双减数的概念双减数的概念 减数分离和均衡分离减数分离和均衡分离 减数分离 减数分裂时联会成二价体的两条同源染色体 在后期 彼此分离 即二价体中的一条染色体的两个姊 妹染色单体同时移向细胞的一极 另一条染色体的两个姊妹染色单体则移向细胞的另一极 均衡分离 到后期 时 每条染色体的两个姊妹染色单体分别移向细胞的两极 由于减数分离是在减数第一分裂时发生的 称为 前减数 发生过非姊妹染色单体交换的区段的减数分离是在减数第二次分裂发生的 称为 后减数 双减数与双减数配子双减数与双减数配子 双减数 孢母细胞在一次减数分裂过程中 发生前后两次减数分离 双减数配子 由双减数产生的配子 5 异源多倍体异源多倍体 一 异源多倍体的形成途径一 异源多倍体的形成途径 二 异源多倍体的减数分裂行为二 异源多倍体的减数分裂行为 部分同源多倍体与部分同源组 异源多倍体有多个不同的染色体组 由于个染色体组的二倍体供体物种可能由同一祖先演化而成 组成这些染 色体组的对应染色体所携带的基因及这些基因在染色体上排列会具有某种程度的相似之外 即具有部分同源性部分同源性 这些 互相对应具有部分同源性的染色体互称为部分同源染色体 这些部分同源染色体共同构成一个部分同源组 染色体配对行为 异源多倍体在减数分裂时的联会主要有同源联会和异源联会 正常情况下 完全同源的染色体之间优先配对形成二价体 即同源联会 某些情况下 部分同源染色体之间也可能发生联会和配对 即异源联会 现已证实 在普通小麦等异源多倍体物种中存在着染色体配对的遗传控制体系 如普通小麦 5BL 存在部分同源部分同源 配对基因 配对基因 Ph 当该基因为显性时 抑制部分同源配对 当该基因为隐性或缺失时 部分同源染色体之间的配对频 当该基因为显性时 抑制部分同源配对 当该基因为隐性或缺失时 部分同源染色体之间的配对频 率则显著提高 率则显著提高 6 多倍体的应用多倍体的应用 多倍体化是自然界物种形成的重要途径之一 一 克服远缘杂交的不孕性 二 克服远缘杂种不实性 三 创造远缘杂交育种的中间亲本 四 育成作物新类型 第八章第八章 染色体的非整倍性变异染色体的非整倍性变异 1 三体三体 一 三体的类型一 三体的类型 三体 是指在双体 三体 是指在双体 2n 染色体中某同源染色体多了一条额外的染色体 即 染色体中某同源染色体多了一条额外的染色体 即 2n 1 按照增加的染色体的类型 三体分为 1 初级三体初级三体 添加的额外一条染色体与染色体组中的一对染色体完全同源的个体 2n 1 2 次级三体次级三体 添加的额外染色体为一条等臂染色体的个体 2n i 3 三级三体三级三体 添加的额外染色体是一条由两个非同源染色体区段相互易位的染色体的个体 2n tc 4 端体三体端体三体 添加的额外染色体是一条端着丝粒染色体的个体 2n t 二 初级三体二 初级三体 初级三体起源 凡是能引起产生非整倍性配子 n 1 的因素都能产生三体 三 次级三体三 次级三体 由两条同源染色体和一条等臂染色体组成 2 单单 体体 单体单体 是指比正常双体 2n 少一条染色体的个体 即 2n 1 一 类型 1 初级单体 个体中缺失一条染色体 与缺失同源的另一条染色体在结构上是正常的 2n 1 2 次级单体 个体中缺失一对同源染色体 但该对同源染色体由其某一条臂形成的等臂染色体所取代 2n 2 i 3 三级单体 当两条非同源染色体均在着丝粒处发生断裂时 两条非同源染色体的两臂连接起来 形成一条有 功能着丝粒的三级染色体 而另外两条臂丢失 2n 1 1 tc 4 单端 单 体 缺失一对同源染色体 但保留了由该对同源染色体中的 1 条染色体臂形成的端着丝粒染色体 2n 2 t 3 缺体和