遗传物质的变异

1,5.1基因突变,5.1.1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，也称点突变。基因突变的实质是DNA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的突变现象。引起碱基排列顺序的方式有两种：一是错义突变，即基因DNA区段中，由碱基的改变或替换引起的；二是移码突变，即基因DNA区段中，增加或减少一个或几个核苷酸引起的。当然，由于有同义密码子存在，所以并不是所有DNA分子中碱基顺序的改变都能引起基因突变。,第5章遗传物质的变异,2,5.1.2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。一般来说，不同生物的基因其自发突变的频率是不同的，即使同一种生物其不同基因的突变率也是不同的。但就总体而言，自发突变的频率很低，高等生物的自发突变约为10-510-8。基因突变的频率往往受有机体内部的生理生化状态以及外部的营养、温度、天然发生的辐射、化学物质等影响而变现显著差异。,3,5.1.3性细胞突变与体细胞突变,在性细胞（性原细胞和成熟的性细胞）内发生的变异，称为性细胞突变。在体细胞内发生的突变称为体细胞突变。性细胞比体细胞的突变频率高。,4,5.1.4基因突变的特征,1）突变的重演性2）突变的可逆性3）突变的多向性和局限性4）突变的平行性5）突变的有害性和有利性,5,1）突变的重演性,同种生物不同个体间独立的产生相同的突变称为突变的重复性。许多实验证明突变是可以多次重复发生的，因此基因才有一定的突变频率。,6,突变频率：突变在群体中发生的机率。通常用%表示。,7,2）突变的可逆性一般来讲，一个物种的野生基因变成突变基因时，称为正突变；反之，称为反突变或回复突变。因此，突变的过程与许多生物化学过程一样是可逆的。,Aa,8,3）突变的多向性和局限性基因突变的方向是不定的，它可以向不同的方向进行。,a1Aa2,a1Aa2a3,9,复等位基因群体中等位的基因位点上存在两种以上的形式。两种以上的基因形式构成复等位基因。A1A2A3a1a2a3,10,A1,A1,A1,A2,A2,A2,A1,A3,A2,A3,A3,A3,A1A2A3,11,4）突变的平行性,凡是亲缘关系相近的物种，经常发生相似的基因突变，称为平行突变。,12,13,5）突变的有害性和有利性,白化现象重瓣化现象不育现象产量变化,14,5.1.5基因突变在育种上的应用,突变体是植物新品种选育的重要原始材料。常利用物理化学因素处理植物，使其基因的分子结构发生改变而引起突变，再经人工选择培育成新品种或新类型，这种育种方法称为诱变育种。诱变的因素有物理因素和化学因素。,15,5.2染色体变异,5.2.1染色体形态结构变异1）缺失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了的现象。缺失对个体发育和配子的生活力有不利影响，重则不能成活。其影响程度因缺失区段的大小而异。,16,1）缺失的类型及细胞学鉴定,缺失的类型顶端缺失中间缺失,17,缺失的细胞学鉴定配对缺失环,18,（2）缺失的遗传效应,成活困难性状丢失性状异常拟显性,19,2）重复,重复是指染色体多了一段或几段与自己某部分相似的区段。它也是染色体断裂和错接而产生的。一对同源染色体如彼此发生非对称性的交换，就可能在一个染色体上发生重复的同时，在另一个染色体上发生缺失。,20,（1）重复的类型及细胞学鉴定,重复主要有顺接重复和反接重复,21,（2）重复的遗传效应,剂量效应位置效应,22,3）倒位,倒位是指正常染色体发生断裂后，倒转180再错接上去，发生位置颠倒的现象。发生倒位的染色体没有基因的丢失，基因总数没有改变，只是基因的排列顺序发生了颠倒。（1）倒位的类型及细胞学鉴定倒位有臂内倒位和臂间倒位两种,23,（2）倒位的遗传效应,倒位改变了基因与基因之间固有的相邻关系，降低了倒位杂合体倒位区段内外连锁基因的重组率。由于倒位环内或环外附近因联会不紧密，常使连锁基因的交换受到抑制，加之倒位环内交换形成不育配子，因此测得的交换值偏低。倒位杂合体产生的配子往往表现部分不育。倒位杂合体在减数分裂形成的四分孢子中，有两个含缺失染色体或缺失重复染色体，由此形成的配子将是部分不育的。,24,4）易位,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。（1）易位的类型及细胞学鉴定易位的类型有多种，主要类型有相互易位和简单易位,25,（2）易位的遗传效应,易位杂合体出现半不育现象。因为易位杂合体在减数分裂后期有交替式和邻近式两种分离方式，前者产生的两种配子全部可育，后者产生的两种配子全部不育，且两种分离方式的机会均等。减低连锁基因的重组率改变基因连锁关系,26,27,5.2.2染色体数目的变异,1）整倍体变异整倍体变异就是指染色体数目变化以染色体组为单位的增减。（1）单倍体单倍体是指体细胞中具有本物种配子染色体数目的个体。（2）多倍体细胞中有3个或3个以上染色体组的个体称为多倍体。多倍体中根据染色体组的种类又可分为同源多倍体和异源多倍体等。,28,2）非整倍体变异,非整倍体变异就是指染色体数目变化以染色体条数为单位的增减。（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。单体体细胞中某对同源染色体减少一条的个体（2n-1）。双单体体细胞中某两对同源染色体各减少一条的个体（2n-1-1）。缺体体细胞中某对同源染色体全减少的个体（2n-2）。（2）超倍体体细胞内比正常整倍体增加1条或2条染色体的生物体