第五章染色体变异

1、遗传学遗传学第五章第五章 染色体变异染色体变异第一节第一节 染色体结构变异染色体结构变异第五章第五章 染色体变异染色体变异第二节第二节 染色体数目变异染色体数目变异遗传学遗传学第五章第五章 染色体变异染色体变异 维持生物体生命活动所需的维持生物体生命活动所需的最低限度最低限度的一套基本染色体，的一套基本染色体，又称为又称为基因组基因组。一个染色体组所包含的染色体数目，称为染。一个染色体组所包含的染色体数目，称为染色体基数，以色体基数，以 X X 表示。表示。一、染色体组及其倍性一、染色体组及其倍性第二节第二节 染色体数目变异染色体数目变异 染色体组是一个完整而协调的体系，缺少或增加一个染染色体

2、组是一个完整而协调的体系，缺少或增加一个染色体都会造成不育或性状的变异。色体都会造成不育或性状的变异。1 1染色体组染色体组第五章第五章 染色体变异染色体变异2 2染色体倍性染色体倍性 指细胞中染色体组的数目。体细胞中用指细胞中染色体组的数目。体细胞中用2n表示表示，配子中配子中用用n表示。表示。一倍体：只含有一倍体：只含有一个染色体组一个染色体组的个体或细胞，的个体或细胞，2n=X2n=X二倍体：含有二倍体：含有二个染色体组二个染色体组的个体或细胞，的个体或细胞，2n=2X2n=2X多倍体：含有多倍体：含有三个或三个以上染色体组三个或三个以上染色体组的个体或细胞，的个体或细胞，2n=3X,2

3、n=4X,2n=5X, 2n=3X,2n=4X,2n=5X, 单倍体：具有配子染色体数目单倍体：具有配子染色体数目的个体或细胞，的个体或细胞，n=Xn=X，n=2Xn=2X等等遗传学遗传学第五章第五章 染色体变异染色体变异整倍体：整倍体：一倍体：一倍体：2n=X2n=X二倍体：二倍体：2n=2X2n=2X多倍体多倍体同源多倍体同源多倍体异源多倍体异源多倍体非整倍体：非整倍体：亚倍体亚倍体单单 体：体：2n-12n-1双单体：双单体：2n-1-12n-1-1缺缺 体：体：2n-22n-2超倍体超倍体三三 体：体：2n+12n+1双三双三 体：体：2n+1+12n+1+1四四 体：体：2n+22n

4、+2 具有该物种特定染具有该物种特定染色体组色体组完整倍数完整倍数的个体的个体或细胞。或细胞。 比该物种正常合子比该物种正常合子（2n2n）多或少一个或以多或少一个或以上上染色体的生物体。染色体的生物体。遗传学遗传学第五章第五章 染色体变异染色体变异二、整倍体及其遗传特性二、整倍体及其遗传特性整整倍倍体体的的形形成成及及染染色色体体组组构构成成遗传学遗传学第五章第五章 染色体变异染色体变异1. 1. 同源多倍体的形态特征上表现出同源多倍体的形态特征上表现出巨大性巨大性洋葱洋葱2n=2X=162n=2X=16 叶片、花朵、花粉粒、茎粗和果实等器官都随着染叶片、花朵、花粉粒、茎粗和果实等器官都随着

5、染色体组色体组(X) (X) 数目的增加而数目的增加而递增递增。2X4X8X烟草烟草 气孔和保卫细气孔和保卫细胞大于二倍体，单胞大于二倍体，单位面积内的气孔数位面积内的气孔数小于二倍体。小于二倍体。( (一一) ) 同源多倍体同源多倍体遗传学遗传学第五章第五章 染色体变异染色体变异2. 2. 基因剂量加大，代谢活性增强，表现出基因剂量加大，代谢活性增强，表现出剂量效应剂量效应例如：大麦同源四倍体籽粒例如：大麦同源四倍体籽粒蛋白质含量蛋白质含量，约增，约增10%10%1212；玉米同源四倍体籽粒玉米同源四倍体籽粒类胡萝卜素含量类胡萝卜素含量，约增，约增4343。 番茄同源四倍体番茄同源四倍体Vc

6、Vc含量含量约提高约提高1 1倍。倍。同源三倍体：同源三倍体：AAA AAA 三式（三显体）、三式（三显体）、AAa AAa 复式（二显体）复式（二显体）Aaa Aaa 单式（单显体）、单式（单显体）、aaa aaa 零式（无显体）。零式（无显体）。同源四倍体：同源四倍体：AAAA AAAA 四式、四式、AAAa AAAa 三式、三式、AAaa AAaa 复式复式Aaaa Aaaa 单式、单式、aaaa aaaa 零式。零式。 遗传学遗传学第五章第五章 染色体变异染色体变异3. 3. 同源多倍体常同源多倍体常高度不育高度不育和和不稔不稔，主要依靠，主要依靠无性繁殖无性繁殖产生和保存。产生和保存

7、。4. 4. 同源多倍体联会时会产同源多倍体联会时会产生配对不紧密，为生配对不紧密，为局部局部联会联会，有些染色体，有些染色体甚至甚至不联会不联会，并会发生，并会发生提早提早解离和不均衡分离解离和不均衡分离。 同源四倍体同源四倍体同源六倍体同源六倍体遗传学遗传学第五章第五章 染色体变异染色体变异5. 5. 在生产上可以利用同源多倍体的在生产上可以利用同源多倍体的高高度不稔性度不稔性来选育来选育无籽品种无籽品种，利用，利用器官巨大性器官巨大性来选育来选育高产品种高产品种等。等。 例：无籽西瓜（例：无籽西瓜（X=11X=11）二倍体（二倍体（2n=2X=22=112n=2X=22=11）加倍加倍同

8、源四倍体同源四倍体 二倍体二倍体（2n=4X=44=112n=4X=44=11）同源三倍体西瓜（无籽）同源三倍体西瓜（无籽）2n=3X=33=11 2n=3X=33=11 葡萄、香蕉也属于葡萄、香蕉也属于同源三倍体同源三倍体。遗传学遗传学第五章第五章 染色体变异染色体变异 白菜白菜甘蓝甘蓝反交：反交：甘蓝甘蓝 白菜白菜2X=20=102X=20=102X=18=92X=18=9122122朵花朵花7070朵杂交花朵杂交花未结种子未结种子未结种子未结种子 6. 6. 同源多倍体可以克服同源多倍体可以克服远缘杂交的不远缘杂交的不亲和性亲和性将甘蓝的染色体将甘蓝的染色体加倍加倍后，后，2n=4X=3

9、6=92n=4X=36=9。甘蓝甘蓝白菜白菜反交：反交：白菜白菜甘蓝甘蓝131131朵花朵花结结4 4粒种子粒种子155155朵花朵花结结209209粒种子粒种子均长成植株长成均长成植株长成127127株杂种植株株杂种植株 杂交之前先使某一亲本加倍成同杂交之前先使某一亲本加倍成同源多倍体，可提高杂交结实率。源多倍体，可提高杂交结实率。遗传学遗传学第五章第五章 染色体变异染色体变异1. 1. 异源多倍体自然繁殖的都是异源多倍体自然繁殖的都是偶倍数偶倍数，由，由远缘杂交远缘杂交形成形成拟茸毛烟草拟茸毛烟草美花烟草美花烟草2n=2X=TT=24=122n=2X=SS=24=12F1 2n=2X=TS

10、=24=12+12加倍加倍普通烟草普通烟草（双二倍体）（双二倍体） 2n=4X=TTSS=48=12+12双二倍体双二倍体 黑芥菜黑芥菜中国油菜中国油菜2n=2X=16=82n=2X=20=10 白芥菜白芥菜2n=4X=36=8+10=18 中国油菜中国油菜甘蓝甘蓝2n=2X=20=102n=2X=18=9欧洲油菜欧洲油菜 2n=4X=38=10+9( (二二) ) 异源多倍体异源多倍体遗传学遗传学第五章第五章 染色体变异染色体变异2. 2. 偶倍数偶倍数异源多倍体联会时可进行异源多倍体联会时可进行同源联会同源联会，能正常繁能正常繁殖殖，而，而奇倍数奇倍数异源多倍体联会时会产生异源多倍体联会时

11、会产生过多的单价体过多的单价体，分离紊乱，配子育性较低，常以无性繁殖保存。分离紊乱，配子育性较低，常以无性繁殖保存。3. 3. 异源多倍体可以克服异源多倍体可以克服远缘杂种不稔性远缘杂种不稔性: :远缘杂种联会时远缘杂种联会时产生大量的单价体，配子严重不育；若将产生大量的单价体，配子严重不育；若将F1加倍成异加倍成异源多倍体物种，可同源联会，形成可育配子。源多倍体物种，可同源联会，形成可育配子。遗传学遗传学第五章第五章 染色体变异染色体变异( (三三) )、单倍体、单倍体1. 1. 概念概念单倍体：指具有配子染色体数（单倍体：指具有配子染色体数（n n）的个体或细胞。）的个体或细胞。 二倍体植

12、物二倍体植物：n=X n=X 单元单倍体单元单倍体水稻、玉米的单倍体就是一倍体（水稻、玉米的单倍体就是一倍体（n=X=12n=X=12、1010）。）。 多倍体生物多倍体生物：nX nX 多元单倍体多元单倍体普通烟草的单倍体是二倍体（普通烟草的单倍体是二倍体（n=2X=TS=24n=2X=TS=24）；）；普通小麦的单倍体是三倍体（普通小麦的单倍体是三倍体（n=3X=ABD=21n=3X=ABD=21）。）。 单倍体表现出高度不育单倍体表现出高度不育： 在单倍体植株内，染色体多是成单的，一般以单价体在单倍体植株内，染色体多是成单的，一般以单价体出现，表现为高度不育，几乎不能产生种子。出现，表现

13、为高度不育，几乎不能产生种子。遗传学遗传学第五章第五章 染色体变异染色体变异 高等生物高等生物的所有单倍体几乎都来源于的所有单倍体几乎都来源于不正常的生殖过程不正常的生殖过程。如：孤雌生殖、孤雄生殖。如：孤雌生殖、孤雄生殖。自然界：自然界：大部分单倍体是孤雌生殖所形成的。大部分单倍体是孤雌生殖所形成的。组培技术：组培技术：花药培养、小孢子培养产生的。花药培养、小孢子培养产生的。2. 2.单倍体的形成单倍体的形成遗传学遗传学第五章第五章 染色体变异染色体变异主要表现为主要表现为高度不育高度不育。细胞、组织、器官和植株一般比二倍体和双倍体要弱小。细胞、组织、器官和植株一般比二倍体和双倍体要弱小。双

14、倍体双倍体：指具有合子染色体数（：指具有合子染色体数（2n2n）的异源多倍体。）的异源多倍体。3. 3. 高等植物单倍体的表现高等植物单倍体的表现 单倍体加倍成二倍体或双倍体，可使不育变成可育；单倍体加倍成二倍体或双倍体，可使不育变成可育；基因单个加倍成两个，成为一个基因单个加倍成两个，成为一个完全纯合完全纯合的个体。的个体。4. 4. 单倍体的应用单倍体的应用 单倍体中每个基因都是成单的，不论显隐性都可表达，单倍体中每个基因都是成单的，不论显隐性都可表达，是研究基因及其作用的好材料。是研究基因及其作用的好材料。遗传学遗传学第五章第五章 染色体变异染色体变异三、非整倍体及其形成三、非整倍体及其形成 非整倍体往往导致遗传上的不平衡，对生物体是不利非整倍体往往导致遗传上的不平衡，对生物体是不利的，非整倍体的出现是由于前几代的，非整倍体的出现是由于前几代有丝分裂有丝分裂或或减数分裂过程减数分裂过程中染色体分裂中染色体分裂不正常不正常所致。当不正常分裂发生在性细胞中，所致。当不正常分裂发生在性细胞中，若若某对同源染色