染色体结构变异精选课件.ppt
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1、关于染色体结构变异第一页,本课件共有31页前前言言 断断裂裂重重接接假假说说是是由由stadlerstadler,L.L.J.J.于于19311931年年提提出出的的。该该假假说说认认为为染染色色体体结结构构变变异异的的原原发发损损伤伤是是断断裂裂,这这种种断断裂裂可可以以自自发发地地产产生生,也也可可以以是是诱诱变变因因子子作作用用的的结结果果,断断裂裂的的后后果果有以下有以下3 3种情况:种情况:(1 1)绝绝大大多多数数(909099%99%)通通过过修修复复过过程程在在原原处处重重新新连连接接(愈愈合合),以以致致在在细细胞胞学学上上无法辨认。无法辨认。(2 2)不同断裂处错误连接引起
2、结构变异,常被发现。)不同断裂处错误连接引起结构变异,常被发现。(3 3)断裂端依然游离着,成为结构变异的稳定状态。如末端缺失。)断裂端依然游离着,成为结构变异的稳定状态。如末端缺失。染色体结构变异最早是布里奇斯(染色体结构变异最早是布里奇斯(BridgesBridges,C.B.C.B.)在果蝇中发现的:在)在果蝇中发现的:在19171917年发年发 现缺失(现缺失(deficiencydeficiency),),19191919年发现重复(年发现重复(duplicationduplication),),19231923年发现易位年发现易位(translocationtranslocatio
3、n)。)。StartevantStartevant,A.H.1926A.H.1926年发现倒位(年发现倒位(inversioninversion)。)。第二页,本课件共有31页第一节第一节缺失(缺失(deficiency)缺失:染色体少了自己的某一区段。缺失:染色体少了自己的某一区段。一、缺失的类型一、缺失的类型一、缺失的类型一、缺失的类型顶端缺失(顶端缺失(terminaldeficiencyterminaldeficiency):缺失的区段在染色体臂的外端。):缺失的区段在染色体臂的外端。中间缺失(中间缺失(interstitialdeficiencyinterstitialdeficie
4、ncy):缺失的区段在染色体臂的内部。):缺失的区段在染色体臂的内部。顶端缺失染色体外部有断头是不稳定的。顶端缺失染色体外部有断头是不稳定的。中间缺失染色体没有断头外露,比较稳定。中间缺失染色体没有断头外露,比较稳定。缺缺失失杂杂合合体体(deficiencydeficiencyheterozygoteheterozygote):体体细细胞胞内内同同源源染染色色体体一一条条正正常常,一一条条缺缺失失的的个体。个体。abcfabcfabcdefabcdef 缺缺失失纯纯合合体体(deficiencydeficiencyhomozygotehomozygote):体体细细胞胞内内两两条条同同源源染
5、染色色体体缺缺失失相相同同区区段的个体。段的个体。abcfabcfabcfabcf第三页,本课件共有31页二、缺失的细胞学特征二、缺失的细胞学特征 1 1、刚刚发发生生缺缺失失的的细细胞胞,在在分分裂裂时时,细细胞胞质质内内出出现断片(现断片(fragmentfragment),但多次分裂后断片消失。),但多次分裂后断片消失。2 2、顶顶端端缺缺失失杂杂合合体体,当当缺缺失失段段较较长长时时,双双线线期期同同源源染染色色体体不不等等长长。但但缺缺失失段段短短时时,不不易易觉觉察。察。3 3、中中间间缺缺失失杂杂合合体体,如如缺缺失失段段较较长长时时,在在减减数数分裂的偶线期和粗线期形成缺失圈。
6、分裂的偶线期和粗线期形成缺失圈。注意:缺失纯合体的联会与正常染色体相同注意:缺失纯合体的联会与正常染色体相同第四页,本课件共有31页三、缺失的遗传效应三、缺失的遗传效应11、缺失对生物体来说是有害的、缺失对生物体来说是有害的、缺失对生物体来说是有害的、缺失对生物体来说是有害的 染染色色体体的的部部分分缺缺失失,上上边边的的基基因因也也就就跟跟着着缺缺失失,所所以以对对生生物物体体常常是是有有害害的的,有有害害的的程程度度与与缺缺失失段段内内基基因因数数目目的的多多少少及及上上边边载载荷荷的的基基因因的的重重要要性性有有关关。缺缺失失纯纯合合体体是是很很难难成成活活的的,缺缺失失杂杂合合体体生生
7、活活力力也很差。也很差。植物:缺失常常造成花粉败育或发育不良,结实性降低。植物:缺失常常造成花粉败育或发育不良,结实性降低。人人类类:第第5 5染染色色体体的的短短臂臂缺缺失失(5p5p)的的儿儿童童出出现现一一系系列列的的症症状状,眼眼距距较较大大,耳耳位位低低下下,智智力力迟迟钝钝,生生活活力力差差等等,患患儿儿多多在在生生命命早早期期死死亡。最明显的特征是哭声轻、音调高,象猫叫,所以称为亡。最明显的特征是哭声轻、音调高,象猫叫,所以称为猫叫综合症猫叫综合症猫叫综合症猫叫综合症。第五页,本课件共有31页2、缺失染色体是通过雌配子传递的、缺失染色体是通过雌配子传递的含缺失染色体的配子一般是败
8、育的,但相对来说,雌配子的忍受力比雄配子强,在授粉过程中,花粉即使不败育,也竞争不过正常配子;雌配子不存在竞争问题,所以缺失染色体主要是通过雌配子传递的。第六页,本课件共有31页3、缺失个体常具有假显性现象、缺失个体常具有假显性现象假显性(假显性(pseudodominancepseudodominance)现象:由于染色)现象:由于染色体的部分缺失,丢失了上面的显性基因,同源染色体体的部分缺失,丢失了上面的显性基因,同源染色体上的隐性基因的作用相应地表现出来。上的隐性基因的作用相应地表现出来。例:与玉米植株颜色有关的一对基因例:与玉米植株颜色有关的一对基因PlPl(紫色)(紫色)和和plpl
9、(绿色)在第六染色体长臂的外端。麦克林托(绿色)在第六染色体长臂的外端。麦克林托克(克(McClintockMcClintock,B.B.)19311931年用年用X X射线照射的紫株射线照射的紫株玉米的花粉给绿株玉米授粉,玉米的花粉给绿株玉米授粉,734734株株F F1 1幼苗中意外幼苗中意外的出现了的出现了2 2株绿苗(见右图)。仅根据表现型判株绿苗(见右图)。仅根据表现型判断,往往会想到可能是基因突变,但经过细胞断,往往会想到可能是基因突变,但经过细胞学检查,发现学检查,发现PlPl的区段丢失了,而对应的的区段丢失了,而对应的plpl性状表性状表现出来了。现出来了。第七页,本课件共有3
10、1页第二节第二节重复(重复(duplication)重复:染色体多了自己的某一区段。重复:染色体多了自己的某一区段。一、重复的类型一、重复的类型一、重复的类型一、重复的类型顺接重复(顺接重复(tandemduplicationtandemduplication):重复的区段与原来的顺序相同,如):重复的区段与原来的顺序相同,如abab cdedefcdedef反接重复(反接重复(reverseduplicationreverseduplication):重复的区段与原来的顺序相反,如):重复的区段与原来的顺序相反,如abab cdeedfcdeedf 重重复复一一般般是是臂臂内内的的某某一一区
11、区段段重重复复,不不包包含含着着丝丝点点,如如果果重重复复区区段段含含着着丝丝点点,则则该该染染色色体体就是不稳定的(象顶端缺失一样不稳定)。就是不稳定的(象顶端缺失一样不稳定)。重重复复杂杂合合体体(duplicationduplicationheterozygoteheterozygote):体体细细胞胞内内两两条条同同源源染染色色体体中中一一条条正正常常,一一条条重复的个体。重复的个体。abcdedefabcdedefabcdefabcdef 重重复复纯纯合合体体(duplicationduplicationhomozygotehomozygote):体体细细胞胞内内两两条条同同源源染染
12、色色体体重重复复相相同同的的区段的个体。区段的个体。abcdedefabcdedefabcdedefabcdedef第八页,本课件共有31页二、重复的细胞学特征二、重复的细胞学特征 重重复复杂杂合合体体在在减减数数分分裂裂的的偶偶线线期期、粗粗线线期期产产生生重重复圈。复圈。重复纯合体与正常染色体的联会一样。重复纯合体与正常染色体的联会一样。缺缺缺缺失失失失和和和和重重重重复复复复的的的的区区区区别别别别:二二者者都都形形成成环环形形突突起起,但但有有本本质质的的区区别别,缺缺失失圈圈是是正正常常染染色色体体形形成成的的,而而重重复复圈圈是是重重复复染色体形成的。染色体形成的。辨辨认认缺缺失失
13、和和重重复复的的最最好好材材料料是是果果蝇蝇的的唾唾液液腺腺染染色色体体(右右图图),因因为为唾唾液液腺腺染染色色体体特特别别大大,而而且且是是体体细细胞胞联联会会(somaticsomaticsynapsissynapsis)的的,上上边边有有明明显显的的横横带带条条纹纹,易易于于辨辨认认,根根据据带带纹纹的的位位置置、多多少少等等可可以以确定是缺失还是重复。确定是缺失还是重复。第九页,本课件共有31页三、重复的遗传效应三、重复的遗传效应11、剂量效应、剂量效应、剂量效应、剂量效应(dosageeffectdosageeffect):表现型的变化与基因的数目有关表现型的变化与基因的数目有关
14、例例1 1:果果蝇蝇眼眼睛睛颜颜色色:红红色色(V V+显显性性)朱朱红红色色(V V隐隐性性),V V+V V的的表表现现型型为为红红色色,但但V V+VVVV的重复杂合体,表现型为朱红色。的重复杂合体,表现型为朱红色。例例2 2:糊粉层颜色:糊粉层颜色 玉玉米米的的第第九九染染色色体体靠靠近近着着丝丝点点处处有有一一个个控控制制糊糊粉粉层层颜颜色色的的显显性性基基因因C C,正正常常情情况况下下,有一定的色泽,随着有一定的色泽,随着C C区段重复的增多,颜色也会相应加深。区段重复的增多,颜色也会相应加深。2 2、位置效应、位置效应、位置效应、位置效应(positioneffectposit
15、ioneffect)位置效应:重复区段所在的位置不同,表现型的效应也不同。位置效应:重复区段所在的位置不同,表现型的效应也不同。例例19311931年年BridgesBridges发现,控制果蝇眼睛大小的基因是在第发现,控制果蝇眼睛大小的基因是在第1 1染色体(染色体(X X)上的)上的1616区区A A段。段。小眼数:小眼数:780358684525780358684525表现型:表现型:正常正常 杂合棒眼杂合棒眼 纯合棒眼纯合棒眼 位置效应说明位置效应说明:基因在染色体上不是孤立存在的,相邻基因之间存在着相互联系、:基因在染色体上不是孤立存在的,相邻基因之间存在着相互联系、相互影响。总之,
16、重复的区段较小时,表现的效应没有缺失那样严重,但重复部分过大时相互影响。总之,重复的区段较小时,表现的效应没有缺失那样严重,但重复部分过大时也会影响个体的生活力和发育。也会影响个体的生活力和发育。第十页,本课件共有31页第三节第三节倒位(倒位(inversion)倒位:染色体某一区段的正常顺序发生了颠倒。倒位:染色体某一区段的正常顺序发生了颠倒。一、倒位的类型一、倒位的类型一、倒位的类型一、倒位的类型 臂臂内内倒倒位位(paracentricparacentricinversioninversion):染染色色体体一一个个臂臂内某一区段的直线顺序发生了颠倒。内某一区段的直线顺序发生了颠倒。ab
17、cabcdfegdfeg 臂臂间间倒倒位位(pericentricpericentricinversioninversion):倒倒位位区区段段包包括括着着丝丝 点点,就就 是是 倒倒 位位 涉涉 及及 两两 个个 臂臂 (图图6 67 7)。abedabedcfgcfg 倒倒位位杂杂合合体体(杂杂倒倒位位):体体细细胞胞内内同同源源染染色色体体的的两个成员一个正常、一个倒位的个体。两个成员一个正常、一个倒位的个体。倒位纯合体(纯倒位):体细胞内同源染色体的两倒位纯合体(纯倒位):体细胞内同源染色体的两个成员发生相同的倒位的个体。个成员发生相同的倒位的个体。第十一页,本课件共有31页二、倒位的
18、细胞学特征二、倒位的细胞学特征 1 1、倒倒位位杂杂合合体体在在减减数数分分裂裂的的偶偶线线期期和和粗粗线线期形成倒位圈。期形成倒位圈。臂内杂倒位和臂间杂倒位都具有本特征。臂内杂倒位和臂间杂倒位都具有本特征。倒倒位位圈圈不不同同于于缺缺失失圈圈和和重重复复圈圈,前前者者是是两两条条染染色色体形成的,而后者是一条染色体形成的圈。体形成的,而后者是一条染色体形成的圈。2 2、当当倒倒位位段段很很长长时时,倒倒位位杂杂合合体体的的两两条条同同源源染染色色体体可可能能以以相相反反方方向向配配对对即即倒倒位位区区段段配配对对,两端正常的部分分离开来,似桥状(右图)。两端正常的部分分离开来,似桥状(右图)
19、。3 3、臂内倒位杂合体在减数分裂的后期、臂内倒位杂合体在减数分裂的后期形成染形成染色体桥和断片。色体桥和断片。第十二页,本课件共有31页后期后期桥和断片是鉴定桥和断片是鉴定臂内臂内杂倒位的典型特征杂倒位的典型特征 非姊妹染色单体之间总是要发生交换的,非姊妹染色单体之间总是要发生交换的,对倒位杂合体来说,如果在圈外发生非姊妹染对倒位杂合体来说,如果在圈外发生非姊妹染色体单体的交换,则不形成后期色体单体的交换,则不形成后期桥;臂间倒桥;臂间倒位杂合体在圈内发生一次非姊妹染色单体的位杂合体在圈内发生一次非姊妹染色单体的交换也不形成后期交换也不形成后期桥,只有臂内倒位杂合桥,只有臂内倒位杂合体在倒位
20、圈内发生一次非姊妹染色体单体的体在倒位圈内发生一次非姊妹染色体单体的交换,才形成后期交换,才形成后期桥。所以后期桥。所以后期桥和桥和断片是鉴定臂内杂倒位的典型特征(右断片是鉴定臂内杂倒位的典型特征(右图)。图)。第十三页,本课件共有31页三、倒位的遗传效应三、倒位的遗传效应11、杂倒位具有部分不育性、杂倒位具有部分不育性、杂倒位具有部分不育性、杂倒位具有部分不育性杂倒位产生的雌、雄配子均为部分不育性,即配子的不育率杂倒位产生的雌、雄配子均为部分不育性,即配子的不育率 5050。在倒位圈内发生一次交换:在倒位圈内发生一次交换:对对臂臂间间杂杂倒倒位位来来说说,产产生生的的4 4个个配配子子是是一
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- 染色体 结构 变异 精选 课件
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