染色体畸变和基因突变总结
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条件下可以存活的突变。
• 生化突变:导致某种特定生化功能改变的突变。
• 失去功能的突变(无效突变):突变干扰了野生型对某种表型 的活性功能,结果完全丧失基因功能的突变。 这里的无效突变不同于无义突变、错义突变、同义突变。
渗漏突变:功能的失活不完全,但杂合态时不能产生 足够多的野生型表型,新的等位基因称为渗漏基因, 这类突变称渗漏突变。
• 例:雄果蝇棒眼的遗传
只有很少的小眼数,其眼睛缩成狭条
由X染色体16A区的重复产生
3、倒位:染色体某区段的正常直线顺序颠倒。 倒位的类别与形成:
– 臂内倒位;
– 臂间倒位。
• 倒位杂合体减数分裂前期
– 倒位染色体与正常染色体联会,在倒位区段形成
“倒位环”。
臂内倒位杂合体的交换
臂间倒位杂合体的交换
倒位的遗传学效应
– 基因间距离关系(连锁强度)发生改变;
– 抑制或大大降低倒位环内的基因重组
倒位的应用
平衡致死系:永远以杂合状态保存下来,不发生
分离的品系。
果蝇第2染色体有一显性基因Cy(翻翅),纯
合致死(隐性致死),其同源染色体有一显性基
因S(星状眼),纯合致死。第2染色体左右臂各
有一倒位,从而抑制了整个第2染色体的交换。
遗传是一个保守和相对稳定的过程,但绝非一 成不变。在生命世界里,变异也是普遍存在的生命 现象(“一猪生九崽,连母十个样”)。
不可遗传的变异 变异 可遗传的变异 遗传物质发生改变的变异 基因突变 遗传物质未发生改变的变异 染色体畸变
一、染色体畸变
a、包括:
Fra Baidu bibliotek染色体结构改变:缺失、重复、倒位和易位
染色体数目改变:整倍性改变(同源多倍体、异源
吖啶类
总结——生物的变异
(1)基因突变是基因结构的改变,突变后成为原来基因的等
位基因。由于基因突变能产生新的基因,能产生这一种生物从来 没有的性状,所以,基因突变是可遗传的变异的根本来源。
(2)基因重组不能产生新的基因,只能是原有基因间的重新
组合,这种组合发生在减分I的四分体时期(同源染色体非姐妹 染色单体之间的交叉互换)和减分I后期(非同源染色体上的非 等位基因的自由组合)。与基因突变不同,基因重组发生在有性 生殖过程中,能产生新的基因型和新的表现型,但不能产生新的 基因。 (3)染色体变异包括染色体结构变异和染色体数目变异,其 中比较有意义的是以染色体组的形式整倍增减的变异。
X射线 电磁辐射 r射线 带电粒子 粒子辐射 紫外线 不带电 粒子 α 射线 β 射线 质子 中子
电离诱变因素
非电离诱变因素
(2)化学诱变 • 碱基类似物:如5-溴尿嘧啶 • 改变DNA中的碱基的化合物:如亚硝酸 • 结合到DNA分子的化合物:如吖啶类染料。 (3)其他诱变因素
亚硝酸(HNO2)氧化脱氨
(3) 可逆性
(4) 多方向性
(5)有害性
(6)平行性:亲缘关系相近的物种往往发生相似
的突变。
• 理论上讲,突变可以发生在生物个体发育的任 何时期。
补充:果蝇突变的检出 Muller-5技术:检出X染色体上的隐性突变和致死突变 X染色体上带有B(Bar,棒眼)和Wa(杏色眼),倒位
3、基因突变诱发及其应用 (1)物理诱变因素及其特点
6、关于罗伯逊易位,以下哪一种陈述是正确的? B A.罗伯逊易位也可以叫做中心粒融合,其结果导致两条(近) 端中心粒染色体的近似完全融合 的染色体之间,造成(近似的)染色体合并
B.罗伯逊易位发生在两条只有单臂(或两臂长度比例极其悬殊)
C.罗伯逊易位发生在两条等臂(或两臂长度比例接近1)的染色
体之间,造成(近似的)染色体合并 D.上述A和C都是正确的
要保持一个平衡致死系,必须满足下面两个条件:
(1)一对同源染色体的两个成员各带有一个座位不
同的隐性致死基因。(Cy和S) (2)这两个非等位的隐性致死基因始终处于个别的 同源染色体上。(不会发生交换重组) (如上例中,倒位抑制了交换)
4、易位:某染色体的一个区段移接在非同源的 另一个染色体上。 相互易位:两个非同源染色体都折断了,随后又交换 地重新接合起来,称之相互易位。常见。
果蝇唾腺染色体(多线染色体)的特点:
巨大性 伸展性 多线性 体联会
有横纹结构
出现puff结构
1、缺失:染色体丢失了一个区段,位于这个区段上的基 因也随之丢失。
断裂—融合—桥
• 顶端缺失的形成(断裂) • 复制 • 姊妹染色单体顶端断头连接 (融合) • 有丝分裂后期桥(桥)
• 新的断裂
缺失的遗传学效应
– 缺失区段较长时,生活力差、配子败育;
– 缺失区段较小时,可能会造成假显性现象。
缺 失 杂 合 体 的 假 显 性 现 象
猫叫综合症:[5p15.2] 5p-
2、重复:染色体多了自己的某一区段。
a a
b b
c c
d d
e
f
e e f d
重复杂合体及其联会
重复的遗传学效应
• 重复对个体综合表现的影响: –影响个体的生活力(影响的程度与重复区段的大小有关)。
罗伯逊易位
丢失
A
B
7、单基因遗传病一般是基因突变引起的,突变一般是隐
性的,但有些突变是显性的。下列遗传病中,属于显性
遗传病的有:( B,C ) A.白化病 B.亨廷顿(Huntington)舞蹈症 D.血友病 C.家族性高胆固醇血症
4.对一个生物个体细胞有丝分裂进行细胞学检查,发 现后期出现染色体桥,表明该生物个体可能含有— D —染色体。 A.臂间倒位 B.相互易位
C.臂内倒位
D.顶端缺失
5.平衡致死系统…… C A.用来平衡保留显性纯合致死基因的特殊品系 B.为永久纯合基因型品系 C.特点之一是:两个隐性致死基因位于一对同源 染色体的不同染色体上,为相斥相 D.特点之一是:两个显性致死基因位于一对同源 染色体的不同染色体上,致死基因间无有效的交换 产生
21三体,先天愚型,唐氏综合症
21三体
13三体
二、基因突变(提示,自学, p1158)
• 性状变异呈间断的飞跃式的改变称突变。
基因突变:DNA的单个碱基发生替换所引起的突变,也称
基因的点突变。
• 1910年摩尔根研究的果蝇眼睛白色出现也是突变。
1、基因突变的种类
(1)根据诱发的原因,可分为以下两个类型:
获得功能的突变:突变事件引起的遗传随机变化有
可能获得某种新的功能。
(4) 根据基因结构的改变方式 – 碱基置换(转换和颠换) – 移码(插入与缺失)突变 – 同义突变(“不活动突变” or “沉默突变”) – 错义突变;
– 无义突变
– 插入突变 – 缺失突变 – 重排
2、基因突变的主要特征(P1161) (1) 随机性 (2) 稀有性
第三章 遗传的分子基础
第三节
一、染色体畸变
提 纲
(一)染色体结构改变 1、缺失的涵义及遗传学效应
2、重复的涵义及遗传学效应
3、倒位的涵义及遗传学效应 4、易位的涵义及遗传学效应 (二)染色体数目改变 1、整倍性改变 2、非整倍性改变 二、基因突变
1、分类
2、特点 3、检出
4、诱因
第三节
遗传物质的改变
相互易位杂合体的联会和分离
偶线期
存活
致死
存活
致死
易位的遗传学效应
◆同倒位杂合体的情况相似,易位杂合体有假连锁现象。
◆易位会造成染色体“融合”而导致染色体数的变异(罗
伯逊易位)。这种遗传效应只可能发生在具有二对近
端着丝点染色体的相互易位情形中。
例:果蝇的假连锁现象(利用了雄果蝇的完全连锁)
易位杂合 体雄蝇与 纯合的隐 性雌蝇测 交,子代 中只出现 亲代类型, 出现假连 锁现象。
同源三倍体育性很低,得到平衡配子(2n或n)的 机会只有(1/2)n-1,而绝大多数配子的染色体数在2n
与n之间,是不平衡的。
• 非整倍体:指体细胞核内的染色体不是染色体组的完整 倍数,比该物种正常合子多或少一个以至若干个的现象。 • 非整倍体的类型: –三体: 2n+1 (ABCD)(ABCD)(A) –双三体: 2n+1+1 (ABCD)(ABCD)(AB) –四体: 2n+2 (ABCD)(ABCD)(A)(A) –单体: 2n-1 (ABCD)(ABC) –双单体: 2n-1-1 (ABC)(ABD) –缺体: 2n-2 (ABC)(ABC)
1.巴氏小体是: B A.端粒 B.凝集的X染色体 C 随体 D.巨大染色体
C 2.引起镰形细胞贫血症的Hbβ 链突变的分子机制是: A.移码突变 B.碱基缺失 C.碱基置换 D.碱基插入
3.人类单倍体基因组是指存在于_______ D 条染色体
上的全部遗传信息。
A.22条常染色体
B.22条常染色体+X染色体 C.22条常染色体+Y染色体 D.22条常染色体+X+Y
(3)染色体数目改变(自学, p1155)
–生物一个属中二倍体配子中具有的全部染色体称为
该生物属的一个染色体组。
–染色体基数(x):一个物种染色体组的染色体数目。
–整倍体:染色体数目是x的整倍数的生物个体。
多倍体:
– 具有三个或三个以上染色体组的整倍体。
即:三倍体及以上均称为多倍体。
• 同源多倍体 – 同源多倍体是指增加的染色体组来自同一物种,一 般是由二倍体的染色体直接加倍得到。 • 异源多倍体
• 自发突变:由于外界环境的自然作用或生物体内生理
或生化变化而诱发的突变。
• 诱发诱变:这是指由人工特设诱发因素而引起的突变。
(2)根据突变发生的部位:
• 体细胞突变:突变发生在体细胞中,突变的变异
只能在体细胞中传递。不能直接遗传给下代。形 成嵌合体。
• 生殖细胞突变:突变发生在生殖细胞中。
(3)根据突变引起的表型特征,可将突变分为:
– 异源多倍体是指增加的染色体组来自不同物种,一
般是由不同种、属间的杂交种染色体加倍形成的。
同源多倍体的特征
• 形态特征:
一般情况下,在一定范围内,随染色体组数增加:(也有例外)
– 细胞与细胞核体积增大;
– 组织器官(气孔、保卫细胞、叶片、花朵等)巨大化,生 物个体更高大粗壮;
– 成熟期延迟、生育期延长。 • 生理特征: – 由于基因剂量效应,同源多倍体的生化反应与代谢活 动加强;许多性状的表现更强。如: • 大麦同源四倍体籽粒蛋白质含量比二倍体原种增加 10-12%; • 玉米同源四倍体籽粒胡萝卜素含量比二倍体原种增 加43%。
• 形态突变:外在的可见的形态结构的改变。
• 致死突变:能造成个体死亡的突变,致死突变型又可分为
全致死突变型(90%以上死亡),亚致死突变(50%~90%死
亡);半致死突变(10%~50%死亡)和弱致死突变(10%以 下死亡)。 显性致死:杂合态即有致死。 隐性致死:纯合态才有致死
• 条件致死突变:指在一定条件下表现致死效应,而在其它
同源多倍体的特征
• 生殖特征: – 配子育性降低甚至完全不育。 • 特殊表型变异:
– 基因间平衡与相互作用关系破坏而表现一些异常的性 状表现; – 西葫芦的果形变异:二倍体(梨形)四倍体(扁圆);
不同倍体烟草叶片气孔的比较
金鱼草2X 金鱼草4X
无籽西瓜(3x = 33)
2x ↓ ♀ 4x × 2x ♂ ↓ 3x
多倍体)
非整倍性改变
b、结构变异的形成:断裂—重接
使染色体产生折断的因素:
– 自然因素
– 人为因素(物理方法和化学方法)
c、染色体结构变异的遗传学效应 – 基因所决定、控制的生物功能丧失或异常; – 基因间相互作用关系破坏; – 基因排列位置关系改变。
(一)染色体结构变异 (p1150) 研究染色体结构变异的好材料:多线染色体(略讲)
• 生化突变:导致某种特定生化功能改变的突变。
• 失去功能的突变(无效突变):突变干扰了野生型对某种表型 的活性功能,结果完全丧失基因功能的突变。 这里的无效突变不同于无义突变、错义突变、同义突变。
渗漏突变:功能的失活不完全,但杂合态时不能产生 足够多的野生型表型,新的等位基因称为渗漏基因, 这类突变称渗漏突变。
• 例:雄果蝇棒眼的遗传
只有很少的小眼数,其眼睛缩成狭条
由X染色体16A区的重复产生
3、倒位:染色体某区段的正常直线顺序颠倒。 倒位的类别与形成:
– 臂内倒位;
– 臂间倒位。
• 倒位杂合体减数分裂前期
– 倒位染色体与正常染色体联会,在倒位区段形成
“倒位环”。
臂内倒位杂合体的交换
臂间倒位杂合体的交换
倒位的遗传学效应
– 基因间距离关系(连锁强度)发生改变;
– 抑制或大大降低倒位环内的基因重组
倒位的应用
平衡致死系:永远以杂合状态保存下来,不发生
分离的品系。
果蝇第2染色体有一显性基因Cy(翻翅),纯
合致死(隐性致死),其同源染色体有一显性基
因S(星状眼),纯合致死。第2染色体左右臂各
有一倒位,从而抑制了整个第2染色体的交换。
遗传是一个保守和相对稳定的过程,但绝非一 成不变。在生命世界里,变异也是普遍存在的生命 现象(“一猪生九崽,连母十个样”)。
不可遗传的变异 变异 可遗传的变异 遗传物质发生改变的变异 基因突变 遗传物质未发生改变的变异 染色体畸变
一、染色体畸变
a、包括:
Fra Baidu bibliotek染色体结构改变:缺失、重复、倒位和易位
染色体数目改变:整倍性改变(同源多倍体、异源
吖啶类
总结——生物的变异
(1)基因突变是基因结构的改变,突变后成为原来基因的等
位基因。由于基因突变能产生新的基因,能产生这一种生物从来 没有的性状,所以,基因突变是可遗传的变异的根本来源。
(2)基因重组不能产生新的基因,只能是原有基因间的重新
组合,这种组合发生在减分I的四分体时期(同源染色体非姐妹 染色单体之间的交叉互换)和减分I后期(非同源染色体上的非 等位基因的自由组合)。与基因突变不同,基因重组发生在有性 生殖过程中,能产生新的基因型和新的表现型,但不能产生新的 基因。 (3)染色体变异包括染色体结构变异和染色体数目变异,其 中比较有意义的是以染色体组的形式整倍增减的变异。
X射线 电磁辐射 r射线 带电粒子 粒子辐射 紫外线 不带电 粒子 α 射线 β 射线 质子 中子
电离诱变因素
非电离诱变因素
(2)化学诱变 • 碱基类似物:如5-溴尿嘧啶 • 改变DNA中的碱基的化合物:如亚硝酸 • 结合到DNA分子的化合物:如吖啶类染料。 (3)其他诱变因素
亚硝酸(HNO2)氧化脱氨
(3) 可逆性
(4) 多方向性
(5)有害性
(6)平行性:亲缘关系相近的物种往往发生相似
的突变。
• 理论上讲,突变可以发生在生物个体发育的任 何时期。
补充:果蝇突变的检出 Muller-5技术:检出X染色体上的隐性突变和致死突变 X染色体上带有B(Bar,棒眼)和Wa(杏色眼),倒位
3、基因突变诱发及其应用 (1)物理诱变因素及其特点
6、关于罗伯逊易位,以下哪一种陈述是正确的? B A.罗伯逊易位也可以叫做中心粒融合,其结果导致两条(近) 端中心粒染色体的近似完全融合 的染色体之间,造成(近似的)染色体合并
B.罗伯逊易位发生在两条只有单臂(或两臂长度比例极其悬殊)
C.罗伯逊易位发生在两条等臂(或两臂长度比例接近1)的染色
体之间,造成(近似的)染色体合并 D.上述A和C都是正确的
要保持一个平衡致死系,必须满足下面两个条件:
(1)一对同源染色体的两个成员各带有一个座位不
同的隐性致死基因。(Cy和S) (2)这两个非等位的隐性致死基因始终处于个别的 同源染色体上。(不会发生交换重组) (如上例中,倒位抑制了交换)
4、易位:某染色体的一个区段移接在非同源的 另一个染色体上。 相互易位:两个非同源染色体都折断了,随后又交换 地重新接合起来,称之相互易位。常见。
果蝇唾腺染色体(多线染色体)的特点:
巨大性 伸展性 多线性 体联会
有横纹结构
出现puff结构
1、缺失:染色体丢失了一个区段,位于这个区段上的基 因也随之丢失。
断裂—融合—桥
• 顶端缺失的形成(断裂) • 复制 • 姊妹染色单体顶端断头连接 (融合) • 有丝分裂后期桥(桥)
• 新的断裂
缺失的遗传学效应
– 缺失区段较长时,生活力差、配子败育;
– 缺失区段较小时,可能会造成假显性现象。
缺 失 杂 合 体 的 假 显 性 现 象
猫叫综合症:[5p15.2] 5p-
2、重复:染色体多了自己的某一区段。
a a
b b
c c
d d
e
f
e e f d
重复杂合体及其联会
重复的遗传学效应
• 重复对个体综合表现的影响: –影响个体的生活力(影响的程度与重复区段的大小有关)。
罗伯逊易位
丢失
A
B
7、单基因遗传病一般是基因突变引起的,突变一般是隐
性的,但有些突变是显性的。下列遗传病中,属于显性
遗传病的有:( B,C ) A.白化病 B.亨廷顿(Huntington)舞蹈症 D.血友病 C.家族性高胆固醇血症
4.对一个生物个体细胞有丝分裂进行细胞学检查,发 现后期出现染色体桥,表明该生物个体可能含有— D —染色体。 A.臂间倒位 B.相互易位
C.臂内倒位
D.顶端缺失
5.平衡致死系统…… C A.用来平衡保留显性纯合致死基因的特殊品系 B.为永久纯合基因型品系 C.特点之一是:两个隐性致死基因位于一对同源 染色体的不同染色体上,为相斥相 D.特点之一是:两个显性致死基因位于一对同源 染色体的不同染色体上,致死基因间无有效的交换 产生
21三体,先天愚型,唐氏综合症
21三体
13三体
二、基因突变(提示,自学, p1158)
• 性状变异呈间断的飞跃式的改变称突变。
基因突变:DNA的单个碱基发生替换所引起的突变,也称
基因的点突变。
• 1910年摩尔根研究的果蝇眼睛白色出现也是突变。
1、基因突变的种类
(1)根据诱发的原因,可分为以下两个类型:
获得功能的突变:突变事件引起的遗传随机变化有
可能获得某种新的功能。
(4) 根据基因结构的改变方式 – 碱基置换(转换和颠换) – 移码(插入与缺失)突变 – 同义突变(“不活动突变” or “沉默突变”) – 错义突变;
– 无义突变
– 插入突变 – 缺失突变 – 重排
2、基因突变的主要特征(P1161) (1) 随机性 (2) 稀有性
第三章 遗传的分子基础
第三节
一、染色体畸变
提 纲
(一)染色体结构改变 1、缺失的涵义及遗传学效应
2、重复的涵义及遗传学效应
3、倒位的涵义及遗传学效应 4、易位的涵义及遗传学效应 (二)染色体数目改变 1、整倍性改变 2、非整倍性改变 二、基因突变
1、分类
2、特点 3、检出
4、诱因
第三节
遗传物质的改变
相互易位杂合体的联会和分离
偶线期
存活
致死
存活
致死
易位的遗传学效应
◆同倒位杂合体的情况相似,易位杂合体有假连锁现象。
◆易位会造成染色体“融合”而导致染色体数的变异(罗
伯逊易位)。这种遗传效应只可能发生在具有二对近
端着丝点染色体的相互易位情形中。
例:果蝇的假连锁现象(利用了雄果蝇的完全连锁)
易位杂合 体雄蝇与 纯合的隐 性雌蝇测 交,子代 中只出现 亲代类型, 出现假连 锁现象。
同源三倍体育性很低,得到平衡配子(2n或n)的 机会只有(1/2)n-1,而绝大多数配子的染色体数在2n
与n之间,是不平衡的。
• 非整倍体:指体细胞核内的染色体不是染色体组的完整 倍数,比该物种正常合子多或少一个以至若干个的现象。 • 非整倍体的类型: –三体: 2n+1 (ABCD)(ABCD)(A) –双三体: 2n+1+1 (ABCD)(ABCD)(AB) –四体: 2n+2 (ABCD)(ABCD)(A)(A) –单体: 2n-1 (ABCD)(ABC) –双单体: 2n-1-1 (ABC)(ABD) –缺体: 2n-2 (ABC)(ABC)
1.巴氏小体是: B A.端粒 B.凝集的X染色体 C 随体 D.巨大染色体
C 2.引起镰形细胞贫血症的Hbβ 链突变的分子机制是: A.移码突变 B.碱基缺失 C.碱基置换 D.碱基插入
3.人类单倍体基因组是指存在于_______ D 条染色体
上的全部遗传信息。
A.22条常染色体
B.22条常染色体+X染色体 C.22条常染色体+Y染色体 D.22条常染色体+X+Y
(3)染色体数目改变(自学, p1155)
–生物一个属中二倍体配子中具有的全部染色体称为
该生物属的一个染色体组。
–染色体基数(x):一个物种染色体组的染色体数目。
–整倍体:染色体数目是x的整倍数的生物个体。
多倍体:
– 具有三个或三个以上染色体组的整倍体。
即:三倍体及以上均称为多倍体。
• 同源多倍体 – 同源多倍体是指增加的染色体组来自同一物种,一 般是由二倍体的染色体直接加倍得到。 • 异源多倍体
• 自发突变:由于外界环境的自然作用或生物体内生理
或生化变化而诱发的突变。
• 诱发诱变:这是指由人工特设诱发因素而引起的突变。
(2)根据突变发生的部位:
• 体细胞突变:突变发生在体细胞中,突变的变异
只能在体细胞中传递。不能直接遗传给下代。形 成嵌合体。
• 生殖细胞突变:突变发生在生殖细胞中。
(3)根据突变引起的表型特征,可将突变分为:
– 异源多倍体是指增加的染色体组来自不同物种,一
般是由不同种、属间的杂交种染色体加倍形成的。
同源多倍体的特征
• 形态特征:
一般情况下,在一定范围内,随染色体组数增加:(也有例外)
– 细胞与细胞核体积增大;
– 组织器官(气孔、保卫细胞、叶片、花朵等)巨大化,生 物个体更高大粗壮;
– 成熟期延迟、生育期延长。 • 生理特征: – 由于基因剂量效应,同源多倍体的生化反应与代谢活 动加强;许多性状的表现更强。如: • 大麦同源四倍体籽粒蛋白质含量比二倍体原种增加 10-12%; • 玉米同源四倍体籽粒胡萝卜素含量比二倍体原种增 加43%。
• 形态突变:外在的可见的形态结构的改变。
• 致死突变:能造成个体死亡的突变,致死突变型又可分为
全致死突变型(90%以上死亡),亚致死突变(50%~90%死
亡);半致死突变(10%~50%死亡)和弱致死突变(10%以 下死亡)。 显性致死:杂合态即有致死。 隐性致死:纯合态才有致死
• 条件致死突变:指在一定条件下表现致死效应,而在其它
同源多倍体的特征
• 生殖特征: – 配子育性降低甚至完全不育。 • 特殊表型变异:
– 基因间平衡与相互作用关系破坏而表现一些异常的性 状表现; – 西葫芦的果形变异:二倍体(梨形)四倍体(扁圆);
不同倍体烟草叶片气孔的比较
金鱼草2X 金鱼草4X
无籽西瓜(3x = 33)
2x ↓ ♀ 4x × 2x ♂ ↓ 3x
多倍体)
非整倍性改变
b、结构变异的形成:断裂—重接
使染色体产生折断的因素:
– 自然因素
– 人为因素(物理方法和化学方法)
c、染色体结构变异的遗传学效应 – 基因所决定、控制的生物功能丧失或异常; – 基因间相互作用关系破坏; – 基因排列位置关系改变。
(一)染色体结构变异 (p1150) 研究染色体结构变异的好材料:多线染色体(略讲)