1、第十五章 染色體畸變本章學(xué)時數(shù)：3-4學(xué)時本章重點： 染色體結(jié)構(gòu)變異的四種類型 染色體數(shù)目變異 平衡致死、ClB技術(shù)突變只有遺傳物質(zhì)的改變，才出現(xiàn)新的基因，形成新的表型。 染色體畸變（在顯微鏡下可見）突變 基因突變（顯微鏡下不可見）果蠅的唾腺染色體是研究染色體變異的理想材料（1）果蠅的唾腺細(xì)胞染色體為多線染色體(polytene chromosome)，比其他體細(xì)胞的中期染色體長約100-200倍，很容易在顯微鏡下看見。（2）果蠅的唾腺染色體上有橫紋結(jié)構(gòu)，橫紋可以作為基因定位的依據(jù)，橫紋數(shù)目和排列的變化可以作為染色體結(jié)構(gòu)改變的依據(jù)。果蠅唾腺染色體果蠅唾腺染色體體聯(lián)會Puff結(jié)構(gòu)又稱染色體疏松，

2、表明基因在活躍地轉(zhuǎn)錄RNA染色體畸變?nèi)旧w畸變指染色體的結(jié)構(gòu)或數(shù)目發(fā)生了異常的變化?？赡苁亲园l(fā)的，也可通過理化處理而誘發(fā)。研究染色體畸變的意義：揭示染色體結(jié)構(gòu)變異的規(guī)律和機制；探討物種形成機制；進(jìn)行基因定位；作為誘變和致癌物質(zhì)的檢測指標(biāo)；獲得嵌合體進(jìn)行行為遺傳學(xué)研究；為染色體疾病診斷和預(yù)防提供依據(jù)；培育優(yōu)良的動植物品種染色體結(jié)構(gòu)變異類型根據(jù)斷裂的數(shù)目和位置、是否連接以及連接的方式等進(jìn)行劃分：缺失 deletion 失去了某一染色體片段。重復(fù) duplication 增加了某一同源染色體片段。倒位 inversion 某一染色體片段180倒接。易位translocation 非同源染色體間相互交

3、換 染色體片段或單向轉(zhuǎn)移染色體結(jié)構(gòu)變異產(chǎn)生原因：染色體斷裂和斷裂片段的愈合。 理化因素和自身代謝物都可導(dǎo)致染色體斷裂成兩個片段。 重建性愈合：同一斷裂的兩個片段重新愈合恢復(fù)原結(jié)構(gòu)。 不愈合：產(chǎn)生無著絲粒片段，丟失。 非重建性愈合：不同斷裂的片段相互間愈合，產(chǎn)生重組 的染色體。包括染色體型（斷裂發(fā)生在G1期）和染色單體型（斷裂發(fā)生在G2期）Pericentricparacentricreciprocal translocation缺失類別 頂端缺失：少見。不穩(wěn)定，常附著于其他染色體。 中間缺失：多見。穩(wěn)定。缺失缺失產(chǎn)生原因：染色體斷裂染色體扭結(jié)不等交換轉(zhuǎn)座因子插入缺失缺失的遺傳學(xué)效應(yīng)致死或異常：

4、缺失影響個體的生活力，缺失片段大時引起個體甚至配子死亡；缺失片段較小不致死時，往往引起異常的表型效應(yīng)。 果蠅中，可存活到成蟲階段的最大的純合缺失約占基因組的0.1%缺失的遺傳學(xué)效應(yīng)貓叫綜合癥（cat cry syndrome）5萬分之一發(fā)病率No.5 P- ，哭聲似貓叫；女性多于男性，生長和智能發(fā)育不全。慢性骨髓性白血病(chronic myrlocytic leukemia, CML)Ph染色體，費城染色體， No.22q-缺失片段易位到No.9或其他染色體上缺失的遺傳學(xué)效應(yīng)擬顯性 Pseudodominance：一個顯性基因的缺失導(dǎo)致其同源染色體上相應(yīng)的隱性等位基因表達(dá)的現(xiàn)象。 AaBb缺

5、失A所在片段時，表型為aB。果蠅缺刻翅1.F1缺刻雌蠅都是白眼；2.雄蠅中沒有缺刻性狀；3.雌雄個體比例不是1：1；果蠅唾腺染色體的缺失環(huán)缺失的鑒定：1.長度變化2.非配對環(huán) 有絲分裂和減數(shù)分裂均存在。缺失的應(yīng)用檢測致癌、致畸、致突變的物質(zhì)基因定位 利用缺失的擬顯性現(xiàn)象和染色體分帶技術(shù)把基因定位在染色體的特定位置。利用缺失進(jìn)行基因定位果蠅的白眼-缺刻翅區(qū)域的缺失作圖建立一系列X染色體缺失類型；不同缺失類型缺失片段大小不同用待測定的X染色體隱性突變體與缺失類型雜交后代中雄性個體如果出現(xiàn)該隱性性狀，表明位于交配缺失區(qū)段不同雜交的結(jié)果進(jìn)行分析，結(jié)合染色體染色顯帶，可以知道該基因位于染色體上的位置。重

6、復(fù)類別1同臂重復(fù) （串聯(lián)重復(fù)） 2異臂重復(fù)3移位重復(fù)4反接重復(fù)(反向串聯(lián)重復(fù))重復(fù)的細(xì)胞學(xué)重復(fù)產(chǎn)生的原因 不等交換染色體扭結(jié)斷裂融合橋重復(fù)的遺傳學(xué)效應(yīng)比缺失緩和，但重復(fù)片段大時，也影響個體生活力，甚至死亡。位置效應(yīng)： 由于染色體畸變，某一基因與其臨近基因位置發(fā)生改變，引起遺傳性狀的改變。S型（穩(wěn)定型）表型異常 位置效應(yīng)正常780-800個小眼B/B有68個小眼BB/+有45個小眼重復(fù)鑒定： 非配對環(huán) 分帶染色 長度變化意義：產(chǎn)生新基因的基礎(chǔ) 應(yīng)用 檢測致癌、致畸、致突變的物質(zhì) 研究位置效應(yīng)倒位倒位是常見的染色體結(jié)構(gòu)變異類別： 臂內(nèi)倒位、臂間倒位、多倒位產(chǎn)生原因 非重建性愈合 染色體扭結(jié)愈合 轉(zhuǎn)

7、座因子 倒位雜合體配對倒位的遺傳學(xué)效應(yīng)減數(shù)分裂時產(chǎn)生倒位環(huán)，導(dǎo)致假連鎖。抑制或大大降低了基因重組的發(fā)生。倒位鑒定 測定交換值 觀察倒位環(huán) 觀察后期染色體橋 分帶染色意義形成生殖隔離，為新物種的進(jìn)化提供了有利條件 倒位的應(yīng)用檢測有害物質(zhì)和致死基因倒位的應(yīng)用保存帶有致死基因的品系 果蠅No.3染色體展翅基因D為純合致死D/+ D/+ D/D D/+ +/+死亡 展翅 正常翅在保存這樣的品系時，必須每代進(jìn)行選擇，否則D基因的數(shù)目會逐代降低。利用倒位抑制構(gòu)建永久雜種平衡致死品系：永遠(yuǎn)以雜合狀態(tài)保存下來，不發(fā)生分離的品系，也叫永久雜種。易位類別相互易位：對稱 不對稱：產(chǎn)生雙著絲粒染色體單向易位：相當(dāng)于轉(zhuǎn)

8、座整臂易位：整臂轉(zhuǎn)移或交換羅伯遜易位（一種整臂易位）：著絲粒融合移位（片段在染色體上改變位置）羅伯遜易位易位雜合體配對十字型環(huán)型8字型產(chǎn)生原因：斷裂非重建性愈合轉(zhuǎn)座因子的作用易位易位與交換有什么不同？易位鑒定：分帶染色減數(shù)分裂雙線期“十”或“T”結(jié)構(gòu)位置效應(yīng)（V型） 位于常染色質(zhì)的基因經(jīng)過易位到異染色質(zhì)區(qū)時，不能表達(dá)。引起的表型效應(yīng)改變是不穩(wěn)定的。 果蠅白眼基因位于X染色體的常染色質(zhì)區(qū)，雜合體X+Xw的野生型“+”基因易位到另一染色體的異染色質(zhì)區(qū)（No4的著絲粒附近），雜合體的復(fù)眼呈現(xiàn)紅白嵌合的花斑。易位的遺傳學(xué)效應(yīng)花斑型位置效應(yīng)易位的遺傳學(xué)效應(yīng)假連鎖易位的遺傳學(xué)效應(yīng)假連鎖易位的遺傳學(xué)效應(yīng)7、

9、9平衡易位易位的遺傳學(xué)效應(yīng)Burkitt淋巴瘤No.8與No.14或與其他染色體相互易位 t(8;14)(q24;q32)8q24上的癌基因c-myc，易位到14號染色體上后被激活。易位應(yīng)用：控制蟲害：射線誘發(fā)易位的不育。育種：雄蠶對桑葉利用率高且生絲質(zhì)量好。 家蠶性別自動鑒別品系染色體數(shù)目的改變?nèi)旧w在數(shù)目上的變化，會導(dǎo)致其性狀的遺傳方式發(fā)生變化。染色體組genome（單倍體數(shù)） 一個配子所含的全部染色體數(shù)，以n表示。一倍體數(shù)：一套基本的染色體數(shù)目（基數(shù)），各個染色體在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能方面互不相同 以x表示整倍體euploid染色體倍性 一倍體monoploid：含有一套基本的染色體數(shù)目的細(xì)

10、胞或個體。1x二倍體：含有二套基本染色體數(shù)目的細(xì)胞或個體。2x三倍體：含有三套基本染色體數(shù)目的細(xì)胞或個體。3x多倍體polyploid：含有多個基本染色體數(shù)目的細(xì)胞或個體。單倍體haploid：具有配子染色體數(shù)的細(xì)胞或個體。1n二倍體diploid：具有二套配子染色體數(shù)的細(xì)胞或個體。2n染色體倍數(shù)性改變 生物增加或減少整套的染色體。染色體非整倍性改變 以二倍體（2n）為標(biāo)準(zhǔn)，增加或減少一條或幾條染色體。 單體monosomic 2n-1 ；雙單體2n-1-1； 缺體nullisomic 2n-2 ； 三體trisomic 2n+1；雙三體ditrisomic2n+1+1 四體tetrasomi

11、c 2n+2；染色體數(shù)目的改變單倍體正常的單倍體 蜜蜂 n=16，2n=32。產(chǎn)生配子n=16異常的單倍體 不育。減數(shù)分裂時，各單價體隨機分離，形成可育配子的概率為(1/2)n，因而高度不育。同源多倍體autopolyploid產(chǎn)生 雜交或細(xì)胞分裂時胞質(zhì)不分裂。 多數(shù)育性不高。自然界中的香蕉、黃花菜、水仙都是同源三倍體。 同源多倍體同源三倍體 不育。減數(shù)分離時形成三價體或二價體和單價體。其分離是隨機的，形成可育配子的概率為(1/2)n-1。同源四倍體 育性不高同源三倍體同源四倍體同源四倍體自交子代有5種基因型AAAAAAAaAAaaAaaaaaaa自交子代表型比為35：1異源多倍體異源多倍體a

12、llopolyploid異源四倍體也叫雙二倍體amphidiploid 可育。植物中不同的種的雜交，其雜種經(jīng)加倍后形成，可形成2n個雙價體，因而可育。煙草2倍體，4倍體和8倍體葉片表皮細(xì)胞的比較2倍體和4倍體葡萄的比較六倍體小麥的起源多倍體的誘發(fā)物理法 高低溫、離心、超聲波、嫁接等?；瘜W(xué)法 秋水仙素等秋水仙素溶液最為有效（0.011.0%）。作用：抑制紡錘體的形成，對分裂中的細(xì)胞起作用。注意處理時間、溫度、濃度。多倍體的應(yīng)用三倍體無籽西瓜八倍體小黑麥人類的非整倍體性染色體增減克氏綜合癥（47，XXY） 2n+1特納氏綜合癥（45，XO） 2n-1XYY個體（47，XYY） 2n+1 常染色體增

13、加 2n+1先天愚型（21三體）Down氏綜合癥，發(fā)病率為1/5001/1000英國醫(yī)生Down最早描述這個病例。1959年法國細(xì)胞遺傳學(xué)家Lejeune觀察到患者細(xì)胞中多了一條21號染色體。1965年Yunis等證明多出來的并不是21號，而是22號。1971年巴黎會議決定將21和22染色體編號對換，以保持人們早已習(xí)慣的21三體的稱呼。先天愚型先天愚型母親年齡是影響發(fā)病率的重要原因21三體患兒的母親平均年齡34.4，正常為28.8孕婦年齡的增長，產(chǎn)出患兒的風(fēng)險就增高21三體患者智力低下的原因SOD1活性增高，患者比正常人的SOD1酶活性高50%，sod1基因位于21q22常染色體增加 2n+1Patau綜合癥（13三體）發(fā)病率為1/50001960年發(fā)現(xiàn)，女性多，比21三體嚴(yán)重。平均壽命120天。核型為47，XX/XY，+13常染色體增加 2n+1Edwards綜合癥（18三體）發(fā)病率為1/3500女性多，多患有先天性心臟病，平均壽命71天，核型