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第九章染色体畸变一、教学目的与要求：（1）掌握染色体结构变异的类型（缺失、重复、倒位、易位），细胞学鉴别依据，遗传机理和遗传效应及应用（2）掌握染色体数量变异的类型（染色体组、单倍体、多倍体、单体等）、遗传机理、遗传效应及在生产、生活中的应用。二、教学重点、难点、疑点：教学重点（1）.染色体缺失的类型、细胞学鉴别及遗传效应。（2）.染色体位的类型、细胞学鉴别及遗传效应（3）.染色体易位的类型、细胞学鉴别及遗传效应（4）整倍体的类型、遗传表现及应用（5）非整倍体的类型、遗传表现及应用三、教学方法设计：四、教具或教学手段：多媒体教学法五、教学过程与板书设计：突变（mutation）：遗传物资本身发生变化。主要包括染色体的畸变（Chromosomalaberration）和基因突变（点突变）（genemutationorpointmutation）第一节染色体结构变异Section1Variationofchromosomalstructure一果蝇唾腺染色体Thechromosomesinsalivaryglandoffruitflies果蝇为双翅目昆虫，消化道（唾腺）中的染色体为巨大染色体。有丝分裂间期核中染色体具有如下特点：1、巨大性和伸展性三龄幼虫发育到一定阶段后，细胞不再分裂，停留在间期，细胞数目不增加，但细胞的体积增加，染色体的常染色质区核蛋白纤维不断复制，形成多线染色体；又由于不断复制，螺旋的程度低，充分伸展，具有伸展性。2、体联会somaticsynapsis2n=8体细胞配对第Ⅰ对：性染色体第Ⅱ、Ⅲ对：中性着丝点染色体第Ⅳ对：点状染色体3、染色体臂伸展呈菊花状4、横纹结构bardstructure带纹区（bards）：染色质浓缩而致密的染色粒DNA被碱性染料染色较深的带纹间带区（Interbands）：带纹区之间的染色较浅的区域带纹区85%螺旋化程度高果蝇染色体间带区15%螺旋化程度低共102个区，与基因的线性排列等同缺失外因：（outerfactor）射线、化学因素温重组原因度改变染色体畸变类型倒位内因：（interfactor）生理生化过程、代易位谢失调、衰老等二缺失deletion(概念)1类型(Typeofdeletion)末端缺失terminaldeletion缺失的位置中间缺失interstitialdeletion染色体组成缺失杂合体deletionalheterozygote：体细胞中杂合有正常和缺市一对的染色体缺失纯合体deletionalhomorozygote：缺失了相同区域的一对染色体2、细胞学鉴定（Cytologicalidentification）a：无着丝点的片段Segmentswithoutcentromeresb：杂合体缺失环deletionloop3遗传效应（inheritanteffects）a：大片段缺失杂合体时，雄配子死亡b：假显性pseudodominant：如果缺失一部分包括显性基因与原来不应显现出来的隐性基因的效应表现出来的现象c：利用缺失和假显性可进行基因定位genemapping方法：人工方法造成x染色体的不同位置发生断裂，形成各种缺失类型，分别与待定定位的x染色体某隐性基因个体杂交，后代呈现杂合体，如果隐性基因表达，证明该隐性基因位于缺失的区域上。d：引发人类疾病：猫叫综合症5P–综合症cried-chatsyndrome.5号染色体短臂缺失又如：慢性骨髓炎白血病一特异性标记90%的患者22号长臂缺失一大段，记作del.22q-三、重复duplication概念：染色体多了本身的一段。1、重复的类型(typesofduplication)BC顺接重组tandemduplicationABCD纯合体ABCD反接重组reverseduplicationACBBCDABCD杂合体2、细胞学鉴别（Cytologicalidentification）重组杂合体：细胞重组环，与正常的染色体长度一致。3、遗传效应inheritanteffects(1)致死效应比缺失缓和，当重复区段大时，也会影响个体的生活力(2)重复可产生特定的表型例如，果蝇棒眼表型.X16A1—16A6六条横纹串联重复（16A1—16A6，16A1—16A6）(3)重复产生的原因：染色体的不等交换四：倒位（Inversion）概念1倒位的类型Typesofinversion臂内倒位(parecentricinversion):不包括着丝点的倒位臂间倒位(percentricinversion):包括着丝点的倒位2细胞学鉴别Cytologicalidentification倒位纯合体：细胞正常，减数分裂只是原来的连锁群基因顺序发生变化，交换值改变倒位杂合体：出现以下形态变化a配对：如果倒位区段大时，倒位染色体倒过来与正常的染色体配对，两端不配对的部位分开b倒位区段很小时，倒位区段不配对，其余部位正常配对。c介于两者之间时，形成一个倒位圈inversionloopd臂内倒位减数分裂中期出现染色体桥3遗传效应(1)倒位杂合体，基因顺序改变，交换值变化；(2)倒位杂合体产生半不育配子；(3)倒位杂合体又作为交换抑制因子(Crossrepressor)。由于产生重组配子是重复、或缺失配子，多数死亡，降低了重组，类似于重组被抑制(4)倒位杂合体可作为平衡致死品系，保留两个致死基因永久品系（balancedlethalsystem）：永久的杂合状态保存下来的，同时保存两个致死基因的品系叫永久品系。某些显性基因在纯合态死亡，保存时很难，随着代数增多，显性基因丢失。利用倒位抑制效应设计平衡致死品系，第二条染色体Cy双翅向背卷曲，杂合态时表现为该性状，纯合态时反之。Bridges等人发现，Cy品系在二号染色体的左臂各有一个大片段的倒位，这样几乎把2号染色体的交换全部抑制，2号染色体的任何致死基因都可用Cy品系来平衡，如下致死基因lethal(l)在人类遗传中，世界上已报导过的臂内倒位有23种，臂间倒位有24种。9号染色体臂间倒位较常见，人群中发生率1%，9号染色体臂间倒位比一般的多。五、易位Translation易位：发生在两对非同源染色体之间1、易位的类型（1）相互易位：Reciprocaltranslation（2）单相易位（转座）transposition（3）整臂易位Wholearm：两条非同源染色体之间整臂转移或交换非近端染色体之间：着丝点发生断裂，整臂易位近端染色体之间：着丝点发生断裂，产生整臂易位，又称罗伯逊易位，或着丝点融合，形成一条大的双着丝点染色体，两短臂也可能连接成一条小染色体。在人类和动物中都能找到染色体着丝点的融合，这是一种普遍现象。2、细胞学证据易位纯合体没有明显的细胞学特征，可以从一个细胞世代传到另一个世代。易位杂合体前期（1）单相易位杂合体在粗线期呈“T”字型（2）相互易位杂合体在粗线期呈“+”字型后期：（1）相间式分离（alternativesegregation）（2）相邻式分离3、遗传效应1）易位杂合体产生半不育配子2）假连锁Pseudolinkage概念：位于不同染色体上的两个基因在后代遗传时表现出与亲本一致的表型而没有出现重组类型的现象。果蝇雄性为完全连锁，易位杂合体表现为假连锁更明显。例如：果蝇第二号染色体褐眼bw红眼+第三号染色体黑檀体e灰体+③易位引发人类遗传病相互易位可引起个体不良遗传效应，其可致死，如：7、9相互易位Burkitt淋巴瘤致病的分子机制----8号染色体重排致基因表达的失控•Burkitt淋巴瘤常见的染色体重排是t（8；14）（q24；q32）约占75%;t（8；22）（q24；q11）约占16%;t（2；8）（p12；q24）约占9%;三种易位都涉及8q24的MYC基因，另一关键之处是参与易位的三条染色体点断裂点恰好均在免疫球蛋白重链或轻链基因处.MYC基因转位后，在免疫球蛋白基因有关增强子的影响下出现异常激活和过量表达，量的变化导致了Burkitt淋巴瘤。第二节染色体数目变异一、染色体组及染色体基数的概念1、染色体组（genome）：遗传学上把二倍体生物一个正常配子中所含的全部染色体称为一个染色体组。染色体基数：每个染色体组所包含的染色体数目称为染色体基数，用“x”表示。2、染色体组的基本特征每个染色体组中各个染色体具有不同的形态、结构和连锁基因，构成一个完整而协调的体系，任何一个成员或其组成部分的缺少对生物都是有害的(生活力降低、配子不育或性状变异)不同属的生物往往具有独特的染色体基数，同属不同种的生物其染色体基数很多是相同的。如茄属x=12，棉属x=13，小麦属x=7等。葱属（x=7，8，9）、芸苔属（x=8，9，10）等则不同。3、整倍体与非整倍体整倍体（euploid）：指体细胞中的染色体数成完整的染色体组的个体。非整倍体（aneuploid）：指体细胞中的染色体数比正常个体染色体数（2n）增加或减少1条至数条的个体。整倍体变异：指在正常染色体数（2n）的基础上，体细胞中染色体数目按染色体组（x）成倍数增加或减少的现象。非整倍体变异：在正常染色体数（2n）的基础上，体细胞中的染色体数目增加或减少1条至数条的现象。4、2n、n、x的含义2n：表示生物正常个体体细胞内的染色体数。n：染色体组x：表示染色体基数。每个染色体组所包含的染色体数目称为染色体基数5、染色体数目的变异类型（1）、整倍体染色体数目以染色体组的整数倍进行增加或减少，称为整倍体。整倍体中包括同源多倍体和异源多倍体同源多倍体：增加的染色体组来源于同一物种或在原有染色体组的基础上加倍而成的称为同源多倍体。异源多倍体：增加的染色体组来源于不同种属。（2）非整倍体：染色体组内的个别染色体数目有所增减，使体细胞内的染色体数目不成基数的整数倍，这种变异类型称为非整倍体。单体：二倍体基础上，某对染色体缺少了一条，使体细胞的染色体数目为2n-1。双单体：从两对染色体各中缺少了一条染色体，体细胞的染色体数目为2n-1-1。缺体：某个体缺少了一对染色体，体细胞的染色体数目为2n-2。三体：增加了一条染色体，体细胞的染色体数目2n+1。双三体：增加两条来自不同来源染色体，体细胞的染色体数目2n+1+1。二、整倍体整倍体包括单倍体、二倍体、多倍体（一）单倍体单倍体是指体细胞内具有本物种配子染色体数目的个体。单倍体是配子未经受精而发育起来的个体，所以又称一倍体。单倍体有正常的单倍体和非正常的单倍体。正常的单倍体低等植物中的藻类、面包酶的菌丝、工蜂、雄蚁等。非正常的单倍体孤雌、孤雄生殖个体，花粉诱导的植株等。遗传表现：比二倍体和多倍体体态小；由配子产生的个体高度不育，原因是配子中的染色体减数分裂时随机向两极移动，只有到达一极的染色体完全时，配子才是可育的。用途：有利于研究基因的性状表达；单倍体经染色体可使基因型纯合，缩短育种年限一倍体与单倍体一倍体与单倍体的概念一倍体（x）：是指体细胞内只含一个染色体组的生物个体，如雄蜜蜂、雄蚁等。单倍体（n）：是指体细胞内所含染色体数目与正常个体配子中染色体数目相同的个体。单倍体与一倍体是两个不同的概念，单倍体可能是一倍体（单元单倍体），也可能是二倍体或多倍体（多元单倍体）。如：普通小麦是异源六倍体（2n=6x=AABBDD=42），其单倍体为三倍体（n=3x=ABD=21）；甘蓝型油菜是异源四倍体（2n=4x=AACC=38），其单倍体含两个染色体组（n=2x=AC=19）。单倍体的形态及遗传表现显著小型化。与双倍体相比，高等生物单倍体的细胞、组织、器官和整个植株均较正常个体弱小。除此而外，单倍体也会产生新的性状。高度不育。单倍体结实率极低。原因是染色体在减数分裂时不能正常联会和分离，从而使形成的配子高度不育，这也是鉴别单倍体的重要标志。单倍体形成的原因生物自发产生原因是生殖过程不正常，如孤雌生殖或孤雄生殖。多数单倍体是孤雌生殖的结果。如番茄、棉花、小麦、油菜、家鼠、蝾螈等动植物中均发现有单倍体存在。高等动植物中自发出现单倍体