同源染色体的中着丝粒染色体一定相互靠的很近吗

    植物着丝粒含有大量的重复序列和反转座子,结构复杂并受表观遗传学调控。中国科学院遗传与发育生物学研究所韩方普研究组长期从事植物着丝粒的表观遗传学研究,曾在植物中首次发现着丝粒的失活现象并初步分析失活着丝粒的调控机制可能与DNA甲基化状态相关。由于着丝粒的特殊表观遗传学调控机制,植物着丝粒的DNA序列暂不能直接用于植物人工染色体的构建,这也是植物人工染色体构建方法不同于人类等人工染色体的策略。
&&& 为了更好地研究植物着丝粒的结构与功能,需要揭示着丝粒是如何形成的?着丝粒功能分子标记如CENH3和CENPC是如何组装到着丝粒区和新着丝粒区?组蛋白磷酸化的信号是如何起始的并保证染色体正确形成取向且正确分离?玉米同源染色体配对起始为什么发生在有活性的着丝粒区(Zhang J et al. Plant Cell, 2013)?
&&& 在植物新着丝粒形成方面,韩方普研究组取得了系列重要进展。利用玉米3号染色体特殊材料,他们发现来自3号染色体的片段丢失了玉米着丝粒的重复序列(CentC和CRM)但可以稳定遗传,同时具有着丝粒功能分子标记如CENH3和CENPC以及组蛋白磷酸化的信号。CENH3-ChIP-Seq分析结果表明玉米3号染色体长臂上一段常染色质区域(区域大小为350kb)参与并形成了新的功能着丝粒(Fu et al. PNAS, 2013)。
&&& 另一方面,该研究组利用玉米第9号染色体的变异材料,发现玉米9号染色体短臂的一段723kb的基因组序列参与着丝粒的形成,DNA甲基化分析发现这段与CENH3紧密结合的序列在原初的染色体臂上已经达到着丝粒区的DNA甲基化水平,形成新的着丝粒后其DNA甲基化水平没有明显变化 (Zhang B et al. Plant Cell, 2013)。
  最近该研究组利用玉米遗传学家早年创制的A-B染色体相互易位系,利用特殊的遗传学表现标记结合染色体功能观察,通过CENH3-ChIP-seq数据分析,发现着丝粒错分裂后代中,大量染色体片段可以传递是因为利用基因组中非着丝粒区域的序列重新形成功能着丝粒。
&&& 在一个材料中发现新形成的着丝粒,包含较小的CENH3 binding domain为288kb,来自9号染色体短臂端部。在自交后代中,发现新形成的288kb着丝粒区失去活性而被另一位置上形成的包含200kb CENH3结合区的新着丝粒代替。该研究组正在通过着丝粒不分离、错分裂及花粉辐射等方法详细研究着丝粒的形成机制,以及核小体组装与着丝粒形成过程中的调控机制。
  该研究部分结果于3月2在线发表于PNAS(doi: 10.1073/pnas.),韩方普研究组博士生刘亚林和苏汉东为本文的共同第一作者。该项工作得到国家自然科学基金委重点项目和中科院国际合作项目支持。
Sequential de novo centromere formation and inactivation on a chromosomal fragment in maize.
The ability of centromeres to alternate between active and inactive states indicates significant epigenetic aspects controlling centromere assembly and function. In maize (Zea mays), misdivision of the B chromosome centromere on a translocation with the short arm of chromosome 9 (TB-9Sb) can produce many variants with varying centromere sizes and centromeric DNA sequences. In such derivatives of TB-9Sb, we found a de novo centromere on chromosome derivative 3-3, which has no canonical centromeric repeat sequences. This centromere is derived from a 288-kb region on the short arm of chromosome 9, and is 19 megabases (Mb) removed from the translocation breakpoint of chromosome 9 in TB-9Sb. The functional B centromere in progenitor telo2-2 is deleted from derivative 3-3, but some B-repeat sequences remain. The de novo centromere of derivative 3-3 becomes inactive in three further derivatives with new centromeres being formed elsewhere on each chromosome. Our results suggest that de novo centromere initiation is quite common and can persist on chromosomal fragments without a canonical centromere. However, we hypothesize that when de novo centromeres are initiated in opposition to a larger normal centromere, they are cleared from the chromosome by inactivation, thus maintaining karyotype integrity.(/)版权所有,未经书面许可,不得转载
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生物试题(A卷)
一、单项选择题(共25小题,每小题2分,共50分。)
1.下列叙述不正确的是
A.大小相同的染色体一定是同源染色体B.着丝粒数目一定等于染色体条数
C.出现N个四分体说明一定有N对同源染色体
D.姐妹染色单体的基因排序不一定相同
2.一般来说,参与高等植物细胞有丝这一生理过程的主要细胞器有
a.线粒体 b.核糖体 c.高尔基体 d.中心体 e.内质网
A.a、b、c B.b、c、d C.c、d、e D.a、c、e
3.在观察根尖细胞有丝时,用龙胆紫对其染色体进行染色,染色体能被染色的原因是
A.蛋白质呈酸性,易与碱性染料结合
B.染色体的DNA中有磷酸基呈酸性易与碱性染料结合
C.DNA上的含N碱基易与碱性染料结合
D.蛋白质中有氨基呈碱性易与碱性染料结合
4.用高倍光学显微镜观察植物细胞有丝中期图像,清晰可见的一组结构是:
A.纺缍体、核仁、细胞壁 B.染色体、赤道板、细胞壁
C.染色体、纺缍体、细胞壁 D.纺缍体、细胞壁、细胞膜
5.下列说法不确切的是
A.真核细胞有丝过程中,核膜不存在的时期是前期、中期和末期
B.真核细胞的无丝中,无染色体和纺锤体的出现,但有DNA的复制
C.真核细胞无丝中不会出现核膜、核仁消失现象
D.大肠杆菌细胞周期较草履虫细胞周期短
6.下列关于细胞分化的叙述,错误的是
A.细胞分化的根本原因是遗传信息执行的情况不同
B.通过细胞分化,细胞形态、结构和功能发生了稳定性差异
C.细胞是细胞分化的基础
D.细胞分化过程中细胞中的遗传物质种类发生了变化
7.细胞衰老是一种正常的生命现象。人的细胞在衰老过程中不会出现的变化是
A.细胞内有些酶活性降低 B.细胞膜上糖蛋白减少
C.细胞内水分减少 D.细胞内呼吸速度减慢
8.人体内某种细胞能无限增殖,细胞膜上的糖蛋白等物质减少,细胞之间的黏着性显著降低,容易在体内分散和转移,该种细胞最可能是
A.衰老的细胞 B.正在分化的细胞 C.凋亡的细胞 D.癌变的细胞
9.下列有关细胞生命历程中各种现象的叙述,不正确的是
A.细胞的增殖和分化是生物体生长发育的基础
B.细胞分化导致细胞形态、结构和功能发生稳定性差异
C.同一生物个体不同细胞中的mRNA可能存在明显区别
D.细胞的衰老受基因的控制,细胞凋亡则不受基因的控制
10.下列有关遗传定律的说法,正确的是
A.受精时雌雄配子结合的机会是不均等的
B.测交实验对推理过程中提出的进行了验证
C.基因型为AaBb的个体自交,后代一定出现4种基因型和9种表现型
D.基因型为Dd的个体产生雌雄配子的比例为1:1
11.在番茄中,紫茎和绿茎是一对相对性状,缺刻叶和马铃薯叶是另一对相对性状,控制这两对相对性状的等位基因分别位于两对同源染色体上。现将紫茎缺刻叶和绿茎马铃薯叶植
株杂交,F1都表现为紫茎缺刻叶。F1自交得F2,在F2的重组性状中,能稳定遗传的个体所占的比例为
A.1/3 B.1/4 C.1/5 D.1/8
12.基因型为AaBb的个体(两对基因遗传),产生基因型为aB卵细胞的同时,3个极体的基因型是
A.AB、ab、ab B.Aa、aB、aB C.aB、Ab、Ab D.aB、AB、AB
13.右图是细胞过程示意图,下列有关图中a~c阶段
(不含a、c两点)的叙述正确的是
A.细胞中始终存在同源染色体
B.细胞中始终存在姐妹染色单体
C.细胞中染色体数目始终没有发生变化
D.细胞中染色体数与DNA数的比由1:2变为1:1
14.下图中图1表示细胞的不同时期与每条染色体
DNA含量变化的关系,图2表示处于细胞不同时期的细胞图象。那么,图2中处于图1中的BC段和DE段的细胞分别是
A.丙甲、乙 B.乙丙、甲 C.甲乙、丙 D.乙甲、丙
15.下列有关某生物各细胞示意图的叙述正确的是
A.图①处于减数第一次的中期,细胞内有两对姐妹染色单体
B.图②处于减数第二次的后期,细胞内有两对同源染色体
C.图③处于减数第二次的中期,该生物细胞中染色体数目最多为8条
D.四幅图可排序为①③②④,只出现在精子的形成过程中
16.下图表示某动物精子,那么下列选项中的细胞不属于该精子形成过程的是
17.某二倍体动物有k对染色体,经减数形成遗传信息不同的配子,其种类数为
A.2k B.12k C.k2 D.k12
18.减数和受精作用对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定性具有十分 重要的意义,原因是
A.减数使配子中染色体数目减半,受精作用使合子中染色体数目恢复
B.后代具有更大的生活力和变异性
C.减数过程中有染色体的交叉互换
D.受精作用进行时,精子只有头部进入卵细胞内
19.人体受精卵中的线粒体
A.主要来自父方 B.主要来自母方 C.父母双方各占一半 D.无法确定
20.某男性色盲患者的女儿的体内哪种细胞中可能不含有色盲基因( )
A.卵原细胞 B.卵细胞 C.神经细胞 D.骨骼肌细胞
21.抗VD佝偻病是X染色体显性遗传病,下列哪项不是该病的遗传特点( )
A.患者女性多于男性 B.男性患者的女儿全部发病
C.患者的双亲中至少有一个患者 D.母亲患病,其儿子必定患病
22.右图是一个血友病遗传系谱图,从图可以
看出患者7的致病基因来自( )
A. 1B. 4
C. 1和3 D. 1和4
23.某夫妇的一方表现正常,另一方是色盲。子
女中女儿的表现型与父亲相同,儿子的表现
型与母亲相同。由此可推出母亲、儿子、父
亲、女儿的基因型依次是
①BB;②XBXB;③Bb;④XBXb;⑤bb;⑥XbXb;⑦XBY;⑧XbY。
A.①③⑤⑤ B.⑥⑧⑦④ C.④⑦⑦② D.②⑦⑧②
24.XY型性别决定的生物,群体中的性别比例为1∶1,原因是
A.雌配子数∶雄配子数=1∶1
B.含X的配子数∶含Y的配子数=1∶1
C.含X的卵细胞数∶含Y的精子数=1∶1
D.含X的精子数∶含Y的精子数=1∶1
25.孟德尔通过豌豆杂交试验发现两个遗传定律;萨顿通过研究蝗虫的减数提出&基因在染色体上&的。两者主要的研究方法依次是
A.类比推理法,类比推理法 B.&演绎法,&演绎法
C.&演绎法,类比推理法 D.类比推理法,&演绎法
二、非选择题(本题共3小题,共50分。)
26.(每空2分,共14分)
在&观察分生组织细胞的有丝&的实验中,甲~戊五位同学在剪取洋葱根尖后立即进行的操作步骤如下:(&-&表示未
进行该步操作,&+&表示进行该步操作)
⑴甲观察到的实验结果是__________,乙观
察到的实验结果是__________,丙观察到
的实验结果是__________。(请从下列序
A.染色体未着上颜色,无法看清 B.细胞重叠,看不到染色体
C.染色体着上颜色,清晰可见 D.染色体模糊不清
⑵丁同学在进行上述步骤后,直接在高倍镜下观察,长时间未找到有丝的细胞,正确操作步骤应____________________________________________________。
⑶戊同学观察到了许多呈长方形的细胞,但未找到有丝各时期的图像,可能的原因_________________________。
⑷经教师纠正后,丁同学在视野中找到了有关细胞有丝图像,但丁同学所看到的细胞图像位于视野的右上方,若要在视野中央观察此细胞,你认为他应如何正确移动装片? _________________________________________。
⑸解离的目的是____________________________________________________。
27.(每空2分,共18分)野茉莉花瓣的颜色是红色,其花瓣所含色素由核基因控制的有关酶所决定,用两个无法产生红色色素的纯种(突变品系1和突变品系2)及其纯种野生型茉莉进行杂交实验,F1自交得F2,结果如下:
研究表明,决定产生色素的基因A对a为显性。但另一对等位基因B、b中,显性基因B存在时,会色素的产生。
⑴根据以上信息,可判断上述杂交亲本中突变品系1的基因型为_________。
⑵为鉴别第Ⅱ组F2中无色素植株的基因型,取该植株自交,若后代全为无色素的植株,则其基因型为________________;第Ⅲ组F2的无色素植株中的纯合子占的几率为。
⑶若从第I、II组的F2中各取一株能产生色素的植株,二者基因型相同的概率是。从第I、Ⅲ组的F2中各取一株能产生色素的植株,二者基因型相同的概率是。
⑷进一步研究得知,基因A是通过控制酶A的合成来催化一种前体物为红色色素的。而基因B―b本身并不直接表达性状,但基因B能基因A的表达。请在下面的方框内填上适当的文字解释上述遗传现象。
28.(每空2分,共18分)下图(1)为某妇女的一个体细胞示意图,细胞中含有AaBb两对等位基因,图(2)为某细胞过程中DNA含量变化曲线图,图(3)为该妇女在一次生殖过程中生出男孩甲和女孩乙的示意图(其丈夫基因型为AaBb),据图回答下列问题。
⑴图⑴中基因A与a、B与b分离;A与B(或b)、a与b(或B)随机组合发生在期。 ⑵基因A与A、a与a、B与B、b与b的分离发生在期。
⑶图⑵所示细胞方式为,DNA数量加倍发生在时期(填字母),染色体数量加倍发生在时期(填字母)。
⑷过程X是指,男孩甲和女孩乙的基因型是否相同(一定或不一定)。
高一年级期末质量监测生物参考答案
二、非选择题
26.(每空2分,共14分) ⑴B D A
⑵在显微镜使用时先用低倍镜,再使用高倍镜 ⑶观察部位不正确(该学生看到的是伸长区细胞) ⑷将装片向右上方移动 ⑸用药液使组织细胞分离开 27.(每空2分,共18分) ⑴aabb ⑵AABB3/13 ⑶ 1/3 5/9 ⑷如图
28.(每空2分,共18分) ⑴减数第一次 后 ⑵减数第二次 后 ⑶减数 A G ⑷受精作用 不一定
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>>>就一对联会的同源染色体而言,其着丝粒数、染色单体数和多核苷酸..
就一对联会的同源染色体而言,其着丝粒数、染色单体数和多核苷酸链数分别是
A.2、4和4B.2、8和4C.4、4和4D.2、4和8
题型:单选题难度:偏易来源:浙江省期末题
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据魔方格专家权威分析,试题“就一对联会的同源染色体而言,其着丝粒数、染色单体数和多核苷酸..”主要考查你对&&减数分裂&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下:
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减数分裂的概念与过程:1、减数分裂概念的理解:(1)范围:进行有性生殖的生物。(2)在原始生殖细胞(精原细胞或卵原细胞)发展成为成熟生殖细胞(精子或卵细胞)过程中进行的。(3)过程:减数分裂过程中染色体复制一次细胞连续分裂两次。(4)结果:新细胞染色体数减半。2、减数分裂中染色体的变化过程复制→联会→四分体→同源染色体彼此分离→染色单体彼此分离。(1)精子的形成过程:(2)卵细胞的形成过程:与减数分裂相关的概念辨析:1.染色体和染色单体 (1)染色体的条数等于着丝点数,有几个着丝点就有几条染色体。(2)染色单体是染色体复制后,一个着丝点上连接的两条相同的单体,这两条单体被称为姐妹染色单体,其整体是一条染色体。2.同源染色体与非同源染色体(l)同源染色体①在减数分裂过程中进行配对的两条染色体。 ②形状大小一般相同,一条来自父方一条来自母方。(2)非同源染色体:在减数分裂过程中不进行配对的染色体,它们形状大小一般不同。 3.姐妹染色单体和非姐妹染色单体 (1)姐妹染色单体:同一着丝点连着的两条染色单体。(2)非姐妹染色单体:不同着丝点连接着的两条染色单体。同源染色体内的非姐妹染色单体四分体时期可发生交叉互换。4.联会和四分体(1)联会:是指减数第一次分裂过程中(前期)同源染色体两两配对的现象。 (2)四分体:联会后的每对同源染色体含有四条染色单体,叫做四分体,即1个四分体=1对同源染色体 =2条染色体=4条染色单体=4个DNA分子。 细胞不同分裂图像的判断方法:1.减数分裂和有丝分裂的不同分裂时期图像
2.“三看法”识别细胞分裂方式3.一般来说,细胞分裂方式的识别还需要观察细胞外形和细胞质的分裂方式等。 (1)细胞板隔裂——植物细胞分裂;细胞膜缢裂动物细胞分裂。 (2)矩形有壁为植物细胞;圆形无壁一般为动物细胞。 (3)依据细胞质分裂方式的判断:&表解减数分裂与有丝分裂的异同:
易错点拨:1、同源染色体并非完全相同:同源染色体形态,大小一般都相同,但也有大小不相同的,如男性体细胞中X染色体和Y染色体是同源染色体, X染色体较大,Y染色体较小。2、并非所有细胞分裂都存在四分体:联会形成四分体是减数第一次分裂特有的现象,有丝分裂过程中不进行联会,不存在四分体。3、存在染色单体的时期是染色体复制之后、着丝点分裂之前的一段时期,如有丝分裂前、中期,减数第一次分裂,减数第二次分裂前、中期。4、减数分裂过程中是先复制后联会,联会的两条染色体一定是同源染色体。联会是细胞进行正常减数分裂的基础。5、减数分裂过程中,染色体复制一次,细胞分裂两次,着丝点分裂一次,染色体减半一次,DNA减半两次。 6、原始生殖细胞染色体数目与体细胞相同,其既能进行有丝分裂产生原始生殖细胞,也能进行减数分裂。 7、以二倍体生物为例,具有同源染色体的细胞:精(卵)原细胞、初级精(卵)母细胞、体细胞。无同源染色体的细胞:次级精(卵)母细胞、精(卵)细胞、第一(二)极体、精子。 例 某动物的精子中有染色体16条,则在该动物的初级精母细胞中存在染色体数、四分体数、染色单体数、DNA分子数、脱氧核苷酸链数分别是(&& ) A,32、16、64、64、128 B.32、8、32、64、128C.16、8、32、32、64 D.16、0、32、32、64 思路点拨:精子是精原细胞经过两次分裂得到的,其染色体数是精原细胞的一半,因此精原细胞中有同源染色体16对,初级精母细胞是精原细胞复制产生的,1条染色体含2个染色单体,2个DNA,4条DNA单链。答案A 减数分裂过程中DNA、染色体、染色单体的数目变化曲线:DNA与染色体的变化曲线识别方法知识拓展:1、AaBb(两对基因独立遗传)产生配子情况
&2、如何判断不同的精子是否来自同一个精原细胞?①如果在四分体时期,不发生非姐妹染色单体的交叉互换,则一个精原细胞形成4个、2种精子细胞。②如果在四分体时期,发生了非姐妹染色单体的交叉互换,则一个精原细脆形成4个、4种精子细胞。③若两个精细胞中染色体完全相同,则它们可能来自同一个次级精母细胞。 ④若两个精细胞中染色体恰好“互补”,则它们可能来自同一个初级精母细胞分裂产生的两个次级精母细胞。 ⑤若两个精细胞中的染色体有的相同,有的互补,只能判定可能来自同一个生物不同精原细胞的减数分裂过程。 例& 基因型为AaBb(两对等位基因位于两对同源染色体上)的一个精原细胞经减数分裂形成的精细胞种类有 (&& ) A.1种&& B.2种&& C.4种&& D.8种思路点拨:一个基因型为AaBb的精原细胞减数分裂只形成2种类型的4个精子。但若一个基因型为AaBb个体产生的精子种类就应是4种。答案B 3、减数第一次分裂和有丝分裂的区别是前者同源染色体变化为四分体,后者不形成四分体。4、减数第二次分裂同有丝分裂的区别是减数第二次分裂的细胞无同源染色体,而有丝分裂有同源染色体,其染色体行为的变化二者是相同的。 5、细胞分裂与变异类型的关系
发现相似题
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85124108069907108475798288882734. 主要分子标记的原理。
1) RFLP标记 (restriction fragment length polymorphism):(基于DNA-DNA杂交的DNA标
记)DNA某一位点上的变异有可能引起该位点特异性的限制性内切酶识别位点的改变,包括原有位点的消失或出现新的酶切位点,致使酶切片段长度随之发生变化。这种变化引起的多态现象即为限制性片段长度多态性(RFLP)。
2) RAPD(random amplified polymorphic DNA)标记:(基于PCR的DNA标记:随机引
物PCR标记)随机扩增多态性DNA,用随机短引物(人工合成的10核苷酸)进行DNA的PCR扩增。所扩增的DNA区段是事先未知的,具有随机性和任意性,因此随机引物PCR标记技术可用于对任何未知基因组的研究。
3) ISSR (Inter-simple sequence repeats)标记(:基于PCR的DNA标记:随机引物PCR标记)
简单序列重复区间扩增多态性。利用基因组中常出现的SSR本身设计引物,无需预先克隆和测序。 有两种类型4),5)。
4) SSR(simple sequence repeats)标记:简单重复序列多态性标记。又称微卫星DNA多态性,
即由二核苷酸,三核苷酸或四核苷酸串联重复的拷贝数目不等而出现的多态现象。利用SSR本身设计引物,克隆DNA片段。
5) STS(sequence-tagged site)标记:序列标签位点。(基于PCR的DNA标记:特异引物
PCR标记) 染色体上位置已定的、核苷酸序列已知的、且在基因组中只有一份拷贝的DNA短片断,一般长200-500bp。STS标记是根据单拷贝的DNA片断两端的序列,设计一对特异引物,经PCR扩增基因组DNA而产生的一段长度为几百bp的特异序列。
6) AFLP(amplified fragments length polymorphism)标记:(基于PCR与限制性酶切技术结
合的DNA标记)扩增片段长度多态性。通过对基因组DNA酶切片段的选择性扩增来检测DNA酶切片段长度的多态性。AFLP揭示的DNA多态性是酶切位点和其后的选择性碱基的变异。
7) SNP(single nucleotide polymorphism)标记:(单核苷酸多态性的DNA标记)单核苷酸
多态性。不同个体基因组DNA序列同一位置上的单个核苷酸的差别。其比较的不是DNA的片段长度,而是相同序列长度里的单个碱基的差别。
交叉干扰,染色单体干扰,体细胞交换,
交叉干扰:在减数分裂中,一个交叉的发生对第二个或以后的其他交叉会有一定的影响,这种影响称为交叉干扰。
染色单体干扰:是指两条同源染色体的4条染色单体参与多线交换的机会的非随机性,它的存在可使二线双交换,三线双交换和四线双交换发生的概率不是1:2:1之比。
体细胞交换:体细胞在进行有丝分裂时,同源染色体一般不配对,但偶然也会发生一些同源染色体之间的交换,这一过程叫体细胞交换。
第六章+第七章+第八章
(缺失+重复+倒位+易位)
1. 缺失与重复杂合体在减数分裂时都能形成环状物(或称瘤状物),试比较他们的异同。 缺失与重复杂合体在减数分裂联会时会形成环状突起。二者的区别在于:
①.参照染色体的正常长度;
②.染色粒和染色节的正常分布;
③.着丝点的正常位置。
2. 如果在杂倒位的倒位圈内发生了一个单交换,那么臂内倒位与臂间倒位在细胞学行为
上有何不同?它们的花粉和胚珠的败育性如何?
1) 臂间倒位
若在倒位圈内发生一个单交换,就会产生两条具有互补性的缺失-重复染色单体、一条正常染色体和一条倒位染色体。每一个缺失-重复染色单体都带有一个着丝粒,因而其细胞
学行为是正常的。带有这些缺失-重复染色单体的配子都不能成活,所以其表现特征是部分不育性。而且不育性对花粉和胚珠都是相同的。
2) 臂内倒位
若在倒位圈内发生一个单交换,减数分裂后所产生的4条染色单体中,就会有一条正常的,一条倒位的,一条双着丝粒的,一条无着丝粒的。到了后期Ⅰ,由于纺锤丝的牵引,同源染色体着丝粒趋向两级,具双着丝粒染色体会在中间形成一个染色质桥,而无着丝粒染色体断片常常呈自由状态,落后于赤道板附近。即为一桥一断片。
臂内倒位时,具有缺失-重复单体的孢子,也不能正常发育而死亡。但是胚珠的败育率比花粉要低的多,或者说胚珠几乎不存在败育现象,这是由染色单体的纽带效应决定的。
3. 通过对一个臂内杂倒位体的细胞学观察,在300个小孢子母细胞的减数分裂后期I,发
现“单桥”细胞97个,双“桥”细胞13个。在300个后期II细胞中,有单“桥”细胞9个,试计算倒位段与基部段的遗传距离,这个杂倒位体引起的花粉不育性至少有百分之几?
1) 根据后期I的结果先算出倒位圈内的单交换:
假定无染色单体干扰, 则各种双交换自由发生,二、三和四线双交换的理论比值为1:2 :1. 由于后期I形成的双桥细胞是四线双交换的结果:13/300=4.33%。
所以二、三和四线双交换的比值分别为4.33%,8.66%,4.33%。
由于后期I形成的单桥细胞是单交换和三线双交换的结果,所以单交换=97/300-8.66%=23.67%。
所以倒位段的最小遗传距离为23.67/2=11.8。
2) 根据圈内、圈外联合双交换的次数计算圈外基部段的交换值
后期II的单桥细胞是联合三线双交换的结果:9/300=3%。联合二线与联合四线双交换的次数的比值各为3%/2=1.5%。
则圈内圈外联合双交换的总值为:1.5%+3%+1.5%=6%。
由于双交换值为两个单交换的乘积,已知圈内单交换值为23.67%。
所以圈外单交换值为:6%/23.67%=25.35%。
则基部段的遗传距离为25.35/2=12.675。
3) 花粉的不育性=1/2(单交换值+三线双交换值)+四线双交换值=0.5(23.67%+8.66%)
+4.33%=20.495%
4. 杂合臂内倒位在减数分裂过程中,由于交换而产生的染色质“桥”在以后的细胞分裂
中会发生什么样的变化?它们在大孢子发生和小孢子发生过程中表现是否相同?在胚乳及胚中表现又如何?
臂内杂倒位后期I形成的染色质桥随着着丝粒向两极移动,可能被拉断或者被新形成的细胞壁切断。如果是后一种情形,染色质可能停留在演唱状态下而被排除在二分体细胞核之外,知道第二次减数分裂。后期II形成的桥也会在末期II之前被拉断或切断。
染色质桥的断裂,无论发生在何处,他所产生的配子都是不能成活的,因为他必然缺少由断片所携带的末端段染色体部分。这时产生臂内杂倒位花粉败育的主要原因。但是,大孢子母细胞减数分裂所产生的4个大孢子是呈直线排列的,交换后所产生的缺失重复的细胞,由于桥的存在, 总是处于中间两个大孢子的位置,而胚囊是由基部大孢子发育而来,这样,缺失的大孢子就被排除在有功能的大孢子之外,造成在植物的胚珠中几乎不存在败育现象。这种现象称为染色单体的纽带效应.
在胚乳中“桥-断裂-融合-桥”循环可以正常进行,但是在胚中,循环终止,断裂染色体变成了稳定的类型。
5. 何谓染色体“桥―断裂―融合―桥”循环?它与染色单体循环有何不同?
染色单体循环:染色质桥断裂之后,断头常常是不稳定的,具有粘性末端,这种带有粘性末端的染色体在完成复制时,子染色体会在断头处重新连接起来,形成新的具有双着丝粒的染色体;在下一次细胞分裂时,还会形成染色质桥,这发生在后减数分裂过程中,新的染色质桥在后期又会发生断裂,断裂的染色体复制后还会再次融合,这样就形成了一个“桥--断裂--融合--桥”的周期性循环,由于这种循环发生在染色单体之间,故把这种循环称之为染色单体循环。
染色体循环:如果断裂染色体同时通过母本和父本传递到合子,它们彼此可以在断头处发生融合,形成双着丝粒染色体,它是两条染色体彼此连接的结果,而不是像染色单体循环那样由复制形成的。在细胞分裂后期,可能出现两个桥,也可能完全不出现桥,如果出现两个桥,断裂之后,每极有两个带有粘性末端的染色体,它们还可以再融合,形成新的双着丝粒染色体,如此循环往复,叫染色体循环。可在胚和胚乳中发生。
a) 染色单体循环是经过了染色体复制后才融合的;染色体循环则不经过复制;
b) 染色单体循环是单体间的融合,染色体循环是染色体间的融合。
6. 杂合易位产生的半不育性与杂合倒位所产生的部分不育性其机制有何不同?
杂易位产生半不育是由于染色体不同的分离方式所致。相邻式分离:产生重复、缺失染色体,4配子全部不育;交替式分离:染色体具有全部基因,4配子全部可育。交替式和相邻式分离的机会大致相等,即花粉和胚囊均有50%是败育的,结实率50%。所以杂易位所形成的育性是半不育。
杂合倒位导致部分不育是因为杂合倒位体在减数分裂的过程中,由于联会圈内发生交换的结果,会产生出正常的,倒位的和缺失-重复的染色单体,这些染色单体进入豹子时,具有正常或倒位单体的孢子发育正常。形成有生活力的花粉或胚珠,而具有缺失-重复染色单体的孢子,将因不能发育而死亡,所以发生交换的配子的育性为1/2,但是,倒位圈内交换不一定能发生,所以,杂合倒位所形成的育性是部分不育。
7. 利用B-A易位测定玉米连锁群的原理是什么?有什么优越性?如何进行测定?
B-A染色体易位是指正常的A组染色体的成员与超数染色体B之间的易位。B-A易位中的BA染色体的细胞学行为与B染色体相同,在小孢子第二次分裂时依旧不发生分离,形成一个超倍体和一个亚倍体精子,这两个精子分别于极核或卵细胞结合形成于正常的非易位染色体不同基因型的胚和胚乳,再通过其后代的表现型来判断未知基因是否位于易位段上。
该方法的优点在于迅速,在F1代中一般就可以确定,而且可以具体的确定未知基因所处的染色体臂。
具体方法:把未知隐性突变的纯合体或杂合体作为母本与一整套的B-A易位材料进行杂交。,(1)如果F1出现隐性性状,就说明该基因位于易位段的A染色体上;(2)如果基因位于着丝粒与易位断点之间,则F1不出现隐性性状,须将其中的亚倍体株(A+AB)自交,F2中的绝大部分个体都将表现隐性性状;(3)其余组合F2的显隐性分离比均是3:1。
8. 已知玉米Oh43是一个很好的自交系,但3号染色体长臂(3L)上有几个相互连锁感
大斑病基因;而K67自交系3L上有相应的抗病基因,你如何通过B-A易位的方法以K67的3L取代Oh43的3L?
首先把Oh43变成B-A易位,而后实现转移,具体步骤如下:
1) 让一个含有3L的B-A纯易位体做母本与Oh43杂交,得F1杂易位体。
2) 以F1做母本,Oh43做父本进行回交,在回交子代中选择杂易位体继续做母本重复回交4-5次最后得到一个Oh43的B-A易位系。
3) 以K67自交系作母本与具有B-A易位的Oh43杂交。选择F1中的亚倍体做母本继续与
含有B-A易位的Oh43回交,直到把K67自交系3L以外全部遗传成分取代完为止。
4) 在回交完成时,对最后得到的亚倍体进行一次自交,就得到一个染色体完全正常的Oh43自交系。因为在每一次回交中选择的都是亚倍体,只有断点以内的同源染色体才能发生交换,易位段染色体处于半合子状态,既不能和B染色体联会,也不能进行交换,故总保持其完整状态。
假显性,非对等交换(不等交换),剂量效应,位置效应,染色单体桥的纽带效应,假连锁 假显性:使载有显性基因的染色体发生缺失,让其隐性等位基因表现“假显性” 。
基因的剂量效应:细胞内某基因出现次数越多,表现型效应越显著。
基因的位置效应:基因的表现型效应因其所在的染色体不同位置而有一定程度的改变。 非对等交换:在减数分裂过程中,当染色体上有重复段或重复DNA序列存在时,同源染色体间可以发生错配对或非对称配对现象,这种现象叫非对等交换,这一交换导致同源染色体的重复和缺失。
染色单体的纽带效应:大孢子母细胞减数分裂所产生的4个大孢子是呈直线排列的,交换后所产生的缺失重复的细胞,由于桥的存在,总是处于中间两个大孢子的位置,而胚囊是由基部大孢子发育而来,这样,缺失的大孢子就被排除在有功能的大孢子之外,这种现象称为染色单体的纽带效应。
假连锁:两对染色体上原来不连锁的基因,由于靠近易位断点,易位杂合体总是以交替式分离方式产生可育的配子,因此就表现出假连锁现象。
1. 同源四倍体的等位基因在什么条件下以染色体为单位发生分离?在什么条件下以染色
单体为单位发生分离?
1) 减数分裂中不形成四价体或基因与着丝粒间不发生交换,等位基因以染色体为单位发生
分离。在双显性的条件下,AAaa可产生6种染色体组合,AA:Aa:aa=1:4:1,配子A:a=5:1。
2) 减数分裂中形成四价体,基因与着丝粒距离远,发生交换。4条染色体所产生的8条染
色单体中,任何两条都有同等机会进入一个配子,就会产生以染色单体为单位的分离行为。AAaa产生AAAAaaaa8条染色单体,可产生28个组合,AA:Aa:aa=6:16:6,配子A:a=3.7:1。
2. 什么叫双减数?发生双减数的条件有哪些?
双减数:发生交换的染色体形成四价体,而这4条同源染色体在后期I发生完全均等式的随机分离,在后期II,染色单体之间继续发生均等式的随机分离,其结果,两个姐妹染色单体就可能进入一个细胞,因而也会出现aa配子,这种染色体分离方式称为最大均等式分离或称完全均等式分离,也叫双减数。
发生双减数的四个条件:
(1)形成四价体;
(2)基因与着丝粒间发生交换;
(3)交换后的两对染色单体后期I进入同一极;
(4)两对染色单体在后期II发生随机分离。
3. 在一个同源四倍体中,假定基因a与着丝粒的遗传距离为0.5,在减数分裂中大约有
50%的细胞形成四价体,试计算发生双减数的次数(α)。
发生双减数的次数α=1/2(ae),其中a为四价体效应,等于1/3乘以四价体的出现频率;e为基因与着丝粒之间的交叉率。
a=1/3*(1/2)=1/6;e=2*0.5=1。
α=1/2(ae)=1/2*1/6*1=1/12
4. 从3个亲缘关系不同的二倍体植物着手育成一个纯育的异源六倍体新物种,使它的有}

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