染色体与生物进化.pptVIP

第30页，共42页，星期日，2025年，2月5日第1页，共42页，星期日，2025年，2月5日第2页，共42页，星期日，2025年，2月5日（一）染色体数目的进化（二）染色体结构的进化（三）染色体功能的进化一、染色体的进化第3页，共42页，星期日，2025年，2月5日1、总趋势：染色体数目的增加或减少2、途径①基本染色体组的增加1）增加（一）染色体数目的进化AABBDD普通小麦异源六倍体（2n=6x=42）同种染色体复制而细胞不分裂，形成同源多倍体；具有不同染色体组物种的杂种加倍形成异源多倍体。第4页，共42页，星期日，2025年，2月5日一粒小麦（AA）斯卑尔脱山羊草（BB）方穗山羊草（DD）×AB×ABDAABB（硬粒小麦）2n=4x=28AABBDD普通小麦异源六倍体（2n=6x=42）第5页，共42页，星期日，2025年，2月5日②个别染色体的增加2n+12n+2……普通小麦AABBDD二粒小麦AABB×AABBD第6页，共42页，星期日，2025年，2月5日（2）减少果蝇最古老的物种2n=12→2n=6第7页，共42页，星期日，2025年，2月5日1、染色体结构改变的类型缺失、重复、倒位、易位2、染色体结构变异的原因外界因子：射线、化学试剂、温度剧变内在因素：代谢失调、衰老及种间杂交等（二）染色体结构的进化第8页，共42页，星期日，2025年，2月5日3、染色体结构变异的遗传学效应（1）影响到基因的排列顺序和相互关系，导致一级结构的改变，产生新的三维结构，影响到基因的表达。（2）形成新种(2个果蝇物种melanogaster和Simulans，二者形态相似，自然状况下可以杂交，但后代不育，二者染色体结构有区别：有1个大的倒位，5个短的倒位和14个小节的差异）。第9页，共42页，星期日，2025年，2月5日通过比较马、猫、狗、猪、牛、大鼠、小鼠、和人类的基因组，科学家得到了对哺乳动物染色体进化的一些深刻了解。这项工作也许能带来对肿瘤如何可能与染色体断裂有关的更好地了解，染色体断裂导致染色体进化。作者报告说，自6500万年前以恐龙灭绝结束的晚白垩世以来，哺乳动物染色体断裂和染色体进化的速度增加了。在染色体的断裂点能发生很大的进化活动。比如在断裂点，来自另一个染色体或同一染色体的其它部位的DNA能被插入断裂的染色体重新安排该处的DNA。染色体断裂点在进化中趋向于被重新使用，染色体的着丝粒通常与断裂点重新使用有关。作者确定出40个灵长类特异的断裂点，这些断裂点发生在8500万年前锯齿类和灵长类分离之后。WilliamMurphy和同事用基因组序列以及来自5个哺乳动物目的8个物种的高密度比较图来推断影响染色体动态的进化过程。第10页，共42页，星期日，2025年，2月5日主要体现在性染色体与常染色体的分化1901年美国细胞学家麦克朗（C.E.McClung）在直翅目昆虫中首先发现并确定了性染色体.人类中，X染色体和Y染色体虽然相差很大，有各自的分化区，但它们在各自的长臂末端仍有一段配对区。这在一定程度上说明了它们最初有可能是完全配对的。进一步的研究表明，性染色体是逐渐从一对原始的同源染色体分化而来。（三）染色体功能的进化第11页，共42页，星期日，2025年，2月5日美日两国科学家近日在棘鱼（sticklebackfish）身上的实验首次显示，新的性染色体的进化驱动了脊椎动物新种的形成。相关研究成果9月27日在线发表于《自然》杂志。直至目前，多数证据显示新物种的产生是因适应环境而致。但日本东北大学进化生物学家JunKitano领导研究小组发现，日本海棘鱼拥有着与其祖先不同的性染色体，其祖先的Y染色体与一个常染色体融合，创造出了一个新的性染色体。?研究小组还观察到，雄性日本海棘鱼比其祖先表现出更多的攻击性交配行为，使得进化自祖先群体的雌性避免与它们交配。而且在实验室测试中，这两种群体交配产生的后代是不育的。第12页，共42页，星期日，2025年，2月5日?研究小组发现，造成雄性日本海棘鱼攻击性交配行为的基因位于这一新的Y染色体上。这种交配行为阻止了两种群体进行交配，使得日本海棘鱼成为了一个新种。瑞士联邦水生科技研究所鱼类生态学家和进化学家OleSeehausen表示，这一研究是“非凡的”，“这是首次研究显示，脊椎动物性染色体进化与新种进化之间存在直接联系”。?Nature461,1079-1083第13页，共42页，星期日，2025年，2月