分子遗传学 22.染色体畸变
医学遗传学-人类染色体畸变
4q13
4q24
倒位(inversion，inv)
臂间倒位(pericentric inversion)
4p14
4q21
倒位(inversion，inv)
倒位(inversion，inv)
简式：46，XX，inv（1）（p22p34） 详式：46，XX，inv（1）（pter→p34 : : p22p34 : : p22→qter）
易位(translocation，t)
罗伯逊易位(robertsonian translocation)
3 、 倒位(inversion,inv):一条染色体发生两处断
裂, ,断裂片段旋转180后重新接上称为倒位.
倒位
a：臂内倒位染色体图解；b：臂间倒位染色体图解
倒位(inversion，inv)
6q22
11p15
5 、 双着丝粒染色体 (dicentric chromosome, dic）
是指两条染色体同 时各发生一次断裂后，
两个含有着丝粒的染色
体的断端相互连接，即 形成一条含有两个着丝 粒的染色体。
等臂染色体(isochromosome，i)
等臂染色体(isochromosome，i)
但有时会出现异常的重接，染色
体断裂后未在原位重接，亦即断片 移动位置后与其它片段相接或丢失， 结果导致染色体的结构畸变，又称 为染色体重排chromosome
rearrangement。
染色体结构畸变类型
缺失（deletion） 末端缺失、中间缺失 重复（duplication） 倒位（inversion）
（图示两条X染色体）
第一次有丝分裂
遗传学第十章答案
第十章遗传物质的改变（ 1 ） - 染色体畸变1 什么叫染色体畸变？解答：染色体畸变是指染色体发生数目或结构上的改变。
（ 1 ）染色体结构畸变指染色体发生断裂，并以异常的组合方式重新连接。
其畸变类型有缺失、重复、倒位、易位。
（ 2 ）染色体数目畸变指以二倍体为标准所出现的成倍性增减或某一对染色体数目的改变统称为染色体畸变。
前一类变化产生多倍体，后一类称为非整倍体畸变。
2 解释下列名词：（ 1 ）缺失；（ 2 ）重复；（ 3 ）倒位；（ 4 ）易位。
解答：缺失：缺失指的是染色体丢失了某一个区段。
重复：重复是指染色体多了自己的某一区段倒位：倒位是指染色体某区段的正常直线顺序颠倒了。
易位：易位是指某染色体的一个区段移接在非同源的另一个染色体上。
3 什么叫平衡致死品系？在遗传学研究中，它有什么用处？解答：紧密连锁或中间具有倒位片段的相邻基因由于生殖细胞的同源染色体不能交换，所以可以产生非等位基因的双杂合子，这种利用倒位对交换抑制的效应，保存非等位基因的纯合隐性致死基因，该品系被称为平衡致死系。
平衡致死的个体真实遗传，并且它们的遗传行为和表型表现模拟了具有纯合基因型的个体，因此平衡致死系又称永久杂种。
平衡致死品系在遗传学研究中的用处：（ 1 ）利用所谓的交换抑制子保存致死突变品系 - 平衡致死系可以检测隐形突变（ 2 ）用于实验室中致死、半致死或不育突变体培养的保存（ 3 ）检测性别4 解释下列名词：（ 1 ）单倍体，二倍体，多倍体。
（ 2 ）单体，缺体，三体。
（ 3 ）同源多倍体，异源多倍体。
解答：（ 1 ）单倍体 (haploid) ：是指具有配子体染色体数目的个体。
二倍体 (diploid) ：细胞核内具有两个染色体组的生物为二倍体。
多倍体 (polyploid) ：细胞中有 3 个或 3 个以上染色体组的个体称为多倍体。
（ 2 ）单体 (monosomic) ：是指体细胞中某对染色体缺少一条的个体（ 2n －1 ）。
什么是染色体畸变综合征
什么是染色体畸变综合征染色体畸变综合征染色体病(chromosomal disease)或染色体畸变综合征(chromosome aberration syndrome )是一大类严重的遗传病，通常伴有发育畸形和智力低下，同时也是导致流产与不育的重要原因。
一般估计染色体畸变见于0.5%-0.7%的活产婴儿，7.5%的胎儿，自发流产儿约1/2有染色体异常。
现今已知的染色体病超过100种，已报告的染色体数目和结构异常在500种以上。
随着高分辩显带及其它细胞遗传学新技术的应用，今后还会发现更多的染色体病和异常。
一、染色体畸变综合征的概念。
染色体畸变综合征是指由于染色体异常而引起的疾病。
由于它有多种临床表现，故称为综合征。
通常如果没有染色体物质明显增多或减少。
如一些染色体重排(平衡易位、倒位)就不一定引起表型异常。
染色体的多态或异态性(polymorphism或heteromorphism)通常不伴有异常表型，故不称为染色体畸变综合征。
二、染色体异常发生的频率综合许多国家的资料，大约有15%的妊娠发生流产，而其中一半为染色体异常所致，即约为5%-8%的胚胎有染色体异常。
不过在出生前，90%以上已有自然流产或死产。
流产愈早，有染色体异常的频率愈高。
新生儿染色体异常调查结果见表2-3。
不同地区染色体异常发生的频度相关不大，波动于0.47-0.84%之间，用表2-3中的发病率对我国新生儿中染色体异常发病率作了外推估算(表2-4)。
普通成人染色体调查的资料很少。
1986-1987年，我国四川省曾进行过大规模的遗传病流行病学抽样调查，其染色体病患者的患病率如表2-5。
全屏显示表格病名患病率21-三体性 0.14其它常染色体病 0.02先天性卵巢发育不全 0.07先天性睾丸发育不全 0.07其它染色体异常 0.015总计 0.315*先天性睾丸发育不全，可能因为筛查困难而数值偏低三、常染色体异常综合证(一)三体综合征1.先天愚型先天愚型是最重要的染色体疾病。
染色体畸变率参考范围
染色体畸变率参考范围染色体畸变率是指在染色体复制和分裂过程中发生的染色体结构或数量异常的情况的频率。
正常情况下，人类体细胞应该具有46条染色体，其中包括23对。
然而，染色体畸变率是一个相对值，不同个体之间会有一定的差异。
染色体畸变可以分为两类：数量性畸变和结构性畸变。
数量性畸变是指染色体数量的异常，主要包括染色体缺失和染色体多余。
结构性畸变是指染色体结构的异常，主要包括染色体片段缺失、重复、倒位和易位等。
染色体畸变率受多种因素的影响，包括环境因素和遗传因素。
环境因素包括暴露于放射线、化学物质和病毒等致突变物质的影响。
遗传因素包括个体的遗传背景和突变修复系统的功能等。
染色体畸变率的参考范围在不同研究中可能会有所差异，但一般认为正常人群的染色体畸变率应该较低。
根据一些研究的结果，染色体畸变率在健康人群中大约为0.1%至0.5%。
这意味着在100个细胞中，可能会有0.1至0.5个细胞出现染色体数量或结构的异常。
然而，染色体畸变率在某些特定情况下可能会显著增加。
例如，某些遗传疾病患者的染色体畸变率可能较高，这与其基因突变或突变修复系统功能异常有关。
此外，某些疾病的发生和发展也与染色体畸变有关，如某些癌症和先天性畸形等。
在这些情况下，染色体畸变率的增加可能与遗传和环境因素的相互作用有关。
为了评估染色体畸变率，科学家通常会使用细胞遗传学技术，如染色体核型分析和FISH（荧光原位杂交）等。
这些技术可以观察染色体的数量和结构，以确定是否存在染色体畸变。
此外，还可以利用分子遗传学技术，如DNA测序和PCR（聚合酶链反应），来检测染色体上的具体基因突变。
染色体畸变率的评估对于了解染色体异常与疾病之间的关系具有重要意义。
通过研究染色体畸变率的变化，可以揭示疾病的致病机制和发展过程，为疾病的预防和治疗提供理论依据。
此外，染色体畸变率的评估还可以帮助进行遗传咨询和筛查，以指导个体的生殖决策。
染色体畸变率是染色体结构或数量异常的频率。
某理工大学《遗传学》考试试卷(111)
某理工大学《遗传学》课程试卷（含答案）__________学年第___学期考试类型：（闭卷）考试考试时间：90 分钟年级专业_____________学号_____________ 姓名_____________1、判断题（55分，每题5分）1. 回交将导致群体后代的基因型趋于纯合。
（）[湖南农业大学2018研]答案：正确解析：回交是子一代和两个亲本的任意一个进行杂交的方法，即从杂种一代起多次用杂种与亲本之一继续杂交。
由于一再重复与该亲本杂交，将导致群体后代的基因型趋于纯合。
2. 两种生育期长短不同的纯种大豆，杂交后在F2中不会出现超过亲本的类型。
（）答案：错误解析：两种生育期长短不同的纯种大豆，杂交后在F2中可能会出现超过亲本的类型，即超亲优势。
3. 两个单交换百分率的乘积等于理论双交换率。
（）答案：正确解析：4. 具有染色体畸变的个体一定有临床症状。
（）答案：错误解析：染色体畸变包括染色体数目和结构变异，具有染色体畸变的个体不一定都有临床症状。
5. 增强子位于基因的上游的时候可以影响基因的表达，在下游时不能。
（）答案：错误解析：增强子是DNA上一小段可与蛋白质结合的区域，与蛋白质结合之后，基因的转录作用将会加强。
增强子可能位于基因上游，也可能位于下游。
6. 红花豌豆与白花豌豆杂交，子一代染色体加倍后得到异源四倍体。
（）答案：错误解析：异源四倍体是指两个不同二倍体物种杂交产生的杂种后代，同一物种经过染色体加倍形成的多倍体，称为同源多倍体，若有四个染色体组，则称为同源四倍体。
豌豆的红花与白花是一对相对性状，红花豌豆与白花豌豆杂交，子一代染色体加倍后得到同源四倍体。
7. 转录终止子又被称为转录释放因子。
（）答案：错误解析：转录终止子是指辅助具有RNA聚合酶活性的转录复合体特异性地识别转录终止信号的蛋白质因子（如ρ因子等），其作用是导致转录终止。
转录释放因子是指识别终止密码子引起完整的肽链和核糖体从mRNA上释放的蛋白质。
染色体畸变的遗传分析
的、巨大的染色体。
5 精品课件
果蝇唾腺染色体的产生
n 果蝇幼虫(三龄)的 唾腺发育到一定阶 段，细胞不再分裂， 停留在间期，构成 一个永久间期系统。 但核内染色体却在 不断复制。
6 精品课件
果蝇唾腺染色体的特点
1.巨大而伸展 n间期细胞的染色质螺旋化程度低，处于充分伸展 状态，使染色体变得相当巨大，是其它体细胞中 期染色体长度的100～200倍，因此也称巨型染色 体，又称多线染色体。
20 精品课件
(2) 遗传学效应
缺失的遗传效应取决于缺失片段的长短 n缺失致死：缺失片段大小不同，遗传学效应不同。 大片段缺失甚至在杂合状态下也是致死的。X染 色体的缺失则是半合子致死。
21 精品课件
②假显性：如果缺失的部分包括显性基因，则 缺失对应的隐性基因得以表现。
22 精品课件
假显性现象
体上任何致死基因都可以用Cy来平衡。
2020/8/9
51
精品课件
51
例：选择星状眼的隐性致死基因(S)与其平衡: v (S/+)：星状眼，(S/S)：隐性致死 v 卷翅果蝇与待保留致死基因(S)果蝇杂交
Cy ＋ ＋S
Cy ＋
×
＋S
Cy ＋
Cy ＋
＋S
Cy ＋
＋S
＋S
死亡
保存
死亡
52 精品课件
易 位(T)
染色体结构变异的类型
Types of changes in chromosome structure
n 缺失 Deletion n 重复 Duplication n 倒位 Inversion n 易位 Translocation
染色体畸变的常见原因
染色体畸变的常见原因染色体畸变是指染色体结构或数量发生异常的现象，它可能导致生物发育异常甚至导致染色体疾病。
染色体畸变的常见原因非常多样化，可以包括环境因素、遗传因素等多个方面。
以下将从不同角度来详细介绍染色体畸变的常见原因。
首先，环境因素是导致染色体畸变的一个重要原因。
环境中的辐射、化学物质等物理因素和化学因素会直接影响到染色体的结构和数量。
例如，长期接触致癌物质、受到放射线辐射等都会增加染色体畸变的风险。
此外，生活中的一些行为习惯，比如吸烟、酗酒等也会增加染色体畸变的发生率。
其次，遗传因素也是导致染色体畸变的重要原因。
染色体畸变可以由父母在生殖细胞中的染色体发生异常引起。
在受精卵形成过程中，如果父母一方或双方的生殖细胞出现染色体数量异常或结构异常，就会导致受精卵中的染色体也出现异常。
这种情况下，受精卵将携带着染色体畸变的遗传物质，进而导致胚胎染色体异常的发生。
在正常交配的情况下，若父母中存在染色体异常，则孩子患病的几率也会有所增加。
另外，年龄因素也是导致染色体畸变的重要原因之一。
随着年龄的增长，细胞分裂的效率和准确性逐渐下降，导致染色体的异常增加。
女性在怀孕过程中，尤其是年龄偏大时，胚胎染色体畸变的风险会增加。
这是因为女性的卵子在出生时就已经形成，随着年龄的增长，卵子中染色体的异常概率也会逐渐增大。
此外，生活习惯和环境条件的改变也可能会增加染色体畸变的发生率。
比如，饮食结构的改变、生活节奏的加快、压力增加等都可能直接或间接地影响到细胞分裂的准确性，从而增加染色体畸变的风险。
总的来说，染色体畸变的发生是一个多因素、多层次影响的复杂过程。
人们需要从生活中的方方面面注重预防染色体畸变的发生，比如保持健康的生活习惯、远离不良的环境和生活条件、及时进行孕前检查等措施都可以有效降低染色体畸变的发生率。
同时，对染色体畸变的研究也有助于人们更深入地了解细胞遗传学的规律和机制，为预防和治疗染色体疾病提供更有效的手段。
医学遗传学第九章 染色体畸变 (2)课件
染色体结构畸变的产生机制
断裂及断裂片段的重接是各种染色 体结构畸变产生的基本机制
一、染色体结构畸变的核型描述方法
有简式和详（繁）式两种： ①简式：如46，XX（XY），del（1）（q21） 在简式中，对染色体结构的改变只用断裂点所在的带
来表示。 按国际命名规定，应依次写明染色体总数，性染色体
如图第1号染色体长臂的2区1带发生断裂，其远侧段（q21→qter） 丢失。这条染色体是由短臂的末端至长臂的2区1带所构成。
这种畸变的简式描述为：46，XX（XY），del（1）（q21） 详式描述为：46，XX（XY），del（1）（pter→q21:）
②中间缺失（interstitial deletion）指一条染色体的同一臂上发生了 两次断裂，两个断点之间的片段丢失，其余的两个断片重接。
染色体畸变、自发畸变和诱发畸变概念，染色体 不分离;染色体结构畸变及其产生机制。
染色体畸变 (chromosome aberration )
前言 染色体畸变发生的原因 染色体数目异常及其产生的机制 染色体结构畸形及其产生的机制
染色体畸变的分子细胞生物学效应
前言
染色体畸变（chromosome aberration）是
嵌合体
一个个体内同时存在两种或两种以上核型 的细胞系，这种个体称嵌合体（mosaic）。 如46，XX/47，XXY、 45，X/46，XX、 45，X/47，XYY、 45，XY，-21/46，XY/47，XY，+14等。
嵌合体可以是数目异常之间、结构异常之 间以及数目和结构异常之间的嵌合。
受精卵早期卵裂的有丝分裂不分离 减数分裂时发生染色体不分离
染色体丢失（chromosome lose）
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图 22-19 相互易位在减数分裂中形成了“十”字配对和四体环，不同分离的结果产生了假连锁
7 平衡易位亲本 产生配子 合子 邻近分离 7 p+
9p － 9 交互分离
正常亲本 产生配子 未发现 9p－ 7p+ 正常
7p 9p－
+
部分单体
部分三体，弱智
正常人
平衡易位，携带者
图 22-20 单向平衡易位的个体和正常人结婚，可能生育四种不同的后代
(引自 Griffiths
花椰菜(2n=18)
(B.oleracea)
n=9 阿比西尼亚芥菜(2n=34) (B.carinata) n=8 黑芥菜(2n=16) (B.nigra) n=9 芜菁(2n=38) (B.napus) n=10
n=8
卷叶甘蓝(2n=36) (B.juncea)
n=10
1 1 2
2 3 3 4
4 纽结 1
1
2 3
4 断裂重接
2 3 1 4 2 3 4 2 1 2 4
4
3 4 2
3 图 22-2 染色体纽结产生倒位
3
(二)倒位遗传效应 1.产生倒位环，抑制倒位区内的重组，形 成假连锁 2.引起基因重排 (三)倒位的应用 1.ClB 技术 2.保存带有致死基因的品系——平衡致死 品系（balanced lethal system） 蛎壳翅（beaded ,Bd）
15
20
25
30 35 母亲的年龄
40
45
50
图 22- Down’ s 综合征患儿的母亲的年龄频率分布和 正常人群年龄频率分布的比较
T.turgidum AABB (2n=28)
7Ⅱ+7Ⅰ 14Ⅱ+7Ⅰ
AA
T.monococcum (2n=14)
7Ⅱ+7Ⅰ 7Ⅱ+7Ⅰ 14Ⅰ AABBDD 7Ⅱ+7Ⅰ T.searsii (2n=14) BB 14Ⅰ T.aestivum (2n=42) 14Ⅰ 7Ⅱ+7Ⅰ DD T.taus (2n=14)
(a) 1 2 3 4 5 1 (b) 1 2 a b
1 3
2
4 5 2
3
4 5
3 c d
4
1 a b
2 c
4 3 d
图 22-17 移位(a)染色体内移位；(b)染色体间移位。
＋
＋
图 22- 罗伯逊易位
(二) 易位的产生
1.断裂非重建性愈合 2. 转座因子的作用 (三) 遗传效应 1.位置效应 花斑位置效应 导致癌基因（oncogene）的活化 假连锁现象 导致人类家族性染色体异常
培养成单粒小麦 AA
一种野生二倍体小麦 (T.monococcum) AA
×
一种野生二倍体小麦 可能 ( T.searsii ) BB
AB (×2) 一种野生四倍体小麦 (T.turgidum) AA BB
一种野生二倍体小麦 DD
×
经一万年栽培成二粒小麦 AA BB
ABD (×2 约 8 千年前) 六倍体小麦 (T.aestivum) AA BB DD 图 22-33 现在的六培体小麦可能的演化途径 A.J.F.et al《An Introduction to Genetic Analysis》5th Ed. 1993, Fig.9.12.)
果蝇眼色的 花斑效应
三 . 倒位 (一) 倒位的类型 臂内倒位（pracentric inversion） 臂间倒位（pericentric inversion） (二) 倒位的产生 (1) 染色体纽结、断裂和重接 (2) 转座因子可引起染色体倒位 (3) 自发倒位: 沙门氏细菌的相转变 Mu噬菌体的G片段的倒位
表 22-2 母亲年龄和 21-三体发生 率的关系 母亲的年龄 21-三体发生率 <29 30-34 35-39 40-44 45-49 1/3000 1/600 1/280 1/70 1/40
母亲年龄的频率分布（％） 40 正常群体 30 20 10 0 10 Down’ s 综合征 患儿的母亲
C
l
B ×
? C l B 棒眼
+ + + ? + + + 非棒眼 × ? C l B 死亡 + + + 野生型
C l B
+ + + + + + 棒眼 非棒眼 可供下次检测用 图 22-14
C l B
死亡
? 可显现隐性突变 和致死突变
用果蝇进行检测隐性突变和致死突变的 ClB 技术
Bd + × + Bd + Bd + 死亡 Bd l +
第二十二章 染色体畸变
畸变（chromosome aberrations） 第一节 断裂愈合和交换学说（breakagereunion hypothesis） 重建（restitution） （1）缺失（deletion或deficiency） （2）重复 (duplication) （3）倒位（inversion） （4）易位（translocation）
a A 易位 a A 减数分裂 A
b B b B “十” 字配对 b
a
B
交互分离 邻近分离 a b
A
BaaFra bibliotekAb A
A B
b a
B 产生的配子是正常的和平衡 易位的，可存活 。a,b 或 A，B 同在一个配子中。
b
B
产生的配子都有缺失和重复，是不可育的。这些重组的类型 A-b a-B,a-A,b-B 都是不能存活的。
结构杂合体（structral heterozygote） 结构纯合体(structral homozygote)。 染色体结构变异能导致4种遗传效应： (1) 染色体重排（chromosomal rearrangements） （2）核型的改变 （3）形成新的连锁群 （4）减少或增加染色体上的遗传物质
图 22-38 小麦属(Tyiticum)中，几种野生小麦和普通小麦的染色体组分析
2 个二价体
1 个四价体
单价体 + 三价体 图 22-34 同源多倍体减数分裂时 4 条同源染色体可能的配对形式及分离
伞花山羊(A.umbellulata) CC
×
二粒小麦(T.dicoccoides) AABB
不育杂种 ABC 染色体加倍 普通小麦 (T.aestivum) AABBDD 异源多倍体 AABBCC
第二节 染色体结构的改变 缺失（deletion） 1.末端缺失（terminal deletion） 双着称点染色体 环状染色体（ring chromosome） 断裂融合桥（Breakage fusion bridge） 2. 中间缺失（interstitial deletion）
顺接重复 反接重复 异臂重复 移位重复
a b
图 22- 重复的类型
(二)重复的产生 1.断裂-融合桥 的形成： 2. 染 色 体 纽 结 ： 3.不等交换： 4.非同源性重 组 5.易位的产物 6.转座效应
1 1
2 2
3 3
4 4
1 1
2 2
3
3 4
4
.位置效应（position effect） 稳定位置效应（stable position effect）， S型位置效应 花斑位置效应（variegated position effect） V型位置效应
罗伯逊易位亲本 产生配子 合子 Ⅰ 正常亲本 产生配子 Ⅱ
罗伯逊易位 减数分裂 Ⅲ
正常配子 21-三体 21-单体 14-三体 14-单体
表型正常的 携带者
正常个体
图 22-2 人类 21，14 染色体罗伯逊易位的个体其减数分裂有三种分离的方式，当和正常人婚配可能 产生 21-三体，21-单体，14 –三体，14 –单体，携带者和正常人，形成了家族性染色体异常。
烟草2倍 体，4倍 体和8倍 体叶片表 皮细胞的 比较
2倍体和4倍体葡萄的比较
二． 非整倍体 二倍体又可称为 双体（disomy） （2n） 缺体（nullisomy) 2n-2，又称为零体 单体（monosomy）2n-1, ） 三体（trisomy），2n+1） （1）21-三体即Down氏综合征; （2）18-三体，即Edward综合征; （3）13-三体，即Patau综合征; 双三体（double trisomy）,2n+1+1
×
杂种
普通小麦 回交
AA BB C D
配子 某些配子：A B D +几条 C 染色体
AA BB DD
配子 ABD
×
选择：
AA BB DD + 抗性染色体 诱变 经照射后的花粉
小麦
AA BB DD
×
选育成抗性 AA BB DD 染色体上含抗性基 图 22-37 E.R.Sears 培育具有抗锈病小麦的技术路线
中国甘蓝(2n=20) B.campestris
图 22-32 芸苔属植物中由三个亲本种相互杂交，经染色体加倍形成了不同的四倍体新种 (仿 Griffiths A.J.F.et al《An Introduction to Genetic Analysis》5th Ed. 1993, Fig.9.1.)
第三节 染色体畸变的鉴别
一. 多线染色体（ploytene chromosome)的观察 二. 染色体带型的比较 三. 用微铺展法制备联会复合体
用微铺展法制备联会复合体
第四节 染色体数目的改变
一. 整倍体（enpeoid） 一倍体(monoploid number(x)) 单倍体(haploid) 二倍体（diploid） 三倍体（triploid） 四倍体（tetraploie） 多倍体（ployploid) 同源多倍体（autopolyploids） 异源多倍体（allopolyploids）