高三生物基因的连锁和互换规律

1、.1 1、只考虑一对相对性状的遗传，符合基因的分离规律；、只考虑一对相对性状的遗传，符合基因的分离规律； 2、若考虑二对相对性状的遗传，不符合基因的自由、若考虑二对相对性状的遗传，不符合基因的自由 组合规律；组合规律； 即子二代的性状分离比不符合即子二代的性状分离比不符合9：3：3：1。 说明每一对等位基因都位于一对同源染色体上。说明每一对等位基因都位于一对同源染色体上。 2020世纪初，英国学者贝特森和庞尼特（世纪初，英国学者贝特森和庞尼特（W. Bateson and Punnett）在研究香豌豆两对性状）在研究香豌豆两对性状 遗传时发现了不符合孟德尔自由组合定律的现象。遗传时发现了不符合

2、孟德尔自由组合定律的现象。 这使他们感到非常困惑这使他们感到非常困惑,甚至对孟德尔甚至对孟德尔 的遗传规律产生怀疑的遗传规律产生怀疑 q果蝇的灰身（果蝇的灰身（B B）对黑身）对黑身(b)(b)是显性，让纯种的是显性，让纯种的 灰身果蝇和黑身果蝇进行杂交，再对所得到的灰身果蝇和黑身果蝇进行杂交，再对所得到的F F1 1 进行测交，问子代的表现型之比为多少？进行测交，问子代的表现型之比为多少？ P BB X bb Bb x bb Bb bb 灰身 黑身 1 ：1 X X q果蝇的长翅（果蝇的长翅（V V）对残翅）对残翅(v)(v)是显性，让纯种的是显性，让纯种的 长翅果蝇和残翅果蝇进行杂交，再对

3、所得到的长翅果蝇和残翅果蝇进行杂交，再对所得到的 F F1 1进行测交，问子代的表现型之比为多少？进行测交，问子代的表现型之比为多少？ P VV X vv Vv x vv Vv vv 长翅长翅 残翅残翅 1 ：1 X X P P X F1F1X 测交测交 后代后代 1 1：1 1 美国的遗传学家摩尔根和他的同事用果蝇做实验美国的遗传学家摩尔根和他的同事用果蝇做实验 材料材料,进行了大量的遗传学研究进行了大量的遗传学研究,终于解开了人终于解开了人 们心中的疑团们心中的疑团,这不仅证实了孟德尔的遗传规律这不仅证实了孟德尔的遗传规律 的正确性的正确性,并且丰富发展了关于两对并且丰富发展了关于两对(或

4、两对以或两对以 上上)基因的遗传理论基因的遗传理论,提出了遗传的第三个规律提出了遗传的第三个规律- -基因的连锁交换定律。基因的连锁交换定律。 Morgan, Thomas Hunt (1866-1945) 摩尔根，美国人，在胚胎学、细胞摩尔根，美国人，在胚胎学、细胞 学及进化的研究上作出了卓越的贡献。学及进化的研究上作出了卓越的贡献。 曾获曾获1933年度医学和生理学诺贝尔奖。年度医学和生理学诺贝尔奖。 从从1909年起，摩尔根以果蝇为材料进年起，摩尔根以果蝇为材料进 行实验遗传学实验，从中总结出行实验遗传学实验，从中总结出“伴性伴性 遗传遗传”规律。他还和他的学生一起发现规律。他还和他的学

5、生一起发现 了了“连锁和互换连锁和互换”定律。定律。 实验材料实验材料果蝇果蝇 优点：优点： 1、分布广、分布广 2、容易获得，易培养、容易获得，易培养 3、繁殖快、繁殖快 （25下，下，9天可完成一个世代）天可完成一个世代） 4、相对性状明显，易于区分、相对性状明显，易于区分 5、染色体少（只有、染色体少（只有4对）对） 6、唾液腺细胞中有巨大染色体、唾液腺细胞中有巨大染色体 一、基因的连锁和交换现象一、基因的连锁和交换现象 P 灰身长翅灰身长翅 黑身残翅黑身残翅 (BBVV) (bbvv) F1测交测交 灰身长翅灰身长翅 (BbVv) 灰身长翅灰身长翅 黑身残翅黑身残翅 (BbVv) 50

6、% (bbvv)50% 雄雄雌雌 测交测交 后代后代 雄果蝇的连锁遗传雄果蝇的连锁遗传 黑身残翅黑身残翅 (bbvv) 基因的连锁和交换现象基因的连锁和交换现象 雌果蝇的连锁和交换遗传雌果蝇的连锁和交换遗传 P 灰身长翅灰身长翅 黑身残翅黑身残翅 (BBVV) (bbvv) 灰身长翅灰身长翅 (BbVv) 雌雌 F1测交测交 黑身残翅黑身残翅 (bbvv) 雄雄 测交测交 后代后代 灰身长翅灰身长翅 黑身残翅黑身残翅 灰身残翅灰身残翅 黑身长翅黑身长翅 BbVv)(42% (bbvv)42% (Bbvv) 8% (bbVv) 8% 亲本型亲本型重组型重组型 二、基因连锁和交换定律及其实质二、基

7、因连锁和交换定律及其实质 摩尔根的解释摩尔根的解释 1、基因位于染色体上、基因位于染色体上 2、生物的染色体数目有限，基因数目却很多。、生物的染色体数目有限，基因数目却很多。 每条染色体上必然有许多基因，基因在染色体上呈线性排列。每条染色体上必然有许多基因，基因在染色体上呈线性排列。 在减数分裂形成配子的过在减数分裂形成配子的过 程中，位于同一条染色体程中，位于同一条染色体 上的基因行为如何？上的基因行为如何？ 果蝇的染色体只果蝇的染色体只 有有4 4对，已知的基对，已知的基 因却在因却在500500对以上，对以上， 因此每个染色体因此每个染色体 上必然带有许多上必然带有许多 基因。基因。 二

8、、基因连锁和交换定律及其实质二、基因连锁和交换定律及其实质 位于同一条染色体上的基因其基因型的表示方法位于同一条染色体上的基因其基因型的表示方法 v灰身长翅果蝇的灰身基因和长翅基因位灰身长翅果蝇的灰身基因和长翅基因位 于于同一染色体同一染色体上，以上，以 表示。表示。 v黑身残翅果蝇的黑身基因和残翅基因位黑身残翅果蝇的黑身基因和残翅基因位 于于同一染色体同一染色体上，以上，以 表示。表示。 B V b v v经过杂交，经过杂交，F1是灰身长翅，其基因型是是灰身长翅，其基因型是 BbVv( )。 B V b v v形成配子时，位于形成配子时，位于同一染色体同一染色体上的不上的不 同基因（同基因（

9、B和和V、b和和v）不分离不分离，而是连在，而是连在 一起随着生殖细胞传递下去，一起随着生殖细胞传递下去，这种现象称这种现象称 为为基因连锁基因连锁。 。 果蝇的连锁遗传图解果蝇的连锁遗传图解 果蝇的连锁和互换遗传图解果蝇的连锁和互换遗传图解 1、连锁与完全连锁、连锁与完全连锁 2、互换与不完全连锁、互换与不完全连锁 在生物中，除在生物中，除雄果蝇雄果蝇和和雌家蚕雌家蚕是完全连锁外，其他生是完全连锁外，其他生 物同源染色体上的连锁基因，在配子形成过程中都会发生物同源染色体上的连锁基因，在配子形成过程中都会发生 不同程度不同程度的交换。的交换。 .22 .23 C sh c Sh c sh c

10、sh C sh 亲型配子 C Sh 重组型配子 c sh 重组型配子 c Sh 亲型配子 交换：重组配子产生 .24 完全连锁完全连锁 位于同一对同源染色体位于同一对同源染色体上的上的两对（或两对两对（或两对 以上）等位基因以上）等位基因，在向下一代传递时，同一条染，在向下一代传递时，同一条染 色体上的不同基因色体上的不同基因连在一起不相分离连在一起不相分离的现象。的现象。 雄雄 B V b v B V b v 灰身长翅灰身长翅 (BbVv) (BbVv) .25 杂种杂种F1测交后代与自由组合相比，亲组合测交后代与自由组合相比，亲组合重组合。重组合。 这种因连锁基因互换而产生的基因重组，是形

11、成生物这种因连锁基因互换而产生的基因重组，是形成生物 新类型的原因之一。新类型的原因之一。 AaBb个体进行杂交实验，依据实验结果回答问题：个体进行杂交实验，依据实验结果回答问题： （）若测交后代只有两种表现型，则（）若测交后代只有两种表现型，则AaBb在染色体上的位置可以表示为在染色体上的位置可以表示为 或或 为为遗传方式遗传方式 （）若测交后代有四种类型，且双显性状和双隐性状个体特别多，则（）若测交后代有四种类型，且双显性状和双隐性状个体特别多，则AaBb 可表示为为可表示为为遗传方式遗传方式 （）若测交后代有四种类型，且双显性状和双隐性状特别少，则（）若测交后代有四种类型，且双显性状和双

12、隐性状特别少，则AaBb可表示可表示 为为为为遗传方式遗传方式 （）若测交后代有种比值相等的类型，则（）若测交后代有种比值相等的类型，则AaBb可表示为可表示为 （）若（）若AaBb自交，后代只有两种类型且为：，则自交，后代只有两种类型且为：，则AaBb可表示为可表示为 ；若；若AaBb自交后代有自交后代有1:2:1的种类型，则的种类型，则AaBb可表示为可表示为 A a B b A B a b A B a b A b a B A b a B A B a b A b a B 完全连锁完全连锁 不完全连锁不完全连锁 不完全连锁不完全连锁 .27 基因的连锁和互换规律的实质 P7778 具有连锁关

13、系的两个基因，其具有连锁关系的两个基因，其 连锁关系是可以改变的。在减数分连锁关系是可以改变的。在减数分 裂时，裂时，同源染色体间的非姐妹单体同源染色体间的非姐妹单体 之间可能发生交换之间可能发生交换，就会使位于交，就会使位于交 换区段的换区段的等位基因发生互换等位基因发生互换，这种，这种 因连锁基因互换而产生的基因重组，因连锁基因互换而产生的基因重组， 是形成生物新类型的原因之一。是形成生物新类型的原因之一。 3、交换值（重组率）、交换值（重组率） A、一种生物，每一对连锁基因间的交换频率基本固定、一种生物，每一对连锁基因间的交换频率基本固定 表示两个连锁基因间的交换频率表示两个连锁基因间的

14、交换频率 AB B、不同的连锁基因间有着不同的交换值，其大小与其、不同的连锁基因间有着不同的交换值，其大小与其 间距离有关。间距离有关。 C 交换比率的测定交换比率的测定 （一）交换值（一）交换值（交换频率交换频率或重组率）的概念或重组率）的概念 交换发生在减数分裂过程中，无法直接测定，只交换发生在减数分裂过程中，无法直接测定，只 有通过基因之间的重组来估计交换发生的频率。有通过基因之间的重组来估计交换发生的频率。 交换值交换值是指重组型配子数占总配子数的百分率。重组是指重组型配子数占总配子数的百分率。重组 型配子数难以测定，常用重组型个体数在测交后代全型配子数难以测定，常用重组型个体数在测交

15、后代全 部个体中所占的百分率来计算。部个体中所占的百分率来计算。 No Image 基因交换值基因交换值(重组率重组率)：指重组合的配子数指重组合的配子数 占总配子数的百分率。其数值的大小与基因间占总配子数的百分率。其数值的大小与基因间 距离成距离成 。（根据重组率大小可以进行基。（根据重组率大小可以进行基 因定位。）因定位。） 正比正比 测交后代中的重组型数测交后代中的重组型数 测交后代总数测交后代总数 交换值（交换值（%) =100% 注意：只有测交后代才能注意：只有测交后代才能 使用这个公式。使用这个公式。 q公式公式1 q公式公式2 完全连锁完全连锁 重组型配子重组型配子=0，故重组率

16、为，故重组率为0 不完全连锁不完全连锁 亲本型配子多，重组型配子少亲本型配子多，重组型配子少 0 = 重组率重组率 50% q 两基因之间的交换值是相对稳定的。两基因之间的交换值是相对稳定的。 q交换值的大小反映了两基因之间的连锁强度。交换值的大小反映了两基因之间的连锁强度。 亲代发生交换亲代发生交换(单交换单交换)的性原细胞的百分数等于的性原细胞的百分数等于 基因交换值基因交换值(重组率重组率)的的 倍？倍？。 （若（若10个精原细胞中有个精原细胞中有2个发生交换，则总配子个发生交换，则总配子 数？重组型配子有数？重组型配子有？个？个？交换值？）？交换值？） 亲代发生交换亲代发生交换(单交换

17、单交换)的性原细胞的百分数的性原细胞的百分数 等于基因交换值等于基因交换值(重组率重组率)的的 。（若。（若1个个 性原细胞发生交换性原细胞发生交换(单交换单交换)，只产生，只产生12重组重组 型配子，另有型配子，另有12配子仍是亲本型的。）配子仍是亲本型的。） 2倍倍 160 160 20 20 20 20 180 180 20 20 精原细胞的交换值为精原细胞的交换值为20% 交换值为交换值为10% 一种交换配子为一种交换配子为5% q公式公式3 3 q交换值交换值X2=X2=发生基因互换的（初级）性母细胞发生基因互换的（初级）性母细胞 的比值的比值(%)(%) q两基因距离两基因距离远远

18、，连锁强度，连锁强度小小，交换值，交换值大大（交换（交换 发生的可能性大）；发生的可能性大）； q两基因距离近，连锁强度两基因距离近，连锁强度大大，交换值，交换值小小（交换（交换 发生的可能性小）。发生的可能性小）。 q那么，我们现在可以把交换值看作为基因在染那么，我们现在可以把交换值看作为基因在染 色体上的相对距离，也称遗传图距色体上的相对距离，也称遗传图距 交换值的大小与染色体上两个连锁基因间距交换值的大小与染色体上两个连锁基因间距 离的远近有关。离的远近有关。 q交换值的大小与染色体上两个连锁基因交换值的大小与染色体上两个连锁基因 间距离的远近有关。间距离的远近有关。 q染色体上两个连锁

19、基因相距越远，形成染色体上两个连锁基因相距越远，形成 重组配子的百分比就越大，或者说交换重组配子的百分比就越大，或者说交换 值越大；相反，染色体上两个连锁基因值越大；相反，染色体上两个连锁基因 靠得越近，形成重组配子的百分比就越靠得越近，形成重组配子的百分比就越 小，也就是交换值越小。小，也就是交换值越小。 基因连锁和互换规律基因连锁和互换规律 在实践上的应用在实践上的应用 如果不利的性状和有利的性状连锁在如果不利的性状和有利的性状连锁在 一起，那就要采取措施，打破基因连锁，一起，那就要采取措施，打破基因连锁， 进行基因互换，让人们所要求的基因连进行基因互换，让人们所要求的基因连 锁在一起，培

20、育出优良品种来。锁在一起，培育出优良品种来。 具有连锁关系的两个基因，其具有连锁关系的两个基因，其 连锁关系是可以改变的。在减数分连锁关系是可以改变的。在减数分 裂时，裂时，同源染色体间的非姐妹单体同源染色体间的非姐妹单体 之间可能发生交换，之间可能发生交换，就会使位于交就会使位于交 换区段的换区段的等位基因发生互换等位基因发生互换，这种，这种 因连锁基因互换而产生的基因重组，因连锁基因互换而产生的基因重组， 是形成生物新类型的原因之一。是形成生物新类型的原因之一。 q确立了遗传的染色体理论基础。确立了遗传的染色体理论基础。 q对育种工作也有重要的指导意义。对育种工作也有重要的指导意义。 q例

21、：大麦中的一种矮生性状与抗条锈病性状有例：大麦中的一种矮生性状与抗条锈病性状有 较强的连锁关系。已知矮生基因较强的连锁关系。已知矮生基因brbr与抗条锈病与抗条锈病 基因基因T T间的交换值为间的交换值为1212。用矮生、抗条锈病。用矮生、抗条锈病 (brbrTT)(brbrTT)亲本与株高正常的患病亲本与株高正常的患病(BrBrtt)(BrBrtt)亲本亲本 杂交，那末杂交，那末F F2 2中出现株高正常、抗条锈病纯合中出现株高正常、抗条锈病纯合 体的百分率，理论上应是多少体的百分率，理论上应是多少? ?如果要使如果要使F2F2中出中出 现现1010株纯合的株高正常、抗条锈病的植株，株纯合的

22、株高正常、抗条锈病的植株，F2F2 群体至少应该种多少株群体至少应该种多少株? ? 基因的自由组合规律和基因的连锁互换基因的自由组合规律和基因的连锁互换 规律是规律是建立在基因的分离规律的基础上建立在基因的分离规律的基础上的，的， 生物形成配子时，在减数第一次分裂的过程生物形成配子时，在减数第一次分裂的过程 中，同源染色体上的等位基因都要彼此分离。中，同源染色体上的等位基因都要彼此分离。 在分离之前，可能发生部分染色体的交叉互在分离之前，可能发生部分染色体的交叉互 换。换。在同源染色体分离的基础上，在同源染色体分离的基础上，非同源染非同源染 色体上的非等位基因又进行自由组合，色体上的非等位基因

23、又进行自由组合，从而从而 形成各种组合的配子。可见三大规律在配子形成各种组合的配子。可见三大规律在配子 形成过程中形成过程中相互联系、同时进行、同时作用。相互联系、同时进行、同时作用。 名称 类别 基因的分 离规律 基因的自由 组合规律 基因的连锁互换规律 亲代相对性状 的对数 区 别 F1基因在染 色体上的 位置 F1形成配子 的种类和 比例 测交后代 比例 一对相对一对相对 性状性状 两对相对两对相对 性状性状 两对相对性状两对相对性状 D d Y y R r B b V v 2种：种： D：d=1：1 4种：种： YR:yr:Yr:yR =1：1：1：1 2种种: BV:bv=1: 1

24、4种：种： BV:bv:Bv:bV=多：多： 多：少：少多：少：少 显：隐显：隐 =1：1 双显：双隐：显双显：双隐：显 隐：隐显隐：隐显=1：1： 1：1 双显：双双显：双 隐隐=1：1 双显：双隐：显双显：双隐：显 隐：隐显隐：隐显=多：多：多：多： 少：少少：少 q1、写出、写出AB/ab产生配子的类型和比例产生配子的类型和比例 q写出各配子的比例范围大致为多少写出各配子的比例范围大致为多少 q2、写出、写出AB/abC/c产生配子的类型和比例产生配子的类型和比例 1.1.在在100100个初级精母细胞的减数分裂中，有个初级精母细胞的减数分裂中，有5050个细个细 胞的染色体发生了一次交换，在所形成的配子中，胞的染色体发生了一次交换，在所形成的配子中， 互换型的配子有互换型的配子有_个，百分率占个，百分率占_%_%。 2.2.基因型为基因型为AB/abAB/ab的个体，在形成配子过程中，的个体，在形成配子过程中， 有有20%20%的初级精母细胞发生了互换。若此个体产生的初级精母细胞发生了互换。若此个体产生 了了1000010000个精子，则从理论上讲可形成个精子，则从理论上讲可形成aBaB的精子的精子 _个。个。 q基因型AaBb的植株，自交后代