普通遗传学(第四章)

1、第四章连锁与交换A.连锁现象发现与误解连锁现象发现与误解B.完全连锁和不完全连锁完全连锁和不完全连锁C.交换及其间接细胞学证据交换及其间接细胞学证据D.连锁群与染色体连锁群与染色体A.A.连锁现象发现与误解连锁现象发现与误解实验一、实验一、BatesonBateson和和PunnettPunnett香碗豆花色和花粉形状的遗传香碗豆花色和花粉形状的遗传P P 紫花、长花粉粒紫花、长花粉粒 红花、圆花粉粒红花、圆花粉粒 PPLL ppllPPLL ppllF F1 1 紫花、长花粉粒紫花、长花粉粒 PpLlPpLl F F2 2 紫、长紫、长 ：紫、圆：紫、圆 : : 红、长红、长 ：红、圆：红、

2、圆 （总数）（总数） 4831 390 393 1338 (69524831 390 393 1338 (6952） P_L_ P_ll ppL_ ppllP_L_ P_ll ppL_ ppll预计：预计： 3910.5 1303.5 1303.5 434.5 (6952)3910.5 1303.5 1303.5 434.5 (6952) 9 : 3 : 3 : 1 9 : 3 : 3 : 1实验二、实验二、改变杂交模式改变杂交模式是否配子形成同亲本有关是否配子形成同亲本有关P P 紫花、圆花粉粒紫花、圆花粉粒 红花、长花粉粒红花、长花粉粒 PPll PPll ppLL ppLLF F1 1

3、紫花、长花粉粒紫花、长花粉粒 PpLlPpLl F F2 2 紫、长紫、长 ：紫、圆：紫、圆: : 红、长红、长 ：红、圆：红、圆 （总数）（总数） 226 95 97 1 226 95 97 1 （419419） P_L_ P_ll ppL_ ppllP_L_ P_ll ppL_ ppll预计：预计： 235.8 78.5 78.5 26.2 (419)235.8 78.5 78.5 26.2 (419) 9 : 3 : 3 : 1 9 : 3 : 3 : 1MendelMendel双因子遗传的例外双因子遗传的例外“相引相引”和和“相斥相斥”现象现象结果分析：结果分析：花色花色(P-p(P-

4、p）：紫色对红色是显性，分离比）：紫色对红色是显性，分离比3:13:1遗遗传传递符合传传递符合MendelMendel分离规律分离规律花粉形态花粉形态(L-l)(L-l)：长对园显性，分离比：长对园显性，分离比3:13:1遗传传遗传传递符合递符合MendelMendel分离规律分离规律配子、植株生活力等正常，满足配子、植株生活力等正常，满足MendelMendel遗传要求遗传要求花色与花粉形态花色与花粉形态(P-L)(P-L)：不符合自由组合规律？不符合自由组合规律？ppllppll个体在第一组杂交中严重偏多，在第二组严个体在第一组杂交中严重偏多，在第二组严重偏少？重偏少？是不是是不是F1F1

5、产生配子有问题？为什么没有测交？产生配子有问题？为什么没有测交？1、测交是检查配子、测交是检查配子类型的类型的2、测交、测交(1)PL和和pl配子类型为主，测配子类型为主，测交交(2)Pl和和pL配子类配子类型为主型为主3、测交、测交(1)F1的的PL和和pl基因分别来自基因分别来自同一个母本和父本，同一个母本和父本，测交测交(2)F1的的Pl和和pL基因分别来源于同基因分别来源于同一个母本和父本一个母本和父本4、PL（pl）倾向于）倾向于一起进入同一配子、一起进入同一配子、Pl（pL）倾向于进）倾向于进入同一配子入同一配子5 5、为什么？、为什么？测交测交(2) (2) F F1 1 来源于

6、实验来源于实验二二紫花、长花粉粒紫花、长花粉粒 红花、圆花粉粒红花、圆花粉粒 PpLlPpLl ppll ppllF F2 2 紫、长紫、长 ：紫、圆：紫、圆: : 红、长红、长 ：红、圆：红、圆 P_L_ P_ll ppL_ ppllP_L_ P_ll ppL_ ppll% 5.96 44.04 44.04 5.96% 5.96 44.04 44.04 5.96测交测交(1) (1) F F1 1 来源于实验来源于实验一一紫花、长花粉粒紫花、长花粉粒 红花、圆花粉粒红花、圆花粉粒 PpLlPpLl ppll ppllF F2 2 紫、长紫、长 ：紫、圆：紫、圆: : 红、长红、长 ：红、圆：

7、红、圆 P_L_ P_ll ppL_ ppllP_L_ P_ll ppL_ ppll% 44.35 5.65 5.65 44.35% 44.35 5.65 5.65 44.35“相引相引”和和“相斥相斥”理论及其缺陷理论及其缺陷1)1) 相引：两个显性基因相引：两个显性基因一起进入配子一起进入配子的倾大于随机比例的的倾大于随机比例的这种情况称为这种情况称为“相引相引”，如实验一中的，如实验一中的P P与与L L2)2) 相斥：一个显性基因和一个隐性基因相斥：一个显性基因和一个隐性基因一起进入配子一起进入配子占较占较大比例的倾向称为大比例的倾向称为“相斥相斥”，如试验中，如试验中P-lP-l及及

8、p-Lp-L3)3) 结构结构和和功能、功能、你相信一个遗传现象有两种解释？可惜，你相信一个遗传现象有两种解释？可惜，离遗传的染色体学说很近了！（多个基因在同一条染色离遗传的染色体学说很近了！（多个基因在同一条染色体上）体上）19051905年年BatesonBateson和和PunnettPunnett研究了香碗豆的两对性状花色和花粉的形状的研究了香碗豆的两对性状花色和花粉的形状的遗传时发现异常的传递规律遗传时发现异常的传递规律19021902年年BoveriBoveri和和SuttonSutton提出遗传的染色体学说提出遗传的染色体学说19031903年年de Viresde Vires和

9、和SuttonSutton认识到多个基因在一条染色体上，是非独立分认识到多个基因在一条染色体上，是非独立分离的，并给出了生物学意义。离的，并给出了生物学意义。19041904年年BoveriBoveri也提出了类似的观点也提出了类似的观点19101910年年MorganMorgan的性连锁遗传的性连锁遗传用用“遗传的染色体学说遗传的染色体学说”解释解释“相引相引”和和“相斥相斥” 实验一实验一F1 试验二试验二F1B. B. 完全连锁和不完全连锁现象：完全连锁和不完全连锁现象： 1 : 1 415 : 92 : 88 : 405 1 : 1 415 : 92 : 88 : 405果蝇测交实验果

10、蝇测交实验1 1的解释的解释雄果蝇形成配子时没有交换雄果蝇形成配子时没有交换11果蝇测交实验果蝇测交实验2 2的解释的解释雌果蝇形成配子时发生交换雌果蝇形成配子时发生交换F1F1雌性果蝇配子的形成模式雌性果蝇配子的形成模式: :交换是个相互交换是个相互的过程：的过程：1)1) 产生产生bCbC一定一定产生产生BcBc2)2) 重组试验结重组试验结果都是一对果都是一对一对的一对的重组子与重组率重组子与重组率重组率的概念重组率的概念P63P63F F1 1杂种灰身长翅雌蝇不完全连锁杂种灰身长翅雌蝇不完全连锁: : 重组率重组率= =（92+8892+88）/ /（415+92+88+405415+

11、92+88+405）=18%=18% = =重组配子重组配子/ /全部配子（全部配子（% %） = =重组型数目重组型数目/(/(亲组组型数目亲组组型数目+ +重组型数目重组型数目) ) （% %）注意：注意：1 1、测交性状测交性状( (表型表型) )比例和比例和F F1 1灰长雌蝇产生的配子比例灰长雌蝇产生的配子比例 2 2、已知两基因间已知两基因间重组率重组率(a)(a), , 则它重组配子比例就是则它重组配子比例就是a a 不完全连锁的普遍性不完全连锁的普遍性 不完全连锁遗传普遍存在不完全连锁遗传普遍存在 完全连锁遗传则较为少见：完全连锁遗传则较为少见：果蝇果蝇、家蚕家蚕 玉米糊粉层颜

12、色和籽粒玉米糊粉层颜色和籽粒形状的遗传显现形状的遗传显现P63P63课堂练习课堂练习P60P60页页BatesonBateson和和PunnetPunnet豌豆试豌豆试验相引组重组验相引组重组率计算率计算C C、交换及其间接细胞学证据、交换及其间接细胞学证据P64P641)1) 交换的概念：指减数分裂过程中交换的概念：指减数分裂过程中, ,同源染色体联会同源染色体联会( (配对配对) ) 时时, ,同源染色体非姐妹染色单体同源染色体非姐妹染色单体互相互相调换相调换相应（应（同源同源）的片段）的片段 交换交换 ，产生染色体，产生染色体交叉交叉现象现象（显微镜观测），导致重组。（显微镜观测），导致

13、重组。 (1)(1)交换率交换率/ /交换值：指发生交换的染色体数占总交换值：指发生交换的染色体数占总染色体数的百分率。染色体数的百分率。 (2)(2)重组率重组率/ /重组值：是指重组型配子数占总配子重组值：是指重组型配子数占总配子数的百分率。数的百分率。 (3)(3)重组与交换的关系：通过交换可导致基因间的重组与交换的关系：通过交换可导致基因间的重组，重组率重组，重组率交换率，交换率，一般将重组率视为交换率一般将重组率视为交换率重组值重组值= =交换值交换值重组值重组值交换值交换值2 2）交换及其细胞学证据）交换及其细胞学证据（1 1）交换的间接细胞学证据）交换的间接细胞学证据 19091

14、909年年JansensJansens提出交叉学说：交叉是交换的结果，交提出交叉学说：交叉是交换的结果，交换导致重组。换导致重组。（2 2）交换的直接细胞学证据）交换的直接细胞学证据19131913年年SternStern发现在果蝇中发现一个发现在果蝇中发现一个X X染色体易位，这样就染色体易位，这样就可以在显微镜下面追踪到这个可以在显微镜下面追踪到这个X X染色体（位于该染色体上的染色体（位于该染色体上的基因基因C C），从而为交换提供细胞学支持。），从而为交换提供细胞学支持。C-C-红眼红眼 c-c-肉色眼肉色眼 B-B-棒眼棒眼 b-b-非棒眼（椭圆）非棒眼（椭圆）c交换的细胞交换的细胞

15、学证据学证据:预计预计红色棒眼红色棒眼可以检测到可以检测到易易位的位的X-X-染色体染色体表明表明C-bC-b间发生间发生了交换产生了了交换产生了C-BC-B配子配子（3 3）交换图示）交换图示解释：解释：看不到看不到W W的表型，的表型，b b保留了很低的保留了很低的B B的活力的活力D D、连锁群和染色体、连锁群和染色体连锁群与染色体对应的关系连锁群与染色体对应的关系连锁群的概念连锁群的概念 对多种生物的很多基因进行连锁测验，发现如对多种生物的很多基因进行连锁测验，发现如A AB B基因连基因连锁，锁，B BC C基因连锁，则基因连锁，则A AC C基因连锁。如基因连锁。如A AB B基因

16、连锁，基因连锁，B BC C基因不连锁，则基因不连锁，则A AC C基因也不连锁。基因也不连锁。 这些相互连锁基因形成的集合叫这些相互连锁基因形成的集合叫连锁群连锁群 果蝇由于雄性完全连锁，连锁群测定稳定可靠。摩尔根在果蝇由于雄性完全连锁，连锁群测定稳定可靠。摩尔根在19141914年已发现果蝇只有年已发现果蝇只有4 4个连锁群，到个连锁群，到19421942年为止，在果蝇中年为止，在果蝇中至少测定了至少测定了494494个基因，分别属于这个基因，分别属于这4 4个连锁群之一。个连锁群之一。 由于由于遗传的染色体学说遗传的染色体学说，结合连锁测验的数据积累逐，结合连锁测验的数据积累逐渐形成位于

17、同一条染色体上的基因相连锁，共同构成一个连锁渐形成位于同一条染色体上的基因相连锁，共同构成一个连锁群；第二，连锁群和同源染色体的对数一致。群；第二，连锁群和同源染色体的对数一致。 连锁群数目连锁群数目 = = 同源染色体对数同源染色体对数= =配子中染色体的数目配子中染色体的数目=n=n第二节第二节 基因在染色体上线性排列基因在染色体上线性排列一、两点测验和三点测验一、两点测验和三点测验二、干涉和并发系数二、干涉和并发系数三、基因在染色体上线性排列三、基因在染色体上线性排列四、连锁图四、连锁图/遗传图与基因定位遗传图与基因定位一、两点测验和三点测验一、两点测验和三点测验两点测验：两点测验： 1

18、 1）在研究多个基因间的关系时，每次以两对基因为研究）在研究多个基因间的关系时，每次以两对基因为研究对象，通过多次测交或杂交来推断彼此之间的交换率对象，通过多次测交或杂交来推断彼此之间的交换率( (重重组率组率) )，并据此确定基因间的遗传关系（自由组合、连锁、，并据此确定基因间的遗传关系（自由组合、连锁、连锁的紧密程度）叫连锁的紧密程度）叫两点测验两点测验。 2 2）由于基因在染色体上是线性排列的，连锁基因间的交）由于基因在染色体上是线性排列的，连锁基因间的交换率（连锁的紧密程度）代表了基因间的空间距离，因换率（连锁的紧密程度）代表了基因间的空间距离，因此可以确定彼此之间的位置关系。此可以确

19、定彼此之间的位置关系。 3 3）选取多个已知基因，通过多次两点测验确定新基因与）选取多个已知基因，通过多次两点测验确定新基因与已知基因的相对位置从而对新基因进行定位。已知基因的相对位置从而对新基因进行定位。图距图距P68：基因在染色体上的距离的数量单位。：基因在染色体上的距离的数量单位。基因在染色基因在染色体上是线性排列的，相距近的基因间的交换率小，远的体上是线性排列的，相距近的基因间的交换率小，远的交换率大，因此用交换率可以间接的表示基因间的距离。交换率大，因此用交换率可以间接的表示基因间的距离。通常以通常以1%1%的交换率的交换率作为一个图距单位作为一个图距单位(mu)(mu)，为纪念，为

20、纪念MorganMorgan就记作就记作1cM1cM(centimorgan)(centimorgan)1 1）用两点测验确定玉米第）用两点测验确定玉米第9 9染色体上染色体上C C、ShSh、WxWx基基因间的遗传关系（自由组合、连锁、连锁程度、因间的遗传关系（自由组合、连锁、连锁程度、相互位置关系）相互位置关系）1 1、基因与性状、基因与性状C-C-胚乳有色、胚乳有色、Sh-Sh-种子饱满、种子饱满、Wx-Wx-非糯质胚乳非糯质胚乳2 2、基因间的关系：、基因间的关系： C-ShC-Sh： ？ Wx-ShWx-Sh： ？ C-WxC-Wx： ？测定测定C-ShC-Sh的交换值的交换值重组率

21、重组率=3.6%=3.6%交换值交换值=3.6%=3.6%图距：图距：3.6cM3.6cM测测定定Wx-ShWx-Sh的的交交换换值值测测定定C-WxC-Wx的的交交换换值值C C、ShSh、WxWx遗传关系遗传关系 (1) (1) 连锁、连锁程度、排列顺序连锁、连锁程度、排列顺序 (2) 20cM + 3.6cM 22cM ?(2) 20cM + 3.6cM 22cM ?2 2、三点测验、三点测验 1 1）在研究多个基因间的关系时，每次以三对）在研究多个基因间的关系时，每次以三对基因为研究对象，通过多次测交或杂交来推断基因为研究对象，通过多次测交或杂交来推断彼此之间的交换率彼此之间的交换率(

22、 (重组率重组率) )，并据此确定基因，并据此确定基因间的遗传关系（自由组合、连锁、连锁的紧密间的遗传关系（自由组合、连锁、连锁的紧密程度）叫程度）叫三点测验三点测验。 2 2）由于基因在染色体上是线性排列的，连锁）由于基因在染色体上是线性排列的，连锁基因间的交换率（连锁的紧密程度）代表了基基因间的交换率（连锁的紧密程度）代表了基因间的空间距离，因此可以确定彼此之间的位因间的空间距离，因此可以确定彼此之间的位置关系。置关系。 3 3）选取多个已知基因，通过多次三点测验确）选取多个已知基因，通过多次三点测验确定新基因与已知基因的相对位置从而对新基因定新基因与已知基因的相对位置从而对新基因进行定位

23、。进行定位。三点测验三点测验玉米三对基因三点测验的结果玉米三对基因三点测验的结果C C、ShSh、WxWx遗传关系遗传关系4.36cM+22.07cM24.52cM 4.36cM+22.07cM24.52cM ? ?双交换与交换率双交换与交换率/图距的校正图距的校正 要产生要产生C-sh-WxC-sh-Wx和和c-Sh-wxc-Sh-wx配子配子C-WxC-Wx之间必须发生两之间必须发生两次交换，但对次交换，但对C-WxC-Wx之间的之间的重组率没有贡献，所以在重组率没有贡献，所以在用重组率近似表示交换率用重组率近似表示交换率时图距偏小。可以通过时图距偏小。可以通过C-C-WxWx之间的重组率

24、加上之间的重组率加上2 2倍倍的双交换值即可。的双交换值即可。双交换与交换率双交换与交换率/图距校正后的结果图距校正后的结果2 2、单交换与双交换、单交换与双交换双交换具有两个重要的特点：双交换具有两个重要的特点： 1)1)如果两次同时发生的交换互不干扰，按乘法定理，如果两次同时发生的交换互不干扰，按乘法定理，双交换值双交换值= =单交换值单交换值I I 单交换值单交换值IIII。表明双交换值小于。表明双交换值小于任何一个单交换值。任何一个单交换值。 2) 2) 双交换的结果，三个基因中，位于中间的这个基因双交换的结果，三个基因中，位于中间的这个基因位置发生变动，而两边两个基因位置不变。位置发

25、生变动，而两边两个基因位置不变。 A-CA-C的交换值的交换值=A-B=A-B的交换值的交换值 + B-C+ B-C的交换值的交换值=A-C=A-C重组重组值值+2+2双交换值双交换值 果蝇中的三点测验果蝇中的三点测验1 1、按两点测验、按两点测验整理数据整理数据2 2、计算两点间、计算两点间的重组值的重组值3 3、初步判定基、初步判定基因间的关系，因间的关系，确定双交换确定双交换数据、计算数据、计算双交换率双交换率4 4、校对数据确、校对数据确定任两点间定任两点间的交换率、的交换率、图距并画出图距并画出连锁图连锁图ec-ct间的重组率间的重组率1.11.1、ec-ct:RF=(273+265

26、+217+223)/5318=18.4%ec-ct:RF=(273+265+217+223)/5318=18.4%ec-cvec-cv间的重组率间的重组率1.21.2、ec-cv:RF=(273+265+5+3)/5318=10.26%ec-cv:RF=(273+265+5+3)/5318=10.26%ct-cv间的重组率间的重组率1.31.3、ct-cv:RF=(217+223+5+3)/5318=8.4%ct-cv:RF=(217+223+5+3)/5318=8.4%3 3、初步判定基因间的关系，确定双交换数据、计算双交换率、初步判定基因间的关系，确定双交换数据、计算双交换率1.11.1、

27、ec-ct:RF=(273+265+217+223)/5318=18.4%ec-ct:RF=(273+265+217+223)/5318=18.4%1.21.2、ec-cv:RF=(273+265+5+3)/5318=10.26%ec-cv:RF=(273+265+5+3)/5318=10.26%1.31.3、ct-cv:RF=(217+223+5+3)/5318=8.4%ct-cv:RF=(217+223+5+3)/5318=8.4%双交换双交换= =（5+35+3）/5318/5318 =0.1% =0.1%4 4、校对数据确定任两点间的交换率、图距并画出连锁图、校对数据确定任两点间的交换

28、率、图距并画出连锁图ec-ct:RF=ec-ct:RF=18.4%18.4%, , 交换率交换率= =18.6%18.6%, , 图距图距= =18.6cM18.6cMec-cv:RF=10.26%, ec-cv:RF=10.26%, 交换率交换率=10.26%, =10.26%, 图距图距=10.26cM=10.26cMct-cv:RF=8.4%, ct-cv:RF=8.4%, 交换率交换率=8.4%, =8.4%, 图距图距=8.4cM=8.4cM 双交换双交换=0.1%,=0.1%,课堂练习果蝇的三点测验课堂练习果蝇的三点测验二、干涉和并发系数二、干涉和并发系数IIIIII位点交换如是独

29、立事件：位点交换如是独立事件：理论双交换值理论双交换值 = =单交换值单交换值I I 单交换值单交换值IIII =RF(C-Sh) =RF(C-Sh) RFRF(Sh-Wx)(Sh-Wx)C-WxC-Wx交换值交换值= =交换值交换值I I+ +交换值交换值IIII观测双交换值理论双交换值观测双交换值理论双交换值干涉（干涉（I I）=1-=1-并发系数并发系数 一个区段的交换抑制或干一个区段的交换抑制或干 扰了邻近区段的交换扰了邻近区段的交换并发系数并发系数/ /符合系数符合系数(C)(C) = =观测双交换值观测双交换值/ /理论双交换值理论双交换值 并发系数并发系数表示表示I I交换交换和

30、邻近和邻近IIII交换同时发生的概率。介于交换同时发生的概率。介于0101之间，大表明同时发生的机会大，小表明同时发生的机之间，大表明同时发生的机会大，小表明同时发生的机会小。会小。干涉干涉描述描述I I交换对交换对邻近邻近IIII交换影响程度。交换影响程度。并发系数的计算并发系数的计算三、基因在染色体上线性排列三、基因在染色体上线性排列（1 1）SturtevantSturtevant在在19111911第一次提出基因在染色体的组织方第一次提出基因在染色体的组织方式，并给出了历史上第一副遗传图式，并给出了历史上第一副遗传图果蝇遗传图果蝇遗传图 解释基因在染色体上的组织模式即一维的线性的（不分

31、叉？解释基因在染色体上的组织模式即一维的线性的（不分叉？ 如分叉，连锁测验会是什么样子如分叉，连锁测验会是什么样子? ?） 奠定了构建连锁图的理论基础奠定了构建连锁图的理论基础 构建连锁图构建连锁图/ /遗传图成为遗传学发展中大事件遗传图成为遗传学发展中大事件 为基因定位提供理论支持为基因定位提供理论支持三、基因在染色体上线性排列三、基因在染色体上线性排列（2 2）连锁图连锁图/ /基因连锁图基因连锁图/ /遗传图遗传图/ /遗传学图：遗传学图： 根据基因间连锁的紧密程度，按照交换值绘制的基因相对根据基因间连锁的紧密程度，按照交换值绘制的基因相对位置的线性示意图，表明了基因的组织形式。位置的线

32、性示意图，表明了基因的组织形式。（3 3）连锁图是连锁图是累积图累积图： 位点间的图距大于位点间的图距大于50cM50cM并不表明重组率就是大于并不表明重组率就是大于50%,50%,但图但图距大于距大于50cM50cM的基因间的遗传规律表现为自由组合的基因间的遗传规律表现为自由组合 A C E A B C B C F A B C D E F GA C E A B C B C F A B C D E F G 0 2 4 0 1 2 0 1 5 0 1 2 3 4 5 6 0 2 4 0 1 2 0 1 5 0 1 2 3 4 5 6W X Y Z A B W X Y Z W X Y Z A B

33、W X Y Z A A B C D E F G B C D E F G0 1 2 3 4 5 0 1 2 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 3 4 4 5 6 7 8 9 10 5 6 7 8 9 10Y Y I I Z W X Y Z W X Y I I Z A B C D E F G Z A B C D E F G0 1 2 0 1 2 0 1 2 0 1 2 3 3 4 5 6 7 8 9 10 11 4 5 6 7 8 9 10 11四、遗传图与基因定位四、遗传图与基因定位基因定位：确定新基因在已构建遗传图中的位置。基因定位也丰富基因定位：确定新基因在已构建遗传图中的位置。基因定

34、位也丰富着遗传图，使遗传图又多一个参考位点。着遗传图，使遗传图又多一个参考位点。遗传学基础理论遗传学基础理论1)1)19101910年，年，MorganMorgan的性连锁遗传为的性连锁遗传为“遗传的染色体学说遗传的染色体学说”提供支持提供支持2)2)19161916年，年，BridgesBridges证实了证实了MorganMorgan的性连锁遗传，并于的性连锁遗传，并于19321932年证明果蝇性别决定规律年证明果蝇性别决定规律此时此时“遗传的染色体学说遗传的染色体学说”被普遍接受，此时该学说含以：被普遍接受，此时该学说含以： 基因在染色体上基因在染色体上基因传递规律是染色体行为决定的基因

35、传递规律是染色体行为决定的 多个基因在同一条染色体上多个基因在同一条染色体上1)1)等位基因等位基因MendelMendel分离规律分离规律2)2)非等位基因（非同源染色体上基因）非等位基因（非同源染色体上基因）自由组合自由组合3)3)同一染色体上基因同一染色体上基因连锁与交换连锁与交换连锁群连锁群4)4)基因全部在染色体上？基因全部在染色体上？连锁群、染色体数目相对应连锁群、染色体数目相对应5)5)染色体上基因间的空间关系染色体上基因间的空间关系连锁图连锁图线性排列线性排列仅仅一个一个DNADNA分子分子粗糙脉孢菌粗糙脉孢菌的遗传分的遗传分粗糙脉孢菌的生活史粗糙脉孢菌的生活史顺序四分子的优越

36、性顺序四分子的优越性着丝粒作图着丝粒作图粗糙脉孢菌多点作图粗糙脉孢菌多点作图二、二、粗糙脉孢菌作为遗传材料粗糙脉孢菌作为遗传材料的优越性的优越性 是单倍体，没有显隐现象，表型即反映基因型是单倍体，没有显隐现象，表型即反映基因型 易繁殖，体积小，子代数量多易繁殖，体积小，子代数量多 子囊子囊孢孢子是顺序四分子，记录了减数分裂过程子是顺序四分子，记录了减数分裂过程（记录了着丝粒的行为）（记录了着丝粒的行为） 可行有性生殖，具有可行有性生殖，具有2 2倍体生物生殖特征倍体生物生殖特征 一个一个孢孢子囊内的子囊内的孢孢子是一个减数分裂的产物子是一个减数分裂的产物 可检验出极地频率的基因改变可检验出极地

37、频率的基因改变(10E8)(10E8) 可检验染色单体交换行为可检验染色单体交换行为三、着丝粒作图三、着丝粒作图三、着丝粒作图三、着丝粒作图/着丝点作图（有时候不分）着丝点作图（有时候不分）着丝粒着丝粒的行为的行为是完成同源染色体、姊妹染色单体是完成同源染色体、姊妹染色单体的分离（它的行为决定了和它连锁的基因的行的分离（它的行为决定了和它连锁的基因的行为）。顺序四分子记录了这个过程，如果为）。顺序四分子记录了这个过程，如果给定给定一个顺序四分子，着丝粒在形成这个顺序四分一个顺序四分子，着丝粒在形成这个顺序四分子时行为是确定的。子时行为是确定的。着丝粒着丝粒作为染色体上的位点和其他基因（如作为染

38、色体上的位点和其他基因（如lys-lys-）间也有遗传关系间也有遗传关系( (自由组合、连锁、交换自由组合、连锁、交换) )，这，这种关系只能通过参照基因的传递行为来显示种关系只能通过参照基因的传递行为来显示 如如lyslys（+ +，- -）杂交产生的顺序四分子）杂交产生的顺序四分子 同源染色体无交换时产生孢子的情景同源染色体无交换时产生孢子的情景同源染色体交换时产生孢子的情景同源染色体交换时产生孢子的情景lyslys（+ +，- -）杂交）杂交6 6 种类型的子囊孢子种类型的子囊孢子非交换型：非交换型： + + - -+ + - - - - + + - - + +交交 换换 型：型： +

39、- + -+ - + - - + - + - + - + + - - + + - - + - + + - - + + -MI: MI: 第一次分裂分离第一次分裂分离MIIMII：第二次分裂分离：第二次分裂分离1)1) 着丝粒的行为决定了黑色孢子和灰色孢子排列次序（黑着丝粒的行为决定了黑色孢子和灰色孢子排列次序（黑色孢子和灰色孢子排列次序记录了着丝粒的行为）色孢子和灰色孢子排列次序记录了着丝粒的行为）2)2) 交换型孢子的多少显示了着丝粒和交换型孢子的多少显示了着丝粒和lyslys的距离远近的距离远近基因与着丝粒重组率的计算推导基因与着丝粒重组率的计算推导重组率的定义重组率的定义基因与着丝粒重组

40、率的计算（基因与着丝粒重组率的计算（.thi, .chol）硫胺素硫胺素: :野生型品系野生型品系( (+ +, ,thithi+ +) )与不能合成硫胺素的突变型品系与不能合成硫胺素的突变型品系( (- -, ,thithi- -) )杂交杂交 B B类维生素复合物：野生型品系类维生素复合物：野生型品系( (+ +, , cholchol+ +) )与不能合成硫胺素的突变型品系与不能合成硫胺素的突变型品系( (- -, , cholchol- -) )杂交杂交四、四、脉孢菌脉孢菌双位点对着丝粒作图双位点对着丝粒作图表表3-8 3-8 nicnic + + + + ad ad 得到不同子囊型的

41、后代得到不同子囊型的后代 （1 1） （2 2） （3 3） （4 4） （5 5） （6 6） （7)7) ad ad adad adad ad ad ad nic ad nic ad nic ad nic nic ad nic adnic ad nic ad nic nic + + nic ad nic nic ad nic adad adad nic nic + + nic ad nic ad nic nic ad nic ad nic nic nic nic ad nic nic ad nic M 1 M 1 M 1 M 1 M 1 M 2 M 2 M 1 M 2 M 2 M 2 M

42、2 M 2 M 2 （PDPD） （NPDNPD）（T T） （T T） （PDPD） （NPDNPD） （T)T) 808 808 1 1 90 5 90 5 90 901 1 5 5 分析方法相同，先算出nic位点和着丝点的重组百分率为： ade和着丝点的重组百分率为：%30. 91000)519090(21着丝点ade%05. 51000)51905(21着丝点nic nic ade 5.05 9.30 nic5.059.30ade 不连锁、自由组合不连锁、自由组合n-an-a位点重组率计算：位点重组率计算：RF(n-a)=RF(n-a)=重组子囊孢子重组子囊孢子/ /全部子囊孢子全部子

43、囊孢子100%100% =(T =(T2+NPD2+NPD4)/(PD+T+NPD)4)/(PD+T+NPD)44100%100% =(T/2+NPD)/(PD+T+NPD) =(T/2+NPD)/(PD+T+NPD)100%100%2 . 54000)104101804(adenic（PDPD） （NPDNPD）（T T） （T T） （PDPD） （NPDNPD） （T)T) 808 808 1 1 90 5 90 5 90 901 1 5 5 因此连锁顺序应该是：因此连锁顺序应该是： 注意：注意：9.30 5.05 + 4.259.30 11.7146.201+6.288=12.4891

44、1.714）计算重组率时有效的染计算重组率时有效的染色体数：色体数：A-B A-B .-A.-A .-B .-B2: 4 2: 4 0 0 0 0（4 4）3: 2 3: 2 0 0 2 24: 2 4: 2 2 2 0 05: 05: 0（4 4） 2 2 2 26: 4 6: 4 2 2 2 27: 27: 2（2 2） 2 2 2 25 5）校正结果）校正结果ABAB间低估的重组值间低估的重组值=(5=(54+104+102)/11612)/11614=0.861%4=0.861%交换值交换值( (AB)=11.714%+AB)=11.714%+0.861%=12.575%0.861%=

45、12.575%，重组值，重组值( (AB)=11.714%AB)=11.714%交换值交换值(.-B)=(.-B)=重组值重组值+4/1161+4/11614=6.201%+0.086%=6.287%4=6.201%+0.086%=6.287%交换值交换值( (. .-A)=-A)=重组值重组值=6.288%=6.288%交换值交换值(.-B)+(.-B)+交换值交换值(.-A)=6.287%+6.288%=12.575%=(.-A)=6.287%+6.288%=12.575%=交换值交换值(AB)(AB)第八节第八节 人类染色体作图人类染色体作图人类染色体作图：人类染色体作图： （1 1）哺

46、乳动物多数情况不能像果蝇和豌豆一样进行杂交）哺乳动物多数情况不能像果蝇和豌豆一样进行杂交/ /交配交配/ /婚配婚配 （2 2）子代数量有限，用经典统计方法处理后代困难）子代数量有限，用经典统计方法处理后代困难 鉴于以上情况发展了以人类为代表的基因定位的方法，其理鉴于以上情况发展了以人类为代表的基因定位的方法，其理论基础仍然是论基础仍然是“基因杂染色体上，同一条染色体的基因行基因杂染色体上，同一条染色体的基因行使功能时有平行的关系使功能时有平行的关系”在人类遗传分析中常用的方法：在人类遗传分析中常用的方法： 家系分析法家系分析法 性染色体连锁遗传性染色体连锁遗传 常染色体连锁分析常染色体连锁分

47、析 体细胞遗传学体细胞遗传学 同线性测定（克隆分布板、畸变染色体）同线性测定（克隆分布板、畸变染色体） 染色体分带与原位杂交染色体分带与原位杂交 分子标记与家系分子标记与家系/ /体细胞遗传联用体细胞遗传联用一、家系分析法一、家系分析法1 1、Y Y染色体连锁遗传染色体连锁遗传 缺陷：缺陷：2 2、X X染色体连锁遗传与外祖父分析法染色体连锁遗传与外祖父分析法外祖父分析法（色盲外祖父分析法（色盲A A和蚕豆病和蚕豆病G G）1)母亲是双重杂合子（母亲是双重杂合子（由由外祖父来判断外祖父来判断）2)英雄母亲英雄母亲 x-连锁两基因之间才可能重组，才能计算两者重组率连锁两基因之间才可能重组，才能计

48、算两者重组率母亲母亲AG/ag AG/ag AG,ag, AG,ag,Ag,aGAg,aG（测交）（测交）母亲母亲Ag/aG Ag/aG Ag,aG, Ag,aG,AG,agAG,ag（测交）（测交）3 3、常染色体遗传分析、常染色体遗传分析强直性肌营养不良强直性肌营养不良(DM)(DM)(临床神经病学杂志临床神经病学杂志 2000,13(3):152-154)2000,13(3):152-154)DMDM是遗传性神经肌肉疾病，是遗传性神经肌肉疾病， 1919号染号染色体色体MTPKMTPK基因基因3 3端非翻译区三个端非翻译区三个脱氧核苷酸脱氧核苷酸CTGCTG短串连重复，导短串连重复，导致

49、致MTPKMTPK基因极易发生动态突变，基因极易发生动态突变，造成多系统受损。正常人造成多系统受损。正常人CTGCTG重重复次数复次数3737次。次。长模板扩增长模板扩增PCRPCR法可以敏感而准确地法可以敏感而准确地检出检出CTGCTG短串连重复，短串连重复， 重复次数重复次数检测用于直接诊断检测用于直接诊断DMDM。 2525人中，人中，1 1例可疑，余例可疑，余1111名家系成员名家系成员属属DMDM家系中正常人。家系中正常人。DMDM病人病人家系家系心脏传导障碍心脏传导障碍为为80%80%，而家系中，而家系中正常人传导障碍仅为正常人传导障碍仅为9%9%，两者明，两者明显的差异显的差异(P(P0.01)0.01)。心脏传导。心脏传导障碍与障碍与CTGCTG重复重复次数有关，次数有关，CTGCTG重重复次数高者其心电图变化明显。复次数高者其心电图变化明显。 DH 80% Dh 20%DH 80% Dh 20%dH 9% dh 90%dH 9% dh 90%肌强直功能不全