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1、基因连锁和交换定律基因连锁和交换定律 1 紫花长花粉紫花长花粉紫花长花粉紫花长花粉 红花圆花粉红花圆花粉红花圆花粉红花圆花粉 （PPLLPPLLPPLLPPLL） （ppllppllppllppll） 紫花长花粉紫花长花粉紫花长花粉紫花长花粉 （PpLlPpLlPpLlPpLl）紫花长花粉紫花长花粉紫花长花粉紫花长花粉 紫花圆花粉紫花圆花粉紫花圆花粉紫花圆花粉 红花长花粉红花长花粉红花长花粉红花长花粉 红花圆花粉红花圆花粉红花圆花粉红花圆花粉 （4831483148314831） （390390390390） （393393393393） （1338133813381338）1、只考虑一对相对
2、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。 3 32020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孟德尔自由组合定律的现
3、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果蝇杂交实验果蝇杂交实验( (一对相对性状的遗传一对相对性状的遗传) ) q果蝇的灰身（果蝇的灰身（B B）对黑身）对黑身(b)(b)是显性，让纯种的灰是显性，让纯种的灰身果蝇和黑身果蝇进行杂交，再对所得到的身果蝇和黑身果蝇进行杂交，再对所得到的F F1 1进进行测交，问子代的表现型之比为多少？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 ：1XXq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
4、的长翅果蝇和残翅果蝇进行杂交，再对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 ：1XX果蝇杂交实验果蝇杂交实验( (一对相对性状的遗传一对相对性状的遗传) ) P P果蝇杂交实验果蝇杂交实验( (二对相对性状的遗传二对相对性状的遗传) ) XF1F1X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
5、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
6、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) (b
7、bvv)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% (bbvv)50%雄雄雌雌测交测交后代后代雄雄果果蝇蝇的的连连锁锁遗遗传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雌果果蝇蝇的的连连锁锁和和交交换换遗遗传传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%果蝇杂交
8、实验果蝇杂交实验 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？ 1515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
9、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、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1717v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 vv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 vv形成配子时，位于形成配子时，位于
10、同一染色体同一染色体上的不上的不同基因（同基因（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。 。1、雄果蝇完全连锁的遗传现象及其解释果蝇的连锁遗传图解果蝇的连锁遗传图解19192、雌果蝇不完全连锁的遗传现象及其解释果蝇的连锁和互换遗传图解果蝇的连锁和互换遗传图解2020归纳：归纳：归纳：归纳：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
11、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。2121两对基因的互换两对基因的互换22C sh c Sh c sh c 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23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 vB V b v灰身长翅灰身长翅(BbVv) (BbVv)
12、24不完全连锁不完全连锁：由于由于由于由于同源染色体的非姐妹染色单体之间同源染色体的非姐妹染色单体之间同源染色体的非姐妹染色单体之间同源染色体的非姐妹染色单体之间发生发生发生发生交换交换交换交换，而使原来在同一染色体的基因不再共同遗传的现而使原来在同一染色体的基因不再共同遗传的现而使原来在同一染色体的基因不再共同遗传的现而使原来在同一染色体的基因不再共同遗传的现象。象。象。象。绝大多数生物为不完全连锁遗传。绝大多数生物为不完全连锁遗传。绝大多数生物为不完全连锁遗传。绝大多数生物为不完全连锁遗传。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
13、基因互换而产生的基因重组，是形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。25AaBb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
14、类型，且双显性状和双隐性状特别少，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 bA B a bA B a bA b a BA b a BA B a bA 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基因的连锁和互换规律的实质 P777827 具有连锁关系的两个基
15、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交换频率ABB、不同的连锁基
16、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。C2929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。重组型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部配子数难以测定，常用重组型个体数在测交后代全部个体中所占的百分率来计算
17、。个体中所占的百分率来计算。 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%注注意意：只只有有测测交交后后代代才才能能使用这个公式。使用这个公式。q公式公式1交换值（重组率）的计算交换值（重组率）的计算交换率交换率交换率交换率= = = =重组型配子数重组型配子数重组型配子数重组型配子数总配子数总配子
18、数总配子数总配子数100%100%100%100%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%交换值的特性交换值的特性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
19、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 16020 20 20 20180 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%交换值交换值( (图距图距) ) q公式公式3 3q交换值
20、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两两基基因因距距离离远远，连连锁锁强强度度小小，交交换换值值大大（交交换换发生的可能性大）；发生的可能性大）；q两两基基因因距距离离近近，连连锁锁强强度度大大，交交换换值值小小（交交换换发生的可能性小）。发生的可能性小）。q那那么么，我我们们现现在在可可以以把把交交换换值值看看作作为为基基因因在在染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。交换值交换值q交交换换值值的的
21、大大小小与与染染色色体体上上两两个个连连锁锁基基因因间距离的远近有关。间距离的远近有关。q染染色色体体上上两两个个连连锁锁基基因因相相距距越越远远，形形成成重重组组配配子子的的百百分分比比就就越越大大，或或者者说说交交换换值值越越大大；相相反反，染染色色体体上上两两个个连连锁锁基基因因靠靠得得越越近近，形形成成重重组组配配子子的的百百分分比比就就越越小，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，打破基因锁在一起，那就要采取措施，打破基因连锁，进行基因
22、互换，让人们所要求的连锁，进行基因互换，让人们所要求的基因连锁在一起，培育出优良品种来。基因连锁在一起，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。基因的连锁和交换定律的意义基因的连锁和交换定律的意义 q确立了遗
23、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例例：大大麦麦中中的的一一种种矮矮生生性性状状与与抗抗条条锈锈病病性性状状有有较较强强的的连连锁锁关关系系。已已知知矮矮生生基基因因brbr与与抗抗条条锈锈病病基基因因T T间间的的交交换换值值为为1212。用用矮矮生生、抗抗条条锈锈病病(brbrTT)(brbrTT)亲亲本本与与株株高高正正常常的的患患病病(BrBrtt)(BrBrtt)亲亲本本杂杂交交，那那末末F F2 2中中出出现现株株高高正正常常、抗抗条条锈锈病病纯纯合合体体的的百百分分率率，理理论论上上应应是是多多少少?
24、?如如果果要要使使F2F2中中出出现现1010株株纯纯合合的的株株高高正正常常、抗抗条条锈锈病病的的植植株株，F2F2群群体至少应该种多少株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
25、，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 dY yR rB bV v2种：种：D：d=1：14种：种：YR:yr:Yr:yR=1：1：1：12种种:BV:bv=1:14种：
26、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：少复习复习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
27、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，有的个体，在形成配子过程中，有20%20%的初级精母细胞发生了互换。若此个体产生了的初级精母细胞发生了互换。若此个体产生了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，自交后代产生的F1有AAbb、AaBb和aaBB3种基因型，比例为121，其等位基因在染色体上的位置应是 A B C D q一个基因型为一个基因型为AB/ab的生物体，重组型配子的生物
28、体，重组型配子占占30%，问该个体减数分裂产生，问该个体减数分裂产生AB型配子的型配子的可能性是多少？可能性是多少？q一个基因型为一个基因型为AB/ab的生物体，重组型配子的生物体，重组型配子占占30%，问该个体的一个初级性母细胞减数分，问该个体的一个初级性母细胞减数分裂产生裂产生AB型配子的可能性是多少？型配子的可能性是多少？q杂合体杂合体AaBb经过减数分裂产生了经过减数分裂产生了4种类型的配种类型的配子子AB、Ab、aB、ab，其中，其中AB和和ab两种配子两种配子各占各占42%。这个杂合体基因型的正确表示方法。这个杂合体基因型的正确表示方法应该是（应该是（ ）q某生物减数分裂后产生某生
29、物减数分裂后产生YrYr，yRyR，YRYR，yryr四种配子比四种配子比值为值为4 4：4 4：1 1：1 1，若此生物自交，后代出现显性纯，若此生物自交，后代出现显性纯合体的概率为合体的概率为 A 1/100 B 34/100 A 1/100 B 34/100 C 1/20 D 1/8 C 1/20 D 1/8自交算交换值时，通常抓住双隐性个体为突破口q基因型均为基因型均为DdRrDdRr的两个体杂交，后代的表现型及比例为的两个体杂交，后代的表现型及比例为D_R_D_R_：D_rrD_rr：ddR_ddR_：ddrr=59%ddrr=59%：16%16%：16%16%：9%9%。q问：（问：（1 1）两对基因是否连锁？（）两对基因是否连锁？（ ）有无互换？（）有无互换？（ ）q(2)(2)交换值是（交换值是（ ）q(3)(3)亲本的基因型是亲本的基因型是( )( )是是有有40%DR/drP234综合题综合题1Thank you!53
