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1、第四章第四章连锁遗传分析连锁遗传分析第一节第一节性染色体与性别决定性染色体与性别决定一、性染色体的发现一、性染色体的发现性染色体（性染色体（sexchromosome）是指直接与性别决定有）是指直接与性别决定有关的一个或一对染色体；其余各对染色体则统称为常关的一个或一对染色体；其余各对染色体则统称为常染色体（染色体（autosome），通常以），通常以A表示。表示。果蝇：果蝇：2n=8雌性：雌性：AA（33）+XX（2）雄性：雄性：AA（33）+XY（2）二、性别决定二、性别决定果蝇的常染色体和性染色体果蝇的常染色体和性染色体连锁遗传分析与染色体作图(1)XY型型哺乳动物、某些两栖类、某些鱼类
2、和很多雌雄异哺乳动物、某些两栖类、某些鱼类和很多雌雄异株的植物（白杨、柳等）等属于这一类型。其雄株的植物（白杨、柳等）等属于这一类型。其雄性个体是异配子性别性个体是异配子性别Cheter-ogametiesex），可），可产生含有产生含有X和和Y两种雄配子，而雌性个体是同配子两种雄配子，而雌性个体是同配子性别（性别（homoganeticsex），只产生含有），只产生含有X一种配一种配子，受精时，子，受精时，X与与X结合结合XX，将发育为雌，将发育为雌，X与与Y结合成结合成XY，将发育为雄性。性比为，将发育为雄性。性比为1:1。人类有人类有23对染色体（对染色体（2n=46），），22对为常染
3、色对为常染色体，体，1对是性染色体。女性的染色体为对是性染色体。女性的染色体为AA+XX，男性的染色体为男性的染色体为AA+XY。X显然地大于显然地大于Y染色体，染色体，生男生女由男性决定。生男生女由男性决定。1、性染色体决定性别的几种类型、性染色体决定性别的几种类型连锁遗传分析与染色体作图人的染色体人的染色体连锁遗传分析与染色体作图（2）ZW型型家蚕、鸟类（鸡、鸭等）、蛾类、蝶类等属于这一类家蚕、鸟类（鸡、鸭等）、蛾类、蝶类等属于这一类型。与型。与XY相反，雌性为异配子性别相反，雌性为异配子性别ZW，雄性为同配，雄性为同配子性别，即子性别，即ZZ。（3）XO型型雌性的性染色体雌性的性染色体为
4、为XX；雄性只有；雄性只有X，而没有，而没有Y，不成对。，不成对。蝗虫、蟋蟀属于这一类。蝗虫、蟋蟀属于这一类。2、性别由、性别由X染色体数与常染色体组数的比例，即性指数染色体数与常染色体组数的比例，即性指数决定（决定（X/A）人：人：XO是雌性是雌性XXY是雄性是雄性果蝇：果蝇：XO是雄性是雄性XXY是雌性是雌性连锁遗传分析与染色体作图卵子卵子精子精子合子公式合子公式X/A比例比例性别性别A+XA+X2A+2X1.0二倍体雌性二倍体雌性A+XA+Y2A+X+Y0.5二倍体雌性二倍体雌性A+2XA+X2A+3X1.5超雌性（死亡）超雌性（死亡）A+2XA+Y2A+2X+Y 1.0二倍体雌性二倍体
5、雌性2A+XA+X3A+2X0.67间性（不育）间性（不育）2A+XA+Y3A+X+Y0.33超雄性（死亡）超雄性（死亡）2A+2XA+X3A+3X1.0三倍体雌性三倍体雌性2A+2XA+Y3A+2X+Y 0.67间性（不育）间性（不育）连锁遗传分析与染色体作图n3、性别决定由染色体的倍数决定、性别决定由染色体的倍数决定比如蜜蜂、蚂蚁等膜翅目昆虫的性别比如蜜蜂、蚂蚁等膜翅目昆虫的性别雄性为单倍体（雄性为单倍体（n=x），雌性为（），雌性为（2n=2x)蜜蜂的雄蜂由未受精卵孤雌生殖发育而言，蜜蜂的雄蜂由未受精卵孤雌生殖发育而言，是单倍体（是单倍体（n=x=16）；雌蜂由受精卵发）；雌蜂由受精卵发
6、育而成，是二倍体（育而成，是二倍体（2n=2x=32)，多数不，多数不育（工蜂），少数可育（蜂王）育（工蜂），少数可育（蜂王）连锁遗传分析与染色体作图n4、性别由基因决定、性别由基因决定（1）性别由单基因决定：雌雄异株的石刁）性别由单基因决定：雌雄异株的石刁柏（柏（2n=20），雄株由显性基因），雄株由显性基因A决定，决定，雌株由隐性基因雌株由隐性基因a决定。决定。（2）性别由双基因决定）性别由双基因决定比如玉米和某些鱼类比如玉米和某些鱼类显性基因显性基因Ba控制玉米雌花序控制玉米雌花序显性基因显性基因Ts控制玉米雄花序控制玉米雄花序若若Baba，baba植株不能长出雌花序而植株不能长出雌花序
7、而变成雄株。变成雄株。连锁遗传分析与染色体作图n若若Tsts，tsts会使植株得雄花序变成会使植株得雄花序变成雌花序，并能通过受精，产生种子，成雌花序，并能通过受精，产生种子，成为雌株。为雌株。n若若babatsts，雄花序上长出雌穗，变成，雄花序上长出雌穗，变成双隐性的雌株。双隐性的雌株。连锁遗传分析与染色体作图n(3)性别由复等位基因决定。性别由复等位基因决定。n如葫芦科植物喷瓜的性别是由如葫芦科植物喷瓜的性别是由aD，a+和和ad这三个复等位基因控制的。其中这三个复等位基因控制的。其中aD对对a+和和ad为显性，为显性，a+对对ad为显性。为显性。aD决定雄株，决定雄株，a+决定雌雄同株
8、，决定雌雄同株，ad决定雌株。性别表型决定雌株。性别表型由由5种可能的基因型决定。种可能的基因型决定。aDa+、aDad即即是雄株，是雄株，a+a+、a+ad是雌雄同株，是雌雄同株，adad是是雌株。雌株。n无无aDaD类型，为什么？类型，为什么？连锁遗传分析与染色体作图人类性别畸变与症状表现人类性别畸变与症状表现nXO型型(2n=45)：唐纳氏：唐纳氏(Turners)综合症。综合症。n性别为女性，身材矮小性别为女性，身材矮小(120-140cm)，蹼，蹼颈、肘外翻和幼稚型生殖器官；部分表现颈、肘外翻和幼稚型生殖器官；部分表现为智力低下；卵巢发育不全、无生育能力。为智力低下；卵巢发育不全、无
9、生育能力。nXXY型型(2n=47)：克氏克氏(Klinefelters)综合综合症。症。n性别为男性，身材高大，第二性征类似女性别为男性，身材高大，第二性征类似女性，智力低下，生殖器官发育不全、无生性，智力低下，生殖器官发育不全、无生育能力。育能力。nXYY型型(2n=47)：n性别为男性，智力稍差性别为男性，智力稍差(也有智力高于一也有智力高于一般人般人)、较粗野、进攻性强，有生育能力。、较粗野、进攻性强，有生育能力。连锁遗传分析与染色体作图n多多X女人：体形正常，除智力较差和有女人：体形正常，除智力较差和有心理变态外，无其他明显临床症状，有心理变态外，无其他明显临床症状，有月经，能生育，
10、子女中除个别出现月经，能生育，子女中除个别出现XXY个体外，一般均正常。个体外，一般均正常。n多多X男人：表现男性，睾丸退化，智力男人：表现男性，睾丸退化，智力发育不良，常有斜视，眼间距宽，鼻梁发育不良，常有斜视，眼间距宽，鼻梁扁平，凸额，有先天性心脏病，生殖器扁平，凸额，有先天性心脏病，生殖器官发育不良，小阴茎，小睾丸，隐睾。官发育不良，小阴茎，小睾丸，隐睾。连锁遗传分析与染色体作图第二节第二节性连锁遗传分析性连锁遗传分析连锁遗传分析与染色体作图n 摩尔根等人（1910）以果蝇为材料进行试验时发现性连锁性连锁现象。 性连锁性连锁（sexlinkage）：指性染色体上基因所控制的某些性状总是伴
11、随性别而遗传的现象。 又称伴性遗传伴性遗传（sex-linkedinheritance）。 性连锁是连锁遗传的一种特殊表现形式。v摩尔根做的几个实验（P83）连锁遗传分析与染色体作图1.实验实验 红眼红眼 白眼白眼 F1 红眼红眼红眼红眼 F2 红眼红眼 : 白眼白眼 3:1，红对白为显性，所有白眼均为，红对白为显性，所有白眼均为连锁遗传分析与染色体作图2. 回交试验红眼红眼()白眼白眼()(来自实验来自实验1F1）红眼红眼()红眼红眼()白眼白眼()白眼白眼()连锁遗传分析与染色体作图n3、取实验取实验2后代白眼雌蝇与一个毫无血缘关后代白眼雌蝇与一个毫无血缘关系的取自另一种瓶的纯种红眼雄蝇杂
12、交系的取自另一种瓶的纯种红眼雄蝇杂交.白眼雌白眼雌红眼雄红眼雄红眼雌红眼雌白眼雄白眼雄红眼雌红眼雌红眼雄红眼雄白眼雄白眼雄白眼雌白眼雌1:1:1:1(来自实验来自实验2后代后代)连锁遗传分析与染色体作图n实验结果说明：实验结果说明：白眼雄果蝇永远都是纯白眼雄果蝇永远都是纯合体，由杂交得到纯合子只有一种可能，合体，由杂交得到纯合子只有一种可能，即在雄性中，只有一个白眼基因。即在雄性中，只有一个白眼基因。即就这个白眼基因而说，雄蝇永远不会即就这个白眼基因而说，雄蝇永远不会成为杂合子。成为杂合子。n摩尔根假设：摩尔根假设：控制白眼性状的隐性基因控制白眼性状的隐性基因w位于位于X染色体上，染色体上，Y
13、染色体上不带有这染色体上不带有这个基因的显性等位基因。个基因的显性等位基因。n从而圆满解释了摩尔根的实验！从而圆满解释了摩尔根的实验！连锁遗传分析与染色体作图n伴性遗传归纳为两条规律：1、同配性别传递显性纯合基因时，同配性别传递显性纯合基因时，F1雌、雄个雌、雄个体都为显性性状。体都为显性性状。F2性状的分离呈性状的分离呈3显：显：1隐；隐；性状分离呈性状分离呈1:1，且隐性个体的性别与祖代隐，且隐性个体的性别与祖代隐性个体一样，即外祖父的性状通过其女儿传递性个体一样，即外祖父的性状通过其女儿传递给外孙；给外孙；2、同配性别传递隐性纯合基因时，、同配性别传递隐性纯合基因时，F1表现交叉表现交叉
14、遗传，即母亲的性状传递给儿子，父亲的性状遗传，即母亲的性状传递给儿子，父亲的性状传递给女儿。传递给女儿。F2性状与性别比均为性状与性别比均为1:1。连锁遗传分析与染色体作图二、人类的伴性遗传（二、人类的伴性遗传（P87）n（一）伴（一）伴X显性遗传显性遗传：决定遗传性状的显性基因在：决定遗传性状的显性基因在X染色体上的遗传方式称染色体上的遗传方式称。女性多于男性，且多为杂。女性多于男性，且多为杂合子。合子。n例如：抗维生素例如：抗维生素D佝偻病（该致病基因定位在佝偻病（该致病基因定位在Xp22.2-Xp22.1）：）：(1)患者女性多于男性；患者女性多于男性；(2)每代都有患者；每代都有患者；
15、(3)男性患者的女儿都为患者；男性患者的女儿都为患者；(4)女性患者的子女患病的机会为女性患者的子女患病的机会为1/2。连锁遗传分析与染色体作图 典型的X连锁显性遗传家族图谱连锁遗传分析与染色体作图n（二）（二）伴伴X隐性遗传隐性遗传：由：由X染色体携带的隐性染色体携带的隐性基因的遗传方式称基因的遗传方式称。如色盲、如色盲、A A型血友病等表型血友病等表现为现为伴伴X隐性遗传隐性遗传.P87.P87图图5-45-4连锁遗传分析与染色体作图n色盲性连锁：色盲性连锁： 控制色盲的基因为隐性控制色盲的基因为隐性c c，位于位于X X染色体染色体上，上，Y Y染色体上不带其等位基因；染色体上不带其等位
16、基因； 由于色盲基因存在于由于色盲基因存在于X X染色体上，女人在染色体上，女人在基因杂合时仍正常；而男人基因杂合时仍正常；而男人Y Y基因上不带基因上不带其对应的基因，故男人色盲频率高。其对应的基因，故男人色盲频率高。n 女：女：X XC CX Xc c杂合时非色盲，只有杂合时非色盲，只有X Xc cX Xc c纯合纯合时才是色盲；时才是色盲； 男：男：Y Y染色体上不携带对应基因，染色体上不携带对应基因，X XC CY Y正常、正常、X Xc cY Y色盲色盲连锁遗传分析与染色体作图(3)(3)连锁遗传分析与染色体作图(三三)Y连锁遗传连锁遗传n人类中此遗传方式很少人类中此遗传方式很少,仅
17、仅由父亲传给儿子仅仅由父亲传给儿子,不传给女儿不传给女儿,又称限雄遗传。如男性的毛耳缘又称限雄遗传。如男性的毛耳缘遗传。遗传。n伴伴Y遗传的毛耳缘性状在印第安人群中常见，遗传的毛耳缘性状在印第安人群中常见，其他地区的人群中极少见。其他地区的人群中极少见。n研究表明：研究表明：Y染色体是雄性哺乳动物所必须的，染色体是雄性哺乳动物所必须的，某种雄性化基因一定存在于某种雄性化基因一定存在于Y染色体的差别区染色体的差别区段上，如睾丸决定因子（段上，如睾丸决定因子（TDF）连锁遗传分析与染色体作图 毛耳毛耳(hairyears) 外耳道多毛家族系谱连锁遗传分析与染色体作图图图4-8耳毛的性连锁耳毛的性连
18、锁连锁遗传分析与染色体作图三、芦花鸡的毛色遗传三、芦花鸡的毛色遗传n.芦花基因芦花基因B为显性，正常基因为显性，正常基因b为隐为隐性，位于性，位于Z性染色体上。性染色体上。n.W染色体上不带它的等位基因。染色体上不带它的等位基因。n.雄鸡为雄鸡为ZZ，雌鸡为，雌鸡为ZW。连锁遗传分析与染色体作图F1F2P连锁遗传分析与染色体作图PF1F2连锁遗传分析与染色体作图全部饲养母鸡 多生蛋连锁遗传分析与染色体作图n四、限性遗传和从性遗传：四、限性遗传和从性遗传：n限性遗传限性遗传（sex-limited inheritancesex-limited inheritance）：指）：指Y Y染色体（染色
19、体（XYXY型）或型）或W W染色体（染色体（ZWZW型）上基因所型）上基因所控制的遗传性状，只局限于雄性或雌性上表现控制的遗传性状，只局限于雄性或雌性上表现的现象。的现象。n限性遗传的性状多与性激素有关限性遗传的性状多与性激素有关。例如，哺乳。例如，哺乳动物的雌性个体具有发达的乳房、某种甲虫的动物的雌性个体具有发达的乳房、某种甲虫的雄性有角等等。雄性有角等等。n限性遗传与伴性遗传的区别：限性遗传与伴性遗传的区别： 限性遗传只局限性遗传只局限于一种性别上表现限于一种性别上表现，而伴性遗传则可在雄性，而伴性遗传则可在雄性也可在雌性上表现，只是表现也可在雌性上表现，只是表现频率有所差别。频率有所差
20、别。连锁遗传分析与染色体作图n从性遗传从性遗传（sex-controlledinheritance）或称为）或称为性影响遗传性影响遗传（sex-influencedinheritance）：）：不是指由不是指由X及及Y染色体上基因所控制的性状，染色体上基因所控制的性状，而是因为而是因为内分泌及其它关系内分泌及其它关系使某些性状只出现使某些性状只出现于雌、雄一方；或在一方为显性，另一方为隐于雌、雄一方；或在一方为显性，另一方为隐性的现象。性的现象。连锁遗传分析与染色体作图n五、植物的伴性遗传连锁遗传分析与染色体作图第三节第三节遗传的染色体学说的直接证据遗传的染色体学说的直接证据n摩尔根的上述实验
21、间接证明：一个特定基因的摩尔根的上述实验间接证明：一个特定基因的行为对应于某一条特定的性染色体。行为对应于某一条特定的性染色体。n伴性遗传的直接证明是他的学生和同事伴性遗传的直接证明是他的学生和同事Bridges提出的。提出的。nBridges重复摩尔根伴性遗传时发现了例外，重复摩尔根伴性遗传时发现了例外，称为初级例外和次级例外。称为初级例外和次级例外。P84P85连锁遗传分析与染色体作图第四节第四节果蝇的果蝇的Y染色体及其性别决定染色体及其性别决定n果蝇果蝇Y染色体不象人一样对于决定雄性那么重染色体不象人一样对于决定雄性那么重要。如：要。如：XXYXO雌性雌性雄性雄性雌性雌性雄性雄性（果蝇（
22、果蝇）（人类）（人类）（人类）（人类）（果蝇（果蝇）n果蝇的性别决定除了性染色体外，常染色体也果蝇的性别决定除了性染色体外，常染色体也起重要作用，性别决定由起重要作用，性别决定由性指数（性指数（X/A）决定。决定。X染色体数与常染色体数的比例。染色体数与常染色体数的比例。（见见P56表表3-1）连锁遗传分析与染色体作图n若雄性果蝇无Y染色体，则不育。原因：Y染色体上带有精子生成所必需的生殖力基因。n黑腹果蝇截毛基因（bb）的遗传：XbbXbbXbb+YbbXbbXbbXbbYbb+(截毛)(正常）(截毛)(正常）XbbXbb+XbbYbbXbbXbbXbbYbb+(正常）(截毛)(截毛)(正常
23、）n从而证明：截毛基因存在Y染色体上。连锁遗传分析与染色体作图第五节第五节剂量补偿效应剂量补偿效应n一、一、Barr小体：一种浓缩的、惰性的异染色质小体：一种浓缩的、惰性的异染色质的小体，与性别及的小体，与性别及X染色体数目有关，所以又染色体数目有关，所以又称性染色质体（称性染色质体（sex-chromatinbody)，又名巴，又名巴氏小体。氏小体。n1949年年Barr在雌猫的神经细胞间期核中发现。在雌猫的神经细胞间期核中发现。之后在大部分正常女性表皮羊水等组织的间之后在大部分正常女性表皮羊水等组织的间期核中也发现，但男性没有。（期核中也发现，但男性没有。（why?)连锁遗传分析与染色体作
24、图n二、剂量补偿效应二、剂量补偿效应对于果蝇和哺乳动物来说对于果蝇和哺乳动物来说理论上：雌性具两条理论上：雌性具两条X染色体，其上基因产物染色体，其上基因产物应有两份，而雄性只有一份。应有两份，而雄性只有一份。实际上：雌、雄实际上：雌、雄X染色体基因产物基本相同。染色体基因产物基本相同。原因：剂量补偿效应（原因：剂量补偿效应（dosagecompensationeffect)剂量补偿效应有剂量补偿效应有3中不同的机制（中不同的机制（P90）连锁遗传分析与染色体作图n三、三、Lyon假说假说（一）正常雌性体细胞中，只有一条（一）正常雌性体细胞中，只有一条X有活性有活性（activationX,X
25、a)，另一条在遗传上无活性，另一条在遗传上无活性（inactivationX,Xi），保证雌雄性），保证雌雄性X染色体上染色体上基因产物相同。基因产物相同。（二）失活是随机的。（二）失活是随机的。（三）失活发生在胚胎发育的早期，如人类（合子（三）失活发生在胚胎发育的早期，如人类（合子细胞增殖到细胞增殖到56千个细胞时），且一旦失活，此千个细胞时），且一旦失活，此细胞所有后代细胞的此染色体均处于失活态。细胞所有后代细胞的此染色体均处于失活态。（四）杂合体雌性在伴性基因的作用上是嵌合体。（四）杂合体雌性在伴性基因的作用上是嵌合体。连锁遗传分析与染色体作图n例如：玳瑁猫几乎都是雌性。例如：玳瑁猫几乎
26、都是雌性。黄毛皮黄毛皮O基因对黑皮毛基因对黑皮毛o是显性且位于是显性且位于X染色体上：染色体上：XOXo个体发育早期，一条个体发育早期，一条X随机失活，所以呈现黑黄随机失活，所以呈现黑黄相间斑点。相间斑点。雄性个体雄性个体XOXoY也是玳瑁型，且每个细胞有一个也是玳瑁型，且每个细胞有一个Barr小体。小体。n研究表明：研究表明：Barr小体的数目正好是小体的数目正好是X染色体数目减染色体数目减1。n失活的失活的X染色体上所有基因并不都失活，而且失活的染色体上所有基因并不都失活，而且失活的X染色体在进入减数分裂前将重新被激活，所以在成染色体在进入减数分裂前将重新被激活，所以在成熟的卵母细胞中两条
27、熟的卵母细胞中两条X染色体都是有活性的。染色体都是有活性的。连锁遗传分析与染色体作图第六节第六节连锁基因的交换和重组连锁基因的交换和重组n一、一、连锁遗传现象连锁遗传现象nBateson和和Punnett对香豌豆的研究中发现的。对香豌豆的研究中发现的。( ( ( (一一一一) ) ) )、香豌豆、香豌豆、香豌豆、香豌豆( ( ( (Lathyrus odoratusLathyrus odoratusLathyrus odoratusLathyrus odoratus) ) ) )两对相对性状杂交试验两对相对性状杂交试验两对相对性状杂交试验两对相对性状杂交试验. . . . 花色：花色：花色：花
28、色： 紫花紫花紫花紫花( ( ( (P)P)P)P)对对对对红花红花红花红花( ( ( (p)p)p)p)为显性；为显性；为显性；为显性； 花粉粒形状：花粉粒形状：花粉粒形状：花粉粒形状：长花粉粒长花粉粒长花粉粒长花粉粒(L)(L)(L)(L)对圆花粉粒对圆花粉粒对圆花粉粒对圆花粉粒(l)(l)(l)(l)为显性。为显性。为显性。为显性。uu1. 1. 1. 1. 紫花、长花粉粒紫花、长花粉粒紫花、长花粉粒紫花、长花粉粒红花、圆花粉粒红花、圆花粉粒红花、圆花粉粒红花、圆花粉粒. . . .uu2. 2. 2. 2. 紫花、圆花粉粒紫花、圆花粉粒紫花、圆花粉粒紫花、圆花粉粒红花、长花粉粒红花、长
29、花粉粒红花、长花粉粒红花、长花粉粒连锁遗传分析与染色体作图1 1、紫花、长花粉粒紫花、长花粉粒红花、圆花粉粒红花、圆花粉粒连锁遗传分析与染色体作图结果：结果：nF1两对相对性状均表现为显性，两对相对性状均表现为显性，F2出出现四种表现型；现四种表现型；nF2四种表现型个体数的比例与四种表现型个体数的比例与9:3:3:1相差很大，并且两亲本性状组合类型相差很大，并且两亲本性状组合类型(紫长和红圆紫长和红圆)的实际数高于理论数，的实际数高于理论数，而两种新性状组合类型而两种新性状组合类型(紫圆和红长紫圆和红长)的实际数少于理论数。的实际数少于理论数。连锁遗传分析与染色体作图2、紫花、圆花粉粒紫花、
30、圆花粉粒红花、长花粉粒红花、长花粉粒连锁遗传分析与染色体作图结果：结果：nF1两对相对性状均表现为显性，两对相对性状均表现为显性，F2出出现四种表现型；现四种表现型；nF2四种表现型个体数的比例与四种表现型个体数的比例与9:3:3:1相差很大，并且两亲本性状组合类型相差很大，并且两亲本性状组合类型(紫圆和红长紫圆和红长)的实际数高于理论数，的实际数高于理论数，而两种新性状组合类型而两种新性状组合类型(紫长和红圆紫长和红圆)的实际数少于理论数。的实际数少于理论数。连锁遗传分析与染色体作图n(二二)、连锁遗传现象、连锁遗传现象.n杂交试验中，原来为同一亲本所具有的两杂交试验中，原来为同一亲本所具有
31、的两个性状在个性状在F2中不符合独立分配规律，而常中不符合独立分配规律，而常有连在一起遗传的倾向，这种现象叫做连有连在一起遗传的倾向，这种现象叫做连锁锁(linkage)遗传现象。遗传现象。n相引相相引相(couplingphase)与与相斥相相斥相(repulsionphase).连锁遗传分析与染色体作图二二完全连锁和不完全连锁完全连锁和不完全连锁n完全连锁完全连锁(completelinkage)：如果如果连锁基因的连锁基因的杂种杂种F1(双杂合体双杂合体)只产只产生两种亲本类型的配子，而生两种亲本类型的配子，而不产生非亲不产生非亲本类型的配子本类型的配子，就称为完全连锁，就称为完全连锁。
32、n不完全连锁不完全连锁(incompletelinkage)：指指连锁基因的杂种连锁基因的杂种F1不仅产生亲本类型不仅产生亲本类型的配子，还会产生重组型配子。的配子，还会产生重组型配子。连锁遗传分析与染色体作图完全连锁(completelinkage)ABab连锁遗传分析与染色体作图n例：果蝇的完全连锁遗传例：果蝇的完全连锁遗传黑腹果蝇中黑腹果蝇中灰体（灰体（B）对黑体（）对黑体（b）是显性，是显性，长翅长翅（V）对残翅（）对残翅（v）为显性，且都位于常染色体上。为显性，且都位于常染色体上。BVbvBVbv灰长灰长黑残黑残BVbvbvbv灰长灰长黑残黑残BVbvbvbv灰长灰长黑残黑残连锁遗传
33、分析与染色体作图n果蝇的不完全连锁果蝇的不完全连锁(completelinkage)BVbvBVbv灰长灰长黑残黑残BVbvbvbv灰长灰长黑残黑残BVbvBvbVbvbvbvbv灰长灰长黑残黑残灰残灰残黑长黑长42%42%8%8%n亲本的类型远远多于新类型。原因：同源染色体上的亲本的类型远远多于新类型。原因：同源染色体上的非等位基因之间重新组合的结果，此现象称重组。非等位基因之间重新组合的结果，此现象称重组。连锁遗传分析与染色体作图连锁群n凡位于同一染色体上的基因群，称为一个连锁群。n凡是充分研究过的生物中，连锁群的数目都应该等于其单倍体染色体数目。连锁遗传分析与染色体作图遗传学的第三定律n
34、一、交换的细胞学证据一、交换的细胞学证据n（一）同一染色体上相互连锁的基因出现重组的原因（一）同一染色体上相互连锁的基因出现重组的原因（Janssens提出的交叉型假设）：提出的交叉型假设）：1、减数分裂、减数分裂1前期，同源染色体非姐妹染色单体某些前期，同源染色体非姐妹染色单体某些区段发生交换，从而出现交叉现象。区段发生交换，从而出现交叉现象。2、若处于同源染色体不同座位的两个连锁基因发生交、若处于同源染色体不同座位的两个连锁基因发生交换，即可导致此连锁基因的重组。换，即可导致此连锁基因的重组。n此学说的核心：交叉是交换的结果，而不是交换的原此学说的核心：交叉是交换的结果，而不是交换的原因，
35、因，即遗传学上的交换发生在细胞学似的交叉发生之即遗传学上的交换发生在细胞学似的交叉发生之前。前。n一般情况下，染色体越长，交叉越多。一个交叉代表一般情况下，染色体越长，交叉越多。一个交叉代表一次交换。一次交换。连锁遗传分析与染色体作图n二二、遗传的第三定律遗传的第三定律n连锁交换定律连锁交换定律的基本内容的基本内容：处在同一染处在同一染色体上的两个或两个以上基因遗传时，联在一色体上的两个或两个以上基因遗传时，联在一起的频率大于重新组合的频率。起的频率大于重新组合的频率。n自由组合与连锁交换的差别自由组合与连锁交换的差别：1、前者基因由、前者基因由非同源染色体传递，而后者由同源染色体非姐非同源染
36、色体传递，而后者由同源染色体非姐妹染色单体交换重组造成。妹染色单体交换重组造成。2、自由组合受生、自由组合受生物染色体对数局限，而连锁交换则受到其染色物染色体对数局限，而连锁交换则受到其染色体本身长度的限制。体本身长度的限制。连锁遗传分析与染色体作图三、重组频率的测定三、重组频率的测定重组型数目重组型数目重组频率重组频率(RF)=亲组型数目亲组型数目+重组型数目重组型数目以玉米为测交实验说明重组频率的测定方以玉米为测交实验说明重组频率的测定方法。法。P98连锁遗传分析与染色体作图 玉米中的连锁遗传玉米中的连锁遗传 P P 有色饱满有色饱满 X X 无色皱缩无色皱缩 C Sh/C Sh c sh
37、/c sh C Sh/C Sh c sh/c sh 测交：测交：F1 C Sh/c sh X c sh/c shF1 C Sh/c sh X c sh/c sh（双隐性）（双隐性） CSh/csh Csh/csh cSh/csh csh/csh CSh/csh Csh/csh cSh/csh csh/csh 有、满有、满 有、皱有、皱 无、满无、满 无、皱无、皱 自由组合预期：自由组合预期： 1 1 1 1 1 1 1 1 合计合计实实 验验 结结 果果 ：4032 149 152 4035 8368 4032 149 152 4035 8368 亲组合亲组合 重组合重组合 96.4% 3.6
38、% 96.4% 3.6% 连锁遗传分析与染色体作图影响交换的因素影响交换的因素n1.性别性别：雄果蝇、雌蚕未发现染色体片断发生交换；：雄果蝇、雌蚕未发现染色体片断发生交换；n2.温度温度：家蚕第二对染色体上：家蚕第二对染色体上PS-Y(PS黑斑、黑斑、Y幼虫黄血幼虫黄血)饲养温度饲养温度()3028262319交换值（交换值（%）21.48 22.34 23.55 24.9825.86n3.基因基因位于染色体上的部位：离着丝点越近，其交换值越小，着位于染色体上的部位：离着丝点越近，其交换值越小，着丝点不发生交换。丝点不发生交换。n4.其它其它：年龄、染色体畸变等也会影响交换值。：年龄、染色体畸
39、变等也会影响交换值。 由于交换值具有相对稳定性，常以该数值表示由于交换值具有相对稳定性，常以该数值表示两个基因在同两个基因在同一染色体上的相对距离一染色体上的相对距离（遗传距离）（遗传距离）。 例如：例如：3.6%即可称为即可称为3.6个遗传单位。个遗传单位。 遗传单位值愈大，两基因间距离愈远，愈易交换；遗传单位值愈大，两基因间距离愈远，愈易交换； 遗传单位值愈小，两基因间距离愈近，愈难交换。遗传单位值愈小，两基因间距离愈近，愈难交换。连锁遗传分析与染色体作图三、多线交换与最大交换值三、多线交换与最大交换值n两个基因之间发生一次交换时的最大交两个基因之间发生一次交换时的最大交换值：换值：1/2
40、100%=50%n如两个基因距离较远时，其间可以发生如两个基因距离较远时，其间可以发生两次或两次以上的交换，则涉及的染色两次或两次以上的交换，则涉及的染色单体将不限于单体将不限于2条，可以是多线交换。则条，可以是多线交换。则最大交换值又会怎样？最大交换值又会怎样？连锁遗传分析与染色体作图BbB连锁遗传分析与染色体作图nabc对于基因座对于基因座A.C来说来说,偶数次交偶数次交换等于没有交换换等于没有交换,奇数次交换奇数次交换等于单交换。等于单交换。nP100：只要：只要4条染色单体发生交换的机条染色单体发生交换的机会相等，在所研究的两个基因之间产生会相等，在所研究的两个基因之间产生重组型与亲组
41、型的比总是重组型与亲组型的比总是1：1，所以最，所以最大交换值也是大交换值也是50%。n双交换特点：双交换特点：1、双交换概率显著低于单、双交换概率显著低于单交换概率。交换概率。2、3个连锁基因间发生双交个连锁基因间发生双交换的结果，旁侧基因无重组，换的结果，旁侧基因无重组，此时旁侧此时旁侧基因的重组率低于实际的交换值基因的重组率低于实际的交换值。ABC连锁遗传分析与染色体作图四、基因定位与染色体作图四、基因定位与染色体作图n（一）相关概念1、基因定位（、基因定位（genemapping)：根据重组值确定不同基因：根据重组值确定不同基因在染色体上的相对位置和排列顺序的过程。在染色体上的相对位置
42、和排列顺序的过程。2、染色体图（、染色体图（chromosomemap)又称基因连锁图又称基因连锁图（linkagemap)或遗传图（或遗传图（geneticmap)。根据基因之。根据基因之间的交换值（或重组值），确定连锁基因在染色体上间的交换值（或重组值），确定连锁基因在染色体上的相对位置而绘制的一种简单线性示意图。的相对位置而绘制的一种简单线性示意图。3、图距（、图距（mapdistance)：；两个基因在染色体图上距离：；两个基因在染色体图上距离的数量单位称图距。图距单位称为厘摩（的数量单位称图距。图距单位称为厘摩（cM），），1%交换值交换值=1cM连锁遗传分析与染色体作图n根据两个基
43、因位点间的交换值能够确定两个基根据两个基因位点间的交换值能够确定两个基因间的相对距离，但并不能确定基因间的排列因间的相对距离，但并不能确定基因间的排列次序。次序。n例例：n玉米糊粉层有色玉米糊粉层有色C/无色无色c基因、籽粒饱满基因、籽粒饱满Sh/凹陷凹陷sh基因均位于第九染色体上；且基因均位于第九染色体上；且C-Sh基因间的交基因间的交换值为换值为3.6%。根据上述信息可知：根据上述信息可知：nC-Sh间遗传距离为间遗传距离为3.6个遗传单位即图距个遗传单位即图距=3.6cM；n但不能确定它们在染色体上的排列次序，因而有两种但不能确定它们在染色体上的排列次序，因而有两种可能的排列方向，如下图
44、所示：可能的排列方向，如下图所示：连锁遗传分析与染色体作图通过通过三次测验三次测验，获得三对基因两两间交换值获得三对基因两两间交换值、估计、估计其遗传距离；其遗传距离；每次测验两对基因间每次测验两对基因间交换值；根据三个交换值；根据三个遗传距离遗传距离推断三对基因间的排列次序。推断三对基因间的排列次序。两点测验局限性：两点测验局限性：1.工作量大，需要作三次杂交，工作量大，需要作三次杂交，三次测交；三次测交；2.不能排除不能排除双交换的影响，准确性不够高双交换的影响，准确性不够高。连锁遗传分析与染色体作图（二）三点测交（二）三点测交（three-pointtestcross)与染色体作图与染色
45、体作图n三点测验三点测验: :通过一次通过一次杂交杂交和一次用隐性亲本和一次用隐性亲本测交测交，同时测定三对，同时测定三对基因在染色体上的位置，是基因定位最常用的方法。基因在染色体上的位置，是基因定位最常用的方法。n特点：特点：(1).纠正两点测验的缺点，使估算的交换值更为准确；纠正两点测验的缺点，使估算的交换值更为准确；(2).通过一次试验可同时确定三对连锁基因的位置。通过一次试验可同时确定三对连锁基因的位置。连锁遗传分析与染色体作图1 1、确定基因在染色体上的位置：、确定基因在染色体上的位置：n以玉米以玉米CcCc、ShshShsh和和WxwxWxwx三对基因为例：三对基因为例： P P
46、凹陷、非糯、凹陷、非糯、 有色有色 饱满、糯性、无色饱满、糯性、无色 shsh + + + + shsh + + + + + + wxwx cc+ + wxwx cc F1 F1 饱满、非糯、有色饱满、非糯、有色 凹陷、粒性、无色凹陷、粒性、无色 +sh +wx +c +sh +wx +c shsh wxwx ccshsh wxwx ccnF1F1配子及配子及FtFt表型见下表：表型见下表： 连锁遗传分析与染色体作图连锁遗传分析与染色体作图n根据根据F1F1的染色体基因型有三种可能性：的染色体基因型有三种可能性： sh + +sh + + + wx + + wx + + sh + + sh +
47、 wx + c wx + c + + sh + + sh wx c wx c + +wx在中间在中间sh在中间在中间c在中间在中间?连锁遗传分析与染色体作图连锁遗传分析与染色体作图连锁遗传分析与染色体作图n确定中间一个基因：可以用最少的双交最少的双交换型与最多的亲型相比换型与最多的亲型相比 只有只有sh基因发生基因发生了位置改变了位置改变。sh一定在中间。连锁遗传分析与染色体作图（2 2）估算）估算交换值确定基因之间的距离。交换值确定基因之间的距离。wx-sh间重组值间重组值(RF)=(RF)=（601+626+4+2601+626+4+2）/6708=18.4%/6708=18.4%sh-c
48、间重组值间重组值(RF) =(RF) =（116+113+4+2)/6708=3.5%116+113+4+2)/6708=3.5% wx-c间重组值间重组值(RF) (RF) =(601+626+116+113)/6078=20.72%=(601+626+116+113)/6078=20.72%wx-c间交换值间交换值=RFwx-c+2双交换值双交换值=20.72+0.092=21.9%n 三对连锁基因在染色体上的位置和距离确定如下：三对连锁基因在染色体上的位置和距离确定如下：21.918.43.5 wx sh c wx sh cn若测交后代只出现若测交后代只出现6种表型，说明无双交换。种表型
49、，说明无双交换。n根据同样方法，已绘制了玉米染色体（根据同样方法，已绘制了玉米染色体（P73）和果蝇）和果蝇（P75）的连锁图。）的连锁图。连锁遗传分析与染色体作图2 2 果蝇三点测交果蝇三点测交 P P 棘眼、棘眼、截翅截翅 X X 缺翅横脉缺翅横脉 ecct +/ecct+ + + cv/y ecct +/ecct+ + + cv/y F1 ecct+/+cvX ec ct cv/y F1 ecct+/+cvX ec ct cv/y 测交子代：序号测交子代：序号 表表 型型 实得数实得数 1 ec ct + 2125 1 ec ct + 2125 （亲组合）（亲组合） 2 + + cv 2
50、207 2 + + cv 2207 3 ec + cv 273 3 ec + cv 273 （单交换（单交换I I） 4 + ct + 265 4 + ct + 265 5 ec + + 217 5 ec + + 217 （单交换（单交换IIII 6 + ct cv 223 6 + ct cv 223 7 + + + 5 7 + + + 5 （双交换）（双交换） 8 ec ct cv 3 8 ec ct cv 3 合计合计 5318 5318连锁遗传分析与染色体作图中间位点法作图（适用于测交子代有中间位点法作图（适用于测交子代有8 8种类型）种类型） A A 分成分成4 4组组 B B 确定正
51、确的基因顺序确定正确的基因顺序 亲组合亲组合 ec ct + + + cv ec ct + + + cv 双交换双交换 ec ct cv + + + ec ct cv + + + 基因顺序为基因顺序为: : ec cv ctec cv ct 或或 ct cv ecct cv ec C C 分别计算两个单交换确定图距分别计算两个单交换确定图距 ec-cv:(273+265+5+3)/5318X100 %=10.2% ec-cv:(273+265+5+3)/5318X100 %=10.2% cv-ct:(217+223+5+3)/5318 X100%=8.4% cv-ct:(217+223+5+3
52、)/5318 X100%=8.4% D D 作图（绘染色体图）作图（绘染色体图） ec 10.2 cv 8.4 ct ec 10.2 cv 8.4 ct 18.6 18.6连锁遗传分析与染色体作图n关于遗传图还需做以下说明：关于遗传图还需做以下说明：1、一般以最左端的基因位置为、一般以最左端的基因位置为0，但随着，但随着研究的进展，发现有更左端的基因时，研究的进展，发现有更左端的基因时，0点的位置让给新基因，其他基因相应移点的位置让给新基因，其他基因相应移动。动。2、重组率在、重组率在0%-50%之间，但在遗传图上，之间，但在遗传图上，可以出现可以出现50个单位以上的图距。原因是个单位以上的图
53、距。原因是这两个基因间发生多次交换的缘故。所这两个基因间发生多次交换的缘故。所以从图上数值知重组率只限临近的基因以从图上数值知重组率只限临近的基因座之间。座之间。连锁遗传分析与染色体作图1.理论双交换值理论双交换值n连锁与互换的机理表明：染色体上除着丝粒外，任连锁与互换的机理表明：染色体上除着丝粒外，任何一点均有可能发生非姊妹染色单体间的交换。但何一点均有可能发生非姊妹染色单体间的交换。但是相邻两个交换是否会发生相互影响呢？是相邻两个交换是否会发生相互影响呢？n如果相邻两交换间互不影响，即交换如果相邻两交换间互不影响，即交换独立发生独立发生，那，那么根据乘法定理，双交换发生的理论频率么根据乘法
54、定理，双交换发生的理论频率(理论双交理论双交换值换值)应该是两个区域交换频率应该是两个区域交换频率(交换值交换值)的乘积。的乘积。n例：例：wxshc三点测验中，三点测验中，wx和和c基因间理论双交换值基因间理论双交换值应为：应为：0.1840.035=0.64%。（三）（三）干扰（干涉）和符合（并发）干扰（干涉）和符合（并发）连锁遗传分析与染色体作图2.干扰干扰(interference)：n测交试验的结果表明：测交试验的结果表明：wx和和c基因间的实际双交换值为基因间的实际双交换值为0.09，低于理论双，低于理论双交换值，这是由于交换值，这是由于wx-sh间或间或sh-c间一旦发生一次交换
55、间一旦发生一次交换后就会影响另一个区域交换的发生，使双交换的频率后就会影响另一个区域交换的发生，使双交换的频率下降。下降。n这种现象称为干扰这种现象称为干扰(interference)，或干涉：，或干涉：一个交换发生后，它往往会一个交换发生后，它往往会影响影响其邻近交换的发生。其邻近交换的发生。其结果是使实际双交换值其结果是使实际双交换值不等于不等于理论双交换值。理论双交换值。n为了度量两次交换间相互影响的程度，提出了符合系为了度量两次交换间相互影响的程度，提出了符合系数（并发系数）的概念。数（并发系数）的概念。连锁遗传分析与染色体作图符合系数符合系数(coefficientofcoincid
56、ence)n符合系数也称为并发系数：用以衡量两符合系数也称为并发系数：用以衡量两次交换间相互影响的次交换间相互影响的性质和程度性质和程度。n例如前述中：例如前述中：符合系数符合系数=0.09/0.64=0.14.n符合系数的性质：符合系数的性质：真核生物：真核生物：0,1正干扰正干扰；*某些微生物中往往大于某些微生物中往往大于1，称为，称为负干扰负干扰。连锁遗传分析与染色体作图n1、在果蝇中，黄体、在果蝇中，黄体(y)、白眼、白眼(w)和小翅和小翅(ct)这三个这三个隐性性状与隐性性状与X染色体连锁，现将一具有黄体白眼和染色体连锁，现将一具有黄体白眼和正常翅膀的雌性果蝇和一正常的体色和眼睛，但
57、为正常翅膀的雌性果蝇和一正常的体色和眼睛，但为小翅的雄性果蝇交配，小翅的雄性果蝇交配，F1雌性果蝇三个性状均表现雌性果蝇三个性状均表现为野生型，而雄性果蝇表现出黄体白眼和正常翅膀为野生型，而雄性果蝇表现出黄体白眼和正常翅膀的性状。的性状。F1雌雄果蝇交配得到雌雄果蝇交配得到F2代，代，F2代雄性个体代雄性个体的表现型如下：的表现型如下：y+ct9ywct90+ct424y+0+w+6+95yw+376+wct（1）亲本及）亲本及F1代雌雄个体的基因型？代雌雄个体的基因型？（2）计算基因的图距，绘出遗传图谱。）计算基因的图距，绘出遗传图谱。（3）F2代中的雌性群体能否用于构建图谱，为什么？代中的
58、雌性群体能否用于构建图谱，为什么？连锁遗传分析与染色体作图n2、基因型、基因型AaBbCc的个体，下列情况下的个体，下列情况下产生的配子的种类和比例是多少？产生的配子的种类和比例是多少？n（1）三对基因彼此独立。）三对基因彼此独立。n（2）其中两对基因连锁，第三对独立。）其中两对基因连锁，第三对独立。n（3）三对基因是连锁的，而且假定只发）三对基因是连锁的，而且假定只发生一次交换，这一次交换有的性母细胞生一次交换，这一次交换有的性母细胞发生在连锁区段内，有的发生在连锁区发生在连锁区段内，有的发生在连锁区段外。段外。n（4）三对基因是连锁的，而且有双交换。）三对基因是连锁的，而且有双交换。连锁遗
59、传分析与染色体作图n3、在一个涉及果蝇三对等位基因的杂交、在一个涉及果蝇三对等位基因的杂交中，基因型为（中，基因型为（AaBbCc）的杂种果蝇）的杂种果蝇与一纯合隐性的雄果蝇杂交，得到下列与一纯合隐性的雄果蝇杂交，得到下列表现型的后代：表现型的后代：表表现现型型ABCABcaBCAbCabcabCAbcaBc数数目目12817363251421334305连锁遗传分析与染色体作图第七节第七节人类基因组的染色体作图人类基因组的染色体作图n一、人类基因定位方法一、人类基因定位方法v（一）家系分析法：（一）家系分析法：通过分析、统计家系通过分析、统计家系中有关性状的连锁情况和重组率进行基因定位中有关
60、性状的连锁情况和重组率进行基因定位的方法。的方法。1、只出现在男性、只出现在男性基因定位在基因定位在Y染色体上染色体上2、X连锁基因的定位连锁基因的定位根据伴性遗传特点根据伴性遗传特点3、外祖父法、外祖父法连锁遗传分析与染色体作图(1)(1)前提条件：两个连锁基因位于前提条件：两个连锁基因位于X X染色体上的；染色体上的；母亲是两对基因的杂合体；母亲是两对基因的杂合体； 如：红绿色盲基因如：红绿色盲基因a a； 蚕豆病蚕豆病(G6PD-)(G6PD-)基因：基因：g g(2) (2) 外祖父法定位原理外祖父法定位原理 外祖父外祖父 母亲母亲( (双杂合体双杂合体) ) 儿子儿子 AG/Y AG
61、/ag AG/Y ag/Y Ag/Y aG/Y AG/Y AG/ag AG/Y ag/Y Ag/Y aG/Y aG/Y aG/Ag aG/Y Ag/Y AG/Y ag/Y aG/Y aG/Ag aG/Y Ag/Y AG/Y ag/Y Ag/Y Ag/aG Ag/Y aG/Y AG/Y ag/Y Ag/Y Ag/aG Ag/Y aG/Y AG/Y ag/Y 亲组合亲组合 重组合重组合 统计结果，计算交换值。统计结果，计算交换值。连锁遗传分析与染色体作图（二）、利用染色体异常进行基因定位（二）、利用染色体异常进行基因定位（1 1）基因剂量效应法：基因剂量效应法：（2 2）染色体缺失定位法染色体缺失
62、定位法采用染色体分带技采用染色体分带技术术 人类染色体的标准带型：臂、区、带、亚人类染色体的标准带型：臂、区、带、亚带。带。连锁遗传分析与染色体作图n（三）（三）DNADNA介导的基因定位介导的基因定位1 1、克隆基因定位法、克隆基因定位法 原理：原理：采用已克隆基因的采用已克隆基因的cDNAcDNA作探针，作探针，与杂种细胞中人染色体与杂种细胞中人染色体DNADNA进行分子杂交，进行分子杂交，来确定克隆基因所在的染色体。来确定克隆基因所在的染色体。连锁遗传分析与染色体作图表：以人体白蛋白基因表：以人体白蛋白基因cDNA为探针的克隆基因定位法定位结果为探针的克隆基因定位法定位结果连锁遗传分析与
63、染色体作图2 2、 原位分子杂交法基因定位原位分子杂交法基因定位 目的基因目的基因DNA DNA 重组重组DNA* + DNA* + 早中期染色体早中期染色体 变性变性 复性复性 干燥干燥 放射自显影放射自显影连锁遗传分析与染色体作图n二、二、 人类染色体作图人类染色体作图（一）限制性片断长度多态（一）限制性片断长度多态（RFLP)RFLP) RestrictionfragmentlengthpalymorphismRestrictionfragmentlengthpalymorphism 1 RFLP 1 RFLP概念：概念： 2 2 用用RFLPRFLP进行基因定位进行基因定位如产前诊断：如产前诊断：连锁遗传分析与染色体作图人的网织细胞提纯，反转录cDNA同位素32P羊水细胞抽取DNADNA片断限制性酶切割珠蛋白mRNA走电泳碱处理成单链，移至硝酸纤维薄膜上放射自显影，寻找珠蛋白基因（RF)抽取RNA连锁遗传分析与染色体作图
