連鎖與互換規(guī)律

1、.第五章 連鎖與互換規(guī)律1910年摩爾根將果蠅白眼基因定位于X上后，又發(fā)現(xiàn)一些伴性遺傳基因，證明X上確有許多基因（人有23對染色體和十萬個基因）。提出問題：（1） 同一染色體上眾多基因如何排列（2） 遺傳傳遞有何規(guī)律經(jīng)研究得到結(jié)論：（1）基因論（2）連鎖交換規(guī)律第一節(jié) 基因的連鎖與交換一、連鎖遺傳現(xiàn)象（一）連鎖遺傳現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)1906年英國學(xué)者貝特森（Bateson）和潘耐特（Pannett）研究香豌豆兩對性狀遺傳時，首先發(fā)現(xiàn)的?；伾仙玃對紅色p顯性，花粉粒形狀長形L對圓形l顯性。F2分離比不符合9：3：3：1，親組合類型較多，重組合類型偏少。原為同一親本的兩個性狀，在F2中常常有聯(lián)系在一起的

2、傾向，這說明來自同一親本的基因，有較多的在一起傳遞的可能。但貝特森和潘耐特未能提出科學(xué)的解釋。摩爾根認(rèn)為應(yīng)從F1產(chǎn)生配子數(shù)找原因，4種配子數(shù)目不等，親組合類型多，重組類型少。（二）摩爾根的實驗 果蠅翅的長短，復(fù)眼的顏色 長翅Vg，殘翅vg，紅色復(fù)眼Pr，紫色復(fù)眼pr解釋相引組雜交紅眼雄果蠅產(chǎn)生兩種數(shù)目相同的配子，測交后代1：1，紅眼雌果蠅產(chǎn)生四種配子，但親組型配子Vg Pr和vg pr多，而重組型配子Vg pr和vgPr少。同理可解釋相斥組雜交結(jié)果。果蠅翅的長短和眼的顏色是兩對相對性狀，這兩對相對性狀在雜交后代中具有某種程度的相關(guān)性或相連性，把這種現(xiàn)象叫連鎖。把這兩對相對性狀叫連鎖性狀?？刂七B

3、鎖性狀的基因叫連鎖基因，連鎖基因位于同一對同源染色體上。連鎖基因之間能夠發(fā)生交換的連鎖叫不完全連鎖（雌果蠅），不能發(fā)生交換的連鎖叫完全連鎖（雄果蠅、雌家蠶）。目前人們經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)僅有兩種動物雄果蠅和雌蠶屬于完全連鎖，不發(fā)生交換。相引組：兩個顯性在一起，兩個隱性在一起配成的雜交組合。相斥組：一個顯性一個隱性和一個隱性一個顯性在一起配成的雜交組合。（三）連鎖的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)同一染色體上非等位基因隨染色體一起遺傳完全連鎖，又能按一定比例發(fā)生交換而重組不完全連鎖。圖示：（四）連鎖交換規(guī)律位于同一染色體上非等位基因隨染色體一起遺傳，又能按一定比例發(fā)生交換而重組，雜合體產(chǎn)生的配子親組型多，重組型少。二、交換和

4、重組值(一)交換同源染色體在減數(shù)分裂配對時，偶爾在相應(yīng)的位置發(fā)生斷裂，然后錯接，造成同源染色體中的非姐妹染色單體之間染色體片段的互換，這個過程叫交換或重組。交換的染色體叫重組染色體。染色體片段的交換導(dǎo)致連鎖基因之間的交換。特點：（圖示）（1）連鎖基因之間的交換發(fā)生在減數(shù)分裂的前期的粗線期。（2）一般發(fā)生在靠近的非姐妹染色單體之間，等量互換片斷。（3）每發(fā)生一次有效交換，將產(chǎn)生兩條重組染色體，兩條非重組染色體（親染色體），含有重組染色體的配子叫重組合配子，含有非重組染色體的配子叫親組合配子。（4）測交后代親組型多，重組型少（說明原因），兩親組型配子相等ABab，兩重組型配子相等Ab=aB。判斷基

5、因之間關(guān)系： 測交后代表型及比例：（1）1：1：1：1，自由組合；（2）1：1，完全連鎖；（3）兩多兩少，連鎖交換。（二）重組值（交換值）1、 概念重組型配子占總配子數(shù)的百分率。(兩基因之間發(fā)生交換的頻率，含義有別)重組值（交換值）=100% 重組合配子 配子總數(shù)（親組合配子+重組合配子）2、重組值大小0重組值50% =0 完全連鎖；50 自由組合 反映兩連鎖基因連鎖強弱，小強；大弱3、 反映減分中發(fā)生交換的性母細(xì)胞比例發(fā)生交換性母細(xì)胞2交換值發(fā)生交換的性母細(xì)胞的百分率是重組合配子百分率的2倍。因此如果交換值為4%，則表明有8%的性母細(xì)胞發(fā)生了交換。4、 表示連鎖基因間距離重組值重組型配子數(shù)兩

6、基因間發(fā)生交換的頻率兩基因間距離（距離越遠(yuǎn)交換點越多）。用重組值大小表示連鎖基因間距離圖距，度量單位染色體圖單位；圖距重組值去掉，當(dāng)連鎖基因間距離大時有雙交換，不能代表圖距，需要校正。(三) 重組值測定方法1、 測交法 簡單，常用，但有時操作困難測交后代的表型和數(shù)目直接反應(yīng)F1產(chǎn)生的配子類型和數(shù)目，用公式：重組值（交換值）測交后代中重組型數(shù)/測交后代總數(shù)100上例相引組12；相斥組13例如：果蠅 正常腿T，粗腿t；長翅V，殘翅v；直翅C，彎翅c。相引相正常腿長翅TV/TV 粗腿殘翅t(yī)v/tv TV/tv tv/tv TV /tv tv/ tv Tv/ tv tV/ tv 510 508 65

7、68=1151Tv之間重組值=65+68/1151=11%相斥相 正常腿殘翅Tv/Tv 粗腿長翅t(yī)V/tVTV/tv tv/tv Tv /tv tV/tv TV/tv tv/tv 401 398 51 48Tv之間重組值= (51+48 )(401+398+51+48)100% =11%相引相長翅直翅VC/VC 殘翅彎翅vc/vc VC/vc vc/vc V C/vc v c/vc Vc/vc v C/vc 318 296 25 31VC之間重組值=(25+31 )(318+296+25+31)100% =8%相斥相長翅彎翅Vc/Vc 殘翅直翅vC/vC Vc/vC vc/vc V c/vc

8、v C/vc VC/vc vc /vc 218 209 20 18Vc之間重組值=(20+18)(218+209+20+18)100% =8%同法求TC之間重組值18.4%2、自交法 對難以去雄不能雜交，可采用自交法（1） 平方根法 例如：紫花長花粉紅花園花粉 PL Pl pL pl PL/PL pl/pl PLF1 PL/pl Pl pLF2 PL Pll ppL ppll pl pl/pl 4831 390 393 13386952設(shè)pld, 則PLd， Pl pL0.5d，d21338/69520.192 d0.44 重組型配子占總配子比例120.4412 重組值12因此法僅用雙隱性和總

9、數(shù)，會影響準(zhǔn)確度（2） 乘積比例法 由公式求乘積比例X值，再查“乘積比例法估算重組值”表，得重組率值。 相引組Xa2 a3/ a1 a4 相斥組Xa1 a4 / a2 a3a1代表雙顯 a4代表雙隱 a2 a3 代表一顯一隱上例為相引組 Xa2 a3/ a1 a4390393/483113380.024查表得0.12即12 因后代四種類型都有，更準(zhǔn)確三、交換的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)1913年斯特恩（Stern）在果蠅、麥克林托克在玉米中找到證據(jù)（玉米種子顏色有色C，無色c，種質(zhì)非糯性Wx，糯性wx，位于第九染色體上特殊品系，一端帶有一個染色結(jié)，一端附加了由第八染色體易位而帶來的片段）。以果蠅為例 X：斷裂

10、，不含著絲粒片斷易位到4號染色體上，比正常X短，帶粉眼a、棒眼BX：帶Y的勾狀部分，帶紅眼A、非棒眼b（圖示）F1 觀察測交后代X染色體長度和有無Y鉤雄果蠅粉非 X染色體正常長度且無Y鉤；紅棒X染色體短且有Y鉤證明：基因重組是由于交換了染色體片斷。練習(xí)：如AB交換值10，預(yù)期100個后代，問：（?。┯卸嗌傩阅讣?xì)胞在AB間發(fā)生交換 21020（2）紅棒眼果蠅數(shù)（雄） 為重組型1001/210=5（雄2.5）（3）粉非眼果蠅數(shù)（雌） 為親組型1004545（雌22.5）第二節(jié)基因定位和遺傳學(xué)圖一、基因定位的方法基因定位即將連鎖的基因按一定順序和距離排列（一） 兩點測交 用兩連鎖的基因雜合體測交，求

11、出重組值一次測定兩個基因的位點，TV之間交換值為11%，則TV基因距離為11；VC之間交換值為8%，則VC基因距離為8； TC之間交換值為18.4%，則TC基因距離為18.4（11+8=19,不準(zhǔn)確），因此排列順序為TVC。兩點測交雖是最基本的方法，但它的手續(xù)煩瑣（3次雜交3次測交），而且在連鎖基因相距較遠(yuǎn)的情況下，對可能發(fā)生的雙交換，用兩點測交無法測出，所以數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確，如上例TC基因距離為18.419,通常采用三點測交。（二）雙交換 兩連鎖的基因之間同時發(fā)生二次單交換，結(jié)果兩基因不發(fā)生重組重組型配子對A-B， (1)（3）對C-B，(2)（3）對A-C，(1)（2）+(3) 當(dāng)兩點測交時如

12、B不考慮，求重組值A(chǔ)-C時，（3）未計入，因（3）產(chǎn)生配子都為AC和ac，沒有重組型配子，實際（3）發(fā)生2次交換，因此兩點測交求出的重組值實際交換率，需校正。實際交換值=重組值+2雙交換值。 無雙交換值時，用作圖函數(shù)：R=1/2(1-e12),X=-1/2ln(1-2R)，R代表重組值。（三）三點測交用三個連鎖基因雜合體測交，求出兩兩基因間重組值。優(yōu)點1次雜交1次測交，可測出雙交換。例1：果蠅X染色體上三個突變基因，均為隱性，ec（棘眼）、sc（缺胸剛毛）、cv（缺橫脈）；對應(yīng)等位基因都為顯性野生型。棘眼 ec/ec+ sc cv/Y野生型ec/+ sc cvec sc cv/Y測交后代表型

13、后代數(shù) F1配子基因型 交換發(fā)生ecsc sccv eccv棘眼 810 ec 無交換缺毛、缺橫脈 828 +sc cv棘眼、缺毛 62 ec sc 缺橫脈 88 + cv 棘眼、缺橫脈 103 ec cv 缺毛 89 + sc 計算重組值：重組值ecsc6288/19807.6重組值sccv628810389/198017.3重組值eccv10389/1980=9.7%d（ecsc）7.6圖單位；d(eccv)=9.7圖單位；d（sccv）17.3圖單位無雙交換。例2：果蠅 直翅 + 無紋胸 + 灰身 + 彎翅 c 條紋胸 s 黑檀體 e+/+ cse/cse（隨機的排列順序）+/cse c

14、se/cse 計算重組值：重組值c-s =10.6%+0.2%=10.8%重組值s-e =9.3%+0.2%=9.5%重組值c-e =10.6%+9.3%=19.9%基因之間發(fā)生三次交換（奇數(shù)次交換），產(chǎn)生了重組配子，為有效交換；基因之間發(fā)生四次交換（偶數(shù)次交換），沒產(chǎn)生重組配子，為無效交換。為什么10.8+9.519.9.因為c-e之間兩次交換值0.22未被加進去，需校正交換率=19.9%+0.2%2=20.3%。20.3個圖單位表示c-e之間的距離，而19.9%表示c-e之間的重組值?；蚺帕许樞騝sed(c-s)= 10.8圖單位；d(e-s)= 9.5圖單位; d(c-e)= 20.3

15、圖單位如只確定基因排列順序，可不求交換值（1） 判斷有無雙交換（測交后代6種類型，無雙交換，必須求交換值；8種類型則有雙交換，數(shù)目最少為雙交換類型）（2） 比較雙交換與親本類型（數(shù)最多），位置改變的基因位于中間上例數(shù)最少 +s+和c+e為雙交換型，最多+和cse，s位置改變位于中間。二、干涉和并發(fā)系數(shù)（一）干涉如染色體上某一單交換發(fā)生對另一相鄰單交換發(fā)生沒有影響，則二單交換同時發(fā)生的頻率即雙交換率PP；上例理論上雙交換率10.8%9.5%1實際雙交換率0.2，表明一交換的發(fā)生影響另一交換的發(fā)生。染色體上某一位置發(fā)生交換將影響相鄰部位發(fā)生交換，這種現(xiàn)象叫干涉。干涉的大小用并發(fā)系數(shù)表示。干涉=1并

16、發(fā)系數(shù)（二）并發(fā)系數(shù)并發(fā)系數(shù)=實際交換值理論交換值（兩個單交換的乘積）該例中并發(fā)系數(shù)C=0.2%1%=0.2，干涉I=1-0.2=0.8表示理論預(yù)期雙交換中有20%發(fā)生，80由于干涉不能發(fā)生正干涉：一處發(fā)生交換將抑制多次交換負(fù)干涉：一處發(fā)生交換將促進多次交換， C=0 實際不發(fā)生雙交換；C1無干涉，基因相距遠(yuǎn)三、 遺傳學(xué)圖(一)連鎖群位于同一染色體圖上的全部基因構(gòu)成的群體。連鎖群、同源染色體和基因之間的關(guān)系：連鎖群反映了一對同源染色體上的基因排列。如人類有46條染色體，經(jīng)測定有23個連鎖群。（二）連鎖圖標(biāo)有基因座位的圖，也叫遺傳學(xué)圖、基因位置圖、染色體圖。繪制連鎖圖的規(guī)則：（1）一般繪制某種生

17、物單倍體全部染色體。（2）縱線代表染色體，右側(cè)基因符號，左側(cè)標(biāo)出基因座位（位點即距離0點的圖距），小寫字母代表突變基因，而不表示基因的顯隱性。（3）把染色體的某一端作為原點（一般短臂）標(biāo)為O,其它的基因所在的位置距O點的單位標(biāo)出來,若以后發(fā)現(xiàn)在0點前有新的基因，則以新基因為0點，基因座位相應(yīng)改變。連鎖圖反映了一對同源染色體上的基因排列情況，并不反映某一位點基因為A或a。 a bcdeABO0 10 15 20 30 200表明控制血型的位點，而不是ABO基因 ，下圖為玉米遺傳圖說明豌豆7對基因（孟德爾研究7對相對性狀）位于4條染色體上。第三節(jié) 真菌的遺傳分析一、研究材料優(yōu)點 鏈孢霉是一種絲狀的

18、真菌，是一類菌的名稱，屬于子囊菌綱。遺傳學(xué)上常用的叫粗糙鏈孢霉。菌絲是單倍體， 1、 個體小，繁殖快，一次產(chǎn)生大量后代。 2、 具有一定形狀、數(shù)目的染色體有7條染色體，形態(tài)功能行為似高等生物，可進行有性生殖。3、 單倍體占優(yōu)勢，菌絲、分生孢子、子囊孢子為單倍體，性狀在單倍體表型，直接反應(yīng)基因型。4、 后代即為子囊孢子，一次減分則可產(chǎn)生子囊孢子，且按順序排列在同一子囊中。二、四分子分析減數(shù)分裂產(chǎn)生4個孢子，按一定順序排列在子囊內(nèi)，叫順序四分孢子或順序四分子，對其進行分析叫順序四分子分析。特點：一個順序四分子是一個合子一次減數(shù)分裂的產(chǎn)物，它不和其它合子的減數(shù)分裂產(chǎn)物相混合，四分孢子來源清楚，因此能

19、夠?qū)献舆M行單個的分析。鏈孢霉菌絲體、子囊孢子、分生孢子都是單倍體，無顯隱性之分，不管顯性還是隱性都能表現(xiàn)，表現(xiàn)型就代表基因型。有以下優(yōu)點：1、不需要測交，可以證明Aa產(chǎn)生二種數(shù)目相同的配子白菌絲a Aa 減分 有絲 單個培養(yǎng) 4紅紅菌絲A 2N 4白證明Aa產(chǎn)生A和兩種數(shù)目相同配子2、把著絲粒作為一個座位，計算某基因與著絲粒間重組值，可得到該基因與著絲粒間距離即著絲粒作圖。3、子囊中子囊孢子對稱性證明交換為交互過程。4、四線分析證明，四線中常2、3線交換，但有三線、四線。5、可檢驗交換有無干涉。三、著絲粒作圖把著絲粒作為一個座位，計算某一基因與著絲粒之間距離例如：賴氨酸缺陷型：在培養(yǎng)基中必須

20、加lys才能生長，表示為lys，賴氨酸野生型：在培養(yǎng)基中不加lys也能生長，加lys后生長快，表示為lys。孢子在子囊中發(fā)育的過程由無色到灰色到黑色，由于lys生長快，因此存在一個時期lys子囊孢子灰色，lys子囊孢子黑色。lys與lys雜交后子囊孢子的排列順序有（代表黑色，代表灰色）： （1） 非交換型子囊（2） （3） （4） 交換型子囊 （5） （6） （一）非交換型子囊后 或 后 或 1、 著絲粒與lys基因之間未發(fā)生交換，屬非交換型子囊2、 （1）、（2）兩種排列是由于后同源染色體分開時著絲粒隨紡錘牽絲隨機運動造成。3、 lyslys在后同源染色體分開時分離，屬第一次分裂分離M1(二

21、)交換型子囊后 后 或 或 或或 1、著絲粒與lys基因之間發(fā)生交換，屬交換型子囊2、（3）、(4)、(5)、(6)四種排列是由于后姐妹染色單體分開時著絲粒隨紡錘牽絲隨機運動造成。3、lyslys在后同源染色體分開時未分離，后姐妹染色單體分開時分離，屬第二次分裂分離M2（三）基因與著絲粒間交換值一個交換型子囊中有一半子囊孢子是交換后產(chǎn)生的(位置改變)?；蚝椭z點之間的交換值=交換型子囊孢子數(shù)/總子囊孢子數(shù)100%=交換型子囊數(shù)/總子囊數(shù)1/2100%著絲點作圖：測出某染色體上的每個基因和著絲點的距離，據(jù)此距離可以繪制染色體圖，這種繪圖方法叫著絲點作圖。四、著絲粒距離和重組頻率將著絲粒作為一座

22、位，同時研究兩對連鎖基因，作出連鎖圖例如：接合型A、a，生長野生型V ，生長緩慢型V，有性生殖，將有6636種排列，不考慮后染色單體隨機運動，36種可歸納為7種基本子囊型，例如上例（3）、(4)、(5)、（6）歸納為一種。實驗結(jié)果：子囊型1234567四分體（1）AVAV+AVAVAVAV+AV基因（2）AVAV+AV+aVaV+aVaV+排列（3）aV+aVaVAV+AVAV+aV順序（4）aV+aVaV+aV+aV+aVAV+分離發(fā)生期M1 M1M1 M1M1M2M2M1M2 M2M2 M2M2 M2四分子類型PDNPDTTPDNPDT子囊數(shù)116188811261285310PD：親二型

23、，子囊孢子只有親本AV和aV+兩種類型；NPD：非親二型，子囊孢子與親本完全不同，即AV和aV+兩種；T:四型，子囊孢子有四種AV、aV+、AV和aV+計算重組值：重組值（A著絲粒）=Aa交換型子囊數(shù)/總子囊數(shù)1/2100Aa的M2/11611285310/11611/2100=6.28%重組值（V著絲粒）=V+V交換型子囊數(shù)/總子囊數(shù)1/2100V+V的M2/11611/21001265310/1161=6.2%重組值（VA）=(0.5T+NPD)/1161100=0.5(126+128+10)+1+3/1161100=11.71% 在A-V間有雙交換，重組值低于交換率，例如第5類型PD，在

24、A-V間發(fā)生雙交換，無重組型，在計算A-V間重組值時沒有記入。各類型產(chǎn)生原因：發(fā)生兩線、三線、四線交換。第四節(jié)人類基因的定位一、家譜分析法中除5外，凡甲臏都為A型，正常都為B型，所以，N與IA連鎖，n與IB連鎖.中母iinn,父IAIBNn；交換型為5IAN/in交換值1/812.5。不準(zhǔn)確（交換無對應(yīng)產(chǎn)物，后代數(shù)少）二、生化測定和細(xì)胞學(xué)觀察如紅細(xì)胞型酸性磷酸脂酶活性缺乏，與2號染色體斷臂缺失平行，該基因位于2號染色體的斷臂上。三、體細(xì)胞雜交把同種或異種細(xì)胞通過特殊處理，使它們?nèi)诤显谝黄穑纬呻s種細(xì)胞的過程。特殊處理的方法：PEG（聚乙二醇），仙臺病毒，電融合。融合過程（了解）： 處理細(xì)胞A+細(xì)胞B 相互靠近（膜溶解） 異核體（一個細(xì)胞兩個核） 雜種細(xì)胞 將人細(xì)胞與小鼠