現(xiàn)代遺傳學(xué)連鎖交換定律課件

第六章連鎖交換定律現(xiàn)代遺傳學(xué)第六章連鎖交換定律現(xiàn)代遺傳學(xué)1本章內(nèi)容第一節(jié)連鎖與交換

1、連鎖交換現(xiàn)象；2、交換發(fā)生的機(jī)制3、交換型配子的形成；4、發(fā)生交換的一般規(guī)律第二節(jié)交換率及其測定

1、交換率測定的方法；2、影響交換率的因素第三節(jié)基因定位和連鎖遺傳圖

1、基因定位；2、干涉和并發(fā)率；3、連鎖遺傳的實際運算；4、連鎖群和連鎖遺傳圖第四節(jié)人類的遺傳分析

本章內(nèi)容第一節(jié)連鎖與交換

1、連鎖交換現(xiàn)象；2、交換2背景1900年孟德爾遺傳規(guī)律重新發(fā)現(xiàn)以后，生物界廣泛重視，進(jìn)行了大量試驗。其中有些屬于兩對性狀的遺傳結(jié)果不符合自由組合定律→摩爾根以果蠅為材料進(jìn)行深入細(xì)致研究→提出連鎖遺傳定律→創(chuàng)立基因論→認(rèn)為基因成直線排列在染色體上，進(jìn)一步發(fā)展為細(xì)胞遺傳學(xué)。背景1900年孟德爾遺傳規(guī)律重新發(fā)現(xiàn)以3第一節(jié)連鎖和交換位于同一條染色體上的基因叫連鎖基因；位于同一條染色體上的非等位基因總是聯(lián)系在一起遺傳的方式稱為連鎖。一、連鎖

(linkage)二、交換

(crossover)

第一節(jié)連鎖和交換位于同一條染色體上的基因叫連鎖基因；4一、連鎖（一）性狀連鎖遺傳的發(fā)現(xiàn)1906年，貝特生（BatesonW.）和龐尼特（PunnettR.C.）在香豌豆的二對性狀雜交試驗中首先發(fā)現(xiàn)性狀連鎖遺傳現(xiàn)象。他們的兩個實驗如下：一、連鎖（一）性狀連鎖遺傳的發(fā)現(xiàn)5現(xiàn)代遺傳學(xué)連鎖交換定律課件6結(jié)果與第一個實驗結(jié)果相同。

結(jié)果與第一個實驗結(jié)果相同。7連鎖遺傳及其雜交組合連鎖遺傳：原來為同一親本所具有的兩個性狀，在F2中常常有連系在一起遺傳的傾向。相引組：甲乙兩個顯性性狀，連系在一起遺傳、而甲乙兩個隱性性狀連系在一起的雜交組合。如：PL/pl。相斥組：甲顯性性狀和乙隱性性狀連系在一起遺傳，而乙顯性性狀和甲隱性性狀連系在一起的雜交組合。如：Pl/pL。連鎖遺傳及其雜交組合連鎖遺傳：原來為同一親本所具有的兩個性狀8（二）連鎖遺傳的解釋（二）連鎖遺傳的解釋9利用測交法驗證連鎖遺傳現(xiàn)象:

特點：連鎖遺傳的表現(xiàn)為：?兩個親本型配子數(shù)是相等，>50%；?兩個重組型配子數(shù)相等，<50%。利用測交法驗證連鎖遺傳現(xiàn)象:

特點：連鎖遺傳的表現(xiàn)為：10現(xiàn)代遺傳學(xué)連鎖交換定律課件11現(xiàn)代遺傳學(xué)連鎖交換定律課件12實驗小結(jié)：親本具有的兩對非等位基因（Cc和Shsh或pr+pr和vg+vg）不是獨立分配，而是連系在一起遺傳，如C-Sh、c-sh或pr+vg+和prvg常常連系在一起?！郌1配子中總是親本型配子（CSh和csh或pr+vg+和prvg）數(shù)偏多，重新組合配子（Csh、cSh或pr+vg和prvg+）數(shù)偏少。實驗小結(jié)：13現(xiàn)代遺傳學(xué)連鎖交換定律課件14現(xiàn)代遺傳學(xué)連鎖交換定律課件15實驗小結(jié)：?上述結(jié)果均說明重組型配子數(shù)占總配子數(shù)的百分率<50%。

重組率（交換值）：重組型的配子百分?jǐn)?shù)稱為重組率。?

當(dāng)兩對基因為連鎖遺傳時，其重組率總是<50％。∵無論相引組或相斥組的雜交組合方式，在減數(shù)分裂時有一部分細(xì)胞中的同源染色體的兩條非姐妹染色單體發(fā)生了交換（crossingover)?！嘀亟M型配子數(shù)目只是少數(shù)。實驗小結(jié)：?上述結(jié)果均說明重組型配子數(shù)占總配子數(shù)的百分率<16（三）完全連鎖和不完全連鎖1完全連鎖(completelinkage)同源染色體上非等位基因間不能發(fā)生非姐妹染色單體之間的交換→F1只產(chǎn)生兩種親型配子、其自交或測交后代個體的表現(xiàn)型均為親本組合。（三）完全連鎖和不完全連鎖1完全連鎖(complete17完全連鎖由于F1雜合雄蠅(BbVv)只產(chǎn)生兩種類型的配子，數(shù)目相等，所以用雙隱性雌蠅測交的后代，只能有兩種表現(xiàn)型，比例為1:1完全連鎖由于F1雜合雄蠅(BbVv)只產(chǎn)生兩種類型18現(xiàn)代遺傳學(xué)連鎖交換定律課件192、不完全連鎖完全連鎖的情形很少，一般是不完全連鎖。不完全連鎖（部分連鎖）：同一染色體上的兩個非等位基因之間或多或少地發(fā)生非姊妹染色單體之間的交換→F1代除產(chǎn)生親型配子外，還可產(chǎn)生少量的重組型配子。如玉米顏色基因Cc和籽粒飽滿度基因Shsh是位于玉米第9對染色體上的兩對不完全連鎖的非等位基因。2、不完全連鎖完全連鎖的情形很少，一般是不完全連鎖。如玉米顏20不完全連鎖灰身長翅灰身殘翅黑身長翅黑身殘翅

當(dāng)兩對非等位基因為不完全連鎖時，F(xiàn)1不僅產(chǎn)生親本型配子也產(chǎn)生重組型配子，比例：0.42:0.42:0.08:0.08。

不完全連鎖灰身長翅灰身殘翅黑身長翅21?由連鎖遺傳例證中可見：1．相引組和相斥組都表現(xiàn)為不完全連鎖，后代中均出現(xiàn)重組類型，且重組率很接近，其重組型配子是如何出現(xiàn)的?2．為何重組型配子數(shù)<親型配子數(shù)，其重組率<50%??由連鎖遺傳例證中可見：1．相引組和相斥組都表現(xiàn)為不完全連22二、交換1．交換：成對染色體非姐妹染色單體間基因的互換。2．交換的過程：雜種減數(shù)分裂時期(前期I的粗線期)。3．根據(jù)染色體細(xì)胞學(xué)行為和基因位置上的變化關(guān)系可以說明連鎖和交換的實質(zhì)。

例如玉米有色飽滿基因二、交換1．交換：成對染色體非姐妹染色單體間基因的互換。23（一）交換型配子形成的過程1、在減數(shù)分裂的偶線期同源染色體聯(lián)會和基因配對。2、粗線期時同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生交換。3、后期I時同源染色體的分離。4、后期II時產(chǎn)生各類配子。（一）交換型配子形成的過程1、在減數(shù)分裂的偶線期同源染色體聯(lián)24現(xiàn)代遺傳學(xué)連鎖交換定律課件25（二）發(fā)生交換的一般規(guī)律1、連鎖遺傳也可以發(fā)生基因重組，是變異的來源之一2、交換的配子數(shù)總是少于親型配子數(shù)3、交換的配子比例是交換的性母細(xì)胞比例的一半4、交換不僅可以發(fā)生在基因與基因之間，也可在基因內(nèi)部發(fā)生5、生物的交換一般是對等的，可是也有不對等的6、同源染色體的基因之間相距的遠(yuǎn)近可決定基因之間的交換率。（二）發(fā)生交換的一般規(guī)律1、連鎖遺傳也可以發(fā)生基因重組，是變26在全部孢母細(xì)胞中，各聯(lián)會的同源染色體在C與Sh基因間不可能全部都發(fā)生交換，故重組率<50%；例如玉米F1的100個孢母細(xì)胞中，交換發(fā)生在Cc和Shsh相連區(qū)段之內(nèi)的有7個，則重組率為3.5%。親本組合=((193+193)/400)×100%=96.5%重新組合=((7+7)/400)×100%=3.5%∴兩對連鎖基因間發(fā)生交換的孢母細(xì)胞的百分率，恰是交換配子（重組型配子）百分率的兩倍。在全部孢母細(xì)胞中，各聯(lián)會的同源染色體在C與Sh基因間不可能全27連鎖與交換定律：位于同源染色體上的非等位基因在形成配子時，多數(shù)隨所在的染色體一起行動，只產(chǎn)生親型配子；若同源染色體上的非姊妹染色單體之間發(fā)生了交換，就可產(chǎn)生少數(shù)的重組型配子。連鎖與交換定律：位于同源染色體上的非等位基因在形成配子時，多28第二節(jié)交換率及其測定第二節(jié)交換率及其測定29一、交換率crossoverrate又稱交換值、重組率或者重組值等，指同源染色體非姐妹染色單體間有關(guān)基因的染色體片段發(fā)生交換的頻率，一般利用交換型配子數(shù)占總配子數(shù)的百分率進(jìn)行估算，常用R表示。交換率（R）=（交換型配子數(shù)/總配子數(shù)）×100%=（交換型染色單體數(shù)/涉及的總?cè)旧珕误w數(shù)）×100%一、交換率crossoverrate又稱交換值、重組率或30二、交換率的測定（一）測交法上例玉米測交：

相引組交換值為3.6%，兩種重組配子各1.8%；

相斥組交換值為2.99%，兩種重組配子各1.5%。用測交法測定交換值的難易不同：

玉米、煙草較易：去雄和授粉容易，可結(jié)大量種子；麥、稻、豆較難：去雄和授粉困難，種子少，故宜用自交測定法（F2資料）。二、交換率的測定（一）測交法31（二）自交法例如第一節(jié)中的香豌豆資料：F2有4種表現(xiàn)型紫長紫圓紅長紅圓F1有4種配子PLPlpLpl設(shè)各配子的比例為abc

dF2組合為(aPLbPlcpLdpl)2?其中F2中純合雙隱性ppll個體數(shù)即為d2；組成F2表現(xiàn)型ppll的F1配子必然是pl，其頻率d。（二）自交法例如第一節(jié)中的香豌豆資料：32已知香豌豆ppll個體數(shù)為1338株（相引組）；∴表現(xiàn)型比率=d2=1338/6952×100%=19.2%。

?親本型配子（pl–PL）的頻率相等，均為44%；?重組型配子（Pl–pL）的頻率各為6%。∴F1形成的4種配子比例為44PL∶6pl∶6pL∶44pl或0.44∶0.06∶0.06∶0.44

交換值=6%×2=12%

→兩種重組型配子之和。已知香豌豆ppll個體數(shù)為1338株（相引組）；33因親本的基因組合方式不同而不同的計算交換率（斥）＝2X1/2(X為隱性純合體所占概率）交換率（引）＝1－2X1/2(X為隱性純合體所占概率）由于交換值具有相對穩(wěn)定性，常以該數(shù)值表示兩個基因在同一染色體上的相對距離（遺傳距離）。例如：3.6%即可稱為3.6個遺傳單位。遺傳單位值愈大，兩基因間距離愈遠(yuǎn)，愈易交換。因親本的基因組合方式不同而不同的計算交換率（斥）交換率（引）34三、影響交換率的因素基因間連鎖程度或基因間距離交換值的幅度經(jīng)常變化于0～50%之間：當(dāng)交換值→

0%，連鎖強(qiáng)度越大，兩個連鎖的非等位基因之間交換越少；當(dāng)交換值→50%，連鎖強(qiáng)度越小，兩個連鎖的非等位基因之間交換越大。∴交換值的大小主要與基因間的距離遠(yuǎn)近有關(guān)。內(nèi)外環(huán)境的變化性別染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變異三、影響交換率的因素基因間連鎖程度或基因間距離35第三節(jié)基因定位和連鎖遺傳圖第三節(jié)基因定位和連鎖遺傳圖36一、基因定位－確定基因在染色體上的位置。確定基因的位置主要是確定基因間的距離和順序→基因之間的距離用交換值來表示。準(zhǔn)確地估算出交換值→確定基因在染色體上的相對位置→把基因標(biāo)記在染色體上。兩點測驗和三點測驗是基因定位可以采用的兩種方法。一、基因定位－確定基因在染色體上的位置。371．兩點測驗：?通過三次雜交和三次測交（隱性純合親本）分別測定兩對基因間是否連鎖，然后根據(jù)其交換值確定它們在同一染色體上的位置。

測出Aa-Bb間重組率，確定是否連鎖；測出Bb-Cc間重組率，確定是否連鎖；測出Aa-Cc間重組率，確定是否連鎖。?如上述3次測驗確認(rèn)3對基因間連鎖

根據(jù)交換值大小

確定3對基因在染色體上的位置。1．兩點測驗：?通過三次雜交和三次測交（隱性純合親本）分別38例如:已知玉米子粒有色(C)對無色(c)為顯性，飽滿(Sh)對凹陷(sh)為顯性，非糯性(Wx)對糯性(wx)為顯性。第一組試驗：CCShSh×ccshsh↓

F1

CcShsh×ccshsh為了明確這三對基因是否連鎖遺傳，分別進(jìn)行了以下三個試驗:第二組試驗：wxwxShSh×WxWxshsh

↓F1WxwxShsh×wxwxshsh第三組試驗：WxWxCC×wxwxcc

↓F1WxwxCc×wxwxcc第一組試驗：CCShSh×ccshsh↓

F1

CcShsh×ccshsh例如:已知玉米子粒有色(C)對無色(c)為顯性，飽滿(Sh39第一組試驗：CCShSh×ccshsh↓

F1

CcShsh×ccshsh40324035149152交換值＝(149＋152)/(4032+4035+149+152)×100%＝3.6%

第一組試驗：CCShSh×ccshsh440第二組試驗：wxwxShSh×WxWxshsh

↓F1WxwxShsh×wxwxshsh交換值＝(1531＋1488)/(1531＋5991＋5885＋1448)×100%＝20%

第二組試驗：wxwxShSh×WxWxs41第三組試驗：WxWxCC×wxwxcc

↓F1WxwxCc×wxwxcc交換值＝(739＋717)/(2542＋739＋717＋2716)×100%＝22%

第三組試驗：WxWxCC×wxwxcc42現(xiàn)代遺傳學(xué)連鎖交換定律課件43第一、二個試驗結(jié)果表明，Cc和Shsh是連鎖遺傳的，Wxwx和Shsh是連鎖遺傳的。所以Cc和Wxwx肯定是連鎖遺傳的，根據(jù)這二個試驗結(jié)果，這三對基因在同一染色體上的排列順序有兩種可能：

第一、二個試驗結(jié)果表明，Cc和Shsh是連鎖遺傳的，Wxwx44第三個試驗結(jié)果表明，Wxwx和Cc兩對基因在染色體上相距22個遺傳單位。這與23.6個遺傳單位接近。所以，可以確定第一種排列順序符合實際。這樣就把這三對基因的相對位置初步確定下來。用同樣的方法和步驟，還可以把第四對、第五對及其它各對基因的連鎖關(guān)系和位置確定下來。不過，如果兩對連鎖基因之間的距離超過5個遺傳單位，兩點測驗法便不如下面介紹的三點測驗法的準(zhǔn)確性為高。第三個試驗結(jié)果表明，Wxwx和Cc兩對基因在染色體上45是基因定位最常用的方法，它是通過一次雜交和一次測交，同時確定三對基因在染色體上的位置。采用三點測驗可以達(dá)到兩個目的：一是糾正兩點測驗的缺點，使估算的交換值更加準(zhǔn)確；二是通過一次試驗同時確定三對連鎖基因的位置。2.三點測驗是基因定位最常用的方法，它是通過一次雜交和一次測交，同時46現(xiàn)仍以玉米Cc、Shsh和Wxwx三對基因為例，說明三點測驗法的具體步驟。(1)確定基因在染色體上的位置：利用三點測驗，首先要在Ft中找出雙交換類型(即個體數(shù)最少的)，然后以親本類型(即個體數(shù)最多的)為對照，在雙交換中居中的基因就是三個連鎖基因中的中間基因，它們的排列順序就被確定下來?，F(xiàn)仍以玉米Cc、Shsh和Wxwx三對基因為例，說明47凹陷、非糯、有色飽滿、糯性、無色凹陷、非糯、有色飽滿、糯性、無色48根據(jù)F1的染色體基因型有三種可能性：sh++================wx在中間+wxc+sh+================sh在中間wx+c++sh================c在中間wxc+單交換：在三個連鎖基因之間僅發(fā)生了一次交換雙交換：在三個連鎖區(qū)段內(nèi)，每個基因之間都分別要發(fā)生一次交換根據(jù)F1的染色體基因型有三種可能性：單交換：在三個連鎖基因之49Ft中親型最多，發(fā)生雙交換的表現(xiàn)型個體數(shù)應(yīng)該最少?！?wxc和sh++為親型

+++和shwxc為雙交換類型

其它均為單交換配子類型Ft中親型最多，發(fā)生雙交換的表現(xiàn)型個體數(shù)應(yīng)該最少。50第②種排列順序才有可能出現(xiàn)雙交換配子。所以這三個連鎖基因在染色體的位置為wxshc。關(guān)鍵是確定中間一個基因．一般以最少的雙交換型與最多的親型相比，可以發(fā)現(xiàn)只有sh基因發(fā)生了位置改變，所以sh一定在中間。第②種排列順序才有可能出現(xiàn)雙交換配子。所以這三個連鎖基因在51(2)確定基因之間的距離：

－估算交換值確定基因之間的距離。由于每個雙交換中都包括兩個單交換，故估計兩個單交換值時，應(yīng)分別加上雙交換值：雙交換值=〔(4+2)/6708〕×100%=0.09%wx-sh間單交換=〔(601+626)/6708〕×100%+0.09%=18.4%sh-c間單交換=〔(116+113)/6708〕×100%+0.09%=3.5%(2)確定基因之間的距離：由于每個雙交換中都包括兩52∴

三對連鎖基因在染色體上的位置和距離確定如下：|--------------21.9-------------|

|------18.4------|-----3.5------||----------------|--------------|

wx

sh

c∴三對連鎖基因在染色體上的位置和距離確定如下：53（1）在染色體上，一個交換的發(fā)生是否影響另一個交換的發(fā)生?根據(jù)概率理論，如單交換的發(fā)生是獨立的，則雙交換=單交換×單交換=0.184×0.035×100%=0.64%實際雙交換值只有0.09%，說明存在干涉。3.干涉和并發(fā)率干涉(interference)：在一對染色體中，一個位置上的一次單交換影響鄰近位置上基因交換發(fā)生的現(xiàn)象。（1）在染色體上，一個交換的發(fā)生是否影響另一個交換的發(fā)生?根54并發(fā)系數(shù)=實際雙交換值/理論雙交換值=0.09/0.64=0.14→

0，干擾嚴(yán)重。并發(fā)系數(shù)常變動于0→1之間。

并發(fā)系數(shù)等于1時，無干擾，兩個單交換獨立發(fā)生；并發(fā)系數(shù)等于0時，表示完全干擾，即一點發(fā)生交換后其鄰近一點就不交換。0<C<1，存在正干涉；C>1，I<0，存在負(fù)干涉。（2）表示干涉程度通常用并發(fā)率或并發(fā)系數(shù)表示：并發(fā)系數(shù)=實際雙交換值/理論雙交換值并發(fā)系數(shù)等于1時，55染色單體干涉(chromotidinterference)：是指兩條同源染色體的4條染色單體參與多線交換機(jī)會的非隨機(jī)性。如果有染色單體干涉的存在，可以使二線雙交換、三線雙交換和四線雙交換發(fā)生的概率不呈1：2：1的比例。正的染色單體干涉提高四線雙交換的頻率，負(fù)的染色單體干涉則可提高二線雙交換的頻率。染色單體干涉(chromotidinterference)561、連鎖群(linkagegroup)：存在于同一染色體上的全部基因。生物的連鎖群數(shù)目等于該物種單倍體染色體數(shù)。對具有兩性分化的動物，等于單倍體染色體數(shù)加上1。二、連鎖群和連鎖遺傳圖:2、連鎖遺傳圖（linkagemap)

一條染色體的多個基因按一定順序、間隔一定距離作線性排列的位置圖稱為連鎖圖或遺傳學(xué)圖。1、連鎖群(linkagegroup)：二、連鎖群和連鎖57染色單體干涉(chromotidinterference)：是指兩條同源染色體的4條染色單體參與多線交換機(jī)會的非隨機(jī)性。如果有染色單體干涉的存在，可以使二線雙交換、三線雙交換和四線雙交換發(fā)生的概率不呈1：2：1的比例。正的染色單體干涉提高四線雙交換的頻率，負(fù)的染色單體干涉則可提高二線雙交換的頻率。染色單體干涉(chromotidinterference)5812342-3二線雙交換1-4四線雙交換1-3,2-4三線雙交換12342-3二線雙交換1-4四線雙交換1-3,2-4三線雙593、連鎖遺傳圖的繪制

①通過基因定位的方法，把多個連鎖基因標(biāo)記在同一條直線上，最外端的一個基因為原點o，其他基因以其順序下排，距離累加。②位于最外端基因之外的新發(fā)現(xiàn)基因，則把o點讓給新基因，其余基因作相應(yīng)變動。③雖然兩基因間的實際交換率不會達(dá)到50％，但在連鎖圖上，由于多次實驗多個圖距相加，兩基因之間的相對距離可以超過50cM。3、連鎖遺傳圖的繪制

①通過基因定位的方法，把多個連鎖基60現(xiàn)代遺傳學(xué)連鎖交換定律課件61現(xiàn)代遺傳學(xué)連鎖交換定律課件62第四節(jié)人類的遺傳分析第四節(jié)人類的遺傳分析63人類基因定位的局限：不能直接用人體做實驗，只能依據(jù)統(tǒng)計值進(jìn)行分析，誤差較大后代個體數(shù)目少，性狀的分離比難以確定。直到1967年，常染色體僅定位了5個基因，確立了3個連鎖群，而且沒有一個連鎖群與特定的染色體相連。人類基因定位的局限：不能直接用人體做實驗，只能依據(jù)統(tǒng)計值進(jìn)行64人類遺傳分析的方法一、系譜分析法二、體細(xì)胞雜交定位法三、分子原位雜交法人類遺傳分析的方法一、系譜分析法65一、系譜分析法早期的人類遺傳學(xué)研究，確定基因?qū)儆谀膫€染色體一般都通過系譜分析法。如，紅綠色盲基因是1911年通過系譜分析最早發(fā)現(xiàn)的人的性連鎖基因。根據(jù)系譜分析，一般只能判斷基因位于性染色體上還是常染色體上，但不能進(jìn)一步確定它究竟在哪一個常染色體上。一、系譜分析法早期的人類遺傳學(xué)研究，確定基因?qū)儆谀膫€染色體一66二、體細(xì)胞雜交定位法1、體細(xì)胞雜交somaticcellhybridization兩種基因型不同的體細(xì)胞融合成一個細(xì)胞的過程，融合后的細(xì)胞稱為雜種細(xì)胞。2、雜種細(xì)胞的選擇和特點HAT選擇法：只有雜種細(xì)胞能夠在含有次黃嘌呤(H)、氨基喋呤(A)和胸腺嘧啶核苷(T)的HAT選擇培養(yǎng)基上生長。雜種細(xì)胞在最初的幾代中包含兩種親本細(xì)胞的所有染色體，但在以后的繁殖過程中，人類的染色體逐漸丟失減少，最后只剩一至數(shù)條染色體。二、體細(xì)胞雜交定位法1、體細(xì)胞雜交somaticcell673、人類基因定位的方法同線法：根據(jù)雜種細(xì)胞系中，某一產(chǎn)物與某條染色體的同時存在或消失的現(xiàn)象，來判斷基因是否位于該染色體上的方法。劃區(qū)法：利用染色體結(jié)構(gòu)的變異，確定人類某個或某些基因在染色體的特定區(qū)域內(nèi)的方法。3、人類基因定位的方法同線法：根據(jù)雜種細(xì)胞系中，某一產(chǎn)物與某68三、分子原位雜交法

利用核酸分子雜交技術(shù)來鑒定不同來源的DNA的堿基排列順序是否相同。定位的人類基因，例如，18S和28S的rRNA基因位于近端著絲粒染色體的短臂上；5SrRNA基因位于1號染色體長臂的遠(yuǎn)端上。三、分子原位雜交法

利用核酸分子雜交技術(shù)來鑒定不同來源的DN69第五節(jié)連鎖和交換定律的意義第五節(jié)連鎖和交換定律的意義70一、理論上的意義：①把基因定位于染色體上，進(jìn)一步證實了染色體是控制性狀遺傳的基因的載體。②明確各染色體上基因的位置和距離；③明確連鎖和交換對于生命延續(xù)和生物進(jìn)化的意義。④說明一些結(jié)果不能獨立分配的原因，發(fā)展了孟德爾定律；使性狀遺傳規(guī)律更為完善。一、理論上的意義：①把基因定位于染色體上，進(jìn)一步證實了染色71二、育種上的意義①可利用連鎖性狀作為間接選擇的依據(jù)，提高選擇結(jié)果：例如大麥

抗稈銹病基因與抗散黑穗病基因緊密連鎖，可同時改良。②設(shè)法打破基因連鎖：如輻射、化學(xué)誘變、遠(yuǎn)緣雜交，……③可以根據(jù)交換率安排工作：交換值大重組型多選擇機(jī)會大育種群體小交換值小重組型少選擇機(jī)會小育種群體大二、育種上的意義①可利用連鎖性狀作為間接選擇的72現(xiàn)代遺傳學(xué)連鎖交換定律課件73由上表可見：抗病早熟類型為

PPll+Ppll+Ppll=(1.44+58.56+58.56)/10000=1.1856%其中純合抗病早熟類型(PPll)=1.44/10000=0.0144%∴要在F2中選得5株理想的純合體，則按10000∶1.44=X∶5

X=10000×5/1.44=3.5萬株，群體要大。由上表可見：抗病早熟類型為74三、人類遺傳病中的應(yīng)用如：應(yīng)用人類血友病基因(Xh)和葡萄糖6-磷酸脫氫酶(G6PD)座位的同工酶基因(XA)之間連鎖關(guān)系，用于遺傳病的預(yù)測。三、人類遺傳病中的應(yīng)用如：應(yīng)用人類血友病基因(Xh)和葡萄糖75演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！76第六章連鎖交換定律現(xiàn)代遺傳學(xué)第六章連鎖交換定律現(xiàn)代遺傳學(xué)77本章內(nèi)容第一節(jié)連鎖與交換

1、連鎖交換現(xiàn)象；2、交換發(fā)生的機(jī)制3、交換型配子的形成；4、發(fā)生交換的一般規(guī)律第二節(jié)交換率及其測定

1、交換率測定的方法；2、影響交換率的因素第三節(jié)基因定位和連鎖遺傳圖

1、基因定位；2、干涉和并發(fā)率；3、連鎖遺傳的實際運算；4、連鎖群和連鎖遺傳圖第四節(jié)人類的遺傳分析

本章內(nèi)容第一節(jié)連鎖與交換

1、連鎖交換現(xiàn)象；2、交換78背景1900年孟德爾遺傳規(guī)律重新發(fā)現(xiàn)以后，生物界廣泛重視，進(jìn)行了大量試驗。其中有些屬于兩對性狀的遺傳結(jié)果不符合自由組合定律→摩爾根以果蠅為材料進(jìn)行深入細(xì)致研究→提出連鎖遺傳定律→創(chuàng)立基因論→認(rèn)為基因成直線排列在染色體上，進(jìn)一步發(fā)展為細(xì)胞遺傳學(xué)。背景1900年孟德爾遺傳規(guī)律重新發(fā)現(xiàn)以79第一節(jié)連鎖和交換位于同一條染色體上的基因叫連鎖基因；位于同一條染色體上的非等位基因總是聯(lián)系在一起遺傳的方式稱為連鎖。一、連鎖

(linkage)二、交換

(crossover)

第一節(jié)連鎖和交換位于同一條染色體上的基因叫連鎖基因；80一、連鎖（一）性狀連鎖遺傳的發(fā)現(xiàn)1906年，貝特生（BatesonW.）和龐尼特（PunnettR.C.）在香豌豆的二對性狀雜交試驗中首先發(fā)現(xiàn)性狀連鎖遺傳現(xiàn)象。他們的兩個實驗如下：一、連鎖（一）性狀連鎖遺傳的發(fā)現(xiàn)81現(xiàn)代遺傳學(xué)連鎖交換定律課件82結(jié)果與第一個實驗結(jié)果相同。

結(jié)果與第一個實驗結(jié)果相同。83連鎖遺傳及其雜交組合連鎖遺傳：原來為同一親本所具有的兩個性狀，在F2中常常有連系在一起遺傳的傾向。相引組：甲乙兩個顯性性狀，連系在一起遺傳、而甲乙兩個隱性性狀連系在一起的雜交組合。如：PL/pl。相斥組：甲顯性性狀和乙隱性性狀連系在一起遺傳，而乙顯性性狀和甲隱性性狀連系在一起的雜交組合。如：Pl/pL。連鎖遺傳及其雜交組合連鎖遺傳：原來為同一親本所具有的兩個性狀84（二）連鎖遺傳的解釋（二）連鎖遺傳的解釋85利用測交法驗證連鎖遺傳現(xiàn)象:

特點：連鎖遺傳的表現(xiàn)為：?兩個親本型配子數(shù)是相等，>50%；?兩個重組型配子數(shù)相等，<50%。利用測交法驗證連鎖遺傳現(xiàn)象:

特點：連鎖遺傳的表現(xiàn)為：86現(xiàn)代遺傳學(xué)連鎖交換定律課件87現(xiàn)代遺傳學(xué)連鎖交換定律課件88實驗小結(jié)：親本具有的兩對非等位基因（Cc和Shsh或pr+pr和vg+vg）不是獨立分配，而是連系在一起遺傳，如C-Sh、c-sh或pr+vg+和prvg常常連系在一起。∴F1配子中總是親本型配子（CSh和csh或pr+vg+和prvg）數(shù)偏多，重新組合配子（Csh、cSh或pr+vg和prvg+）數(shù)偏少。實驗小結(jié)：89現(xiàn)代遺傳學(xué)連鎖交換定律課件90現(xiàn)代遺傳學(xué)連鎖交換定律課件91實驗小結(jié)：?上述結(jié)果均說明重組型配子數(shù)占總配子數(shù)的百分率<50%。

重組率（交換值）：重組型的配子百分?jǐn)?shù)稱為重組率。?

當(dāng)兩對基因為連鎖遺傳時，其重組率總是<50％?！邿o論相引組或相斥組的雜交組合方式，在減數(shù)分裂時有一部分細(xì)胞中的同源染色體的兩條非姐妹染色單體發(fā)生了交換（crossingover)。∴重組型配子數(shù)目只是少數(shù)。實驗小結(jié)：?上述結(jié)果均說明重組型配子數(shù)占總配子數(shù)的百分率<92（三）完全連鎖和不完全連鎖1完全連鎖(completelinkage)同源染色體上非等位基因間不能發(fā)生非姐妹染色單體之間的交換→F1只產(chǎn)生兩種親型配子、其自交或測交后代個體的表現(xiàn)型均為親本組合。（三）完全連鎖和不完全連鎖1完全連鎖(complete93完全連鎖由于F1雜合雄蠅(BbVv)只產(chǎn)生兩種類型的配子，數(shù)目相等，所以用雙隱性雌蠅測交的后代，只能有兩種表現(xiàn)型，比例為1:1完全連鎖由于F1雜合雄蠅(BbVv)只產(chǎn)生兩種類型94現(xiàn)代遺傳學(xué)連鎖交換定律課件952、不完全連鎖完全連鎖的情形很少，一般是不完全連鎖。不完全連鎖（部分連鎖）：同一染色體上的兩個非等位基因之間或多或少地發(fā)生非姊妹染色單體之間的交換→F1代除產(chǎn)生親型配子外，還可產(chǎn)生少量的重組型配子。如玉米顏色基因Cc和籽粒飽滿度基因Shsh是位于玉米第9對染色體上的兩對不完全連鎖的非等位基因。2、不完全連鎖完全連鎖的情形很少，一般是不完全連鎖。如玉米顏96不完全連鎖灰身長翅灰身殘翅黑身長翅黑身殘翅

當(dāng)兩對非等位基因為不完全連鎖時，F(xiàn)1不僅產(chǎn)生親本型配子也產(chǎn)生重組型配子，比例：0.42:0.42:0.08:0.08。

不完全連鎖灰身長翅灰身殘翅黑身長翅97?由連鎖遺傳例證中可見：1．相引組和相斥組都表現(xiàn)為不完全連鎖，后代中均出現(xiàn)重組類型，且重組率很接近，其重組型配子是如何出現(xiàn)的?2．為何重組型配子數(shù)<親型配子數(shù)，其重組率<50%??由連鎖遺傳例證中可見：1．相引組和相斥組都表現(xiàn)為不完全連98二、交換1．交換：成對染色體非姐妹染色單體間基因的互換。2．交換的過程：雜種減數(shù)分裂時期(前期I的粗線期)。3．根據(jù)染色體細(xì)胞學(xué)行為和基因位置上的變化關(guān)系可以說明連鎖和交換的實質(zhì)。

例如玉米有色飽滿基因二、交換1．交換：成對染色體非姐妹染色單體間基因的互換。99（一）交換型配子形成的過程1、在減數(shù)分裂的偶線期同源染色體聯(lián)會和基因配對。2、粗線期時同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生交換。3、后期I時同源染色體的分離。4、后期II時產(chǎn)生各類配子。（一）交換型配子形成的過程1、在減數(shù)分裂的偶線期同源染色體聯(lián)100現(xiàn)代遺傳學(xué)連鎖交換定律課件101（二）發(fā)生交換的一般規(guī)律1、連鎖遺傳也可以發(fā)生基因重組，是變異的來源之一2、交換的配子數(shù)總是少于親型配子數(shù)3、交換的配子比例是交換的性母細(xì)胞比例的一半4、交換不僅可以發(fā)生在基因與基因之間，也可在基因內(nèi)部發(fā)生5、生物的交換一般是對等的，可是也有不對等的6、同源染色體的基因之間相距的遠(yuǎn)近可決定基因之間的交換率。（二）發(fā)生交換的一般規(guī)律1、連鎖遺傳也可以發(fā)生基因重組，是變102在全部孢母細(xì)胞中，各聯(lián)會的同源染色體在C與Sh基因間不可能全部都發(fā)生交換，故重組率<50%；例如玉米F1的100個孢母細(xì)胞中，交換發(fā)生在Cc和Shsh相連區(qū)段之內(nèi)的有7個，則重組率為3.5%。親本組合=((193+193)/400)×100%=96.5%重新組合=((7+7)/400)×100%=3.5%∴兩對連鎖基因間發(fā)生交換的孢母細(xì)胞的百分率，恰是交換配子（重組型配子）百分率的兩倍。在全部孢母細(xì)胞中，各聯(lián)會的同源染色體在C與Sh基因間不可能全103連鎖與交換定律：位于同源染色體上的非等位基因在形成配子時，多數(shù)隨所在的染色體一起行動，只產(chǎn)生親型配子；若同源染色體上的非姊妹染色單體之間發(fā)生了交換，就可產(chǎn)生少數(shù)的重組型配子。連鎖與交換定律：位于同源染色體上的非等位基因在形成配子時，多104第二節(jié)交換率及其測定第二節(jié)交換率及其測定105一、交換率crossoverrate又稱交換值、重組率或者重組值等，指同源染色體非姐妹染色單體間有關(guān)基因的染色體片段發(fā)生交換的頻率，一般利用交換型配子數(shù)占總配子數(shù)的百分率進(jìn)行估算，常用R表示。交換率（R）=（交換型配子數(shù)/總配子數(shù)）×100%=（交換型染色單體數(shù)/涉及的總?cè)旧珕误w數(shù)）×100%一、交換率crossoverrate又稱交換值、重組率或106二、交換率的測定（一）測交法上例玉米測交：

相引組交換值為3.6%，兩種重組配子各1.8%；

相斥組交換值為2.99%，兩種重組配子各1.5%。用測交法測定交換值的難易不同：

玉米、煙草較易：去雄和授粉容易，可結(jié)大量種子；麥、稻、豆較難：去雄和授粉困難，種子少，故宜用自交測定法（F2資料）。二、交換率的測定（一）測交法107（二）自交法例如第一節(jié)中的香豌豆資料：F2有4種表現(xiàn)型紫長紫圓紅長紅圓F1有4種配子PLPlpLpl設(shè)各配子的比例為abc

dF2組合為(aPLbPlcpLdpl)2?其中F2中純合雙隱性ppll個體數(shù)即為d2；組成F2表現(xiàn)型ppll的F1配子必然是pl，其頻率d。（二）自交法例如第一節(jié)中的香豌豆資料：108已知香豌豆ppll個體數(shù)為1338株（相引組）；∴表現(xiàn)型比率=d2=1338/6952×100%=19.2%。

?親本型配子（pl–PL）的頻率相等，均為44%；?重組型配子（Pl–pL）的頻率各為6%?！郌1形成的4種配子比例為44PL∶6pl∶6pL∶44pl或0.44∶0.06∶0.06∶0.44

交換值=6%×2=12%

→兩種重組型配子之和。已知香豌豆ppll個體數(shù)為1338株（相引組）；109因親本的基因組合方式不同而不同的計算交換率（斥）＝2X1/2(X為隱性純合體所占概率）交換率（引）＝1－2X1/2(X為隱性純合體所占概率）由于交換值具有相對穩(wěn)定性，常以該數(shù)值表示兩個基因在同一染色體上的相對距離（遺傳距離）。例如：3.6%即可稱為3.6個遺傳單位。遺傳單位值愈大，兩基因間距離愈遠(yuǎn)，愈易交換。因親本的基因組合方式不同而不同的計算交換率（斥）交換率（引）110三、影響交換率的因素基因間連鎖程度或基因間距離交換值的幅度經(jīng)常變化于0～50%之間：當(dāng)交換值→

0%，連鎖強(qiáng)度越大，兩個連鎖的非等位基因之間交換越少；當(dāng)交換值→50%，連鎖強(qiáng)度越小，兩個連鎖的非等位基因之間交換越大。∴交換值的大小主要與基因間的距離遠(yuǎn)近有關(guān)。內(nèi)外環(huán)境的變化性別染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變異三、影響交換率的因素基因間連鎖程度或基因間距離111第三節(jié)基因定位和連鎖遺傳圖第三節(jié)基因定位和連鎖遺傳圖112一、基因定位－確定基因在染色體上的位置。確定基因的位置主要是確定基因間的距離和順序→基因之間的距離用交換值來表示。準(zhǔn)確地估算出交換值→確定基因在染色體上的相對位置→把基因標(biāo)記在染色體上。兩點測驗和三點測驗是基因定位可以采用的兩種方法。一、基因定位－確定基因在染色體上的位置。1131．兩點測驗：?通過三次雜交和三次測交（隱性純合親本）分別測定兩對基因間是否連鎖，然后根據(jù)其交換值確定它們在同一染色體上的位置。

測出Aa-Bb間重組率，確定是否連鎖；測出Bb-Cc間重組率，確定是否連鎖；測出Aa-Cc間重組率，確定是否連鎖。?如上述3次測驗確認(rèn)3對基因間連鎖

根據(jù)交換值大小

確定3對基因在染色體上的位置。1．兩點測驗：?通過三次雜交和三次測交（隱性純合親本）分別114例如:已知玉米子粒有色(C)對無色(c)為顯性，飽滿(Sh)對凹陷(sh)為顯性，非糯性(Wx)對糯性(wx)為顯性。第一組試驗：CCShSh×ccshsh↓

F1

CcShsh×ccshsh為了明確這三對基因是否連鎖遺傳，分別進(jìn)行了以下三個試驗:第二組試驗：wxwxShSh×WxWxshsh

↓F1WxwxShsh×wxwxshsh第三組試驗：WxWxCC×wxwxcc

↓F1WxwxCc×wxwxcc第一組試驗：CCShSh×ccshsh↓

F1

CcShsh×ccshsh例如:已知玉米子粒有色(C)對無色(c)為顯性，飽滿(Sh115第一組試驗：CCShSh×ccshsh↓

F1

CcShsh×ccshsh40324035149152交換值＝(149＋152)/(4032+4035+149+152)×100%＝3.6%

第一組試驗：CCShSh×ccshsh4116第二組試驗：wxwxShSh×WxWxshsh

↓F1WxwxShsh×wxwxshsh交換值＝(1531＋1488)/(1531＋5991＋5885＋1448)×100%＝20%

第二組試驗：wxwxShSh×WxWxs117第三組試驗：WxWxCC×wxwxcc

↓F1WxwxCc×wxwxcc交換值＝(739＋717)/(2542＋739＋717＋2716)×100%＝22%

第三組試驗：WxWxCC×wxwxcc118現(xiàn)代遺傳學(xué)連鎖交換定律課件119第一、二個試驗結(jié)果表明，Cc和Shsh是連鎖遺傳的，Wxwx和Shsh是連鎖遺傳的。所以Cc和Wxwx肯定是連鎖遺傳的，根據(jù)這二個試驗結(jié)果，這三對基因在同一染色體上的排列順序有兩種可能：

第一、二個試驗結(jié)果表明，Cc和Shsh是連鎖遺傳的，Wxwx120第三個試驗結(jié)果表明，Wxwx和Cc兩對基因在染色體上相距22個遺傳單位。這與23.6個遺傳單位接近。所以，可以確定第一種排列順序符合實際。這樣就把這三對基因的相對位置初步確定下來。用同樣的方法和步驟，還可以把第四對、第五對及其它各對基因的連鎖關(guān)系和位置確定下來。不過，如果兩對連鎖基因之間的距離超過5個遺傳單位，兩點測驗法便不如下面介紹的三點測驗法的準(zhǔn)確性為高。第三個試驗結(jié)果表明，Wxwx和Cc兩對基因在染色體上121是基因定位最常用的方法，它是通過一次雜交和一次測交，同時確定三對基因在染色體上的位置。采用三點測驗可以達(dá)到兩個目的：一是糾正兩點測驗的缺點，使估算的交換值更加準(zhǔn)確；二是通過一次試驗同時確定三對連鎖基因的位置。2.三點測驗是基因定位最常用的方法，它是通過一次雜交和一次測交，同時122現(xiàn)仍以玉米Cc、Shsh和Wxwx三對基因為例，說明三點測驗法的具體步驟。(1)確定基因在染色體上的位置：利用三點測驗，首先要在Ft中找出雙交換類型(即個體數(shù)最少的)，然后以親本類型(即個體數(shù)最多的)為對照，在雙交換中居中的基因就是三個連鎖基因中的中間基因，它們的排列順序就被確定下來?，F(xiàn)仍以玉米Cc、Shsh和Wxwx三對基因為例，說明123凹陷、非糯、有色飽滿、糯性、無色凹陷、非糯、有色飽滿、糯性、無色124根據(jù)F1的染色體基因型有三種可能性：sh++================wx在中間+wxc+sh+================sh在中間wx+c++sh================c在中間wxc+單交換：在三個連鎖基因之間僅發(fā)生了一次交換雙交換：在三個連鎖區(qū)段內(nèi)，每個基因之間都分別要發(fā)生一次交換根據(jù)F1的染色體基因型有三種可能性：單交換：在三個連鎖基因之125Ft中親型最多，發(fā)生雙交換的表現(xiàn)型個體數(shù)應(yīng)該最少?！?wxc和sh++為親型

+++和shwxc為雙交換類型

其它均為單交換配子類型Ft中親型最多，發(fā)生雙交換的表現(xiàn)型個體數(shù)應(yīng)該最少。126第②種排列順序才有可能出現(xiàn)雙交換配子。所以這三個連鎖基因在染色體的位置為wxshc。關(guān)鍵是確定中間一個基因．一般以最少的雙交換型與最多的親型相比，可以發(fā)現(xiàn)只有sh基因發(fā)生了位置改變，所以sh一定在中間。第②種排列順序才有可能出現(xiàn)雙交換配子。所以這三個連鎖基因在127(2)確定基因之間的距離：

－估算交換值確定基因之間的距離。由于每個雙交換中都包括兩個單交換，故估計兩個單交換值時，應(yīng)分別加上雙交換值：雙交換值=〔(4+2)/6708〕×100%=0.09%wx-sh間單交換=〔(601+626)/6708〕×100%+0.09%=18.4%sh-c間單交換=〔(116+113)/6708〕×100%+0.09%=3.5%(2)確定基因之間的距離：由于每個雙交換中都包括兩128∴

三對連鎖基因在染色體上的位置和距離確定如下：|--------------21.9-------------|

|------18.4------|-----3.5------||----------------|--------------|

wx

sh

c∴三對連鎖基因在染色體上的位置和距離確定如下：129（1）在染色體上，一個交換的發(fā)生是否影響另一個交換的發(fā)生?根據(jù)概率理論，如單交換的發(fā)生是獨立的，則雙交換=單交換×單交換=0.184×0.035×100%=0.64%實際雙交換值只有0.09%，說明存在干涉。3.干涉和并發(fā)率干涉(interference)：在一對染色體中，一個位置上的一次單交換影響鄰近位置上基因交換發(fā)生的現(xiàn)象。（1）在染色體上，一個交換的發(fā)生是否影響另一個交換的發(fā)生?根130并發(fā)系數(shù)=實際雙交換值/理論雙交換值=0.09/0.64=0.14→

0，干擾嚴(yán)重。并發(fā)系數(shù)常變動于0→1之間。

并發(fā)系數(shù)等于1時，無干擾，兩個單交換獨立發(fā)生；并發(fā)系數(shù)等于0時，表示完全干擾，即一點發(fā)生交換后其鄰近一點就不交換。0<C<1，存在正干涉；C>1，I<0，存在負(fù)干涉。（2）表示干涉程度通常用并發(fā)率或并發(fā)系數(shù)表示：并發(fā)系數(shù)=實際雙交換值/理論雙交換值并發(fā)系數(shù)等于1時，131染色單體干涉(chromotidinterference)：是指兩條同源染色體的4條染色單體參與多線交換機(jī)會的非隨機(jī)性。如果有染色單體干涉的存在，可以使二線雙交換、三線雙交換和四線雙交換發(fā)生的概率不呈1：2：1的比例。正的染色單體干涉提高四線雙交換的頻率，負(fù)的染色單體干涉則可提高二線雙交換的頻率。染色單體干涉(chromotidinterference)1321、連鎖群(linkagegroup)：存在于同一染色體上的全部基因。生物的連鎖群數(shù)目等于該物種單倍體染色體數(shù)。對具有兩性分化的動物，等于單倍體染色體數(shù)加上1。二、連鎖群和連鎖遺傳圖:2、連鎖遺傳圖（linkagemap)

一條染色體的多個基因按一定順序、間隔一定距離作線性排列的位置圖稱為連鎖圖或遺傳學(xué)圖。1、連鎖群(linkagegroup)：二、連鎖群和連鎖133染色單體干涉(