五章連鎖遺傳分析與染色體作圖

1第五章

連鎖遺傳分析與染色體作圖2一性別與性染色體性別(sex)是酵母菌到人類(lèi)所以真核生物的共同特征，是生物長(zhǎng)期進(jìn)化的產(chǎn)物。性比(sexratio)兩性生物中的雌性、雄性的比例為1：1，這個(gè)恒定的理論比率成為性比。性別作為一種性狀是按孟德?tīng)柗绞竭z傳的，而1：1的性比，是一種測(cè)交的結(jié)果----表明某一性別在遺傳上是純合體，而另一個(gè)為雜合體。

第一節(jié)

伴性遺傳3性染色體(sexchromosome)

1891年德國(guó)細(xì)胞學(xué)家Henking在半翅目昆蟲(chóng)蝽減數(shù)分裂的精母細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)11對(duì)染色體和一個(gè)不配對(duì)的單條染色體，在第一次減數(shù)分裂時(shí)，它移向一極，亨金無(wú)以為名，就稱(chēng)其為“X”染色體。1902年美國(guó)細(xì)胞學(xué)家McClung等第一次將“X”染色體與性別決定聯(lián)系以來(lái)。1905年，Stevens發(fā)現(xiàn)你不行沖屬中一種甲蟲(chóng)雌雄個(gè)體染色體數(shù)目相同，但在雄性中有一對(duì)異形的染色體，而在雌蟲(chóng)中是成對(duì)同形的，于是他把僅存在與雄性中的異形染色體命名為“Y染色體”1905年，細(xì)胞學(xué)家Wilson證明，在半翅目和直翅目昆蟲(chóng)中，雌性個(gè)體具有兩套普通的染色體（常染色體）和兩條X染色體，而雄性個(gè)體也有兩套常染色體，但只有一條X染色體。4成對(duì)染色體中直接與性別決定有關(guān)的一個(gè)或一對(duì)染色體為性染色體(sexchromosome)，一般以XY或ZW表示。成對(duì)性染色體往往是異型的：形態(tài)、結(jié)構(gòu)、大小、功能上都有所不同。5形態(tài)結(jié)構(gòu)：X與Y彼此間大小差異甚大，Y染色體小，大約只有X染色體的1/3。遺傳功能：X染色體--全長(zhǎng)為155Mb，注釋編碼蛋白質(zhì)的基因有1098個(gè)基因，目前認(rèn)為X染色體上70%的基因與疾病相關(guān)。Y染色體--全長(zhǎng)為60Mb，僅有大約78個(gè)功能基因，其中包括對(duì)人類(lèi)雄性性腺發(fā)育起決定作用的SRY基因。此外Y染色體上的部分基因在X染色體沒(méi)有相應(yīng)的等位基因，僅有54個(gè)基因是X和Y染色體上共同具有的。61.XX-XY型

(雄雜合型)兩種性染色體分別為X、Y；雄性個(gè)體的性染色體組成為XY(異配子性別)，產(chǎn)生兩種類(lèi)型的配子，分別含X和Y染色體；雌性個(gè)體則為XX(同配子性別)，產(chǎn)生一種配子含X染色體。性比一般是1:1。性別決定的幾種類(lèi)型在生物界較為普遍，人類(lèi)、哺乳類(lèi)，某些兩棲類(lèi)、某些魚(yú)類(lèi)、多數(shù)昆蟲(chóng)、雌雄異體的植物等性別決定都屬于該類(lèi)型。果蠅：雄性為XY，雌性為XX，也有XO雄性果蠅的發(fā)生，但是不育。7

人的染色體

XXXYXYXXX♀XY♂例:人類(lèi)有23對(duì)染色體（2n=46），22對(duì)為常染色體，1對(duì)是性染色體。女性的染色體為22AA+XX，男性的染色體為22AA+XY。8例:果蠅有4對(duì)染色體（2n=8），3對(duì)為常染色體，1對(duì)是性染色體。雌性的染色體為3AA+XX，雄性的染色體為3AA+XY。92.ZZ-ZW型(雌雜合型)兩種性染色體分別為Z、W染色體；雌性個(gè)體性染色體組成為ZW(異配子性別)，產(chǎn)生兩種類(lèi)型的配子，分別含Z和W染色體；雄性個(gè)體則為ZZ(同配子性別)，產(chǎn)生一種配子含Z染色體。性比一般是1:1。鳥(niǎo)類(lèi)、鱗翅目昆蟲(chóng)、某些兩棲類(lèi)及爬行類(lèi)動(dòng)物例如：家蠶27AA+ZZ為雄性，27AA+ZW為雌性

W染色體具有雌性決定作用三倍體3A+ZZW和四倍體4A+ZZWW或ZZZW都是雌性103.XO型：與XY型相似，但只有一條性染色體X；雄性個(gè)體只有一條X染色體(XO，不成對(duì))，它產(chǎn)生含X染色體和不含性染色體兩種類(lèi)型的配子；雌性個(gè)體性染色體為XX。直翅目昆蟲(chóng)，如蝗蟲(chóng)、蟋蟀。植物中的花椒114.ZO型：與XO型相反，只有一條性染色體Z；雌性個(gè)體只有一條Z染色體(ZO，不成對(duì))，它產(chǎn)生含Z染色體和不含性染色體兩種類(lèi)型的配子；雄性個(gè)體性染色體為ZZ。少數(shù)鱗翅目昆蟲(chóng)屬于此種類(lèi)型12植物性別決定植物的性別不象動(dòng)物那樣的明顯，種子植物雖有雌雄性的不同，但多數(shù)是雌雄同花、雌雄同株異花13環(huán)境因子與性別決定1.爬行類(lèi)溫度性別決定揚(yáng)子鱷卵<30oC雌體>34oC雄體龜卵22oC～27oC雄性28oC～32oC兼有雄性和雌性32oC～33oC雌性142.后螠的位置性別決定幼蟲(chóng)雄蟲(chóng)雌蟲(chóng)海底中性雌蟲(chóng)口吻如果將幼蟲(chóng)培養(yǎng)在含有雌蟲(chóng)口吻抽提液的海水中，則大部分變成雄蟲(chóng)或間性個(gè)體----這說(shuō)明雌蟲(chóng)口吻組織里有導(dǎo)致幼蟲(chóng)雄性化的類(lèi)似激素的化學(xué)物質(zhì)。153.營(yíng)養(yǎng)條件與蜜蜂性別決定164.激素與性別決定17二常見(jiàn)的伴性遺傳摩爾根等人（1910）以果蠅為材料進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)性連鎖現(xiàn)象。果蠅的眼色不僅受pr+/pr基因控制(紅眼對(duì)紫眼顯性)；還受另一對(duì)基因W/w控制(紅眼對(duì)白眼為顯性)。18果蠅作為實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)

1.果蠅體型小，飼養(yǎng)管理容易，既可喂以腐爛的水果，又可配培養(yǎng)基飼料,一個(gè)牛奶瓶里可以養(yǎng)上百只。

2.果蠅繁殖力強(qiáng)，生活周期短，從卵到成蟲(chóng)只要10天左右，一年就可以繁殖30代。

3.果蠅的染色體數(shù)目少，僅3對(duì)常染色體和1對(duì)性染色體，便于分析。

4.突變種類(lèi)多,為各種雜交提供了豐富的材料.（一）黑腹果蠅的伴性遺傳分析19實(shí)驗(yàn)1結(jié)果：1.紅眼對(duì)白眼是顯性性狀。2.F2代考慮白眼生活力減低，紅眼:白眼接近3:1。紅眼♀：紅眼♂：白眼♂接近2:1:1。3.隱性的白眼性狀只在雄果蠅中出現(xiàn)，這是簡(jiǎn)單的孟德?tīng)栆?guī)律無(wú)法解釋的4.F2隱性性狀白眼性狀只在雄蠅中出現(xiàn),說(shuō)明眼色遺傳可能與性別有關(guān).親本中白眼個(gè)體是個(gè)隱性純合體.20實(shí)驗(yàn)二結(jié)果：

1.來(lái)自實(shí)驗(yàn)一的F1的親本紅眼個(gè)體是雜合體。

2.證明實(shí)驗(yàn)一中親本白眼個(gè)體是個(gè)隱性純合體.21實(shí)驗(yàn)三結(jié)果:1.F2代性狀分離比為1:1:1:1,由此得知F1代紅眼個(gè)體為雜合體,白眼個(gè)體為純合體(類(lèi)似于測(cè)交)2.由雜交得到純合體的現(xiàn)象也說(shuō)明在雄蠅中只帶有一個(gè)決定眼色的基因交叉遺傳，這是一種全新的不同于孟德?tīng)柖傻倪z傳現(xiàn)象摩爾根假設(shè)：控制白眼性狀的隱性基因w位于X染色體上，Y染色體上不帶有這個(gè)基因的顯性等位基因。22果蠅眼色性連鎖遺傳的解釋摩爾根假設(shè)：控制白眼性狀的隱性基因w位于X染色體上，Y染色體上不帶有這個(gè)基因的顯性等位基因。摩爾根假設(shè)對(duì)實(shí)驗(yàn)1的解釋23

測(cè)交親本 紅眼(♀)×白眼(♂) (XWXw)(XwY) ↓Ft?紅眼(♀)(XWXw)?紅眼(♂)(XWY)?白眼(♀)(XwXw)?白眼(♂)(XwY)摩爾根假設(shè)對(duì)實(shí)驗(yàn)2的解釋摩爾根假設(shè)對(duì)實(shí)驗(yàn)3的解釋24像果蠅白眼性狀這樣有性染色體所攜帶的基因在遺傳時(shí)與性別相聯(lián)系的遺傳方式稱(chēng)為性連鎖遺傳（sex-linkedinheritance）,亦稱(chēng)為伴性遺傳。伴性遺傳規(guī)律：1.當(dāng)同配性別傳遞純合顯性基因時(shí)，F(xiàn)1雌雄個(gè)體都為顯性性狀。F2分離呈3顯性：1隱性；性別分離為雌性：雄性=1：1，其中隱性個(gè)體的性別與祖代隱性個(gè)體一樣，即外祖父的性狀傳遞給1/2的外孫。2.當(dāng)同配性別傳遞純合隱性基因時(shí)，F(xiàn)1表現(xiàn)交叉遺傳，既母親的性狀傳遞給其兒子，父親的性狀傳遞給其女兒。F2性狀與性別的比均為1：1。25摩爾根的上述實(shí)驗(yàn)間接證明：一個(gè)特定基因的行為對(duì)應(yīng)于某一條特定的性染色體。伴性遺傳的直接證明是他的學(xué)生和同事Bridges提出的。Bridges在重復(fù)摩爾根伴性遺傳時(shí)發(fā)現(xiàn)了X染色體的不分離現(xiàn)象（1916年）,從而將果蠅眼色基因定位在X染色體上，為遺傳的染色體學(xué)說(shuō)提供了有力而直接的證據(jù).（二）遺傳染色體學(xué)說(shuō)的直接證據(jù)26Bridges實(shí)驗(yàn)27

P白眼♀×紅眼♂

(XwXw)

(X+Y)

紅眼♀白眼♂紅眼(不育)♂白眼♀正常初級(jí)例外（1/2000）Bridges試驗(yàn)１X+XWXWY推測(cè)：X染色體在減數(shù)分裂中沒(méi)有分離．雌性:

XX（正常）,XXY（特殊，可育）雄性：XY（正常）,

XO（特殊，不育）

XXX（死亡），OY（死亡）

X+OXWXWYF1Bridges實(shí)驗(yàn)28Bridges對(duì)實(shí)驗(yàn)１初級(jí)例外的解釋精子卵子X(jué)ＷXＷX+XＷXＷ

XＷXＷY

X+Y紅眼雄(X+Y)O

X+OＯY白眼雌(XWXW)

死亡

白眼雌蠅

紅眼雄不育

死亡

X染色體的不分離XWX+XWXWY紅眼雌白眼雄

Ｘ正常分離Ｘ不分離初級(jí)例外正規(guī)的交叉遺傳29對(duì)實(shí)驗(yàn)2次級(jí)例外的解釋白眼雌(XWXWＹ)正常情況：X+XW,XWY紅眼雌白眼雄

精子卵子X(jué)ＷXＷ

X+XＷXＷ

XＷXＷY

X+Y紅眼雄(X+Y)Ｙ

X+ＹＹY

死亡

白眼雌

紅眼雄

死亡

ＸＷX+XW

XＷY

XＷY

X+XＷY

XＷYY

正常分開(kāi)

Ｘ不分開(kāi)紅眼雌白眼雄

正規(guī)的交叉遺傳９２％８％30Bridges的模型比其它模型更具有說(shuō)服力：1、顯微鏡觀察表明,初級(jí)例外雌性的性染色體XXY，雄性為XO，證實(shí)了Bridges的推論.2、顯微鏡觀察表明,次級(jí)例外雌性的性染色體XXY，雄性為XY，和推理相符。3、推論:例外白眼雌蠅的紅眼女兒一半為XXY，一為XX，和鏡檢結(jié)果一致。4、例外白眼雌蠅的白眼兒子中也將產(chǎn)生例外，這白眼兒子都是XYY，這也同樣得到了證實(shí)。評(píng)價(jià):果蠅的例外表型是由于X染色體在減數(shù)分裂過(guò)程中沒(méi)有分開(kāi)而引起的.結(jié)論:31L.V.Morgan實(shí)驗(yàn)32

Bridges的實(shí)驗(yàn)和L.V.Morgan的實(shí)驗(yàn)最終將w/+、y/+基因定位在X染色體上，為遺傳的染色體學(xué)說(shuō)提供了有力而直接的證據(jù)，使遺傳學(xué)向前邁出了重要的一步。33果蠅Y染色體不象人一樣對(duì)于決定雄性那么重要。如：

XXY

XO

雌性雄性雌性雄性（果蠅）（人類(lèi)）（人類(lèi)）（果蠅）

若雄性果蠅無(wú)Y染色體，則不育。原因：Y染色體上帶有精子生成所必需的生殖力基因。（三）果蠅性別決定的染色體機(jī)制34

果蠅的性別決定除了性染色體外，常染色體也起重要作用，性別決定由性指數(shù)（X/A）決定。性指數(shù)（X/A）是指X染色體數(shù)與常染色體組數(shù)的比例.35卵子精子合子X(jué)/A比例性別A+XA+X2A+2X1.0二倍體雌性A+2XA+Y2A+2X+Y1.0二倍體雌性2A+2XA+X3A+3X1.0三倍體雌性A+XA+Y2A+X+Y0.5雄性A+XA+O2A+X+O0.5雄性(不育)A+2XA+X2A+3X1.5超雌性(死亡)2A+XA+Y3A+X+Y0.33超雄性(死亡)2A+XA+X3A+2X0.67間性(不育)2A+2XA+Y3A+2X+Y0.67間性(不育)雌性:

XX（正常）,XXY（特殊，可育）雄性：XY（正常）,

XO（特殊，不育）

表３-１果蠅性別決定36

Y染色體只在A與X不穩(wěn)定的情況下起一些作用，在2A+2X穩(wěn)定的情況下不起任何作用。

果蠅的性別決定并不取決于X和Y染色體，而取決于性染色體和常染色體套數(shù)之間的平衡關(guān)系，與就是X/A的比率關(guān)系。當(dāng)X/A=1時(shí)是正常的雌性，當(dāng)X/A=0.5時(shí)是正常的雄性。當(dāng)X/A的比例介于0.5與1之間時(shí)，表現(xiàn)為間性。37存在于X染色體非配對(duì)區(qū)(差別區(qū)域)的基因僅表現(xiàn)X連鎖遺傳.存在于Y染色體非配對(duì)區(qū)(差別區(qū)域)的基因僅表現(xiàn)Y連鎖遺傳.（四）人類(lèi)性連鎖遺傳分析1.X連鎖遺傳伴X隱性遺傳：由X染色體攜帶的隱性基因的遺傳方式稱(chēng)~。如色盲、A型血友病等表現(xiàn)為伴X隱性遺傳.38A型血友病機(jī)制:

凝血因子缺乏,受隱性基因h控制,隱性基因h位于X染色體上,Y染色體上不帶其等位基因；遺傳特點(diǎn):

1.多為男性患者

2.患者雙親都正常,其致病基因來(lái)自母親

3.患者親兄弟,舅舅,姨表兄，外甥中常見(jiàn)患病者.治療方法:

輸血漿、補(bǔ)充凝血因子或用重組DNA技術(shù)生產(chǎn)有生物活性的凝血因子注入體內(nèi)的方法治療。此外還有新興的基因療法。39

正常女性

正常男性患者（男性）婚配和生育子女一個(gè)A型血友病患者的家系，表示X連鎖隱性遺傳血友病患者正常親代男女XhYX+X+

配子X(jué)hYX+子代X+XhX+Y攜帶者女兒正常兒子血友病患者（男）與正常女人結(jié)婚時(shí)，子女的表型都正常，但女兒是血友病基因的攜帶者40血友病攜帶者正常親代女男X+XhX+Y

配子X(jué)+XhX+Y子代X+X+XhY正常女兒患者兒子X(jué)+YX+Xh

正常兒子攜帶者女兒女是雜合體，男是正常時(shí)，他們的子女中女兒都正常，但兒子中有1/2概率是血友病患者41

X隱性遺傳病----色盲①控制色盲的基因?yàn)殡[性c，位于X染色體上，Y染色體上不帶其等位基因；②由于色盲基因存在于X染色體上，女性在基因雜合時(shí)仍正常；而男性Y基因上不帶其對(duì)應(yīng)的基因，故男人色盲頻率高。∴女：XCXc雜合時(shí)非色盲，只有XcXc純合時(shí)才是色盲；男：Y染色體上不攜帶對(duì)應(yīng)基因，XCY正常、XcY色盲42人類(lèi)X染色體性連鎖遺傳----紅綠色盲P色盲(♀)×正常(♂)(XcXc)(XCY)

↓F1XCXcXcY

正常色盲P正常(♀)×色盲(♂)(XCXc)(XcY)

↓F1XCXc♀正常

XcXc♀色盲

XCY♂正常

XcY♂色盲P正常(♀)×色盲(♂)(XCXC)(XcY)

↓F1XCXcXCY

正常正常P正常(♀)×正常(♂)(XCXc)(XCY)

↓F1XCXC♀正常

XCXc♀正常

XCY♂正常

XcY♂色盲43例如：

抗維生素D佝僂病：由于X染色體上顯性基因R的作用使腎小管對(duì)磷的重吸收發(fā)生障礙，血磷下降，尿磷增高，腸對(duì)磷、鈣的吸收不良，表現(xiàn)身材矮小，下肢進(jìn)行性彎曲，呈膝內(nèi)翻或外翻。P：XRXr×XrY(女性患者)(男性正常)

F1：XRXrXrXrXRY

XrY

女性患者:女性正常:男性患者:男性正常

1:1:1:1伴X顯性遺傳

決定遺傳性狀的顯性基因在X染色體上的遺傳方式稱(chēng)~。女性多于男性，且多為雜合子。44P：XrXr×XRY(女性正常)(男性患者)

F1：XRYXrY

女性患者:男性正常

交叉遺傳452.Y連鎖遺傳人類(lèi)中此遺傳方式很少,僅僅由父親傳給兒子,不傳給女兒,又稱(chēng)限雄遺傳。如男性的毛耳緣遺傳。伴Y遺傳的毛耳緣性狀在印第安人群中常見(jiàn)，其他地區(qū)的人群中極少見(jiàn)。研究表明：Y染色體是雄性哺乳動(dòng)物所必須的，某種雄性化基因一定存在于Y染色體的差別區(qū)段上，如睪丸決定因子（TDF）46耳毛的性連鎖

在異配性別中成單存在，無(wú)論顯隱性都會(huì)直接表現(xiàn)出來(lái)。

例：毛耳—可能是Y連鎖隱性遺傳。471.果蠅截毛基因（bb）的遺傳（五）其他伴性基因的遺傳分析XbbXbb×Xbb+YbbXbbXbb×XbbYbb+(截毛)(正常）(截毛)(正常）XbbXbb+XbbYbbXbbXbbXbbYbb+(正常）(截毛)(截毛)(正常）從而證明：截毛基因也存在于Y染色體上。482.蘆花雞的毛色遺傳①.雄雞為ZZ，雌雞為ZW。②.蘆花基因B為顯性，正常基因b為隱性，位于Z性染色體上。③.W染色體上不帶它的等位基因。49ZW性別Z染色體性連鎖遺傳----雞的蘆花P蘆花(♀)×非蘆花(♂)(ZBW)(ZbZb)

↓F1ZbWZBZb

♀非蘆花×♂蘆花↓

F2ZbZb♂非蘆花

ZBW♀

蘆花

ZbW♀非蘆花

ZBZb♂

蘆花P非蘆花(♀)×蘆花(♂)(ZbW)(ZBZB)

↓F1ZBWZBZb

♀

蘆花×♂非蘆花↓F2ZBZB♂

蘆花

ZBZb♂

蘆花

ZBW♀

蘆花

ZbW♀非蘆花503.女婁菜的葉型遺傳

特點(diǎn):1.女婁菜葉型有窄葉和寬葉兩種,寬葉(B)為顯性,窄葉(b)為隱性

2.受位于X染色體上的一對(duì)等位基因B,b控制

3.Xb花粉粒死亡.51P：XBXB×XbY(雌寬葉)(雄窄葉)

F1：XBY寬葉雄株

(XBXb)不能形成,因?yàn)閄b花粉粒死亡

只有寬葉雄株,沒(méi)有雌株524.限性遺傳和從性遺傳

限性遺傳（sex-limitedinheritance）指一種性狀的控制基因位于常染色體或性染色體上，其性質(zhì)可以是顯性或隱性，但由于性別限制，只在一種性別中得以表現(xiàn)，而在另一種性別完全不能表現(xiàn)，但這些基因都可以向后代傳遞，這種遺傳方式稱(chēng)為限性遺傳。限性遺傳的性狀常和第二性征或性激素有關(guān)。如毛耳的基因在Y染色體上，僅在男性中表達(dá)；睪丸女性化的基因位于X染色體上，但也只在男性中出現(xiàn)這種癥狀；子宮陰道積水致病基因位于常染色體上，但只在女性中出現(xiàn)，男性雖有該基因但不能表現(xiàn)相應(yīng)性狀，但可向后代傳遞該基因。53從性遺傳（sex-controlledinheritance），又稱(chēng)為性影響遺傳（sex-influencedinheritance），指位于常染色體上的基因所控制的性狀，由于內(nèi)分泌或其它因素的影響使某些性狀只在某一性別中出現(xiàn)，而在另一性別中不表現(xiàn)出相應(yīng)的表型；或者某一性別的發(fā)病率遠(yuǎn)高于另一性別，這種遺傳現(xiàn)象即稱(chēng)為從性遺傳。從性遺傳與伴性遺傳最大的區(qū)別在于性狀控制基因位于常染色體上。如引起人類(lèi)頭發(fā)早禿的禿頂基因位于常染色體上，在男性中，該基因表現(xiàn)為顯性，在女性中表現(xiàn)為隱性。攜帶該基因的雜合子男性表現(xiàn)為禿頂，而雜合子女性則表現(xiàn)正常，只有當(dāng)該基因純合時(shí)，女性才出現(xiàn)早禿。54

一種濃縮的、惰性的異染色質(zhì)的小體，與性別及X染色體數(shù)目有關(guān)，所以又稱(chēng)性染色質(zhì)體（sex-chromatinbody)，又名巴氏（Barr）小體。

1949年Barr在雌貓的神經(jīng)細(xì)胞間期核中發(fā)現(xiàn)。之后在大部分正常女性表皮羊水等組織的間期核中也發(fā)現(xiàn)，但男性沒(méi)有。（why?)性染色質(zhì)體三、劑量補(bǔ)償效應(yīng)(Dosagecompensationeffect)55劑量補(bǔ)償效應(yīng)對(duì)于果蠅和哺乳動(dòng)物來(lái)說(shuō)理論上：雌性具兩條X染色體，其上基因產(chǎn)物應(yīng)有兩份，而雄性只有一份。實(shí)際上：雌、雄X染色體基因產(chǎn)物基本相同。原因：補(bǔ)償效應(yīng)（dosagecompensationeffect)

劑量補(bǔ)償效應(yīng)的定義

是指在XY性別決定機(jī)制的生物中,性連鎖基因在兩種性別中有相等或近乎相等的有效劑量的遺傳效應(yīng).56劑量補(bǔ)償效應(yīng)的機(jī)制

A：在哺乳動(dòng)物和人類(lèi)中,雌性一條X染色體隨機(jī)失活;B：果蠅中雌性的兩條X染色體都有活性,而雄性的XY或XO中唯一的一條X染色體超活性;C：線(xiàn)蟲(chóng)中,雌性每條X染色體基因的表達(dá)水平是單條X染色體基因表達(dá)水平的一半.57Lyon提出了闡明哺乳動(dòng)物劑量補(bǔ)償效應(yīng)及性染色體失活的Lyon假說(shuō):1.正常雌性體細(xì)胞中，只有一條X有活性（activationX：Xa)，另一條在遺傳上無(wú)活性（inactivationX：Xi

），保證雌雄性X染色體上基因產(chǎn)物相同。2.失活是隨機(jī)的。3.失活發(fā)生在胚胎發(fā)育的早期，如人類(lèi)（合子細(xì)胞增殖到5-6千個(gè)細(xì)胞時(shí)），且一旦失活，此細(xì)胞所有后代細(xì)胞的此染色體均處于失活狀態(tài)。4.雜合體雌性在伴性基因的作用上是嵌合體。58證據(jù)一：玳瑁貓(毛皮上同時(shí)具有黑色和黃色斑塊)幾乎都是雌性。

1.黃毛皮O基因?qū)谄っ玱是顯性,且位于X染色體上：

2.XOXo個(gè)體發(fā)育早期，一條X隨機(jī)失活，所以呈現(xiàn)黑黃相間斑點(diǎn)。

3.雄性個(gè)體也有玳瑁型,但其染色體組成是XOXoY，且每個(gè)細(xì)胞有一個(gè)

Barr小體。黑皮毛黃皮毛黃皮毛黑皮毛59證據(jù)二：X連鎖的葡萄糖-6-磷酸脫氫酶活性研究雜合體：CdA/CdB60證據(jù)三：Barr小體的數(shù)目正好是X染色體數(shù)目減1。

失活的X染色體上所有基因并不都失活，而且失活的X染色體在進(jìn)入減數(shù)分裂前將重新被激活，所以在成熟的卵母細(xì)胞中兩條X染色體都是有活性的61有關(guān)X染色體隨機(jī)失活機(jī)制的新進(jìn)展1.大多數(shù)的X連鎖基因在胚胎早期發(fā)育過(guò)程中表現(xiàn)為穩(wěn)定的轉(zhuǎn)錄失活，但并非整條染色體上的所有基因都失活.2.在失活的X染色體上具有表達(dá)的基因(逃避失活的基因)。這表明失活基因的關(guān)閉與某些位點(diǎn)有關(guān).3.在X染色體上存在一個(gè)特異性失活位點(diǎn)，即X失活中心.可產(chǎn)生一個(gè)失活信號(hào)，關(guān)閉X染色體上幾乎所有基因的轉(zhuǎn)錄.這些都是對(duì)萊昂假說(shuō)的補(bǔ)充.62四、連鎖交換與重組（一）連鎖遺傳現(xiàn)象孟德?tīng)柗蛛x規(guī)律和自由組合規(guī)律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)是非等位基因位于非同源染色體上。而真核生物含有千千萬(wàn)萬(wàn)個(gè)基因，分布在為數(shù)有限的染色體上－－每個(gè)染色體攜帶有大量的基因。同一染色體上的不同基因在減數(shù)分裂過(guò)程中是如何遺傳的？63香豌豆(Lathyrusodoratus)兩對(duì)相對(duì)性狀花

色：紫花(P)對(duì)紅花(p)為顯性；花粉粒形狀：長(zhǎng)花粉粒(L)對(duì)圓花粉粒(l)為顯性。1.紫花、長(zhǎng)花粉?！良t花、圓花粉粒.2.紫花、圓花粉?！良t花、長(zhǎng)花粉粒.646566每對(duì)相對(duì)性狀是否符合分離規(guī)律？實(shí)驗(yàn)一

實(shí)驗(yàn)二67兩個(gè)實(shí)驗(yàn)共同的特點(diǎn):

與自由組合定律所預(yù)期的結(jié)果相比較,F2代兩親本性狀組合類(lèi)型的實(shí)際數(shù)高于理論數(shù)，而兩種新性狀組合類(lèi)型的實(shí)際數(shù)少于理論數(shù)。

但Bateson等人并未能從中得到啟發(fā)，也未從理論上作出解釋?zhuān)瑑H提出來(lái)自同一親本的兩個(gè)性狀更傾向于連在一起向下傳遞。68直到1912年,摩爾根在用果蠅進(jìn)行了大量的雜交實(shí)驗(yàn)后,提出了連鎖互換規(guī)律,才對(duì)上述的新現(xiàn)象作出了解釋.(二)連鎖遺傳的解釋69摩爾根等的果蠅遺傳試驗(yàn)果蠅的兩對(duì)相對(duì)性狀體色:灰體(B)對(duì)黑體(b)是顯性翅膀:長(zhǎng)翅(V)對(duì)殘翅(v)是顯性70實(shí)驗(yàn)1

灰體長(zhǎng)翅(BBVV)

黑體殘翅(bbvv)F1灰體長(zhǎng)翅(BbVv)♂黑體殘翅(bbvv)♀測(cè)交后代灰體長(zhǎng)翅(BbVv):黑體殘翅(bbvv)

1:1實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析:1.測(cè)交后代僅有兩種類(lèi)型,表明F1僅產(chǎn)生兩種類(lèi)型的配子.2.測(cè)交結(jié)果不符合自由組合定律.71實(shí)驗(yàn)2

灰體長(zhǎng)翅(BBVV)

黑體殘翅(bbvv)F1灰體長(zhǎng)翅(BbVv)♀黑體殘翅(bbvv)♂測(cè)交后代灰體長(zhǎng)翅:灰體殘翅:黑體長(zhǎng)翅:黑體殘翅

0.42:0.08:0.08:0.42試驗(yàn)結(jié)果分析：1.F1產(chǎn)生的四種類(lèi)型配子比例不等于1:1:1:1；2.親本型配子比例高于50％，重組型配子比例低于50％；3.親本型配子數(shù)基本相等，重組型配子數(shù)也基本相等。72摩爾根對(duì)上述現(xiàn)象的解釋他提出連鎖互換的概念,認(rèn)為:1.灰體基因B和長(zhǎng)翅基因V同處在一條染色體上,黑體基因b和殘翅基因v同處于同源染色體的另一條染色體上,這兩對(duì)非等位基因在遺傳上是連鎖的.連鎖:位于同一條染色體上的基因遺傳時(shí)較多連在一起向下傳遞的現(xiàn)象.732.在果蠅中雄蠅是完全連鎖的.完全連鎖(completelinkage)：

是指雜種個(gè)體在形成配子時(shí)，沒(méi)有發(fā)生非姊妹染色單體之間交換的連鎖遺傳.例如雄果蠅和雌家蠶中通常不發(fā)生交換，連鎖基因完全連鎖，不發(fā)生重組。743.實(shí)驗(yàn)2中測(cè)交的后代出現(xiàn)數(shù)目不等的4種表型,其中親本的類(lèi)型遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于新類(lèi)型.摩爾根稱(chēng)這種連鎖為不完全連鎖,并認(rèn)為新類(lèi)型的產(chǎn)生是由于同源染色體上的非等位基因間重新組合的結(jié)果(重組).不完全連鎖(pletelinkage)：

指連鎖基因的雜種F1不僅產(chǎn)生親本類(lèi)型的配子，還會(huì)產(chǎn)生重組型配子。［是指雜種個(gè)體的連鎖基因，在配子形成過(guò)程中，同源染色體非姊妹染色單體之間發(fā)生了互換的連鎖遺傳］.重組(bination):同源染色體上的非等位基因間發(fā)生重新組合的現(xiàn)象,稱(chēng)為重組.75一.遺傳第三定律連鎖定律(lawoflinkage)，是指位于同一染色體上的基因聯(lián)合在一起伴同遺傳的頻率大于重新組合的頻率，重組體或重組子(binant)的產(chǎn)生是由于在配子形成過(guò)程中同源染色體的非姊妹染色體單體間發(fā)生了局部互換。(五)遺傳的第三定律761.連鎖互換定律對(duì)實(shí)驗(yàn)1的解釋BVbvbvbvBBVVbbvv

BVbv

PF1bvbv1:1♂灰長(zhǎng)黑殘灰長(zhǎng)黑殘灰長(zhǎng)黑殘♀BVbvbv772.連鎖互換定律對(duì)實(shí)驗(yàn)2的解釋BBVVbbvv

BVbv

PF1bvbv♀BVbvbvbvBvbvbvbVbvBVbvBvbV配子灰長(zhǎng)黑殘灰長(zhǎng)黑殘灰長(zhǎng)黑殘灰殘黑長(zhǎng)0.42:0.08:0.08:0.4278連鎖群：位于同一染色體上的基因群，稱(chēng)為一個(gè)連鎖群．判斷是否連鎖的依據(jù)：通過(guò)對(duì)雜交F1進(jìn)行測(cè)交來(lái)確定．如果測(cè)交后代的比率為１：１：１：１，則是自由組合；如果測(cè)交后代親組型高于預(yù)期比例，而重組型又顯著地低于預(yù)期比例，則說(shuō)明它們是連鎖的．生物性狀很多，控制這些性狀的基因自然也多，而生物的染色體數(shù)目有限，從而有許多基因位于同一染色體上，引起連鎖遺傳。二.連鎖群79（1）如果A基因與B基因連鎖，B基因與C基因連鎖，那么，A基因與C基因連鎖。（2）如果A基因與B基因連鎖，B基因與C基因不連鎖，那么，A基因一定不與C基因連鎖。

設(shè)A、B、C、D四個(gè)基因，如果A與B連鎖，C與D連鎖，而A與C不連鎖，則A與B屬于同一連鎖群，C與D屬于另一連鎖群。8081三.交換的細(xì)胞學(xué)證據(jù)PF1同源染色體聯(lián)會(huì)(偶線(xiàn)期)非姊妹染色單體交換(偶線(xiàn)期到雙線(xiàn)期)終變期四分體82所謂的交換是指兩條同源染色體對(duì)應(yīng)節(jié)段間的交換，從而導(dǎo)致了基因間的交換。生物在形成配子的過(guò)程中，都要經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂，同源染色體配對(duì)形成四分體，它是由四條染色單體組成的。這時(shí)，在顯微鏡下往往可觀察到染色體的某些點(diǎn)上出現(xiàn)交叉現(xiàn)象，交換就發(fā)生在這些地方。8384

交叉與交換的關(guān)系1.區(qū)別：交叉指的是一種細(xì)胞學(xué)現(xiàn)象，在顯微鏡下可見(jiàn)。交換是一種遺傳學(xué)的概念，在顯微鏡下不能看到，只能通過(guò)子代的表型來(lái)推算它的發(fā)生與否。2.聯(lián)系：交叉的出現(xiàn)表明同源染色體間發(fā)生過(guò)交換；交叉僅僅是發(fā)生過(guò)交換的位置所留下的痕跡；交叉是交換的結(jié)果（先交換再交叉）。8586◆盡管在發(fā)生交換的孢(性)母細(xì)胞所產(chǎn)生的配子中，親本型和重組型配子各占一半，但是雙雜合體所產(chǎn)生的四種配子的比例并不相等，因?yàn)椴⒉皇撬械逆吣讣?xì)胞都發(fā)生兩對(duì)基因間的交換?！糁亟M型配子比例是發(fā)生交換的孢母細(xì)胞比例的一半，并且兩種重組型配子的比例相等，兩種親本型配子的比例相等。87

四.重組率的測(cè)定重組型數(shù)目重組頻率(RF)=

親本型數(shù)目+重組型數(shù)目以玉米的測(cè)交實(shí)驗(yàn)說(shuō)明重組頻率的測(cè)定方法。遺傳學(xué)以測(cè)交子代中出現(xiàn)的重組率來(lái)測(cè)定基因在雜交中所表現(xiàn)的連鎖程度．88用玉米作材料研究基因連鎖的優(yōu)越性1.很多性狀可以在種子上看到，種子雖然長(zhǎng)在母本植株的果穗上，但它們已是子代產(chǎn)物．２．同一果穗上有幾百粒種子，便于計(jì)數(shù)分析．３．雌，雄穗長(zhǎng)在不同花序上，去雄容易，便于雜交．４．它是一種經(jīng)濟(jì)作物，某些實(shí)驗(yàn)結(jié)果有經(jīng)濟(jì)價(jià)值．89

P有色飽滿(mǎn)無(wú)色皺縮

CSh/CSh

csh/csh

↓

F1

CSh/csh

csh/csh測(cè)交有色飽滿(mǎn)↓

CSh/cshCsh/cshcSh/cshcsh/csh

有、滿(mǎn)有、皺無(wú)、滿(mǎn)無(wú)、皺合計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：4032149親組合重組合玉米的測(cè)交實(shí)驗(yàn)90測(cè)交后代中親組型的頻率＝4032＋40354032＋4035＋149＋152=80678368

100%=96.4%重組率=149+1528368

100%=3.6%91五.交換率與重組率的關(guān)系1.交換是遺傳物質(zhì)的局部交換,而重組是交換后形成的基因的重新組合;2.交換的遺傳學(xué)效應(yīng)體現(xiàn)在重組體中,但是無(wú)法檢測(cè)其實(shí)際大小,所以只能用重組率來(lái)估計(jì);3.但是重組率會(huì)低估交換率.92影響交換的因素1.性別：雄果蠅、雌蠶未發(fā)現(xiàn)染色體片斷發(fā)生交換；2.溫度：家蠶第二對(duì)染色體上PS-Y(PS黑斑、Y幼蟲(chóng)黃血)

飼養(yǎng)溫度(℃)

30

28

26

23

19

交換值（%）21.48

22.34

23.55

24.98

25.863.基因位于染色體上的部位：離著絲點(diǎn)越近，其交換值越小，著絲點(diǎn)不發(fā)生交換。4.其它：年齡、染色體畸變等也會(huì)影響交換值。

由于交換值具有相對(duì)穩(wěn)定性，常以該數(shù)值表示兩個(gè)基因在同一染色體上的相對(duì)距離（遺傳距離）。例如：3.6%即可稱(chēng)為3.6個(gè)遺傳單位。

遺傳單位值愈大，兩基因間距離愈遠(yuǎn)，愈易交換；遺傳單位值愈小，兩基因間距離愈近，愈難交換。93六.多線(xiàn)交換與最大交換值兩個(gè)基因之間發(fā)生一次交換時(shí)的最大交換值：1/2×100%=50%如兩個(gè)基因距離較遠(yuǎn)時(shí)，其間可以發(fā)生兩次或兩次以上的交換，則涉及的染色單體將不限于2條，可以是多線(xiàn)交換。則最大交換值又會(huì)怎樣？9495

在給定的基因A—C之間,非交換型配子:交換型配子:雙交換型配子=4:8:4=1:2:1

由于雙交換和非交換配子在表型上是無(wú)法區(qū)分的,所以將雙交換型和非交換型視為親本型,所以總的來(lái)看:非交換(包括雙交換):交換(單交換)=1:1只要4條染色單體發(fā)生交換的機(jī)會(huì)相等，在所研究的兩個(gè)基因之間產(chǎn)生重組型與親組型的比總是1：1，所以最大交換值也是50%。雙交換特點(diǎn)：

1.雙交換概率顯著低于單交換概率。

2.3個(gè)連鎖基因間發(fā)生雙交換的結(jié)果，旁側(cè)基因無(wú)重組，此時(shí)旁側(cè)基因的重組率低于實(shí)際的交換值。96七.交換值與遺傳距離1.兩個(gè)連鎖基因間交換值的變化范圍是[0,50%]，其變化反映基因間的連鎖強(qiáng)度、基因間的相對(duì)距離；兩基因間的距離越遠(yuǎn)，基因間的連鎖強(qiáng)度越小，交換值就越大；反之，基因間的距離越近，基因間的連鎖強(qiáng)度越大，交換值就越小。2.通常用交換值/重組率來(lái)度量基因間的相對(duì)距離，也稱(chēng)為遺傳距離(geneticdistance)。通常以1%的重組率作為一個(gè)遺傳距離單位/遺傳單位（centi-Moegan，cM）。971、基因定位（genemapping)：

根據(jù)重組值確定不同基因在染色體上的相對(duì)位置和排列順序的過(guò)程。六染色體傳圖一.相關(guān)概念982、染色體圖（chromosomemap)又稱(chēng)基因連鎖圖（linkagemap)或遺傳圖（geneticmap)。根據(jù)基因之間的交換值（或重組值），確定連鎖基因在染色體上的相對(duì)位置而繪制的一種簡(jiǎn)單線(xiàn)性示意圖。993、圖距（mapdistance)：兩個(gè)基因在染色體圖上距離的數(shù)量單位稱(chēng)圖距。圖距單位稱(chēng)為厘摩（cM），1%交換值=1cM100根據(jù)兩個(gè)基因位點(diǎn)間的交換值能夠確定兩個(gè)基因間的相對(duì)距離，但并不能確定基因間的排列次序。如：玉米C-Sh間遺傳距離為3.6個(gè)遺傳單位101確定基因間的排列次序至少要考慮3個(gè)或3個(gè)以上的基因。1024.摩爾根的學(xué)生Sturtevant提出“基因的直線(xiàn)排列”原理：任何3個(gè)距離較近的a,b,c連鎖基因，若已分別測(cè)得a,b和b,c間的距離，那么a,c間的距離，就必然等于前二者距離的和或差。103二.

基因定位的方法1兩點(diǎn)測(cè)交(two-pointtestcross)2三點(diǎn)測(cè)交(three-pointtestcross)1041.兩點(diǎn)測(cè)交105通過(guò)三次親本間兩兩雜交，雜種F1與雙隱性親本測(cè)交，考察測(cè)交子代的類(lèi)型與比例。

例：玉米第9染色體上三對(duì)基因間連鎖分析：子粒顏色： 有色(C)對(duì)無(wú)色(c)為顯性；飽滿(mǎn)程度： 飽滿(mǎn)(SH)對(duì)凹陷(sh)為顯性；淀粉粒： 非糯性(Wx)對(duì)糯性(wx)為顯性.106107計(jì)算三對(duì)基因兩兩間的交換值108兩點(diǎn)測(cè)交——局限性1.工作量大，需要作三次雜交，三次測(cè)交；2.不能排除雙交換的影響，準(zhǔn)確性不夠高。當(dāng)兩基因位點(diǎn)間超過(guò)五個(gè)遺傳單位時(shí)，兩點(diǎn)測(cè)驗(yàn)的準(zhǔn)確性就不夠高。1092.三點(diǎn)測(cè)交110實(shí)驗(yàn)：111112113114115計(jì)算基因間的交換值116繪制連鎖遺傳圖Sh位于wx與c之間；wx-sh:18.4 sh-c:3.5 wx-c:21.9117連鎖遺傳圖(linkagemap)通過(guò)連續(xù)多次二點(diǎn)或三點(diǎn)測(cè)交，可以確定位于同一染色體基因的位置和距離---繪制連鎖遺傳圖繪制連鎖遺傳圖時(shí)，以最先端基因?yàn)?，依次向下，不斷補(bǔ)充變動(dòng)。位于最先端基因之外新發(fā)現(xiàn)的基因，應(yīng)該把0點(diǎn)讓給新基因，其余基因作相應(yīng)變動(dòng)。118119果蠅的4個(gè)連鎖群120三.遺傳干涉和并發(fā)系數(shù)1.理論雙交換值如果相鄰兩交換間互不影響，即交換獨(dú)立發(fā)生，那么根據(jù)乘法定理，雙交換發(fā)生的理論頻率(理論雙交換值)應(yīng)該是兩個(gè)區(qū)域交換頻率(交換值)的乘積。例：wxshc三點(diǎn)測(cè)驗(yàn)中，wx和c基因間理論雙交換值應(yīng)為：

0.184×0.035=0.64%。1212.干涉(interference)：測(cè)交試驗(yàn)的結(jié)果表明：wx和c基因間的實(shí)際雙交換值為0.09％，低于理論雙交換值，這是由于wx-sh間或sh-c間一旦發(fā)生一次交換后就會(huì)影響另一個(gè)區(qū)域交換的發(fā)生，使雙交換的頻率下降。這種現(xiàn)象稱(chēng)為干涉(interference)：一個(gè)交換發(fā)生后，