1、學(xué)習(xí)要點(diǎn)： 1性別決定的類型，掌握伴性遺傳的概念、特點(diǎn)及相互關(guān)系。 2連鎖與交換的原理，重組值、交換值、染色體干涉和并發(fā)率的概念及計(jì)算方法，特別是通過(guò)三點(diǎn)測(cè)交繪制連鎖圖的方法。 3人類基因的連鎖分析的特點(diǎn)、人類基因定位的原理。,5 連鎖遺傳分析與染色體作圖,5.1 性染色體與性別決定,5.1.1 性別與染色體 性比：雌性：雄性=1：1。 5.1.2 人類的性染色體 X染色體和Y染色體形態(tài)結(jié)構(gòu)不同，功能也不同。 X染色體約155Mb，含1098個(gè)基因。 Y染色體約60Mb，含78個(gè)基因。 X染色體和Y染色體的同源區(qū)主要位于端部。,X連鎖基因,Y連鎖基因,假常染色質(zhì)區(qū)2,假常染色質(zhì)區(qū)1,人類的性染

2、色體,5.1.3 性染色體決定性別的幾種類型, XX-XY型 雌性為同配性別，雄性為異配性別。 ZZ-ZW型 雌性為異配性別，雄性為同配性別。 XO型 雌性為XX，雄性為X0型。 植物的性別決定 大部分雌雄異株植物， XX為雌株，XY為雄株。,5.1.4 環(huán)境因子的性別決定, 溫度決定性別：如龜、蜥蜴等。 位置決定性別：如后。,單倍體型性別決定（蜜蜂型）：未受精的卵發(fā)育成雄蜂，受精卵發(fā)育成可育的雌蜂（蜂皇），或不育的雄峰（職蜂）。,5.1.5 其他類型的性別決定,5.1.6 果蠅性別決定的染色體機(jī)制,性指數(shù) 果蠅的性別決定取決于染色體數(shù)目和常染色體（A）倍數(shù)之比，即性指數(shù)（）。 X/A=0.5

3、雄性。如2A+X（不育），2A+X+Y（可育）。 X/A=1雌性。如2A+2X，2A+2X+Y。 X/A1變態(tài)雌性，也稱超雌。2A+3X（死亡） X/A0.5變態(tài)雄性，也稱超雄。2A+Y（死亡） X/A介于0.5雌雄間性（不育）,5.2 性連鎖遺傳分析,5.2.1 黑腹果蠅的伴性遺傳分析,1 果蠅的伴X隱性遺傳現(xiàn)象 P 紅眼() 白眼() F1 紅眼() F2 紅 紅 白 2459 1011 782,2 摩爾根的假設(shè) (1)白眼基因?yàn)殡[性基因，位于X染色體上； (2)Y染色體上無(wú)對(duì)應(yīng)的顯性等位基因。,3 假設(shè)的驗(yàn)證,P 紅眼 白眼 X+Xw XwY F1 紅 紅 白 白 X+Xw X+Y Xw

4、Xw XwY 129 ：132 ： 88 ：86 1 ： 1 ： 1 ： 1 結(jié)論: 1 紅眼雌蠅是雜合體。 2 白眼雄蠅帶隱性基因，位于X 染色體上;,實(shí)驗(yàn) 1,P 白 紅 XWXW X+Y F1 紅眼 白眼 X+Xw XwY F2：紅 紅 白 白 X+Xw X+Y XwXw XwY 1 ： 1 ： 1 ： 1,實(shí)驗(yàn)2,結(jié)論：1 進(jìn)一步地證明白眼基因位于X染色體上； 2 交叉遺傳現(xiàn)象。,概念：由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。 特點(diǎn)： 1 當(dāng)同配性別傳遞純合顯性基因時(shí)，F(xiàn)均為顯性性狀，F(xiàn)性狀呈：，性別的分離為：；其中隱性個(gè)體的性別與祖代隱性體一樣，即外祖父的性狀傳給外孫。

5、 當(dāng)同配性別傳遞純合隱性基因時(shí)，F(xiàn)表現(xiàn)交叉遺傳，即兒子象母親，女兒象父親。,4 伴性遺傳（連鎖遺傳）,5.2.2 遺傳的染色體學(xué)說(shuō)的直接證明,果蠅眼色遺傳的例外現(xiàn)象 白 紅 XwXw X+Y 正常 紅 白(不育) 初級(jí)例外 紅 白(可育) 紅 (12000) 正常 紅 白 次級(jí)例外 紅(可育 ) 白(4%）,推測(cè):減數(shù)分裂形成配子時(shí),母本兩條X染色體不分離.,例外遺傳現(xiàn)象的解釋 減數(shù)分裂中:X染色體不分開(kāi), 從果蠅眼色例外遺傳現(xiàn)象得出的結(jié)論,由于不分離的X染色體上的突變基因的作用，導(dǎo)致果蠅顏色遺傳的例外現(xiàn)象，即雌蠅偏母，雄蠅偏父。這就證明了基因位于染色體上，染色體是基因的載體。,5.2.3 人

6、類的性連鎖遺傳分析,伴X顯性遺傳(sex-linked dominant inheritance,XD)：如抗維生素D佝僂病、先天性多毛癥等。 伴X隱性遺傳(sex-linked recessive inheritance,XR) ：如紅綠色盲、血友病、魚鱗病等。 Y連鎖遺傳(Y-linked recessive inheritance),先天性多毛癥的遺傳,X連鎖顯性遺傳病特點(diǎn)： 人群中女性患者比男性患者約多一倍，前者病情常較輕； 患者的雙親中必有一名是該病患者； 男性患者的女兒全部都為患者，兒子全部正常 女性患者（雜合子）的子女中各有50的可能性是該病的患者； 系譜中?？煽吹竭B續(xù)傳遞現(xiàn)象，

7、這點(diǎn)與常染色體顯性遺傳一致。,X連鎖隱性遺傳病特點(diǎn)： 人群中男性患者遠(yuǎn)較女性患者多，系譜中往往只有男性患者； 雙親無(wú)病時(shí)，兒子可能發(fā)病，女兒則不會(huì)發(fā)?。粌鹤尤绻l(fā)病，母親肯定是一個(gè)攜帶者，女兒也有1/2的可能性為攜帶者； 男性患者的兄弟、外祖父、舅父、姨表兄弟、外甥、外孫等也有可能是患者； 如果女性是一患者，其父親一定也是患者，母親一定是攜帶者。,一例紅綠色盲系譜 ：,存在于Y染色體差別區(qū)段上的基因所決定的性狀，將隨Y染色體的行為而傳遞。它們僅僅由父親傳給兒子，不傳給女兒，表現(xiàn)為所謂限雄遺傳(holandric inheritance)現(xiàn)象。,Y連鎖遺傳(Y-linked recessive

8、inheritance,5.2.4 其他伴性基因的遺傳分析, 雞羽斑紋的遺傳 ZB 蘆花， Zb 非蘆花,P 非蘆花 蘆花 ZbZb ZBW F1 蘆花 非蘆花 F1識(shí)別雌雄 ZBZb ZbW F2 蘆花 蘆花 ZBZb ZBW 非蘆花 非蘆花 (各占1/4) ZbZb ZbW, 女婁菜寬葉基因B的伴性遺傳,闊葉 細(xì)葉 XBXB XbY 闊葉(XBY),闊葉 細(xì)葉 XBXb XbY 闊葉XBY 細(xì)葉XbY,闊葉 闊葉 XBXb XBY 闊葉 闊葉 細(xì)葉 XBXB XBY XbY XBXb,5.3 劑量補(bǔ)償效應(yīng)及其分子機(jī)制,5.3.1 性染色質(zhì)體 1949年,由Barr發(fā)現(xiàn),又稱為Barr小體.

9、存在于間期核中的惰性的異染色質(zhì)化的小體,位于細(xì)胞核膜的內(nèi)側(cè)邊緣或靠近核膜,與性別及X數(shù)目有關(guān)X-1., 劑量補(bǔ)償效應(yīng)(Dosage compensation effect)：XY性別決定機(jī)制的生物中，性連鎖基因在兩種性別中相等或近乎相等的有效劑量的遺傳效應(yīng)。 性兩條X失活一條，雄性單條X染色體保持活性；（哺乳類） 性兩條X染色體均有活性，雄性中唯一的X染色體超活性；（果蠅） 性兩條X染色體低性降低。（線蟲(chóng)）,5.3.2 劑量補(bǔ)償效應(yīng)與Lyon假說(shuō), Lyon假說(shuō)（哺乳動(dòng)物） 1 兩條X染色體中一條失活，使雌性和雄性具有相同的基因產(chǎn)物。 2 失活是隨機(jī)的，可以是來(lái)自母源的X染色體失活，也可以是來(lái)

10、自父源的X染色體失活。 3 失活發(fā)生在胚胎發(fā)育的早期。 4 雜合體雌性在伴性基因的作用上是嵌合體。,Lyon假說(shuō)的證據(jù) （1）玳瑁貓毛色遺傳 雌性雜合體玳瑁貓的毛色具黑色與黃色斑塊。 X：黃色 ； Xo：黑色 X失活 黑色斑塊 Xo失活 黃色斑快 結(jié)果：同一個(gè)體出現(xiàn)黃、黑斑塊,（2）6-PGD雜合體細(xì)胞電泳實(shí)驗(yàn),5.3.3 X染色體隨機(jī)失活的分子機(jī)制,1 大多數(shù)X連鎖基因在胚胎發(fā)育早期失活，但并非整條X染色體上的基因均失活。 2 在失活的X染色體上，表達(dá)的基因與失活基因是穿插排列的。 3 在X染色體上存在失活中心。,5.4 連鎖交換與重組,5.4.1 連鎖遺傳現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) P 紫花長(zhǎng)形 X 紅花

11、圓形 PL/PL pl/pl F1 紫長(zhǎng)(PL/pl) F2： 紫長(zhǎng) 紫圓 紅長(zhǎng) 紅圓 合計(jì) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果： 4831 390 393 1338 6952 自由組合預(yù)期:3910.5 1303.5 1303.5 434.5 6952,F2中四個(gè)類型的個(gè)體數(shù)同理論數(shù)相差很大，原來(lái)組合在兩個(gè)親本中的性狀在F2代中仍然多數(shù)聯(lián)合在一起遺傳，即原本屬于親本的兩個(gè)非等位基因較多地聯(lián)系在一起遺傳,這種現(xiàn)象稱為連鎖遺傳(定律)。,5.4.2 連鎖遺傳,5.4.3 連鎖遺傳現(xiàn)象的解釋,5.4.3.1 重組的解釋,1 同源染色體非姐妹染色單體發(fā)生了交換。 2 交換是對(duì)等交換(正常情況下)，發(fā)生在兩條同源染色體的相同位

12、點(diǎn)。 3 性母細(xì)胞中連鎖基因間每發(fā)生一個(gè)交叉，只有一半的重組類型。 4 最大交換是50%。,5.4.3.2 親本類型大于重組類型的解釋,并非100%的性母細(xì)胞均在兩基因位點(diǎn)之間發(fā)生交換,因此,F1雜合體產(chǎn)生的親本配子遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于重組配子。,P PL/PL pl/pl F1 PL/pl 配子 PL pl pL Pl 預(yù)期 1 ： 1 ： 1 ： 1 實(shí)際 大于50% 小于50%,5.4.4 完全連鎖和不完全連鎖,完全連鎖（complete linkage）：雜種個(gè)體在形成配子時(shí)沒(méi)有發(fā)生非姐妹染色單體之間交換的連鎖遺傳，無(wú)重組類型。,不完全連鎖（incomplete linkage）：雜種個(gè)體的連鎖基

13、因在形成配子時(shí)，同源染色體非姐妹染色單體間發(fā)生了交換，出現(xiàn)了重組類型。,全部為親本型配子,完全連鎖,不完全連鎖,親本型配子,親本型配子,重組型配子,重組型配子,果蠅的完全連鎖與不完全連鎖,雄果蠅的完全連鎖,雌果蠅的不完全連鎖,重組型數(shù)目,親本型數(shù)目+重組型數(shù)目, 重組頻率(RF)=,5.4.5 重組頻率的測(cè)定,重組率是度量基因間連鎖程度或兩基因間距離的的一個(gè)參數(shù)，兩基因距離較近，則連鎖較緊密，其重組率低，兩基因距離越遠(yuǎn)，則連鎖越不緊密，兩基因間發(fā)生交換的機(jī)會(huì)多，重組合率亦高。,P 有色飽滿 X 無(wú)色凹陷 CSh/CSh csh/csh F1 CSh/csh X csh/csh9（測(cè)交） F2

14、CSh/csh csh/csh Csh/csh cSh/csh 有滿 無(wú)凹 有凹 無(wú)滿 自由組合: 1 1 1 1 合計(jì) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果：4032 4035 149 152 8368 親本型 重組型 親組合: 96.4% 重組合: 3.6% ,即:重組頻率=3.6%,CSh/CSh csh/csh F1 CSh/csh X csh/csh（雙隱性） F1配子 CSh csh cSh Csh csh 48.2% 48.2% 1.8% 1.8% F2 CSh csh cSh Csh 48.2% 48.2% 1.8% 1.8% 親組合: 96.4% 重組合: 3.6%, 多線交換與最大交換值,當(dāng)兩連鎖基因

15、距離較近，即緊密連鎖時(shí)，重組率接近交換值。兩連鎖基因間發(fā)生一次交換的最大交換值是50%。 當(dāng)兩連鎖基因相距較遠(yuǎn)，其間可能發(fā)生不止一次的交換，涉及的染色單體不限于兩條，即多線交換，此時(shí)，重組值小于交換值，但最大交換值仍然是50%。,對(duì)于基因座A.C來(lái)說(shuō),偶數(shù)次交換（如雙交換）等于沒(méi)有交換,奇數(shù)次交換等于單交換。 雙交換的特點(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，兩側(cè)基因無(wú)重組，此時(shí)兩側(cè)基因的重組率低于實(shí)際的交換值。 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（如A-C）產(chǎn)生重組型與親本型的比總是1：1，所以最大交換值也是50%。,A B C,

16、a b c,1 2 3 4,1 2 3 4,5.5 染色體作圖,5.5.1 相關(guān)概念,基因定位:確定基因在染色體上的排列順序和相對(duì)距離的過(guò)程. 染色體圖:基因連鎖圖、遺傳圖 圖距：兩個(gè)基因在染色體圖上距離的數(shù)量單位。 1個(gè)圖距單位是1%重組率去掉%。(1厘摩=1cM）,5.5.2 基因定位的方法, 兩點(diǎn)測(cè)交,例玉米：有色；Sh飽滿；x非糯性 通過(guò)三次兩點(diǎn)測(cè)交，得： Sh3.6； Shx20；x,缺點(diǎn): 1 太煩瑣; 2 三次實(shí)驗(yàn)條件難保一致,親本也不可能相同; 3 不能得到雙交換的資料。, 三點(diǎn)測(cè)交,用三雜合體abc/+跟三隱性個(gè)體abc/abc測(cè)交的實(shí)驗(yàn)叫三點(diǎn)測(cè)交，簡(jiǎn)稱三點(diǎn)實(shí)驗(yàn)。,P 棘眼、

17、截翅 橫脈 ec ct +/ec ct + + + cv/y F1 ec ct +/+ + cv ec ct cv/y,測(cè)交后代的表型和比例與F1三雜合體產(chǎn)生配子的表型和比例一致,ec + ct,+ cv +,ec + ct,+ cv +,雙交換,單交換,單交換,無(wú)交換,ec + ct,+ cv +,ec + ct,ec + ct,+ cv +,+ cv +,ec ct +/+ + cv ec ct cv/y 序號(hào) 表 型 實(shí)得數(shù) 1 ec ct + 2125 （親組合） 2 + + cv 2207 3 ec + cv 273 （單交換I） 4 + ct + 265 5 ec + + 217

18、（單交換II) 6 + ct cv 223 7 + + + 5 （雙交換） 8 ec ct cv 3 合計(jì) 5318,三點(diǎn)實(shí)驗(yàn)的分析方法-中間位點(diǎn)法作圖,B 找出親本類型和雙交換類型,確定正確的基因順序; 親本型 ec ct + + + cv 雙交換 ec ct cv + + + 基因順序?yàn)? ec cv ct 或 ct cv ec,A 歸類:將8種表型按對(duì)等交換分成4組,統(tǒng)計(jì)數(shù)目;,D 作圖 ec 10.2 cv 8.4 ct 18.418.6？,C 分別計(jì)算兩個(gè)單交換 ec-cv:(273+265+5+3)/5318X100 %=10.2% cv-ct:(217+223+5+3)/5318

19、 X100%=8.4% ec-ct:(273+265+217+223)/5318=18.4%,原因:1 忽略了雙交換的存在。雙交換率=0.1% 2 (ec-ct)實(shí)際交換值 =18.4%+20.1%=18.6%,三點(diǎn)測(cè)交的優(yōu)缺點(diǎn) ）一次三點(diǎn)實(shí)驗(yàn)得到的三個(gè)重組值是在同一基因型背景，同一環(huán)境下得到的，三個(gè)重阻值可以嚴(yán)格的相互比較 ）可以得到雙交換的資料 ）三隱性純合體不易獲得或保存,5.5.3 遺傳干涉與并發(fā)系數(shù), 染色體干涉和并發(fā)系數(shù),染色體干涉：一次單交換可能影響它鄰近發(fā)生另一次單交換的可能性。,并發(fā)系數(shù)(C) = 實(shí)際雙交換 理論雙交換,I=1-C， 0 干涉完全 C= 0不完全干涉 無(wú)干涉, 染色單體干涉,一對(duì)同源染色體的4條非姐妹染色單體參與多線交換機(jī)會(huì)的非隨機(jī)性。 若不存在染色單體干涉,則二線雙交換:三線雙交換:四線雙交換=1/4:2/4:1/4. 正染色單體干涉:四線雙交換1/4. 負(fù)染色單體干涉:二線雙交換1/4.,5.5.4 利用作圖函數(shù)計(jì)算大圖距,重組值: RF=1/2(1-e-m) m平均交換數(shù)