連鎖和交換定律PPT課件

1、1,第四章 連鎖和交換定律,第一節(jié) 性染色體與性別決定,2,一、性染色體的發(fā)現(xiàn),3,二、性染色體決定性別的幾種類型,性染色體與 常染色體的概念 性染色體是指直接與性別決定有關(guān)的一個(gè)或一對(duì)染色體. 其余各對(duì)染色體則統(tǒng)稱為常染色體，通常以A表示,4,5,1）XY型,雄的是異配性別(heterogametic-sex)產(chǎn)生兩種類型的配子。 雌的是同配性別(homogametic-sex)，只產(chǎn)生一種配子。 哺乳類、兩棲類和某些魚類，以及許多昆蟲和雌雄異株的植物等都屬于XY型,6,人類的性染色體,7,人類的性染色體,X染色體：全長(zhǎng)155Mb，含編碼蛋白質(zhì)的基因1098個(gè)，70%的基因與疾病有關(guān)。 Y染

2、色體： 60Mb，大約78個(gè)功能基因，僅有54個(gè)基因與X染色體相同,8,9,2）ZW型,雌性為異配性別，雄的為同配性別。 在鱗翅目昆蟲、兩棲類、爬行類、鳥類中較為普遍,10,3）型,直翅目昆蟲（蝗蟲、蟋蟀和蟑螂等）屬于這種類型。 雌體的性染色體成對(duì)，為XX， 雄體只有一條單一的X染色體，為XO,11,4）植物的性別決定,大部分雌雄異株植物都屬于雄性異配性別，雌株為，雄株為,12,三、環(huán)境因子與性別決定,1）爬行類的溫度性別決定 一些龜鱉類和所有的鱷魚 溫度依賴型性別決定,13,2）后螠的位置性別決定,海生蠕蟲后螠。10cm、3mm寄生在雌蟲的子宮里,14,從吻上取下，離開繼續(xù)發(fā)育間性。(雄性程

3、度是由它在吻上停留時(shí)間決定的)。 據(jù)說雌蟲吻上有一種激素似的化學(xué)物質(zhì)，有力地影響性別分化,15,第二節(jié) 性連鎖遺傳,一、果蠅的伴性遺傳 T.H.Morgan ,18661945，美國(guó)實(shí)驗(yàn)胚胎學(xué)家，于1910年左右，和他的學(xué)生及同事一起用果蠅進(jìn)行遺傳學(xué)研究。 1933年獲諾貝爾獎(jiǎng),16,17,果蠅作為實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn),果蠅:個(gè)體小、繁殖快、生育力強(qiáng)、飼養(yǎng)容易，而且還具有特別大的唾腺染色體。 野生型和突變型,18,果蠅的伴性遺傳,摩爾根等在純種紅眼果蠅的群體中發(fā)現(xiàn)個(gè)別白眼個(gè)體（突變產(chǎn)生,雌性紅眼雄性白眼(例外) F1 全是紅眼 F2 紅眼:白眼(雄) 3:1 雌雄比1:1,19,例外是什么,F1紅眼

4、雌雄性白眼 紅眼 紅眼 白眼 白眼雌 雄 雌 雄 1 ： 1 ： 1 ： 1 證明:紅眼雌是雜合體，出現(xiàn)了白眼性狀，白眼雄是一個(gè)帶隱性基因的純合體,白眼雌雄性紅眼（純種） F1： 紅眼雌 白眼雄 F2：紅眼 紅眼 白眼 白眼 雌 雄 雌 雄 1 ： 1 ： 1 ： 1 交叉遺傳,20,解釋,x+x+ xwY F1: x+xw x+Y F2: 1 x+x+，1 x+xw ， 1x+Y ， 1xwY,x+xw xwY 1 x+xw ，1xw xw ， 1x+Y ，1xwY 其特點(diǎn)是性狀的遺傳與性別有關(guān)，正反交結(jié)果不一樣,21,摩爾根關(guān)于果蠅伴性遺傳的 研究的意義,第一次把一個(gè)特定基因與一條特定染色

5、體聯(lián)系起來。因而是基因位于染色體的直接證據(jù),22,伴性遺傳可以歸納為下列兩條規(guī)律,當(dāng)同配性別傳遞純合顯性基因時(shí): 2.當(dāng)同配性別傳遞純合隱性基因時(shí),23,二、遺傳的染色體學(xué)說的直接證據(jù),24,25,26,27,并聯(lián)X染色體（attached X chromosome,摩爾根的妻子發(fā)現(xiàn)一個(gè)例外的黃體雌果蠅,28,基因座（locus,特定的基因在染色體上占有其特定的位置,29,三、果蠅性別決定的染色體機(jī)制,果蠅的Y染色體與精子發(fā)生有關(guān)，對(duì)性別決定不起作用。 1921年C.B.Bridges通過對(duì)不同染色體組成的果蠅性別表型的分析提出果蠅性別決定的染色體機(jī)制,30,X染色體與常染色體套數(shù)比例及其相應(yīng)

6、的性別,31,性別決定的基因平衡理論,這種性別決定是因?yàn)闆Q定雌性的多個(gè)基因是分散存在于X染色體上，而決定雄性的基因并不是在果蠅的Y染色體上，而是分散在各個(gè)常染色體上，因此，果蠅的性別決定取決于X染色體上決定雌性的基因與常染色體上決定雄性的基因之間的平衡。 XA：性指數(shù) X0.5，雄性。 X1，雌性。 X0.51，間性。（不育） 1超雌。 0.5，超雄。 不育,32,四、人的伴性遺傳,一）人的X連鎖遺傳 (1)血友?。?隱性，血液里缺少凝血因子，因子VIII (抗血友病球蛋白), h，有血友病A , 血友病B , 在X的不同座位,血友病B基因已定位在Xq27.1q27.2。 血友病B：維多利亞皇

7、后,33,Queen Victoria,血友病的 遺傳例子,Czar Nicholas,34,其他,2) 紅綠色盲: (3) G-6pD缺乏： 葡萄糖-6-磷酸脫氫酶 (4)球蛋白血癥： 體內(nèi)不能產(chǎn)生-球蛋白，抵抗力降低。 (5) 進(jìn)行性肌營(yíng)養(yǎng)不良（Duchenne,35,X連鎖隱性遺傳的幾個(gè)特點(diǎn),1)男性患者遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于女性患者，系譜中往往只有男性患者； (2)表現(xiàn)為交叉遺傳； (3)隔代遺傳； (4)X連鎖基因，永遠(yuǎn)不會(huì)直接由父親傳給兒子； (5)男性患者的女兒雖然正常，但可生下有病的外孫來,36,X-連鎖顯性基因的遺傳,特點(diǎn):(1)患者雙親中必有一方患有此病。女性患者多于男性，但女性患者病情

8、較輕。 (2)男性患者的女兒都是患者，兒子正常。 (3)女性患者的子女有1/2可能患病。 (4)末患病的后代，可真實(shí)遺傳,37,X-連鎖顯性基因的遺傳,抗維生素D佝僂病: 由腸道吸收鈣、磷的能力降低引起，癥狀:頭大、雞胸、O形腿、發(fā)育遲緩。 Xg血型,38,二）人類的Y連鎖遺傳,限雄遺傳(holandric inheritance)。Y染色體僅存在于男性個(gè)體，因而Y差別區(qū)段上的基因所決定的性狀僅由父親傳給兒子，不傳給女兒。 人的毛耳(hairy ears,39,人類的性別畸形,Klinefelter綜合癥（睪丸退化癥） 病因: 47， XXY ；少數(shù) XXXY 發(fā)病率1.3,40,Turner

9、綜合癥（卵巢退化癥,病因: 45，XO 發(fā)病率:1/25001/5000,41,XYY個(gè)體,病因:47， XYY 發(fā)病率 1/5001/3000,42,五、其他伴性基因的遺傳分析,1）果蠅截毛（bobbed,bb）的遺傳,X bb XbbXbb+Ybb X bb Xbb+ X bb Ybb 正常 截毛,43,2）蘆花斑羽雞顯性基因B的遺傳,蘆花基因B為顯性，正?；騜為隱性，位于Z性染色體上。 W染色體上不帶它的等位基因。 雄雞為ZZ，雌雞為ZW,44,雞的伴性遺傳,ZbW ZBZB 正常(雌) 蘆花(雄) ZBWZBZb 蘆花(雌) 蘆花(雄) 近親繁殖ZBZB ZBZb蘆花(雄) 蘆花(雄

10、) ZBW ZbW蘆花(雌) 正常(雌,生產(chǎn)實(shí)踐上：ZBW ZbZb蘆花(雌) 正常(雄) ZBZb ZbW 蘆花(雄) 正常(雌,45,3）女蔞菜寬葉基因B的伴性遺傳,如女蔞菜:xy型 B為闊葉 b為細(xì)葉,XBXB X XbY 子一代全是XBY(雄Xb配子致死) XBXb X XBY XBXB XBXb XBY XbY,46,第三節(jié) 劑量補(bǔ)償效應(yīng)及其分子機(jī)制,一、性染色質(zhì)體（Barr小體） 1949年，Barr發(fā)現(xiàn)，在間期細(xì)胞核中， 巴氏小體，也稱為X染色質(zhì),47,二、劑量補(bǔ)償效應(yīng)與Lyon假說,劑量補(bǔ)償效應(yīng)是指在XY性別決定機(jī)制的生物中，使性連鎖基因在兩種性別中有相等或近似相等的有效劑量的

11、遺傳效應(yīng)。 劑量補(bǔ)償有三種情況： 人類和哺乳動(dòng)物：一條X染色體有活性。 果蠅：雄性的X染色體超活性。 秀麗隱桿線蟲 ：在XX中，每條X染色體的基因轉(zhuǎn)錄活性較弱，只是雄性單條X染色體的一半,48,lyon假說的要點(diǎn)如下,1）雌性哺乳動(dòng)物體細(xì)胞內(nèi)僅有一條X染色體是有活性的，另一條X染色體在遺傳上是失活的。 2）X染色體的失活是隨機(jī)的。 3）X染色體失活發(fā)生在胚胎早期，大約在妊娠的第16天（合子細(xì)胞增殖到5-6千個(gè)細(xì)胞時(shí)）。 4）雜合體雌性在伴性基因的作用上是嵌合體（mosaic,49,實(shí)際例子,玳瑁貓 人類：缺乏葡萄糖-6-磷酸脫氫酶 (G6PD,50,三、X染色體隨機(jī)失活的分子機(jī)制,大多數(shù)的X連

12、鎖基因在胚胎早期發(fā)育過程中表現(xiàn)為穩(wěn)定的轉(zhuǎn)錄失活，但并非整條X染色體上的所有基因均失活； 在失活的X染色體上，表達(dá)的基因（逃避失活）與失活基因是穿插排列的； 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（X inactivation center,XIC,51,52,第四節(jié) 連鎖交換和重組連鎖現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),Bateson 和Punnett對(duì)香豌豆的研究中發(fā)現(xiàn)的。 香豌豆(Lathyrus odoratus)兩對(duì)相對(duì)性狀雜交試驗(yàn),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)花粉粒紅花、圓花粉粒. 2. 紫花、圓花粉粒紅花、長(zhǎng)花粉粒,

13、53,1、紫花、長(zhǎng)花粉粒紅花、圓花粉粒,54,結(jié)果,F2四種表現(xiàn)型個(gè)體數(shù)的比例與9:3:3:1相差很大，并且兩親本性狀組合類型(紫長(zhǎng)和紅圓)的實(shí)際數(shù)高于理論數(shù)，而兩種新性狀組合類型(紫圓和紅長(zhǎng))的實(shí)際數(shù)少于理論數(shù),為什么不是9:3:3:1,55,2、紫花、圓花粉粒紅花、長(zhǎng)花粉粒,56,結(jié)果,F2四種表現(xiàn)型個(gè)體數(shù)的比例與9:3:3:1相差很大，并且兩親本性狀組合類型(紫圓和紅長(zhǎng))的實(shí)際數(shù)高于理論數(shù)，而兩種新性狀組合類型(紫長(zhǎng)和紅圓)的實(shí)際數(shù)少于理論數(shù),雜交試驗(yàn)中，原來為同一親本所具有的兩個(gè)性狀在F2中不符合獨(dú)立分配規(guī)律，而常有連在一起遺傳的傾向，這種現(xiàn)象叫做連鎖(linkage)遺傳現(xiàn)象,57,

14、互引相(coupling phase)與 互斥相(repulsion phase,引入兩個(gè)概念,58,一、果蠅的完全連鎖與不完全連鎖1、完全連鎖,如果連鎖基因的雜種F1(雙雜合體)只產(chǎn)生兩種親本類型的配子，而不產(chǎn)生非親本類型的配子，就稱為完全連鎖,雄果蠅和雌家蠶表現(xiàn)為完全連鎖,59,果蠅的完全連鎖遺傳,黑腹果蠅中 灰體（ B）對(duì)黑體（b）是顯性， 長(zhǎng)翅（V）對(duì)殘翅（v）為顯性， 且都位于常染色體上,F1是雄果蠅。 如是雌果蠅呢,60,為什么,雜種個(gè)體在形成配子時(shí)沒有發(fā)生非姊妹染色單體之間交換的連鎖遺傳。 原因： 細(xì)胞學(xué)上看不到聯(lián)合復(fù)合體，也沒有交叉,61,2.不完全連鎖 (incomplete

15、 linkage,指連鎖基因的雜種F1不僅產(chǎn)生親本類型的配子，還會(huì)產(chǎn)生重組型配子。 雜種個(gè)體的連鎖基因，在配子形成過程中 同源染色體非姊妹染色單體間發(fā)生了互換,P CSh/CSh csh/csh F1 CSh/csh csh/csh F2 CSh Csh cSh csh/ csh 4023 149 152 4035 結(jié)果：（1）測(cè)交比例不符合1111。 （2）重組類型少，親組合多,62,二）連鎖交換定律的基本內(nèi)容,基本內(nèi)容: 處在同一染色體上的兩個(gè)或兩個(gè)以上基因遺傳時(shí)，聯(lián)在一起的頻率大于重新組合的頻率,自由組合與連鎖交換的差別：1、前者基因由非同源染色體傳遞，而后者由同源染色體非姐妹染色單體交

16、換重組造成。 2、自由組合受生物染色體對(duì)數(shù)局限，而連鎖交換則受到其染色體本身長(zhǎng)度的限制,63,二、交換和交換值,1、交換的概念： 交換（crossing over）：是指減數(shù)分裂時(shí)同源染色體之間遺傳物質(zhì)的互換，即一對(duì)同源染色體的非姊妹染色體在同一點(diǎn)上斷裂，互相對(duì)調(diào)某個(gè)片段后重新愈合起來,64,交換,同一染色體上相互連鎖的基因出現(xiàn)重組的原因（Janssens提出的交叉型假設(shè)）： 1、減數(shù)分裂前期，同源染色體非姐妹染色單體某些區(qū)段發(fā)生交換，從而出現(xiàn)交叉現(xiàn)象,2、若處于同源染色體不同座位的兩個(gè)連鎖基因發(fā)生交換，即可導(dǎo)致此連鎖基因的重組。 一般情況下，染色體越長(zhǎng)，交叉越多。一個(gè)交叉代表一次交換,65,

17、2、交換值或重組值,重組值 =重組配子數(shù)/總配子數(shù)100,重組值與交換值的關(guān)系。 交換值與基因距離的關(guān)系，與連鎖強(qiáng)度的關(guān)系。 3、重組值的測(cè)定,66,以玉米為測(cè)交實(shí)驗(yàn)說明重組頻率的測(cè)定方法,P 有色飽滿 X 無色皺縮 C Sh/C Sh c sh/c sh 測(cè)交：F1 C Sh/c sh X c sh/c sh（雙隱性） CSh/csh Csh/csh cSh/csh csh/csh 有、滿 有、皺 無、滿 無、皺 自由組合預(yù)期： 1 1 1 1 合計(jì) 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 ：4032 149 152 4035 8368 親組合 重組合 96.4% 3.6,67,三）多線交換與最大交換值,最大的重組

18、值為50,68,第五節(jié) 染色體作圖,一、基因定位（gene mapping)： 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程。 圖距（map distance)：兩個(gè)基因在染色體圖上距離的數(shù)量單位稱圖距。圖距單位稱為厘摩（cM），1%交換值=1cM,染色體圖（chromosome map)又稱基因連鎖圖（linkage map)或遺傳圖（ genetic map)。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)單線性示意圖,69,一、基因定位,一）兩點(diǎn)測(cè)驗(yàn)（兩點(diǎn)測(cè)交） 例玉米 C有色 Sh飽滿 Ww非糯性 Csh = 3.6 shwx = 20

19、WxC = 22,CCSHSHccshsh wxwxSHSHWXWXshsh WXWXCCwxwxcc 三個(gè)實(shí)驗(yàn)：每個(gè)實(shí)驗(yàn)都進(jìn)行一次雜交和一次測(cè)交,70,兩點(diǎn)測(cè)驗(yàn)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。 3.三次試驗(yàn)的條件不一致,不能確定三個(gè)基因在染色體的順序,71,二） 三點(diǎn)測(cè)驗(yàn),通過一次雜交和一次用隱性親本測(cè)交，同時(shí)測(cè)定三對(duì)基因在染色體上的位置，是基因定位最常用的方法,特點(diǎn)： (1).糾正兩點(diǎn)測(cè)驗(yàn)的缺點(diǎn)，使估算的交換值更為準(zhǔn)確； (2). 通過一次試驗(yàn)可同時(shí)確定三對(duì)連鎖基因的位置,72,1)確定基因在染色體上的位置： 以玉米Cc、Shs

20、h和Wxwx三對(duì)基因?yàn)槔?P 凹陷、非糯、 有色 飽滿、糯性、無色 shsh + + + + + + wxwx cc F1 飽滿、非糯、有色 凹陷、粒性、無色 +sh +wx +c shsh wxwx cc F1配子及F2表型見下表,73,74,根據(jù)F1的染色體基因型有三種可能性,75,重組值,sh-c 間重組值(RF) =（116+113+4+2)/6708=3.5% wx-sh間重組值(RF) =（601+626+4+2）/6708=18.4% wx-c間重組值(RF) =(601+626+116+113)/6708=21.72% wx-c間交換值=RF wx-c+2倍雙交換值=21.7

21、2+0.092=21.9,76,基因直線排列定律,兩邊基因?qū)﹂g的重組值等于另外兩個(gè)基因重組值之和減去兩倍的雙交換,77,例2,ec果蠅棘眼，ct截翅，cv橫脈缺失 ec ct+/+ cv與ec ct cv/Y測(cè)交，測(cè)交后代有8種表現(xiàn)型，如下表,78,79,方法,1）歸類 將8種表型按對(duì)等交換類型分為4組，統(tǒng)計(jì)數(shù)目。 （2）找出親本類型和雙交換類型，確定正確的基因次序。 （3）計(jì)算中間基因與兩端基因的重組值，即得圖距。（4）繪圖， 標(biāo)出順序和距離,80,計(jì)算結(jié)果,ec-cv的重組值=10.3% cv-ct的重組值=8.4% ec-ct的重組值=18.4 % ec-ct的圖距=18.4+20.15

22、=18.7,81,二、干涉現(xiàn)象與并發(fā)系數(shù)（率,雙交換的發(fā)生頻率很低，在測(cè)交子代中表現(xiàn)出來的數(shù)目就很小。 例：eccvct三點(diǎn)測(cè)驗(yàn)中，ec和ct基因間理論雙交換值應(yīng)為10.2%8.4%=0.86,實(shí)際的雙交換： （5+3）/5318=0.15,82,干擾(interference,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)象稱為干擾(interference)，或干涉,干涉:一個(gè)交換發(fā)生后，它往往會(huì)影響其鄰近交換的發(fā)生。其結(jié)果是使實(shí)際雙交換值不等于理論雙交換值。 為了度量?jī)纱谓粨Q間相互影響的程度，提出了并發(fā)系數(shù)的概念,83,并發(fā)系數(shù)： (coefficient of

23、 coincidence,用以衡量?jī)纱谓粨Q間相互影響的性質(zhì)和程度,并發(fā)系數(shù)經(jīng)常變動(dòng)在0-1之間。并發(fā)系數(shù)大，干涉愈小，并發(fā)率等于1時(shí)，說明無干涉；并發(fā)率越小，干涉越大，當(dāng)?shù)扔?時(shí)，并發(fā)率降低，干擾值上升,84,染色單體干涉（chromatid interference,是指一對(duì)同源染色體的4條染色單體參與多線交換機(jī)會(huì)的非隨機(jī)性。 此現(xiàn)象在真菌中報(bào)道,85,染色單體干涉,染色體上第一個(gè)交換的發(fā)生固定后，第二個(gè)交換發(fā)生在任意兩非姊妹染色單體間的4種可能性。如第二個(gè)交換發(fā)生在任意兩個(gè)非姊妹染色單體間的機(jī)會(huì)是相等的。那么二線雙交換三線雙交換四線雙交換之比應(yīng)該是121。（隨機(jī)的,86,三、利用作圖函數(shù)計(jì)

24、算大圖距,重組值和實(shí)際圖距的關(guān)系反應(yīng)了重組值和交換值之間的關(guān)系。 霍爾丹的圖譜函數(shù)：RF=1/2（1-e-2d） RF是重組頻率，d是圖譜距離，e是自然對(duì)數(shù)的底（e=2.71828）。 在此函數(shù)中，假設(shè)沒有干涉，這只是對(duì)較大的染色體圖距是有效的,87,88,四、連鎖群（linkage group）和遺傳學(xué)圖,遺傳學(xué)上把位于同一對(duì)染色體上的全部基因稱作一個(gè)連鎖群。 1）一定生物所具有的連鎖群數(shù)應(yīng)該等于它的單倍體數(shù)。（人有24個(gè)不同染色體22+XY。有24個(gè)連鎖群。連鎖群的數(shù)目可以低于單倍體數(shù)，這是由于研究得不充分，或基因數(shù)較少,2）把某種生物每個(gè)連鎖群基因之間的連鎖關(guān)系研究清楚了，同時(shí)又把不同的

25、連鎖群落實(shí)到具體的染色體上，就可以繪出這一生物的遺傳學(xué)圖（通過染色體突變的研究可以把不同的連鎖群落實(shí)到具體的染色體上,89,連鎖圖的繪制,根據(jù)基因在染色體上直線排列的定律，我們可以把每個(gè)連鎖群畫成一個(gè)連鎖圖（linkage map），或稱遺傳學(xué)圖（genetic map,90,91,第六節(jié) 真菌類的遺傳學(xué)分析,粗糙鏈孢霉屬于真菌類中的子囊菌，它是遺傳分析的好材料，它既有高等生物減數(shù)分裂的特點(diǎn)，又有低等生物的特點(diǎn)： 易于繁殖、培養(yǎng)、管理； 可直接觀察基因表現(xiàn)，無需測(cè)交； 可獲得、分析單次減數(shù)分裂的結(jié)果；等,紅色面包霉減數(shù)分裂特點(diǎn)： 每次減數(shù)分裂結(jié)果(四個(gè)分生孢子，或其有絲分裂產(chǎn)生的八個(gè)子囊孢子)

26、都保存在一個(gè)子囊中； 四分子或八分子在子囊中呈直線排列直列四分子，直列八分子，具有嚴(yán)格的順序,92,一、鏈孢霉的生活史,無性世代 ：菌絲體 分生孢子 菌絲體。 有性世代,93,特點(diǎn)：（1）8個(gè)子囊孢子中，兩個(gè)相鄰者的基因型一致。 （2）減數(shù)分裂的4個(gè)產(chǎn)物，呈現(xiàn)有規(guī)律的排列,94,順序四分子在遺傳分析上有很多優(yōu)點(diǎn),紅色面包霉減數(shù)分裂的4個(gè)產(chǎn)物保留在一起，稱四分子，對(duì)四分子表現(xiàn)進(jìn)行的遺傳分析，稱為四分子分析。 優(yōu)點(diǎn)： （1）可以把著絲粒作為一個(gè)座位（locus）計(jì)算某個(gè)基因與著絲粒的重組率，即著絲粒作圖,2）子囊中子囊孢子的對(duì)稱性，證明減數(shù)分裂是一個(gè)交互過程。 （3）可以檢驗(yàn)染色單體的交換是否有干

27、涉現(xiàn)象，還可利用它來進(jìn)行基因轉(zhuǎn)變的研究。 （4）證明雙交換不僅可以包括4線中的兩線而且可以包括3線或4線,95,二、著絲粒作圖（centromere mapping,利用四分子分析法，測(cè)定基因與著絲粒間的距離。 1、原理,染色體作圖的依據(jù)：在非姐妹染色單體間沒有發(fā)生著絲粒和基因間交換的減數(shù)分裂，稱第一次分裂分離（first-division segregation)或叫M1模式分離。下圖 若發(fā)生了交換，稱第二次分裂分離（second-division segregation)或稱M2模式分離。圖,96,第一次分裂分離,97,第二次分裂分離,98,2、重組值的計(jì)算,野生型記為lys+，成熟子囊孢

28、子呈黑色； 突變型記為lys-，子囊孢子成熟較遲，呈灰色。 用不同接合型的lys+和lys-雜交，可預(yù)期八個(gè)孢子中l(wèi)ys+和lys-呈4:4的比例，事實(shí)也是如此,六種子囊孢子排列方式,99,六種子囊孢子排列方式,100,101,第一次分裂分離與第二次分裂分離,1-2)兩種排列方式：野生型lys+和突變型lys-在 M1彼此分離，稱第一次分裂分離。 著絲粒和lys基因位點(diǎn)間不發(fā)生非姊妹染色單體交換，因此這兩種子囊類型就是非交換型子囊,3-6)四種排列方式：第一分裂產(chǎn)物中野生型與突變型未發(fā)生分離，野生型和突變型 M2發(fā)生分離，稱第二次分裂分離。 著絲粒與基因位點(diǎn)間發(fā)生非姊妹染色單體交換，因此這四種

29、子囊均為交換型子囊,102,著絲點(diǎn)作圖,每個(gè)交換型子囊中，基因位點(diǎn)與著絲粒間發(fā)生一次交換，其中半數(shù)孢子是重組型(重組型配子)。因此，交換值（重組率RF）的計(jì)算公式為,RF 0-lys = (9+5+10+16) 1/2 / (105+129+ 9+5+10+16) 100% =7.3% 即著絲粒與 lys 間的距離為7.3c,103,三、鏈飽霉的連鎖,兩對(duì)基因的重組： 利用兩個(gè)不同交配型進(jìn)行雜交 nic ade nic（nicotinic acid）為菸（煙）酸依賴型， ade（adenine）腺嘌呤依賴型,兩對(duì)基因雜交，可產(chǎn)生66種不同的子囊型，如果不考慮半個(gè)子囊內(nèi)的基因型次序，可以把36種

30、子囊型歸納為7種不同的子囊型。因?yàn)槲覀兏信d趣的只是第一、二次減數(shù)分裂的分離及基因之間的重組，而與分離的方向無關(guān)。這只不過是著絲粒的隨機(jī)趨向而已,104,105,7種基本子囊 中，每一種必包函的排列種類,1）211=2; （2）211=2; （3）222=8; （4）222=8 （5）122=4; （6）122=4; （7） 222=8 （1）+（2）+（7）=36,106,nicade，得到7種基本子囊型,107,子囊型分類,1）親二型（PD，parental ditype），兩種基因型與親代相同。包括（1），（5）。 （2）非親二型（NPD，nonparental ditype），兩種基因型

31、都和親代不一樣，都是重組型。包括（2），（6）。 （3）四型（T，tetratype）：四種基因型，兩種與親代相同，兩種與親代不同，有一半發(fā)生了重組。包括（3），（4），（7,108,考慮兩對(duì)基因間是否發(fā)生了重組，用于計(jì)算兩對(duì)基因間的重組,1、判斷nic和ade是獨(dú)立分配還是連鎖： 若獨(dú)立分配，則PD：NPD=1或1 若連鎖，則PD：NPD 1 實(shí)際上： PD：NPD1，所以兩基因連鎖,2、計(jì)算著絲粒和兩基因間的RF： RF（0-nic)=(M1/2) / (M+M) 100%=1/2 (5+90+1+5)/1000 100%=5.05%; O- nic圖距=5.05cM RF（0-ade)=

32、(M1/2) / (M+M) 100%=1/2 (90+90+1+5)/1000 100%=9.3%; O- ade圖距=9.3cM,109,3、判定兩基因在染色體的同臂還是異臂上,經(jīng)分析，證明nic、 ade在著絲粒同一側(cè),110,為什么RF（0-nic)+ RF（nic-ade) RF（0-ade),在求ade與著絲粒的重組值時(shí)，是把所有M2的子囊相加除以2倍的總子囊數(shù)，這樣把少量的在ade著絲粒間起過交換的子囊遺漏了。例如子囊型4，對(duì)于+/ ade來講是屬于M1，但我們決定了基因順序后，得知這些子囊中發(fā)生了雙交換，可是在計(jì)算ade著絲粒重組值時(shí)，卻沒有把這兩次單交換計(jì)算在內(nèi)，因而使ade

33、著絲粒重組值的估計(jì)偏低,nic ade間重組值: 因?yàn)門型四分子中只有1/2重組產(chǎn)物，NPD型四分子中，4個(gè)孢子對(duì)全部都是重組基因型，所以我們計(jì)算nic ade間重組值可用公式： nic ade間重組值=（1/2T+NPD）/T+NPD+PD =1/2（90+5+5）+（1+1）/1000=5.2,111,3個(gè)基因座位的遺傳圖如下,已算出的ade與著絲粒的重組值9 .3% ， 但實(shí)際5 . 2+5 .05=10 .25,為什么,112,四、染色單體干涉（chromatid interference,一對(duì)同源染色體4條染色單體參與多線交換機(jī)會(huì)的非隨機(jī)性。 染色體上第一個(gè)交換的發(fā)生固定后，第二個(gè)交換發(fā)生在任意兩非姊妹染色單體間的4種可能性。如第二個(gè)交換發(fā)生在任意兩個(gè)非姊妹染色單體間的機(jī)會(huì)是相等的。那么二線雙交換三線雙交換四線雙交換之比應(yīng)該是121。（隨機(jī)的,113,染色單體干擾,如果跟上面的比例有偏差，我們認(rèn)為有染色單體干擾。即在兩非姊妹染色單體間發(fā)生一個(gè)交換后，會(huì)影響到相同的兩染色單體間發(fā)生第二次交換的概率，造成第二個(gè)交換發(fā)生在任意兩非姊妹染色單體間不是隨機(jī)的，這種現(xiàn)象稱為染色單體干擾,114,第三節(jié) 人類基因組的染色體作圖,人類的家庭成員少，世代長(zhǎng)，又不能按計(jì)劃進(jìn)行婚配，所以人類基因定位難度較大。 人類基因組制圖的艱巨工作始于1936年。開始應(yīng)用傳統(tǒng)的家系分析方法進(jìn)