遺傳學(xué)課件：第5章 連鎖遺傳分析1

1、第5章 連鎖遺傳分析1、本章將介紹性別決定的染色體機(jī)制和性連鎖遺傳規(guī)律，進(jìn)而證明染色體是基因的載體。2、遺傳學(xué)第三定律與染色體作圖的基本原理與方法。5.15.1.1性染色體與性別決定性別與性染色體雌雄性別生物界最普遍的現(xiàn)象性比（sex ratio,SR）理論比率 雌性：雄性：1出生人口性別比例的嚴(yán)重失衡 不可估量的負(fù)面社會影響“性別” 性狀，按孟德爾方式遺傳，而1：1的性別比這意味著某一性別（例如哺乳動物的雌性）在遺傳上是純合體，而另一性別（雄性）則是雜合體。性別的含義：遺傳學(xué)的內(nèi)容、解剖、生理等的含義染色體性別、性腺性別 等等1891年，德國細(xì)胞學(xué)家Henking ：研究半翅目昆蟲精母細(xì)胞減

2、數(shù)分裂，發(fā)現(xiàn)一半的精子中帶有一種特殊的（染色質(zhì)）染色體，而另一半沒有。當(dāng)時對該染色質(zhì)的性質(zhì)不理解，他稱其為“X染色體”和“Y染色體”，并未將它們和性別聯(lián)系起來。1902年，美國的細(xì)胞學(xué)家McClung第一次將X染色體和昆蟲的性別決定相聯(lián)系。1905年細(xì)胞學(xué)家W ilson證明在半翅目和直翅目的多種昆蟲中，雌性個體具有兩套普通的染色體稱為常染色體（autosome，A）和兩條X染色體，而雄性個體也有兩套常染色體，但只有一條X染色體。于是將這種與性別有關(guān)的、一對形態(tài)大小不同的同源染色體稱為性染色體（sex chromosome），一般以XY或ZW表示。5.1.2人類的性染色體決定人類性別的X染色體

3、和Y染色體大小差別很大，Y染色體大約只有X染色體的13，其著絲粒在端部，有微小的短臂，大部分是異染色質(zhì)的。在其長臂絕大部分也由異染色質(zhì)組成。異染色質(zhì)區(qū)的大小在男性個體中變異很大。在遺傳功能上，人類的X和Y染色體也十分不同。2005年，X染色體序列測定結(jié)果，全長約為155Mb，編碼蛋白質(zhì)的基因1098個，大約有70%的基因與疾病相關(guān)。2003年，完成人類Y染色體的DNA序列分析，其長度約為60 Mb，僅有大約78個功能基因，其中之一是SRY基因。不僅Y染色體的異染色質(zhì)區(qū)幾乎不含功能基因，而且Y染色體上的許多基因在X染色體上根本找不到與之相應(yīng)的等位基因。假常染色體區(qū)（Y染色體的）在一對異形性染色體

4、中，有部分區(qū)段是同源的，此段區(qū)域稱為假常染色體同源區(qū)，減數(shù)分裂時可以聯(lián)會人類X染色體大約占全基因組的5，Y染色體占單倍型基因組的大約23.YX電子顯微鏡下的人類X染色體和Y染色體Y染色體的體積約為X染色體的三分之一在X染色體上的1098個基因中，僅有54個基因是X和Y染色體上共同具有的，這些相同基因中的大部分（29個基因）位于X、Y染色體的末端假（擬）常染色體區(qū)（pseudoautosomal region，PAR）X染色體短臂末端的假常染色體區(qū)稱為PAR1，長2.7Mb，長臂末端的假常染色體區(qū)稱為PAR2，長330kb。Y染色體上的PAR1位于Yp末端，PAR2在Yq末端。這兩個PAR在男性

5、減數(shù)分裂時與X染色體有遺傳重組。Y染色體只存在于男性，X染色體卻是兩性所共有的。人們注意到男性中某些家族遺傳性疾病如假肥大型肌營養(yǎng)不良、甲型血友病等的發(fā)病率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于女性，進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)罪魁禍?zhǔn)灼鋵?shí)在于X染色體上的基因。由于男性只有一條X染色體，沒有另一條X染色體的正?；蛉パa(bǔ)償突變基因的效應(yīng)，因此一個致病基因就可以表達(dá)出相應(yīng)疾病。X染色體上的眾多致病基因奠定了它在醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)中的重要地位。性別決定的類型性別決定 (SexDetermination）不同的生物性別決定的機(jī)制不同，可分為四類：（1）性染色體；（2）基因型；（3）性指數(shù)；（4）環(huán)境條件如溫度。但歸根結(jié)底都與基因的調(diào)節(jié)控制有關(guān)。哺乳類

6、：兩棲類 :鳥類:昆蟲:xx/xy xx/xozz/zw xx/xyzz/zwX:A Diploid Haploid性別決定的步驟染色體水平：受精時決定基因水平：性別決定基因發(fā)生作用發(fā)育水平：原始細(xì)胞發(fā)育成卵巢或者精巢5.1.3 遺傳型性別決定系統(tǒng)（Genotypic Sex Determination System）1、遺傳型性決定染色體性別又稱遺傳型性別或核性別由個體的性染色體組成決定性染色體（sex chromosomes）：Chromosomes that areconnected with the determination of sex與性別決定有明顯而直接關(guān)系的染色體。常染色體（

7、autosome）：Any chromosome that is not a sex chromosome性染色體之外的染色體。常染色體中每對同源染色體的兩成員在形態(tài)、結(jié)構(gòu)上基本一樣。性染色體在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和大小上都可有所不同，屬異形的。例：人類體細(xì)胞 2n=4623對染色體，22對為常染色體，一對為性染色體。在男人中，這對性染色體在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和大小具明顯差別，大的： X 染色體，小的： Y 染色體，在女人中，一對X染色體。遺傳型性決定包括：（1）性別決定的Y染色體機(jī)制（Y Chromosome mechanism of sex determination）異配性別（heterogametic

8、sex）:XY 雄性 XX雌性（2）X染色體常染色體平衡系統(tǒng)（X chromosme-autosome balance system） :果蠅、線蟲性別決定的主要因素是X染色體數(shù)目與常染色體組之間的比值在這里Y染色體對性別決定沒有效應(yīng)，僅僅為雄性育性所要求。性指數(shù)2、哺乳動物的性別決定 （XX-XY型）人類和其他的胎盤哺乳動物（placental mammals）性別決定模式：Y-Chromosome of sex determination如果沒有Y染色體存在，性腺原基發(fā)育成卵巢（1）證據(jù)：人類胚胎Y染色體的存在與否直接影響著個體的性別46，XY 男性46，XX 女性47，XXY 呈男性表現(xiàn)

9、45，X 呈女性表現(xiàn)Y染色體有一基因與睪丸分化有關(guān)睪丸決定因子（testis-determining factor，TDF）1991年Koopman等：導(dǎo)入Sry基因的14kb DNA雌鼠胚胎轉(zhuǎn)基因雄鼠確證Sry基因就是小鼠的TDF基因。（圖4 .16_)SRY基因人的TDF的最佳候選基因。1990年 Robin Lovell-Badgs和Peter Goodfellow等發(fā)現(xiàn)在人和小鼠Y染色體的短臂上存在著性別決定基因，根據(jù)其在染色體上的位置并將其命名為： SRY基因（sex-determining region of Y chromosome）Gubbay等也克隆到小鼠的相應(yīng)基因，命名為：

10、Sry基因并認(rèn)為它就是小鼠的TDF基因（2）X染色體的生物功能，較Y更復(fù)雜，除了與兩性（男、女）的分化有關(guān)外，尚與體格特征有關(guān)。（4.17）兩條正常的X是卵巢分化和卵泡發(fā)育必不可少。X染色體著絲粒附近有與雄性激素受體有關(guān)的基因。Xp未端有與HY抗原有關(guān)的基因（該區(qū)不失活）這些都與雄性的性別決定和分化有關(guān)。（3）在異常染色體性別中的研究證據(jù)（位于Y染色體上雄性性別決定的基因研究證據(jù)）Y染色體決定雄性性別，TDF Gene使性腺原基細(xì)胞向睪丸分化而不向卵巢分化，其他所有的分化都是由其激素作用和性腺作用產(chǎn)生的次級效應(yīng)。（圖42）性別決定睪丸決定人群中，少數(shù) 46XX 男性不正常的個體性反轉(zhuǎn)（sex

11、reveral）46XY 女性如何說明他們的性別表現(xiàn)？尋找TDF GeneDiscoveryTestis determinationY ChromosomeTDF (Testis Determing Factor)Sox gene family(for SOX-likeHMG box contanning) whosemore than 20 members arehighly conserved in all animalspecies.SOX基因 SOX（SRY box)表達(dá)的SOX蛋白是一個龐大的家族，有許多亞族，其中與性分化有關(guān)的是SOX9和SOX3。SRY ( Sex Determi

12、ng region of the Y )HMG(High Mobility Group) boxSOX gene Family分子觀察：在XX男性中，Y染色體靠近短臂頂部的一個小片段在產(chǎn)生配子期間已經(jīng)斷開，并將這個小片段連接到該X染色體的頂部。在XY女性中，Y染色體上有一段缺失，丟失的正象XX男性中得到的那樣的片段。這就指出TDF基因位于Y染色體上的上部份（短臂上）導(dǎo)致鑒別出：靠近Y染色體小臂末端的雄性專一性基因SRY基因，該片段SRY基因存在于XY男人和不正常的“XX”男人中，而在XX女人和“XY”女中沒有這個基因。雖然，近年來又克隆出一系列與性別分化有關(guān)的基因，但SRY/sr是其中起主導(dǎo)作

13、用的基因，因此攜帶此基因的Y染色體成為決定雄性性別的標(biāo)志。在低等脊椎動物、兩棲類、爬行類及魚中以及某些植物中雖然也是由Y染色體來決定性別的，但機(jī)制尚不清楚。分子遺傳學(xué)分析表明，啟動哺乳動物性別決定途徑的基因在Y染色體上，其功能是驅(qū)動睪丸的形成。該基因成為Y染色體上的睪丸決定因子(testi-determining factor,TDF;在人類中稱TDF，在小鼠中稱Tdy)。TDF 基因現(xiàn)在稱為Y染色體上的性反轉(zhuǎn)基因（sex reversal on Y），在人類中稱SRY，在小鼠中稱Sry。野生型XY個體具有SRY/Sry基因，它可以激活雄性發(fā)育途徑，而正常的XX個體無SRY/Sry基因，其發(fā)育

14、途徑就沿雌性默認(rèn)途徑發(fā)育。(4)、在其他生物中的性染色體和性別決定 ZW型鳥類、蛾（鱗翅目）和某些魚類性染色體的組成與哺乳動物相反，雄性為同配性別：ZZ 雌性為異配性別：ZW在Z染色體上的基因的行為正好像我們已講例子中X連鎖基因雞的性連鎖（Z連鎖）遺傳 例子：條紋狀羽毛（barred-feather）為顯性用B表示非條紋狀羽毛（non barred-feather）為隱性用b表示4.6（a）一只條紋狀羽毛雌雞與一只非條紋狀羽毛雄雞雜交PWZB ZbZbZbF1 W WZb雌雞非條紋羽毛 ZB ZBZb雄 雞條紋羽毛（b）一只F1非條紋雌雞與一只F1條紋狀雄雞交配F1WZB ZbZbF2 W Z

15、b ZB WZB ZBZb Zb WZb ZbZbF2代基因型： WZB ZBZb WZb ZbZbF2代表型：1/2 條紋（1 ，1 ），1/2 非條紋（1 ，1）XO型XO型的雄體只有一個單一的X染色體，沒有Y染色體雌體染色體成對為XX蝗蟲（grasshopper），蟋蟀（criokets）和蟑螂（roaches）等直翅目（orthoptera）昆蟲屬中例：蝗蟲22XX22X單倍體型性決定蜜蜂型蜜蜂（bees）、胡蜂（wasps）和螞蟻（ants）等腹翅目昆蟲雄n=16（未受精的卵發(fā)育而來）雌 2n=32（受精卵發(fā)育而來）（23天的蜂皇漿）職蜂（工蜂）不育蜂皇（可育）（5天以上的蜂皇漿）（

16、4）植物的性別決定許多高等植物雌雄同株（monoecious）無明顯的性染色體機(jī)制存在少數(shù)雌雄異株（dioecious）有與動物類似的性別決定機(jī)制雄異配子型，雌株為XX，雄株為XY石竹科中的女婁菜（M.apricum）、大麻（Cannabis sativa）銀杏（Ginkgo biloba）、菠菜（spinacia oleracea）屬XO雄性的有秦椒（Zanthoxylum piperitum）屬雌異配子型，草霉屬中一個種Fragaria elatior雌株為ZW，雄株為ZZ單基因性決定例：石刁柏（Asparagus officinalis）是雌雄異株植物，其性別由單基因控制雄株的基因型為A

17、AAa雌株的基因型為aa雙基因性決定例 玉米（Zea mays）雌雄同株雄花 圓錐花序：生長在植株的頂端雌花 穗狀花序：生長在植株中部的葉腋間正常的雌雄同株 基因型 BaBaTsTsBa顯性基因 雌花序Ts顯性基因 雄花序當(dāng)基因Baba時，變?yōu)樾壑?babaTsTs babaTstsTsts時 雌株 BaBatsts Babatsts（圖4.20)當(dāng)ts和ba分別為隱性純合時，即：babatsts時雄花序上長出雌穗，變成雌株。復(fù)等位基因決定葫蘆科植物噴瓜（Echalliumelaterium），性別由一個基因座位的三個復(fù)等位基因所控制： aD、a和ad，aD對a和ad為顯性，a對ad為顯性，a

18、D決定雄性，ad決定雌性，a決定雌雄同株。它們的不同組合決定植株的性別：aDa和aDad 為雄株，aa和aad 為雌雄同株 ，adad為雌株。5.1.4環(huán)境因子與性別決定4.7（Enviromental Sex Determination System）（1）爬行類的溫度性別決定大部分蛇類和蜥蜴類的性別是在受精時由性染色體決定的，但有一些龜鱉類和所有的鱷魚其性別是由受精后的環(huán)境因子決定的。這些爬行類在某個發(fā)育時期受精卵所處的溫度成為性別決定因子，稱為溫度依賴型性別決定（temperature dependent sex determination，TSD）。揚(yáng)子鱷卵 30C34C雌體雄體烏龜卵

19、23C 27C32C 33C雄性雌性溫度決定性別對一個物種的生存既有利也有害。有利的是可使一個物種的性比不一定是1：1，從而促進(jìn)了有性生殖。例如，鱷魚的性別可達(dá)10雌：1雄。有害的一面是不利于物種的生存，因為這將使物種得以生存的溫度范圍變得很窄。例如，當(dāng)局部地區(qū)或全球性的溫度升高，氣溫變暖時，就可能造成物種在某個地區(qū)內(nèi)滅絕，因為在那種溫度下只可能孵化出一種性別的個體。有人曾推測恐龍也許是溫度依賴型的性別決定，因此恐龍的滅絕可能是由于地球上溫度的變化，造成了恐龍卵只能孵化出一種性別個體所導(dǎo)致的致命后果。（2）后螠的位置性別決定海生蠕蟲后螠（Bonellia viridis）性別由環(huán)境條件決定，同

20、染色體無關(guān)，雌體遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于雄體。后螠的幼蟲并無雌雄之分，其性別分化取決于生活條件，如果幼蟲在海水中游泳時落到雌體的吻部上，它就變成雄體并鉆入雌體的生殖器內(nèi)。如果幼蟲始終在海水中獨(dú)立生活，便發(fā)育成雌體。據(jù)說雌蟲口吻上有一種類似激素的化學(xué)物質(zhì)，它有力地影響幼蟲的性分化。5.2性連鎖遺傳分析染色體是決定性別的主要物質(zhì)基礎(chǔ)，位于性染色體上的基因的傳遞方式與性別相聯(lián)系。例：男人X染色體上的色盲基因而Y染色體上的基因（TDF）女兒兒子兒子女兒這種遺傳方式叫伴性遺傳或性連鎖遺傳 （Sex Linkage）對于X染色體的這種遺傳方式（父親傳給女兒，母親傳給兒子），也叫交叉遺傳（crisscross inheri

21、tance）hemizygote（半合子）：性染色體差別區(qū)段上的基因只存在于一條染色體上，并不成對出現(xiàn)，這些基因稱為半合子。如x-y系統(tǒng)的雄性即為半合子。合子（zygote）: 雌雄配子經(jīng)受精作用所形成的二倍體細(xì)胞。全合子（holozygote）:在二倍體真核生物中，受精時兩個單倍體配子所形成的包含兩個完整染色體組的二倍體細(xì)胞。雜合子（heterozygote）:在真核生物中在同源染色體節(jié)段的一個或多個座位上的等位基因不同的二倍體或多倍體。純合子（homozygote）:在二倍體生物中，某一基因座位上的一對等位基因是相同的，對該基因座位來講該個體即為純合子。無義合子（nullizygote）:

22、由減數(shù)分裂不分離產(chǎn)生的零配子結(jié)合而生成的合子。同合子（autozygote）:雌雄配子上的等位基因是從同一祖先得到的，由它們所組成的合子稱為同合子點(diǎn)伴性遺傳 。P紅眼 白眼F1紅眼（ ）F2紅眼 、紅眼 、紅眼 、 白眼如果不考慮性別 紅眼：白眼3：1，紅眼 ： 白眼 1：1(雄)與一般孟德爾比數(shù)不同之點(diǎn)是白眼全是雄蠅另外，Morgan也做了回交試驗：用最初出現(xiàn)的那只白眼雄蠅和它的紅眼女兒交配，結(jié)果產(chǎn)生：（白眼x+y） （F1紅眼 XWX +)1/4紅眼雌蠅1/4紅眼雄蠅1/4白眼雄蠅1/4眼雌蠅5.2.1 黑腹果蠅的伴性遺傳分析T.H.Morgan 1905 開始用果蠅作實(shí)驗材料Wild t

23、ype 果蠅 眼色 都是紅色（紅眼）1909年，發(fā)現(xiàn)一只雄蠅白眼 （突變型）通過對此白眼突變型的研究，發(fā)現(xiàn)了X染色體上的隱性基因及其遺傳特這也完全是孟德爾比數(shù)。Morgan根據(jù)實(shí)驗結(jié)果，提出他的假設(shè)：控制白眼性狀的基因W位于X染色體上，是隱性的，因為Y染色體上不帶有這個基因的顯性等位基因，所以最初發(fā)現(xiàn)的那只雄蠅基因型: WY表現(xiàn)型：白眼跟其交配的紅眼雌蠅（）為顯性基因純合體因為這對等位基因在X上基因型： （野生型）整個交配用遺傳圖式表示為：P紅眼白眼x+x+xwyF1卵精子xwyx+x+xwx+y紅眼紅眼 F1F1紅眼 x+y紅眼 XWX + 精子卵YX+X+X+X+X+YXW紅眼 X+XW紅

24、眼 紅眼XWY白眼在摩爾根所做的回交試驗中，子一代紅眼雌蠅與白眼雄蠅交配x+xwxwy(回交）XWYX+XWX+XW X+YXWXW XWY子二代蠅全為紅眼，而蠅紅白各占一半F1中雌蠅和雄蠅紅眼和白眼各占一半摩爾根園滿地說明了他的實(shí)驗結(jié)果，但為了驗他的假設(shè)，設(shè)計了三個新的實(shí)驗：（1）根據(jù)假說，子二代雌蠅雖然都是紅眼，但基因型有兩種：X+X+,X+Xw，數(shù)目相等。所以子二代雌蠅與白眼雄蠅做單對交配時X+Xw XwY XX XwY（相當(dāng)于回交結(jié)果） （全部紅眼）應(yīng)當(dāng)半數(shù)子二代雌蠅所產(chǎn)生的后裔全部都是紅眼，半數(shù)子二代雌蠅則與子一代雌蠅回交一樣，所產(chǎn)生的后代是：1/4紅眼 ：1/4白眼 ：1/4紅眼

25、：1/4白眼（3）根據(jù)假設(shè)，白眼雌蠅和白眼雄蠅交配時，子代雌、雄都是白眼，而且以后也能真實(shí)傳代，成為穩(wěn)定品系。以上三個驗證實(shí)驗中，以第二個實(shí)驗最為關(guān)鍵。Morgan的實(shí)驗結(jié)果跟預(yù)期完全符合，假設(shè)得到證實(shí)。Morgan這個工作的意義是，第一次把一個特定基因與一個特定的染色體聯(lián)系起來。果蠅的白眼性狀的遺傳與性別有關(guān)，表現(xiàn)為交叉遺傳。因為有關(guān)的基因在X染色上，所以為明確起見，現(xiàn)在多改稱X連鎖遺傳。白眼紅眼XwXw X+Y XY精子卵XwX+XwXwY（出現(xiàn)交叉遺傳絞花遺傳）紅眼 白眼（2）根據(jù)假說，白眼雌蠅與紅眼雄蠅交配時，子代中雌蠅都是紅眼，雄蠅都是白眼像果蠅白眼性狀這樣由性染色體所攜帶的基因在遺

26、傳時與性別相聯(lián)系的遺傳方式稱為性連鎖遺傳（sexlinked inheritance），亦稱伴性遺傳。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，F(xiàn)1雌、雄個體都為顯性性狀。F1性狀分離呈3顯性：1隱性；性別分離為雌性：雄性1：1，其中隱性個體的性別與祖代隱性體一樣，即外祖父的性狀傳遞給12的外孫。當(dāng)同配性別傳遞純合隱性基因時，F(xiàn)1表現(xiàn)交叉遺傳，即母親的性狀傳遞給其兒子，父親的傳遞給其女兒。F2性狀與性別的比均為1：1。Sutton 1903年 提出遺傳的染色體假說1916年證據(jù)：基因的行為一般地與染色體的行為為平行。不足：當(dāng)時沒能把某一特定基因與某一特定染色體聯(lián)系起來Mor

27、gan 1910年 果蠅白眼性狀的遺傳，第一次把一個特定基因（W）與一特定染色體（X染色體）聯(lián)系起來。Morgan的學(xué)生C.B. Bridges （1916 ）進(jìn)行的果蠅雜交工作和細(xì)胞學(xué)觀察：無可辯駁地證明了遺傳的染色體學(xué)說（Chromosome theory of inheritance）5.2.2遺傳染色體學(xué)說的直接證明(1)果蠅X染色體不分離（nondisjunction）現(xiàn)象XwXw XwX+XYXwYMorgan的工作表明： W/W 白眼W/W+紅眼W+/Y紅眼W/Y白眼Bridges做了很多這樣的交配，發(fā)現(xiàn)有少數(shù)例外：1/2000F1 2000個果蠅有一個白眼雌蠅或紅眼雄蠅，為了解

28、釋這些結(jié)果，Bridges假設(shè)問題發(fā)生在減數(shù)分裂中染色體分離時。正常情況：同源染色體（減數(shù)分裂I）或姐妹染色體（減數(shù)分裂II或有絲分裂）細(xì)胞分離后期均等地向相對的兩極移動4.13異常：若移動不發(fā)生導(dǎo)致染色體不分離。不分離的染色體既可是常染色體也可以是性染色體。對于Bridges所分析的雜交來說，偶爾，兩個X染色體沒有分開，所以產(chǎn)生的卵細(xì)胞：或者帶兩條X染色體，或者是沒有X染色體。這種特殊的不分離的例子稱作：X chromosmoe nondisjunction。當(dāng)帶有一組正常染色體的個體發(fā)生X染色體不分離時，稱為：初級不分離 (primary nondisjunction)。4.13(2) B

29、ridges對雜交例外果蠅的解釋和驗證X染色體不分離能解釋例外果蠅出現(xiàn)的原因：當(dāng)初級不分離發(fā)生在W/W雌蠅時，產(chǎn)生兩類卵子比例相等：一類帶兩條X染色體，一類不帶X染色體。而雄蠅為XY，產(chǎn)生帶有W和Y的精子，數(shù)目相等。當(dāng)這些卵子與兩精子受精，產(chǎn)生四種類型的合子，其中兩種類型的合子是不能成活的：YO類型和三體X（triplo-x）,YO個體死亡，因為其缺少X染色體，X染色體上的基因為編碼細(xì)胞功能所屬需；XXX個體死亡是因為這種果蠅顯然不能使帶有額外劑量的X染色體基因起功能作用。成活的類型是紅眼XO雄蠅 和 白眼XWXWY雌蠅。雄蠅是紅眼，因為它們從其父親那里得到了X染色體；雌蠅是白眼，因為它們從其

30、母親那里得了兩條X染色體。4.14這個結(jié)果是不正常的，因為兒子通常從其母親得到X染色體。女兒從每個雙親那里得到一個X染色體。Bridges的假說通過檢查例外果蠅的染色體組成，得到了證實(shí)：初級例外白眼雌蠅是XXY紅眼雄蠅是X0組成Bridges進(jìn)一步通過對例外的白眼雌蠅（XXY）與正常的紅眼雄蠅（XY）交配來檢驗他的假說：4.15紅眼雄蠅（2），白眼雌蠅（2）。為了說明這些稀有的表現(xiàn)型Bridges假設(shè)：在XwXwY雌蠅的減數(shù)分裂中染色體的分離可能以兩種方式進(jìn)行正常的分離：兩條X染色體分開，向相應(yīng)的兩極遷移，它們中一個同Y染色體一起移向一極，產(chǎn)生兩類數(shù)目相同的X和XY卵子。X染色體不分離：由初級

31、不分離得到的雌蠅的后代中出現(xiàn)的不分離現(xiàn)象次級不分離導(dǎo)致兩條X染色體一起遷移到一極而Y染色體移向另一極。Bridges通過對從交配中收集到的果蠅的染色體進(jìn)行鏡檢，確證了他的次級不分離的假設(shè)。這樣，Bridges的試驗表明，這種奇特的遺傳類型與特定的非整倍類型（XO和XXY）聯(lián)在一起進(jìn)行，這樣的一種相互聯(lián)系不可能是由于偶然的平行事件。毫無疑問地證明一個特定的表型與一個特定的染色體組成相聯(lián)系。若假定W和W確定在X染色體上，上述例外現(xiàn)象就可用卵子進(jìn)行減數(shù)分裂時性染色體的不分開現(xiàn)象來說明，而且根據(jù)不分開現(xiàn)象所作的各種預(yù)期得到了細(xì)胞學(xué)觀察的證實(shí)，這就無可辯駁地證明基因在染色體上。Bridges的果蠅雜交試

32、驗圖式Morgan的妻子L.V.Morgan發(fā)現(xiàn)一個例外的黃體雌果蠅（由性連鎖的隱性黃體基因y所決定），它與野生型的雄蠅（灰體，對黃體為顯性）交配只產(chǎn)生黃體雌蠅和正常雄蠅，而不是正常的雌蠅和黃體雄蠅。細(xì)胞學(xué)的觀察結(jié)果證明所有例外的黃體雌蠅的兩條端著絲粒的X染色體連在一個著絲粒上，稱為并聯(lián)X染色體（attached Xchromosome），另外還帶有一條Y染色體。這種果蠅被稱作并連X黃體（見下列圖式），值得注意的是，并連X染色體所造成的不分離現(xiàn)象與圖5 3（a）中所示的X染色體不分離現(xiàn)象的細(xì)胞學(xué)機(jī)制是不同的。人類性染色體不分離將導(dǎo)致各種畸形(1). 克蘭費(fèi)爾特綜合征 : 47 XXY(Klin

33、efelters syndrome ）(2) . 特納氏綜合征 : 45 XO（Turners syndrome）(3). XYY綜合征超雄 (supermale)：有性格、行為異常，性情粗暴，常發(fā)生攻擊性犯罪行為(4)、XXX綜合征超雌(superfemale)（5）.真兩性畸型真兩性畸型是指內(nèi)外生殖器都具有兩性特征的個體。其副性征可謂男性或女性。40患者性腺一側(cè)為卵巢，一側(cè)為睪丸；40患者一側(cè)為卵巢或睪丸，另一側(cè)為卵巢睪；20患者的兩側(cè)均為卵巢睪。 染色體不分離（如XYY/XO）性染色體丟失（如46XY/45X0） 異源嵌合體（mosaic）雙受精46XX/47XXY；46XY/45X0；

34、47XYY/45X0 （chimera，嵌合體）雙胎開米拉（twin chimera嵌合體）:X精子和Y精子同時與2個卵子受精后發(fā)生融合雙精受精開米拉（dispermic chimera）： X精子和Y精子同時與和剛形成、尚未排出卵外的極體分別受精后發(fā)生融合（6）假兩性畸形其核型、性腺只有一種，但其外生殖器或副性征都有兩性特征或畸形。產(chǎn)生原因：性發(fā)育過程中性激素水平異常/胚胎發(fā)育過程中受到母體的異常激素的影響男性：睪丸女性化 (testicular feminization)(性連鎖隱性)假陰道會陰陰囊性尿道下裂(隱性遺傳)女性：XX男性綜合征 ( SRY易位DSS基因突變)乳房發(fā)育，睪丸萎縮

35、，不育5.2.3果蠅性別決定的染色體機(jī)制果蠅的Y染色體對其性別決定不起作用。證據(jù)表明Y染色體只是在發(fā)育后期精子形成時才有活性，保證雄蠅的生育力1921年由C.B.Bridges提出果蠅性別決定的染色體機(jī)制。他用三倍體的雌蠅和正常二倍體的雄蠅雜交。按照X染色體與常染色體（A）不同組合方式，三倍體的雌蠅產(chǎn)生的卵子有4種：AX，A2X，2AX，2A2X；而正常二倍體的雄蠅產(chǎn)生兩種類型的精子：AX，AY。其雜交結(jié)果見表5-1從表可以看出，卵子X與A的組成對性別影響較大，果蠅中同配性別（homogametic sex） 為雌蠅（XX）異配性別（heterogametic sex）為雄蠅（XY）但XXY果

36、蠅是雌蠅，XO果蠅是雄蠅表明果蠅的性別不是由于存在不存在Y染色體的結(jié)果，實(shí)事上，果蠅的性別是由X染色體數(shù)（X）與常染色體組數(shù)（A）的比例（X：A）來決定的。即：性別決定的X染色體常染色體平衡系統(tǒng)。下表列出果蠅一些染色體組和其性別正常雌蠅兩條X兩組常染色體X：A2：21.00正常雄蠅X：A1：20.50如果X：A比值1.00，果蠅將為雌蠅X：A比例0.50，果蠅將為雄蠅X：A比值在0.501.00之間，既不為雄蠅也不為雌蠅而為雌雄間體（intersex）雌雄間體外型上是可變化的，對內(nèi)部性器官和外部生殖器一般表現(xiàn)為雌雄貢獻(xiàn)的混合體，不育。XA的比值只是決定果蠅性別的第一步。現(xiàn)代遺傳學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，果蠅

37、的性別決定如同其他真核生物的性別決定一樣，涉及一系列基因和基因間的級聯(lián)反應(yīng)，其基因水平上的分子機(jī)制詳見第16章。5.2.4人類的性連鎖遺傳分析分別存在于人類X染色體與Y染色體的特異區(qū)的基因表現(xiàn)為X連鎖遺傳和Y連鎖遺傳。由X染色體攜帶的隱性基因的遺傳方式稱伴X隱性（sex-linked recessive，XR）遺傳。(1) 人類的X連鎖遺傳已知人類位于X染色體上的基因，其中有些是致病基因(4.17)。它們的遺傳方式與果蠅白眼基因的遺傳方式相同。其中較典型的例子有：A型血友?。╤emophilia A）遺傳紅綠色盲（protanopia and deutan）遺傳G6PD deficiency等

38、X-連鎖隱性遺傳（sex-Linked recessive inheritance,XR）例如：血友病（hemophilia）遺傳性出血性疾病，血液中缺乏凝血因子和，破壞人體的內(nèi)源性凝血過程，引起嚴(yán)重出血，甚至危及生命。缺乏凝血因子血友病A約占血友病的85%凝血因子 血友病B控制這兩類凝血因子的基因都在X染色體上，血友病B病基因已定位在Xq27.1q27.2。血友病B（hemophilia B）是記錄詳細(xì)而歷史悠久的一種遺傳性出血性疾病。歐洲皇室家庭曾受到該病的高發(fā)病率所困擾。第一個皇室血友病患者是英國維多利亞皇后（18191901）的兒子。血友病隱性基因h源自維多利亞皇后的父親或母親的配子的

39、H基因突變。最終，由于維多利亞兩個攜帶該等位基因的女兒的婚姻，血友病被引入德國、俄國和西班牙皇室。(a.)The Russian imperial family of Czar Nicholas II(b). X-linked hemophilia in the royal family ofEurope.Through intermarriage,the mutant allele forhemophilia was transmitted the British royal familyto German ,Russian,and Spanish royal family現(xiàn)已證明：血友病是

40、由于控制凝血因子的基因發(fā)生突變，導(dǎo)致血液中凝血因子 、缺乏，從而破壞人體的內(nèi)源性凝血過程，引起嚴(yán)重出血甚至危及生命。血友病A的基因：Xq28，全長：186kb0.1%X26外顯子（9kb）+177kb的內(nèi)含子目前，采用輸血漿，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)的方法進(jìn)行治療。若終生用藥，可能出現(xiàn)一系列的免疫學(xué)問題。以上兩基因已被克隆基因治療。血友病A屬隱性的伴性遺傳，控制它的為h基因下圖是一個A型血友病患者的家系：XhY XXXXh X+Y因的攜帶者。IIIIIV血友病患者（男）與正常女人結(jié)婚時，子女的表型都正常，但女兒是血友病基從以上血友病的遺傳方式可以看到幾個

41、特點(diǎn)（1）有病的人（幾乎）都是男的。這是因為男性的h基因，是半合的。而女性則只有純合子的hh才能發(fā)病，因此女血友病患者的概率很小。（2）父親的血友病基因不能傳給兒子，只能傳給他的女兒。女兒一般為攜帶者，即雜合的，不表現(xiàn)出癥狀，所以代與代間有明顯的不連續(xù)。（隔代遺傳）（3）男性患者的女兒雖然表現(xiàn)型正常，但可生下有病的外孫來。例：紅綠色盲患者（color blindness）不能分辯紅色和綠色?？刂萍t色和綠色色盲的兩個基因為隱性，位于X染色體上，由于它們的相距很近，聯(lián)系緊密，常一起傳給一個后代，所以就把它們合在一起，用符號b表示。P正常母親 色盲父親XX XbYX+XbX+YF1 攜帶者女兒正常兒子PXXb X Y攜帶婦女 正常男人XX XYXXbXbYF1正常女兒 正常兒子 攜帶者女兒 色盲兒子在女兒中一半是正常的，一半是攜帶者，表現(xiàn)型都是正常的。在兒子中，一半是正常的，一半是色盲的。如果攜帶紅綠色盲基因的女性和患有紅綠色盲的男性婚配，男孩中將有一半患者，女孩中也將有一半患者，由于這種婚配的機(jī)會很少，所以，女性的患病者也就很少。因此，男人患紅綠色盲的比率比婦女高得多。我國男子