4章連鎖遺傳及性

1、第五章連鎖遺傳與性連鎖第一節(jié) 性別決定與性連鎖 染色體的行為與雜交實(shí)驗(yàn)中的基因的傳遞是平行的，這意味著基因可能在染色體上，摩爾根與其學(xué)生們的出色工作證明基因的確在染色體上。1.性染色體的發(fā)現(xiàn)1891年德國細(xì)胞學(xué)家亨金（Henking）在半翅目昆蟲蝽的精母細(xì)胞減數(shù)分裂總發(fā)現(xiàn)了一種特殊的染色體，在一半的精子中帶有這種染色體，另一半沒有，于是他就起名為“X染色體”。當(dāng)時(shí)他并未將它和性別聯(lián)系在一起。 1902年美國專家麥克郎(McClung)研究直翅目時(shí)發(fā)現(xiàn)一種特殊的染色體，在受精時(shí)它決定昆蟲的性別。1905年斯蒂文斯（Stevens）發(fā)現(xiàn)擬步行蟲屬中的一種甲蟲雌雄個(gè)體的染色體數(shù)目是相同的，但在雄性中

2、，有一對是異源的，大小不同，其中有一條中雌性也有，另一條雌性中沒有，Stevens就稱雌性中沒有的染色體為 Y染色體圖3-1。后來有許多細(xì)胞學(xué)家在半翅目、直翅目的許多昆蟲中，發(fā)現(xiàn)雌性個(gè)體具有兩套普通的染色體叫常染色體（autosome,A）和兩條X染色體，而雄性個(gè)體中也有兩套常染色體，但只有一條X染色體。于是將這種與性別有關(guān)系的一對形態(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。2. 性連鎖現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)20世紀(jì)初人們最初只發(fā)現(xiàn)互交的結(jié)果，產(chǎn)生相同的后代，并未考慮到和性別之間的聯(lián)系，第一個(gè)例外的情況是在1966年由唐卡斯特（Doncaster）和雷納（R

3、aynor GH）發(fā)現(xiàn)的，他們研究鵲蛾翅的顏色，用兩種不同的品系：一種是亮白色（dw），一種是暗白色（Dw）。正交，反交結(jié)果如下。圖3-1正交表明亮白為隱性，反交結(jié)果表明翅的表型和性別聯(lián)系，雌性后代的表型和父親相同，雄性后代的表型和母親相同。美國科學(xué)家Morgan根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)和敏銳的觀察力對以上的結(jié)果作出了令人信服的解釋，他從1909年開始研究黑腹果蠅（Drospphila melanogaster）的遺傳，果蠅易培養(yǎng)，本身有一些容易識(shí)別的性狀，如眼色、體色、翅形、剛毛的形狀等，生活周期短，恒溫25度一個(gè)世代平均約為10天，產(chǎn)生的后代多 ，圖3-2這些優(yōu)點(diǎn)使該果蠅作為一種遺傳學(xué)的研究的極好材

4、料。果蠅的應(yīng)用是Morgan成功的重要原因之一。1909年Morgan從自己培養(yǎng)的黑腹果蠅的群體中發(fā)現(xiàn)了第一只他稱為“例外”的白眼雄蠅，正常的野生型為深紅的復(fù)眼，他抓住了這個(gè)“例外”，用他做了一系列精巧設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，其中3個(gè)實(shí)驗(yàn)最能說明問題。1.將這只白眼雄蠅和它的紅眼正常姊妹雜交，F(xiàn)1都是紅眼，可見紅眼對白眼為顯性。而F2的4252只果蠅中，白眼果蠅大量出現(xiàn)，但只限于雄蠅，實(shí)得結(jié)果如下：3-2如果考慮隱性的白眼果蠅的生活力多么較低，那么，可以認(rèn)為上述F2的碧綠接近2：1：1。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中最引人注意的一點(diǎn)是：隱性的白眼性狀只在雄蠅中出現(xiàn)，所有的雄蠅都為紅眼。這顯然不是簡單孟德爾分離定律所能解釋的

5、，大有進(jìn)一步研究的必要。2. 事實(shí)上，在得到F2之前，摩爾根已經(jīng)開始了他的第二個(gè)實(shí)驗(yàn)。他把實(shí)驗(yàn)1中所得的F1雌蠅（紅眼）和最初的那只白眼雄蠅進(jìn)行回交，由此得到如下結(jié)果：3-3這是經(jīng)典的孟德爾測交比，紅眼：白眼=1：1，此結(jié)果不僅證明了紅眼雄蠅是雜合體，而且其中同樣出現(xiàn)了白眼癥狀，因而同時(shí)也證明了原來的那只白眼雄蠅是一個(gè)帶隱性基因的純合體，但是，解釋這種遺傳現(xiàn)象的鑰匙，卻是從下一個(gè)實(shí)驗(yàn)找到的。3.他將上述測交實(shí)驗(yàn)所得的白眼雌蠅和一個(gè)毫無血緣關(guān)系的，取自另一原種瓶的純種雌蠅雜交3-4雜交的結(jié)果出乎意料之外地發(fā)現(xiàn)F1雌蠅都為紅眼，雄蠅卻全是白眼，這種母親把性狀傳給兒子，父親把性狀傳給兒子，父親把性狀

6、傳給女兒的現(xiàn)象稱作交叉遺傳（criss-cross inheritance）,這是一種新的遺傳現(xiàn)象。更令人興奮的是把這樣的紅眼雌蠅跟白眼雄蠅互相交配，其結(jié)果完全和上面實(shí)驗(yàn)2所給出的 F1雜種回交結(jié)果一樣。上述結(jié)果無疑表明，白眼雄蠅無論是來自自然變異（第1，2實(shí)驗(yàn)）還是來自雜交的后代（實(shí)驗(yàn)三）都是純合體。由雜交而得到的純合子的現(xiàn)象只有一種可能，即在雄蠅中，只有一個(gè)白眼基因，換言之，就這個(gè)白眼基因而論，雄蠅永遠(yuǎn)不會(huì)成為雜合子，或者說永遠(yuǎn)象配子一樣純潔。Morgan主要以性染色體決定性別的研究成果為依據(jù)進(jìn)行了非常巧妙的解釋，他假設(shè)：控制白眼的隱性基因w位于X染色體上，Y染色體上不帶有這個(gè)基因的等位基

7、因，依此假設(shè)他對上述3個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了合理解釋3-5、3-6、3-7顯然，伴性遺傳與非伴性遺傳相比較有以下幾點(diǎn)不同：決定性狀的基因在性染色體上，性狀的遺傳與性別有關(guān)；正交與反正交F1的結(jié)果不同；表現(xiàn)特殊的交叉遺傳規(guī)律。摩爾根在黑腹果蠅的白眼遺傳學(xué)分析中第一次把一個(gè)特定的白眼基因（w）和一條特定的染色體（X染色體）聯(lián)系起來，為遺傳的染色體學(xué)說提供了第一實(shí)驗(yàn)證據(jù)，開辟了細(xì)胞遺傳的新方向。3.染色體學(xué)說的直接依據(jù) Morgan在果蠅的伴性遺傳的成功研究，發(fā)現(xiàn)了性連鎖這樣一個(gè)重要的規(guī)律，但仍是一種推論，而他的學(xué)生Bridges發(fā)現(xiàn)了X染色體的不分離現(xiàn)象，才找到了染色體學(xué)說的直接依據(jù)。Bridges在重復(fù)M

8、organ的白眼伴性遺傳的研究工作中又發(fā)現(xiàn)了例外，他稱為初級(jí)例外（primary exception）和次級(jí)例外（secondary exceptions）3-8Bridges基于多方面的實(shí)驗(yàn)提出了一個(gè)假設(shè)，這些例外的出現(xiàn)是由于X染色體不分開造成的。即兩條X染色體在減數(shù)分裂中沒有分開，一起進(jìn)入了同一極，產(chǎn)生的卵子或?yàn)閄X或O。這樣例外的雌蠅從母本得到兩條X染色體，（從父本得到一條Y染色體），例外的雄蠅則從父本得到一條X染色體（它們?nèi)狈染色體）圖3-3后來用顯微鏡觀察例外果蠅的染色體檢驗(yàn)了Bridge的上述假說。確證了例外的白眼雌蠅有兩條X染色體和一條Y染色體，例外的紅眼雄蠅只有一條X染色體而

9、沒有Y染色體。X染色體的次級(jí)不分開：Bridges 針對例外的白眼雌蠅（XXY）和正常紅眼雄蠅（XY）交配結(jié)果出現(xiàn)大約4%的雌性后代為白眼，約4%的雄性后代為紅眼的次級(jí)例外現(xiàn)象，進(jìn)而提出X染色體的次級(jí)不分開（secondary nondisjunction）的解釋。圖3-4Bridge 假設(shè)具有兩條X染色體和一條Y染色體 的白眼雌蠅在減數(shù)分裂時(shí)以兩種方式分離：（1）兩條X染色體各自移向兩極，其中一條X染色體與Y染色體一起進(jìn)入一個(gè)子細(xì)胞。出現(xiàn)這種情況的約占92%（2）兩條X染色體移向一極，Y染色體移向另一極，此種情況約占8%，但只有一半的合子能夠完成發(fā)育（XWXWX+ ,個(gè)體死亡），所以例外果蠅

10、的數(shù)目約占4%，從圖的分析可見，（1）（2）（3）（4）都在表型上顯出交叉遺傳的正規(guī)結(jié)果，只不過（2）和（4）多了一條Y染色體，（5）（6）（7）（8）是次級(jí)例外子代，有1/2不能存活不言而喻，Bridge通過在顯微鏡下觀察上述各種果蠅的染色體，證實(shí)了他的假設(shè)。這樣就直觀的，無可辯駁的證明了X染色體是白眼基因（w）的載體，遂將遺傳的染色體學(xué)說建立在穩(wěn)固的基礎(chǔ)之上第二節(jié) 性別決定與性相關(guān)遺傳一、性別決定二、性相關(guān)遺傳一、 性別決定 Embryostestsovaries?性別決定的步驟 受精時(shí)決定 染色體水平基因水平發(fā)育水平性別決定基因發(fā)生作用原始細(xì)胞發(fā)育成卵巢或者精巢哺乳類：xxxy果蠅: X

11、:A蜜蜂：染色體倍性鳥類： zzzw蜜 蜂 的 性 別 決 定：2A+XX 精卵受精，二倍體蜂王，工蜂 ：A+X 孤雌生殖，單倍體雄蜂XX-XO直翅目昆蟲：2A+XX: 2A+X0星光魚：2A+XX：2A+X0：XX 性染色體同配 : XY 性染色體異配哺乳動(dòng)物的性別決定（XXXY)1959年人們發(fā)現(xiàn)Y染色體是性別決定因子。有些多條X 染色體和一條Y染色體的人發(fā)育為雄性說明，Y 染色體在性別決定中是一個(gè)關(guān)鍵因素，Y染色體有決定睪丸分化的基因(testis determining factor，TDF) 。 位于Y染色體上的睪丸決定因子作為上游開關(guān)決定性征的發(fā)育1990年Sinclair等發(fā)現(xiàn)了

12、人和小鼠Y染色體的短臂上存在睪丸決定因子TDF的最佳候選基因SRY（sex-determining region of Y chromosoine）SRY基因:1）在Y染色體短臂上2）編碼204個(gè)氨基酸的DNA結(jié)合蛋白3）其中80個(gè)氨基酸是與DNA結(jié)合的保守區(qū)域，稱為high mobility group(HMG)區(qū)域。SRY基因作為轉(zhuǎn)錄因子調(diào)節(jié)其下游基因表達(dá)，從而對性別決定起開關(guān)控制作用，主宰胚胎的發(fā)育向雄性方向進(jìn)行。SOX基因家族根據(jù)該HMG的保守性，發(fā)現(xiàn)了一類新的編碼轉(zhuǎn)錄因子的S0X(SRY-type HMG box ，SOX)基因家族。目前，人們僅在哺乳動(dòng)物中，就發(fā)現(xiàn)了30多種SOX基

13、因，它們廣泛參與諸如性別決定、骨組織的發(fā)育、血細(xì)胞生成、神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育、晶狀體的發(fā)育等多種早期胚胎發(fā)育過程。SOX9基因（17q）是與哺乳動(dòng)物性別決定直接相關(guān)的基因，可能是靠近SRY基因的下游基因，與雄性的睪丸生成過程有關(guān)。SOX3基因(X染色體）是與SRY基因相似程度最高的基因，一般認(rèn)為SRY基因與SOX3基因原本是同一基因的不同等位基因，只是在進(jìn)化過程中SRY基因獲得了性別決定的功能，而SOX3的表達(dá)則與性別決定無關(guān)。哺乳動(dòng)物的性別決定是一系列基因協(xié)凋表達(dá)的結(jié)果，而SRY可能起到開關(guān)的作用。哺乳類性別決定通路并非線性一維的簡單拼合，而是錯(cuò)綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，迄今為止僅建立了它的基本輪廓 。果

14、 蠅 性 別 決 定X：A=1 X：A=0.5 X：A=0.5-1 間性 Y染色體對果蠅的性別不起作用，只在精子形成的發(fā)育后期才有活性，保證雄性果蠅的生育力。 X：A比值是決定果蠅性別的第一步，后涉及一系列基因和基因間的“級(jí)聯(lián)”反應(yīng)鳥類的性別決定：ZW 性染色體異配: ZZ 性染色體同配DMRT1基因在分化過程中可能直接參與了性別決定。 DMRT1定位于Z染色體上，在雞胚胎發(fā)育的性腺中特異表達(dá)，且精巢中表達(dá)量高于卵巢認(rèn)為DMRT1基因可能處于雄性性別決定的級(jí)聯(lián)反應(yīng)的上游位置，一旦鳥類性腺分化方向確定，DMRT1呈現(xiàn)為睪丸專一性表達(dá) 1） 2）。2.2基因決定性別玉米是雌雄同株的農(nóng)作物，雌花的花

15、序在葉腋呈穗狀，有顯性基因Ba控制，其隱性等位基因?yàn)閎a，雄花的花序在頂端稱無花，由顯性花序s控制，其基因型的關(guān)系見表3-12.3環(huán)境決定性別后蟲益幼蟲時(shí)沒有性別的分化，若幼蟲落到海底發(fā)育成雌蟲，若幼蟲落到雌蟲吻上發(fā)育成雄蟲。圖3-63.性別鑒定性別鑒定的方法很多。有染色體組型分析法、Barr小體觀察、特異性片段雜交法、RFLP、PCR擴(kuò)增等方法。3.1 Barr小體1949年Barr等人發(fā)現(xiàn)在雌貓神經(jīng)細(xì)胞間期核有一個(gè)染色很深的染色質(zhì)小體 ，而在雌貓中沒有，稱這種濃縮的、惰性的異染色質(zhì)化的小體為巴氏小體（Barr body），它是雌性兩條X染色體中一條隨機(jī)失活的X染色體。3.1.1劑量補(bǔ)償效應(yīng)

16、（dosage compensation effect）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乎相等的有效劑量的遺傳效應(yīng)。劑量補(bǔ)償有兩種情況，一種X染色體的轉(zhuǎn)錄速率不同。如果蠅性的細(xì)胞中兩條X染色體都是有活性的，但它們的轉(zhuǎn)錄速率低于雌性細(xì)胞里的單條X染色體的轉(zhuǎn)錄速率，因此，雌雄細(xì)胞中，X染色體的基因產(chǎn)物在量上是相近的，另一種情況是雌性細(xì)胞中有一條X染色體是失活的，故雌雄性細(xì)胞中只有一條X染色體是有活性的，哺乳類和人類屬于這種情況。3.1.2 Lyon假說MFLyon提出闡明哺乳動(dòng)物劑量補(bǔ)償效應(yīng)和形成Barr body的X染色體失活的假說即Lyon假說（Lyon hyp

17、othesis）3.1.2.1Lyon假說的主要內(nèi)容M.F.Lyon 提出了闡明哺乳動(dòng)物劑量補(bǔ)償效應(yīng)和形成Barr body的X染色體失活的假說（Lyon hypothesis）. 其主要內(nèi)容是：1）正常的雌性動(dòng)物的體細(xì)胞中，兩條X染色體中只有一條X染色體在遺傳上有活性（activation X, Xa）,另一條在遺傳上無活性（inactivationX，Xi），其結(jié)果使X連鎖基因，得到劑量補(bǔ)償，保證染色體為XX的雌性和XY的雄性具有相同的有效基因產(chǎn)物。2）失活是隨機(jī)的。在同一哺乳動(dòng)物的體細(xì)胞中有些細(xì)胞里父源的X染色體失活；另一些細(xì)胞里，母源X染色體失活。3）失活發(fā)生在胚胎發(fā)育的早期，例如人類

18、在胚胎發(fā)育的第16天的時(shí)候，（合子細(xì)胞增殖到5-6千個(gè)細(xì)胞時(shí)，）發(fā)生失活。某一個(gè)細(xì)胞的一條X染色體一旦失活，這個(gè)細(xì)胞的所有后代細(xì)胞中的該X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（mosaic）某些細(xì)胞中來自父方的伴性基因表達(dá)，某些細(xì)胞中來自母方的伴性基因表達(dá)，這兩類細(xì)胞隨機(jī)的相嵌存在。3.1.2.2Lyon假說的實(shí)驗(yàn)證據(jù)Lyon假說得到一些有力的證據(jù)，例如，玳瑁貓的毛皮上有黑色和黃色斑塊的幾乎總是雌性雜合體。這是由于黃色毛皮（orange O基因）是黑色毛皮（black, O基因）的一個(gè)顯性等位基因，由X染色體所攜帶。雌性雜和玳瑁貓（基因型XOXo ）的X染色體在發(fā)育早

19、期細(xì)胞中隨機(jī)失活，XO 染色體失活的細(xì)胞的有絲分裂后代細(xì)胞產(chǎn)生黑色毛皮斑點(diǎn)，Xo染色體失活則呈現(xiàn)黃色毛皮斑點(diǎn)，偶然發(fā)現(xiàn)的雜和玳瑁雄貓的染色體組成總是XOXo Y，每個(gè)體細(xì)胞有一個(gè)Barr小體。而最有力的支持是來自對各個(gè)細(xì)胞及其后裔的酶組成或者代謝活性的研究。在這類研究中以X連鎖的葡萄糖6磷酸脫氫酶基因最具典型性。酶活性的測定是當(dāng)取自GdA/GdB 雜和婦女的皮膚細(xì)胞原始培養(yǎng)物的時(shí)候，電泳圖譜上出現(xiàn)了A，B兩種條帶，后來檢測單個(gè)細(xì)胞的培養(yǎng)物時(shí)（ 克隆培養(yǎng)），它們或者全部表現(xiàn)為A型條帶。在取自6個(gè)雜和婦女（GdA/GdB ）的54個(gè)克隆培養(yǎng)物中，發(fā)現(xiàn)了24個(gè)產(chǎn)生了A型酶（GdB 失活），30個(gè)產(chǎn)生

20、了B型酶（GdA 失活）。圖3-7人類另一種X連鎖的遺傳病自毀容貌綜合癥（Lesch-Nyhan syndrome） 是X染色體上的次黃嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（HPRT）基因缺陷。從HPRT+/HPRT- 的雜和體婦女身上取得的皮膚細(xì)胞在體外培養(yǎng)，使每個(gè)細(xì)胞分裂形成細(xì)胞克隆。酶活性的測定發(fā)現(xiàn)將近一半的細(xì)胞克隆產(chǎn)生HPRT，另一半克隆則沒有HPRT。由此也驗(yàn)證了Lyon假說的正確性。此外，細(xì)胞學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)Barr小體的數(shù)目也正好是X染色體數(shù)目減1。設(shè)染色體數(shù)為n。則Barr小體數(shù)目=n-1。XXX女人的體細(xì)胞間期核中有兩個(gè)Barr小體（3-2=1）；XXXX女人中有3個(gè)Barr小體（4-1=3）。因

21、此可以類推在XX，XXX和XXXX個(gè)體的核內(nèi)都同樣只存在一條活性的X染色體，因?yàn)锽arr小體的濃縮狀態(tài)就相當(dāng)于女性細(xì)胞一條X染色體的基因的失活?？傊?，X染色體在哺乳細(xì)胞中的失活是指在任何二倍體的哺乳動(dòng)物細(xì)胞中，不論存在幾條X染色體，都只有一條X染色體保持活性，這個(gè)過程使X連鎖基因得到劑量補(bǔ)償，保證染色體為XX的女性和XY的男性，具有同樣的有效的基因產(chǎn)物。X染色體失活是發(fā)育過程中獨(dú)特的調(diào)節(jié)機(jī)制。該機(jī)制調(diào)節(jié)著整個(gè)X染色體上的基因的表達(dá)，在人類X染色體上，涉及到15000萬個(gè)堿基對和幾千個(gè)基因，都是細(xì)胞的活性所必需的。3.1.3 X染色體隨機(jī)失活的分子機(jī)制進(jìn)入20世紀(jì)90年代來，人們對X染色體失活的

22、本質(zhì)有了一些新的認(rèn)識(shí)，特別是對人類X染色體失活機(jī)制的研究，方面取得了很大的進(jìn)展。大多數(shù)的X連鎖基因在胚胎早期發(fā)育過程表現(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，還有一些決定性別激素的基因在表達(dá)，稱這種基因?yàn)樘颖苁Щ罨?，一般在X染色體短臂，如（編碼細(xì)胞表面的基因）UIC2，XG（xg血型），STS（固醇硫酸酯酯基因）等；在失活的X染色體上逃避失活基因與失活基因是隨機(jī)穿插排列的；圖3-8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 inactication center XIC）,XIC定位在X染色體長臂Xq13。3.2特異性片段雜交 。人類Y染色體上有特異片段，如PY5

23、3.5（SRY區(qū)域基因）、DYZ等探針進(jìn)行雜交即可鑒定性別。3.2 RFLP技術(shù)用HaeIII酶切 男 女3.4kb+- 2.6kb+-通過酶切后得到的片段與探針雜交，女的全無3.4kb 和2.6kb片段。3.4 PCR擴(kuò)增Y染色體特異性片段通過設(shè)計(jì)如DYZ等Y染色體特異性片段引物來擴(kuò)增檢測。三、性相關(guān)遺傳和性別有相關(guān)性的遺傳稱性相關(guān)遺傳（sex-related inheritance）,包括伴性遺傳、限性遺傳和從性遺傳，三者的特點(diǎn)是不同的。.伴性遺傳sex-linked inheritance指控制性狀的基因在染色體上，其遺傳方式稱伴性遺傳，具體有個(gè)特點(diǎn)：（）正反交的結(jié)果不同；（）后代性狀的

24、分布和性別有關(guān)；（）常呈一種絞花遺傳（crisscross heritance）即有害基因常由母親傳給兒子，再由兒子傳給孫女。.人類的伴性遺傳在人類中一些遺傳性狀或者遺傳病的基因位于染色體上，由于染色體上只有少數(shù)的基因，而一般沒有染色體上相應(yīng)的等位基因，因此這些基因隨染色體來傳遞。圖3-9攜帶者（carrier）：在女性中其中一條染色體帶有致病基因，由于是隱性得不到表達(dá)，稱這種外型正常，而帶有有害基因的個(gè)體為攜帶者。半合子（hemizygote）：在男性中只有一條染色體，隱性有害基因沒有對應(yīng)的顯性等位基因的存在，稱半合子。這些隱性基因得到了表達(dá)，男性平均壽命低于女性可能與此有關(guān)。.連鎖隱性遺傳

25、人類連鎖隱性遺傳病已發(fā)現(xiàn)多種。最常見的是紅綠色盲，較罕見的是血友病和進(jìn)行性肌肉營養(yǎng)不良等。.色盲已知控制色盲的基因是隱性c，位于X染色體上，而上不攜帶它的等位基因，故女性只有XC XC 為患者，男性XC即為患者，人類各種婚配下色盲遺傳的情況見圖3-10.血友病hemophilia 主要癥狀表現(xiàn)在凝血作用差，最著名的例子是英國維多利亞女王家族圖3-11控制血友病的基因是隱性h，位于染色體上。從上圖可看出：1）患者一般為男性；2）有害基因由母親傳遞；3）呈絞花遺傳；4）雙親正常，兒子可以是患者；5）兒子若表型正常，后代正常。. 連鎖顯性遺傳-linked dominant inhertance由于

26、控制性狀的基因位于X染色體上，且為顯性基因，女性有兩個(gè)X染色體，只要有其中任何一個(gè)X染色體有此基因都會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的性狀，而男性僅一條X染色體，帶有此基因的概率僅是女性的一半，但女性患者多為雜合體，所以癥狀比男性為輕，如維生素D佝僂病，（ciamin dresistant rickets）就是這類遺傳病的一個(gè)例子?；純河捎谀I小管不能對磷重新吸收，使血磷下降，尿里的磷增高，腸對磷、鈣的吸收不良，因此形成佝僂病。圖3-12是個(gè)典型抗維生態(tài)素D佝僂病的譜系。從圖中可以看出：（1）患者女性多于男性（2）每代都有患者（3）男性患者的女兒都為患者（4）女性患者的子女患病的機(jī)會(huì)為1/2.限性遺傳：（sex-li

27、mited inheritance）常染色體或性染色體上的基因僅在一種性別表達(dá)，這種遺傳病常和第二性征或性激素有關(guān)。如毛耳的基因在染色體上，僅在男性中表達(dá)。.鳥類的伴性遺傳鳥類的伴性遺傳最典型的例子是雞的蘆花羽色的遺傳已知決定蘆花基因在染色體上，是顯性，則雌性蘆花雞的基因型是B，雄性非蘆花雞的基因型是Zb Zb請同學(xué)們自己推導(dǎo)一下這個(gè)雜交體系的基因型。如今染色體已作為重要標(biāo)記，在進(jìn)化物種起源，親緣關(guān)系等方面，發(fā)揮重要作用，例子：Jefferson 兒子的鑒定。年月，美國一家報(bào)紙報(bào)道Jefferson的兒子ston為美國總統(tǒng)與當(dāng)時(shí)的黑人女管家（ally hemings）的私生子,女管家是總統(tǒng)岳丈

28、的私生女，為此做親子鑒定，Jefferson染色體上的特定標(biāo)記，與其叔父相同，其叔父后代染色體上的標(biāo)記，即為Jefferson染色體上的特定標(biāo)記，檢測ston后代染色體上的特定標(biāo)記，是否與Jefferson叔父后代染色體上的特定標(biāo)記相同，即可證明Eston的身份。子宮陰道積水是一種限性遺傳病，基因在常染色體上，只在女性中出現(xiàn)。. 從性遺傳sex-influenced inheritance常染色體上的基因由于受到性激素的作用，基因在不同的性別中表達(dá)不同 表3-2如人類頭發(fā)的早禿（Baldness）這一性狀屬于從性顯性遺傳，帶有這個(gè)基因B的雜合體只在男性中出現(xiàn)早禿的表型，在女性中表型正常，只有當(dāng)

29、B基因純合時(shí)，女性才出現(xiàn)早禿，這個(gè)概率要比帶有B基因的概率要小多了。圖3-14、3-15四人類的性別畸形1真兩性畸形真兩性畸形不僅具有兩性特征的內(nèi)外生殖器，而且同時(shí)具有卵巢和睪丸兩種不同的性腺，有40%的患者一側(cè)有卵巢，另一側(cè)有睪丸，；另40%的患者一側(cè)為卵巢或睪丸。另一側(cè)為卵睪（ovotestis）;余下的約20%的患者均為卵睪。其兩性畸形患者的副性征可為男性或者女性。但其染色體卻為嵌合型。主要分為兩類：1） 46XX/47XXY；46XY/45XO；47XYY/45XO，這一類型是由于胚胎發(fā)育早期部分細(xì)胞有絲分裂過程中產(chǎn)生了染色體不分離現(xiàn)象。（如XYY/XO）或性染色體丟失（如46XXY/

30、45XO）所造成，這些細(xì)胞最初來源于一個(gè)受精卵，所以稱為同源嵌合體（mosaic）2） 46XY/46XX,這種類型十分罕見，可能是由于雙受精的嵌合體（chimera）發(fā)育而成，人類的嵌合體因起源不同分為兩類：雙胞嵌合體（twin chimera）和雙受精嵌合體（dispermic chimera）。到1975年為止全世界發(fā)現(xiàn)上述兩類嵌合體個(gè)20例，Dunsford（1953）首先發(fā)現(xiàn)了雙胞嵌合體，其特點(diǎn)是友伴雙胞存在，雙胞之間由于交互移植，出現(xiàn)混合血液；雙胎一方對另一方的移植的細(xì)胞缺乏凝集素，這是獲得免疫耐受性的最好例子，這種嵌合體以自己的核型為主，他們具有正常的生育能力，我國在1983年也

31、發(fā)現(xiàn)一例，Cartler(1962)發(fā)現(xiàn)另一類由雙受精引起的嵌合體。他是由兩個(gè)精子和兩卵核（可能為兩個(gè)卵或者一個(gè)雙核卵，或一個(gè)卵，一個(gè)極體），受精后由于某種原因，融合成長成一個(gè)個(gè)體的結(jié)果，因而有稱為整體嵌合體（whole body chimerism），其特點(diǎn)是有混合型血液，體細(xì)胞培養(yǎng)物也顯示鑲嵌型。核型為46XY/46XX。表現(xiàn)為兩性畸形，無生育力。2克蘭費(fèi)爾綜合癥（Klinefelters syndrome）又稱為“先天性睪丸發(fā)育不全”或“小睪癥”，核型為47XXY，此是由于親代減數(shù)分裂時(shí)，產(chǎn)生性染色體不分離所致，通過X染色體上，Xg血型家系分析表現(xiàn)，60%的患者是由于母方染色體不分離所致

32、。男性新生兒中的發(fā)病率是1.3%，患者青春期后出現(xiàn)癥狀。身體瘦長，第二性征弱，常出現(xiàn)女性乳房，智力較差，睪丸小，精細(xì)管玻璃樣變性，無精子發(fā)生，不育。3特納氏綜合癥（Turners syndrome）又稱為“先天性性腺不全”或“先天性卵巢發(fā)育不全”等，核型XO，X染色質(zhì)為陰性。1938年由美國H.Turer首先報(bào)道。在女孩中發(fā)病率為0.02%-0.04%?；颊弑硇蜑榕裕诙哉靼l(fā)育不良，體矮（約120-140cm），常有蹼頸和肘外翻，卵巢確如，原發(fā)性閉經(jīng)，無生育能力，常伴有先天性的心臟病。產(chǎn)生的原因也是由于親代配子形成的過程中性染色體的不分離所致。約有75%的丟失發(fā)生在父方。約有10%的丟失了

33、是在早期卵裂時(shí)。4XYY綜合癥也稱為超雄，Sandberg(1961)首先報(bào)道，患者為男性身材高大，少數(shù)有發(fā)育異常和智力較低，大部分核型為47XYY，X染色質(zhì)陰性，有兩個(gè)Y染色質(zhì)，發(fā)病率占男性的1/750-1/1500。1965 Jacob等發(fā)現(xiàn)在犯罪暴力中XYX的比例較高（1：28）從而提出兩個(gè)Y染色體的存在可能導(dǎo)致患者有侵犯行為。由于當(dāng)時(shí)新聞界的渲染和扭曲，如把美國嗜殺成性的罪犯Speek.R.描述成超雄，更引起了混亂。然而另一些研究者的報(bào)告指出XYY綜合癥患者的智力和社會(huì)行為完全正常，因此這種染色體異常對行為的影響尚無定論。5 XXX綜合癥又稱為超雌，Jacobs等在1959年首先報(bào)道。

34、發(fā)病率為0.8%，多數(shù)患者表型和生育能力都正常。只有少量患者繼發(fā)閉經(jīng)，智力稍低等癥狀，細(xì)胞學(xué)檢查可發(fā)現(xiàn)患者有2個(gè)Bar小體?；颊吣赣H的平均年齡增高，表明染色體不分離現(xiàn)象主要發(fā)生在母方。五水產(chǎn)動(dòng)物性別決定1.由性染色體決定性別1.1 XY型 大多數(shù)魚類屬于此類，鯉魚、鯽魚等體細(xì)胞有100條染色體，：2A+XX=100 ：2A+XY=1001.2 ZW型 如長蛇鯔的體細(xì)胞有48條染色體，：為2A+ZZ=48 ：2A+ZW=481.3 XO型 如星光魚 ：2A+XX=36 ：2A+XO=351.4 ZO型如短頜鱭 ：2A+Z0=47 ：2A+ZZ=482.常染色體在性別鑒定中的作用魚類常染色體上有影

35、響性別的基因，Callnoun 等根據(jù)尼羅羅非魚性反轉(zhuǎn)雄魚XX與正常雌魚（XX）交配，產(chǎn)生的后代雌雄之比為852/48，進(jìn)一步證明尼羅羅非魚的性別不只由一對染色體決定，還與常染色體有關(guān)，Yamazaki則提出大部分沒有性染色體的魚類，其常染色體所具有的雄性或雌性異配性別基因不僅可以使后代雌雄性別出現(xiàn)1：1的比率，而且可產(chǎn)生機(jī)能上雌雄同體。3.性激素在性別決定中的作用性激素對魚類性別的影響是顯著的，日本生物學(xué)家山本時(shí)男，曾用雌二醇使遺傳上雄性的青魚將轉(zhuǎn)換成功能上的雌魚，用甲基睪丸酮使遺傳上的雌魚轉(zhuǎn)變成功能上的雄魚，我們實(shí)驗(yàn)室曾對雄蝦蟹注射過雌二醇，而到了性反轉(zhuǎn)蟹。4.造雌雄在蝦蟹性別決定中的應(yīng)用

36、5環(huán)境對性別發(fā)育的影響如紅鯛魚的性別決定，生活在紅海的一種紅鯛魚，一般以二十尾左右為一群，每群有一尾雄的，其余是雌的，一旦雄魚死去，這群成員中體態(tài)最為強(qiáng)壯的變?yōu)樾埕~，如果這尾雌魚變來的雄魚又死去，剩余的雌魚中，身體最強(qiáng)壯的又變?yōu)樾埕~，如果每次將雄魚去掉，連最后剩下的一尾雌魚也會(huì)變?yōu)樾埕~，有人用實(shí)驗(yàn)研究這種性別變化機(jī)制，將一群紅鯛魚飼養(yǎng)在兩個(gè)透明的玻璃缸內(nèi)，一缸裝雄魚，另一缸裝雌魚，將這兩個(gè)缸靠在一起，使兩個(gè)港的魚能互相看到，結(jié)果雌魚缸內(nèi)的魚永遠(yuǎn)是雌的，沒有性反轉(zhuǎn)出現(xiàn)。如若在兩個(gè)魚缸之間隔以障礙物，使兩個(gè)缸的魚不能相見，結(jié)果雌魚缸中的一條雌魚就變成雄魚。因此研究者認(rèn)為紅鯛魚的性變似乎與“視覺”有

37、關(guān)。第三節(jié) 基因定位一 、連鎖現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)連鎖現(xiàn)象是Bateson于1906年在香豌豆的2對性狀雜交實(shí)驗(yàn)中首次發(fā)現(xiàn)的。Bateson 等所研究的香豌豆的花有紫色的和紅色的，花粉粒的形狀有長型和圓形的，將紫花、長花粉粒和紅花、圓花粉粒的植株作親本進(jìn)行雜交，F(xiàn)1都是紫花、長花粉粒，可見，紫、長，為顯性。下面我們看一下他們的雜交實(shí)驗(yàn)。 3-11Bateson 又把親本的性狀組合調(diào)換，進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下：從這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可看出一種共同的傾向：親組合類型遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于重組合類型，這就是說，在F1雜種形成配子時(shí)2對基因可能發(fā)生的四種類型中，有更多保持親代原來組合的傾向，而且這種傾向與顯隱性無關(guān)，這是在自由組

38、合定律方面第一次出現(xiàn)的顯著的例外。無疑，這是一個(gè)重要的發(fā)現(xiàn)。遺憾的是Bateson等人未能對此現(xiàn)象提出理論上的解釋，一個(gè)偉大的遺傳學(xué)定律就這樣與他們擦肩而過，直到1912年T.H.Morgan用果蠅進(jìn)行了大量的雜交實(shí)驗(yàn),提出了連鎖互換定律，被后人譽(yù)為遺傳學(xué)第三定律。一、完全連鎖與不完全連鎖Morgan的黑腹果蠅雜交實(shí)驗(yàn)：2.Morgan的解釋：假定基因B和V處于同一條染色體上，基因b和v同處于同源染色體的另一條染色體上，將這種處于同一條染色體上的基因遺傳時(shí)較多聯(lián)系在一起的現(xiàn)象稱連鎖（linkage）。實(shí)驗(yàn)1的測交結(jié)果Morgan用完全連鎖（complete linkage）來解釋，即同一染色體

39、上的連鎖基因100%聯(lián)系在一起，傳遞到下一代。圖3-17在F1中由于雄果蠅是完全連鎖的，只產(chǎn)生2種類型的配子且數(shù)目相等，故測定結(jié)果2種表型1：1。實(shí)驗(yàn)2的測交結(jié)果Morgan用不完全連鎖（ plete linkage）來解釋，新類型是由于同源染色體上的不同等位基因間重新組合的結(jié)果，這種現(xiàn)象稱重組（ bination）。圖3-18重組的產(chǎn)生是由于配子形成的過程中，同源染色體的非姊妹染色單體發(fā)生了局部交換的結(jié)果。那么，為什么會(huì)出現(xiàn)親組合遠(yuǎn)大于重組合？在生殖細(xì)胞減數(shù)分裂的過程中，一對同源染色體間交換發(fā)生在B-V之間，表現(xiàn)有一半的染色單體在B-V間發(fā)生交換，即產(chǎn)生的重組型配子占總配子數(shù)1/2，若交換發(fā)生在B-V之外，則產(chǎn)生的全部為親組型的配子，在生殖細(xì)胞的減數(shù)分裂過程中交換發(fā)生在B-V間的情況少見，古親組合遠(yuǎn)大于重組合。圖3-19 重組值愈接