连锁与交换规律

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1905年Bateson和Punnett研究了香碗豆的两对性状花色和花粉的形状的 遗传时发现异常的传递规律 1902年Boveri和Sutton提出遗传的染色体学说 1903年de Vires和Sutton认识到多个基因在一条染色体上,是非独立分 离的,并给出了生物学意义。 1904年Boveri也提出了类似的观点 1910年Morgan的性连锁遗传
(1)交换的间接细胞学证据 1909年Jansens提出交叉学说:交叉是交换的结果,交 换导致重组。
(2)交换的直接细胞学证据
1913年Stern发现在果蝇中发现一个X染色体易位,这样就 可以在显微镜下面追踪到这个X染色体(位于该染色体上的 基因C),从而为交换提供细胞学支持。 C-红眼 c-肉色眼 B-棒眼 b-非棒眼(椭圆)
交换的细胞 学证据:
预计红色棒眼 可以检测到易 位的X-染色体 表明C-b间发生 了交换产生了 C-B配子
c
(3)交换图示
D、连锁群和染色体
连锁群与染色体对应的关系
连锁群的概念
对多种生物的很多基因进行连锁测验,发现如A—B基因连 锁,B—C基因连锁,则A—C基因连锁。如A—B基因连锁,B—C 基因不连锁,则A—C基因也不连锁。 这些相互连锁基因形成的集合叫连锁群 果蝇由于雄性完全连锁,连锁群测定稳定可靠。摩尔根在 1914年已发现果蝇只有4个连锁群,到1942年为止,在果蝇中 至少测定了494个基因,分别属于这4个连锁群之一。 由于‘遗传的染色体学说’,结合连锁测验的数据积累逐 渐形成位于同一条染色体上的基因相连锁,共同构成一个连锁 群;第二,连锁群和同源染色体的对数一致。基因在染色体上 线形结构 连锁群数目 = 同源染色体对数=配子中染色体的数目=n
不完全连锁的普遍性
• 不完全连锁遗传普遍存在 • 完全连锁遗传则较为少见:♂果蝇、♀家蚕
重组子与重组率
重组率和交换率的概念
F1杂种灰身长翅雌蝇不完全连锁: 重组率=(92+88)/(415+92+88+405)=18% =重组配子/全部配子(%) =重组型数目/(亲组组型数目+重组型数目) (%) 注意:1、测交性状(表型)比例和F1灰长雌蝇产生的配子比例 2、已知两基因间重组率(a), 则它重组配子比例就是a 交换的概念:指减数分裂过程中,同源染色体联会(配对) 时,同源染色体非 姐妹染色单体互相调换相应(同源)的片段[交换],产生染色体交叉现 象(显微镜观测),导致重组。

F2 紫、长 :紫、圆 : 红、长 :红、圆 4831 P_L_ 预计: 3910.5 390 P_ll 1303.5 393 ppL_ 1303.5 1338 ppll 434.5 (6952) (总数) (6952)
9
:
3
:
3
:
1
实验二、改变杂交模式——是否配子形成同亲本有关
P F1 紫花、圆花粉粒 ╳ 红花、长花粉粒 PPll ↓ PpLl ↓ F2 紫、长 :紫、圆: 红、长 :红、圆 226 95 97 1 (总数) (419) (419) ppLL 紫花、长花粉粒
测交(1) F1 来源于实验一 紫花、长花粉粒 ╳ 红花、圆花粉粒 PpLl ↓ ppll F2 紫、长 :紫、圆: 红、长 :红、圆 P_L_ % 44.35 P_ll 5.65 ppL_ 5.65 ppll 44.35
测交(2) F1 来源于实验二 紫花、长花粉粒 ╳ 红花、圆花粉粒
PpLl ↓ ppll
用‚遗传的染色体学说‛解释‚相引‛和‚相斥‛
实验一F1 试验二F1
B. 完全连锁和不完全连锁现象:
1
:
1
415 : 92
: 88
: 405
果蝇测交实验1的解释 ——雄果蝇形成配子时没有交换


1
1
果蝇测交实验2的解释 ——雌果蝇形成配子时发生交换
F1雌性果蝇配子的形成模式:
交换是个相互 的过程: 1) 产生bC一定 产生Bc 2) 重组试验结 果都是一对 一对的
%
5.96
44.04
44.04
5.96
5、为什么?
“相引‛和‚相斥‛理论及其缺陷
1) 相引:两个显性基因一起进入配子的倾大于随机比例的 这种情况称为‚相引‛,如实验一中的P与L
2) 相斥:一个显性基因和一个隐性基因一起进入配子占较 大比例的倾向称为‚相斥‛,如试验中P-l及p-L
3) 结构和功能、你相信一个遗传现象有两种解释?可惜, 离遗传的染色体学说很近了!(多个基因在同一条染色 体上)
遗传学第三定律
• 同一条染色体上的基因在生殖传递时遵 循孟德尔第一定律,但同时也表现出连 锁和交换。
第二节 连锁与交换的检测 ——连锁测验、遗传图、基因在染色体上线性排列
一、两点测验和三点测验 二、干涉和并发系数 三、基因在染色体上线性排列 四、连锁图/遗传图与基因定位
几个概念
基因定位 染色体图、连锁图、遗传图 图距 基因的直线排列 图距:基因在染色体上的距离的数量单位。基因 在染色体上是线性排列的,相距近的基因间的 交换率小,远的交换率大,因此用交换率可以 间接的表示基因间的距离。通常以1%的交换率 作为一个图距单位(mu),为纪念Morgan就记作 1cM(centimorgan)
1.2、ec-cv: RF=(273+265+5+3)/5318=10.26%
ct-cv间的重组率
1.3、ct-cv: RF=(217+223+5+3)/5318=8.4%
3、初步判定基因间的关系,确定双交换数据、计算双交换率
1.1、ec-ct: RF=(273+265+217+223)/5318=18.4% 1.2、ec-cv: RF=(273+265+5+3)/5318=10.26% 1.3、ct-cv: RF=(217+223+5+3)/5318=8.4%
1)用两点测验确定玉米第9染色体上C、Sh、Wx基 因间的遗传关系(自由组合、连锁、连锁程度、 相互位臵关系)
1、基因与性状 C-胚乳有色、Sh-种子饱满、Wx-非糯质胚乳 2、基因间的关系: C-Sh: ? Wx-Sh: ? C-Wx: ?
测定C-Sh的交换值
重组率=3.6%
交换值=3.6% 图距:3.6cM
P_L_
预计: 235.8 9 :
P_ll
78.5 3 :
ppL_
78.5 3 :
ppll
26.2 1
Mendel双因子遗传的例外——“相引‛和‚相斥‛ 现象 结果分析: • 花色(P-p):紫色对红色是显性,分离比3:1遗 传传递符合Mendel分离规律 • 花粉形态(L-l):长对园显性,分离比3:1遗传传 递符合Mendel分离规律 • 配子、植株生活力等正常,满足Mendel遗传要求 • 花色与花粉形态(P-L):不符合自由组合规律? • ppll个体在第一组杂交中严重偏多,在第二组严 重偏少? • 是不是F1产生配子有问题?难道两个来源的F1遗 传结构不同?测交检查?
(1)交换率/交换值:指发生交换的染色体数占总 染色体数的百分率。
(2)重组率/重组值:是指重组型配子数占总配子 数的百分率。 (3)重组与交换的关系:通过交换可导致基因间的 重组,重组率≤交换率,一般将重组率视为交换率
重组值=交换值
重组值〈交换值
为什么最大重组率是50%?
RF <= 50%
2)交换及其细胞学证据
玉米糊粉层颜色和籽粒 形状的遗传显现P98
课堂练习: Bateson和Punnet豌豆试验相引组重组率计算
P F1 紫花、长花粉粒 ╳ 红花、圆花粉粒 PPLL ↓ PpLl ppll 紫花、长花粉粒

F2 紫、长 :紫、圆 : 红、长 :红、圆 4831 P_L_ 比例:0.6949 390 P_ll 0.0561 393 ppL_ 0.0565 1338 ppll 0.1925 (总数) (6952)
测 定 Wx-Sh 的 交 换 值
ห้องสมุดไป่ตู้
测 定 C-Wx 的 交 换 值
C、Sh、Wx遗传关系
(1) 连锁、连锁程度、排列顺序 (2) 20cM + 3.6cM > 22cM ?
2、三点测验 1)在研究多个基因间的关系时,每次以三对 基因为研究对象,通过多次测交或杂交来推断 彼此之间的交换率(重组率),并据此确定基因 间的遗传关系(自由组合、连锁、连锁的紧密 程度)叫三点测验。 2)由于基因在染色体上是线性排列的,连锁 基因间的交换率(连锁的紧密程度)代表了基 因间的空间距离,因此可以确定彼此之间的位 臵关系。 3)选取多个已知基因,通过多次三点测验确 定新基因与已知基因的相对位臵从而对新基因 进行定位。
三点测验
玉米三对基因三点测验的结果
C、Sh、Wx遗传关系
4.36cM+22.07cM>24.52cM ?
双交换与交换率/图距的校正
要产生C-sh-Wx和c-Sh-wx 配子C-Wx之间必须发生两 次交换,但对C-Wx之间的 重组率没有贡献,所以在 用重组率近似表示交换率 时图距偏小。可以通过CWx之间的重组率加上2倍 的双交换值即可。
双交换与交换率/图距校正后的结果
2、单交换与双交换
双交换具有两个重要的特点:
• 1)如果两次同时发生的交换互不干扰,按乘法定理, 双交换值=单交换值I单交换值II。表明双交换值小于 任何一个单交换值。 • 2) 双交换的结果,三个基因中,位于中间的这个基因 位臵发生变动,而两边两个基因位臵不变。 • A-C的交换值=A-B的交换值 + B-C的交换值=A-C重组 值+2双交换值
F2 紫、长 :紫、圆: 红、长 :红、圆 P_L_ P_ll ppL_ ppll
1、测交是检查配子 类型的 2、测交(1)PL和pl 配子类型为主,测 交(2)Pl和pL配子类 型为主 3、测交(1)F1的PL 和pl基因分别来自 同一个母本和父本, 测交(2)F1的Pl和pL 基因分别来源于同 一个母本和父本 4、PL(pl)倾向于 一起进入同一配子、 Pl(pL)倾向于进 入同一配子
第一节
连锁和交换
A.
B.
连锁现象发现与误解
完全连锁和不完全连锁
C.
D.
交换及其间接细胞学证据
连锁群与染色体
提到的实验:连锁现象发现与误解(以下书写格式是假定) 实验一、Bateson和Punnett香碗豆花色和花粉形状的遗传 P F1 紫花、长花粉粒 ╳ 红花、圆花粉粒 PPLL ↓ PpLl ppll 紫花、长花粉粒
课堂练习: Bateson和Punnet豌豆试验相引组重组率计算 w x y z
w x y z
课堂练习 Bateson和 Punnet豌豆试 验相引组重组 率计算
C、交换及其间接细胞学证据
1) 交换的概念:指减数分裂过程中,同源染色体联会 (配对) 时,同源染色体非姐妹染色单体互相调换相 应(同源)的片段[交换],产生染色体交叉现象 (显微镜观测),导致重组。
一、两点测验和三点测验
两点测验: 1)在研究多个基因间的关系时,每次以两对基 因为研究对象,通过多次测交或杂交来推断彼此 之间的交换率(重组率),并据此确定基因间的遗 传关系(自由组合、连锁、连锁的紧密程度)叫 两点测验。 2)由于基因在染色体上是线性排列的,连锁基 因间的交换率(连锁的紧密程度)代表了基因间 的空间距离,因此可以确定彼此之间的位臵关系。 3)选取多个已知基因,通过多次两点测验确定 新基因与已知基因的相对位臵从而对新基因进行 定位。
果蝇中的三点测验
1、按两点测验 整理数据 2、计算两点间 的重组值 3、初步判定基 因间的关系, 确定双交换 数据、计算 双交换率 4、校对数据确 定任两点间 的交换率、 图距并画出 连锁图
ec-ct间的重组率
1.1、ec-ct: RF=(273+265+217+223)/5318=18.4%
ec-cv间的重组率
此时遗传学发展的进程
1) 1910年,Morgan的性连锁遗传为‚遗传的染色体学说‛
提供支持 2) 1916年,Bridges证实了Morgan的性连锁遗传,并于 1932年证明果蝇性别决定规律 此时‚遗传的染色体学说‛被普遍接受,此时该学说含以: 基因在染色体上→基因传递规律是染色体行为决定的 →多个基因在同一条染色体上→线性排 列 1) 等位基因——Mendel分离规律 2) 非等位基因(非同源染色体上基因)——自由组合 3) 同一染色体上基因——连锁与交换 4) 基因全部在染色体上?——连锁群、染色体数目相对应 5) 染色体上基因间的空间关系——连锁图→线性排列→仅 一个DNA分子
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