基因的连锁互换规律
遗传学三个基本规律的主要内容
遗传学三个基本规律的主要内容
遗传规律有三大规律，分别是基因分离定律，基因自由组合定律，和基因连锁、交换定律。
第一规律，分离定律是遗传学中最基本的一个规律，它从本质上阐明了控制生物性状的遗传物质是以自成单位的基因活动的，基因作为遗传单位在体细胞中是成双的，它在遗传上具有高度的独立性，因此在减数分裂的配子形成过程中，成对的基因在杂种细胞中能够彼此互不干扰，独立分离，通过基因重组，在子代继续表现各自的作用，这一规律从理论上说明了生物界由于杂交和分离所出现的变异的普遍性。
第二规律，是自由组合定律，就是当具有两对或者更多对相对性状的亲本杂交，在此一代产生配子时，在等位基因分离的同时，非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合。
第三个定律，就是连锁与互换定律，连锁与互换定律是指原来为同一亲本所具有的两个性状，在f2中常常有连系在一起遗传的倾向，这种现象成为连锁遗传。
连锁遗传定律的发现，证实了染色体是控制性状遗传基因的载体，通过交换的测定，进一步证明了基因在染色体上具有一定的距离的顺序，呈直线排列。
基因的连锁定律
基因的连锁定律
基因的连锁定律是指在遗传过程中，位于同一染色体上的不同基因在生殖细胞形成（减数分裂）时，往往连在一起作为一个单位进行传递。
这个定律主要由孟德尔的遗传规律发展而来，其中包括基因的分离定律和自由组合定律。
基因的连锁定律主要包括以下三个方面：
1. 基因的连锁：在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的交换而发生互换，从而形成基因的重组。
2. 基因的自由组合：在减数分裂的过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离。
在分离之前，可能发生部分染色体的交叉互换。
在此基础上，非同源染色体上的非等位基因进行自由组合，形成各种组合的配子。
3. 基因的交换：位于同一染色体上的基因在生殖细胞形成过程中，一对同源染色体上的不同对等位基因之间可以发生交换，这种现象称为交换律或互换律。
基因的连锁定律和自由组合定律是遗传学的基本定律，它们共同解释了生物体在遗传过程中基因的传递和组合规律。
这些定律在生物多样性和遗传育种等领域具有重要的应用价值。
连锁互换定律整理
连锁与互换定律1、连锁遗传：原来在亲本中组合在一起的两个性状在F2中有连在一起遗传的倾向，称连锁遗传。
连锁相包括互引相〔AB、ab〕、互斥相〔Ab、aB〕。
2、亲本型：与两亲本一样的性状表现型称为亲本型；不同的称为重组型。
3、完全连锁遗传：仅有亲本型，缺少重组型，eg：仅见于雄果蝇、雌家蚕。
4、不完全连锁遗传：在连锁遗传的同时发生性状的交换和重组；绝大多数生物为不完全连锁遗传。
5、利用测交法验证连锁遗传现象:特点：连锁遗传的表现为: 两个亲本型配子数是相等,> 50%; 两个重组型配子数相等,< 50%。
亲组合类型多, 重组合类型出现少6、交换值(Cv)：指不完全连锁的两基因间发生交换的频率(百分率,平均次数) 。
重组值(Rf)：不完全连锁的双杂合体产生的重组型配子数占总配子数的比率(百分率)。
通常又把交换值称为重组值。
但严格说，交换值不能等同于重组值，因为假设两个基因座之间相距较远，其间发生偶数次多重交换时，结果不形成重组型配子，用重组值代表交换值会造成偏低的估计。
7、连锁群：不能进展自由组合的基因群〔位于同一染色体上的基因群)。
特点：一种生物连锁群的数目与染色体的对数是一致的。
即有n对染色体就有n个连锁群。
8、染色体作图：把染色体的多种基因相互之间的排列顺序确定下来。
连锁遗传的特征1〕摩尔根连锁互换是经典遗传学第三定律，是孟德尔自由组合定律的补充；2〕发生在两对或以上基因间，且基因在染色体上线性排列；3〕连锁基因发生在同一对同源染色体上；4〕减数分裂偶线期，同源染色体联会，非姐妹染色单体间的互换是形成重组型的分子根底；5〕两对基因座间距离越大，交换概率越大、连锁性越弱；6〕完全交换即为自由组合，完全不交换即为完全连锁情形；染色体作图〔基因定位〕方法包括两点测交法和三点测交法计算基因间相对距离（1）非等位基因在染色体上排列的直线距离与基因间的互换率大小有关；（2）遗传学上规定，以互换率的1%作为一个遗传单位将基因定位在一条直线上。
连锁与互换规律
第五章连锁与互换规律1910年摩尔根将果蝇白眼基因定位于X上后，又发现一些伴性遗传基因，证明X上确有许多基因（人有23对染色体和十万个基因）。
提出问题：（1）同一染色体上众多基因如何排列（2）遗传传递有何规律经研究得到结论：（1）基因论（2）连锁交换规律第一节基因的连锁与交换一、连锁遗传现象（一）连锁遗传现象发现1906年英国学者贝特森（Bateson）和潘耐特（Pannett）研究香豌豆两对性状遗传时，首先发现的。
分离比不符花颜色紫色P对红色p显性，花粉粒形状长形L对圆形l显性。
F2合9：3：3：1，亲组合类型较多，重组合类型偏少。
原为同一亲本的两个性状，在F中常常有联系在一起的倾向，这说明来自同2一亲本的基因，有较多的在一起传递的可能。
但贝特森和潘耐特未能提出科学的产生配子数找原因，4种配子数目不等，亲组合类型多，解释。
摩尔根认为应从F1重组类型少。
（二）摩尔根的实验果蝇翅的长短，复眼的颜色长翅Vg，残翅vg，红色复眼Pr，紫色复眼pr解释相引组杂交红眼雄果蝇产生两种数目相同的配子，测交后代1：1，红眼雌果蝇产生四种配子，但亲组型配子Vg Pr和vg pr多，而重组型配子Vg pr和vgPr少。
同理可解释相斥组杂交结果。
果蝇翅的长短和眼的颜色是两对相对性状，这两对相对性状在杂交后代中具有某种程度的相关性或相连性，把这种现象叫连锁。
把这两对相对性状叫连锁性状。
控制连锁性状的基因叫连锁基因，连锁基因位于同一对同源染色体上。
连锁基因之间能够发生交换的连锁叫不完全连锁（雌果蝇），不能发生交换的连锁叫完全连锁（雄果蝇、雌家蚕）。
目前人们经过研究发现仅有两种动物雄果蝇和雌蚕属于完全连锁，不发生交换。
相引组：两个显性在一起，两个隐性在一起配成的杂交组合。
相斥组：一个显性一个隐性和一个隐性一个显性在一起配成的杂交组合。
（三）连锁的细胞学基础同一染色体上非等位基因随染色体一起遗传——完全连锁，又能按一定比例发生交换而重组——不完全连锁。
基因的连锁与交换规律
基因定位(gene location/localization)：确定基因在 染色体上的相对位置和排列次序。
根据两个基因位点间的交换值能够确定两个基因间 的相对距离，但并不能确定基因间的排列次序.因 此，一次基因定位工作常涉及三对或三对以上基因 位置及相互关系。
15
基因定位的主要方法：
6
（三）连锁的细胞学基础 同一染色体上非等位基因随染色体一起遗传——完全连锁，
又能按一定比例发生交换而重组——不完全连锁。
7
二、交换和交换值
(一)交换 同源染色体在减数分裂配对时，偶尔在相应的位置发生断
裂，然后错接，造成同源染色体中的非姐妹染色单体之间染色 体片段的互换，这个过程叫交换或重组。 （二）交换值（重组值） 1.概念:两基因之间发生交换的频率，重组型配子占总配子数的 百分率。 交换值（重组值）=重组合配子/配子总数（亲组合配子+重组 合配子）×100%
F2四种表现型个体数的比例与9:3:3:1相差很大，并且两亲
本性状组合类型(紫圆和红长)的实际数高于理论数，而两种
新性状组合类型(紫长和红圆)的实际数少于理论数。
3
二 摩尔根的实验
果蝇翅的长短，复眼的颜色
长翅Vg，残翅vg， 红色复眼Pr，紫色复眼pr
（一）完全连锁 连锁基因位于同一对
同源染色体上。连锁基因 之间能够发生交换的连锁 叫不完全连锁.
结果：
F1两对相对性状均表现为显性，F2出现四种表现型；
F2 四种表现型个体数的比例与9:3:3:1相差很大，并且两亲
本性状组合类型(紫长和红圆)的实际数高于理论数，而两种新
2
性状组合类型(紫圆和红长)的实际数少于理论数。
组合二：紫花、圆花粉粒×红花、长花粉粒
基因连锁互换定律
基因连锁互换定律1. 引言基因连锁互换定律是遗传学中重要的定律之一。
它描述了基因在染色体上的连锁分布以及连锁分离的频率。
本文将探讨该定律的基本概念、实验验证以及其在遗传研究中的应用。
2. 基本概念2.1 基因连锁基因连锁指的是在染色体上，位于同一条染色体上的基因之间的相对位置关系保持恒定。
这意味着这些基因在遗传上很有可能一起传递给下一代。
2.2 互换互换是指两条同源染色体之间的交叉互换事件。
在互换事件中，两条染色体上的相同位点上的DNA片段通过交换破裂重连的方式重新组合。
互换可以导致基因连锁的打破，使得原本连锁在一条染色体上的基因出现重新组合。
3. 实验验证基因连锁互换定律最早是通过托马斯·亨特·摩尔根（Thomas Hunt Morgan）的果蝇实验得出的。
通过对果蝇基因型的观察和分析，摩尔根发现某些基因总是共同遗传，这与经典遗传学中的独立性原则相违背。
3.1 果蝇实验摩尔根在实验中选择了具有明显表型差异的果蝇，例如翅膀的颜色。
他通过交配不同表型的果蝇，观察它们后代的表现，并推断基因的连锁关系。
3.2 结果与结论通过大量的实验证明，果蝇的一对基因位点可以遗传的同时，也可以发生连锁互换。
这一发现支持了基因连锁互换定律的存在。
4. 基因连锁互换定律的意义基因连锁互换定律的发现对于遗传学的发展产生了重要影响。
4.1 进化的证据基因连锁互换定律的存在证明了生物进化过程中的基因发生重组，从而导致物种多样性的增加。
4.2 遗传图谱的构建基因连锁互换定律为遗传学家构建遗传图谱提供了重要依据。
通过观察基因连锁互换事件的频率，可以推断基因之间的距离以及相对位置。
4.3 基因定位和基因治疗基因连锁互换定律也为研究基因定位和开展基因治疗提供了基础。
通过对基因连锁的研究，科学家可以确定染色体上具体基因的位置，从而更好地理解基因功能和相关疾病。
5. 总结基因连锁互换定律是遗传学的重要定律之一。
通过果蝇实验和大量实验证据，科学家证明了基因之间的连锁关系以及连锁互换的发生。
基因的连锁和互换规律
b V
b v
灰身长翅(母本)
x
bb vv
雌 果Βιβλιοθήκη 黑身残翅 (父本) 蝇的
连
配子 B
b
B
b
b
锁
V
v
v
V
v
和
互
换
测交 B b b b B b b b 遗
后代 V v v v v
vV v 传
表现型 灰身长翅 黑身残翅 灰身残翅 黑身长翅 解
42% 42%
8%
8%
释
具有连锁关系的两个基因，其连锁
关系是可以改变的。在减数分裂
交换值：测交后代 重组型/后代总数
=F1 重组型配子/ F1 配子总数 =发生互换的初级性母细胞所占比例/2 =F1 任意一种重组型配子比例×2
精原细胞数
精子数
未交换精子 Ab Ab
交换精子 AB ab
80个未交换 80*4=320 160 160
20个交换 20*4=80 20 20 20 20
基因的连锁和交换现象 雌 果
蝇
P 灰身长翅 ×
(BBVV)
黑身残翅
(bbvv)
的 连
锁
F1测交
雌×
雄
和
灰身长翅 黑身残翅
(BbVv)
(bbvv)
交 换
测交 后代
遗 传
灰身长翅 黑身残翅 灰身残翅 黑身长翅
(BbVv) 42% (bbvv)42% (Bbvv) 8% (bbVv) 8%
P
B V
B v
(一)、 连锁遗传现象
1906年 W. Bateson & Pannett在香豌 豆两对相对性状杂交试验中首先发现。
基因的连锁和交换定律
必修本第36课时 基因的连锁和交换定律知识精华完全连锁 现象：F 1灰身长翅♂(BbVv)×黑身残翅♂(bbvv) →1灰身长翅(BbVv)：1黑身残翅(bbvv)原因： (只有亲本类型，没有重组类型) ♂)−−−→−减数分裂1：1 ， F 1雄果蝇产配子时，同一条染色体上的不同基因常连在一起不分离，所以只有亲本类型的配子没有重组类型的配子。
不完全连锁现象：F 1灰身长翅雌(BbVv)×黑身残翅雄(bbvv)↓灰长(BbVv)：黑残(bbvv)：灰残(Bbvv)：黑长(bbVv)42 ： 42 ： 8 ： 8(亲本类型特别多，重组类型特别少)原因：B V B V b v B v b V(♀) ： ：F 1雌果蝇产配子时，部分初级卵母细胞的同一条染色体上不同基因因同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换，即产生亲本类型的配子又产生了重组类型的配子。
理论意义：基因的不完全连锁即互换能引起基因重组，使生物产生变异实践意义：根据育种目标选择杂交亲本时，必须考虑性状间的连锁关系题例领悟例题：基因型为的精原细胞120个，其中若有30个在形成精子过程中发生互换，在正常发育下能产生亲本基因型和重组基因型的精子数目依次是( ) A 、480、480、60、60 B 、210、210、30、30C 、90、90、30、30D 、240、240、60、60解析：120个精原细胞最多产生480个精子，所以A 、D 选项错误。
由于交叉(互换)发生在同源染色体的两条非姊妹染色单体之间，一个基因型为 B v b vB v b vb v 42 42 8B D b dB D精原细胞由于发生了互换，产生的四个精子中(BD ，bd ，Bd ，Bd)，只有两个是重组基因型的精子(Bd ，Bd)。
30个精原细胞形成的120个精子中，重组基因型的精子(Bd ，bD)应各有30个。
而其余则是两亲本基因型的配子。
该精原细胞的重组率(或交换值)为：(30+30)/480 ×100%=12.5% 答案：B自我评价一、选择题1、在两对相对性状的遗传实验中，如果F 1的测交后代的表现型有两种且比为1：1，那么这个遗传的类型应属于 ( )A 、基因的分离定律B 、基因的自由组合定律C 、基因的完全连锁D 、基因的连锁和交换2、基因型为 的个体，在形成配子过程中，有20%的初级精母细胞发生了互换。
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名称 基因的分 基因的自由 基因的连锁互换规 离规律 组合规律 律
一对相对 性状 两对相对 性状
Y y R r 两对相对性状 B b
亲代相对性 状的对数
F1基因在 染色体上 D d 的位置 区 F1形成配 2种： 子的种类 D：d=1：1 和比例 别 测交后代 比例 显：隐
=1：1
V v
4种：
BV:bv:Bv:bV YR:yr:Yr:yR BV:bv= =多：多：少： =1：1：1：1 1:1 少 双显：双隐： 双显： 双显：双隐： 显隐：隐显=多： 显隐：隐显 双隐=1： =1：1：1：1 1 多：少：少
F1测交
B 雌 V
b B b V v v 灰身长翅 b v B v
b b ×v v 雄 黑身残翅 b V b v
B V
B b V v 灰身长翅 42%
b vLeabharlann b vB vb v
b V
b v
黑身残翅 42%
灰身残翅 黑身长翅 8% 8%
基因的不完全连锁：
同源染色体上的连锁基因，在形成配子的过程
中，连锁基因之间发生部分交换的现象。
对某一生物的一对同源染色体分析得知，该对染 色体在减数分裂中能发生互换，落m个卵细胞中 含有交换染色体的细胞n个，则推测发生交换的初 级卵母细胞比例是______
图示基因型为RrEeDd的动物产生的一卵细 胞。据图回答： （1）该生物体细胞中有_____条染色体， 含_____对同源染色体。细胞分裂过程中 染色体联会时期，细胞中有____个染色单 体。由此判断该动物个体能形成______中 卵细胞 （2）该细胞染色体组型的最后决定时期是 _____________，它遵循基因的 _______________规律。 （3）若该卵细胞占卵细胞总数的5%，则 ReD的卵细胞占总数的____%。第二极体 的基因型是________。
连锁基因交换值的计算公式：
测交后代中重组型个体 交换值（%）= 测交后代个体总数 重组型配子
X100% = X100%
配子总数
交换值越高，距离越远
依据交换值可以确定基因在染色体上的排列顺序
基因连锁和交换定律的实质
生物在减数分裂过程形成配子时， 位于同一条染色体上的不同基因通常 连锁在一起进入配子；同时具有连锁 关系的基因有时又会随着同源染色体 上的非姐妹染色单体之间的交换而产 生基因的重新组合类型。
灰身残翅 黑身长翅
二、基因连锁和交换定律及其实质 灰身长翅果蝇的灰身基因和长翅基因位 于同一染色体上，以 B V 表示。
黑身残翅果蝇的黑身基因和残翅基因位 于同一染色体上，以 b v 表示。
经过杂交，F1是灰身长翅，其基因型是 B V BbVv( )。
b v
这样的雄果蝇，位于同一染色体上的两 个基因（B和V、b和v）不分离，而是连在 一起随着生殖细胞传递下去。
2种 :
4种：
三大定律的联系
基因的自由组合规律和基因的连锁互换 规律是建立在基因的分离规律的基础上的， 生物形成配子时，在减数第一次分裂的过程 中，同源染色体上的等位基因都要彼此分离。 在分离之前，可能发生部分染色体的交叉互 换。在同源染色体分离的基础上，非同源染 色体上的非等位基因又进行自由组合，从而 形成各种组合的配子。可见三大规律在配子 形成过程中相互联系、同时进行、同时作用。
基因的连锁和 基因的自由组合规 律相互矛盾吗？
具有连锁关系的两个基因，其连 锁关系是可以改变的。在减数分裂 时，同源染色体间的非姐妹单体之 间可能发生交换，就会使位于交换
区段的等位基因发生互换，这种因
连锁基因互换而产生的基因重组，
是形成生物新类型的原因之一。
F1雌果蝇的位于同一个染色体上 的两个基因大都是连锁遗传的， 因此生成的两种配子特别多，但 也有小部分因为交叉互换而产生 两种新的基因组合
第一节：基因的连锁和交换定律
1.掌握果蝇的杂交实验；
2.掌握基因的连锁互换规律 及其在实践中的应用。
3.学会有关的计算。
制作者：刘丽芳 南海市九江中学
一、基因的连锁和交换现象
P
灰身长翅
(BBVV)
×
黑身残翅
(bbvv)
F1测交
雄
灰身长翅
(BbVv)
×
雌
黑身残翅
(bbvv)
测交 后代
雄 果 蝇 的 连 锁 遗 传
的，已知连锁基因的交换值是12%，现用这两个大麦 品种做亲本杂交，预测F2中纯种矮杆抗锈个体百分率 是多少？若需要获得这样的纯合体20株，理论上需要 至少有多少F2 ？试求矮杆抗病的总百分率？
0.36% 5556株 5.28%
2、医学上 推测遗传病在胎儿中的发生率，帮
助优生。
例如：指甲髌骨综合征
类别
已知4个连锁基因的交换值是Ａ和Ｂ为４０％，Ｂ 和Ｃ为２０％，Ｃ和Ｄ为１０％，Ｃ和Ａ为２０ ％，Ｄ和Ｂ为１０％，下列能表达４个基因座位 的是（ ）
Ａ、Ａ Ｂ Ｃ Ｃ、Ａ Ｃ Ｄ Ｄ Ｂ Ｂ、Ａ Ｄ、Ａ ＣＢＤ ＣＤＢ
假设减数分裂时，发生交换的初级细胞占比例为 X，则交换值为______
交换值（%）=1/2x初级细胞交换率
三、基因连锁和定律的意义 1、育种
如果不利的性状和有利的性状连锁
在一起，那就要采取措施，打破基因 连锁，进行基因互换，让人们所要求
的基因连锁在一起，培育出优良品种
来。
课本例题
有两个大麦纯系品种：一个是矮杆（br）但易感锈病 （t）的品种，另一个是高杆（Br）但抗锈病（T）的
品种。每一个品种中控制这两个性状的基因都是连锁
P 配子
B B V V 灰身长翅
B V
×
b b v v 黑身残翅
b v
F1测交 配子
测交 后代
B V
B b 雄V v 灰身长翅
×
b v
b v
b 雌 v 黑身残翅 b v
B b V v 灰身长翅50%
b b v v 黑身残翅50%
基因的完全连锁：
两对（或两对以上）的等位基因位于 同一对同源染色体上，在遗传时位于 同一个染色体上的不同（非等位）基 因常常连在一起不相分离，进入同一 配子中。 雄果蝇和雌家蚕
灰身长翅
(BbVv) 50%
黑身残翅
(bbvv)50%
P
灰身长翅
(BBVV)
×
雌
黑身残翅
(bbvv)
×
(bbvv)
雄
F1测交
灰身长翅
(BbVv)
黑身残翅
测交 后代 灰身长翅 黑身残翅
(BbVv) 42% (bbvv)42% (Bbvv) 8%
雌 果 蝇 的 连 锁 和 互 换 遗 传
(bbVv) 8%