基因的连锁和互换规律

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连锁互换定律

连锁互换定律

连锁互换定律Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】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:与两亲本相同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,因为若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:不能进行自由组合的基因群(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基础;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。

基因的连锁与互换定律

基因的连锁与互换定律

基因的连锁与互换定律1.完全连锁⑴. 用纯种灰身长翅果蝇与纯种黑身残翅果蝇交配,子一代都是灰身长翅;⑵. F1代的雄果蝇与双隐性的雌果蝇测交结果:P 纯种灰身长翅×黑身残翅BBVV bbvv测交F1灰身长翅♂×黑身残翅♀BbVv bbvv测交后代灰身长翅黑身残翅50% 50%F1为灰身长翅:果蝇灰身B对黑身b是显性长翅V对残翅v是显性测交后代没有出现1∶1∶1∶1比例,无法用自由组合定律解释测交后代出现两种与亲本完全相同的类型,各占50%解释:摩尔根认为果蝇的灰身基因和长翅基因位于同一染色体上,可用表示,黑身基因和残翅基因也位于同一条染色体上,可用表示;当两种纯种的亲代果蝇交配,F1的基因型BbVv,应表示为,表现型是灰身长翅;F1测交只能产生两种类型灰身长翅,黑身残翅,比例各占50%;概念:连锁——位于一对同源染色体上的两对或两对以上的等位基因,在向下一代传递时,同一条染色体上的不同基因连在一起不分离的现象完全连锁——在配子形成过程中,只有基因的连锁,没有基因的互换,后代只表现出亲本的性状连锁群:存在于同一条染色体上的基因构成一个基因群,它们间的关系是彼此连锁的,称为就连锁群2. 不完全连锁用子一代雌性个体进行测交实验结果:P 纯种灰身长翅×黑身残翅BBVV bbvv测交F1灰身长翅♀×黑身残翅♂BbVv bbvv测交后代灰身长翅黑身残翅42% 42%灰身残翅黑身长翅8% 8%后代出现四种性状,其中亲本类型占多数,新组合类型占少数;解释:细胞在进行减数分裂形成配子的过程中,减数分裂第一期前期,同源染色体联会,形成四分体;联会复合体中同源染色体间的非姐妹染色单体间会发生染色单体的交叉互换,在交换区段上的基因随染色体发生交换,这种交换产生新的基因组合;交叉互换后形成四种配子,其数量相同;其中有两种配子是亲本类型,两种配子是重组合类型,各占一半;但是在生殖细胞形成过程中,发生交叉互换的性母细胞并不多,所以,减数分裂产生的配子中亲本类型的配子最多,重组合类型的配子占少数;重组类型配子数与所产生的配子总数的比值称为交换率;比如:以上测交实验中,两种重组个体分别占8%,所以,两个基因间的交换率为16%;其性母细胞在进行间数分裂过程中,发生交换的性母细胞占总细胞数的比例是16%×2 = 32%交换率×2 = 发生交换的性母细胞的比例完全连锁0≤交换率≤50%自由组合1 染色体上各个基因间的交换率是不同的,这种差异在反复的试验中总是恒定的2 交换率的大小与基因在染色体上的距离有关,两基因间的距离越小,染色体交叉的机会越小,基因交换率也越小3 基因交换率反映了两基因间的距离:交换率小,距离小;交换率大,距离大4 基因图是根据基因间的交换率绘制的5 生物连锁群的数目与它的染色体的对数是一致的3.基因连锁和交换定律的实质减数分裂形成配子时,位于同一条染色体上的不同基因,常常连在一起进入配子;在减数分裂四分体时期,位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体的交换发生交换,产生基因重组;4.基因连锁和交换定律在实践中的应用1 动植物育种工作,选配优良品种大麦:抗杆锈病抗散黑穗病紧密连锁育种时选择了抗杆锈病植株等同于选择了抗散黑穗病植株不利性状与有利性状连锁:打破基因连锁,促成基因交换,重组成所需基因型2 医学实践中,推测某种遗传病在胎儿中发生的可能性甲髌综合症:人类常染色体显性遗传病,主要症状是指甲发育不良,髌骨缺少或发育不良;致病基因NP与ABO血型的基因I A、I B、i位于同一条染色体上;患病家庭中:NP基因常与I A连锁np基因常与I B、I基因连锁若已知:NP与I B间的重组率为18%,患者的后代患病的概率是:从右边的图分析可以看出,NP与I B间的重组率位18%,产生的配子中、类型配子各占41%,、配子各占9%;与其他几种配子结合后,后代中只要是A型或是AB型血含I A,一般将患甲髌综合症,不患病的可能性是18%;5.基因定位1两基因间在遗传学上的相对图距,交换率的大小反映出连锁基因之间的距离大小,通过交换率的测定,即可以确定基因在染色体上的排列次序和相对距离;遗传学上把交换率的“%”去掉,可作为两基因在遗传学上的相对图距;2基因定位的方法基因定位通常采用“三点测交”法,即用三杂合体跟三隐性个体测交,通过对测定子代表型及比例分析、计算三个连锁基因间的交换值,从而确定各个基因在同一条染色体上的次序和相对距离;值得注意的两个问题:①两边的两个基因的相对距离=两个单交换值之和+两倍的双交换值;②两边的两个基因间的交换值=两个单交换值-两倍的双交换值;另外,不必计算交换值,可直接判断三个基因的次序,其方法为:用亲组合表型的基因次序与双交换表型的基因次序进行比较,发生交换的一对等位基因应位于三对等位基因的中间;学习指导1. 完全连锁遗传后代只出现两种类型,两种类型的比例为1∶1,无重组类型出现,完全连锁现象一般出现在雄果蝇和雌家蚕中;2. 不完全连锁后代出现四种表现型,两种亲本类型占多数,两种重组类型占少数;不完全连锁在生物中普遍存在,不同的基因的连锁的程度不一样;3. 基因的连锁原因是,决定不同形状的两对或两对以上的等位基因位于一对同源染色体上,在遗传时,同一条染色体上的不同基因连在一起,不分离,表现出连锁现象;4. 基因互换的原因是:细胞减数分裂形成配子时,同源染色体上的非姐妹染色单体间发生染色体互换,导致位于其上的等位基因彼此互换;5. 减数分裂时,位于一条染色体上的多数不同基因常常进入同一配子,表现出连锁;部分等位基因会在四分体时期,随着染色体的互换而互换,产生基因重组;6. 互换引起的基因重组,产生生物变异,为生物进化提供了原材料来源;7. 互换率是F1产生的重组配子占总配子数的百分比;8. 交换的可能性与基因间的距离大小有关;交换率=0,表现为完全连锁;交换率=50%,表现为自由组合;0<交换率<50%,表现为不完全连锁;9. 交换的配子百分率是交换的性母细胞百分率的一半,因为任何一个交换的性母细胞所产生的四个配子中总有两个是亲本类型的,两个是重组类型的;10. 不同基因间的交换率不同,这种差异在反复实验中总是恒定的;11. 两个基因间的距离越近,它们之间染色体交叉的机会就越少,基因的交换率就越少,连锁就越强;反之,两个基因距离越远,交换率就越大;12. 存在于一个染色体上的基因构成一个基因群,即是一个连锁群;果蝇有四对染色体,就有四个连锁群;人类的伴性遗传1人类的红绿色盲、血友病为伴X隐性遗传病;红绿色盲、血友病的遗传与果蝇的红眼和白眼遗传方式相同;遗传系谱的主要特点为:①人群中男性患者远多于女性患者,在一些发病率低的系谱中,只有男性患者;②双亲无病,儿子可能发病,女儿则不会发病;③女性患者的儿子必患病;④系谱一般具有交叉遗传的特点;2人类的抗维生素D佝楼病为伴X显性遗传;其系谱特点为:①人群中女性患者多于男性患者,前者的病情可较轻;②患者的双亲中,必有一个该病患者;③男性患者的后代中,女儿都将患病,儿子都正常;④女性患者的后代中,子、女都各有1/2的患病风险;3人类男性外耳道多毛症是伴Y连锁遗传或限雄遗传;其特点是:患者均为男性,并且是父传子,子传孙,女性不会出现相应的遗传病症;人类染色体疾病1.染色体数目异常的疾病1常染色体数目异常——先天愚型或Down综合症软白痴患者的核型为:47,XXXY+21,也称21三体;该病大多是由卵子发生过程中21号染色体不分离,形成了多一条21染色体的异常卵细胞,受精后形成;发病率为:l/600~1/800;2性染色体数目异常的疾病①先天性学儿发育不全症Klinefelter综合病本病患者在青春期出现临床症状,睾丸小且发育不全,不能生育;其核型为47,XXY;该病大多是由卵子发生过程中X染色体不分离,形成多一条X染色体的异常卵子,受精后形成;发病率占男性的1/700~1/800;②性腺发育不全症Turner综合症本病患者只有卵巢基质而无滤泡,无生育能力;其核型为45、XO;该病大多数为精子发生过程中XY不分离,形成了性染色体异常的精子,并和卵子受精后形成;发病率占女性的1/3500;2.染色体结构异常的疾病1猫叫综合症,本病患者哭声如猫叫,智力低,肌张力也低下;患者的核型为46,XXXY,但患者的一条5号染色体的短臂缺失;214/21易位型先天愚型,患者核型为46,XXXY,-14,tt14;21;患儿核型中少一条14号染色体,多一条由14号和21号染色体形成的易位染色体;这种易位可以是新发生的结构畸变,也可以由双亲之一传来;基因表达的调控知识概要一、基因调控的重要意义任何一个细胞在一定时期内,并非全部基因都能表达,而是在一定时期内的一定条件下,只能部分特定基因在表达;所以,基因表达的调控能使生物在利用自然资源和应付生活环境方面很有灵活性,从而使生物可以更好的保存自己,繁衍种族;二、操纵子学说1.原核生物的基因调控——乳糖操纵子的关闭状态和打开状态如下图所示;乳糖操纵子的关闭状态乳糖操纵子的打开状态2.乳糖操纵子的打开状态如图所示;基因的调控系统表明,它使一个代谢系统中的酶系能够同时按所需要的数量准确地合成;乳糖操纵子只有在环境中有乳糖存在时,才开始合成这个酶系,乳糖分解完之后,由于负反馈而停止酶的合成,这就使细菌能更有效地适应环境的变化;3.真核生物基因调控的复杂性;一般地说,包括四个水平的调控;①转录前的调控a.组蛋白转位模型:DNA的一个特定位置上的一种特异性的非组蛋白磷酸化以后,磷酸基带负电荷,于是非组蛋白与带负电荷的DNA相斥,并与带正电荷的组蛋白强烈地结合在一起;组蛋白和非组蛋白复合体从DNA上脱离开来,使这部分DNA裸露出来,不再受组蛋白的抑制而开始转录;b.真核细胞基因调控系统的模型:由于真核生物代谢需很多酶,这些酶的基因可能分散在不同染色体的不同部位上;那么,达到协调机制的原理如面两图所示;真核细胭基因调控系统的模型真核细胞基因的复杂调控系统②转录水平的调控RNA聚合酶I催化rRNA的转录,RNA聚合酶Ⅱ催化mRNA的转录,RNA聚合酶Ⅲ催化tRNA和5sRNA的转录;③转录后的调控对初产生的RNA加工剪接,去掉内含子和非编码区顺序,把几个外显子连接起来,成为成熟的mRNA;④翻译水平的调控,mRNA的戴帽与核糖体小亚基识别并与之结合,是开始翻译的条件;⑤翻译后的调控翻译的最初产物是一个大的蛋白质分子;有时,必须经酶切成更小的分子才能有生物活性;如胰岛素原→胰岛素;细胞质遗传及其在育种上的应用知识概要一、细胞质遗传的特点①遗传方式是非孟德尔式的;②F1通常只表现母方的性状;③杂交的后代一般不出现一定比例的分离;二、高等植物叶绿体的遗传1.紫茉莉的绿白斑的遗传其特点为:不同枝条上的花朵相互受粉时,其后代的叶绿体种类完全决定于种子产生于哪一种枝条上,而与花粉来自哪一种枝条无关;2.玉米的埃型条斑遗传其特点是:①条斑植株作父本,正常植株作母本时,显示孟德尔式遗传;②条斑植株作母本,不论父本基因型怎样,其子代看不到典型的孟德尔式比数,显示出典型的细胞质遗传;三、真菌类线粒体的遗传核基因遗传遵循孟德尔式遗传,但杂交的后代性状跟核基因无直接关系而表现为细胞质遗传如酵母菌的“小菌落”和链孢霉的“缓慢生长”要变型等;四、细胞质遗传在育种上的应用玉米的“二区三系”制种,就是核质互作的一个例子;杂交制种过程如下:Srr ×Nrr Srr ×NRR雄性不育系↓↓保持系↓↓Srr Nrr SRr NRR雄性不育系保持系杂交种恢复系雄性不育系和保持系的繁殖制造杂交种,同时繁殖恢复系植物雄性不育的遗传:植物雄性不育并不完全是由细胞质决定的,它也有核不育型,但是难以找到保持系;细胞质和细胞核互相作用的不育,简称质-核型,表现型比较复杂,当细胞质不育基因S存在时,细胞核内必须有一对隐性基因rr,个体才表现不育;杂交或回交时,只要父本核内没有R基因,杂交后代保持雄性不育;如果细胞质基因是正常可育的N,即使核基因仍然是rr,个体仍然是正常可育的,如果核内存在显性基因R,不论细胞质基因是S 还是N,个体都表现育性正常;雄性不育系:是一种雄性退化主要是花粉退化但雌蕊正常的母水稻,由于花粉无力生活,不能自花授粉结实,只有依靠外来花粉才能受精结实;因此,借助这种母水稻作为遗传工具,通过人工辅助授粉的办法,就能大量生产杂交种子;保持系:是一种正常的水稻品种,它的特殊功能是用它的花粉授给不育系后,所产生后代,仍然是雄性不育的;因此,借助保持系,不育系就能一代一代地繁殖下去;恢复系:是一种正常的水稻品种,它的特殊功能是用它的花粉授给不育系所产生的杂交种雄性恢复正常,能自交结实,如果该杂交种有优势的话,就可用于生产;光合作用专题讲义预备知识一、光合场所:叶绿体的类囊体膜和间质中;二、光合色素:1、叶绿素3:叶绿素a、b3:1,吸收光能,少数叶绿素a能转换光能;2、类胡萝卜素1:括胡萝卜素和叶黄素2:1,吸收光能;3、藻胆素:常结合成澡胆蛋白;三、吸收光谱:红光→蓝紫光770nm→390nm,能量与波长成反比;光合机理光反应暗反应三个阶段1、原初反应2、电子传递和光合磷酸化3、碳同化能量转变光能→电能电能→活跃化学能活跃化学能→稳定化学能贮能物质量子→电子ATP、NADPH 糖类磷酸丙糖转变部位类囊体片层类囊体片层叶绿体基质一、原初反应光能的吸收、传递与转换成电能粗的波浪箭头是光能的吸收,细的波浪箭头是能量的传递,直线箭头是电子传递;空心圆圈代表聚光性叶绿素分子,有黑点圆圈代表类胡萝卜素等辅助色素;P是作用中心色素分子,D是原初电子供体,A是原初电子受体,e是电子二、电子传递和光合磷酸化附:希尔反应Z原始电子供体Q、PQ醌、质体醌Cytf、Cytb细胞色素PC质体蓝素Fd铁氧还蛋白PSII680、PSⅠ700光系统NADP+、NADPH+H+尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸非循环式光合磷酸化三、碳的同化1、卡尔文循环基本途径、又称C 3途径①羧化阶段:1,5-二磷酸核酮糖RuBP 十CO 2→3-磷酸甘油酸②还原阶段:3-磷酸甘油酸A TP →1,3-二磷酸甘油酸NADPH →3-磷酸甘油醛 ③再生阶段:3-磷酸甘油醛→6-磷酸果糖→5-磷酸核酮糖→RuBP3RuBP +3CO 2 −−−−→−ATPNADPH 9/6 PGALd3-磷酸甘油醛+3RuBPPGALd,于叶绿体中形成淀粉,或在细胞质中转变为蔗糖; 2、C 4途径甘蔗、玉米、高梁①固定CO 2的新途径光合效率高:CO 2+磷酸烯酸式丙酮酸PEP →草酰乙酸C4 ②必须进行卡尔文循环在维管束鞘细胞中进行3、景天酸代谢CAM,景天、落地生根植物晚间固定CO 2PEP 附:光呼吸绿色植物在光照条件下吸收氧气,放出CO 2C3>C4不利积累有机物 光合作用的影响因素光照强度、CO 2浓度饱和点与补偿点、温度呼吸作用专题讲义预备知识氧化还原反应:氧化脱氢、失e 、加氧还原加氢、得e 、脱氧 呼吸机理一、有氧呼吸C 6H 12O 6+6O 2−→−酶6CO 2+6H 2O +能量 1、糖酵解细胞质一分子C 6H 12O 6分解为两分子丙酮酸,并且发生氧化脱氢和生成少量ATP;C 6H 12O 6+2NAD ++2ADP +2Pi −→−酶2CH 3COCOOH +2NADH +2H ++2ATP ① C 6H 12O 6 → G –6–P -ATP②G –6–P → 2PGALd -ATP③2PGALd → 2C 3H 4O 34ATP + 2NADH +2H +2、三羧酸循环TCA 、柠檬酸循环线粒体基质C 3H 4O 3彻底分解为CO 2和氢这个氢被传递氢的辅酶携带着,同时生成少量的A TP;→过渡反应丙酮酸的氧化脱羧CH 3COCOOH+辅酶AHSCoA →→乙酰辅酶A CH 3COSCoA-CO 2-2H NAD +→NADH +H +① 乙酰CoA +草酰乙酸4C → 柠檬酸6C+ HSCoA② 柠檬酸 → α–酮戊二酸5C -CO 2-2HNAD +→NADH +H +③ a –酮戊二酸5C → 琥珀酸4C+A TP -CO 2-2H NAD +→NADH +H +④ 琥珀酸4C → 延胡索酸4C-2H FAD →FADH 2线粒体内膜⑤ 延胡索酸4C → 苹果酸4C → 草酰乙酸4C-2H NAD +→NADH +H +附:底物水平磷酸化3、电子传递系统和氧化磷酸化氢氢离子和电子被传递给氧以生成水,并且放出大部分的能量,以生成A TP;①电子传递链是线粒体内膜上的一系列电子传递体,分子氧是最后的电子受体;②NADH+H+→3ATP;FADH2→2ATP③化学渗透学说④磷酸甘油穿梭系统36,肌肉和神经、苹果酸—草酰乙酸穿梭系统38二、无氧呼吸1、酒精发酵C6H12O6+2ADP+2Pi→2C2H5OH+2CO2+2ATP2、乳酸发酵C6H12O6+2ADP+2Pi→2C3H6O3+2ATP植物水分、矿质代谢和成花生理植物细胞的水势与渗透吸水成熟的植物细胞外为纤维素和果胶质组成的细胞壁,中央有一个大的液泡,细胞壁和液泡之间则是细胞的原生质体;从物质透过角度讲,细胞壁是一个完全的透性膜,水分和溶质都可以自由地透过;而原生质膜和液泡膜则是分别透性膜;而且原生质膜和液泡膜之间的中质也并非是任何物质都容易透过的结构;这样我们就有充分的理由将细胞的整个原生质体原生质膜、液泡膜和中质看做是一个分别透性膜;液泡中是具有一定渗透势的溶液,那么植物细胞所处的环境溶液的情况就不外乎三种;即环境溶液的水势高于细胞的水势高水势液,环境溶液的水势低于细胞的水势低水势液,环境溶液的水势与细胞的水势相等等水势液;但不论处在何种情况下,植物细胞与外界溶液之间都能够发生渗透作用,只不过在第三种情况下,由于细胞内外无水势差的存在,外观上没有水分进出细胞的现象发生;所以说一个成熟的植物细胞与外界环境溶液共同构成了一个渗透系统,能够发生渗透作用;植物细胞以渗透吸水为主,吸水的动力来自细胞内外的水势之差,那么,植物细胞的水势又该如何计算呢成熟的植物细胞中央有大的液泡,其内充满着具有一定渗透势的溶液,所以渗透势肯定是细胞水势的组成之一,它是由于液泡中溶质的存在而使细胞水势的降低值;因此又称为溶质势,用ψs 表示;由于纯水的渗透势最大,并规定为0,所以任何溶液的渗透势都比纯水要小,全为负值;当细胞处在高水势溶液中时,细胞吸水,体积扩大,由于细胞原生质体和细胞壁的伸缩性不同,前者大于后者,所以细胞的吸水肯定会使细胞的原生质体对细胞壁产生一种向外的推力,即膨压;反过来细胞壁也会对细胞原生质体、对细胞液产生一种压力,这种压力是促使细胞内的水分向外流的力量,这就等于增加了细胞的水势;这个由于压力的存在而使细胞水势的增加值就称为压力势,用ψp 表示;其方向与渗透势相反,一般情况下为正值;此外,细胞质为亲水胶体,能束缚一定量的水分,这就等于降低了细胞的水势;这种由于细胞的胶体物质衬质的亲水性而引起的水势降低值就称为细胞的衬质势,以ψm表示;所以说,植物细胞的吸水不仅决定于细胞的渗透势ψs,压力势ψp,而且也决定于细胞的衬质势ψm;一个典型的植物细胞的水势应由三部分组成,即ψw=ψs+ψp+ψm;从作用效果看,ψs和ψm是使水分由细胞外向细胞内流的力量;ψp则是使水分由胞内向外渗的力量;就是说ψs和ψm的符号与ψp的符号相反,ψs和ψm为负,而ψp为正;理论上细胞的水势ψw应由ψs、ψp和ψm三部分组成,但ψs、ψp和ψm在细胞水势中所占的比例则是随着细胞的发育时期及细胞所处的状态的改变而变化的;就ψm来讲,干燥种子和未形成液泡的细胞中,ψm是一个很大的负值;而在有液泡的细胞中,由于细胞的衬质部分已被水饱和,ψm等于零或接近于零,其绝对值很小<0.1,相对于绝对值很大的水势来讲,就十分的微不足道了;因此,在计算有液泡细胞水势的时候,ψm通常可以省掉;即有液泡细胞的水势可以用公式ψw=ψs+ψp进行表示和计算;当ψw低于外界溶液时,细胞即可吸水;在一般情况下,细胞的ψp为正值,但处于强烈蒸腾环境中的细胞的ψp为负值,而不为正值;细胞蒸腾失水,细胞体积缩小,最后可失去膨压而达到萎蔫的程度,但此时一般并不能引起质壁分离,原因是水与细胞壁的附着力很强,这样在原生质体收缩时细胞壁被向里拉,甚至发生褶皱变形;同时,细胞壁产生的反作用力使原生质体和细胞液处于张力的状态;张力相当于负的压力;在计算水势时应取负值;因此,在产生张力时,细胞的水势将变得比ψs更负;3.根系吸水及水分沿导管或管胞上升的动力植物体水分的获得主要借助于根系对土壤中水分的吸收;根系的吸水方式有两种,即主动吸水和被动吸水;主动吸水是由于根本身的生理活动而引起的水分吸收,与地上部分的活动无关,吸水动力是根压;被动吸水由蒸腾作用而引起,而与根系的活动无关,吸水的动力是蒸腾拉力;那么,根压和蒸腾拉力是怎样产生的呢关于根压产生的机制现在还不很清楚,一般是用渗透理论来解释;为更好地理解这个理论,必须首先了解植物体的结构;植物体从空间上可分为三个部分,即共质体、质外体和液泡;共质体是指植物体中所有细胞中活的部分,即是指整个植物体的原生质总体;由于各细胞原生质之间有许多胞间连丝相连,所以共质体是一个连续的系统或体系;质外体则是指细胞壁、细胞间隙和木质部导管等原生质体以外的部分;水分和溶质可以在其中自由扩散;和共质体不同,质外体是不连续的,由于内皮层凯氏带的存在,内皮层就将质外体分隔成为两个区域,其一在内皮层外,包括皮层部分的细胞壁、细胞间隙,这部分可以和土壤溶液之间保持水分和溶质的扩散平衡;另一区域在中往内,包括中柱部分的细胞壁、细胞间隙及成熟的导管;内外两部分质外体之间的水分和溶质的交流,都只有通过内皮层细胞原生质体部分来进行;液泡由于有液泡膜和原生质体隔开,所以它既不属于质外体,也不属于共质体,而且它们也不连续成整体;渗透理论认为:土壤中含有丰富的离子,在质外体的外部皮层,离子随土壤溶液进入质外体直至内皮层,溶液中的离子可被活细胞主动吸收,即由质外体进入共质体;在共质体中,这些离子可以通过胞间连丝从一个细胞运至另一个细胞,通过内皮层进入中柱的活细胞;之后细胞中的离子又被动地扩散到导管中,即由共质体进入质外体;其结果,内皮层以外的质外体离子浓度降低,水势增高;而内皮层以内的质外体离子浓度增高,水势降低;这样内外质外体之间就形成了一个水势梯度,于是水经过内皮层的渗透作用而进入中往,进入导管,使导管内产生一种静水压力即根压,水分即沿导管上升;蒸腾拉力是由于蒸腾作用而产生的;由于蒸腾,靠近气孔下腔的叶肉细胞含水量减少;水势降低,向相邻细胞吸取水分,当相邻细胞水势减低时,转向其相邻细胞吸水,如此依次传递直至向导管吸水;这就犹如造成了一种将导管中的水向上拉的力量,这种由于蒸腾作用产生的一系列水势梯度使导管中水分上升的力量就称为蒸腾拉力;主动吸水和被动吸水并存,但二者在根系吸水过程中的比重却很不相同;一般被动吸水占有很大的比重,主动吸水很少;所以蒸腾拉力是根系吸水和水分沿导管或管胞上升的主要动力;这里就产生了一个问题,蒸腾拉力将导管中的水柱向上拉,同时水柱本身的重力又将水柱向下拖,水柱的两端同时受到上拉下拖两种力量的作用,使水柱处于紧张状态,产生张力,水柱就有发生中断的趋势,而导管中水柱的连续性对根系的吸水和水分上升来讲又是必要的;那么,在这种情况下,导管中的水柱如何能保持连续而不发生中断呢众所周知,水分子与水分子之间的内聚力很大,可达-300×105Pa,同时水分子与导管或管胞内纤维素分子之间还有强的附着力,它们远远大于水柱的张力-5~-30×105Pa;所以导管或管胞中的水柱可以保持连续,保证在蒸腾作用进行时木质部中的水分能不断向上运输;这种以水分子的内聚力大于张力来解释水分上升的学说称为内聚力学说,也称为蒸腾——内聚力——张力学说,是19世纪末爱尔兰人迪克松提出的;矿质元素的吸收和运输1.植物细胞对矿质元素的吸收植物细胞吸收矿质元素的方式有三种:被动吸收、主动吸收和胞饮作用;其中被动吸收和主动吸收是植物细胞吸收矿质元素的主要方式;1被动吸收被动吸收:是指由于扩散作用或其他物理过程而进行的吸收,是不需要消耗代谢能量的,故又称非代谢性吸收;①简单扩散:扩散作用是指气体分子、溶剂分子、溶质分子从浓度高的部位向低浓度的部位均匀分布的趋向;当外界溶液的浓度大干细胞内部溶液浓度时,外界溶液中的溶质便扩散进入细胞内,当细胞内外的浓度差大时,细胞大量吸收物质,但随着浓度差变小,吸收也随之减少,直至细胞内外浓度达到平衡为止;所以浓度差是决定细胞靠扩散作用吸收物质的主要因素;②杜南平衡:杜南平衡是一种特殊的积累离子的现象;杜南平衡的结果是膜两侧某离子的浓度不相等,但也达到了平衡;植物细胞的质膜是一种半透膜;细胞内含有许多带电荷的不能扩散到细胞外的大分子化合物如蛋白质,R-,成为不扩散离子,它们可以与阳离子形成盐类如蛋白质的钾盐,KR,设其浓度为Ci,把这样的细胞放在浓度为C;的KCl溶液中,由于细胞内没有Cl-,所以Cl-沿着浓度梯度由外界溶液扩散入细胞内,同时K+也进入细胞内,以。

基因的连锁和互换规律-资料

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基因的连锁和互换规律
练习二:
杂合体AaBb经过减数分裂产生了四种类型的 配子:AB Ab aB ab,其中AB 、 ab 两种配子各 占42%,这个杂合体基因型的正确表示应该是
A (A)
a
B b
A (B)
a
b B
A (C) a
B b
(D)Aa
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基因的连锁和互换规律
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基因的连锁和互换规律
连锁与互换规律的实质:
位于同一个染色体上的不同基因,再减数 分裂过程形成配子时,常常连在一起进入 配子中,在减数分裂形成四分体时,由于 同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色 单体的交换而发生交换,因而产生基因重 组。
一对等位基因
自由组合规律:两对同源染色体上
的两对等位基因,基因重组为非同源染色 体自由组合。
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连锁和互换规律:一对同源染色体
上的两对或多对等位基因,非同源染色
单体的局部互换而互换,从而导致基因
重组
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基因的连锁和互换规律

基因的连锁互换定律

基因的连锁互换定律

基因的连锁互换定律1. 引言基因连锁互换定律是遗传学中的一个重要原理,它描述了基因在染色体上的相对位置以及它们之间的遗传关系。

该定律的提出和发展对于理解基因的遗传方式以及基因的遗传变异具有重要意义。

本文将详细介绍基因连锁互换定律的背景、原理、实验方法以及应用领域。

2. 背景基因连锁互换定律最早由托马斯·亨特·摩尔根于1911年提出。

当时,他研究了果蝇的眼色突变,并发现某些突变基因总是以固定的方式出现,即它们似乎被”连锁”在一起,遗传方式与经典的孟德尔遗传规律不同。

这一发现引发了他对基因连锁互换的研究,并最终推导出了基因连锁互换定律。

3. 原理基因连锁互换定律基于遗传连锁现象,即位于同一染色体上的基因倾向于一起遗传。

这是因为染色体在有丝分裂过程中的交叉互换现象导致的。

交叉互换是指染色体上的两条同源染色单体(同一对同源染色体)发生物理上的交换,从而导致基因重组。

交叉互换的发生是在减数分裂过程中。

在减数分裂的第一次分裂中,同源染色单体之间发生交叉互换,将某些片段的基因从一个染色体转移到另一个染色体上。

这种交叉互换的结果是,原本连锁在一起的基因在染色体上被打破,重新组合成新的连锁方式。

基因连锁互换定律的原理可以用以下公式表示:距离 = 互换事件数 / 总体数 * 100%。

其中,距离表示两个基因之间的距离,互换事件数表示两个基因在交叉互换中发生重组的次数,总体数表示总的遗传体数。

4. 实验方法为了验证基因连锁互换定律,科学家们进行了一系列经典的果蝇实验。

这些实验通常包括交配、观察后代的表型以及计算连锁距离等步骤。

首先,选择具有不同表型的果蝇进行交配。

例如,选择一个拥有红眼睛和长翅膀的果蝇和一个拥有白眼睛和短翅膀的果蝇进行交配。

然后观察后代果蝇的表型,记录各种表型的果蝇数量。

接下来,根据后代果蝇的表型比例计算连锁距离。

连锁距离可以通过以下公式计算:连锁距离 = 重组类型数 / 总体数 * 100%。

连锁与互换规律

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。

基因的连锁和互换规律

基因的连锁和互换规律
(BbVv)
黑身残翅
(bbvv)
测交 后代
(BbVv) 42% (bbvv)42% (Bbvv) 8%
雌 果 蝇 的 连 锁 和 交 换 遗 传
(bbVv) 8%
灰身长翅 黑身残翅 灰身残翅 黑身长翅
p
配 子
B b V v 灰身长翅(父本)
b b x v v 黑身残翅(母本) b v
b b v v 黑身残翅
未交换精子 精原细胞数 精子数 Ab 80个未交换 80*4=320 20个交换 100 20*4=80 400
160
交换精子 AB ab
Ab
160
20
180
20
180 2A % A% A/2%
20
20
20
20
精原细胞的交换值为20% 交换值为10%
一种交换配子为5%
基因连锁和互换规律在实践上的应用 1、如果不利的性状和有利的性状连锁在一起,那
B V
b v
子 代
B b V v 灰身长翅
雄 果 蝇 的 连 锁 遗 传 解 释
1
:
1
基因连锁和交换的原因
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 ( )。 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。
• 美国的遗传学家摩尔根和他的同事用果 蝇做实验材料,进行了大量的遗传学研究, 终于解开了人们心中的疑团,这不仅证实 了孟德尔的遗传规律的正确性,并且丰富 发展了关于两对(或两对以上)基因的遗传 理论,提出了遗传的第三个规律----基因的 连锁互换规律

连锁交换定律的内容

连锁交换定律的内容

连锁交换定律的内容
连锁互换定律是美国遗传学家摩尔根首先明确提出来的。

该定律揭示了同源染色体上不同对基因的遗传。

它告诉人们,位于同一条染色体的基因常常有连在一起遗传的倾向,但是在减数分裂中,同源染色体之间可以以一定频率互换等位部分的基因,从而改变基因的连锁关系。

它是遗传学的三大定律之一。

另两大定律为基因的分离定律(孟德尔第一定律)以及基因的自由组合定律(孟德尔第二定律)。

连锁和互换是生物界的普遍现象,也是造成生物多样性的重要原因之一。

一般而言,两对等位基因相距越远,发生交换的机会越大,即交换率越高;
反之,相距越近,交换率越低。

因此,交换率可用来反映同一染色体上两个基因之间的相对距离。

以基因重组率为1%时两个基因间的距离记作1厘摩(centimorgan,cM)。

高一生物知识点:基因的连锁和交换定律

高一生物知识点:基因的连锁和交换定律

高一生物知识点:基因的连锁和交换定律高一生物为我们展示了一个丰富多彩的生物界,是一门十分有意思的学科。

高一生物的学习需要将所有知识点进行总结,方便大家集中记忆。

但是如何进行总结是摆在同学们面前的一个难题,下面小编为大家提供高一生物知识点:基因的连锁和交换定律?,供大家参考,希望对大家学习有帮助。

基因的连锁和交换定律名词:1、基因的连锁:位于同一条染色体上的不同基因在减数分裂过程形成配子时,常常连在一起不相分离,进入配子,这种现象,我们把它叫做基因的连锁。

2、基因的互换:位于同一条染色体上的不同基因,在减数分裂的四分体时期,由于同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色体单体的交换而发生互换的现象,我们称之为基因的互换。

3、不完全连锁遗传:像这种雌果蝇的遗传,基因既有连锁,又有互换的现象。

4、完全连锁:雄果蝇的遗传只有连锁,没有互换。

语句:1、完全连锁的实例:用果蝇做杂交实验:纯种的灰身长翅与黑身残翅杂交,?F1代为灰身长翅,所以,灰身长翅为显性,黑身残翅为隐性,对?F1代中的雄性个体测交,测交后代的表现型是?1灰身长翅:1黑身残翅,与?F1代完全相同。

2、不完全连锁杂交实例:选择F1中的雌性BbVv测交:BbVv?X?bbvv→42%BbVv:42%bbvv:8%Bbvv:8%bbVv。

2、比较完全连锁与不完全连锁的异同。

(1)相同点:二组杂交的亲代与F1代情况相同。

(2)不同点:完全连锁的测交后代只有两种基因型,与亲本相同,数量比1:1。

不完全连锁的测交后代有四种基因型,其中亲本基因型(与其亲本相同的基因型)各占42%,重组基因型(与其亲本不同的基因型)各占8%。

3、(1)自由组合是分析分别位于二对同源染色体上的二对等位基因的遗传规律,A(a)与B(b)由于自由组合,产生四种数量相等的配子。

表达式为Aa Bb→1AB:1Ab:1aB:1ab。

(2)完全连锁是分析共同位于一对同源染色体上的二对等位基因的遗传规律,A(a)与B(b)由于完全连锁,所以,产生两种数量相等的配子。

基因的连锁互换定律

基因的连锁互换定律

基因的连锁互换定律摘要:一、基因连锁互换定律的概念1.基因的连锁与互换定律的定义2.连锁与互换定律的实质二、基因连锁互换定律的发现与发展1.摩尔根及学生的实验2.连锁与互换定律的证明三、基因连锁互换定律的应用1.育种工作中的应用2.基因治疗中的连锁互换四、基因连锁互换定律与人类遗传病1.遗传病的分类2.基因连锁互换定律与遗传病的关系正文:基因的连锁互换定律是遗传学中的一个重要定律,它揭示了在进行减数分裂形成配子时,位于同一条染色体上的不同基因,常常连在一起进入配子;在减数分裂形成四分体时,位于同源染色体上的等位基因有时会随着非姐妹染色单体的交换而发生交换,因而产生了基因的重组。

基因的连锁互换定律的发现和发展离不开摩尔根及其学生的实验。

他们利用果蝇进行的杂交实验,揭示了位于同源染色体上不同座位的两对以上等位基因的遗传规律,即著名的连锁与互换规律。

基因的连锁互换定律在育种工作中有着广泛的应用。

例如,大麦抗秆锈病与抗散黑穗病的基因就是紧密连锁的,只要选择大麦抗秆锈病的植株,也就等于同时选择了抗散黑穗病的植株,达到一举两得、提高选择效率的目的。

在基因治疗中,基因的连锁互换定律也发挥着重要作用。

通过基因交换,可以让人所需要的基因重组在一起,从而培育出优良品种来。

例如,有两个大麦品种:一个是矮秆抗倒伏但不抗锈病的品种,另一个是高秆易倒伏但抗锈病的品种。

每一个品种中控制这两个性状的基因都位于同一条染色体上。

经过杂交,F2 会出现四种类型的后代,其中由于基因交换而出现的矮秆抗倒伏同时又抗锈病的类型就是符合需要的类型,经过进一步培育和大量繁殖就可以成为新的优良品种。

当然,基因的连锁互换定律与人类遗传病也息息相关。

遗传病可分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常遗传病。

基因的连锁与互换规律

基因的连锁与互换规律

现象:测交后代只出现两种亲 现象 测交后代只出现两种亲 测交后代 本类型,无重组类型 无重组类型. 本类型 无重组类型 原因:决定不同性状的两对等 完全连锁 原因 决定不同性状的两对等 位基因位于一对同源染色体 常常连在一起遗传,不分离 上,常常连在一起遗传 不分离 常常连在一起遗传 不分离. 基因的 现象:测交后代 测交后代出现四种表现 现象 测交后代出现四种表现 连锁与 ,两种亲本类型 ),两种重 两种亲本类型(多 型,两种亲本类型(多),两种重 组类型( 组类型(少). 互换 原因:决定不同性状的两对等 原因 决定不同性状的两对等 不完全连锁 位基因位于一对同源染色体 遗传时,由于联会中同源染色 遗传时 由于联会中同源染色 体的相邻两条染色单体间发 生局部交叉互换,发生了其上 生局部交叉互换 发生了其上 等位基因互换. 等位基因互换
基因的分离规 律
基因的自由组合 规律
基因的连锁互
换规律
亲代相对性状的对 数 F1基因在染色 体上的位置 区
一对相对 性状 D d
两对相对 性状 Y y R r
两对相对性状 B b V v

F1形成配子的 种类和比例
2种: 种
4种: 种 BV:bv:Bv:bV=多: 多 YR:yr:Yr:yR BV:bv= 多:少:少 D:d=1:1 : :
基因的连锁互 换和基因的自由组 合规律相互矛盾吗?
基因连锁和互换规律在实 践上的应用
如果不利的性状和有利的性状连 锁在一起, 锁在一起,那就要采取措施打破基 因连锁,进行基因互换, 因连锁,进行基因互换,让人们所 需要的基因连锁在一起, 需要的基因连锁在一起,培育出优 良品种来。 良品种来。
名称 类别
基因的连锁互换规律
基因的连锁和互换现象

基因的连锁和互换现象

基因的连锁和互换现象

雌果蝇的位于同一个染色体上的两个基因大 同一个染色体上的两个基因 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 遗传的, 都是连锁遗传的,因此生成的 B V 和 b v 两种 配子特别多,但也有小部分因为交叉互换 小部分因为交叉互换而产生 配子特别多,但也有小部分因为交叉互换而产生 和 两种新的基因组合 B v和 b V b b B b B b ×v v 雄 F1测交 雌 V V v v 灰身长翅 黑身残翅
运用的遗传学原理是: (1)请分析 到2运用的遗传学原理是:基因的连锁和互换 )请分析1到 运用的遗传学原理是 所使用的方法是: (2) 由2到3所使用的方法是:花粉离体培养 ) 到 所使用的方法是 (3)由3到4所使用的方法是 :秋水仙素处理 ) 到 所使用的方法是 就是所要培育的矮干抗病良种小麦的方法是? (4)验证 就是所要培育的矮干抗病良种小麦的方法是?自交 )验证4就是所要培育的矮干抗病良种小麦的方法是 后代无性状分离 单倍体育种, (5)上述这种育种方法叫做单倍体育种, 其优点是缩短育种 )上述这种育种方法叫做单倍体育种 其优点是缩短育种 年限
BpS Bps
2 96
bPS
110
bPs bpS

bps
306 63
求1.两纯合体亲本的基因型(bbppSS 两纯合体亲本的基因型( 2.三对基因之间的交换值 3.用图解表示子一代的基因型
BBPPss) sB P Sb p
2、B-P:(2+96+110+2)/(73+348+2+96+110+2+306+63)=21% 、 : B-s: ( 73+2+2+63)/(73+348+2+96+110+2+306+63)=14% : )( ) P-s: (73+96+110+63)/(73+348+2+96+110+2+306+63)=34.2% : )( )

基因的连锁与交换规律

基因的连锁与交换规律

基因之间发生四次交换(偶数次交换),没产生重组配子, 为无效交换。
为什么10.8+9.5≠19.9?
基因排列顺序c
s
e
d(c-s)= 10.8图单位;d(e-s)= 9.5图单位; d(c-e)= 20.3图单位
22
凹陷、非糯、有色
饱满、糯性、无色
23
根据F1的染色体基因型有三种可能性:
sh
+
+
Ft 个 体 数 638
21379 21096
672
比 例 (% ) 1.5
4 8 .8
4 8 .2
1 .5
2、自交法 对难以去雄不能杂交,可采用自交法
(1)平方根法 (2)乘积比例法
13
三、交换的细胞学基础
1913年斯特恩(Stern)在果蝇、麦克林托克在玉米中找到 证据(玉米种子颜色有色C,无色c,种质非糯性Wx,糯性 wx,位于第九染色体上特殊品系,一端带有一个染色结,一 端附加了由第八染色体易位而带来的片段)。
1 个体小,繁殖快,一次产生大 量后代。
2 具有一定形状、数目的染色体 有7条染色体,形态功能行为 似高等生物,可进行有性生殖 。
3 单倍体占优Байду номын сангаас,菌丝、分生孢 子、子囊孢子为单倍体,性状 在单倍体表型,直接反应基因 型。
4 后代即为子囊孢子,一次减分 则可产生子囊孢子,且按顺序 排列在同一子囊中。
淀粉粒:
非糯性(Wx)对糯性(wx)为显性.
(1).(CCShSh×ccshsh)F1 × ccshsh
(2).(wxwxShSh×WxWxshsh)F1×
wxwxshsh
(3).(wxwxCC×WxWxcc)F1 ×

基因的连锁和交换定律

基因的连锁和交换定律

基因的连锁和交换定律
基因的连锁定律和交换定律是遗传学中重要的定律。

基因的连锁定律是指,当两种不同基因位于同一染色体上时,它们会一起遗传。

这意味着,如果一对基因位于同一染色体上,它们不会在细胞分裂过程中分离,而是一起遗传给下一代。

基因交换定律是指,当两种不同基因位于不同染色体上时,它们会在细胞分裂过程中进行交换。

这意味着,如果一对基因位于不同染色体上,它们会在细胞分裂过程中互相交换,从而使它们能够在下一代中分离遗传。

这两个定律是遗传学中重要的基础,它们有助于解释基因遗传的规律,并为研究遗传疾病和基因工程等领域奠定了基础。

基因的连锁定律是由英国遗传学家Thomas Hunt Morgan在20世纪初发现的。

他通过对果蝇(Drosophila melanogaster)的研究发现,当两种不同基因位于同一染色体上时,它们会一起遗传。

这种现象被称为基因连锁。

基因交换定律也是由Thomas Hunt Morgan发现的。

他发现,当两种不同基因位于不同染色体上时,它们会在细胞分裂过程中进行交换。

这种现象被称为基因
交换。

这两个定律是遗传学中重要的基础,它们有助于解释基因遗传的规律,并为研究遗传疾病和基因工程等领域奠定了基础。

连锁定律和交换定律解释了基因遗传的规律,这对基因工程和分子生物学的研究具有重要意义。

例如,在基因工程中,利用这两个定律可以更好地设计基因治疗策略。

在分子生物学中,这两个定律可以帮助研究者更好地理解基因组学和基因调控机制。

基因的连锁与互换规律

基因的连锁与互换规律

基因的连锁与互换规律从图中可以看出:F 1雌果蝇(灰身长翅)在减数分裂产生配子时,绝大多数的初级卵母细胞中连锁基因不发生互换,即为连锁遗传,所以减数分裂时产生两种数量相等的亲本类型配子:BV :bv=1:1(多数)。

少数的初级卵母细胞中的连锁基因发生互换,则会产生四种配子为:BV :bv :Bv :bV=1:1:1:1(少数)。

注意:其中有50%是亲本类型配子,50%是重组类型配子。

所以把上述两种情况相加,F 1雌果蝇共产生四种配子:BV :bv :Bv :bV=多:多:少:少。

如把初级卵母细胞总数看成100,假设不发生交叉互换的初级卵母细胞为68个(68%),则产生的卵细胞为BV 和bv 各34个。

发生互换的初级卵母细胞为32个(32%),则产生的卵细胞为BV 、bv 、Bv 、bV 各8个。

两种情况相加,F 1产生的卵细胞为BV :42%、bv :42%、Bv :8%、Bv :8%。

这样就很容易理解F 1灰身长翅(雌)与黑身残翅(雄)测交后产生的后代的种类及比例:灰身长翅:黑身残翅:灰身残翅:黑身长翅=42%:42%:8%:8%。

学生根据此图也比较容易理解交换值的含义及公式在应用中的变化。

交换值= F 1重组型配子数/ F 1总配子数×100%=测交后代中的重组型数/测交后代总数×100% =1/2发生交换的性母细胞的百分比以此图为例,F 1雌果蝇的初级卵母细胞有32%发生了互换,则连锁基因间的交换值为16%(8%+8%)。

(如果其它生物的精母细胞发生了互换,与卵母细胞同理)练习1:在100个精母细胞的减数分裂中,有50 的细胞的染色体发生了一次互换,在所形成的配子中,换型的百分率占 ( C )A 、5%B 、15%C 、25%D 、35%解析:根据上述公式,重组配子(换型)率为发生互换的精母细胞百分比的一半,即50%÷2=25% 练习2:基因型为 的精原细胞120个,其中若有30 个在形成精子的过程中发生了交换,在正常发育的情况下能产生亲本基因型和重组基因型的精子数目依次是 ( B )测交配子测交后代灰身长翅 黑身残翅 灰身残翅黑身长翅 灰身长翅黑身残翅F 1♀ ♂ (多数)42% 42%8% 8%×图二A B a bA 、480、480、60、60、B 、210、210、30、30、C 、90、90、30、30、D 、240、240、60、60解析:30个精原细胞发生了互换,产生四种精子为:BV :30、bv :30、Bv :30、bV :30。

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b V
b v
灰身长翅(母本)
x
bb vv
雌 果
黑身残翅 (父本) 蝇


配子 B
b
B
b
b

V
v
v
V
v



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%

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

现象:测交后代出现四种表现型,两种

亲本类型(多),两种重组类型(少).
互 换
不完全连锁
原因:决定不同性状的两对等位基 因位于一对同源染色体遗传时,由
于联会中同源染色体的相邻两条染 色单体间发生局部交叉互换,发生 了其上等位基因交换.
交换值(%) = 测交后代中的重组型数 X100%
测交后代总数
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
A B 亲本型AB=ab a b 重组型Ab=aB= 重组型/2
A b 亲本型Ab=aB
a B 重组型AB=ab= 重组型/2 每次互换,只有挨近的两条 非姐妹染色单体可以互换。 故每次互换形成的配子一半 为重组型,一半为亲本型
基因连锁和互换规律的实质 位于同一染色体上的不同基因,在减数分裂 过程形成配子时,常常连在一起进入配子;在减数 分裂的四分体时期,由于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,因而产生 基因的重组。
基因交换值(重组率):指重组合的配子数 占总配子数的百分率。其数值的大小与基因间 距离成 正比 。(根据重组率大小可以进行基 因定位。)
亲代发生互换(单交换)的性原细胞的百分数 等于基因交换值(重组率)的 2倍 。(若1个 性原细胞发生互换(单交换),只产生1/2重组 型配子,另有1/2配子仍是亲本型的。)
bb


Vv
灰身长翅
vv

黑身残翅
1
:1
基因连锁和交换的原因
❖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B 交V,F)1。是灰身长翅,其基因型是
bv
❖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。
BB × b b
P 灰V身长V翅
黑v身残v翅
配子 F1测交
配子
测交 后代
B
b
V
Bb 雄灰V身长v翅
v
×
b v
黑bv 身雌残翅
B
b
b
V
v
v
Bb
bb
Vv
vv
灰身长翅50% 黑身残翅50%
基因的连锁规律:
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。
时, 同源染色体间的非. 姐妹单体之,就
会间使可位能于发交生换交区换段的
,这
种因连等锁位基因因发互生换互而换产生的变异

,是形成生物新基类因重型组的原
因之一。
现象:测交后代只出现两种亲本类型,

无重组类型.
完全连锁

原因:决定不同性状的两对等位基因

位于 一对 同源染色体上,常常连在

一起遗传,不分离.
位置关系,距离越大,交换重组的可能性越大,
交换值越大。 AC之间距离大,要使其发生重组,交
A
B
C 换位置在AC之间任何一处皆可,而BC 之间距离小,欲使其重组,其交换必
a b c 须发生在BC之间,在AB则不可。
指导育种意义的其它事项
• 不遵循四舍五入法则,小数点后有数值就入:
如:小麦中高秆对矮秆为显性,抗病对不抗病为显性。
F1测交
雌×


灰身长翅 黑身残翅
(BbVv)
(bbvv)
交 换
测交 后代
遗 BbVv) 42% (bbvv)42% (Bbvv) 8% (bbVv) 8%
p Bb Vv 灰身长翅(父本)
x
bb vv 黑身残翅(母本)
雄 果


配B
b
子V
v
b

v




Bb
现有高秆抗病小麦进行自交,后代中出现矮秆抗病纯种
的比例是9 % ,若要获得矮秆抗病纯种小麦1000株,则
至少要种植自交后代
株?
计算: 1000÷ 9 %≈11112
相关链接:小数点后有数值就舍:
如1:20个腺苷,47个磷酸分子在一起最多能 够组成 15 个ATP分子 。
100
400 180 180 20 20
精原细胞的交换值为20% 交换值为10% 一种交换配子为5%
2A % A% A/2%
基因连锁和互换规律在实践上的应用 1、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。
2、根据交换值的大小,判断基因的染色体上的
基因的连锁和交换现象 雌 果

P 灰身长翅 ×
(BBVV)
黑身残翅
(bbvv)
的 连

F1测交
雌×


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
在1906年,科学家贝特森等在研究香豌豆的两 对相对性状时,发现同一亲本的两种性状,在杂交后 代中,比较多地连在一起出现,并不按照孟德尔自由 组合规律的比例发生分离,这使他们感到非常困惑,
甚至对孟德尔的遗传规律产生怀疑。美国的遗传 学家摩尔根和他的同事用果蝇做实验材料,进行了 大量的遗传学研究,终于解开了人们心中的疑团,这 不仅证实了孟德尔的遗传规律的正确性,并且丰富 发展了关于两对(或两对以上)基因的遗传理论,提出 了遗传的第三个规律----基因的连锁互换规律。
基因的连锁和交换现象

P 灰身长翅 ×
(BBVV)
黑身残翅
(bbvv)
果 蝇 的
F1测交
雄×


灰身长翅 黑身残翅
(BbVv)
(bbvv)
锁 遗

测交 后代
灰身长翅
(BbVv) 50%
黑身残翅
(bbvv)50%
基因的连锁和交换现象 雌 果

P 灰身长翅 ×
(BBVV)
黑身残翅
(bbvv)
的 连

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