分子遗传学 1.绪论 B

1993 10月 美国公布了1993-1995年的人类基 因组测序工作计划,并预计2005年完成 整个的测序工作. 1995 Smith,H.O等第一个细菌基因组—流感嗜 血杆菌(H.influenzae)全基因组序列发表. 1995 12月美,法科学家公布了有15000个标记 的人类基因组的物理图谱. 1996 Dietrich W.F等绘制了小鼠基因组的完整 遗传图谱. 1996 10月Goffeau等完成了酵母基因组的测序 1996 DNA芯片进入商业化
F1
卫生品系 (AaBb) 互交
F2
卫生品系 只会揭盖 不会揭盖 不卫生品系 不除病蜂 会除病蜂 A_ B_ A_bb aaB_ aabb 9 : 3 : 3 : 1 图 1-9 蜜蜂卫生品系行为的遗传
第三节统计学原理在遗传学中的应用
一.概率的概念 概率(probability) 概率 nA 概率的公式为: 概率的公式为:P(A)=lim n→∞ n P(A):A事件发生的概率. n :群体中的个体数或测验次数. nA:A事件在群体中出现的次数.
分离比 (3+1)1 (3+1)2 (3+1)3 (3+1)4 (3+1)n
(五) 孟德尔自由组合定律的意义
(1)自由组合定律广泛存在,如蜜蜂 的腐臭 病(foul brood); (2) 使生物群体中存在着多样性, 使得生物 得以生存和进化 ; (3)可应用于育种.
P
卫生品系 (AABB)
×
不卫生品系 (aabb)
黄园 黄皱 绿园 绿皱
(R_ Y_)31 粒 (R_ yy) 27 粒 (r r Y_) 26 粒 (r r yy) 2 6 粒
图 1-7 豌豆两对性状的回交实验
4.多对基因的杂交
表1-3 杂合体自交或互交时所产生的 各种基因型表型数以及分离比 F2 基 因 F1 配子 F1 配子 F2 对数 类型 组合 基因型 表型 1 2 4 3 2 2 4 16 9 4 3 8 64 27 8 4 16 256 81 16 N 2n 4n 3n 2n
表明了各种类型的基因型以及比例. 表明了各种类型的基因型以及比例.
(三)精确验证 创用测交 测交方法对推论加以验证 测交 测交(test cross): 测交 是指将杂种后代和隐性亲本进行 杂交, 回交(back cross): 回交 是指杂种后代和任一亲本杂交.
孟德尔定律(Mendel's laws) 第二节 孟德尔定律(Mendel s laws)
1997 Wilmut 完成了体细胞克隆 1998 12月,第一个多细胞真核生物线虫的 基因组在Science上发表. 1999 Cate J.H J.H第一次绘制出完整核糖体的 晶体结构,揭示了其中的很多细节. 1999 国际人类基因组计划联合研究小组完成 了人类 第22号染色体测序工作. 2000 3月塞莱拉公司宣布完成了果蝇的基因 组测序.
三. 概率的计算和应用
棋盘法(Punnett square) 棋盘法
1. 分枝法 分枝法(branching process)
AAbbCc ×aaBbCc AA×aa bb×Bb Cc×Cc × 1CC= 1AaBbCC 1Bb × 2Cc= 2AaBbCc × × 1cc= 1AaBbcc Aa × × 1CC= 1AabbCC 1bb × 2Cc= 2AabbCc × 1cc= 1Aabbcc
对一对性状的观察得出了三条规律 (1)F1代的性状一致,通常和一个亲 本相同.得以表现的性状为显性, 未能表现的性状称隐性,此称F1一 致性法则. (2)在杂种F2代中,初始亲代的二种 性状(显性和隐性)都能得到表达; (3)这两性状的比例总为 3:1.
表1-2 六位学者重复孟德尔植物杂交实验的结果
3. F2 代的观察 进行统计处理; 采用大样本; 将矮株进行移植; 通过自交来研究其遗传结构.
P F1
♀圆 × 皱♂ RR ↓ rr 圆 Rr(253 株) 自交 皱 (1850 株) 1 自交 皱 rr
圆 (5474 株) 2.96 : 随机取 565 株 193 株 372 株 后代皆 后代有圆 为圆形 皱两种,比 例为 3:1 F2
实验者 亲代 黄 1865 1900
黄色×绿色子叶 黄色×绿色子叶 黄色×绿色子叶 黄色×绿色子叶 黄色×绿色子叶 黄色×绿色子叶 黄色×绿色子叶 黄色×绿色子叶
F2 绿
F2比例
孟德尔 Correns Hurst Bateson Lock Darbishire
总数
6022 1394 3580 1310 11903 1438 109090 134737
第四时期: 第四时期 基因组和蛋白质组时期
(1986 ~ 至今 至今) 1986 [美] Dulbecco首次提出了" 人类基因组 工程" 1990 4月美国宣布人类基因组测序工作的5 年计划. 1991 Stepken Fodor 把基因芯片的设想第一 次变成了现实. 1992 10月[美]Vollrath D.等分别完成人类Y染 色体染色体的物理图谱.
(二)科学推论: 科学推论: 遗传因子成对存在, (1)遗传因子成对存在,形成生殖细胞 时彼此分离; 时彼此分离; 代表显性性状, (2)以A代表显性性状,a代表隐性性状 Aa表示杂合类型 那么在F 表示杂合类型, ,Aa表示杂合类型,那么在F2代中 后代的构成可用公式: 后代的构成可用公式:
1A+2Aa+1a
2001 3.01:1 453 3.08:1 1190 3.01:1 445 2.94:1 3903 3.05:1 514 2.80:1 36186 3.01:1 44892 3.01:1
Tschermak 1900
1904 1905 1905 1909
分离律( segregation) 一 分离律(Law of segregation)
♀ 配 子
ry 1/4 rY 1/4 黄园 9 1-10
3.测交验证
P (P) 黄园 RRYY ↓ 配子:(RY) × (F1) 黄园 RrYy ↓ (RY)( Ry)( rY)( ry) × (P)绿皱 r ryy ↓ (ry)
F1 F2
黄园 ( R_Y_) ↓ 正交: 98 粒 反交: 94 粒
2000 完成了人类第21号染色体的测序 2000 6,26 人类基因组草图发表 2000 12,14 英美等国科学家宣布绘出拟南 芥基因组的完整图谱 2001 1,12 中,美,日,德,法,英等国科 学家 (Nature,15日) 和美国塞莱拉公司 (Science,16日) 各自公布人类基因组图 谱和初步分析结果.约3万基因.
Hale Waihona Puke Baidu
第一部分 遗传信息的传递规律和物质基础 第一章 孟德尔定律
第一节 孟德尔实验 孟德尔的功绩: 采用32 32个品种 32 观察了7对性状, 7 经8年研究, 发现了2个定律:独立分配和自由组合 2 定律,创立了" 遗传学 "
表 1-1
豌豆表型 圆形×皱缩 子叶 黄叶×绿色 子叶 紫花×白花 膨大×缢缩 豆荚 绿色×黄色 豆荚 花腋生×花 顶生 高植株×矮 植株
P1 黄园 × 绿皱 RRYY rryy 黄园( RrYy )
F1
F2
黄园 黄皱 绿园 绿皱 315 101 108 32 9: 3: 3 : 1
图 1-6 豌豆两对性状的杂交实验
♂配子 RY 1/4 RY 1/4 Ry 1/4 RRYY 1/16 黄园 RRYy 1/16 黄园 RrYy 1/16 黄园 RrYY 1/16 黄园 绿园 3 Ry 1/4 RRYy 1/16 黄园 RRyy 1/16 绿园 Rryy 1/16 绿园 RrYy 1/16 黄园 黄 3 ry 1/4 RrYy 1/16 黄园 Rryy 1/16 绿园 rryy 1/16 绿 rrYy 1/16 黄 绿 1 rY 1/4 RrYY 1/16 黄园 RrYy 1/16 黄园 rrYy 1/16 黄 rrYY 1/16 黄
1.分离律的实质 控制性状的一对等位基因在产生配子时 彼此分离,并独立地分配到不同的性细 胞中. 2.分离律的意义 (1)具有普遍性 遗传病约有4344种(1988年) 侏儒(先天性软骨发育不全) 显性 裂手裂足 舞蹈病(Huntington)
隐性
白化 半乳糖血症 苯丙酮尿症 全色盲 早老症 自毁容貌综合征
P(AB)=1/2 P(AB')=1/4 P(A)=3/4
P(AB)= 0
P(A)=1/2
P(A'B')=1/4 P(B')=1/2 P(A')=1/4 1
求:表型正常的孩子中杂合体的概率? P(B|A)=P(AB)/P(A) P(A)=3/4; P(B)=1/2; P(AB)=1/2 P(A|B)=P(AB)/P(A)=(1/2)/(3/4)= 2/3 反之如要求杂合体中表型正常的概率为: P(A|B)=P(AB)/P(B) =(1/2)/(1/2)= 1
二,孟德尔植物杂交实验 设计严密, (一)设计严密,层次分明
1.亲本( )杂交 1.亲本(parental generation )杂交 亲本 (1) (2) (3) (4) 选材 选择研究的性状 采用正反交(reciprocal cross) 设立对照实验
2. 杂种1代的观察: (filial generation 1,F1 ) 确定了:显性 显性(dominate)性状 显性 隐性 (recessive) 性状
4. 条件概率 (conditional probability)
若事件B与早先出现过的事件A有列联 关系,则在A条件下B的概率称为条件 概率. 记为: p(B/A) =p(AB)/p(A)
表1-4
事件A,A',B 和 B'频数表
Aa×Aa
正常(A) 杂合(B) 纯合(B') 合计 白化(A') 合计
孟德尔的豌豆杂交实验7对性状的结果
F1 圆形 黄色 紫花 鼓胀 绿色 腋生 高植株 5474圆 6022黄 705紫 882鼓 428绿 651腋生 787高 F2 1850皱 2001绿 224白 299瘪 152黄 207顶生 277矮 F2比例 2.96:1 3.01:1 3.15:1 2.95:1 2.82:1 3.14:1 2.84:1
遗传学发展的新动态 1.基因组(genome)学 2.后基因组学 3.蛋白质组学(Proteomics) 4.生物信息学(Bioinformatic) 定义为分子生物学和计算生物学的交叉. 包含三个重要的内容: (1) 基因组信息学; (2)蛋白质的结构模拟; (3)药物设计.
第二节 遗传学在国民经济中的作用 遗传学与农牧业的关系 遗传学与工业的关系 遗传学在能源的开发和环境保护中的 应 用 遗传学在医疗卫生工作中的应用 遗传学在其他领域中的应用
二 概率规则
相乘定律: 相乘定律: 独立事件: 独立事件: (independent events) P(AB) = P(A) × P(B) 2.相加定律 相加定律 互斥事件( 互斥事件(matually exclusive events) ) P(A或B) = P(A) + P(B) 或 组合事件( 3. 组合事件(combining probability rule) ) P=1/2×1/2+1/2×1/2=1/2 × × 1.
性连锁携带者 流产儿或死胎 已故家庭成员 先证者 人类家谱谱系
二 自由组合定律 (law of independent assortment) ) 1.自由组合律的内容: 即在配子形成时各对等位基因彼此 分离后,独立自由地组合到配子中 2.自由组合律的实质: 配子形成时非同源染色体自由组合
2.自由组合的解释
(2)杂合体是不能留作种子
Gal-1-P-UT Gal-1-P Glu-1-P
UDP-Glu
UDP-Gal
图 1-3 半乳糖血症的代谢障碍 Gal:半乳糖;Glu:葡萄糖
人类家谱分析中常用的符号
男 女 不知性别 婚配 近亲婚配 生育子女 同卵双生 异卵双生 男女患者 男女携带者
⊙
I II 1 2 3
图 1-1 孟德尔的豌豆的杂交实验
P
♀ 圆 RR
圆 RR ×
× 皱 ♂ rr 圆 × Rr 圆 Rr 57 49 1
皱 rr 皱 B2 rr 53(正交) 48(反交) : 1
B1
圆 R_
图 1-2 孟德尔豌豆的回交实验
4. F3代的研究
经观察统计: 表型为显性(A) AA (1〕 Aa (2〕