遗传学第三章连锁互换和基因作图（章节课程）

1、第三章 连锁互换与基因作图1智囊经验第一节 连锁与重组2智囊经验性状连锁遗传的发现3智囊经验4智囊经验5智囊经验6智囊经验连锁遗传的解释7智囊经验测交：杂合体或未知基因型的个体与隐性纯合体的交配 8智囊经验9智囊经验10智囊经验11智囊经验 1912年Morgan用果蝇为材料研究连锁现象，提出了遗传学的第三定律连锁与互换定律12智囊经验13智囊经验14智囊经验15智囊经验16智囊经验完全连锁与不完全连锁17智囊经验18智囊经验19智囊经验20智囊经验21智囊经验二、交叉与交（互）换 交叉：1909年Janssens首先观察到减数分裂同源染色体部分区域的交叉。 互换：Morgan 设想交叉的区域

2、应该是染色体互换的区域，因此表现为不完全连锁（如上例的11%重组合）。 完全连锁：雄果蝇和雌家蚕 22智囊经验23智囊经验几个概念： 1、重组与交换：重组是指基因的重新组合；交换是指染色体片段的交换。 2、单交换和双交换：单交换是指在考察区域内发生了一次交换，同理双交换是指发生了两次交换。24智囊经验25智囊经验26智囊经验27智囊经验28智囊经验29智囊经验30智囊经验31智囊经验32智囊经验33智囊经验第二节 重组率及测定 34智囊经验35智囊经验交换值的测定36智囊经验37智囊经验38智囊经验交换值与连锁强度的关系39智囊经验影响交换值的因子40智囊经验第三节 基因定位与连锁遗传图 41

3、智囊经验基因定位42智囊经验两点测验43智囊经验44智囊经验45智囊经验46智囊经验47智囊经验48智囊经验三点测验49智囊经验50智囊经验51智囊经验52智囊经验53智囊经验54智囊经验果蝇三点测验55智囊经验果蝇三点测交作图： 例：果蝇Y染色体上有 y黄身，Y灰身；ct截翅，Ct正常翅；ec棘眼，Ec正常眼。 杂交：Y Ct Ec/y ct ec() x y ct ec/Y() 子代：y ct ec 1071 Y Ct Ec 1080 Y ct ec 66 y Ct Ec 78 Y Ct ec 6 y Ct ec 282 Y ct Ec 293 y ct Ec 4 56智囊经验例如：y+

4、w+ ec+/y w ec可产生8种配子，这8种配子来源于非交换、单交换及双交换。57智囊经验58智囊经验分析： 归类：把一次交换产生的配子（表型）归为一类，填入表中： 重组 类型 数目 占总数% yec ecct yct y ct ec 1071 74.68 Y Ct Ec 1080 Y ct ec 66 5.00 y Ct Ec 78 y Ct ec 282 19.97 Y ct Ec 293 Y Ct ec 4 0.35 y ct Ec 6 59智囊经验确定基因顺序：根据双交换类型的特点，我们知道这3个基因的顺序为yecct。 统计各类型的数据, 计算重组值： yec: 5.00%+0.

5、35%=5.35% ecct: 19.97%+0.35%=20.32% yct: 5.00%+19.97=24.97% 图距： y 5.35 ec 20.32 ct 24.9760智囊经验问题：24.975.35+20.32 原因：双交换引起 校正： 5.35+20.32=24.97+2 x 0.35=25.67 y 5.35 ec 20.32 ct 25.67 61智囊经验双交换的特点： 双交换的比率最低：如果3个基因是自由组合的，则8种配子的比率为1：1：1：1：1：1：1：1，如果是连锁的，则非交换单交换双交换。 双交换的结果是3个基因中只有中间的基因位置发生改变，另两个基因位置不变。

6、重组值与交换值的区别：发生双交换后，头尾两个基因间发生了两次交换，但两基因没有重组。理论上说，染色体图距应由交换值表示，但我们能观察到的只有表型（基因）的重组。 62智囊经验63智囊经验64智囊经验干扰与符合65智囊经验66智囊经验干涉（扰）和并发系数（率） 干涉：发生一次单交换后会影响临近发生另一次单交换，称干涉。可分为正干涉和负干涉。真核生物一般为正干涉，原核生物为负干涉。 干涉的大小用并发系数（C）表示： 观察到的双交换频率 并发系数 C= 两个单交换的乘积 干涉 I=1-并发系数 上例：C=0.35%/(5.35% x 20.32%)=0.3211 I=1-0.3211=0.6789(

7、67.89%)67智囊经验连锁遗传图68智囊经验连锁遗传图69智囊经验连锁群：彼此连锁，具有一起往下传递的趋势的许多基因，构成一个连锁群。 某种生物的连锁群的数目等于该生物的染色体对数。70智囊经验重组频率(值）： 重组合 Rf= X 100% 亲组合+重组合 染色体图距： 两个基因在染色体上的相对距离。1%的重组值定义为1个图距单位（map unit, mu)。 也有人将1个图距单位称为1个厘摩（centi Morgan, cM) 。71智囊经验果蝇的4个连锁群72智囊经验73智囊经验74智囊经验第三节 真菌的遗传分析75智囊经验真菌类的遗传分析-四分子分析顺序四分子分析非顺序四分子分析:

8、着丝粒作图重组作图重组作图四分子分析76智囊经验一、脉孢霉(红色面包霉)的生活史77智囊经验78智囊经验无性孢子分生孢子有性孢子子囊孢子79智囊经验优点： 单倍体生物 生活史简单，生长快，易培养 具有有性生殖过程 一次减数分裂的产物在一个子囊内，易分析80智囊经验 红色面包霉的特点生活史简单，易于繁殖、培养、管理；子囊孢子是单倍体，表型直接反映基因型,可直接观察基因表现，无需测交；一次只分析一个减数分裂产物, 可获得并分析单次减数分裂的结果；可进行有性生殖，染色体结构和功能类似于高等生物。81智囊经验82智囊经验粗糙链孢霉的生活史83智囊经验84智囊经验二、顺序四分子分析 85智囊经验单倍体营

9、养体在营养或生长环境不利时，转入有性生殖。菌丝产生的单倍体分生孢子与另一个菌丝的原子囊果中的单倍体子囊孢子杂交。形成2倍体的杂合体，该2倍体经过第一次减数分裂，获得一个细胞内含有4个单倍体的产物，4个单倍体产物呈直线排列，称为：四分子由于脉孢霉一次减数分裂的四个产物被包裹在窄窄的子囊内，称为四分子，对其分析称四分子分析（tetrad analysis）四分子在子囊中的排列顺序取决于减数分裂时着丝粒的取向，因此可以将着丝粒看作一个“基因”，以它作为标准点，将基因与它比较，分析各基因间的顺序与距离，该方法也称着丝粒作图。 86智囊经验Photomicrograph showing segregat

10、ion of dark and light ascospores in Neurospora.87智囊经验四分子分析的优越性：1、可把着丝粒看作一个座位2、子囊孢子的对称性，证明减数分裂是一个交互过程。3、可以检验染色单体的交换是否有干涉，还可用于基因转变的研究。4、证明双交换可以包括4线中的两线、3线或4线。88智囊经验三、着丝点作图（centromere mapping)： 利用四分子分析法，测定基因与着丝粒间的距离。89智囊经验(1)、第一次分裂分离与第二次分裂分离90智囊经验M1: 第一次分裂分离 着丝粒与标记基因的分离时期在第一次减数分裂时期M2：第二次分裂分离 着丝粒与标记基因的分

11、离时期在第二次减数分裂时期91智囊经验92智囊经验93智囊经验94智囊经验95智囊经验96智囊经验97智囊经验98智囊经验99智囊经验100智囊经验(3)、着丝点作图的计算101智囊经验着丝粒作图与基因重组 交换的子囊孢子数 着丝粒距离= 总孢子数 交换型子囊数 = x 1/2 总子囊数 M2 = x 1/2 M1 + M2 102智囊经验例：红色面包霉的连锁与交换红色面包霉有一个与赖氨酸合成有关的基因(lys)：野生型能够合成赖氨酸，记为lys+，能在基本培养基(不含赖氨酸)上正常生长，成熟子囊孢子呈黑色；突变型不能合成赖氨酸，称为赖氨酸缺陷型，记为lys-，在基本培养基上生长缓慢，子囊孢子

12、成熟较迟，呈灰色。用不同接合型的lys+和lys-杂交，可预期八个孢子中lys+和lys-呈4:4的比例，事实也是如此。在对子囊进行镜检时发现孢子中lys+和lys-有六种排列方式，即我们教材p80表3-7所示的六种排列方式。103智囊经验粗糙脉孢菌+X-杂交子代子囊类型(1)(2)(3)(4)(5)(6)子囊类型+-+-+-+-+-+-+-子囊型105129951016分裂类型M1M1M2M2M2M2未交换型交换型104智囊经验着丝点距离与着丝点作图将着丝点当作一个基因位点看待，计算基因位点与着丝点间的交换值，估计基因与着丝点间的遗传距离，称为着丝点距离。每个交换型子囊中，基因位点与着丝粒间

13、发生一次交换，其中半数孢子是重组型(重组型配子)。因此，交换值（重组率RF）的计算公式为：M1/2RF= 100% M+MRF 0-lys= (9+5+10+16) 1/2 / (105+129+ 9+5+10+16) 100%=7.3%即着丝粒与 lys 间的距离为7.3cM。105智囊经验着丝粒距离=如：将两种菌株进行杂交lys+ lys，得如下结果子囊类型子囊数分裂类型（1） （2） （3） （4） （5） （6）105 129 9 5 10 16MIMIMIIMIIMIIMII非交换型 交换型106智囊经验107智囊经验Lys 基因与着丝粒之间的距离是7.3cM。108智囊经验(4)交

14、换型与非交换型109智囊经验六种子囊孢子排列方式110智囊经验六种子囊孢子排列方式111智囊经验第一次分裂分离与第二次分裂分离(1-2)两种排列方式：野生型lys+和突变型lys-在 M1彼此分离，称第一次分裂分离(first division segregation)。着丝粒和lys基因位点间不发生非姊妹染色单体交换，因此这两种子囊类型就是非交换型子囊。112智囊经验(3-6)四种排列方式：第一分裂产物中野生型与突变型未发生分离，野生型和突变型 M2发生分离，称第二次分裂分离(second division segregation)。着丝粒与基因位点间发生非姊妹染色单体交换，因此这四种子囊均

15、为交换型子囊。113智囊经验非交换型、交换型子囊的形成114智囊经验四、两个连锁基因的作图115智囊经验亲二型（PD）、非亲二型（NPD）、四型（T） PD：四个孢子中只有两种基因型，且分别与两亲本相同，基因间没有重组。 NPD：四个孢子中只有两种基因型，且分别与两亲本不同，是由基因重组产生的。 T：四个孢子中只有四种基因型，两种分别与两亲本相同（没有重组），另两种分别与两亲本不同（重组）。 116智囊经验117智囊经验两对基因杂交，如不考虑孢子排列，只考虑性状组合时，子囊可以分为3种四分子类型。亲二型(parental ditype , PD)，有两种基因型，并与 亲代相同。包括子囊型和。非

16、亲二型(non-parental ditype ,NPD)，有两种基因型 都跟亲代不同，是重组型。包括子囊型和。四型（tetratype, T），有四种基因型，2种与亲代相 同，2种重组型，包括子囊型、和。下图是从染色体交换和重组来理解各类子囊的形成原因。118智囊经验交换类型染色体图象重组四分子类型子囊型无交换四 线双交换单交换0%100%50% an an an a , a , n , n(PD), , na , na(NPD) , a , n , na(T)119智囊经验交换类型染色体图象重组四分子类型子囊型二 线双交换单交换四 线多交换50%0%100% an a , na , , n

17、(T)a , n, a , n(PD), na , , na(NPD) an an 120智囊经验Neurospora crassa杂交结果 5 1 90 5 90 1808实得子囊 数 TNPD PD T TNPD PD四分子类 别分离发生时期四分子基因型次 序 子囊型+ a+ an +n + + +n an a+ + an +n a+ an a+ +n + an + an + +n a+ +n a+ +n a+ an +MIMIMIMIMIMIIMIIMIMIIMIIMIIMIIMIIMII121智囊经验 an , na , a , n( T )50%三线双交换资料分析：计算nic与着丝粒

18、之间的重组率：122智囊经验2. 计算ade与着丝粒之间的重组率：3. 判断 nic、ade 基因是独立分配还是连锁。如果两个基因是自由组合的话，则PDNPD =11而实验结果PD=808+90=898，NPD=1+1=2，PD远远大于NPD。说明这两个基因是相互连锁的。123智囊经验5.059.30nicadenicade5.059.30哪一种排列正确呢？124智囊经验如果我们把资料用另一种方式排列，得下表：按照分离时期排列nic / /ade 子囊数MIMIMIIMIIMIMIIMIMII(808+1) 809(90)90(5)5(90+5+1)961000RF(nic)=5.05%RF(

19、ade)=9.30%125智囊经验若n和a各自独立的与着丝粒发生交换的话，则MII的子囊数应为9.30%5.05%1.841事实上：交换发生在着丝粒与ade间，n是MI,a是MII的子囊有90个。交换发生在着丝粒与n间，n是MII ，a是MI的子囊只有5个。比例相差悬殊，所以这两个基因处在着丝粒的同一侧。另从上表可见，在n与着丝粒发生交换时，a基因也一道与着丝粒发生了交换。即n是MII ，a也是MII共计96（=90+1+5)个子囊。同一交换使/n出现MII型分离，也使/a出现MII型分离，101次中有96次，证明n,a在着丝粒的同一侧。126智囊经验着丝粒nicade5.055.210.25

20、 an a n a n 127智囊经验被低估的重组值从下表的分析可以将a间的重组值得到校正子囊型每一子囊被计算为重组子的染色单体数子囊数在所有子囊中被计算为重组子的染色单体数 n na a n na a234567 0 4 0 0 2 2 2 2 0 2 0 2 2 4 2 2 2 2 19059015 0 4 0 0 180 180 10 10 0 180 0 180 2 4 2 10 10 10总数 202 208 372128智囊经验被低估的重组值129智囊经验两连锁基因的作图（二） 杂交实验 P n + X + a (n) (n) + n + a (2n) 减数分裂 36种不同组合 7

21、种不同类型子囊型130智囊经验 粗糙脉孢菌 n + x + a 杂交结果子囊型（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）四分子基因型顺序+ a+ an +n + + +n an a+ + an +n a+ an a+ +n + + an + + an + +n a+ +n a+ +n a+ an +分离发生时期M1 M1M1 M1M1 M2M2 M1M2 M2M2 M2M2 M2四分子类 型PDNPDTTPDNPDT实 得子囊数80819059015131智囊经验2 计算着丝粒距离 nic-.M2/(M1+M2) X1/2X100% =(5+90+1+5)/1000X100%X1/2 =5.0

22、5% ade-.M2/(M1+M2) X1/2 X100% =(90+90+1+5)/1000X1/2 X100%=9.30% 两基因可能的位置关系： 三种：自由组合 连锁：着丝粒两侧 着丝粒同侧132智囊经验例：n + x + a杂交 n：烟酸依赖型，a：腺嘌呤依赖型133智囊经验 M2 5+90+1+5 n = x = = 5.05 M1 + M2 1000 x 2 M1 90 + 90 + 1+ 5 a = x = = 9.3 M1 + M2 1000 x 2 NPD+1/2 T (1+1)+1/2(90+5+5) a b = = =5.2 NPD + PD + T 1000 134智囊

23、经验 5.05 N 5.2 A 9.3 ? 校正：a的重组应为子囊型2、4、7分别有两次交换，子囊型6有三次，子囊型3、5各一次。但在计算时，只计算了子囊型3、5、6、7各一次。因此校正因子为： 2 x 1 +2 x 5+2 x 1+5 19 = =0.95 1000 x 2 2000 9.30+0.95=5.05+5.2=10.25135智囊经验136智囊经验分型与连锁关系的判断亲二型 (PD):P82非亲二型(NPD): 四 型(T):连锁判断：自由组合 连锁 结果 NPD/PD=1 NPD/PD1 2/898结果表明：nic 与 ade 连锁 137智囊经验4 两个连锁基因位置的判断（同

24、臂或不同臂）（1）利用连锁基因都处于MII时，PD 和NPD四分子类型 频率判断138智囊经验（2）比较n和a分别为MI和MII时的子囊数进行判断+/n +/a M1 M1 809M1 M2 90 M2 M1 5M2 M2 96如果两基各在一侧：M2(a)/M2(n)2 实验结果：M1M2/M2M1= 90/5 =18(倍)与实验不符，说明两基因在同侧。5 作图： nic ade0 5.05 10.25139智囊经验子囊型 每一子囊被计算为重 组子的染色单体数 .n na .a子囊型在所有子囊中被计算为重组子的染色单体数 .n na .a2345670 4 00 2 22 2 02 0 22

25、4 22 2 219059015 0 4 0 0 180 180 10 10 0 180 0 180 2 4 2 10 10 10 总数 202 208 372202+208-372 = 38 38/ 4000=0.95% 9.3+0.95=10. 25140智囊经验两个连锁基因的作图（三）粗糙链孢酶有两个突变型：烟酸依赖型(nic)-需在培养基中添加烟酸才能生长腺嘌呤依赖型(ade)-需在培养基中添加腺嘌呤才能生长 nic+ +ade,必有6 6=36种不同的子囊型，但若把着丝粒在减数分裂中的随机趋向造成的不同归为一类，可归纳为7种基本子囊型（见P82表3-8） 如只考虑性状组合，不考虑孢子

26、排列顺序，还可把子囊分为3种类型：141智囊经验子囊型四分子基因型次序+ ade+ adenic +nic + + + + +nic adenic ade+ + adenic +nic ade+ adenic ade+ +nic + adenic + adenic + +nic ade+ +nic ade+ +nic ade+ adenic +分离发生的时期MMM MMMMMMMMMMM 四分子类别PDNPDTTPDNPDT实得子囊数808190590151、亲二型（parental ditype PD)，2种基因型，都为亲型，包括和2、非亲二型（non-parental ditype，NPD

27、)：2种基因型，都为重组型，包括和。3、四型（tetratype,T)：4种基因型，2亲本2重组，包括、和142智囊经验1、判断nic和ade是独立分配还是连锁： 若独立分配，则PD：NPD=1或1 若连锁，则PD：NPD 1 实际上： PD：NPD1，所以两基因连锁。2、计算着丝粒和两基因间的RF： RF（0-nic)=(M1/2) / (M+M) 100%=1/2 (5+90+1+5)/1000 100%=5.05%;图距=5.05cM RF（0-ade)=(M1/2) / (M+M) 100%=1/2 (90+90+1+5)/1000 100%=9.3%;图距=9.3cM根据RF值可知两

28、基因在染色体上有两种可能排列方式： nic ade nic ade 5.05 9.3 5.05 9.3 143智囊经验3、判定两基因在染色体的同臂还是异臂上：估算两基因的RF值： RF（nic-ade)=重组型/（亲本型+重组型） 100%=（1/2T+NPD）/（T+PD+NPD） 100%= 1/2（90+5+5）+（1+1）/1000 100%=5.2%，图距=5.2cM 0 nic ade 5.05 5.2 10.25144智囊经验利用两连锁都处在M时的PD和NPD四分子类型出现的频率来判断它们处在同臂还是异臂上： 类型同一染色体上标记基因交换产物在异臂上在同臂上PDMM + a n

29、+两线双交换 + a n +单交换+ an + an +MMNPD + a n + + a n + + + n a + + n a145智囊经验若两连锁基因在异臂上，则PD与NPD都由双交换形成且机会相等，所以PD=NPD。但事实上PDNPD故此情况不可能 nic和ade在同臂上 已知RF（0-nic)+ RF（nic-ade)=5.05%+ 5.2% RF（0-ade)=9.3% 即RF（0-nic)+ RF（nic-ade) RF（0-ade)原因：着丝粒和ade间发生过双交换，但在计算 RF（0-ade)时却没有计算在内，而在计算RF（0-nic)和 RF（nic-ade)时都各计算一次

30、。146智囊经验校正着丝粒与 ade间的重组值子囊型每一子囊被计算为重组子的染色单体数子囊数在所有子囊中被计算为重组子的染色单体数 o-n n-a o-a o-n n-a o-a234567总数 0 4 0 0 2 2 2 2 0 2 0 2 2 4 2 2 2 2 19059015 0 4 0 0 180 180 10 10 0 180 0 180 2 4 2 10 10 10 202 208 372147智囊经验由上表可以看出202+208 372，低估的重组值= （202+208-372）/4000 100%=0.95%RF（0-nic)+ RF（nic-ade) = RF（0-ade)

31、+0.95%=9.3% +0.95%=10.25%148智囊经验五、非顺序四分子的遗传分析149智囊经验非顺序四分子的遗传分析AB ab 杂交时，无论有无连锁，只产生3种可能的无序四分子。ABABababaBaBAbAbabaBAbABPD NPD T150智囊经验RF=0.5A ,B基因不连锁RF0.5A ,B基因连锁151智囊经验非顺序四分子遗传分析 子囊： PD NPD T AB aB ab AB aB aB ab Ab Ab ab Ab AB RF（重组值）=1/2T+NPD/总子囊数X100% 重组值可能被低估，可用PD、NPD、T三种子囊的频率 推导出两基因间平均每个减数分裂的交换

32、数(m)； m =SCO+2DCO 交换值(X)=1/2m； m = T+6 NPD 交换值(X)=(T+6NPD)X50% 152智囊经验 3种无序四分子的形成 a b PD A B NCO a b T A B SCO a b T A B DCO a b NPD A B DCO153智囊经验如果假设双交换在四条染色单体间随机发生： DCO（4线双交换）= 4 NPD如果假设双交换在三条染色单体间随机发生： DCO（3线双交换）= 4T=2NPD T=SCO（单交换）+ DCO（3线双交换） SCO=T-DCO（3线双交换）=T 2NPD m=SCO+DCO=（T-2NPD）+2（4NPD）

33、=T+6NPD例如：PD=0.56； NPD=0.03；T=0.41 交换值=1/2m=（T+6NPD）X50% 图距=50（T+6NPD）=50(0.41+6X0.03)=29.5154智囊经验第四节 人类染色体的基因定位 155智囊经验一、人类基因定位方法156智囊经验(一)家系分析法与基因定位家系分析法(pedigree method)：通过分析、统计家系中有关性状的连锁情况和重组率而进行基因定位的方法。 伴Y遗传家系中的某一性状只出现在男性中; 2 X连锁遗传 原理：根据伴性遗传特点 157智囊经验3 外祖父法 (1)前提条件：两个连锁基因位于X染色体上的；母亲是两对基因的杂合体； 如

34、：红绿色盲基因a； 蚕豆病(G6PD-)基因：g (2) 外祖父法定位原理 外祖父 母亲(双杂合体) 儿子 AG/Y AG/ag AG/Y ag/Y Ag/Y aG/Y aG/Y aG/Ag aG/Y Ag/Y AG/Y ag/Y Ag/Y Ag/aG Ag/Y aG/Y AG/Y ag/Y 亲组合 重组合 统计结果，计算交换值。158智囊经验家系分析法家系的连锁分析首先要从群体中选择适合的家系，要求被挑选家系中双亲之一或两个为双杂合体，并且注意双杂合体家系要随机抽样，避免产生偏倚。159智囊经验同时必须剔除下列几种家系：（1）双亲性状不能在子代中得到分离的，如GgTtGGTT；（2）家庭中仅

35、有一个子代的；（3）亲本之一的基因型不明或死亡的。160智囊经验三代的系谱在三代系谱中较容易确定子代是否发生基因重组，可直接计算重组值。例：如图，设黑色表示患一种显性的肌强直功能不全(mytonic dystrophy)；性状标志为唾液分泌类型，由Se和se一对等位基因所控制， Se为显性基因。161智囊经验图 肌强直功能不全和唾液分泌类型发生分离的家庭162智囊经验I-1个体患有肌强直功能不全症并伴有唾液分泌型的特性；I-2不患此病并为非分泌型。其生育的女儿（II-1）也为肌强直功能不全症并伴有唾液分泌型，所以她（II-1）的疾病和分泌型性状的两个基因来自父亲，说明疾病基因和Se基因在一条染

36、色体上，她的基因型为GSe/gse，为相引相的双杂合体。第三代的性状开始分离，有的为分泌型伴疾病，有的不伴病。163智囊经验在第三代六个子代中，III-1个体为健康者并为分泌型，说明原来疾病基因和Se基因连锁的染色体与其同源染色体间发生了交换，因此该个体为重组体。III-2 III-6均为非重组体。因此重组率为：1/6。164智囊经验以人类X连锁的色盲基因( a )和蚕豆病基因( G6PD )( g )为例说明外祖父法。 若X染色体没有重组交换，则不论母亲是顺式还是 反式杂合体，其儿子中的X染色体只有两种类型。AGagAGag母亲儿子或AgaGAgaG正常色盲、蚕豆病蚕豆病色盲165智囊经验若

37、母亲X染色体的两个基因间发生了交换：外祖父AG母亲(双重杂合子)AGag儿子AGagAgaG（互引相）正常色盲、蚕豆病蚕豆病色盲aGaGAgaGAgagAGAgAgaGAgaGAGag（互斥相）（互斥相）色盲色盲正常正常蚕豆病蚕豆病色盲、蚕豆病色盲、蚕豆病166智囊经验根据外祖父的表型确定作为母亲的双重杂合体的连锁相（反式或顺式），然后判断其儿子中的各种表型中哪种属于重组型，统计其重组体多占的比例，就可计算两个基因间的重组率。RF(a-g)=5%=5cM家系分析法在原则上也可用于常染色体上的基因定位。167智囊经验(二)体细胞杂交定位法克隆分布板法 1) 人鼠细胞融合培养 2) 杂种细胞筛选

38、3) 各种杂种细胞系 4) 生化分析和细胞学观察 5) 观察,比较分析、定位168智囊经验体细胞是生物体除生殖细胞外的所有细胞。细胞杂交又称细胞融合（cell fusion），是将来源不同的两种细胞融合成一个新细胞。大多数体细胞杂交是用人的细胞与小鼠、大鼠或仓鼠的体细胞进行杂交。这种新产生的融合细胞称为杂种细胞（hybrid cell)，含有双亲不同的染色体。169智囊经验杂种细胞有一个重要的特点是在其繁殖传代过程中出现保留啮齿类一方染色体而人类染色体则逐渐丢失，最后只剩一条或几条，其原因至今不明。这种仅保留少数甚至一条人染色体的杂种细胞正是进行基因连锁分析和基因定位的有用材料。170智囊经验

39、由于人和鼠类细胞都有各自不同的生化和免疫学特征，Miller等运用体细胞杂交并结合杂种细胞的特征，证明杂种细胞的存活需要胸苷激酶（TK）。但凡含有人第17号染色体的杂种细胞都因有TK活性而存活，反之则死亡。从而推断TK基因定位于第17号染色体上（表6.6）。这是首例用细胞杂交法进行的基因定位。由此可见，研究基因定位时，由于有杂种细胞这一工具，只需要集中精力于某一条染色体上，就可找到某一基因座位。171智囊经验172智囊经验173智囊经验 杂种细胞系的染色体和TK活性 细胞系 人类染色体 TK活性 （1） 5，9，12，21 （2） 3，4，17，21 （3） 5，6，14，17，22 （4）

40、3，4，9，18，22 （5） 1，2，6，7，20 （6） 1，9，17，18，20 174智囊经验保留的人体染色体号数1 2 3 4 5 6 7 8杂种细胞克隆ABC+ + + + - - - -+ + - - + + - -+ - + - + - + -克隆分布法基因定位2 利用染色体异常进行基因定位（1）基因剂量效应法：（2）染色体缺失定位法采用染色体分带技术 人类染色体的标准带型：臂、区、带、亚带。175智囊经验 5 3 1 233441176智囊经验(三)、利用染色体异常进行基因定位（1）基因剂量效应法：（2）染色体缺失定位法采用染色体分带技术 人类染色体的标准带型：臂、区、带、亚

41、带。177智囊经验（四）DNA介导的基因定位1 克隆基因定位法 原理：采用已克隆基因的cDNA作探针，与杂种细胞中人染色体DNA进行分子杂交。 保留的人体染色体号数1 2 3 4 5 6 7 8杂种细胞克隆ABC+ + + + - - - -+ + - - + + - -+ - + - + - + -178智囊经验2、 原位分子杂交法基因定位 目的基因DNA 重组DNA* + 早中期染色体 变性 复性 干燥 放射自显影179智囊经验二、 人类染色体作图 人类基因组计划介绍（二）180智囊经验 人类基因组计划（HGP）的基本任务可以用4张图谱来概括：遗传图谱、物理图谱、序列图谱、基因图谱。 1、

42、遗传图谱 遗传图谱也称遗传连锁图谱，构建遗传图谱的基本原理是真核生物遗传过程中会发生减数分裂，此过程中两条同源染色体要进行交换重组，重组百分率可以反映出染色体上两点之间相对距离，称遗传距离，单位为厘摩尔根（cM）。根据遗传距离,可以确定同一染色体上基因间的相互距离,绘制遗传图谱.181智囊经验遗传标记在基因定位时的作用。不同基因带有遗传标记的染色体根据遗传标记，基因在染色体上的位置被确定。182智囊经验2、物理图谱 基因组太大,必需分散测序 如果将每个碱基比作一个英文字母，以每10 cm书写60个字母计算，人类基因组30亿个碱基其长度可达5000千米，相当于从北美洲的蒙特利尔横跨大西洋到达伦敦，洛杉矶 到达巴拿马。以上述标准编写书籍，可写成3000本每册200万字的著作。183智囊经验物理图谱的基本原理是将每一条染色体敲碎、分段克隆，利用重叠的方法将这些克隆头尾重叠相连，就可以获得横跨和覆盖整条染色体的克隆群。物理图以Mb、kb、bp作为图距。物理图谱的路标：STS(sequence-taged site)序列标签位点， STS在基因组中只出现一次，可定义重叠克隆群中某一特定克隆、对重叠克隆