医学遗传学绪论培训课件

1、教学内容一、教材: 78年制 临床医学 专业二、理论教学： 13个章节三、实验教学教学内容一、教材: 78年制 临床医学1.绪论：遗传学与医学 （王亚平） DNA结构与功能 （王亚平）3.细胞遗传学及染色体病 （陈慧梅） 4.单基因遗传及单基因病 （王亚平）5.多基因遗传及多基因病 （李宽钰） 6. 群体遗传学 （李宽钰） 7.生化遗传学 （李宽钰）8.药物遗传学及药物基因组学概论 （李宽钰） 9. 线粒体遗传及线粒体病 （李宽钰） 10.人类基因组学 （李宽钰） 11.肿瘤遗传学 （王亚平）12.表观遗传学 （王亚平）13.临床遗传学 （王亚平） 1.绪论：遗传学与医学 （王对遗传本质的认识

2、对遗传本质的认识 遗传的基本原理结果竟是异乎寻常地简单，这增加了我们的希望，即自然是完全可以认识的。托马斯亨特摩尔根 遗传的基本原理结果竟是异乎寻常地简单，这遗传？遗传学？遗传？遗传学？民谣： “种瓜得瓜，种豆得豆。” “龙生龙、凤生凤、老鼠生的会打洞。” 反映了性状遗传实践： 杂交， 培育良种 马 驴 骡 获得目的性状民谣：实践：贾思勰（北魏时期）齐民要术： 凡谷：成熟有早晚，苗秆有高下，收实有多少，质性有强弱，米性有美恶，粒实有息耗；地势有良薄，山泽有异宜。顺天时，量地利，则用力少而成功多。任性返道，劳而无获。南橘北枳 贾思勰（北魏时期）齐民要术：南橘北枳 希腊字根gen变成和成长为某种东

3、西。Genetics: “研究出生和祖先关系的科学”。遗传学：是研究遗 传信息的组织、表 达和传递的科学, 也是揭示生命本质 和遗传规律的科学希腊字根gen变成和成长为某种东西。遗传学：是研究遗 遗传： 遗传信息从亲代传递到子代的过程,在高等生物经过生殖细胞来完成的。 遗传：性状： 是指一个个体上可观察到的任何特征。 生化特征 细胞类型 解剖结构 器官的功能 精神特征基因与环境性状：基因与环境是临床医学与遗传学相互渗透形成的学科；是研究人类疾病（遗传性疾病）的遗传方式、发病原因、发病机制，以及遗传病的预防、诊断和治疗的科学。医学遗传学(Medical Genetics)是临床医学与遗传学相互渗

4、透形成的学科；医学遗传学遗传病（Inherited disease）由于生殖细胞或受精卵里的遗传物质在数量、结构和功能上发生改变，使由此发育成的个体出现异常表型（因遗传因素而罹患的疾病）。特征： 先天性（Congenital disease）：胎儿出生 时即表现疾病。 家族性（Family disease）：家族聚集发生。 遗传性疾病往往表现为家族性倾向，世代均有 患者。遗传病（Inherited disease）由于生殖细胞或受 非遗传性先天性疾病：婴儿出生时即显 示疾病，可是遗传性疾病，亦可因为胎 儿于母体内受感染或药物等因素影响； 非遗传性家族性疾病：共同环境因素引 起。区别于： 非遗传

5、性先天性疾病：婴儿出生时即显区别于：遗传性疾病的分类染色体病(chromosome disorder)：染色体数目和结构异常导致的疾病。单基因病（single gene disorser）：单个拷贝的突变（显性遗传）；2个拷贝均发生了突变（隐性遗传）多基因病（polygenic disorder），也可称为复杂遗传病（complex disorder）：某些基因可起“主导作用”，但多数具“微效作用”。遗传性疾病的分类染色体病(chromosome disord4.线粒体遗传病（mitochondrial genetic disorders）：线粒体基因组改变导致的疾病，呈细胞质遗传。5. 体细

6、胞遗传病（somatic cell genetic disorder）：只在特定的体细胞中发生，癌症是体细胞遗传病的一个范例。 6. 表观遗传病(epigenetic disorder):由表观遗传修饰异常而导致的疾病。4.线粒体遗传病（mitochondrial genetic医学遗传学简史约1500年前：犹太教法典中对“免割礼”的规定：血友病概念。1814年：Josef Adams 发表论临床所见疾病的遗传可能性。这是有关遗传病的最早的系统描述。医学遗传学简史约1500年前：犹太教法典中对“免割礼”的规定遗传学和医学的持续渗透促进了医学遗传学的发展1900年孟德尔定律重新发现。1903年，

7、Farabee指出，短指（趾）综合征符合孟德尔显性遗传。Arehibald Garrod，生化遗传学的开拓者（inborn errors of metabolism, 1908）: 尿黑酸尿症家系 Willam Bateson 孟德尔定律解释 遗传学和医学的持续渗透促进了医学遗传学的发展1900年孟德 1949，Pauling在镰形细胞贫血症发现异常血红蛋白分子HbS，电泳性质不同的Hb，提出“分子病”（molecular disease）； 1954，Ingram发现Hb第6位氨基酸由缬氨酸 谷氨酸。证明了突变与结构和功能的关系。电泳道1,HbS/HbC;电泳道2,HbS电泳道3,HbA；电

8、泳道4,HbA/HbC 1949，Pauling在镰形细胞贫血症发现异常血红蛋白分1950年代中期以后医学细胞遗传学的高速发展： 徐道觉和蒋有兴（华裔学者的贡献）1959年，21三体、性染色体疾病的阐述;1960年，“费城染色体” 的发现等。1950年代中期以后医学细胞遗传学的高速发展：1970年代后，限制性内切酶的发现及基因操作技 术的建立 分子医学的发展.1980年代后，定位克隆技术的发展，在不知遗传病蛋白质功能的情况下，直接寻找致病基因。1970年代后，限制性内切酶的发现及基因操作技 术的建立 2001年人类基因组计划的完成。全基因组关联分析( Genome-Wide Associati

9、on Studies, GWAS):在全基因组范围筛查与疾病关联的序列变异。外显子组测序个体基因组测序2001年人类基因组计划的完成。在生命的各个层次研究人类疾病（系统生物学）。 遗传学的发展 基因组医学的诞生。在生命的各个层次研究人类疾病（系统生物学）。遗传学理论产生的背景遗传学理论产生的背景观察假说预测实验新假说支持否定新实验科学问题的探索观察假说预测实验新假说支持否定新实验科学问题的探索科学问题的探索科学问题的弗朗西斯培根：提出了以观察和实验为基础的科学认识理论。实验科学的出现极大地促进了生命科学地发展。Francis Bacon15611626以实验为基础的科学认识论弗朗西斯培根：提出

10、了以观察和实验为基础的科学认识理论。Fr实验方法的本质是要求每一种假说（或见解）都必须通过实验的检验，才能承认其科学地位。就实验科学的问题而言，要求找出某一事件发生的条件。只要有可能，要能够控制条件进行重复。实验方法的本质是要求每一种假说（或见解）都必须通过实验的检验经典遗传学理论产生的背景 细胞理论的完善 进化论的提出 遗传种质理论的提出经典遗传学理论产生的背景 细胞理论的完善Schleiden和Schwann创立细胞学说： （1）一切动植物是由细胞发育而来，并且是由细胞和细胞产物所构成。 （2）细胞既有作为独立单位而具有的生命，又有作为机体的组成部分而被赋予的生命。1.细胞理论的完善163

11、5 1703 (Robert Hooke)Schleiden和Schwann创立细胞学说： 1.细胞理Virchow：细胞只能来自细胞，生物体的繁殖细胞分裂。Virchow：细胞只能来自细胞，生物体的繁殖细胞分裂。2.进化论的提出D. Lamarck的生物进化观系统提出进化论：其思想含三个部分：（1）环境对生物体影响的理论：环境变化大，引起动物需要上的变化也大，使动物形成新的习性，导致器官功能变化，最终形成新类型动物。(熊）（2）用进废退和获得性遗传：获得变异两性共有 通过繁殖传递。（3）生物按等级向上发展的理论：生物进化方向低级高级（逐步发展）。动物系统树。（17441829）2.进化论的提

12、出D. Lamarck的生物进化观（1744D. Lamarck （1809年）提出： 父母后天形成的技能、习惯和驱体结构可以传递给子女。 获得性遗传D. Lamarck （1809年）提出： 获得性遗C.R. Darwin（18091882）物种起源和进化论18311836：剑桥毕业后，参加英国海军水文地理调查舰的环球科学旅行1838年提出以生存竞争为基础的“自然选择学说”1859年，达尔文完成物种起源生物进化史观： 生物普遍具有变异现象； 自然选择影响物种的变异。C.R. Darwin（18091882）物种起源和 生物体各部细胞均有特定的自身繁殖粒子，称为 “微芽”或“泛子”, 决定所在

13、细胞分化和发育。 各种“泛子”血液循环生殖细胞后代（呈现其 亲代特征）。 受精卵发育， “泛子”不同的细胞，控制所在细胞 的分化，产生一定组织器官。 环境改变可使“微芽”性质发生改变，并可能由亲 代传给后代。 达尔文关于遗传的泛生学说达尔文关于遗传的泛生学说从身体各部分的“种子物质”由体液运到生殖器官。受精作用就是父母的种子物质互相混合。身体各个部分参与种子物质的形成：例，蓝眼个体产生蓝眼儿女；秃顶的后代也变成秃顶。身体不健康部分，其后代的相应部分也不健康的。 (460377 BC）Hippocrates对遗传的认识：泛生论从身体各部分的“种子物质”由体液运到生殖器官。(460373.种质理论

14、的提出Nagel 提出：生命的基本单元不在细胞，而是含遗传物质的分子团细胞种质。Weismann 发展：生殖细胞来源于生殖细胞，不能来源于体细胞。生殖细胞遗传物质“种质”，于细胞质中。Weismann认为,种质具有连续性，体细胞随亲代死亡而消亡，而亲代种质的一部分成为子代的种质，另外一部分形成子代的体细胞，种质如此相传。3.种质理论的提出Nagel 提出：生命的基本单元不在细胞，控制个体发生的遗传单位（Weismann）生源子（最小的遗传单位）：具有生长和复制能力的各种分子集群组成，控制细胞的特定性质。生源子的数目很大。定子（高一级的等级单位）：生源子特定的复合物，控制如肌肉细胞、血细胞以及身

15、体的其它器官的性状。遗子（更高一级的单位）：由定子联结成，与种系发生有关的结构。控制个体发生的遗传单位（Weismann）生源子（最小的遗传 种质有三个结构层次：与现代遗 传理论的相似性 遗子 基因组、 定子 染色体生源子 基因（性状）1834-1914 种质有三个结构层次：与现代遗 1834-1914Lamarck 的获得性遗传：Lamarck 的获得性遗传：Some of the characteristics of a model organism are as follows:It can be raised easily and inexpensively.It produces l

16、arge numbers of progeny.Its generation time is short.Genetic variants within the species are readily available for study.It has been the subject of previous studies that have produced relevant background information.Some of the characteristics of医学遗传学绪论培训课件 Mendel深受Nagel细胞种质学说的启发 于1854年开始以豌豆为材料进行杂交育

17、种遗 传研究。 Mendel深受Nagel细胞种质学说的启发遗传定律遗传定律Gregor Johann Mendel（孟德尔,1822-1884）1865年发表了植物杂交实验论文，揭示了生物性状服从分离和自由组合的遗传规律，后人称为孟德尔定律。1900年 de Vries（德佛里斯、Correns（柯伦斯）、Tschermak（丘歇马克）重新发现，并重新发表了孟德尔的论文。Gregor Johann Mendel（孟德尔,1822-1822年7月22日，孟德尔出生在奥地利Moravia省的Heizendorf一个农民家庭。1843年Moravia省首府Brno修道院当一名修道师.1951年进入

18、维也纳大学植物学家 F. Unger (进化学说、物种变异）激发Mendel对遗传的兴趣。为著名物理学家 Dopplet（多普勒）当过助教，奠定了其试验思想。1822年7月22日，孟德尔出生在奥地利Moravia省的H著名物理学家兼数学家Ettinghausen (埃廷豪森)是孟德尔的数学老师，其相信数学方法可以应用于各门自然科学,孟德尔曾对他的大作组合分析仔细拜读,奠定了其数理统计分析的基础1853年回到 Brno。1854年开始他的豌豆杂交实验。著名物理学家兼数学家Ettinghausen (埃廷豪森)是孟德尔从市场： 购买了34个豌豆品种 选择了22个品种在修道院的后院内种植 确定7对稳

19、定可区分的性状作为研究对象孟德尔从市场：孟德尔实验的成功取决于他取材适当、方法严密 豌豆杂交试验7个相对性状： 花色：紫、白； 种皮色：黄、绿； 种形：圆、皱； 荚形：膨大、缢缩； 未熟豆荚色：绿、黄； 花位：腋生、顶生； 茎：高、矮。 豌豆是自花授粉植物，容易施行人工授粉。 孟德尔实验的成功取决于他取材适当、方法严密 豌豆杂交试验7选择用作试验的植物要具备：具有固定的不同特征。花期中它们的杂种必须加以保护以避免一切外来（非本身）花粉的影响。它们自身也容易被保护。在连续的世代中，杂种和它们的后代的繁育力不应当明显下降 Mendel，1866选择用作试验的植物要具备：具有固定的不同特征。遗传中的

20、显性和隐性 那些能够完全遗传的或者通过杂交几乎不变的，并因而构成杂种性状的特征显性；而在此过程中成为潜在的那些特性则称为隐性。 J.G. Mendel遗传中的显性和隐性 那些能够完全遗传的或者通几个概念：杂交：用基本特征不同的个体作为亲本来繁育后代自交：杂交后代进行自花授粉。测交：用纯合隐性型与待测定的显性表型杂交，测定后者的基因型的方法。 几个概念：杂交：用基本特征不同的个体作为亲本来繁育后代孟德尔采取种群分析方法分析的是生物后代的大种群，观察每一世 代中的所有成员” 。分析了成千上万的种子和植株。连续八年进行种植试验。 孟德尔采取种群分析方法分析的是生物后代的大种群，观察每一世 孟德尔定律

21、分离律：生殖细胞形成过程中，两个成对的（遗传）粒子彼此分离进入不同的生殖细胞。自由组合率:生殖细胞形成过程中，不同对的（遗传）粒子随机组合，进入不同的生殖细胞。孟德尔定律分离律：生殖细胞形成过程中，两个成对的（遗传）粒子分离律的实验依据实验：纯种圆形豌豆和纯种皱形豌豆杂交 圆形豌豆（子一代）；子一代豌豆 253 粒自交 子二代7324 粒 ：5474 粒圆形 1850 粒皱形， 两者的比例接近3 ：1。 分离律的实验依据实验：纯种圆形豌豆和纯种皱形豌豆杂交 实验说明的问题不同的相对性状杂交后，有的呈显性性状，有的呈隐性性状；隐性性状在“子一代”虽未表现，但未消失 “子二代”表现出来。 孟德尔引

22、出“颗粒遗传”的概 念遗传因子，即控制一对相 对性状的遗传因子在同一体内 独立存在，不相混合。实验说明的问题不同的相对性状杂交后，有的呈显性性状，有的呈隐Particulate HeredityThe prevailing concept was that the traits of the parents became blended in the hybrid, as though the hereditary material consisted of fluids.Mendels observation that one of the parental characteristics

23、was absent in F1 hybrids and reappeared in unchanged form in the F2 generation. Mendel concluded that the traits from the parental lines were transmitted as two different elements of a particulate nature that retained their purity in the hybrids.Particulate HeredityThe prevai自由组合率的实验依据两对（或两对以上）性状的杂交

24、实验：用圆形黄色豌豆与皱形绿色豌豆杂交 圆形黄色。（子一代）自交获得子二代556粒豌豆（4种类型） 两种亲本型： 圆形黄色 315粒 （9） 皱皮绿色 32粒 （1） 两种重组型： 皱形黄色 101粒 （3） 圆形绿色 108粒 （3）圆黄、皱黄、圆绿、皱绿之比 9：3：3：1。 说明：圆、皱和黄、绿两个异对性状之间在遗传中可以随机组合。 自由组合率的实验依据两对（或两对以上）性状的杂交实验：用圆形孟德尔为什么会成功？方法学的创新：大种群分析，数理统计Mendel之前植物学家的杂交实验 英国的Kningt（1797：灰色白色豌豆 杂交 杂交一代 灰色 杂交二代 灰色和白色。孟德尔为什么会成功？

25、方法学的创新：大种群分析，数理统计法国的Nauding： 1863年（Mendel理论提出前两年）工作结果： 植物杂交的正交和反交的结果相同； 杂种的生殖细胞形成时，遗传性状的要素互相分开，进入不同的生殖细胞（否则无法解释杂种二代得到的结果）。法国的Nauding：孟德尔的论文发表于布隆学会会刊被寄往120个单位的图书馆，包括英国皇家学会和林奈学会。孟德尔也将其寄给一些学者，包括Nagel Nagel可能不能理解孟德尔的论点。(山柳菊实验)孟德尔的研究为什么被忽视 ？孟德尔的论文发表于布隆学会会刊孟德尔的研究为什么被忽视 ？ 历史学家曾经查证在1900年以前孟德尔的工作曾被人引用15次左右。

26、俄国植物学家施马里豪森(Schmalhausen)在他的学位论文“论植物杂种圣彼得堡植物区系的观察”中引用了孟德尔的论文 Darwin 对 Mendel 的工作也毫不知晓。 历史学家曾经查证在1900年以前孟德尔的工作曾被人引用15Mendel：耗费大量时间进行试验，它的重要意义不能低估。Mendel坚信 “我的时代一定会到来”。“他的死（1884）使穷人失去了一位恩人，使人类失去了一位品质高尚的人，一位热情的朋友，一位自然科学的促进者和一位模范的牧师。”Mendel：耗费大量时间进行试验，它的重要意义不能低估。1900年 德弗里斯（de Vries，荷兰） 科伦斯（Correns，德国） 丘

27、歇马克（Tschermak，奥地利） 重新发现，并重新发表了孟德尔的论文，从而揭开了现代遗传学的序幕。1900年 德弗里斯（de Vries，荷兰）遗传因子在染色体上： Sutton：父本和母本染色体“结合成对”并在减数分裂时分开（孟德尔遗传定律的物质基础）。 Boveri ：受精卵分裂过程中所有细胞的染色体一半来自父本，一半来自母本。染色体与孟德尔遗传因子分布的一致性(1903)遗传因子在染色体上：染色体与孟德尔遗传因子染色体遗传学说(1903)各种生物的染色体数目恒定，染色体两两成对，一条来自父本，一条来自母本 二倍体。生殖细胞减数分裂中，同对的两条染色体彼此分离，各进入一个生殖细胞 单倍

28、型。在生殖细胞成熟过程中，不同对的染色体独立行动，可分可合，机会均等。染色体各有它的特殊形态，世代复制，维持稳定。染色体遗传学说(1903)各种生物的染色体数目恒定，染色体两1906年，William Bateson 在第三届杂交与植物育种国际会议上建议用一个新词“Genetics”作为一门新的学科的名词。并提出： Allele（等位基因):一个遗传座位（基因）上的所具有的几种不同形式。纯合子（homozygous）：基因座上具有相同的等位基因杂合子（heterozygous）：基因座上具有不同的等位基因。遗传学的诞生1906年，William Bateson 在第三届杂交与植基因（gene）

29、：含有遗传信息的可遗传单位。基因型（Genotype）：个体的遗传结构；表现型（Phenotype）：环境条件与基因型相互作用而使个体呈现的性状。Wilhelm Ludvig Johannsen (1857 - 1927)WL Johannsen（1909）: Gene 基因基因（gene）：含有遗传信息的可遗传单位。Wilhelm Thomas Morgen（托马斯 摩尔根）发展了经典遗传学的理论开创了细胞遗传学的辉煌实现了遗传学的第一次理论综合Thomas Morgen（托马斯 摩尔根）发展了经典遗Thomas Morgen发现基因之间的连锁遗传特征，建立了遗传学的第三定律 连锁交换率。1

30、928年出版了“The Theory of the Gene”，实现了遗传学上第一次理论综合。Morgan根据基因的交换值估计连锁基因之间的距离、相对位置和线性排列，制定了果蝇的基因连锁图，又称遗传图。1933年获诺贝尔生理和医学奖Thomas Morgen发现基因之间的连锁遗传特征，建立了Thomas Morgen1891年完成有关海洋蜘蛛发育的博士论文。1900年，摩尔根开始思考遗传学问题，考虑遗传进化发育之间的关系。1904年，在哥伦比亚大学担任实验动物学教授，开始以黑腹果蝇为材料，进行遗传学研究。Thomas Morgen1891年完成有关海洋蜘蛛发育的博Thomas Morgen19

31、09年，在野生型红眼果蝇中发现一只突变的白眼雄性果蝇 定位于X染色体。1910年发表果蝇性连锁遗传，并在10多年间发现400多种突变型。果蝇杂交和细胞学检查： 验证了“分离律、自由组合律”及染色体机制 发现了“基因的连锁与交换” 。Thomas Morgen1909年，在野生型红眼果蝇中发现连锁现象的发现1909，野生型红眼果蝇中发现一只“白眼”突变型雄果蝇；将“白眼” 雄果蝇与野生型雌果蝇杂交，F1代均为野生表型；F1自交F2代：所有雌果蝇野生型表型 一半雄果蝇野生型表型 一半雄果蝇“白眼”表型连锁现象的发现1909，野生型红眼果蝇中发现一只“白眼”突变“白眼”基因与一条X染色体的行动完全平

32、行“白眼”基因在X染色体.Y染色体上没有其等位基因。“白眼”基因与一条X染色体的行动完全平行“白眼”基因在X染提出“染色体交换” 实验基础果蝇两对性状遗传的连锁现象： 野生型果蝇呈：灰身、长翅（显性） 突变型果蝇有：黑身、残翅（隐性） 果蝇体色的一对性状 灰身（BB，显性）与 黑身（bb，隐性）， 果蝇翅长的一对性状 长翅（VV，显性）与 残翅（vv，隐性）提出“染色体交换” 实验基础 果蝇杂交实验灰身残翅（BBvv） 黑身长翅（bbVV） 杂交 子一代： 灰长果蝇（BbVv） 灰长果蝇（BbVv） 黑残果蝇（bbvv） 测交 子二代？ 果蝇杂交实验按孟德尔自由组合律的预测配子配子BVBvbV

33、bvbvBbVv灰身长翅Bbvv灰身残翅bbVv黑身长翅bbvv黑身残翅比例25252525BbVvbbvv按孟德尔自由组合律的预测配子BbVvBbvvbbVvbbvv果蝇杂交后的实际结果黑身没有与残翅组合灰身没有与长翅组合50%黑身和长翅50% 灰身和残翅XX测交测交后代PF1灰身和残翅黑身和长翅灰身长翅黑身残翅果蝇杂交后的实际结果黑身没有与残翅组合灰身没有与长翅组合50BvBbbvVVBvbVvvbbBVvvvbbb灰残灰残50黑长黑长50黑残灰长连锁模式图：亲代子一代子二代BvBbbvVVBvbVvvbbBVvvvbbb灰残灰残50摩尔根假说连锁“灰身” 和“残翅”基因同在一条染色体上；

34、 “黑身” 和“长翅”基因同在另一染色体上；生殖细胞成熟过程中， 黑长组合与灰残组合也随染色体分离，子一代雄蝇只产生两种精子：带灰身/残翅基因或带黑身/长翅基因。 灰身和残翅 黑身和长翅联合遗传 连锁摩尔根假说连锁“灰身” 和“残翅”基因同在一条染色体上；果蝇杂交后的实际结果黑身没有与残翅组合灰身没有与长翅组合50%黑身长翅50% 灰身残翅XX测交测交后代PF1灰身和残翅黑身和长翅灰身长翅黑身残翅果蝇杂交后的实际结果黑身没有与残翅组合灰身没有与长翅组合5042%黑身长翅42%灰身残翅XX测交测交后代PF1灰身和残翅黑身和长翅灰身长翅黑身残翅果蝇连锁中的意外现象交换灰残 + 黑长 亲型 848%

35、灰身长翅8%黑身残翅灰长 + 黑残重组型 1642%黑身长翅42%灰身残翅XX测交测交后代PF1灰身和残翅vbbvVBvbVvvbbbvvvvbbb灰残亲型 84黑长重组型 16黑残灰长（子一代）连锁交换模式图：BVB灰长黑残BVBvvVbbvb不交换84交换16子二代vbbvVBvbVvvbbbvvvvbbb灰残亲型 84黑摩尔根假说连锁 “灰身”和“残翅” “黑身”和“长翅” 84保持连锁关系亲型组合；染色体连锁摩尔根假说连锁 “灰身”和“残翅” 染色体连锁摩尔根假说交换其余16是重组型或交换型：由于在两条同源染色体上的两个基因对之间发生了交换，出现灰身长翅、黑身残翅重组型。如子二代的两种

36、类型均与亲代相同 完全连锁出现重组型 不完全连锁摩尔根假说交换其余16是重组型或交换型：由于在两条同源基因交换的细胞遗传学直接证据（Curt Stern, 1931）培养出一种突变雌蝇，含两条容易识别的X染色体： 第一条X染色体：短缺的X染色体（缺失） 第二条X染色体呈“ L”形(X染色体短臂上连接了一段Y染色体)基因交换的细胞遗传学直接证据（Curt Stern, 19 短缺的X染色体: “粉红眼”基因（隐性） “棒眼”基因（显性） “ L”形X染色体:存在： “红眼”基因（显性） “圆眼”基因（隐性） “红色棒眼” 雌蝇(杂合性） “粉红色圆眼”雄蝇正常X染色体短缺X染色体的等位基因测交

37、短缺的X染色体:正常X染色体短缺X染色体的等位基因测交“棒形粉红眼”含断裂X染色体“圆形红眼”含 “L” 形X染色体预计产生两种表型“棒形粉红眼”含断裂X染色体“圆形红眼”含 “L” 形少数子蝇：新的组合 新的表型：圆形粉红眼 ：棒形红眼（1：1） 新的染色体核型同时出现 “圆形粉红眼”两条正常形状X染色体 “棒形红眼”“L” 形断裂的X染色体多数子蝇： 棒形粉红眼 ：圆形红眼(1：1) 连锁关系产生四种表型子代少数子蝇：新的组合多数子蝇：产生四种表型子代结论: 断裂X染色体上的 “棒眼” 基因 “ L” 形X染色体上 “L” 形X染色体上的 “圆眼” 基因 断裂X染色体上 棒眼红色：雌蝇圆眼

38、粉红：雄蝇棒形粉红眼圆形红眼圆形粉红眼棒形红眼结论:棒眼红色：雌蝇圆眼粉红：雄蝇棒形粉红眼圆形红眼圆形粉红B.Creighton ( McClintock的学生）玉米实验“玉米细胞学和遗传交换的相关性” 玉米的9号染色体：定位有色素基因C（短臂）和糯质基因Wx（长臂）。异常9号染色体：短臂纽结（knob） 色素基因C；长臂端易位的8号染色体片段糯质基因wx 。异常的9号染色体上的“纽结”和“易位片段”做为标记，观察交换后与性状之间的关系。B.Creighton ( McClintock的学生）玉米果蝇染色体基因定位（连锁）图Alfred.H. Sturtvant果蝇染色体基因定位（连锁）图Al

39、fred.H. Sturtv几种生物的连锁群与染色体对数生物种类连锁群数染色体对数黑腹果蝇44玉米1010大麦77豌豆77豌豆：子叶色、花色位于染色体1；花位（腋生/顶生）、豆荚形状（缩缢/膨出）、茎（高/矮）都位于染色体4(后两者位置较近）。 Nature,1975,256:206几种生物的连锁群与染色体对数生物种类连锁群数染色体对数黑腹果假如问我怎么会有这些发现，回答是：一靠勤奋；二靠明智地使用各种假说我所说的“明智”，指的是愿意放弃任何假说，除非能为它们找到可靠的证据；三靠实验材料得当；最后要少开些遗传学大会。 托马斯亨特摩尔根 假如问我怎么会有这些发现，回答是：托马斯亨特摩尔根 191

40、5， Muller, Sturtvant and Bridges合著The Mechanism of Mendelian Heredity 1928，出版基因论（The Theory of the Gene），对其创立的基因学说实现了遗传学上的第一次理论综合。 在染色体遗传理论上的贡献，Morgan于1933年获诺贝尔医学和生理学奖。 1915， Muller, Sturtvant and B 性状遗传的基本单位是基因； 基因在细胞的染色体上，具有其固定的位置； 基因间有一定的距离和顺序； 它们可以通过交换、重组改变自己的相对位置； 可以通过突变改变自己的相对性状 性状遗传的基本单位是基因；芭

41、芭拉麦克林托克转座基因（跳跃基因）的发现者遗传学发展的前半期有3位伟大的科学家，他们的姓氏都以大写的字母“M”开头：Mendel Morgen McClintockBarbara McClintock1902 1992芭芭拉麦克林托克转座基因（跳跃基因）的发现者遗传学发展的芭芭拉麦克林托克（B. McClintock）1902年出生于美国康涅狄格州.1927年毕业于康奈尔大学农学院，同年开始在康奈尔大学（师从R.A.埃默森）从事玉米遗传研究。1944年，进入美国纽约长岛的冷泉港实验室，正式开始她的著名研究。芭芭拉麦克林托克（B. McClintock）1902年出在对印度彩色玉米的研究中，发现

42、玉米籽粒和叶片上的色斑受某些不稳定基因控制。19501951年提出基因转座（跳跃基因)概念, 使科学界震惊，但不理解。1960s年代，在微生物中发现“插入序列”、“转座子”后，其成果才被认识。1983年（独立）获得诺贝尔生理和医学奖，距她最初提出“跳跃基因”的时间已30余年。在对印度彩色玉米的研究中，发现玉米籽粒和叶片上的色斑受某些不调节和控制今天已成为遗传学家基本专业概念的一部分；但在二十世纪四十年代，在大多数遗传学家中间“控制的思想甚至连想都没有想过”。但是每个受精细胞的发育受到调节显而易见：玉米籽粒产生玉米植株，细胞产生组成生物体的各种特征型的组织，细胞增殖的时候就必须分化。 调节和控制

43、今天已成为遗传学家基本专业概念的一部分； “配子中的遗传因子是独立存在”纯粹是一种先成论的观点。 根据Sutton假设的前提,如果孟德尔的“性状”是由 于一种特殊的染色体“在”与“不在”所决定，如何解释：动物的一个组织器官与另一个截然不同，它们怎么会包含同样的染色体组呢？ Morgen曾经认为： “配子中的遗传因子是独立存在”纯粹是一种先成论的观点。 第一，遗传学家对玉米比对任何其它植物都熟悉得多；第二，根据麦克林托克的新技术，玉米染色体要比果蝇染色体看得详尽得多了。 选择玉米有两个明显的理由第一，遗传学家对玉米比对任何其它植物都熟悉得多；选择玉米有两种植的玉米幼苗具有基本“变异”：相对于绿色

44、植株，可能是白色、浅绿色、淡黄色。这些突变不稳定：在每一棵突变型幼苗中，可以看到本不属于它的斑驳杂色，如白色叶片上绿色斑点等。每一个斑点表示由一个突变的单细胞分裂长成的一组细胞。斑点大：突变较早，细胞较多；斑点小：突变较晚，细胞较少。种植的玉米幼苗具有基本“变异”：相对于绿色植株，可能是白色、因此，斑点大小的数目可以用来测定幼苗 发育特定时期的突变频率。McClintock发现，每一斑点都表示一独特的突变频率，在特定植物的生活周期中，这一突变率基本不变。这种规律性表明什么东西在控制着突变频率。McClintock提供了一个与遗传事件有关的发育规律性的实例因此，斑点大小的数目可以用来测定幼苗 发育特定时期的突变频率科学发现往往是从“例外”中找到线索。色素斑驳组织的特殊部位所表明的突变率与整株植物不同。这些特殊部位的每一部分可能就来源于一个独特的细胞，在许多情况下它们表现为成对产生。科学发现往往是从“例外”中找到线索。McClintock发现，两个有明显界限但又邻接的部位在突变率上表现为逆向关系，即一个部位的突变率大量增加，它的姊妹部位则大大减少，这些成对部位是由某生长点的两个姊妹细胞产生的。她已经有了细胞突变率基本不变的证据；现在她正看着植物细胞史上的某一点：突变率转换。 McClint