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03--连锁遗传分析与染色体作图
湖南科技大学
Hunan University of Science and Technology
性染色体(sex-chromosome)—与性别决定有明 显而直接关系的染色体。 常染色体(autosome)—性染色体之外的染色体。 常染色体中每对同源染色体的两成员在形态、结 构上基本一样。 性染色体在形态、结构和大小上都可有所不同, 属异形。
二、性别决定的几个类型 1.XO型:E.B.Wilson阐明了H.Henking在昆 虫中发现的性别染色体决定性别的机制,现在 把它叫XO型。 雌性为XX型 产生一种配子 X型 雄性为XO型 产生二种配子 X、O型
蝗虫、蟑螂、蟠蟀等许多昆虫中都是这种类型。
2.XY型: 1908年N.M.Stevens发现果蝇的性染色体 为另一种类型XY型,即雄性个体的精母细胞中 除了有一个X染色体外,还有一个和它同源的Y 染色体。
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性染色体的发现: 1891年,德国细胞学家H.Henking 用固 定和切片的方法研究减数分裂过程中染色体 的变化,在半翅目昆虫中发现了一种“特殊的 染色体”。当时这位细胞学家对这种特殊染色 体的性质不大理解,就像个未知数一样,随 便给它起了个名字叫“X染色体”。
例2:红绿色盲患者(color blindness) 不能分辩红 色和绿色。控制红色和绿色色盲的两个基因为隐 性,位于X染色体上,由于它们的相距很近,联系 紧密,常一起传给一个后代,所以就把它们合在一 起,用符号b表示。
如果携带红绿色盲基因的女性和患有红绿 在女儿中, 一半是正常的,一半是携带者, 色盲的男性婚配,男孩中将有一半患者,女孩 表现型都是正常的。 中 也在儿子中,一半是正常的,一半是色盲的很 将有一半患者,由于这种婚配的机会 少,所以,女性的患病者也就很少。因此,男 人患红绿色盲的比率比妇女高得多。我国男子 红绿色盲患者近4.89%,女性患者0.7%。
人类、哺乳类、某些两栖类、某些鱼类以及很多昆 虫都为XY型
3.ZW型:1914年,英国的L. Doncaster,发现舞 毒娥中的性别决定正好与XY型相反。即雄性具有 两个同型性染色体,而雌性具有两个异型性染色 体的生物称为ZW型性决定。
以后在鳞翅目昆虫的其它昆虫中,在两栖类、爬 行类和鸟类,以及家蚕中,都发现这种ZW型。
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伴性遗传或性连锁遗传(Sex Linkage)---这种位于性染色体上的基因的传递与性 别相联系的遗传方式叫伴性遗传或性连锁 遗传(Sex Linkage)。 交叉遗传(crisscross inheritance)---由于X染色体的遗传特点(父亲传给女 儿,母亲传给儿子),这种遗传方式又叫 做交叉遗传(crisscross inheritance)。
蚕豆中何种物质诱发的“蚕豆病”尚无定论,其发 病程度与食蚕豆量无关。患者平时无溶血反应,在 药物、蚕至不定位的腹痛, 继而发生呕吐,脸色苍白,严重者有明显的黄疸, 少尿或无尿,甚至休克和肾功能衰竭。如不及时抢 救,可在1-2天内死亡。 预防:不生食蚕豆,特别是新鲜蚕豆,不一次 大量进食或连续进食。 家族中有“遗传性血红细胞缺陷症”病史的人应禁 食蚕豆。
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Morgan工作的意义: 第一次把一个特定基因与一个特定 的染色体联系起来。 染色体遗传学说的第一细胞遗传学 证据。 果蝇的白眼性状的遗传与性别有关, 表现为交叉遗传。因为有关的基因在X染 色上,所以为明确起见,现在称X-连锁 遗传。
合子(zygote)-----雌雄配子经受精作用所形成的 二倍体细胞。 全合子(holozygote)-----在二倍体真核生物中, 受精时两个单倍体配子所形成的包含两个完整染 色体组的二倍体细胞。 hemizygote(半合子)-----性染色体差别区段上 的基因只存在于一条染色体上,并不成对出现, 这些基因称为半合子。如x-y系统的雄性即为半合 子。
例3: G6PD deficiency:Favism 蚕豆病 医学上叫“血红细胞B-磷酸葡萄糖脱氢酶缺乏症” 春季吃新鲜的蚕豆后出现腹痛,黄疸。是一种以黄 疸贫血为主要特征的溶血性疾病。 引起蚕豆病原因: 一是有的人在蚕豆收获季节里大量进食新鲜蚕 豆,使摄入的裂解素和多巴醌等有毒物质超过一定 数量而中毒发病。 另一个原因是有的人本身患有“遗传性血红细胞 缺陷症”,他们在进食新鲜蚕豆或吸入蚕豆花粉 后,其中的有毒物质可使体内血红细胞被氧化破坏 而发生溶血性病变。
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现在已知性别形成经过:性别决定和性别分 化两个步骤 性别决定—是指受精卵中的遗传物质—染色体 组成对性别的决定作用。因此性别决定在雌雄 配子结合的那一瞬间就已经完成,以后的过程 就是性别分化。 性别分化—是指在性别决定的基础上,决定性 别的遗传物质与一定的内外环境条件相互作用 发育为一定性别的表现型的过程。
(2) X-连锁显性遗传 (Sex-Linked dominant inheritance ,XD) 例:抗维生素D佝偻病(Vitamin D resistant richets)(俗称小儿软骨病)患者: XRXR, XRXr, XRY
1)X-连锁隐性遗传 (sex-Linked recessive inheritance, XR) 例1:血友病(hemophilia)是人类主要的 遗传性出血性疾病,血友病A(缺乏凝血因子Ⅷ) 约占血友病的85%; 血友病B(缺乏凝血因子Ⅸ)。 现已证明:血友病是由于控制凝血因子的基因发 生突变,导致血液中凝血因子Ⅷ 、Ⅸ缺乏,从 而破坏人体的内源性凝血过程,引起严重出血甚 至危及生命。
实验2:
P:
XWX+♀ × XWY♂ ↓ F1 X+XW♀ XWXW ♀ X+Y♂ XWY♂ 1 : 1 : 1 : 1
实验3:
4.12
XwXw ♀ × X+ Y (无亲缘的 ↓ 纯种果蝇) XW X+ Y ↓ X+XW ♀ × XWY♂ ↓ X + XW XW Y ↓ X+XW♀ XWXW♀ X+Y♂ XWY♂ 1 : 1 : 1 : 1
实验1:
4.11
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实验2:
4.12
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实验3:
4.12
上述结果表明: (1)果蝇眼色遗传与性别相关; (2)出现了交叉遗传现象:母本性状传给儿 子,父本性状传给女儿。 (3)白眼雄蝇无论是来自自发突变(实验1、3) 还是来自杂交(实验2),其基因型都同样是纯 合的。 这种由杂交得到纯合子的现象表明:在果绳雄 性中眼色基因只能有一个(白眼基因或红眼等 位基因)而不是一对。
(2)根据假说,白眼雌蝇与红眼雄蝇交配 时,子代中雌蝇都是红眼,雄蝇都是白眼。 (出现交叉遗传\绞花遗传) (3)根据假设,白眼雌蝇和白眼雄蝇交配时, 子代雌、雄都是白眼,而且以后也能真实传 代,成为稳定品系。 以上三个验证实验中,以第二个实验最为 关键。Morgan的实验结果跟预期完全符合, 假设得到证实。
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摩尔根的假说:
果蝇控制复眼颜色性状的基因+(红色)、w (白色)位于X染色体上,白眼是隐性性状。 Y染色体上不带有这个基因的等位基因。
实验1: 4.11
P1 X+X+ × XWY 红眼 ♀ ↓ 白眼♂ X+ Xw Y X+Xw × X+Y F1 红眼 ♀ 红眼♂ X+ Xw X+ Y ↓ F2 X+X+ X+XW X+Y XW Y 红眼 ♀ 红眼 ♀ 红眼♂ 白眼♂ 1/4 1/4 1/4 1/4
二、人类的伴性遗传
人类的X染色体 Length: 153692391 bps Known Ensembl genes: 749 Pseudogenes : 88 SNPs : 215733 已知有800多个基因位于X染色体上,其中 有些是致病基因(4.17)。它们的遗传方式与果蝇 白眼基因的遗传方式相同。 其中较典型的例子有: A型血友病(hemophilia A) 红绿色盲 (protanopia and deutan) 蚕豆病 (G6PD deficiency)
血友病的遗传方式的特点: (1)有病的人(几乎)都是男 的。这是因为男性的h基因,是 半合的。而女性则只有纯合子 的hh才能发病,因此女血友病 患者的概率很小。 一个A型血友病患者的家系 (2)父亲的血友病基因不能传给儿子,只能传给 他的女儿。女儿一般为携带者,即杂合的,不表 现出症状,所以代与代间有明显的不连续(隔代 遗传)。 (3)男性患者的女儿虽然表现型正常,但可生下 有病的外孙来。
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第三章 连锁遗传分析 Chapter 3 Linkage inheritance
第一节 性染色体与性别决定 Sect 1 Sex-chromosome & Sex Determination 一、概念 性别—所谓性别就是雌雄差别。 所有高等动物、许多低等动物和许多植物, 具有雌、雄之分,生物学把这种雌雄区别叫性别 性比—雌性个体数目除以雄性个体数目(性比例) 人们很早就发现,在性别分开的多数生物中, 雌雄个体比例接近1:1。 性比例是一种孟德尔比数—测交比例。 说明性别遗传遵守孟德尔遗传原理