遗传学-人类连锁分析
基因在染色体上定位的基本方法
基因在染色体上定位的基本方法1.遗传连锁分析：遗传连锁分析是通过对家族中的基因型和表型进行检测和分析，确定基因与染色体的位置关系。
这种方法通过比较不同的亲代和子代之间的遗传关系，可以推测基因位点在染色体上的相对位置。
2.染色体显带技术：染色体显带技术是将染色体进行染色处理后，通过显微镜观察染色体的特殊带状分布来确定基因或基因组的位置。
常用的染色体显带技术有吉姆萨染色法和Q-带染色法等。
3.倒位和缺失：倒位和缺失是指染色体片段的倒转和丢失，这种染色体异常通常说明被倒转或丢失的区域内含有对其中一基因的局部作用。
通过研究倒位和缺失的病人或动物模型，可以确定被破坏的基因在染色体上的位置。
4.分子标记和杂交技术：分子标记和杂交技术是基于DNA分子间的互补配对原理，通过标记和杂交技术可以在染色体上定位基因。
常用的分子标记技术包括PCR、限制性片段长度多态性(RFLP)、微卫星标记和单核苷酸多态性(SNP)等。
这些标记可以通过杂交技术与染色体上的特定区域发生互补配对，从而确定目标基因的位置。
5.整合遗传和物理图谱：整合遗传和物理图谱是一种将遗传信息与物理距离相连的方法。
遗传图谱是根据遗传连锁分析得到的基因距离关系，而物理图谱则是根据染色体的物理特性和DNA序列的物理位置建立的。
通过整合遗传和物理图谱，可以更准确地确定基因在染色体上的位置。
6.定位克隆技术：定位克隆技术主要利用染色体上已知的标记序列或已离体的基因进行探针筛选和杂交实验，进而确定目标基因的精确位置。
常见的定位克隆技术包括克隆定位、转录映射和比较基因组定位等。
7.基因组测序：基因组测序技术的发展为基因在染色体上的定位提供了新的工具和方法。
通过高通量测序技术，可以对染色体上的DNA序列进行全面的测定，从而获得准确的基因位置信息。
综上所述，基因在染色体上定位的基本方法包括遗传连锁分析、染色体显带技术、倒位和缺失、分子标记和杂交技术、整合遗传和物理图谱、定位克隆和基因组测序等。
遗传学--第5章l连锁分析和基因作图
连锁与交换的遗传机理
P F1
(复制) 同源染色体联会(偶线期) 非姊妹染色单体交换(偶线期到双线期)
终变期
四分体
五、重组型配子的比例
1. 尽管在发生交换的孢(性)母细胞所产生的配子中，亲 本型和重组型配子各占一半，但是双杂合体所产生的 四种配子的比例并不相等，因为并不是所有的孢母细 胞都发生两对基因间的交换。 2. 重组型配子比例是发生交换的孢母细胞比例的一半， 并且两种重组型配子的比例相等，两种亲本型配子的 比例相等。
香豌豆P-L基因间交换值测定(3)
而F2中双隐性个体(ppll)的实际数目是可出直接观测得 到的(本例中为1338)，其比例也可出直接计算得到 (1338/6952)，因此有： 1338 2 d = × 100% = 19.2% 6952
⇒ pl配子的比例：d = 0.192 = 0.44 ⇒ 两种亲本型配子的比例：a = d = 0.44 1 − (a + d ) ⇒ 两种重组型配子的比例：b = c = = 0.06 2 ⇒ P − L间交换值 = b + c = 0.06 + 0.06 = 0.12 = 12%
(一)、每对相对性状是否符合分离规律？
性状 花色 相引相 花粉粒 形状 花色 相斥相 花粉粒 形状 F2表现型 紫花(显) 红花(隐) 长花粉粒(显) 圆花粉粒(隐) 紫花(显) 红花(隐) 长花粉粒(显) 圆花粉粒(隐) F2个体数 4831+390=5221 1338+393=1731 4831+393=5224 1338+390=1728 226+95=321 97+1=98 226+97=323 95+1=96 F2分离比例 3:1 3:1 3:1 3:1
遗传学7 第7章 连锁遗传分析
完全连锁和不完全连锁
连锁(linkage)：生物性状很多，控制这些性状的基因自然
也多，而生物的染色体数目有限，若干非等位基因位于同一 染色体而发生连系遗传的现象。
完全连锁：位于同源染色体上非等位基因之间不发生非
姐妹染色单体之间的交换, F1只产生两种亲型配子、其自交
花的颜色和 花粉形状的 分离比各自 符合3:1
❖
F2四种表现型个体数的比例与9:3:3:1相差很大，并且两亲 本性状组合类型(紫圆和红长)的实际数高于理论数，而两种 新性状组合类型(紫长和红圆)的实际数少于理论数。
连锁(linkage)遗传现象
杂交试验中，原来为同一亲本所具有的 两个性状在F2中不符合自由组合规律，而常 有在一起遗传的倾向，这种现象叫做连锁遗 传现象。
完全连锁：少数的生物中，如：雄果 蝇和雌家蚕中为完全连锁。
连锁遗传常用的符号：
• AB/ab： 表示A和B连锁，a与b连锁。
测交实验2-不完全连锁
灰身长翅 黑身残翅
♀
灰身长翅
灰身残翅
黑身长翅
黑身残翅
415
92
88
405
当两对非等位基因为不完全连锁时，F1不仅产生亲本型 配子（BV和bv）也产生重组型配子（Bv和bV）。
(二) 基因定位的方法
1、两点测交(two-point testcross)：
每次只测定两个基因间的遗传距离，是基因 定位最基本的方法。 • 需要通过三次试验，获得三对基因两两间交 换值、估计其遗传距离； • 根据三个遗传距离推断三对基因间的排列次 序和距离。
交换的特点
♥交换发生的时间：减数分裂的粗线期，成熟 于双线期 ♥交换必定发生在非姐妹染色单体的相同位置 上，重组是一个准确的相互交换的过程 ♥每次交换只涉及到四条染色单体中的2条，即 减数分裂后的四个产物中，2个是重组型，2 个是亲本型
遗传学研究中的连锁分析方法综述
遗传学研究中的连锁分析方法综述遗传学是关于遗传物质遗传规律和分子机理的研究，是现代生物学科学体系中的重要组成部分。
而遗传学研究中的连锁分析方法则是其中一个关键技术，是研究基因遗传的重要工具。
本文将对连锁分析方法进行综述，介绍其原理、应用以及发展现状。
一、连锁分析方法的原理连锁分析方法由英国生物学家托马斯·亨特·摩尔根于1910年提出，也称为联锁分析法，是通过连锁基因的相对距离和复合度来估计物种中基因频率和遗传连锁率。
在基因组中，遗传连锁表示某些基因之间的密切联系，其中可以说明的关键是相邻基因间的距离尺度。
当基因位于某条染色体上时，可以很容易地确定它们之间的距离，并依次记录它们之间出现的新组合，建立一个物种中的遗传图谱。
这个遗传图谱能够帮助我们了解基因之间的复合度和遗传频率，并且是遗传学研究的基础之一。
二、连锁分析方法的应用连锁分析方法的应用十分广泛。
它可以帮助研究者确认基因之间的相关性，如是确定在发病基因和疾病之间的联系，还是确认某个区域内的标记基因和疾病的相关性。
基于此，该方法在医学上的应用十分广泛。
例如，在研究人类遗传疾病方面，使用连锁分析方法可以快速找到基因和疾病之间的关联。
同时，它也可以帮助评估同源复制等现象，说明基因变异对疾病的贡献。
此外，连锁分析方法还可以帮助我们了解不同物种之间的遗传关系和演化历史。
三、连锁分析方法的发展现状连锁分析方法是连续变化中的技术，随着科技的不断进步，方法也在不断更新。
在研究中，已有许多先进的连锁分析方法被提出和应用。
例如，一种名为调节辅助聚类方法的连锁分析技术，可以帮助我们在数据量较大时，快速分析基因之间的连接和距离。
分子标志显微镜技术和基因芯片等工具则可以帮助我们更好地深入理解基因既有关系，又有变异的现象，从而更好地帮助我们预后和治疗人类遗传疾病。
在标记选择和基因组关联方面，也有许多发现。
例如，可以使用单倍体分析方法，帮助我们了解基因在个体中的分布和复制情况。
遗传学研究中的遗传连锁分析
遗传学研究中的遗传连锁分析遗传连锁是指遗传物质在染色体中的排列顺序被固定下来，使得先前两个连锁位点距离近的基因相对稳定地遗传给后代。
因此，遗传连锁分析是一种研究基因间相互关系的方法，通过分析两个或多个特定的基因之间的遗传连锁，来推断基因组内不同部位之间的连接情况。
一、遗传连锁的概念和应用当遗传物质在染色体上的相邻两个位点上的两个基因的位置越近，它们就越容易一起遗传给下一代。
这种情况称为遗传连锁。
由于不同的基因在遗传物质上的定位是不同的，所以根据不同基因之间的遗传连锁关系，可以得到遗传物质的排列顺序，并确定相对靠近的基因。
这样就能识别出一些在表观上几乎相同的基因或基因组。
通过遗传连锁分析，可以确定疾病与某些基因的关联，开发疾病预防或治疗药物。
例如，人类有基因突变导致某些遗传病，如视网膜色素变性、高血压、唐氏综合症、多发性硬化等。
在科学家们对这些繁杂的遗传病进行研究的过程中，需要寻找与疾病有关的基因，并确定它的位置。
在这个基础上，通过对不同家族中同病种成员的基因组进行遗传连锁分析，最终得出可能发生突变的位点，这些位点是导致遗传病的基因。
借助这些基因定位信息，科学家们将疾病基因克隆出来，从而实现疾病药物的开发。
遗传连锁分析还可以用于了解家族成员的家族遗传史。
通过对家族成员的遗传连锁位点进行分析，可以预测这个家族有哪些基因是突变的或异常的，这样家族成员可以选择生育和结婚的方案，避免遗传病的发生。
二、遗传连锁分析的方法遗传连锁分析的方法主要涉及三个方面：基因定位、基因克隆和关联分析。
1、基因定位前提是先知道哪些物质是受到某种疾病影响的——在不同家族成员中，一些物质会发生变异，这导致了疾病的发生。
科学家们通过已知的基因位置组成一张基因地图，摆放在基因组上。
这张地图具有特定的目的，是为了精确定位突变的基因。
通常，基因地图给出了一些作为基准物质的点。
这些点只会有一种类型，对人类来说是基于染色体的位点。
当科学家想要确定某个基因的位置时，他们就从这些标记点开始寻找其他的位点，找到基因突变的位置。
遗传学研究中常用的实验方法和技术分析
遗传学研究中常用的实验方法和技术分析遗传学是研究遗传变异、遗传机制和遗传传递等相关现象的学科。
在遗传学研究中，科学家们使用各种实验方法和技术来解决遗传学问题。
本文将介绍几种常用的实验方法和技术分析。
1. 遗传交叉实验遗传交叉实验是研究遗传物质的传递和遗传机制的重要实验方法。
它通过控制杂交种的亲本，将不同基因型的个体进行交叉配制，观察后代的表型和基因型，以揭示遗传性状的遗传规律。
这种实验方法对于探究显性和隐性基因、连锁和分离基因、基因间互作等遗传现象非常有用。
2. 连锁分析连锁分析是为了研究染色体上基因的顺序和距离关系而使用的实验方法。
通过对遗传标记物（如DNA标记）和目标物（如基因）之间的联系进行分析，确定它们在染色体上的位置关系。
常用的连锁分析方法包括连锁群体分析、联合分析和遗传距离计算等，这些方法可以帮助研究者绘制出遗传图谱，揭示基因组的结构和功能。
3. 基因克隆基因克隆是通过DNA重组和复制技术来制备目标DNA序列的重要实验技术。
这项技术可以帮助研究人员获取感兴趣的基因片段，进而研究该基因的功能和表达。
常用的基因克隆技术包括PCR技术、限制性内切酶切割、DNA连接酶反应等。
通过这些技术，研究者可以从基因组中获取特定的DNA序列，并进一步对其进行功能研究。
4. 突变分析突变分析是用于研究突变基因对于遗传特征的影响的重要实验方法。
通过造成基因突变或引入外源性突变基因，研究者可以观察到此突变对生物性状的影响。
突变分析可以帮助我们理解基因对于生命过程中的作用和机制，并进一步揭示基因与表型之间的关系。
5. 基因表达分析基因表达分析是研究基因在特定时间和空间上的表达模式的实验技术。
通过测定基因表达水平，研究者可以了解特定环境条件下基因的调控机制和功能。
常用的基因表达分析方法包括实时定量PCR、RNA测序和蛋白质组学等。
这些技术能够帮助我们理解基因在发育、疾病和环境应激等过程中的作用。
总结起来，遗传学研究中常用的实验方法和技术分析涵盖了遗传交叉实验、连锁分析、基因克隆、突变分析和基因表达分析等。
南开大学遗传学-6_连锁遗传分析
NCO = 1 – (SCO+DCO)
平均交换率是单交换率和双交换 率的加权平均数μ = SCO + 2DCO= (T-2NPD) + 2(4NPD)= T + 6NPD
非交换型
(1) ＋ ＋ ＋ ＋ — — — — (2) — — — — ＋ ＋ ＋ ＋
交换型
(3) ＋ ＋ — — ＋ ＋ — — （(1)的2、3对交换） (4) — — ＋ ＋— — ＋ ＋ （(2)的2、3对交换） (5) ＋ ＋ — — — — ＋ ＋ （(1)的2、4对交换） (6) — — ＋ ＋ ＋ ＋ — — （(2)的2、4对交换）
第二次分裂分离：在 一对非姐妹染色单体 间发生着丝粒和某杂 合基因座交换的减数 分离
营养缺陷型
从野外采集来的面包霉能在简单的培养基上生长和繁殖， 一般称之为野生型或原养型（prototroph）
在实验室中得到的突变型菌株，一定要在培养基中添加某 一营养物质才能生长，一般称之为营养缺陷型 （auxotroph）
连锁基因座a和b间的关系
无交换 (no crossovers, NCO) 一次单交换 (a single crossover,
SCO)
双交换 (double crossover, DCO) 三次或多次交换也可能出现，但是
太少了，可以忽略
NPD只存在于双交换中，NPD的 期望频率是DCO/4，所以双交换 频率为DCO=4NPD
连锁状态 在后2种情况下，需寻找一个或多个标记（为发现双或多交换而寻找的居间基因）。实际 操作起来很困难
遗传学第5章-sk
连锁相（linkage phase）
杂合体中两显性基因在同一染色
体 上 ， 为 相 偶 相 （ coupling phase）,或称为相引相，如 AB/ab； 如果两显性基因分别位于一对同源 染 色 体 上 ， 为 相 斥 相 （ repulsion phase），如Ab/aB。
二、连锁（linkage）
273 重组合 10.1% 265
217 223
重组合 8.3%
5 重组合 0.1% 3
5318
ec-cv间的重组值= 10.1%+0.1% =10.2% ct-cv间的重组值= 8.3%+0.1% =8.4% ec-ct间的重组值= 10.1%+8.3%=18.4%
ec
10.2
cv
8.4
ct
？18.4
个基因；也有不对等的，不对等的交换可以导致
染色体结构的变异；
2）交换不是仅发生在同源染色体的非姊妹染色 单体之间，在姊妹染色单体之间也发生交换；
3）在一个细胞中，各对同源染色体之间的交 换不是完全独立的，而是存在相互影响；
4）交换不仅可以发生在基因与基因之间，也 可在基因内发生。
4、连锁交换定律
处在同一染色体上的两个或两个以上的基因遗 传时联合在一起的频率大于重新组合的频率。重 组类型的产生是由于配子形成过程中，同源染色 体的非姊妹染色单体间发生了局部交换的结果。
1、玉米中的连锁与交换
玉米是非常好的遗传学分析材料。
s
S
S
s
s
SS
s
P Sh
Sh × sh
sh
C
C
c
c
F1
Sh
C 交叉发生在
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273 重组合 10.1% 265
217 223
重组合 8.3%
5 重组合 0.1% 3
5318
ec-cv间的重组值= 10.1%+0.1% =10.2% ct-cv间的重组值= 8.3%+0.1% =8.4% ec-ct间的重组值= 10.1%+8.3%=18.4%
ec
10.2
cv
8.4
ct
？18.4
个基因；也有不对等的，不对等的交换可以导致
染色体结构的变异；
2）交换不是仅发生在同源染色体的非姊妹染色 单体之间，在姊妹染色单体之间也发生交换；
3）在一个细胞中，各对同源染色体之间的交 换不是完全独立的，而是存在相互影响；
4）交换不仅可以发生在基因与基因之间，也 可在基因内发生。
4、连锁交换定律
处在同一染色体上的两个或两个以上的基因遗 传时联合在一起的频率大于重新组合的频率。重 组类型的产生是由于配子形成过程中，同源染色 体的非姊妹染色单体间发生了局部交换的结果。
1、玉米中的连锁与交换
玉米是非常好的遗传学分析材料。
s
S
S
s
s
SS
s
P Sh
Sh × sh
sh
C
C
c
c
F1
Sh
C 交叉发生在
Sh-C的外面
sh
c
交叉发生在 Sh-C之间
Sh
sh
C
c
Sh
sh
C
c
Sh
sh
C
c
Sh
sh
C
c
Sh
sh
C
c
Sh
Sh sh
Cc
C
两个连锁 基因之间每 发生一个交 叉，产生一 半的重组类 sh 型。
基因间的距离越近，重组值和交换值越 吻合；基因间的距离越远，由于双交换或 多交换的发生，重组值比交换值低估得就 越多。
重组值不完全等于交换值，当基因间的 距离较远时要对重组值进行校正。
8、基因直线排列定律
三点试验中，两边两个基因对间的交换
值等于两边两个基因对间的重组值加上两
倍的双交换值。
为什么是两倍 的双交换值？
++ + ec ct cv
实得数
2125 亲组合 81.5% 2207
273 重组合 10.1% 265
217 223
重组合 8.3%
5 重组合 0.1% 3
5318
亲组合 双交换 重组合 重组合
表型
ec +
+ cv
预期频率
+ 41.08%
ct 41.08%
处于同一条染色体上的基因遗传时较 多地联系在一起的现象为连锁。
1、完全连锁与不完全连锁
测交一： X+Y ♂
测交二：
P ♀ 灰身长翅 × ♂黑身残翅
BbVv 配子 Bv BV bV bv
bbvv
bv
灰长 黑残
灰残 黑长
BbVv bbvv Bbvv bbVv 41.5% ：41.5% ： 8.5% ：8.5%
ec ct + + + cv ec + cv + ct + ec + + + ct cv
++ + ec ct cv
实得数
2125 2207 273 265 217 223
5 3
5318
7、重组值和交换值
交换值是指同源染色体的非姊妹染色单 体间有关基因的染色体片断发生互换的频 率.（实际发生的所有交换）
Punnett Bateson
连锁遗传和自 由组合在杂交 现象上有何不
同？
在 F2 中 ， 与 自 由 组 合 相 比 ， 连 锁 遗传表现为亲组合远远地多，重组 合远远地少；在测交结果中，连锁 遗传表现为亲组合远远地多于重组合 （ 如 双 杂 合 体 的 测 交 后 代 对 1׃1׃1׃1 比 例 的明显偏离）。
3）年龄 一般年龄越大，交换值越小。位于着丝
粒附近的基因的交换值降低最多，离着丝 粒越远受影响越小。
4）温度 在适合生物生长的范围内，提高温度可
以提高交换值，该影响以着丝粒区为最大。
5）射线、化学物质等因素 放线菌素D、丝裂霉素C可使交换值增加。
3、几点说明
1）交换一般是对等的，不多一个基因，不少一
连锁相（linkage phase）
杂合体中两显性基因在同一染色
体 上 ， 为 相 偶 相 （ coupling phase）,或称为相引相，如 AB/ab； 如果两显性基因分别位于一对同源 染 色 体 上 ， 为 相 斥 相 （ repulsion phase），如Ab/aB。
二、连锁（linkage）
2708 2538
626 601 113 116
4 2
wx-sh重组值=
601+626 6708
X100%+0.09%
=18.4%
sh-c重组值=
116+113 6708
X100%+0.09%
=3.5%
wx-c重组值=
601+626+116+113
6708
X100%
=21.72%
双交换值=
4+2 6708
1980
对只有6种表 型子代的三点测 交试验，计算出 三个重组值后， 即可准确地对基 因进行定位。
sc ec
cv
7.6
9.7
♀+ ec +/sc + cv ♂ sc eΒιβλιοθήκη cv /Y三杂合体正确基因型
+ ec +
+ ec + sc + cv
sc + cv + ec +
sc + cv
实例二：
三个突变基因
特点：工作量大，精确性差。
例：玉米第9染色体上三对基因间的连锁分
析：子粒颜色：有色(C)对无色(c)为显性； 饱满程度：饱满(Sh)对凹陷(sh)为显性； 淀粉粒：非糯性(Wx)对糯性(wx)为显性。 三次杂交、三次测交：
※(CCShSh×ccshsh)F1 × csh / csh ※(wxwxShSh×WxWxshsh)F1× wxsh / wxsh
ec 棘眼 ct 截翅
cv 缺失横脉
棘眼、截翅果蝇 × 缺失横脉果蝇
♀ec ct +/ ++ cv × ec ct cv /Y ♂ 测交
三杂合体
表型
ec ct + + + cv ec + cv + ct + ec + + + ct cv
++ + ec ct cv
实得数
2125 亲组合 81.5% 2207
1、交换值
1%交换值去掉%后定义为1个图距单位 （map unit），即两个基因间距离的数量 单位，也称为centmorgan,cM.
2、重组频率（重组值、交换值）
重组合
重组频率=
亲组合+重组合
重组频率是根据测交或自交的结果计 算出来的。
3、两点测交（验）：
进行三次杂交、三次测交分别求出三对基因 间的交换值，进行基因定位的方法。
实际双交换率
并发系数=
预期双交换率
实际双交换率
=
两个单交换率的乘积
干涉=1–并发率
※假设：
ec
cv
ct
0
10
18
如果干涉是0.8，问：三杂合体
ec + + / + cv ct 测交结果中各种表型
子代的预期频率是多少？
回顾：
表型
ec ct + + + cv
ec + cv + ct + ec + + + ct cv
X 100% =0.09%
三个基因的连锁图：
21.72
18.4
wx
3.5
sh
c
9、连锁图（linkage map）
根据基因之间的交换值，把一对同源 染色体上的各个连锁基因的次序及位置 标定出来，绘制成的一种简单线性示意 图，也称遗传学图（genetic map）。
关于连锁图的几点说明：
§基因在连锁图上有一定的位置，称为座 位（ｌｏｃｕｓ）；
§连锁图的绘制是大量资料、很长时间的 积累过程。
五、干涉和并发率
1、干涉：在两条非姊妹染色单体上，一个
位置上的一个单交换对于邻近位置上的交
换发生的影响，称为染色体的干涉或交叉干 涉。
第一次交换发生后，引起邻近发生第二次
交换机会降低的情况称为正干涉；引起邻近
发生第二次交换机会增加的情况称为负干涉。
2、并发率（并发系数）： 表示干涉的大小。
ec + ct + cv +
解题思路：
1、三基因是否为连锁基因？
看测交结果中亲组合子代数是否远远多于 重组合子代数；看遵循的遗传规律。
2、排列顺序怎样？
如果有双交换子代，根据双交换的特点， 确定三个基因的顺序。
3、基因间距离如何？
计算基因间的重组值。
举例：
某一三点测交结果如下：
+ wx c sh + + ++c sh wx + sh + c + wx + +++ sh wx c
亲组合 83%
重组合 17%