基因共定位
高考生物热点：基因定位的规律总结
高考生物热点：基因定位的规律总结基因定位的规律总结关于基因的位置，有以下几种关系：①确定基因位于细胞质还是细胞核(忽略）②确定基因位于常染色体还是性染色体上③确定基因位于常染色体还是X-Y同源区段④确定基因位于几号常染色体上⑤确定基因在染色体上的相对位置思维方法：②确定基因位于常染色体还是性染色体上方法1表现型相同的亲本杂交:若F1性状分离比在雌雄个体中均为3:1，则基因位于常染色体上。
若F1性状分离比在雌雄个体中比例不同，则基因位于性染色体上。
方法2一对相对性状的纯合亲本进行正反交实验正反结果一致→基因位于常染色体上或X-Y同源区段。
正反交结果不一致→基因位于X染色体上方法3显性纯合♂×隐性♀结果全为显性→基因位于常染色体上或X-Y同源区段。
子代中雌性为显性，雄性为隐性→基因位于X染色体上③确定基因位于常染色体还是X-Y同源区段若确定了基因位于常染色体上，则需要确定该基因在几号染色体上。
④确定基因位于几号常染色体上方法1利用已知基因定位举例，已知基因A与a位于2号染色体上（转基因定位）2020山东卷23.玉米是雌雄同株异花植物，利用玉米纯合雌雄同株品系M 培育出雌株突变品系，该突变品系的产生原因是2号染色体上的基因Ts突变为ts，Ts对ts为完全显性。
将抗玉米螟的基因A转入该雌株品系中获得甲、乙两株具有玉米螟抗性的植株，但由于A 基因插入的位置不同，甲植株的株高表现正常，乙植株矮小。
为研究A基因的插入位置及其产生的影响，进行了以下实验：实验一：品系M(TsTs)×甲(Atsts)→F1中抗螟：非抗螟约为1:1实验二：品系M(TsTs)×乙(Atsts)→F1中抗螟矮株：非抗螟正常株高约为1:1(2)选取实验一的F1抗螟植株自交，F2中抗螟雌雄同株：抗螟雌株：非抗螟雄雄同株约为2:1:1。
由此可知，甲中转入的A基因与ts基因____(填：“是”或“不是”）位于同一条染色体上，F2中抗螟雌株的基因型是__________。
基因定位的方法
基因定位的方法一定义基因所属连锁群或染色体以及基因在染色体上的位置的测定。
基因定位是遗传学研究中的重要环节。
在遗传学的早期研究中并未发现果蝇等生物的基因在染色体上的位置和生理功能有什么关系。
但以后发现一些有类似表型效应的基因是紧密连锁的。
例如1945年E.B.刘易斯在果蝇中发现与中胸发育有关的几个基因相邻接，构成一个复合座位或称基因复合体或拟等位基因系列；1960年J.莫诺和 F.雅各布报道大肠杆菌的与乳糖发酵有关的几个基因紧密连锁，构成一个操纵子。
可见基因的位置并不是和它们的功能完全无关的，因此基因定位有助于了解基因的功能。
此外，测定了某一基因在某一染色体上的位置以后，便可以用这一基因作为所属染色体或其一部分的标记，追踪并研究染色体的行为。
例如通过分析大肠杆菌的接合过程中各个标记基因在受体菌株中出现的先后次序,就有助于了解接合过程中染色体的行为(见细菌接合);在许多生物中根据杂交子代中各个标记基因的组合，可以研究染色体干涉、染色单体干涉和染色体畸变；在育种工作中也经常通过标记基因来识别染色体的替换。
1913年C.B.布里奇斯首先在果蝇中通过 X染色体的不离开现象证实了白眼基因(white,w)是在X染色体上。
同年A.H.斯特蒂文特根据两个基因之间的距离愈远则交换频率愈高这一假设，首先在果蝇中进行了基因定位工作。
二基因所属连锁群或染色体的测定(一)系谱分析法通过分析、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。
其中连锁分析法是最常用的家系分析法(pedigree method)。
早在20世纪30年代，通过家系分析法已将人类的绿色盲、G6PD、红色盲、血友病A的基因定位在X染色体上。
1．如果某性状只出现在男性，则可将决定这个性状的基因定位在Y染色体上。
2．X连锁基因的定位根据伴性遗传原理，男性的X染色体总是来自他的母亲，而这条X染色体又总是传给他的女儿，所以在正常情况下在X染色体上的基因不会出现直接从男性到男性的传递方式，而是隔代交叉遗传，亦即外祖父出现的某种性状在母亲身上不出现(当外祖母为纯合正常时)，往往出现在其外孙身上。
04.基因定位
In-silico mapping of human
ZNF230 gene（2）
In-silico mapping of human
ZNF230 gene（3）
定位的致病基因(21-Y )
基因定位的医学意义（一）
致病基因的分离克隆
功能克隆
是利用疾病已知的遗传损伤而引起的生化功能如 蛋白质基酸缺陷的信息，进行基因定位，进而克 隆该致病 collection of clones (i.e., cloned DNA from a particular organism) whose relationship to each other can be established by physical mapping.
基因定位的医学意义（二）
基因定位与临床诊断
DMD， SCA
基因位置和功能
人类珠蛋白基因簇定位于11p。其成员在个体发育过 程中表达的先后顺序与它们在染色体上的排列顺序一 致。在胚胎为ε链，胎儿期为γ链，出生后为δ和β链。
邻接基因综合症
Contiguous gene syndromes 几个相邻的基因异常引起的疾病，临床上反 映了基因
基因组DNA
酶切
杂交 自显影
检测的是DNA序列本身
核酸原位杂交( in-situ hybridization)
杂交在固定的染色体上进行 或者在细胞内进行 Fiber-FISH
➢ Cartoon of FISH
➢ 荧光原位杂交定位基因实例
➢ 多色荧光原位杂交(mFISH)
Fiber-FISH
人类疾病基因定位
四川大学华西医院医学遗传室 孙 岩 主讲
目的与要求
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
基因在染色体上定位的基本方法是通过遗传连锁分析和物理定位两种方法来实现。
遗传连锁分析是一种通过观察基因在染色体上的遗传连锁关系来确定基因在染色体上位置的方法。
这种方法是基于遗传学原理的，通过研究家系中的遗传信息来确定两个基因之间的距离和相对位置。
遗传连锁分析主要依靠重组频率来确定基因的相对顺序，较高的重组频率表示两个基因之间距离较远，较低的重组频率表示两个基因之间距离较近。
通过多个连锁标记的位置信息，可以逐步缩小目标基因的位置范围。
物理定位是一种通过实验方法将基因在染色体上的位置具体定位的方法。
这种方法主要依赖于分子生物学和生物化学技术，包括荧光原位杂交、多态性分析、限制性片段长度多态性分析等。
物理定位可以利用特定的探针与染色体上的目标序列结合，通过显微镜观察或分子技术检测来确定基因的位置。
物理定位能够提供更精确的信息，可以确定基因在染色体上的具体位置。
除了这两种基本方法外，还有一些其他的辅助技术可以帮助基因在染色体上的定位，如基因组测序、比较基因组学等。
这些技术可以提供更全面的基因组信息，进一步加强基因在染色体上的定位和研究。
总而言之，基因在染色体上定位的基本方法包括遗传连锁分析和物理定位。
这些方法的综合应用可以帮助科学家们准确地确定基因在染色体上的位置，为进一步的基因研究提供重要的理论和实验基础。
基因定位常用的方法ppt课件
4）原位杂交的步骤
制备中期染色体 DNA原位变性 变性 放射性或非放射性标记探针 杂交（在载玻片上） 洗膜 放射性标记：放射自显影 检测 非放射性标记：荧光染料与抗体或蛋白结合 记录杂交信号 结合染色体形态进行基因定位
DMD女性患者的核型
X染色体与常染色体易位时X染色体失活的结果
两个研究小组分别采用两种不同的方法克隆了DMD基因： 一组是通过X常染色体易位，克隆了该基因的一部分。 另一研究组使用有Xp21.1微小缺失的男孩的DNA，利用消减技术，获得了在正常X染色体存在而在这个男孩DNA中缺乏的DNA克隆片段。
遗传做图：是以研究家族的减数分裂，以了解两个基因分离趋势为基础来绘制基因座位间的距离，它表明基因之间连锁关系和相对距离，并以重组率来计算和表示，以厘摩（cM）为单位。 染色体定位：只把基因定位到某条染色体上。 细胞水平上的基因图又称细胞遗传图 区域定位：从细胞遗传学水平，用染色体显带等技术在光学显微镜下观察，将基因定位到染色体的具体区带。
5）荧光原位杂交 （florescence in situ hybridization，FISH）
用特殊荧光素（dig或Biotin）标记探针DNA（Nick translation 标记法），变性成单链后与变性后的染色体或细胞核靶DNA杂交。在荧光显微镜下观察并记录结果。 FISH 优点：可用来作基因或特定DNA片段的染色体区 域定位。 缺点：必须在已知探针的情况下方可进行。
HAT选择系统：
人的突变细胞株：缺乏HGPRT酶 小鼠细胞株：缺乏TK酶 两者融合培养于HAT培养基中 HAT培养基： H为次黄嘌呤，是HGPRT的底物，为DNA合成提供原料（核苷酸旁路合成原料） A可阻断正常的DNA合成（嘌呤及TMP合成受抑制） T在胸苷激酶（TK）的作用下生成胸腺嘧啶核苷酸，为DNA合成提供原料
基因定位常用的方法资料
功能定位：通过基因表达、功能分析等技术确定基因的功能和作用
序列定位：通过测序、比对等技术确定基因的序列和结构
遗传定位：通过遗传分析、连锁分析等技术确定基因的遗传特性和遗传 方式
Prt Three
基因定位常用方法
遗传图谱定位法
原理：通过分析基因与遗传标记之间的连锁关系确定基因在染色体上的位置 步骤：构建遗传图谱、选择遗传标记、分析连锁关系、确定基因位置 优点：分辨率高定位准确 缺点：需要大量的遗传标记和样本耗时长
基因治疗：通过基因定位技术进行基因治疗治疗遗传性疾病和癌症等 疾病
Prt Five
基因定位的未来发 展
高通量测序技术
技术原理：通过 大规模并行测序 技术快速获取大 量基因序列信息
应用领域：基因 定位、基因组学、 转录组学、表观 基因组学等
优势：速度快、 成本低、准确性 高
发展趋势：高通 量测序技术在基 因定位领域的应 用将越来越广泛 成为未来发展的 重要方向
目的：了解基因的功能和作用 机制
常用方法：包括物理图谱法、 遗传图谱法、基因克隆法等
应用领域：基因工程、遗传病 诊断、药物研发等
基因定位的意义
确定基因在染色 体上的位置
研究基因的功能 和作用
诊断和治疗遗传 性疾病
研究物种进化和 遗传多样性
基因定位的分类
物理定位：通过染色体图谱、荧光原位杂交等技术确定基因在染色体上 的位置
物理图谱定位法
原理：利用DN物 理图谱进行基因定 位
步骤：构建DN物 理图谱确定基因在 图谱上的位置
优点：分辨率高定 位准确
缺点：耗时长成本 高
序列标签位点定位法
原理：利用基因序列中的标签 位点进行定位
基因定位方法及应用技术
基因定位方法及应用技术基因定位方法及应用技术是现代生物学和医学领域的重要研究内容，它可以帮助科学家们确定基因在染色体上的具体位置，从而对生物体的遗传特性和相关疾病进行深入研究。
下面将从基因定位方法的原理和常用技术入手，详细介绍基因定位方法及应用技术的相关内容。
一、基因定位方法的原理基因定位是指确定基因位点在染色体上的具体位置。
由于染色体是细胞核内遗传物质的主要载体，因此，在基因定位方法中，科学家一般通过确定基因在染色体上的位置来确定基因的存在和活动。
基因定位方法的原理主要包括以下几个方面：1. 同源重组原理：同源重组是指染色体上的两个相同或相似的基因在染色体交换的过程中发生重组，从而导致两个基因的位置发生改变。
通过分析这种重组现象，科学家可以确定两个基因在染色体上的相对位置。
2. 遗传分析原理：遗传分析是一种通过研究基因在不同个体中的分布规律来确定基因位置的方法。
它可以通过观察某一基因的基因型和表型在不同群体中的分布，结合遗传距离和交联图谱等参数，推断基因在染色体上的位置。
3. 分子标记原理：分子标记是一种通过使用特定的分子标记物来确定基因在染色体上的位置的方法。
常用的分子标记物包括限制性片段长度多态性（Restriction Fragment Length Polymorphism，RFLP）、单核苷酸多态性（Single Nucleotide Polymorphism，SNP）和微卫星等。
通过分析分子标记物在染色体上的分布规律，科学家可以确定基因的位置。
二、常用的基因定位方法及应用技术1. 位点克隆法（Site Cloning）：位点克隆法是通过将某个感兴趣的基因序列与染色体上的特定位点发生连接，然后将连接后的染色体片段插入到表达载体中进行研究。
该方法可以用来检测基因的表达情况、调控机制以及与其他基因的相互作用等。
2. 靶向敲除法（Targeted Knockout）：靶向敲除法是一种通过人为干预基因活动来研究基因功能的方法。
生命科学中的基因定位技术及应用
生命科学中的基因定位技术及应用近年来，基因定位技术在生命科学中得到了广泛应用，能够快速、准确地确定基因的位置，并研究基因在不同生理过程中的表达和调控。
本文将从基因定位技术的原理、分类和应用三个方面，深入探讨该技术在生命科学中的重要性和广泛应用。
一、基因定位技术的原理基因定位技术是一种通过人工干预或实验操作，将某些标记性序列与目标基因紧密联系起来，以便对目标基因进行研究的技术。
它基于分子遗传学的原理，通过DNA序列、蛋白质等分子结构信息，确定基因在DNA链上的线性位置，并研究其在各种生理情境下的表达变化。
目前常用的基因定位技术主要有物理定位法、基因标记法、鉴别杂交法、双杂交法、RNA干扰技术等。
1.物理定位法：物理定位法是通过构建相应的基因库、测序技术和计算分析等手段，确定基因在染色体上的实际位置。
通常将人类基因组分为若干连续的重叠区域，将某个基因定位在这些区域之一，从而确定它的位置和周围基因的距离。
物理定位法可以有效地分析基因组中不同区域的基因丰度和空间位置，为精准诊断和治疗提供重要参考。
2.鉴别杂交法：鉴别杂交法是利用不同种族或不同性别的DNA在相应实验条件下发生杂交现象，确定基因在染色体上的位置。
它能够帮助鉴定人类遗传性状分布差异，寻找基因治疗相关的尾缘效应，还能够处理常染色体显性遗传病等方面的问题，已被广泛运用至基因相关疾病分子诊断和临床治疗研究。
3.基因标记法：基因标记法通过DNA改变而导致的酶切位点和限制性位点多态性（RFLP）技术来标记遗传性状，使之与相应的基因紧密联系起来。
这种方法同样适用于检测基因和分析基因与遗传性状之间的联系，从而对于相关疾病进行预测和指导和卫生策略的订正和进行相关的政策调整等。
二、基因定位技术的分类和应用基因定位技术涉及许多不同的技术，可以分为DNA物理定位、DNA鉴别杂交、转座子标记、剪切多态性等，这完成了对基因作用的深层次交叉碰撞，更加高效地进行了全面的研究，并有极广泛的应用范围。
基因定位
图2基因定位所以某一基因和着丝粒之间交换频率愈高，第二次分裂分离子囊愈多。由于每次交换导致半数 染色单体成为重组类型，所以
体细胞交换法
图3基因定位三点测验和着丝粒距离法中所测定的都是发生在减数分裂中的染色体交换。1936年美国遗传学 家C.斯特恩在果蝇中发现体细胞在有丝分裂过程中也可以发生染色体交换（见连锁和交换）。
50年代中G.蓬泰科尔沃等在研究构窠曲霉时发展起来一种利用体细胞交换的系统的基因定位方法。在进行有 丝分裂的杂合二倍体细胞中，体细胞交换会导致在子代体细胞中出现隐性基因的纯合体，这一过程称为纯合化。
共缺失法
缺失带来和基因突变相同的表型。由一次缺失所造成的突变只涉及相邻接的基因，因此可以从缺失所带来的 基因突变的分析来测定一些基因的相对位置，这一方法被广泛应用于酵母菌的线粒体基因的定位（见染色体外遗 传）。
根据基因行为的定位 基因的某些行为可以反映它们的位置。在细菌接合过程中“雄性”细菌的染色体基 因按先后顺序转移到“雌性”细菌中。一些基因组较小的病毒，整个基因组往往作为一个单位转录。因此接合过 程中基因转移的先后、转录过程中转录的先后或DNA复制的先后都可以在某些特殊的生物中用来作为基因定位的 手段。
如果某一个二倍体细胞的某一染色体臂上有若干个基因都呈杂合状态，那么就可根据子代体细胞各个基因纯 合化的频率推知它们的相对位置。交换只使比交换位置更远离着丝粒的隐性基因纯合化，所以某个基因纯合化的 频率愈高，它离着丝粒的距离就愈远（图3）。 由于体细胞交换频率远远低于减数分裂过程中的交换频率，所以 这一方法一般只用于不进行有性生殖的生物如某些真菌等的基因定位。这一方法也曾在衣藻中用来进行叶绿体基 因的定位。
遗传学课件第7章基因定位
For example:
Cystic fibrosis (CF,囊肿性纤维化,属遗传性胰腺病) is the most common lethal inherited disease in the U. S. As many as 1 in 2500 Americans of Northern European descent carry a gene with CF.
第七章 遗传图的制作 和基因定位
GENE MAPPING
内容
• 基本概念和基本方法 • 人类基因定位的基本方法 • 真菌类生物（脉孢霉）的遗传分析 • 体细胞交换与基因定位 • 细菌的基因定位 • 噬菌体的重组作图
The ultimate goal of gene mapping is to clone genes, especially disease genes. Once a gene is cloned, we can determine its DNA sequence and study its protein product.
理论双交换频率 4.36%23.07%=1.0%
并发系数与干涉
• 干涉通常用并发系数(C)（coefficidence of coincidence or coincidence）来表示。
并发系数（C）= 实际双交换值÷理论双交换值
按上列数值 C = 0.96% ÷1.0% = 0.96
干涉（I）= 1 - C, 即1 - 0.96 = 0.04 (可正可负)
Examples: cystic fibrosis (囊肿性纤维化，属遗传性 胰腺病), diabetes(糖尿病), multiple sclerosis(多发性
硬化), and blood pressure
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基因共定位
引言
基因共定位是一种重要的基因组学研究方法，它通过分析不同基因在某一群体中的遗传连锁关系，揭示它们在染色体上的相对位置。
基因共定位不仅能够帮助我们理解基因之间的相互作用，还可以为疾病的研究和诊断提供重要的线索。
本文将着重探讨基因共定位的原理、应用以及存在的挑战和未来发展方向。
基因共定位的原理
基因共定位是基于遗传连锁理论的，该理论认为距离较近的基因在遗传连锁上更容易一同进行遗传。
基因共定位的研究方法主要依靠遗传连锁图谱和关联分析技术。
遗传连锁图谱
遗传连锁图谱是基因组上的一张遗传地图，它将不同基因之间的遗传连锁关系可视化。
通过对家系或群体中的遗传数据进行分析，可以构建遗传连锁图谱，并确定基因在染色体上的相对位置。
关联分析技术
关联分析技术是基因共定位的重要手段之一，它通过对大规模基因组数据的分析，揭示不同基因之间的相关性。
常见的关联分析方法包括连锁不平衡分析和关联映射分析等，这些方法可以帮助我们确定不同基因在染色体上的距离和相对位置。
基因共定位的应用
基因共定位在遗传学、疾病研究和药物开发等领域都有重要的应用价值。
遗传学研究
基因共定位可以帮助我们理解基因之间的遗传关系。
通过研究不同基因的共定位特征，可以揭示基因之间的相互作用和调控机制。
这对于理解生物体的遗传特征、进化过程以及基因突变等都具有重要意义。
疾病研究
基因共定位对于疾病的研究和诊断具有重要的价值。
通过分析与某一疾病相关的基因在染色体上的位置，可以帮助我们确定潜在的致病基因和调控区域。
这为疾病的早期诊断、预防和治疗提供了重要的线索。
药物开发
基因共定位可用于药物开发过程中的靶点筛选。
通过研究与某一药物作用相关的基因在染色体上的位置，可以帮助我们确定可能的药物靶点和作用机制。
这有助于加速药物研发过程，提高药物的研发成功率。
基因共定位的挑战和未来发展方向
虽然基因共定位在研究中具有重要应用，但也面临着一些挑战。
1.数据量与计算能力的挑战：基因组数据的规模不断增大，对计算资源的要求
也越来越高。
如何高效地存储、处理和分析大规模基因组数据，是当前基因
共定位研究中的一个重要问题。
2.研究样本的挑战：基因共定位的研究样本往往需要大规模的家系或群体，以
保证研究结果的可靠性。
然而，获取足够数量的研究样本并保证其质量是一
项具有挑战性的任务。
面对这些挑战，基因共定位研究有着广阔的发展前景。
未来的发展方向主要集中在以下几个方面：
1.算法和模型的改进：发展更加高效和精确的算法和模型，以提高基因共定位
的准确性和效率。
2.多学科合作：基因共定位需要从遗传学、生物信息学和统计学等多个学科的
交叉研究。
加强多学科的合作与交流，将有助于推动基因共定位研究的发展。
3.数据共享与开放：推动基因组数据的共享与开放，将有助于加快基因共定位
研究的进展。
开放的数据资源可以为更多的研究者提供参考和支持，促进基
因共定位研究的发展。
结论
基因共定位是一种重要的基因组学研究方法，通过分析基因之间的遗传连锁关系，揭示它们在染色体上的相对位置。
基因共定位具有广泛的应用价值，在遗传学、疾病研究和药物开发等领域发挥着重要作用。
未来，基因共定位研究仍面临一些挑战，
但有着广阔的发展前景。
通过改进算法和模型、加强多学科合作以及推动数据共享与开放，基因共定位研究将会取得更加重要的成果。