高三生物(基因的連鎖和互換規(guī)律)[1]1

1、11、只考慮一對相對性狀的遺傳，符合基因的分離規(guī)律；、只考慮一對相對性狀的遺傳，符合基因的分離規(guī)律； 2、若考慮二對相對性狀的遺傳，不符合基因的自由、若考慮二對相對性狀的遺傳，不符合基因的自由組合規(guī)律；組合規(guī)律； 即子二代的性狀分離比不符合即子二代的性狀分離比不符合9：3：3：1。 說明每一對等位基因都位于一對同源染色體上。說明每一對等位基因都位于一對同源染色體上。 2020世紀(jì)初，英國學(xué)者貝特森和龐尼特（世紀(jì)初，英國學(xué)者貝特森和龐尼特（W. Bateson and Punnett）在研究香豌豆兩對性狀）在研究香豌豆兩對性狀遺傳時(shí)發(fā)現(xiàn)了不符合孟德爾自由組合定律的現(xiàn)象。遺傳時(shí)發(fā)現(xiàn)了不符合孟德爾自

2、由組合定律的現(xiàn)象。這使他們感到非常困惑這使他們感到非常困惑,甚至對孟德爾甚至對孟德爾的遺傳規(guī)律產(chǎn)生懷疑的遺傳規(guī)律產(chǎn)生懷疑q果蠅的灰身（果蠅的灰身（B B）對黑身）對黑身(b)(b)是顯性，讓純種的是顯性，讓純種的灰身果蠅和黑身果蠅進(jìn)行雜交，再對所得到的灰身果蠅和黑身果蠅進(jìn)行雜交，再對所得到的F F1 1進(jìn)行測交，問子代的表現(xiàn)型之比為多少？進(jìn)行測交，問子代的表現(xiàn)型之比為多少？ P BB X bb Bb x bb Bb bb 灰身 黑身 1 ：1XXq果蠅的長翅（果蠅的長翅（V V）對殘翅）對殘翅(v)(v)是顯性，讓純種的是顯性，讓純種的長翅果蠅和殘翅果蠅進(jìn)行雜交，再對所得到的長翅果蠅和殘翅果蠅

3、進(jìn)行雜交，再對所得到的F F1 1進(jìn)行測交，問子代的表現(xiàn)型之比為多少？進(jìn)行測交，問子代的表現(xiàn)型之比為多少？ P VV X vv Vv x vv Vv vv 長翅長翅 殘翅殘翅 1 ：1XXP PXF1F1X測交測交后代后代1 1：1 1美國的遺傳學(xué)家摩爾根和他的同事用果蠅做實(shí)驗(yàn)美國的遺傳學(xué)家摩爾根和他的同事用果蠅做實(shí)驗(yàn)材料材料,進(jìn)行了大量的遺傳學(xué)研究進(jìn)行了大量的遺傳學(xué)研究,終于解開了人終于解開了人們心中的疑團(tuán)們心中的疑團(tuán),這不僅證實(shí)了孟德爾的遺傳規(guī)律這不僅證實(shí)了孟德爾的遺傳規(guī)律的正確性的正確性,并且豐富發(fā)展了關(guān)于兩對并且豐富發(fā)展了關(guān)于兩對(或兩對以或兩對以上上)基因的遺傳理論基因的遺傳理論,提

4、出了遺傳的第三個(gè)規(guī)律提出了遺傳的第三個(gè)規(guī)律-基因的連鎖交換定律?；虻倪B鎖交換定律。Morgan, Thomas Hunt (1866-1945) 摩爾根，美國人，在胚胎學(xué)、細(xì)胞摩爾根，美國人，在胚胎學(xué)、細(xì)胞學(xué)及進(jìn)化的研究上作出了卓越的貢獻(xiàn)。學(xué)及進(jìn)化的研究上作出了卓越的貢獻(xiàn)。曾獲曾獲1933年度醫(yī)學(xué)和生理學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)。年度醫(yī)學(xué)和生理學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)。從從1909年起，摩爾根以果蠅為材料進(jìn)年起，摩爾根以果蠅為材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)，從中總結(jié)出行實(shí)驗(yàn)遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)，從中總結(jié)出“伴性伴性遺傳遺傳”規(guī)律。他還和他的學(xué)生一起發(fā)現(xiàn)規(guī)律。他還和他的學(xué)生一起發(fā)現(xiàn)了了“連鎖和互換連鎖和互換”定律。定律。實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)材料果蠅

5、果蠅優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1、分布廣、分布廣2、容易獲得，易培養(yǎng)、容易獲得，易培養(yǎng)3、繁殖快、繁殖快（25下，下，9天可完成一個(gè)世代）天可完成一個(gè)世代）4、相對性狀明顯，易于區(qū)分、相對性狀明顯，易于區(qū)分5、染色體少（只有、染色體少（只有4對）對）6、唾液腺細(xì)胞中有巨大染色體、唾液腺細(xì)胞中有巨大染色體一、基因的連鎖和交換現(xiàn)象一、基因的連鎖和交換現(xiàn)象P灰身長翅灰身長翅 黑身殘翅黑身殘翅(BBVV) (bbvv)F1測交測交灰身長翅灰身長翅(BbVv)灰身長翅灰身長翅 黑身殘翅黑身殘翅(BbVv) 50% (bbvv)50%雄雄雌雌測交測交后代后代雄果蠅的連鎖遺傳雄果蠅的連鎖遺傳黑身殘翅黑身殘翅(bbvv)基

6、因的連鎖和交換現(xiàn)象基因的連鎖和交換現(xiàn)象雌果蠅的連鎖和交換遺傳雌果蠅的連鎖和交換遺傳P灰身長翅灰身長翅 黑身殘翅黑身殘翅(BBVV) (bbvv)灰身長翅灰身長翅(BbVv)雌雌F1測交測交黑身殘翅黑身殘翅(bbvv)雄雄測交測交后代后代灰身長翅灰身長翅 黑身殘翅黑身殘翅 灰身殘翅灰身殘翅 黑身長翅黑身長翅BbVv)(42% (bbvv)42% (Bbvv) 8% (bbVv) 8%親本型親本型重組型重組型二、基因連鎖和交換定律及其實(shí)質(zhì)二、基因連鎖和交換定律及其實(shí)質(zhì)摩爾根的解釋摩爾根的解釋1、基因位于染色體上、基因位于染色體上2、生物的染色體數(shù)目有限，基因數(shù)目卻很多。、生物的染色體數(shù)目有限，基因

7、數(shù)目卻很多。每條染色體上必然有許多基因，基因在染色體上呈線性排列。每條染色體上必然有許多基因，基因在染色體上呈線性排列。在減數(shù)分裂形成配子的過在減數(shù)分裂形成配子的過程中，位于同一條染色體程中，位于同一條染色體上的基因行為如何？上的基因行為如何？ 果蠅的染色體只果蠅的染色體只有有4 4對，已知的基對，已知的基因卻在因卻在500500對以上，對以上，因此每個(gè)染色體因此每個(gè)染色體上必然帶有許多上必然帶有許多基因?；颉?二、基因連鎖和交換定律及其實(shí)質(zhì)二、基因連鎖和交換定律及其實(shí)質(zhì)位于同一條染色體上的基因其基因型的表示方法位于同一條染色體上的基因其基因型的表示方法v灰身長翅果蠅的灰身基因和長翅基因位灰

8、身長翅果蠅的灰身基因和長翅基因位于于同一染色體同一染色體上，以上，以 表示。表示。v黑身殘翅果蠅的黑身基因和殘翅基因位黑身殘翅果蠅的黑身基因和殘翅基因位于于同一染色體同一染色體上，以上，以 表示。表示。B V b vv經(jīng)過雜交，經(jīng)過雜交，F(xiàn)1是灰身長翅，其基因型是是灰身長翅，其基因型是BbVv( )。B V b vv形成配子時(shí)，位于形成配子時(shí)，位于同一染色體同一染色體上的不上的不同基因（同基因（B和和V、b和和v）不分離不分離，而是連在，而是連在一起隨著生殖細(xì)胞傳遞下去，一起隨著生殖細(xì)胞傳遞下去，這種現(xiàn)象稱這種現(xiàn)象稱為為基因連鎖基因連鎖。 。果蠅的連鎖遺傳圖解果蠅的連鎖遺傳圖解果蠅的連鎖和互換

9、遺傳圖解果蠅的連鎖和互換遺傳圖解1、連鎖與完全連鎖、連鎖與完全連鎖2、互換與不完全連鎖、互換與不完全連鎖在生物中，除在生物中，除雄果蠅雄果蠅和和雌家蠶雌家蠶是完全連鎖外，其他生是完全連鎖外，其他生物同源染色體上的連鎖基因，在配子形成過程中都會(huì)發(fā)生物同源染色體上的連鎖基因，在配子形成過程中都會(huì)發(fā)生不同程度不同程度的交換。的交換。2223C sh c Sh c sh c sh C sh 親型配子C Sh 重組型配子c sh 重組型配子c Sh 親型配子交換：重組配子產(chǎn)生24完全連鎖完全連鎖 位于同一對同源染色體位于同一對同源染色體上的上的兩對（或兩對兩對（或兩對以上）等位基因以上）等位基因，在向下

10、一代傳遞時(shí)，同一條染，在向下一代傳遞時(shí)，同一條染色體上的不同基因色體上的不同基因連在一起不相分離連在一起不相分離的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。雄雄B V b vB V b v灰身長翅灰身長翅(BbVv) (BbVv) 25雜種雜種F1測交后代與自由組合相比，親組合測交后代與自由組合相比，親組合重組合。重組合。 這種因連鎖基因互換而產(chǎn)生的基因重組，是形成生物這種因連鎖基因互換而產(chǎn)生的基因重組，是形成生物新類型的原因之一。新類型的原因之一。AaBb個(gè)體進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果回答問題：個(gè)體進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果回答問題：（）若測交后代只有兩種表現(xiàn)型，則（）若測交后代只有兩種表現(xiàn)型，則AaBb在染色體上的位

11、置可以表示為在染色體上的位置可以表示為或或 為為遺傳方式遺傳方式（）若測交后代有四種類型，且雙顯性狀和雙隱性狀個(gè)體特別多，則（）若測交后代有四種類型，且雙顯性狀和雙隱性狀個(gè)體特別多，則AaBb可表示為為可表示為為遺傳方式遺傳方式（）若測交后代有四種類型，且雙顯性狀和雙隱性狀特別少，則（）若測交后代有四種類型，且雙顯性狀和雙隱性狀特別少，則AaBb可表示可表示為為為為遺傳方式遺傳方式（）若測交后代有種比值相等的類型，則（）若測交后代有種比值相等的類型，則AaBb可表示為可表示為（）若（）若AaBb自交，后代只有兩種類型且為：，則自交，后代只有兩種類型且為：，則AaBb可表示為可表示為 ；若；若A

12、aBb自交后代有自交后代有1:2:1的種類型，則的種類型，則AaBb可表示為可表示為 A a B bA B a bA B a bA b a BA b a BA B a bA b a B完全連鎖完全連鎖不完全連鎖不完全連鎖不完全連鎖不完全連鎖27基因的連鎖和互換規(guī)律的實(shí)質(zhì) P7778 具有連鎖關(guān)系的兩個(gè)基因，其具有連鎖關(guān)系的兩個(gè)基因，其連鎖關(guān)系是可以改變的。在減數(shù)分連鎖關(guān)系是可以改變的。在減數(shù)分裂時(shí)，裂時(shí)，同源染色體間的非姐妹單體同源染色體間的非姐妹單體之間可能發(fā)生交換之間可能發(fā)生交換，就會(huì)使位于交，就會(huì)使位于交換區(qū)段的換區(qū)段的等位基因發(fā)生互換等位基因發(fā)生互換，這種，這種因連鎖基因互換而產(chǎn)生的基

13、因重組，因連鎖基因互換而產(chǎn)生的基因重組，是形成生物新類型的原因之一。是形成生物新類型的原因之一。3、交換值（重組率）、交換值（重組率）A、一種生物，每一對連鎖基因間的交換頻率基本固定、一種生物，每一對連鎖基因間的交換頻率基本固定表示兩個(gè)連鎖基因間的交換頻率表示兩個(gè)連鎖基因間的交換頻率ABB、不同的連鎖基因間有著不同的交換值，其大小與其、不同的連鎖基因間有著不同的交換值，其大小與其間距離有關(guān)。間距離有關(guān)。C交換比率的測定交換比率的測定 （一）交換值（一）交換值（交換頻率交換頻率或或重組率重組率）的概念）的概念 交換發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，無法直接測定，只交換發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，無法直接測定，只有

14、通過基因之間的重組來估計(jì)交換發(fā)生的頻率。有通過基因之間的重組來估計(jì)交換發(fā)生的頻率。 交換值交換值是指重組型配子數(shù)占總配子數(shù)的百分率。重組是指重組型配子數(shù)占總配子數(shù)的百分率。重組型配子數(shù)難以測定，常用重組型個(gè)體數(shù)在測交后代全型配子數(shù)難以測定，常用重組型個(gè)體數(shù)在測交后代全部個(gè)體中所占的百分率來計(jì)算。部個(gè)體中所占的百分率來計(jì)算。 基因交換值基因交換值(重組率重組率)：指重組合的配子數(shù)指重組合的配子數(shù)占總配子數(shù)的百分率。其數(shù)值的大小與基因間占總配子數(shù)的百分率。其數(shù)值的大小與基因間距離成距離成 。（根據(jù)重組率大小可以進(jìn)行基。（根據(jù)重組率大小可以進(jìn)行基因定位。）因定位。） 正比正比測交后代中的重組型數(shù)測交

15、后代中的重組型數(shù)測交后代總數(shù)測交后代總數(shù)交換值（交換值（%)=100%注意：只有測交后代才能注意：只有測交后代才能使用這個(gè)公式。使用這個(gè)公式。q公式公式1q公式公式2完全連鎖完全連鎖 重組型配子重組型配子=0，故重組率為，故重組率為0不完全連鎖不完全連鎖 親本型配子多，重組型配子少親本型配子多，重組型配子少0 = 重組率重組率 50%q 兩基因之間的交換值是相對穩(wěn)定的。兩基因之間的交換值是相對穩(wěn)定的。q交換值的大小反映了兩基因之間的連鎖強(qiáng)度。交換值的大小反映了兩基因之間的連鎖強(qiáng)度。親代發(fā)生交換親代發(fā)生交換(單交換單交換)的性原細(xì)胞的百分?jǐn)?shù)等于的性原細(xì)胞的百分?jǐn)?shù)等于基因交換值基因交換值(重組率重

16、組率)的的 倍？倍？。（若（若10個(gè)精原細(xì)胞中有個(gè)精原細(xì)胞中有2個(gè)發(fā)生交換，則總配子個(gè)發(fā)生交換，則總配子數(shù)？重組型配子有數(shù)？重組型配子有？個(gè)？個(gè)？交換值？）？交換值？） 親代發(fā)生交換親代發(fā)生交換(單交換單交換)的性原細(xì)胞的百分?jǐn)?shù)的性原細(xì)胞的百分?jǐn)?shù)等于基因交換值等于基因交換值(重組率重組率)的的 。（若。（若1個(gè)個(gè)性原細(xì)胞發(fā)生交換性原細(xì)胞發(fā)生交換(單交換單交換)，只產(chǎn)生，只產(chǎn)生12重組重組型配子，另有型配子，另有12配子仍是親本型的。）配子仍是親本型的。）2倍倍160 16020 20 20 20180 180 20 20精原細(xì)胞的交換值為精原細(xì)胞的交換值為20%交換值為交換值為10%一種交換配

17、子為一種交換配子為5%q公式公式3 3q交換值交換值X2=X2=發(fā)生基因互換的（初級）性母細(xì)胞發(fā)生基因互換的（初級）性母細(xì)胞的比值的比值(%)(%)q兩基因距離兩基因距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)，連鎖強(qiáng)度，連鎖強(qiáng)度小小，交換值，交換值大大（交換（交換發(fā)生的可能性大）；發(fā)生的可能性大）；q兩基因距離近，連鎖強(qiáng)度兩基因距離近，連鎖強(qiáng)度大大，交換值，交換值小?。ń粨Q（交換發(fā)生的可能性?。０l(fā)生的可能性?。?。q那么，我們現(xiàn)在可以把交換值看作為基因在染那么，我們現(xiàn)在可以把交換值看作為基因在染色體上的相對距離，也稱遺傳圖距色體上的相對距離，也稱遺傳圖距交換值的大小與染色體上兩個(gè)連鎖基因間距交換值的大小與染色體上兩個(gè)連鎖基因間

18、距離的遠(yuǎn)近有關(guān)。離的遠(yuǎn)近有關(guān)。q交換值的大小與染色體上兩個(gè)連鎖基因交換值的大小與染色體上兩個(gè)連鎖基因間距離的遠(yuǎn)近有關(guān)。間距離的遠(yuǎn)近有關(guān)。q染色體上兩個(gè)連鎖基因相距越遠(yuǎn)，形成染色體上兩個(gè)連鎖基因相距越遠(yuǎn)，形成重組配子的百分比就越大，或者說交換重組配子的百分比就越大，或者說交換值越大；相反，染色體上兩個(gè)連鎖基因值越大；相反，染色體上兩個(gè)連鎖基因靠得越近，形成重組配子的百分比就越靠得越近，形成重組配子的百分比就越小，也就是交換值越小。小，也就是交換值越小。基因連鎖和互換規(guī)律基因連鎖和互換規(guī)律在實(shí)踐上的應(yīng)用在實(shí)踐上的應(yīng)用 如果不利的性狀和有利的性狀連鎖在如果不利的性狀和有利的性狀連鎖在一起，那就要采取

19、措施，打破基因連鎖，一起，那就要采取措施，打破基因連鎖，進(jìn)行基因互換，讓人們所要求的基因連進(jìn)行基因互換，讓人們所要求的基因連鎖在一起，培育出優(yōu)良品種來。鎖在一起，培育出優(yōu)良品種來。 具有連鎖關(guān)系的兩個(gè)基因，其具有連鎖關(guān)系的兩個(gè)基因，其連鎖關(guān)系是可以改變的。在減數(shù)分連鎖關(guān)系是可以改變的。在減數(shù)分裂時(shí)，裂時(shí)，同源染色體間的非姐妹單體同源染色體間的非姐妹單體之間可能發(fā)生交換，之間可能發(fā)生交換，就會(huì)使位于交就會(huì)使位于交換區(qū)段的換區(qū)段的等位基因發(fā)生互換等位基因發(fā)生互換，這種，這種因連鎖基因互換而產(chǎn)生的基因重組，因連鎖基因互換而產(chǎn)生的基因重組，是形成生物新類型的原因之一。是形成生物新類型的原因之一。q確立

20、了遺傳的染色體理論基礎(chǔ)。確立了遺傳的染色體理論基礎(chǔ)。q對育種工作也有重要的指導(dǎo)意義。對育種工作也有重要的指導(dǎo)意義。q例：大麥中的一種矮生性狀與抗條銹病性狀有例：大麥中的一種矮生性狀與抗條銹病性狀有較強(qiáng)的連鎖關(guān)系。已知矮生基因較強(qiáng)的連鎖關(guān)系。已知矮生基因brbr與抗條銹病與抗條銹病基因基因T T間的交換值為間的交換值為1212。用矮生、抗條銹病。用矮生、抗條銹病(brbrTT)(brbrTT)親本與株高正常的患病親本與株高正常的患病(BrBrtt)(BrBrtt)親本親本雜交，那末雜交，那末F F2 2中出現(xiàn)株高正常、抗條銹病純合中出現(xiàn)株高正常、抗條銹病純合體的百分率，理論上應(yīng)是多少體的百分率，

21、理論上應(yīng)是多少? ?如果要使如果要使F2F2中出中出現(xiàn)現(xiàn)1010株純合的株高正常、抗條銹病的植株，株純合的株高正常、抗條銹病的植株，F(xiàn)2F2群體至少應(yīng)該種多少株群體至少應(yīng)該種多少株? ? 基因的自由組合規(guī)律和基因的連鎖互換基因的自由組合規(guī)律和基因的連鎖互換規(guī)律是規(guī)律是建立在基因的分離規(guī)律的基礎(chǔ)上建立在基因的分離規(guī)律的基礎(chǔ)上的，的，生物形成配子時(shí)，在減數(shù)第一次分裂的過程生物形成配子時(shí)，在減數(shù)第一次分裂的過程中，同源染色體上的等位基因都要彼此分離。中，同源染色體上的等位基因都要彼此分離。在分離之前，可能發(fā)生部分染色體的交叉互在分離之前，可能發(fā)生部分染色體的交叉互換。換。在同源染色體分離的基礎(chǔ)上，在

22、同源染色體分離的基礎(chǔ)上，非同源染非同源染色體上的非等位基因又進(jìn)行自由組合，色體上的非等位基因又進(jìn)行自由組合，從而從而形成各種組合的配子?？梢娙笠?guī)律在配子形成各種組合的配子?？梢娙笠?guī)律在配子形成過程中形成過程中相互聯(lián)系、同時(shí)進(jìn)行、同時(shí)作用。相互聯(lián)系、同時(shí)進(jìn)行、同時(shí)作用。 名稱 類別基因的分離規(guī)律基因的自由組合規(guī)律基因的連鎖互換規(guī)律親代相對性狀的對數(shù)區(qū)別F1基因在染色體上的位置F1形成配子的種類和比例測交后代比例一對相對一對相對性狀性狀兩對相對兩對相對性狀性狀兩對相對性狀兩對相對性狀D dY yR rB bV v2種：種：D：d=1：14種：種：YR:yr:Yr:yR=1：1：1：12種種:B

23、V:bv=1:14種：種：BV:bv:Bv:bV=多：多：多：少：少多：少：少顯：隱顯：隱=1：1雙顯：雙隱：顯雙顯：雙隱：顯隱：隱顯隱：隱顯=1：1：1：1雙顯：雙雙顯：雙隱隱=1：1雙顯：雙隱：顯雙顯：雙隱：顯隱：隱顯隱：隱顯=多：多：多：多：少：少少：少q1、寫出、寫出AB/ab產(chǎn)生配子的類型和比例產(chǎn)生配子的類型和比例q寫出各配子的比例范圍大致為多少寫出各配子的比例范圍大致為多少q2、寫出、寫出AB/abC/c產(chǎn)生配子的類型和比例產(chǎn)生配子的類型和比例1.1.在在100100個(gè)初級精母細(xì)胞的減數(shù)分裂中，有個(gè)初級精母細(xì)胞的減數(shù)分裂中，有5050個(gè)細(xì)個(gè)細(xì)胞的染色體發(fā)生了一次交換，在所形成的配子中，胞的染色體發(fā)生了一次交換，在所形成的配子中，互換型的配子有互換型的配子有_個(gè)，百分率占個(gè)，百分率占_%_%。2.2.基因型為基因型為AB/abAB/ab的個(gè)體，在形成配子過程中，的個(gè)體，在形成配子過程中，有有20%20%的初級精母細(xì)胞發(fā)生了互換。若此個(gè)體產(chǎn)生的初級精母細(xì)胞發(fā)生了互換。若此個(gè)體產(chǎn)生了了1000010000個(gè)精子，則從理論上講可形成個(gè)精子，則從理論上講可形成aBaB的精子的精子_個(gè)。個(gè)。q基因型AaBb的植株，自交后代產(chǎn)生的F1有AAb