第五章 连锁遗传和性连锁
Genetic Linkage and
Chromosomal Mapping
第一节 连锁与交换
一、连锁
（一）性状连锁遗传的发现
? 1905年,W.Bateson和 R.C.Punnet研究了香豌豆两
对性状的遗传。一对是花的颜色,紫花对红花为显
性，一对是花粉形状，长形对圆形为显性。
紫长 PPLL × 红圆 ppll
紫长 PpLl
?
紫长 紫圆 红长 红圆
P_L_ P_ll ppL_ ppll
观察数 4831 390 393 1338
按 9:3:3:1推算 3910.5 1303.5 1303.5 434.5
花色和花粉形状分
离比符合 3:1，表明
都是由单基因控制
的，但 F2不符合
9:3:3:1的分离比
紫圆 PPll × 红长 ppLL
紫长 PpLl
?
紫长 紫圆 红长 红圆
P_L_ P_ll ppL_ ppll
观察数 226 95 97 1
理论数 235.8 78.5 78.5 26.2
结果和前次的相近，
仍不符合孟德尔定
律，亲本组合比理
论数多，重组组合
比理论数少。
相关概念：
连锁遗传,
相引相（组）：
相斥相（组）：
（二） 连锁遗传的解释
? 摩尔根的果蝇杂交试验；
Pr+pr+vg+vg+红长 × Prprvgvg（紫残）
F1 pr+prvg+vg × prprvgvg
Pr+prvg+vg 1339
Prprvgvg 1195
Pr+prvgvg 151
Prprvg+vg 154
P
测交
P pr+pr+vgvg X prprvg+vg+
F1 pr+prvg+vg X prprvgvg
Pr+prvg+vg 157
Prprvgvg 146
Pr+prvgvg 965
Prprvg+vg 1067
基本概念
? 在减数分裂时同源染色体之间的交换导致了遗传重组
的发生。一个交叉就是交换的位点。
? 遗传重组的证据是在减数分裂中发现交换时细胞学标
记发生重组，遗传学标记也发生重组。
? 交换是一个交互事件，发生在减数分裂前期 I 染色
体形成二价体的阶段。
? 重组是交换的结果，但交换并不一定引起重组，如两
标记间发生偶数次重组，标记并不发生重组。
? 两个染色体之间发生一次交叉可以阻止相邻位置第二
次交叉的发生，这个现象称为交叉干涉。
?Punnet 认为似乎两对基因在杂交子代中的组合并
不是随机的，而是原来属于同一亲本的两个基因
更倾向于进入同一配子，此叫做相引 (coupling)，
原来属于不同亲本的两个基因之间在形成配子时
相互排斥，称为相斥 (repulsion)。
?当两个非等位基因 a和 b处在一个染色体上，而在
其同源染色体上带有野生型 A,B时，这些基因被
称为处于相引相 (coupling phase)(AB/ab)；若每个
同源染色体上各有一个突变基因和一个野生型基
因，则称为相斥相 (repulsion phase)(Ab/aB)。
♀ 灰残 × ♂ 黑长
BBVV bbvv
灰长 BbVv ×♀ 黑残 bbvv
灰长 黑残
BbVv bbvv
1 ︰ 1
?1910年,Morgan和 Bridges用果蝇进行了大量的杂交
实验，提出了连锁交换定律，被后人誉为遗传的
第三定律。
♂
♀ 灰长 × ♂ 黑残
BBVV bbvv
♀ 灰长 BbVv × ♂ 黑残 bbvv
灰长 黑残 灰残 黑长
BbVv bbvv Bbvv bbVv
0.42 ︰ 0.42︰ 0.08 ︰ 0.08
不完全连锁 (incomplete linkage):测交后代出现 4种不同表
型，其中亲本类型远远多于新类型。
摩尔根的解释, 假定基因 B和 V同处于一条染色体上，
基因 b和 v同处于同源染色体的另一条染色体上。
连锁 (linkage)：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。
（三）完全连锁和不完全连锁
?完全 连锁：连锁基因之间不发生非
姐妹染色单体间的交换，只形成两
种亲型配子，没有重组型配子产生
?不完全连锁：连锁基因之间发生非
姐妹染色单体间的交换，不仅形成
两种亲型配子，同时形成两种重组
型配子。
b v
b vB
B V
V
P
b vB V
配子
B V
b vF1
♂ ×
b v
b v
♀
B V
b v
b v
b v
1 ︰ 1完全连锁
b v
b vB
B V
V
P
b vB V
配子
B V
b vF1
♀ ×
b v
b v
♂
B v
b V
减数分裂中染色体的交换
B V
b v
b v
B V
不完全连锁
重组型配子
亲本型配子
pr vg pr+ vg+
pr vg pr+ vg+
pr vg pr+ vg+
pr+ vg+
pr vg
图 5-1 两对位于同一条染色体
上的等位基因的简单遗传
Pr Vg
Pr Vg Pr Vg
Pr Vg Pr Vg+ Pr
Vg+
Pr+ Vg+ Pr+ Vg Pr+ Vg
Pr+ Vg+ Pr+ Vg+
Pr+ Vg+
图 5－ 2 在减数分裂中染色体交换
连锁交换规律
? 处在同一染色体上的两个或两个以上的基因
在遗传时，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，同源染色体的非姐妹染色单体间发生
了局部交换的结果。
? 连锁和交换的重组称为染色体内重组 (intra-
chromosomal recombination)，因染色体自
由组合而产生的重组称为染色体间重组 (inter-
chromosomal recombination)。
5.2 基因重组与染色体交换的证实
? 1931年,McClintock和她的女博士生 B.Creighton以
玉米为材料进行了一项试验，为 染色体交换导致
遗传重组 提供了第一个有力的证据。
Barbara Mcclintock
(1902-92)
Harriet B.Creighton
(1909-)
一, 玉米实验
麦克林托克（ McClintock,B）
克 莱 顿 （ Creighton,B）
No,9 染色体
C, 色素基因
Wx, 糯质基因 或 蜡质基因
knob,节结
9号染色体，
色素基因 C有
色对 c无色，
非糯 Wx对糯 wx
c Wx
C wx
纽结
(knob)
来自第 8号染色
体的附加片段
减数分裂
配
子
c Wx
c wx
C wx
C Wx
×
c Wx
C wx
c Wx
c wx
c Wx
c wx
C wx
C Wx
c Wx
c Wx
c Wx
c wx
c wx
c Wx
c wx
c wx
C Wx
c Wx c wx
C Wx
C wx
c Wx
C wx
c wx
c Wx c wx有色 非糯
? 在 B.Creighton和 McClintock的结果发表没几周，
C.Stern又发表了果蝇实验的证据。
Curt Stern(1902-81)
二．果蝇实验
斯特恩（ Stern,C.）
X 染色体
car（ Carnation） 粉红眼 隐性基因
B （ Bareye） 棒状眼 显性基因
减数分裂
配 子c +
C +Y染色体的
易位片段
缺失的片段
c B
C +
C B
c B
果蝇 X染色体,c
为隐性突变，纯
合体为粉红色，
正常为红色,B
为显性突变，表
型为棒状眼。
× c +
c +
C +
c B
c +
C +
C B
c B
c +
C + C +
c +
C B C B
c +
c + c +
c +
c B c B
不 完 全 连 锁 时，
为什么配子中总是 亲型配子 多，
重组型配子 少？？
第二节 交换值及其测定
一、交换值
交换值（ %） = 重组型配子数
总配子数 × 100
二、交换值的测定
（一）测交法
玉米籽粒的糊粉层颜色基因 C和饱满度基因 Sh是
连锁的。杂交亲本为相引相时，有如下结果：
有色饱满 × 无色凹陷
CSh/CSh csh/csh
× 无色凹陷
csh/csh
有色饱满 有色凹陷 无色饱满 无色凹陷
CSh/csh Csh/csh cSh/csh csh/csh
4032 149 152 4035
有色饱满
CSh/csh
重组型
重组率 RF=301/8368=3.6%
二、交换值的测定
（一）测交法
（二）自交法
紫长 PPLL × 红圆 ppll
紫长 PpLl
?
紫长 紫圆 红长 红圆
P_L_ P_ll ppL_ ppll
4831 390 393 1338
PL
0,44
Pl
0,06
PL
0,06 Pl0,44
PL
0,44
Pl
0,06
Pl
0,06
Pl
0,44 1338
1338
6952 =19,2%
5.3 交换和重组值
? 染色体内重组是交换的结果，但交换不一定导致重
组。两基因间发生奇数次交换才导致重组。
? 存在于同一染色体上的基因群称为 连锁群 (linkage
group)，排列在同一条染色体上及其同源染色体上
的基因属于同一连锁群。一个二倍体生物的连锁群
数应和其染色体对数相等。
? 在少数的生物中如雄果蝇和雌家蚕都不发生重组，
称为 完全连锁 。 1922年英国的 J.B.S.Haldane提出，
凡较少发生交换的个体必定是异配性别个体。
? 基因间的距离越长，发生交换的机会越多，因此 交
换值 (crossing-over value) 的大小可以用来表示基
因间距离的长短。但由于无法直接测定交换率，只
有通过基因的 重组率 (recombination frequency)来
估计交换频率。
? 重组频率 (RF)=重组型配子数目 /(亲本型配子数目 +
重组型配子数目 )。单位是图距单位 m.u.(map unit)
或厘摩 (centimorgan,cM)，又称遗传距离。
? 有时虽发生了交换 (如双交换 )，但没有导致重组，
因此，重组值并不完全等于交换值。
交换值与连锁强度、遗传距离的关系
交换值 连锁强度 遗传距离
大
遗传单位：
小 大
小 大 小
第三节 基因定位与连锁遗传图
? 一、基因定位：确定基因在染色体上的位置。
包括基因间的距离（交换值）和顺序。
? （一）两点测验法
? 要点：通过 3次杂交和 3次测交
a + +
? + c b
? a c b
? + + +
? a + b
? + c +
? a c +
? + + c
a-c间单
交换
c-b间
单交换
双交换
WX Sh C
23.6
20 3.6
WX C Sh
20
16.4 3.6
（二）三点测验
?是基因定位最常用的方法，只
通过一次杂交和一次测交，就
可同时确定三对基因在染色体
上的位置。
?优点：简单，准确。
三点测交实验的意义在于,
?（ 1） 比两点测交方便, 准确 。 一次 三
点测交相当于 3次两点测交实验所获得
的结果；
?（ 2） 能获得双交换的资料；
?（ 3） 证实了基因在染色体上是直线排
列的 。
解题思路
?1、三基因是否为连锁基因？
?2、排列顺序怎样？
?3、基因间距离如何？
结果分析
1、归类
2、确定正确的基因顺序
用双交换型与亲本类型相比较，发现改变了位置的
那个基因一定是处于中央的位置，因为双交换的特点
是旁侧基因的相对位置不变，仅中间的基因发生变动。
于是可以断定这 3 个基因正确排列顺序是 wx sh c
亲本型
+ wx c
sh + +
双交换型
+ + +
sh wx c
sh + +
+ wx C
+ sh +
wx + c
+ + sh
wx c +
sh wx +
+ + c
wx sh c
+ + +
+ c sh
wx + +
WX在中
间
Sh在中间
C在中间
√
三基因的顺序为,WX SH C
1、亲型,+ wx c 2708
sh + + 2538
2、单交,+ + c 626
sh wx + 601
3、单交,sh + c 113
+ wx + 116
4、双交,+ + + 4
sh wx c 2
sh + +
+ wx C
+ sh +
wx + c
单交换
双交换
按 wx sh c 重新排列
1、亲型,wx + c 2708
+ sh + 2538
2、单交,+ + c 626
wx sh + 601
3、单交,+ sh c 113
wx + + 116
4、双交,+ + + 4
wx sh c 2
Wx-sh间单交
Sh-c间单交
双交换
计算交换值
1、双交换值 = 4+26708 X 100% =0.09%
2,WX-SH间单交换值 = 601+6266708
=18.4%
3,sh-c间单交换值 = 116+1136708 X100%+0.09%
X100%+0.09%
=3.5%
绘制遗传图
21,9
18,4 3,5
wx sh c
（三）干扰和符合
符合系数 =
实际双交换值
理论双交换值
= 0.090.64 =0.14
（理论双交换值 =0.184X0.035=0.64%）
符合系数的性质
变幅,0----1之间
符合系数 干扰情况
1 不受干扰
0 完全干扰
二、连锁遗传图
基因定位与染色体作图
5.4.1 基因直线排列原理及相关概念
?基因定位 (gene mapping)：根据重组值确定不同基因
在染色体上的相对位置和排列顺序的过程。
?染色体图 (chromosome map)：又称基因连锁图
(linkage map)或遗传图 (genetic map)。依据基因之间
的交换值 (或重组值 )，确定连锁基因在染色体上的相对
位置而绘制的一种简单线性示意图。
?图距 (map distance),1%重组值 (交换值 )去掉其百分率
的数值定义为一个图距单位 (map unit,mu)，后人为了
纪念现代遗传学的奠基人 Morgan，将图距单位称为厘
摩 (centimorgan,cM),1cM=1%重组值去掉 %的数值。
?任何 3个距离较近的 a,b,c连锁基因，若已分别测得
a,b和 b,c间的距离，那么 a,c间的距离，就必然等于
前二者距离的和或差。这就是摩尔根学生
A.H.Sturtevant第一次提出的基因的 直线排列 原理。
Alfred H.Sturtevant
1891-1970
第五节 连锁遗传规律的应用
例题：
Pi Lm
Pi Lm X Pi lmPi lm
Pi Lm
Pi lm X
Pi Lm
Pi lm
Pi Lm
48,8
Pi lm
1,2
Pi Lm
1,2
Pi lm
48,8
P:
F1
配子：
PL Pl PL pl
PL
Pl
PL
pl
48.8 48.8
48.8
48.8
1.2 1.2
1.2
1.2
PPll
1.44
10000:1.44=X:5
X=3.5万株
在果蝇 X染色体上，除白眼 (w)、黄体 (y)基因
外，还有隐性的粗脉翅 (bi)基因，经测交得知 bi—
w的交换值为 5.3% (5.3cM),w—y的距离为 1.1cM，
那么 bi—y的距离究竟是多少？
从理论上推测，这取决于 w,y,bi这三个基
因在 X染色体上的排列顺序，它们不外乎下列两
种方式,(1)w—y—bi或 (2)y—w—bi。决定哪一种是
合理的排列就必须测定 bi—y的交换值。测交的结
果为 5.5%(5.5cM)。这样经过 3次 两点测交 (two-
point testcross)，就可把第 (2)种排列关系确定下来。
5.4.2 三点测交 (three-point testcross)与染
色体作图
为了进行基因定位，摩尔根和他的学生 Sturtevant改
进了上述 两点测交,创造了 三点测交 方法，即将 3个
基因包括在同一次交配中。进行这种测交，一次实验
就等于 3次两点试验。
已知在果蝇中棘眼 (ec)、截翅 (ct)和横脉缺失 (cv)这 3
个隐性突变基因都是 X连锁的。把棘眼、截翅个体与
横脉缺失个体交配,得到 3个基因的杂合体 ec ct +/+
+ cv (ec,ct,cv的排列不代表它们在 X染色体的真实
顺序 )，取其中 3杂合体雌蝇再与 3隐性体 ec ct cv/Y雄
蝇测交，测交后代如下表。
序号 表型 实得数
1 ec ct + 2125
亲本型2 + + cv 2207
3 ec + cv 273
单交换 I型
4 + ct + 265
5 ec + + 217
单交换 II型6 + ct cv 223
7 + + + 5
双交换型8 ec ct cv 3
合计 5318
ec ct +/ + + cv× ec ct cv/Y测交后代数据
结果分析
1、归类
2、确定正确的基因顺序
用双交换型与亲本类型相比较，发现改变了位置的
那个基因一定是处于中央的位置，因为双交换的特点
是旁侧基因的相对位置不变，仅中间的基因发生变动。
于是可以断定这 3 个基因正确排列顺序是 ec cv ct。
亲本型
ec ct +
+ + cv
双交换型
+ + +
ec ct cv
ec ct +
+ + cv
ec + ct
+ cv +
ct ec +
+ + cv
ec + +
+ ct cv
ec cv ct
+ + +
ct + +
+ ec cv
3、计算重组值，确定图距
(1)、计算 ct—cv的重组值
忽视表中第一列 (ec/+)的存在，将它们放在括弧中，
比较第二、三列：
(ec) ct + 2125 非重组
(+) + cv 2207
(ec) + cv 273 非重组
(+) ct + 265
(ec) + + 217 重组
(+) ct cv 223
(+) + + 5 重组
(ec) ct cv 3
ct—cv间重组率
=(217+223+5+3)/5318
=0.084=8.4%=8.4cM
3、计算重组值，确定图距
(2)、计算 ec—cv的重组值
忽视表中第二列 (ct/+)的存在，将它们放在括弧中，
比较第一、三列：
ec (ct) + 2125 非重组
+ (+) cv 2207
ec (+) cv 273 重组
+ (ct) + 265
ec (+) + 217 非重组
+ (ct) cv 223
+ (+) + 5 重组
ec (ct) cv 3
ec—cv间重组率
=(273+265+5+3)/5318
=10.2%=10.2cM
3、计算重组值，确定图距
(3)、计算 ec—ct的重组值
忽视表中第三列 (+/cv)的存在，将它们放在括弧中，
比较第一、二列：
ec ct (+) 2125 非重组
+ + (cv) 2207
ec + (cv) 273 重组
+ ct (+) 265
ec + (+) 217 重组
+ ct (cv) 223
+ + (+) 5 非重组
ec ct (cv) 3
ec—ct间重组率
=(273+265+217+223)/5318
=18.4%=18.4cM
4,绘染色体图
ec cv ct10.2 8.4
18.4?18.6
在计算 ec—cv和 cv—ct的重组值时都利用了双交换值，
可是计算 ec—ct时没把它计在内，因为它们间双交换的
结果并不出现重组。所以 ec—ct之间的实际双交换值应
当是重组值加 2倍双交换值。即 18.4%+2× 0.1%=18.6%。
当三点测交后代出现 8种表型时,表明有双交换发生,
此时需用 2倍双交换值来作校正。若 3个基因相距较近，
往往不出现双交换类型,后代只有 6种表型,无需校正。
5,资料整理
表型 实得数 比例 重组发生在ec— cv cv— ct ec— ct
ec + ct 2125 81.5%
+ cv + 2207
ec cv + 273 10.1% ? ?
+ + ct 265
ec + + 217 8.3% ? ?
+ cv ct 223
+ + + 5 0.1% ? ?
ec cv ct 3
总计 5318 1 10.2% 8.4% 18.4%
亲本的基因型为,
ec + ct
ec + ct
+ cv +
×
ec + ct
+ cv + ×
ec cv ct
0.0 1.0 30.7 33.7 57.6
y w v m r
Sturtevant在 1913年绘制的第一张基因连锁图 (果蝇
X染色体 )(括号内为现在较为精确的数据 )
y:黄体 w:白眼 v:辰砂眼 m:小翅 r:斜截翅
(1.5) (33.0) (36.1) (54.5)
染色体作图
?每个基因的位置是用从一组连锁基因的一端算起的
图距来表示。
?一般以最左端的基因位置为 0，其他基因的位置通过
它与最邻近的基因间的重组率之和来确定。
?随着研究的进展，发现有新的基因在更左端时，就
把 0点的位置让位给新的基因，其余的基因座作相应
的移动。
?重组率在 0~50%之间，但在遗传图上，可以出现 50
个单位以上的图距。因此要从图上数值得知基因间
的重组率只限于邻近的基因座间。
5.4.3 并发 (coincidence)和干涉 (interference)
? 每发生一次单交换都会影响它邻近发生另一次单交换，
这种现象称作 干涉 (interference,I)或染色体干涉。
? 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 (positive interference)，引起增加
的称为 负干涉 (negative interference)。
? 观察到的双交换率与预期的双交换率的比值称做 并发
系数 (coefficient of coincidence,C)。一般用并发系数
来表示干涉作用的大小。 I =1－ C
? C=1,I= 0，无干涉存在； C= 0,I=1时，完全干涉；
0<C<1，存在正干涉； C>1,I<0，存在干涉。
? 上例中，双交换的预期频率是
10.2%× 8.4%=0.86%，但观察到的实际双交换值
为 (5+3)/5318=0.15%，并发系数
C=0.15%/0.86%=0.17。 I=1－ C=0.83。
? 染色单体干涉 (chromotid interference)：是指两条
同源染色体的 4条染色单体参与多线交换机会的非
随机性。如果有染色单体干涉的存在，可以使二线
双交换、三线双交换和四线双交换发生的概率不呈
1,2,1的比例。正的染色单体干涉提高四线双交
换的频率，负的染色单体干涉则可提高二线双交换
的频率。
1
2
3
4
2-3二线双交换 1-4四线双交换
1-3,2-4三线双交换
5.2 真菌类的遗传学分析
主要以粗糙链孢菌 (Neurospora crassa)和酵母菌
(Saccharomyces)为例。都是真菌，属于低等真核生物。
粗糙链孢菌的特点：
⒈ 子囊孢子是单倍体，表型直接反映基因型。
⒉一次只分析一个减数分裂产物。
⒊体积小，易繁殖，易于培养。
⒋可进行有性生殖，染色体结构和功能类似于高等生物。
四分子分析 (tetrad analysis)：
单一减数分裂的 4个产物留在一起，
称为四分子。对四分子进行遗传学
分析称为四分子分析。
粗
糙
链
孢
霉
的
生
活
史
5.2.1 着丝粒作图 (centromere mapping)
链孢霉的 野生型 又称为 原养型 (prototroph)，
子囊孢子按时成熟呈黑色。
营养缺陷型 (auxotroph)，只能在完全培养基上生长，
成熟较慢，子囊孢子呈灰白色。
prototroph
auxotroph
利用四分子分析法，测定基因与着丝粒
之间的距离。
MI模式
MII模式
＋ ＋ ＋ ＋ － － － －
＋ ＋ － － ＋ ＋ － －
＋＋－－＋＋－－
＋ ＋ － － － － ＋ ＋
＋＋
－ － ＋ ＋ ＋ ＋ － －
着丝粒距离 =
%1 0 0
2
1
%1 0 0
2
1
???
??
子囊总数
第二次分裂分离子囊数
子囊总数
交换型子囊数
如：将两种菌株进行杂交 lys+ × lys－,得如下结果
子
囊
类
型
子囊数
分裂类型
（ 1） （ 2） （ 3） （ 4） （ 5） （ 6）
＋
＋
－
－ ＋
＋
－
－ ＋
－
＋
－
－
＋
－
＋
＋
－
－
＋
－
＋
＋
－
105 129 9 5 10 16
MI MI MII MII MII MII
非交换型 交换型
%3.7%100
2
1
161059129105
161059
%100
2
1
???
?????
???
?
??
?
?
III
II
MM
M
着丝粒距离
Lys 基因与着丝粒之间的距离是 7.3cM。
5.2.2 两个连锁基因的作图
Neurospora crassa an ??? 杂交结果
51905901808
实得子
囊
数
TNPDPDTTNPDPD
四分子
类
别
分离发
生时期
四分子
基因型
次
序
⑦⑥⑤④③②①子囊型
+ a
+ a
n +
n +
+ +
+ +
n a
n a
+ +
+ a
n +
n a
+ a
n a
+ +
n +
+ a
n +
+ a
n +
+ +
n a
+ +
n a
+ +
n a
+ a
n +
MIMI MIMI MIMII MIIMI MIIMII MIIMII MIIMII
两对基因杂交，如不考虑孢子排列，只考虑
性状组合时，子囊可以分为 3种四分子类型。
1,亲二型 (parental ditype,PD)，有两种基因型，并与
亲代相同。包括子囊型①和⑤。
2,非亲二型 (non-parental ditype,NPD)，有两种基因型
都跟亲代不同，是重组型。包括子囊型②和⑥。
3,四型（ tetratype,T），有四种基因型,2种与亲代相
同,2种重组型，包括子囊型③、④和⑦。
下图是从染色体交换和重组来理解各类子囊的形成原因。
交换类型 染色体图象 重组 四分子类型 子囊型
无交换
四 线
双交换
单交换
0%
100%
50%
＋ a
n ＋
＋ a
n ＋
＋ a
n ＋
＋ a,＋ a,n＋,n＋
(PD)
＋＋,＋＋,na,na
(NPD)
＋
＋＋,＋ a,n＋,na
(T)
①
②
③
交换类型 染色体图象 重组 四分子类型 子囊型
二 线
双交换
单交换
四 线
多交换
50%
0%
100%
＋ a
n ＋
＋ a,na,＋＋,n＋
(T)
＋ a,n＋,＋ a,n＋
(PD)
＋＋,na,＋＋,na
(NPD)
④
⑤
⑥
＋ a
n ＋
＋ a
n ＋
＋ a
n ＋
＋＋,na,＋ a,n＋
( T )
⑦50%
三线
双交
换
资料分析：
1,计算 nic与着丝粒之间的重组率：
%05.5
2
1
10 00
51905
2
17654
2
1
2
1
2
?
?
???
??
???
?
????
总子囊数
）（）（）（）（
总子囊数总子囊数
交换型子囊数 M
2,计算 ade与着丝粒之间的重组率：
%30.9
2
1
10 00
519090
2
17653
2
12
??
???
?
?
???
???
总子囊数
）（）（）（）（
总子囊数
M
3,判断 nic,ade 基因是独立分配还是连锁。
如果两个基因是自由组合的话，则 PD︰ NPD =1︰ 1
而实验结果 PD=808+90=898,NPD=1+1=2,PD远远
大于 NPD。说明这两个基因是相互连锁的。
5.05
9.30
nic ade
nic ade
5.05 9.30
哪一种排列正确呢？
如果我们把资料用另一种方式排列，得下表：
按照分离时期排列
nic / ＋ ＋ /ade 子囊数
MI
MI
MII
MII
MI
MII
MI
MII
(808+1) 809
(90)90
(5)5
(90+5+1)96
1000
RF(·－ nic)=5.05% RF(·－ ade)=9.30%
若 n和 a各自独立的与着丝粒发生交换的话，则 MII的
子囊数应为 9.30%︰ 5.05%≈1.84 ︰ 1
事实上：交换发生在着丝粒与 ade间,n是 MI,a是
MII的子囊有 90个。交换发生在着丝粒与 n间,n是
MII, a是 MI的子囊只有 5个。比例相差悬殊，所以
这 两个基因处在着丝粒的同一侧 。
另从上表可见，在 n与着丝粒发生交换时,a基因也
一道与着丝粒发生了交换。即 n是 MII, a也是 MII共
计 96（ =90+1+5)个子囊。
同一交换使＋ /n出现 MII型分离，也使＋ /a出现 MII型
分离,101次中有 96次，证明 n,a在着丝粒的同一侧。
%2.5
1 0 0 0
)11()5590(
2
1
2
1
)( ?
????
?
??
?
??
PDN P DT
N P DT
anRF
着丝粒 nic ade
5.05 5.2
10.25
＋ a
n ＋
＋ a
n a
＋ ＋
n ＋
被低估的重组值从下表的分析
可以将 ·－ a间的重组值得到校正
子囊
型 每一子囊被计算为重组子的染色单体数
子囊
数
在所有子囊中被计算为
重组子的染色单体数
·－ n n－
a ·－ a
·－ n n－ a ·－
a
2
3
4
5
6
7
0 4 0
0 2 2
2 2 0
2 0 2
2 4 2
2 2 2
1
90
5
90
1
5
0 4 0
0 180 180
10 10 0
180 0 180
2 4 2
10 10 10
总数 202 208 372
被低估的重组值 %95.0%1 0 0
4 0 0 0
3 7 22 0 82 0 2 ?????
5.2.3 非顺序四分子的遗传分析
AB × ab 杂交时，无论有无连锁，
只产生 3种可能的无序四分子。
AB
AB
ab
ab
aB
aB
Ab
Ab
ab
aB
Ab
AB
PD NPD T
N P DTRF ??
2
1
RF=0.5 A,B基因不连锁
RF<0.5 A,B基因连锁
5.3 人类的连锁分析和细胞学图
5.3.1 人类基因定位方法
?家系分析法 (pedigree method),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。
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。
⒉ X连锁基因的定位 表现为隔代交叉遗传。
⒊ 外祖父法 (grandfather method) 根据双重杂合体的母
亲所生儿子中有关性状的重组情况，就可以估计重
组率，而母亲 X染色体上的基因组成，可以由外祖
父的表型得知。
＋ ＋ －×
＋ － ＋×＋
＋ ＋ ＋ － ＋ －
交
叉
遗
传
以人类 X连锁的色盲基因 ( a )和蚕豆病基因 ( G6PD )( g )
为例说明外祖父法。
⑴ 若 X染色体没有重组交换，则不论母亲是顺式还是
反式杂合体，其儿子中的 X染色体只有两种类型。
A
G
a
g
A
G
a
g
母亲
儿子
或 Ag aG
A
g
a
G
正常 色盲、蚕豆病 蚕豆病 色盲
⑵ 若母亲 X染色体的两个基因间发生了交换：
外祖父
A
G
母亲 (双重杂合子 )
A
G
a
g
儿子
A
G
a
g
A
g
a
G
（互引相） 正常 色盲、蚕豆病 蚕豆病 色盲
a
G
a
G
A
g
a
G
A
g
a
g
A
G
A
g
A
g
a
G
A
g
a
G
A
G
a
g
（互斥相）
（互斥相）
色盲
色盲
正常
正常蚕豆病
蚕豆病 色盲、
蚕豆病
色盲、
蚕豆病
根据外祖父的表型确定作为母亲的双重杂合体的
连锁相（反式或顺式），然后判断其儿子中的各
种表型中哪种属于重组型，统计其重组体多占的
比例，就可计算两个基因间的重组率。
RF(a-g)=5%=5cM
家系分析法在原则上也可用于常染色体上的基因定位。
? 体细胞杂交定位法
⑴ 克隆分布板法 为了将某一个基因定位在某一条
染色体上，必须建立包括人体 24条染色体在内的
一整套杂种细胞。其中每个杂种细胞都包括有一
组人体染色体。这样的一套杂种细胞称为克隆分
布板 (clone panel)。
杂
种
细
胞
克
隆
1 2 3 4 5 6 7
8
保留的人体染色体号数
A
B
C
＋ ＋ ＋ ＋ － － － －
＋ ＋ － － ＋ ＋ － －
＋ － ＋ － ＋ － ＋ －
Genetic Linkage and
Chromosomal Mapping
第一节 连锁与交换
一、连锁
（一）性状连锁遗传的发现
? 1905年,W.Bateson和 R.C.Punnet研究了香豌豆两
对性状的遗传。一对是花的颜色,紫花对红花为显
性，一对是花粉形状，长形对圆形为显性。
紫长 PPLL × 红圆 ppll
紫长 PpLl
?
紫长 紫圆 红长 红圆
P_L_ P_ll ppL_ ppll
观察数 4831 390 393 1338
按 9:3:3:1推算 3910.5 1303.5 1303.5 434.5
花色和花粉形状分
离比符合 3:1，表明
都是由单基因控制
的，但 F2不符合
9:3:3:1的分离比
紫圆 PPll × 红长 ppLL
紫长 PpLl
?
紫长 紫圆 红长 红圆
P_L_ P_ll ppL_ ppll
观察数 226 95 97 1
理论数 235.8 78.5 78.5 26.2
结果和前次的相近，
仍不符合孟德尔定
律，亲本组合比理
论数多，重组组合
比理论数少。
相关概念：
连锁遗传,
相引相（组）：
相斥相（组）：
（二） 连锁遗传的解释
? 摩尔根的果蝇杂交试验；
Pr+pr+vg+vg+红长 × Prprvgvg（紫残）
F1 pr+prvg+vg × prprvgvg
Pr+prvg+vg 1339
Prprvgvg 1195
Pr+prvgvg 151
Prprvg+vg 154
P
测交
P pr+pr+vgvg X prprvg+vg+
F1 pr+prvg+vg X prprvgvg
Pr+prvg+vg 157
Prprvgvg 146
Pr+prvgvg 965
Prprvg+vg 1067
基本概念
? 在减数分裂时同源染色体之间的交换导致了遗传重组
的发生。一个交叉就是交换的位点。
? 遗传重组的证据是在减数分裂中发现交换时细胞学标
记发生重组，遗传学标记也发生重组。
? 交换是一个交互事件，发生在减数分裂前期 I 染色
体形成二价体的阶段。
? 重组是交换的结果，但交换并不一定引起重组，如两
标记间发生偶数次重组，标记并不发生重组。
? 两个染色体之间发生一次交叉可以阻止相邻位置第二
次交叉的发生，这个现象称为交叉干涉。
?Punnet 认为似乎两对基因在杂交子代中的组合并
不是随机的，而是原来属于同一亲本的两个基因
更倾向于进入同一配子，此叫做相引 (coupling)，
原来属于不同亲本的两个基因之间在形成配子时
相互排斥，称为相斥 (repulsion)。
?当两个非等位基因 a和 b处在一个染色体上，而在
其同源染色体上带有野生型 A,B时，这些基因被
称为处于相引相 (coupling phase)(AB/ab)；若每个
同源染色体上各有一个突变基因和一个野生型基
因，则称为相斥相 (repulsion phase)(Ab/aB)。
♀ 灰残 × ♂ 黑长
BBVV bbvv
灰长 BbVv ×♀ 黑残 bbvv
灰长 黑残
BbVv bbvv
1 ︰ 1
?1910年,Morgan和 Bridges用果蝇进行了大量的杂交
实验，提出了连锁交换定律，被后人誉为遗传的
第三定律。
♂
♀ 灰长 × ♂ 黑残
BBVV bbvv
♀ 灰长 BbVv × ♂ 黑残 bbvv
灰长 黑残 灰残 黑长
BbVv bbvv Bbvv bbVv
0.42 ︰ 0.42︰ 0.08 ︰ 0.08
不完全连锁 (incomplete linkage):测交后代出现 4种不同表
型，其中亲本类型远远多于新类型。
摩尔根的解释, 假定基因 B和 V同处于一条染色体上，
基因 b和 v同处于同源染色体的另一条染色体上。
连锁 (linkage)：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。
（三）完全连锁和不完全连锁
?完全 连锁：连锁基因之间不发生非
姐妹染色单体间的交换，只形成两
种亲型配子，没有重组型配子产生
?不完全连锁：连锁基因之间发生非
姐妹染色单体间的交换，不仅形成
两种亲型配子，同时形成两种重组
型配子。
b v
b vB
B V
V
P
b vB V
配子
B V
b vF1
♂ ×
b v
b v
♀
B V
b v
b v
b v
1 ︰ 1完全连锁
b v
b vB
B V
V
P
b vB V
配子
B V
b vF1
♀ ×
b v
b v
♂
B v
b V
减数分裂中染色体的交换
B V
b v
b v
B V
不完全连锁
重组型配子
亲本型配子
pr vg pr+ vg+
pr vg pr+ vg+
pr vg pr+ vg+
pr+ vg+
pr vg
图 5-1 两对位于同一条染色体
上的等位基因的简单遗传
Pr Vg
Pr Vg Pr Vg
Pr Vg Pr Vg+ Pr
Vg+
Pr+ Vg+ Pr+ Vg Pr+ Vg
Pr+ Vg+ Pr+ Vg+
Pr+ Vg+
图 5－ 2 在减数分裂中染色体交换
连锁交换规律
? 处在同一染色体上的两个或两个以上的基因
在遗传时，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，同源染色体的非姐妹染色单体间发生
了局部交换的结果。
? 连锁和交换的重组称为染色体内重组 (intra-
chromosomal recombination)，因染色体自
由组合而产生的重组称为染色体间重组 (inter-
chromosomal recombination)。
5.2 基因重组与染色体交换的证实
? 1931年,McClintock和她的女博士生 B.Creighton以
玉米为材料进行了一项试验，为 染色体交换导致
遗传重组 提供了第一个有力的证据。
Barbara Mcclintock
(1902-92)
Harriet B.Creighton
(1909-)
一, 玉米实验
麦克林托克（ McClintock,B）
克 莱 顿 （ Creighton,B）
No,9 染色体
C, 色素基因
Wx, 糯质基因 或 蜡质基因
knob,节结
9号染色体，
色素基因 C有
色对 c无色，
非糯 Wx对糯 wx
c Wx
C wx
纽结
(knob)
来自第 8号染色
体的附加片段
减数分裂
配
子
c Wx
c wx
C wx
C Wx
×
c Wx
C wx
c Wx
c wx
c Wx
c wx
C wx
C Wx
c Wx
c Wx
c Wx
c wx
c wx
c Wx
c wx
c wx
C Wx
c Wx c wx
C Wx
C wx
c Wx
C wx
c wx
c Wx c wx有色 非糯
? 在 B.Creighton和 McClintock的结果发表没几周，
C.Stern又发表了果蝇实验的证据。
Curt Stern(1902-81)
二．果蝇实验
斯特恩（ Stern,C.）
X 染色体
car（ Carnation） 粉红眼 隐性基因
B （ Bareye） 棒状眼 显性基因
减数分裂
配 子c +
C +Y染色体的
易位片段
缺失的片段
c B
C +
C B
c B
果蝇 X染色体,c
为隐性突变，纯
合体为粉红色，
正常为红色,B
为显性突变，表
型为棒状眼。
× c +
c +
C +
c B
c +
C +
C B
c B
c +
C + C +
c +
C B C B
c +
c + c +
c +
c B c B
不 完 全 连 锁 时，
为什么配子中总是 亲型配子 多，
重组型配子 少？？
第二节 交换值及其测定
一、交换值
交换值（ %） = 重组型配子数
总配子数 × 100
二、交换值的测定
（一）测交法
玉米籽粒的糊粉层颜色基因 C和饱满度基因 Sh是
连锁的。杂交亲本为相引相时，有如下结果：
有色饱满 × 无色凹陷
CSh/CSh csh/csh
× 无色凹陷
csh/csh
有色饱满 有色凹陷 无色饱满 无色凹陷
CSh/csh Csh/csh cSh/csh csh/csh
4032 149 152 4035
有色饱满
CSh/csh
重组型
重组率 RF=301/8368=3.6%
二、交换值的测定
（一）测交法
（二）自交法
紫长 PPLL × 红圆 ppll
紫长 PpLl
?
紫长 紫圆 红长 红圆
P_L_ P_ll ppL_ ppll
4831 390 393 1338
PL
0,44
Pl
0,06
PL
0,06 Pl0,44
PL
0,44
Pl
0,06
Pl
0,06
Pl
0,44 1338
1338
6952 =19,2%
5.3 交换和重组值
? 染色体内重组是交换的结果，但交换不一定导致重
组。两基因间发生奇数次交换才导致重组。
? 存在于同一染色体上的基因群称为 连锁群 (linkage
group)，排列在同一条染色体上及其同源染色体上
的基因属于同一连锁群。一个二倍体生物的连锁群
数应和其染色体对数相等。
? 在少数的生物中如雄果蝇和雌家蚕都不发生重组，
称为 完全连锁 。 1922年英国的 J.B.S.Haldane提出，
凡较少发生交换的个体必定是异配性别个体。
? 基因间的距离越长，发生交换的机会越多，因此 交
换值 (crossing-over value) 的大小可以用来表示基
因间距离的长短。但由于无法直接测定交换率，只
有通过基因的 重组率 (recombination frequency)来
估计交换频率。
? 重组频率 (RF)=重组型配子数目 /(亲本型配子数目 +
重组型配子数目 )。单位是图距单位 m.u.(map unit)
或厘摩 (centimorgan,cM)，又称遗传距离。
? 有时虽发生了交换 (如双交换 )，但没有导致重组，
因此，重组值并不完全等于交换值。
交换值与连锁强度、遗传距离的关系
交换值 连锁强度 遗传距离
大
遗传单位：
小 大
小 大 小
第三节 基因定位与连锁遗传图
? 一、基因定位：确定基因在染色体上的位置。
包括基因间的距离（交换值）和顺序。
? （一）两点测验法
? 要点：通过 3次杂交和 3次测交
a + +
? + c b
? a c b
? + + +
? a + b
? + c +
? a c +
? + + c
a-c间单
交换
c-b间
单交换
双交换
WX Sh C
23.6
20 3.6
WX C Sh
20
16.4 3.6
（二）三点测验
?是基因定位最常用的方法，只
通过一次杂交和一次测交，就
可同时确定三对基因在染色体
上的位置。
?优点：简单，准确。
三点测交实验的意义在于,
?（ 1） 比两点测交方便, 准确 。 一次 三
点测交相当于 3次两点测交实验所获得
的结果；
?（ 2） 能获得双交换的资料；
?（ 3） 证实了基因在染色体上是直线排
列的 。
解题思路
?1、三基因是否为连锁基因？
?2、排列顺序怎样？
?3、基因间距离如何？
结果分析
1、归类
2、确定正确的基因顺序
用双交换型与亲本类型相比较，发现改变了位置的
那个基因一定是处于中央的位置，因为双交换的特点
是旁侧基因的相对位置不变，仅中间的基因发生变动。
于是可以断定这 3 个基因正确排列顺序是 wx sh c
亲本型
+ wx c
sh + +
双交换型
+ + +
sh wx c
sh + +
+ wx C
+ sh +
wx + c
+ + sh
wx c +
sh wx +
+ + c
wx sh c
+ + +
+ c sh
wx + +
WX在中
间
Sh在中间
C在中间
√
三基因的顺序为,WX SH C
1、亲型,+ wx c 2708
sh + + 2538
2、单交,+ + c 626
sh wx + 601
3、单交,sh + c 113
+ wx + 116
4、双交,+ + + 4
sh wx c 2
sh + +
+ wx C
+ sh +
wx + c
单交换
双交换
按 wx sh c 重新排列
1、亲型,wx + c 2708
+ sh + 2538
2、单交,+ + c 626
wx sh + 601
3、单交,+ sh c 113
wx + + 116
4、双交,+ + + 4
wx sh c 2
Wx-sh间单交
Sh-c间单交
双交换
计算交换值
1、双交换值 = 4+26708 X 100% =0.09%
2,WX-SH间单交换值 = 601+6266708
=18.4%
3,sh-c间单交换值 = 116+1136708 X100%+0.09%
X100%+0.09%
=3.5%
绘制遗传图
21,9
18,4 3,5
wx sh c
（三）干扰和符合
符合系数 =
实际双交换值
理论双交换值
= 0.090.64 =0.14
（理论双交换值 =0.184X0.035=0.64%）
符合系数的性质
变幅,0----1之间
符合系数 干扰情况
1 不受干扰
0 完全干扰
二、连锁遗传图
基因定位与染色体作图
5.4.1 基因直线排列原理及相关概念
?基因定位 (gene mapping)：根据重组值确定不同基因
在染色体上的相对位置和排列顺序的过程。
?染色体图 (chromosome map)：又称基因连锁图
(linkage map)或遗传图 (genetic map)。依据基因之间
的交换值 (或重组值 )，确定连锁基因在染色体上的相对
位置而绘制的一种简单线性示意图。
?图距 (map distance),1%重组值 (交换值 )去掉其百分率
的数值定义为一个图距单位 (map unit,mu)，后人为了
纪念现代遗传学的奠基人 Morgan，将图距单位称为厘
摩 (centimorgan,cM),1cM=1%重组值去掉 %的数值。
?任何 3个距离较近的 a,b,c连锁基因，若已分别测得
a,b和 b,c间的距离，那么 a,c间的距离，就必然等于
前二者距离的和或差。这就是摩尔根学生
A.H.Sturtevant第一次提出的基因的 直线排列 原理。
Alfred H.Sturtevant
1891-1970
第五节 连锁遗传规律的应用
例题：
Pi Lm
Pi Lm X Pi lmPi lm
Pi Lm
Pi lm X
Pi Lm
Pi lm
Pi Lm
48,8
Pi lm
1,2
Pi Lm
1,2
Pi lm
48,8
P:
F1
配子：
PL Pl PL pl
PL
Pl
PL
pl
48.8 48.8
48.8
48.8
1.2 1.2
1.2
1.2
PPll
1.44
10000:1.44=X:5
X=3.5万株
在果蝇 X染色体上，除白眼 (w)、黄体 (y)基因
外，还有隐性的粗脉翅 (bi)基因，经测交得知 bi—
w的交换值为 5.3% (5.3cM),w—y的距离为 1.1cM，
那么 bi—y的距离究竟是多少？
从理论上推测，这取决于 w,y,bi这三个基
因在 X染色体上的排列顺序，它们不外乎下列两
种方式,(1)w—y—bi或 (2)y—w—bi。决定哪一种是
合理的排列就必须测定 bi—y的交换值。测交的结
果为 5.5%(5.5cM)。这样经过 3次 两点测交 (two-
point testcross)，就可把第 (2)种排列关系确定下来。
5.4.2 三点测交 (three-point testcross)与染
色体作图
为了进行基因定位，摩尔根和他的学生 Sturtevant改
进了上述 两点测交,创造了 三点测交 方法，即将 3个
基因包括在同一次交配中。进行这种测交，一次实验
就等于 3次两点试验。
已知在果蝇中棘眼 (ec)、截翅 (ct)和横脉缺失 (cv)这 3
个隐性突变基因都是 X连锁的。把棘眼、截翅个体与
横脉缺失个体交配,得到 3个基因的杂合体 ec ct +/+
+ cv (ec,ct,cv的排列不代表它们在 X染色体的真实
顺序 )，取其中 3杂合体雌蝇再与 3隐性体 ec ct cv/Y雄
蝇测交，测交后代如下表。
序号 表型 实得数
1 ec ct + 2125
亲本型2 + + cv 2207
3 ec + cv 273
单交换 I型
4 + ct + 265
5 ec + + 217
单交换 II型6 + ct cv 223
7 + + + 5
双交换型8 ec ct cv 3
合计 5318
ec ct +/ + + cv× ec ct cv/Y测交后代数据
结果分析
1、归类
2、确定正确的基因顺序
用双交换型与亲本类型相比较，发现改变了位置的
那个基因一定是处于中央的位置，因为双交换的特点
是旁侧基因的相对位置不变，仅中间的基因发生变动。
于是可以断定这 3 个基因正确排列顺序是 ec cv ct。
亲本型
ec ct +
+ + cv
双交换型
+ + +
ec ct cv
ec ct +
+ + cv
ec + ct
+ cv +
ct ec +
+ + cv
ec + +
+ ct cv
ec cv ct
+ + +
ct + +
+ ec cv
3、计算重组值，确定图距
(1)、计算 ct—cv的重组值
忽视表中第一列 (ec/+)的存在，将它们放在括弧中，
比较第二、三列：
(ec) ct + 2125 非重组
(+) + cv 2207
(ec) + cv 273 非重组
(+) ct + 265
(ec) + + 217 重组
(+) ct cv 223
(+) + + 5 重组
(ec) ct cv 3
ct—cv间重组率
=(217+223+5+3)/5318
=0.084=8.4%=8.4cM
3、计算重组值，确定图距
(2)、计算 ec—cv的重组值
忽视表中第二列 (ct/+)的存在，将它们放在括弧中，
比较第一、三列：
ec (ct) + 2125 非重组
+ (+) cv 2207
ec (+) cv 273 重组
+ (ct) + 265
ec (+) + 217 非重组
+ (ct) cv 223
+ (+) + 5 重组
ec (ct) cv 3
ec—cv间重组率
=(273+265+5+3)/5318
=10.2%=10.2cM
3、计算重组值，确定图距
(3)、计算 ec—ct的重组值
忽视表中第三列 (+/cv)的存在，将它们放在括弧中，
比较第一、二列：
ec ct (+) 2125 非重组
+ + (cv) 2207
ec + (cv) 273 重组
+ ct (+) 265
ec + (+) 217 重组
+ ct (cv) 223
+ + (+) 5 非重组
ec ct (cv) 3
ec—ct间重组率
=(273+265+217+223)/5318
=18.4%=18.4cM
4,绘染色体图
ec cv ct10.2 8.4
18.4?18.6
在计算 ec—cv和 cv—ct的重组值时都利用了双交换值，
可是计算 ec—ct时没把它计在内，因为它们间双交换的
结果并不出现重组。所以 ec—ct之间的实际双交换值应
当是重组值加 2倍双交换值。即 18.4%+2× 0.1%=18.6%。
当三点测交后代出现 8种表型时,表明有双交换发生,
此时需用 2倍双交换值来作校正。若 3个基因相距较近，
往往不出现双交换类型,后代只有 6种表型,无需校正。
5,资料整理
表型 实得数 比例 重组发生在ec— cv cv— ct ec— ct
ec + ct 2125 81.5%
+ cv + 2207
ec cv + 273 10.1% ? ?
+ + ct 265
ec + + 217 8.3% ? ?
+ cv ct 223
+ + + 5 0.1% ? ?
ec cv ct 3
总计 5318 1 10.2% 8.4% 18.4%
亲本的基因型为,
ec + ct
ec + ct
+ cv +
×
ec + ct
+ cv + ×
ec cv ct
0.0 1.0 30.7 33.7 57.6
y w v m r
Sturtevant在 1913年绘制的第一张基因连锁图 (果蝇
X染色体 )(括号内为现在较为精确的数据 )
y:黄体 w:白眼 v:辰砂眼 m:小翅 r:斜截翅
(1.5) (33.0) (36.1) (54.5)
染色体作图
?每个基因的位置是用从一组连锁基因的一端算起的
图距来表示。
?一般以最左端的基因位置为 0，其他基因的位置通过
它与最邻近的基因间的重组率之和来确定。
?随着研究的进展，发现有新的基因在更左端时，就
把 0点的位置让位给新的基因，其余的基因座作相应
的移动。
?重组率在 0~50%之间，但在遗传图上，可以出现 50
个单位以上的图距。因此要从图上数值得知基因间
的重组率只限于邻近的基因座间。
5.4.3 并发 (coincidence)和干涉 (interference)
? 每发生一次单交换都会影响它邻近发生另一次单交换，
这种现象称作 干涉 (interference,I)或染色体干涉。
? 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 (positive interference)，引起增加
的称为 负干涉 (negative interference)。
? 观察到的双交换率与预期的双交换率的比值称做 并发
系数 (coefficient of coincidence,C)。一般用并发系数
来表示干涉作用的大小。 I =1－ C
? C=1,I= 0，无干涉存在； C= 0,I=1时，完全干涉；
0<C<1，存在正干涉； C>1,I<0，存在干涉。
? 上例中，双交换的预期频率是
10.2%× 8.4%=0.86%，但观察到的实际双交换值
为 (5+3)/5318=0.15%，并发系数
C=0.15%/0.86%=0.17。 I=1－ C=0.83。
? 染色单体干涉 (chromotid interference)：是指两条
同源染色体的 4条染色单体参与多线交换机会的非
随机性。如果有染色单体干涉的存在，可以使二线
双交换、三线双交换和四线双交换发生的概率不呈
1,2,1的比例。正的染色单体干涉提高四线双交
换的频率，负的染色单体干涉则可提高二线双交换
的频率。
1
2
3
4
2-3二线双交换 1-4四线双交换
1-3,2-4三线双交换
5.2 真菌类的遗传学分析
主要以粗糙链孢菌 (Neurospora crassa)和酵母菌
(Saccharomyces)为例。都是真菌，属于低等真核生物。
粗糙链孢菌的特点：
⒈ 子囊孢子是单倍体，表型直接反映基因型。
⒉一次只分析一个减数分裂产物。
⒊体积小，易繁殖，易于培养。
⒋可进行有性生殖，染色体结构和功能类似于高等生物。
四分子分析 (tetrad analysis)：
单一减数分裂的 4个产物留在一起，
称为四分子。对四分子进行遗传学
分析称为四分子分析。
粗
糙
链
孢
霉
的
生
活
史
5.2.1 着丝粒作图 (centromere mapping)
链孢霉的 野生型 又称为 原养型 (prototroph)，
子囊孢子按时成熟呈黑色。
营养缺陷型 (auxotroph)，只能在完全培养基上生长，
成熟较慢，子囊孢子呈灰白色。
prototroph
auxotroph
利用四分子分析法，测定基因与着丝粒
之间的距离。
MI模式
MII模式
＋ ＋ ＋ ＋ － － － －
＋ ＋ － － ＋ ＋ － －
＋＋－－＋＋－－
＋ ＋ － － － － ＋ ＋
＋＋
－ － ＋ ＋ ＋ ＋ － －
着丝粒距离 =
%1 0 0
2
1
%1 0 0
2
1
???
??
子囊总数
第二次分裂分离子囊数
子囊总数
交换型子囊数
如：将两种菌株进行杂交 lys+ × lys－,得如下结果
子
囊
类
型
子囊数
分裂类型
（ 1） （ 2） （ 3） （ 4） （ 5） （ 6）
＋
＋
－
－ ＋
＋
－
－ ＋
－
＋
－
－
＋
－
＋
＋
－
－
＋
－
＋
＋
－
105 129 9 5 10 16
MI MI MII MII MII MII
非交换型 交换型
%3.7%100
2
1
161059129105
161059
%100
2
1
???
?????
???
?
??
?
?
III
II
MM
M
着丝粒距离
Lys 基因与着丝粒之间的距离是 7.3cM。
5.2.2 两个连锁基因的作图
Neurospora crassa an ??? 杂交结果
51905901808
实得子
囊
数
TNPDPDTTNPDPD
四分子
类
别
分离发
生时期
四分子
基因型
次
序
⑦⑥⑤④③②①子囊型
+ a
+ a
n +
n +
+ +
+ +
n a
n a
+ +
+ a
n +
n a
+ a
n a
+ +
n +
+ a
n +
+ a
n +
+ +
n a
+ +
n a
+ +
n a
+ a
n +
MIMI MIMI MIMII MIIMI MIIMII MIIMII MIIMII
两对基因杂交，如不考虑孢子排列，只考虑
性状组合时，子囊可以分为 3种四分子类型。
1,亲二型 (parental ditype,PD)，有两种基因型，并与
亲代相同。包括子囊型①和⑤。
2,非亲二型 (non-parental ditype,NPD)，有两种基因型
都跟亲代不同，是重组型。包括子囊型②和⑥。
3,四型（ tetratype,T），有四种基因型,2种与亲代相
同,2种重组型，包括子囊型③、④和⑦。
下图是从染色体交换和重组来理解各类子囊的形成原因。
交换类型 染色体图象 重组 四分子类型 子囊型
无交换
四 线
双交换
单交换
0%
100%
50%
＋ a
n ＋
＋ a
n ＋
＋ a
n ＋
＋ a,＋ a,n＋,n＋
(PD)
＋＋,＋＋,na,na
(NPD)
＋
＋＋,＋ a,n＋,na
(T)
①
②
③
交换类型 染色体图象 重组 四分子类型 子囊型
二 线
双交换
单交换
四 线
多交换
50%
0%
100%
＋ a
n ＋
＋ a,na,＋＋,n＋
(T)
＋ a,n＋,＋ a,n＋
(PD)
＋＋,na,＋＋,na
(NPD)
④
⑤
⑥
＋ a
n ＋
＋ a
n ＋
＋ a
n ＋
＋＋,na,＋ a,n＋
( T )
⑦50%
三线
双交
换
资料分析：
1,计算 nic与着丝粒之间的重组率：
%05.5
2
1
10 00
51905
2
17654
2
1
2
1
2
?
?
???
??
???
?
????
总子囊数
）（）（）（）（
总子囊数总子囊数
交换型子囊数 M
2,计算 ade与着丝粒之间的重组率：
%30.9
2
1
10 00
519090
2
17653
2
12
??
???
?
?
???
???
总子囊数
）（）（）（）（
总子囊数
M
3,判断 nic,ade 基因是独立分配还是连锁。
如果两个基因是自由组合的话，则 PD︰ NPD =1︰ 1
而实验结果 PD=808+90=898,NPD=1+1=2,PD远远
大于 NPD。说明这两个基因是相互连锁的。
5.05
9.30
nic ade
nic ade
5.05 9.30
哪一种排列正确呢？
如果我们把资料用另一种方式排列，得下表：
按照分离时期排列
nic / ＋ ＋ /ade 子囊数
MI
MI
MII
MII
MI
MII
MI
MII
(808+1) 809
(90)90
(5)5
(90+5+1)96
1000
RF(·－ nic)=5.05% RF(·－ ade)=9.30%
若 n和 a各自独立的与着丝粒发生交换的话，则 MII的
子囊数应为 9.30%︰ 5.05%≈1.84 ︰ 1
事实上：交换发生在着丝粒与 ade间,n是 MI,a是
MII的子囊有 90个。交换发生在着丝粒与 n间,n是
MII, a是 MI的子囊只有 5个。比例相差悬殊，所以
这 两个基因处在着丝粒的同一侧 。
另从上表可见，在 n与着丝粒发生交换时,a基因也
一道与着丝粒发生了交换。即 n是 MII, a也是 MII共
计 96（ =90+1+5)个子囊。
同一交换使＋ /n出现 MII型分离，也使＋ /a出现 MII型
分离,101次中有 96次，证明 n,a在着丝粒的同一侧。
%2.5
1 0 0 0
)11()5590(
2
1
2
1
)( ?
????
?
??
?
??
PDN P DT
N P DT
anRF
着丝粒 nic ade
5.05 5.2
10.25
＋ a
n ＋
＋ a
n a
＋ ＋
n ＋
被低估的重组值从下表的分析
可以将 ·－ a间的重组值得到校正
子囊
型 每一子囊被计算为重组子的染色单体数
子囊
数
在所有子囊中被计算为
重组子的染色单体数
·－ n n－
a ·－ a
·－ n n－ a ·－
a
2
3
4
5
6
7
0 4 0
0 2 2
2 2 0
2 0 2
2 4 2
2 2 2
1
90
5
90
1
5
0 4 0
0 180 180
10 10 0
180 0 180
2 4 2
10 10 10
总数 202 208 372
被低估的重组值 %95.0%1 0 0
4 0 0 0
3 7 22 0 82 0 2 ?????
5.2.3 非顺序四分子的遗传分析
AB × ab 杂交时，无论有无连锁，
只产生 3种可能的无序四分子。
AB
AB
ab
ab
aB
aB
Ab
Ab
ab
aB
Ab
AB
PD NPD T
N P DTRF ??
2
1
RF=0.5 A,B基因不连锁
RF<0.5 A,B基因连锁
5.3 人类的连锁分析和细胞学图
5.3.1 人类基因定位方法
?家系分析法 (pedigree method),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。
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。
⒉ X连锁基因的定位 表现为隔代交叉遗传。
⒊ 外祖父法 (grandfather method) 根据双重杂合体的母
亲所生儿子中有关性状的重组情况，就可以估计重
组率，而母亲 X染色体上的基因组成，可以由外祖
父的表型得知。
＋ ＋ －×
＋ － ＋×＋
＋ ＋ ＋ － ＋ －
交
叉
遗
传
以人类 X连锁的色盲基因 ( a )和蚕豆病基因 ( G6PD )( g )
为例说明外祖父法。
⑴ 若 X染色体没有重组交换，则不论母亲是顺式还是
反式杂合体，其儿子中的 X染色体只有两种类型。
A
G
a
g
A
G
a
g
母亲
儿子
或 Ag aG
A
g
a
G
正常 色盲、蚕豆病 蚕豆病 色盲
⑵ 若母亲 X染色体的两个基因间发生了交换：
外祖父
A
G
母亲 (双重杂合子 )
A
G
a
g
儿子
A
G
a
g
A
g
a
G
（互引相） 正常 色盲、蚕豆病 蚕豆病 色盲
a
G
a
G
A
g
a
G
A
g
a
g
A
G
A
g
A
g
a
G
A
g
a
G
A
G
a
g
（互斥相）
（互斥相）
色盲
色盲
正常
正常蚕豆病
蚕豆病 色盲、
蚕豆病
色盲、
蚕豆病
根据外祖父的表型确定作为母亲的双重杂合体的
连锁相（反式或顺式），然后判断其儿子中的各
种表型中哪种属于重组型，统计其重组体多占的
比例，就可计算两个基因间的重组率。
RF(a-g)=5%=5cM
家系分析法在原则上也可用于常染色体上的基因定位。
? 体细胞杂交定位法
⑴ 克隆分布板法 为了将某一个基因定位在某一条
染色体上，必须建立包括人体 24条染色体在内的
一整套杂种细胞。其中每个杂种细胞都包括有一
组人体染色体。这样的一套杂种细胞称为克隆分
布板 (clone panel)。
杂
种
细
胞
克
隆
1 2 3 4 5 6 7
8
保留的人体染色体号数
A
B
C
＋ ＋ ＋ ＋ － － － －
＋ ＋ － － ＋ ＋ － －
＋ － ＋ － ＋ － ＋ －
