第三章 连锁遗传分析 第一节性染色体与性别决定 第二节性连锁遗传分析 第三节 人类的性染色体异常 第四节剂量补偿效应及分子机制 第五节 连锁交换与重组 第六节人类的基因定位 第一节性染色体与性别决定 性别与性染色体 性染色体是由一对同源染色体进化而来的。在有的物种中两条染色体 是同形的，有的物种中性染色体是异形的。前者属于原始的类型，者属 进化的类型。 性别也是生物的一种重要的性状，但比一般的性状要复杂得多。从远古 到现在性别一直是人类探索的热点，它主要涉及到性别决定和性别分化. 性别决定-指的是在各种因子的调控下，决定了性腺。 性别分化一是某些体细胞在性激素的作用下分化发育成内外生殖器以及 第二性征 在孟德尔定律第二次发现以前(189】年)德国的细胞生物学家享金 (Henking,H)曾经用半翅目的昆虫蝽做实验，发现减数分裂中雄体细胞中 含有11对染色体和一条不配对的单条染色体。1902年麦克朗发现X染色体 在1905年斯蒂文斯(Ste ens N)发现拟步行虫属(Ten o molitor) 中 种甲虫雌雄个体的染色体数目是相同的，但在雄虫中只 一对是异源 的，大小不同，其中有一条雌性也有，但成对的：另一条雌性中怎么也找不 到，斯蒂文斯就称之为Y染色体。 1914年塞勒(Seiler)证明了在雄蛾中染色体都是同形的，而在雌蛾中 有一对异形染色体。他们根据异形染色体的存在和性别的相关性，发现了性 染色体，现在己经证实了他们的推论是完全正确的 人类的性染色体 X和Y性染色体的发现使人们对性别决定开始有了正确认识，在2050年 代，人们对此有了进 步认识，普遍认为Y染色体是生儿育女的决定因素 有人认为X染色体上有 一男性决定因子，当受Y染色体某成分影响后，则 可促使未分化的性腺髓质向睾丸发育，而皮质退化。 生男生女并非由女方决定的，而主要由男方的性染色体决定。性染色体， 顾名思义是决定性别的染色体。 人类的生殖细胞中，有23对即46条染色体，其中22对为常染色体，1对
第三章 连锁遗传分析 第一节 性染色体与性别决定 第二节 性连锁遗传分析 第三节 人类的性染色体异常 第四节 剂量补偿效应及分子机制 第五节 连锁交换与重组 第六节 人类的基因定位 第一节 性染色体与性别决定 一 性别与性染色体 性染色体是由一对同源染色体进化而来的。在有的物种中两条染色体 是同形的，有的物种中性染色体是异形的。前者属于原始的类型，后者属于 进化的类型。 性别也是生物的一种重要的性状，但比一般的性状要复杂得多。从远古 到现在性别一直是人类探索的热点，它主要涉及到性别决定和性别分化. 性别决定-指的是在各种因子的调控下，决定了性腺。 性别分化-是某些体细胞在性激素的作用下分化发育成内外生殖器以及 第二性征。 在孟德尔定律第二次发现以前（1891 年）德国的细胞生物学家亨金 （Henking，H）曾经用半翅目的昆虫蝽做实验，发现减数分裂中雄体细胞中 含有 11 对染色体和一条不配对的单条染色体。1902 年麦克朗发现 X 染色体。 在 1905 年斯蒂文斯（Stevens，N）发现拟步行虫属（Tenebrio molitor） 中的一种甲虫雌雄个体的染色体数目是相同的，但在雄虫中只有一对是异源 的，大小不同，其中有一条雌性也有，但成对的；另一条雌性中怎么也找不 到，斯蒂文斯就称之为 Y 染色体。 1914 年塞勒（Seiler）证明了在雄蛾中染色体都是同形的，而在雌蛾中 有一对异形染色体。他们根据异形染色体的存在和性别的相关性，发现了性 染色体，现在已经证实了他们的推论是完全正确的。 二 人类的性染色体 X 和 Y 性染色体的发现使人们对性别决定开始有了正确认识，在 20-50 年 代，人们对此有了进一步认识，普遍认为 Y 染色体是生儿育女的决定因素。 有人认为 X 染色体上有一男性决定因子，当受 Y 染色体某成分影响后，则 可促使未分化的性腺髓质向睾丸发育，而皮质退化。 生男生女并非由女方决定的，而主要由男方的性染色体决定。性染色体， 顾名思义是决定性别的染色体。 人类的生殖细胞中，有 23 对即 46 条染色体，其中 22 对为常染色体，1 对
为性染色体，女性的性染色体为XX,基因型可用46，XX表示：男性的性染色 为XY,基因型为46，XY。生殖细胞要经过两次减数分裂，23对染色体变成23 条，卵子所含性染色体只有X 一种，而精子可分别含X或Y性染色体。 %限旅 浙肠 8%限旅 济品 郑甜附程奶格 影精新敞w猫 A的的日 6的 A的的A g6的 0-2 男性 女性 从分子水平看，生物性别可能决定于受精卵内的性别基因及其载体的组合 方式。现在己知，决定人类性别的睾丸决定基因(TDF)位于Y染色体的短臂 上，X染色体上没有这个基因。睾丸基因决定性别形成的过程大致如下： 人的Y染色体上有TDF基因（睾丸决定因子），其作用机理是： -Y抗原诱导分化 分化发育 原始生殖细胞 ,精原细胞 是由 性所色使有是的里性理女昼要有Y染色体，就是雄 ·济舍突捌秦明：恭的烘型漆定是细腔塘胞趋鳞阏内器精 a7nTh￥5rs8 of the SRY (encodes TDF) NRY PAR (q arm) Human Y Chromosome
为性染色体，女性的性染色体为 XX，基因型可用 46，XX 表示；男性的性染色 为 XY，基因型为 46，XY。生殖细胞要经过两次减数分裂，23 对染色体变成 23 条，卵子所含性染色体只有 X 一种，而精子可分别含 X 或 Y 性染色体。 从分子水平看，生物性别可能决定于受精卵内的性别基因及其载体的组合 方式。现在已知，决定人类性别的睾丸决定基因(TDF)位于 Y 染色体的短臂 上，X 染色体上没有这个基因。睾丸基因决定性别形成的过程大致如下：
9要}《其上因 部的同. 蓝传楚因则为件性 水类色体的叉源蟹因) ×、￥同源、非同源部分示意图 三性别决定几种类型 性别决定的本质是由一些相关基因的表达和调控来决定的，这方面的内 容将在发育中予以讨论，现在还是从染色体和环境的角度来加以闸明。 我们可以把性别决定初步分为以下三类。 1.性染色体决定性别 (1)性染色体的本身来决定性别 (2)性染色体的数目决定性别 (3)性指粉决定性别 (4)染色体组的倍性决定性别 (5)取决于X染色体是否杂合决定性别 2.基因决定性别 3.环境决定性别 1.性染色体决定性别 (1)性染色体的本身来决定性别 1、XY型 果蝇、鼠、牛、羊、人等属于这一类型。其雄性个体是异配子性别 Cheter-ogametie sex),可产生含有X和Y两种雄配子，而雌性个体是同配子性 别(homoganetic sex),只产生含有X一种配子，受精时，X与X结合XX,将 发育为雌，X与Y结合成XY,将发育为雄性。性比为1：1。 人类有23对染色体(2=46)，22对为常染色体，1对是性染色体。女性的 染色体为AA+XX,男性的染色体为AA+XY。X显然地大于Y染色体，生男生 女由男性决定。 人的XY型生决定 红人 男人 合于 22对Xx 22对+X￥ 四尼子 22个+× 22个+× 22分+× 合灯子 22 22对入
三 性别决定几种类型 性别决定的本质是由一些相关基因的表达和调控来决定的，这方面的内 容将在发育中予以讨论，现在还是从染色体和环境的角度来加以阐明。 我们可以把性别决定初步分为以下三类。 1. 性染色体决定性别 （1） 性染色体的本身来决定性别 （2） 性染色体的数目决定性别 （3） 性指数决定性别 （4） 染色体组的倍性决定性别 （5） 取决于 X 染色体是否杂合决定性别 2. 基因决定性别 3. 环境决定性别 1. 性染色体决定性别 （1） 性染色体的本身来决定性别 1、XY 型 果蝇、鼠、牛、羊、人等属于这一类型。其雄性个体是异配子性别 Cheter-ogametie sex），可产生含有 X 和 Y 两种雄配子，而雌性个体是同配子性 别（homoganetic sex），只产生含有 X 一种配子，受精时，X 与 X 结合 XX，将 发育为雌，X 与 Y 结合成 XY，将发育为雄性。性比为 1:1。 人类有 23 对染色体（2n=46），22 对为常染色体，1 对是性染色体。女性的 染色体为 AA+XX，男性的染色体为 AA+XY。X 显然地大于 Y 染色体，生男生 女由男性决定
进一步研究指出，X染色体和Y染色体在人类性别决定中作用不是等同的。由 于Y染色体的短臂上有一个“睾丸决定”基因，从而具有决定男性的强烈作用： X染色体似平是中性的，所以合子中尽管有多条父染 但只要有Y染色体， 就将发有成男性。如缺少Y染色体，则发育成女性。因此 XY是男性（正常）： XXY,XXXY,XXXXY也是男性（异常）： XX是女性（正常）. ,很多雌雄异株植物、很多昆虫、某 些鱼类、某些两栖类、所有哺乳类的性别决定都属于XY型。 2、ZW型性决定 凡雌性具有两个异型性染色体，而雄性具有两个同型性染色体的生物。 现以家蚕为例说明此类性染色体对性别决定。 家蚕体细胞的染色体为28对，其中27对是常染色体， 对是性染色体。雌 体是异配性别(ZW),雄体是同配性别(ZZ),所以雄蚕只产生一种含有Z染色 体的精子，而唯蚕却能产生两种卵子，即含Z染色体的Z型卵子、含W染色体 的W型卵子，两种卵的数目相等。通过受精，Z型卵子和Z型精子结合成ZZ 合子，将来发育成雄蚕：W型卵子和Z型精子结合成ZW合子，将来发育成雌 蚕。 雄蚕 雌蚕 合子 27对+ZZ 27对+ZW 配子 27个+Z 27个+z 27个+w 合子 27对+ZZ 27对+ZW (雄蚕) (雌蚕) 家蚕的ZW型性决定 3.X0型 蝗虫 雌性：2n=24(XX), 雄性：2n=23X0) 在直翅目昆虫中没有异形的性染色体，而是由性染色体的数来决定性别。 比如 雌蝗虫：2n=24(XX), 雄性为2n=23(X0), 植物中花椒也是属于X0型
进一步研究指出，X 染色体和 Y 染色体在人类性别决定中作用不是等同的。由 于 Y 染色体的短臂上有一个“睾丸决定”基因，从而具有决定男性的强烈作用； X 染色体似乎是中性的，所以合子中尽管有多条 X 染色体，但只要有 Y 染色体， 就将发育成男性。如缺少 Y 染色体，则发育成女性。因此 XY 是男性（正常）； XXY，XXXY，XXXXY 也是男性（异常）； XX 是女性（正常）； XO 也是女性（异常）。 XY 型性别决定在生物界中较为普遍，很多雌雄异株植物、很多昆虫、某 些鱼类、某些两栖类、所有哺乳类的性别决定都属于 XY 型。 2、ZW 型性决定 凡雌性具有两个异型性染色体，而雄性具有两个同型性染色体的生物。 现以家蚕为例说明此类性染色体对性别决定。 家蚕体细胞的染色体为 28 对，其中 27 对是常染色体，一对是性染色体。雌 体是异配性别（ZW），雄体是同配性别（ZZ），所以雄蚕只产生一种含有 Z 染色 体的精子，而雌蚕却能产生两种卵子，即含 Z 染色体的 Z 型卵子、含 W 染色体 的 W 型卵子，两种卵的数目相等。通过受精，Z 型卵子和 Z 型精子结合成 ZZ 合子，将来发育成雄蚕；W 型卵子和 Z 型精子结合成 ZW 合子，将来发育成雌 蚕。 3. XO 型 蝗虫 雌性：2n=24(XX), 雄性: 2n=23(X0) 在直翅目昆虫中没有异形的性染色体，而是由性染色体的数来决定性别。 比如 雌蝗虫：2n=24（XX）， 雄性为 2n=23（XO）， 植物中花椒也是属于 XO 型
♀44+Xx ♀22+X 44+XY 622+x a.X-Y型 b.X-0型 ♀76+ZW d76+2z dm品 c.2-W型 d.单倍体-二倍体型 4.性指数决定性别 性指数(Sex index) X:A 果蝇 线虫(C.elegans) 5.染色体组的倍性决定性别 蜜蜂(4pi心mellifera)的性别决定十分特殊，是由染色体组的倍性决定。 蜂皇是可育的唯蜂，染色体为2=32条，经正常减数分裂产生的卵为单倍体n=16, 卵和精子(n=16)结合又形成2n=32的合子，将发育成蜂皇和工蜂(2n=32)。每 一群蜜蜂中只有一个蜂皇，工蜂在遗传结构上和峰皇并无差别，但由于工蜂所吃 的蜂皇浆在质量和量上都远比蜂皇差，所以发育成不育的工蜂。蜂皇产生的部分 单倍体的卵，少数未经过受精也能发育长成雄峰(=16)，雄峰的减数分裂十分 特殊，第一次减数分裂时出现单极纺锤体，所以染色体全部向一极移动，两个了 细胞中一个正常，含16个二联体，而另一个是无核细胞质芽体。正常的子细胞 经第二次减数分裂产生两个单倍体(=16)的精细胞，发育成精子。 蜂皇-雌蜂（可有）-32-减数分裂-16n 卵和精子(n=16)结合又形成2n=32的合子 ©生别分化与不章关系： 维蜂(2)+蜂王浆蜂王（有产卵能力》 普通（无卵能力） (n) 常受精卵 蜂孤生殖→n为 根特通蜂家 馥诚数分裂 常数分裂 2n为雕蜂
4. 性指数决定性别 性指数（Sex index） X:A 果蝇 线虫（C.elegans） 5. 染色体组的倍性决定性别 蜜蜂（Apis mellifera）的性别决定十分特殊，是由染色体组的倍性决定。 蜂皇是可育的雌蜂，染色体为 2n=32 条，经正常减数分裂产生的卵为单倍体 n=16， 卵和精子（n=16）结合又形成 2n=32 的合子，将发育成蜂皇和工蜂（2n=32）。 每 一群蜜蜂中只有一个蜂皇，工蜂在遗传结构上和蜂皇并无差别，但由于工蜂所吃 的蜂皇浆在质量和量上都远比蜂皇差，所以发育成不育的工蜂。蜂皇产生的部分 单倍体的卵，少数未经过受精也能发育长成雄峰（n=16），雄峰的减数分裂十分 特殊，第一次减数分裂时出现单极纺锤体，所以染色体全部向一极移动，两个子 细胞中一个正常，含 16 个二联体，而另一个是无核细胞质芽体。正常的子细胞 经第二次减数分裂产生两个单倍体（n=16）的精细胞，发育成精子。 蜂皇-雌蜂(可育)-32-减数分裂-16(n) 卵和精子（n=16）结合又形成 2n=32 的合子
由染色体倍数决定性别，由营 养条件决定职能。 餐筕< 器塑装腔誉斃吴 ,产卵 毁然大赛 雙麟辑锋生 受精卵 骏？ 吃美甚浆 工蜂 蜂王 四环境因子与性别决定 1爬行类的温度性别决定 2.后益位置性别决定 二、激素的影响 1.爬行类的温度性别决定 大部分由性染色体决定 但某些龟类和所有的鳄鱼：性别受精后的环境因子决定。 这些爬行类在发育某个时期内卵的温度是性别的决定因子。 当卵在22~27℃温度中孵化时，只产生一种性别： 当卵在30℃以上的温度中孵化时，则产生另一种性别只在很小的温度范围内 同一批卵才会孵化出雌性和雄性两种个体。 100 全是性 全是性 鸟3个种) 20 24 283236 0"16202428 卵化温度/℃ 明化温度0 19爬行类卵化温度与性比间的关系 A:斯新 B:鱼鲨的7个种高湿解化的子代全是睡性 蛙和某些爬行动物的性别决定：受环境温度的影响很大
四 环境因子与性别决定 1.爬行类的温度性别决定 2. 后益位置性别决定 二、 激素的影响 1.爬行类的温度性别决定 大部分由性染色体决定 但某些龟鳖类和所有的鳄鱼：性别受精后的环境因子决定。 这些爬行类在发育某个时期内卵的温度是性别的决定因子。 当卵在 22～27℃温度中孵化时，只产生一种性别； 当卵在 30℃以上的温度中孵化时，则产生另一种性别只在很小的温度范围内 同一批卵才会孵化出雌性和雄性两种个体。 蛙和某些爬行动物的性别决定：受环境温度的影响很大
如： 31℃发育，全♀ 20℃发育蛙♀8各半 蝌蚪 0C发育蛙全8 鳄鱼1-3C发直♀含各半 >33℃发育 一全 32C发育一全早 2.后蜡的位置性别决定 后蜡雌虫体大，体形像一颗豆子，宽10cm,口吻很长，可达1cm,远端分 叉。雄虫很小只有1~3mm长，生活在雌虫的子宫中，像一种寄生虫。 性别决定完全是由机遇决定的。 自由游泳的幼虫是中性的， 如果落在海底就成为雌虫」 如果由于机遇，也可能由于一种吸力，幼虫落在长长的口吻上，就会进入雌 虫的口，游向子宫，发育成为一个共生的雄虫。雄虫生活在雌虫体内，使卵受精。 Drawing of a female and male Bonellla.a marine worm. trus of
2.后螠的位置性别决定 后螠雌虫体大，体形像一颗豆子，宽 10cm，口吻很长，可达 1cm，远端分 叉。雄虫很小只有 1～3mm 长，生活在雌虫的子宫中，像一种寄生虫。 性别决定完全是由机遇决定的。 自由游泳的幼虫是中性的， 如果落在海底就成为雌虫； 如果由于机遇，也可能由于一种吸力，幼虫落在长长的口吻上，就会进入雌 虫的口，游向子宫，发育成为一个共生的雄虫。雄虫生活在雌虫体内，使卵受精
后益的性别决定 第二节性连锁分析 性相关遗传(sex-related inheritance) 伴性遗传 (sex-linked inheritance) 特点： (1)正反交的结果不同： (2)后代性状的分布和性别有关： 3)绞花式遗传(criss-cross inheritance) (一) 里蝇的伴性遗传 红眼和白眼的遗传 摩尔根等在纯种红眼果蝇的群体中发现个别白眼个体（突变产生）。 试验结果表明白眼性状的遗传与雄性相联系，同X染色体的遗传方式相似， 假设：果蝇的白眼基因在X性染色体上，而Y染色体上不含有其等位基因 可合理解释上述遗传现象
第二节 性连锁分析 性相关遗传（sex-related inheritance） 一．伴性遗传（sex-linked inheritance） 特点： (1) 正反交的结果不同； (2) 后代性状的分布和性别有关； (3) 绞花式遗传（criss-cross inheritance）； (一) 果蝇的伴性遗传 红眼和白眼的遗传 摩尔根等在纯种红眼果蝇的群体中发现个别白眼个体（突变产生)。 试验结果表明白眼性状的遗传与雄性相联系，同 X 染色体的遗传方式相似。 假设：果蝇的白眼基因在 X 性染色体上，而 Y 染色体上不含有其等位基因 可合理解释上述遗传现象
Morgan的试验 回交试验 红眼早X白眼6 子一代中红跟早×白跟；（最初的父本） 红银(1237只 红眼(261)：白眼(174 红眼：白跟 其中红早：红合：白♀：自 1291328886 上近亲集项 x"Y 红：白=1：1《8各半) 男：白状的 性有关 F:P 1w'he.1u'N a red ayes29,1形
会，品3swh ,慧 829 EPSSR9 验证 白眼雌性与红眼雄性交配子代中雄性应全是白眼，雌性应全为红眼。 子二代中，红眼雌果蝇应为纯合体和杂合体 (比例为1：1)，与白眼雄果蝇杂交，则一半杂交有性状分离，一半杂交没有 性状分离。 (二）)染色体学说的直接证据 布里吉斯(Bridges,.C)发现X染色体的不分离现象 P白眼X红银6 (v I XY 42%XX X4指 ↑↑↑↑ 正常 初领例外 红眼9白眼：红银可有6白眼 96%正常 4⅓次领例外 产路了w■灯% 图21在矿姓性天爽中三#不同静分离方试 果蝇跟色传的初级例外和次级例
验证 白眼雌性与红眼雄性交配子代中雄性应全是白眼，雌性应全为红眼。 子二代中，红眼雌果蝇应为纯合体和杂合体 （比例为 1：1），与白眼雄果蝇杂交，则一半杂交有性状分离，一半杂交没有 性状分离。 (二) 染色体学说的直接证据 布里吉斯（Bridges, C）发现 X 染色体的不分离现象