当前课程知识点：现代生物学导论 > 第五讲 遗传学基本知识 > 5.4 基因连锁和染色体互换 > 5.4 基因连锁和染色体互换
好，在这一小节当中呢，我们主要讨论基因连锁和染色体互换
那么我们首先要从染色体被发现说起
在20世纪初的时候，细胞学家通过染色在显微镜下发现了染色体
染色体大家都知道，它的英文名叫Chromosome
实际上非常简单，翻译成中文直译过来就是能染色的东西
科学家们在显微镜下发现染色体
发现它们可以随着细胞分裂而被平均分配到子细胞当中
结合这个发现和以前孟德尔提出的孟德尔定律
有些的科学家提出了“染色体学说”
这个染色体学说指的就是，孟德尔指出的遗传因子在染色体上
在减数分裂的过程中，这些遗传因子随着染色体彼此分离而分开
我们以刚才讲到的孟德尔定律的两种配子为例
我们刚才说到，我们把两种亲本进行杂交，R和r分别在不同的染色体上
在减数分裂的过程中，R和r随着染色体被分开而分别进入到不同的配子中
所以从这个旁氏表而且结合染色体我们可以看出产生的配子有Rr, rr和RR
我们刚才讨论的是一种性状的情况，下面我们来看两种性状的情况
比我说像我们刚才说到孟德尔第二定律有两种性状
一个是种皮的颜色，一个是种皮的褶皱程度，我们分别用Y和R来表示
大家现在思考一下，如果Y和R它们是在不同的染色体上
那么可以产生以下四种配子，就像表中展示的一样
如果Y和R它们是在同一条染色体上，就只有前面两种配子了
基因连锁的概念就是指两个基因在同一个染色体上
在配子的形成过程中，两个基因倾向于在一起而不被分开
人类中基因连锁的例子最著名的就是红发和雀斑
控制这两种性状的两个基因它们是连锁的
所以在减数分裂的过程中，两种基因倾向于在一起而不被分开
所以看到红发的人他们往往有雀斑
不过，当遗传学家按照基因连锁的规律来进行育种的时候
发现了很多实验结果和这一规律并不吻合
那么我们要从摩尔根的实验来说
摩尔根是一位杰出的遗传学家
由于他发现了染色体的行为在遗传学中的重要作用
而获得了1933年的诺贝尔奖
摩尔根的实验室我们都知道他们是以果蝇为研究对象的
摩尔根为什么选择果蝇作为研究对象，主要基于3点原因
第一个是果蝇的生长周期短，繁殖后代多
第二个是果蝇只有4对染色体，便于观察
第三个是果蝇有很多的种类和变体
我们在讨论摩尔根的实验之前，我们先介绍两个非常重要的概念
野生型和突变型，这是摩尔根实验经常用到的
野生型指的是在自然界中，某一个种群常见的一种性状
而突变型就是说从野生型衍生出来的
可能是由于野生型一些发生突变或者是改变而来的
在摩尔根的实验中，他选择的野生型是什么样的呢
是灰色，翅膀是正常的，就像图中展示的一样
突变体是黑色的身体残翅，大家可以看到翅膀是没有办法飞的
而且突变体相当于野生型的性状是隐性的
那么摩尔根怎么做的这个实验呢
首先他是使纯合的野生型和纯合的黑体残翅进行交配
大家看这个是他的F1代的实验结果
F1代当然展示出来的性状是野生型的性状
然后他再把F1代和隐形纯合的突变体进行杂交
隐性纯合的突变体就是黑体残翅
两种果蝇进行杂交以后，可以产生的配子我们来分析一下
如果控制身体颜色和控制翅膀形状的两种基因它们是在不同的染色体上
会产生这样四种配子
那么这四种配子的比例是1：1：1：1
如果控制这两种性状的两个基因是在相同的染色体上
那么我们会看到，只会产生前面两种配子而后面两种配子是没有的
可是摩尔根实验室得到的结果是什么呢，大家可以看到
是得到了这么样一个比例
和第一种、第二种均不吻合
是什么原因呢？我们来分析一下
我们前面讲到孟德尔定律
从孟德尔定律来看，对于亲代性状是黄色圆皮和绿色皱皮来讲
F2代产生的性状一半是和亲本性状一致的，而另外一半是和亲本性状不同
因为这些后代呈现出新的种皮的形状和颜色的组合
所以这些后代被叫做重组型后代
重组型后代的比例占了50%，我们就说重组率为50%
当然摩尔根在他的果蝇实验当中也对F2代的性状进行了统计
他们发现F2代和亲本性状一致的比例占到了83%，而重组型的比例为17%
这个结果如何来解释呢？这里涉及到了一个非常有意思的故事
实际上最后这个现象由摩尔根实验室的一位大学二年级的学生
他的名字叫做Alfred Sturdvent
据说这个学生当时是推掉了一晚上的功课解决了这个难题
因为摩尔根实验室他们做了很多杂交实验
所以实验室有非常多的重组率的数据
Sturdvent这个学生他是根据这些重组率的数据得出了一个结论
他认为在染色体上的基因间发生了物理上的断裂
从而实现了染色体当中的物质实现了互换
这种现象就是染色体互换，发生在减数分裂I期
证明了连锁的基因间是可以发生重组的
好，我们下面再回到摩尔根实验
我们刚才提到了控制身体颜色和翅膀性状的两个基因
在这两个基因间染色体发生了互换
这一遗传规律和前面的孟德尔定律有很大的不同
这也为生物体的遗传多样性提供了很好的分子水平的解释
-1.1 生物学的基本主题
-1.2 科学方法
--1.2 科学方法
-1.3 如何正确地评价科学结果
-1.4 施一公老师和不同院系本科生座谈（上）
-1.5 施一公老师和不同院系本科生座谈（下）
-课前小短片
--课前短片
-2.1 元素和化学键
-2.2 水和生命
--2.2 水和生命
-2.3 碳和生命的分子多样性
-2.4 大生物分子
-2.5 营养以及身体健康
-第二讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-3.1 细胞的结构和功能
-3.2 细胞膜和跨膜运输
-3.3 细胞间交流
-3.4 细胞分裂和细胞周期
-3.5 癌症与细胞分裂
-第三讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-4.1 热动力学和代谢
-4.2 自由能和代谢
-4.3 ATP的工作原理
-4.4 活化能和酶
-4.5 酶的反应特性和酶的调控
-4.6 细胞呼吸
--4.6 细胞呼吸
-4.7 光合作用
--4.7 光合作用
-第四讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-5.1 减数分裂和生命周期
-5.2 孟德尔遗传学
-5.3 孟德尔遗传学的延伸
-5.4 基因连锁和染色体互换
-5.5 伴性遗传
--5.5 伴性遗传
-5.6 非孟德尔遗传
-5.7 人类遗传学疾病及诊断
-第五讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-6.1 DNA是遗传物质
-6.2 DNA结构和染色体结构
-6.3 DNA的复制
-6.4 DNA的突变、损伤和修复
-6.5 DNA重组
-第六讲 遗传的分子基础--第六讲小测验
-课前小短片
--课前小短片
-7.1 基因表达综述
-7.2 基因表达的具体步骤
-7.3 突变和表型
-7.4 基因表达调控的特点
-7.5 原核生物的基因表达调控
-7.6 真核生物的基因表达调控
-7.7 表观遗传
--7.7 表观遗传
-第七节小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-8.1 重组DNA
-8.2 电泳技术、PCR和DNA测序
-8.3 转基因动物、克隆动物和干细胞研究
-8.4 转基因植物
-8.5 DNA技术的应用
-8.6 生物的信息时代
-8.7 新药研发的基本过程
-第八章小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-9.1 演化理论的介绍
-9.2 演化的证据
-9.3 Hardy-Weinberg定律
-9.4 改变种群中等位基因频率的机制
-9.5 自然选择
--9.5 自然选择
-9.6 物种的形成
-9.7 地球上生命的历史
-第九章小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-10.1 动物的结构与功能
-10.2 反馈调节
-10.3 植物的结构和生长
-10.4 植物的营养和运输
-第十讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-11.1 病原体
--11.1 病原体
-11.2 免疫系统介绍
-11.3 先天性免疫
-11.4 适应性免疫中的受体识别
-11.5 体液免疫和细胞免疫
-11.6 免疫系统疾病
-11.7 免疫知识的应用
-第十一讲 免疫系统--第十一讲小测验
-12.1 神经元的结构和功能
-12.2 静息电位和动作电位
-12.3 突触传导和神经递质
-12.4 神经系统的组成
-12.5 脑的结构和功能
-12.6 神经系统疾病
-第十二章小测验--作业
-13.1 激素的介绍
-13.2 内分泌系统
-13.3 动物的生殖---配子的形成
-13.4 动物的生殖---激素调节动物生殖
-13.5 动物的生殖---胚胎在子宫中的发育
-13.6 动物发育(1)
-13.7 动物发育(2)
-13.8 动物发育(3)
-第十三讲小测验--作业
-14.1 生态学的基本内容
-14.2 种群生态学
-14.3 种群间的相互作用
-14.4 生态系统
-14.5 生态系统中的物质循环
-14.6 生物多样性和物种
