1、教學內容一、教材: 78年制 臨床醫學 專業二、理論教學： 13個章節三、實驗教學教學內容一、教材: 78年制 臨床醫學1.緒論：遺傳學與醫學 （王亞平） DNA結構與功能 （王亞平）3.細胞遺傳學及染色體病 （陳慧梅） 4.單基因遺傳及單基因病 （王亞平）5.多基因遺傳及多基因病 （李寬鈺） 6. 群體遺傳學 （李寬鈺） 7.生化遺傳學 （李寬鈺）8.藥物遺傳學及藥物基因組學概論 （李寬鈺） 9. 線粒體遺傳及線粒體病 （李寬鈺） 10.人類基因組學 （李寬鈺） 11.腫瘤遺傳學 （王亞平）12.表觀遺傳學 （王亞平）13.臨床遺傳學 （王亞平） 1.緒論：遺傳學與醫學 （王對遺傳本質的認識

2、對遺傳本質的認識 遺傳的基本原理結果竟是異乎尋常地簡單，這增加了我們的希望，即自然是完全可以認識的。托馬斯亨特摩爾根 遺傳的基本原理結果竟是異乎尋常地簡單，這遺傳？遺傳學？遺傳？遺傳學？民謠： “種瓜得瓜，種豆得豆。” “龍生龍、鳳生鳳、老鼠生的會打洞。” 反映了性狀遺傳實踐： 雜交， 培育良種 馬 驢 騾 獲得目的性狀民謠：實踐：賈思勰（北魏時期）齊民要術： 凡谷：成熟有早晚，苗稈有高下，收實有多少，質性有強弱，米性有美惡，粒實有息耗；地勢有良薄，山澤有異宜。順天時，量地利，則用力少而成功多。任性返道，勞而無獲。南橘北枳 賈思勰（北魏時期）齊民要術：南橘北枳 希臘字根gen變成和成長為某種東

3、西。Genetics: “研究出生和祖先關系的科學”。遺傳學：是研究遺 傳信息的組織、表 達和傳遞的科學, 也是揭示生命本質 和遺傳規律的科學希臘字根gen變成和成長為某種東西。遺傳學：是研究遺 遺傳： 遺傳信息從親代傳遞到子代的過程,在高等生物經過生殖細胞來完成的。 遺傳：性狀： 是指一個個體上可觀察到的任何特征。 生化特征 細胞類型 解剖結構 器官的功能 精神特征基因與環境性狀：基因與環境是臨床醫學與遺傳學相互滲透形成的學科；是研究人類疾病（遺傳性疾病）的遺傳方式、發病原因、發病機制，以及遺傳病的預防、診斷和治療的科學。醫學遺傳學(Medical Genetics)是臨床醫學與遺傳學相互滲

4、透形成的學科；醫學遺傳學遺傳病（Inherited disease）由于生殖細胞或受精卵里的遺傳物質在數量、結構和功能上發生改變，使由此發育成的個體出現異常表型（因遺傳因素而罹患的疾病）。特征： 先天性（Congenital disease）：胎兒出生 時即表現疾病。 家族性（Family disease）：家族聚集發生。 遺傳性疾病往往表現為家族性傾向，世代均有 患者。遺傳病（Inherited disease）由于生殖細胞或受 非遺傳性先天性疾病：嬰兒出生時即顯 示疾病，可是遺傳性疾病，亦可因為胎 兒于母體內受感染或藥物等因素影響； 非遺傳性家族性疾病：共同環境因素引 起。區別于： 非遺傳

5、性先天性疾病：嬰兒出生時即顯區別于：遺傳性疾病的分類染色體病(chromosome disorder)：染色體數目和結構異常導致的疾病。單基因病（single gene disorser）：單個拷貝的突變（顯性遺傳）；2個拷貝均發生了突變（隱性遺傳）多基因病（polygenic disorder），也可稱為復雜遺傳病（complex disorder）：某些基因可起“主導作用”，但多數具“微效作用”。遺傳性疾病的分類染色體病(chromosome disord4.線粒體遺傳病（mitochondrial genetic disorders）：線粒體基因組改變導致的疾病，呈細胞質遺傳。5. 體細

6、胞遺傳病（somatic cell genetic disorder）：只在特定的體細胞中發生，癌癥是體細胞遺傳病的一個范例。 6. 表觀遺傳病(epigenetic disorder):由表觀遺傳修飾異常而導致的疾病。4.線粒體遺傳病（mitochondrial genetic醫學遺傳學簡史約1500年前：猶太教法典中對“免割禮”的規定：血友病概念。1814年：Josef Adams 發表論臨床所見疾病的遺傳可能性。這是有關遺傳病的最早的系統描述。醫學遺傳學簡史約1500年前：猶太教法典中對“免割禮”的規定遺傳學和醫學的持續滲透促進了醫學遺傳學的發展1900年孟德爾定律重新發現。1903年，

7、Farabee指出，短指（趾）綜合征符合孟德爾顯性遺傳。Arehibald Garrod，生化遺傳學的開拓者（inborn errors of metabolism, 1908）: 尿黑酸尿癥家系 Willam Bateson 孟德爾定律解釋 遺傳學和醫學的持續滲透促進了醫學遺傳學的發展1900年孟德 1949，Pauling在鐮形細胞貧血癥發現異常血紅蛋白分子HbS，電泳性質不同的Hb，提出“分子病”（molecular disease）； 1954，Ingram發現Hb第6位氨基酸由纈氨酸 谷氨酸。證明了突變與結構和功能的關系。電泳道1,HbS/HbC;電泳道2,HbS電泳道3,HbA；電

8、泳道4,HbA/HbC 1949，Pauling在鐮形細胞貧血癥發現異常血紅蛋白分1950年代中期以后醫學細胞遺傳學的高速發展： 徐道覺和蔣有興（華裔學者的貢獻）1959年，21三體、性染色體疾病的闡述;1960年，“費城染色體” 的發現等。1950年代中期以后醫學細胞遺傳學的高速發展：1970年代后，限制性內切酶的發現及基因操作技 術的建立 分子醫學的發展.1980年代后，定位克隆技術的發展，在不知遺傳病蛋白質功能的情況下，直接尋找致病基因。1970年代后，限制性內切酶的發現及基因操作技 術的建立 2001年人類基因組計劃的完成。全基因組關聯分析( Genome-Wide Associati

9、on Studies, GWAS):在全基因組范圍篩查與疾病關聯的序列變異。外顯子組測序個體基因組測序2001年人類基因組計劃的完成。在生命的各個層次研究人類疾病（系統生物學）。 遺傳學的發展 基因組醫學的誕生。在生命的各個層次研究人類疾病（系統生物學）。遺傳學理論產生的背景遺傳學理論產生的背景觀察假說預測實驗新假說支持否定新實驗科學問題的探索觀察假說預測實驗新假說支持否定新實驗科學問題的探索科學問題的探索科學問題的弗朗西斯培根：提出了以觀察和實驗為基礎的科學認識理論。實驗科學的出現極大地促進了生命科學地發展。Francis Bacon15611626以實驗為基礎的科學認識論弗朗西斯培根：提出

10、了以觀察和實驗為基礎的科學認識理論。Fr實驗方法的本質是要求每一種假說（或見解）都必須通過實驗的檢驗，才能承認其科學地位。就實驗科學的問題而言，要求找出某一事件發生的條件。只要有可能，要能夠控制條件進行重復。實驗方法的本質是要求每一種假說（或見解）都必須通過實驗的檢驗經典遺傳學理論產生的背景 細胞理論的完善 進化論的提出 遺傳種質理論的提出經典遺傳學理論產生的背景 細胞理論的完善Schleiden和Schwann創立細胞學說： （1）一切動植物是由細胞發育而來，并且是由細胞和細胞產物所構成。 （2）細胞既有作為獨立單位而具有的生命，又有作為機體的組成部分而被賦予的生命。1.細胞理論的完善163

11、5 1703 (Robert Hooke)Schleiden和Schwann創立細胞學說： 1.細胞理Virchow：細胞只能來自細胞，生物體的繁殖細胞分裂。Virchow：細胞只能來自細胞，生物體的繁殖細胞分裂。2.進化論的提出D. Lamarck的生物進化觀系統提出進化論：其思想含三個部分：（1）環境對生物體影響的理論：環境變化大，引起動物需要上的變化也大，使動物形成新的習性，導致器官功能變化，最終形成新類型動物。(熊）（2）用進廢退和獲得性遺傳：獲得變異兩性共有 通過繁殖傳遞。（3）生物按等級向上發展的理論：生物進化方向低級高級（逐步發展）。動物系統樹。（17441829）2.進化論的提

12、出D. Lamarck的生物進化觀（1744D. Lamarck （1809年）提出： 父母后天形成的技能、習慣和驅體結構可以傳遞給子女。 獲得性遺傳D. Lamarck （1809年）提出： 獲得性遺C.R. Darwin（18091882）物種起源和進化論18311836：劍橋畢業后，參加英國海軍水文地理調查艦的環球科學旅行1838年提出以生存競爭為基礎的“自然選擇學說”1859年，達爾文完成物種起源生物進化史觀： 生物普遍具有變異現象； 自然選擇影響物種的變異。C.R. Darwin（18091882）物種起源和 生物體各部細胞均有特定的自身繁殖粒子，稱為 “微芽”或“泛子”, 決定所在

13、細胞分化和發育。 各種“泛子”血液循環生殖細胞后代（呈現其 親代特征）。 受精卵發育， “泛子”不同的細胞，控制所在細胞 的分化，產生一定組織器官。 環境改變可使“微芽”性質發生改變，并可能由親 代傳給后代。 達爾文關于遺傳的泛生學說達爾文關于遺傳的泛生學說從身體各部分的“種子物質”由體液運到生殖器官。受精作用就是父母的種子物質互相混合。身體各個部分參與種子物質的形成：例，藍眼個體產生藍眼兒女；禿頂的后代也變成禿頂。身體不健康部分，其后代的相應部分也不健康的。 (460377 BC）Hippocrates對遺傳的認識：泛生論從身體各部分的“種子物質”由體液運到生殖器官。(460373.種質理論

14、的提出Nagel 提出：生命的基本單元不在細胞，而是含遺傳物質的分子團細胞種質。Weismann 發展：生殖細胞來源于生殖細胞，不能來源于體細胞。生殖細胞遺傳物質“種質”，于細胞質中。Weismann認為,種質具有連續性，體細胞隨親代死亡而消亡，而親代種質的一部分成為子代的種質，另外一部分形成子代的體細胞，種質如此相傳。3.種質理論的提出Nagel 提出：生命的基本單元不在細胞，控制個體發生的遺傳單位（Weismann）生源子（最小的遺傳單位）：具有生長和復制能力的各種分子集群組成，控制細胞的特定性質。生源子的數目很大。定子（高一級的等級單位）：生源子特定的復合物，控制如肌肉細胞、血細胞以及身

15、體的其它器官的性狀。遺子（更高一級的單位）：由定子聯結成，與種系發生有關的結構。控制個體發生的遺傳單位（Weismann）生源子（最小的遺傳 種質有三個結構層次：與現代遺 傳理論的相似性 遺子 基因組、 定子 染色體生源子 基因（性狀）1834-1914 種質有三個結構層次：與現代遺 1834-1914Lamarck 的獲得性遺傳：Lamarck 的獲得性遺傳：Some of the characteristics of a model organism are as follows:It can be raised easily and inexpensively.It produces l

16、arge numbers of progeny.Its generation time is short.Genetic variants within the species are readily available for study.It has been the subject of previous studies that have produced relevant background information.Some of the characteristics of醫學遺傳學緒論培訓課件 Mendel深受Nagel細胞種質學說的啟發 于1854年開始以豌豆為材料進行雜交育

17、種遺 傳研究。 Mendel深受Nagel細胞種質學說的啟發遺傳定律遺傳定律Gregor Johann Mendel（孟德爾,1822-1884）1865年發表了植物雜交實驗論文，揭示了生物性狀服從分離和自由組合的遺傳規律，后人稱為孟德爾定律。1900年 de Vries（德佛里斯、Correns（柯倫斯）、Tschermak（丘歇馬克）重新發現，并重新發表了孟德爾的論文。Gregor Johann Mendel（孟德爾,1822-1822年7月22日，孟德爾出生在奧地利Moravia省的Heizendorf一個農民家庭。1843年Moravia省首府Brno修道院當一名修道師.1951年進入

18、維也納大學植物學家 F. Unger (進化學說、物種變異）激發Mendel對遺傳的興趣。為著名物理學家 Dopplet（多普勒）當過助教，奠定了其試驗思想。1822年7月22日，孟德爾出生在奧地利Moravia省的H著名物理學家兼數學家Ettinghausen (埃廷豪森)是孟德爾的數學老師，其相信數學方法可以應用于各門自然科學,孟德爾曾對他的大作組合分析仔細拜讀,奠定了其數理統計分析的基礎1853年回到 Brno。1854年開始他的豌豆雜交實驗。著名物理學家兼數學家Ettinghausen (埃廷豪森)是孟德爾從市場： 購買了34個豌豆品種 選擇了22個品種在修道院的后院內種植 確定7對穩

19、定可區分的性狀作為研究對象孟德爾從市場：孟德爾實驗的成功取決于他取材適當、方法嚴密 豌豆雜交試驗7個相對性狀： 花色：紫、白； 種皮色：黃、綠； 種形：圓、皺； 莢形：膨大、縊縮； 未熟豆莢色：綠、黃； 花位：腋生、頂生； 莖：高、矮。 豌豆是自花授粉植物，容易施行人工授粉。 孟德爾實驗的成功取決于他取材適當、方法嚴密 豌豆雜交試驗7選擇用作試驗的植物要具備：具有固定的不同特征。花期中它們的雜種必須加以保護以避免一切外來（非本身）花粉的影響。它們自身也容易被保護。在連續的世代中，雜種和它們的后代的繁育力不應當明顯下降 Mendel，1866選擇用作試驗的植物要具備：具有固定的不同特征。遺傳中的

20、顯性和隱性 那些能夠完全遺傳的或者通過雜交幾乎不變的，并因而構成雜種性狀的特征顯性；而在此過程中成為潛在的那些特性則稱為隱性。 J.G. Mendel遺傳中的顯性和隱性 那些能夠完全遺傳的或者通幾個概念：雜交：用基本特征不同的個體作為親本來繁育后代自交：雜交后代進行自花授粉。測交：用純合隱性型與待測定的顯性表型雜交，測定后者的基因型的方法。 幾個概念：雜交：用基本特征不同的個體作為親本來繁育后代孟德爾采取種群分析方法分析的是生物后代的大種群，觀察每一世 代中的所有成員” 。分析了成千上萬的種子和植株。連續八年進行種植試驗。 孟德爾采取種群分析方法分析的是生物后代的大種群，觀察每一世 孟德爾定律

21、分離律：生殖細胞形成過程中，兩個成對的（遺傳）粒子彼此分離進入不同的生殖細胞。自由組合率:生殖細胞形成過程中，不同對的（遺傳）粒子隨機組合，進入不同的生殖細胞。孟德爾定律分離律：生殖細胞形成過程中，兩個成對的（遺傳）粒子分離律的實驗依據實驗：純種圓形豌豆和純種皺形豌豆雜交 圓形豌豆（子一代）；子一代豌豆 253 粒自交 子二代7324 粒 ：5474 粒圓形 1850 粒皺形， 兩者的比例接近3 ：1。 分離律的實驗依據實驗：純種圓形豌豆和純種皺形豌豆雜交 實驗說明的問題不同的相對性狀雜交后，有的呈顯性性狀，有的呈隱性性狀；隱性性狀在“子一代”雖未表現，但未消失 “子二代”表現出來。 孟德爾引

22、出“顆粒遺傳”的概 念遺傳因子，即控制一對相 對性狀的遺傳因子在同一體內 獨立存在，不相混合。實驗說明的問題不同的相對性狀雜交后，有的呈顯性性狀，有的呈隱Particulate HeredityThe prevailing concept was that the traits of the parents became blended in the hybrid, as though the hereditary material consisted of fluids.Mendels observation that one of the parental characteristics

23、was absent in F1 hybrids and reappeared in unchanged form in the F2 generation. Mendel concluded that the traits from the parental lines were transmitted as two different elements of a particulate nature that retained their purity in the hybrids.Particulate HeredityThe prevai自由組合率的實驗依據兩對（或兩對以上）性狀的雜交

24、實驗：用圓形黃色豌豆與皺形綠色豌豆雜交 圓形黃色。（子一代）自交獲得子二代556粒豌豆（4種類型） 兩種親本型： 圓形黃色 315粒 （9） 皺皮綠色 32粒 （1） 兩種重組型： 皺形黃色 101粒 （3） 圓形綠色 108粒 （3）圓黃、皺黃、圓綠、皺綠之比 9：3：3：1。 說明：圓、皺和黃、綠兩個異對性狀之間在遺傳中可以隨機組合。 自由組合率的實驗依據兩對（或兩對以上）性狀的雜交實驗：用圓形孟德爾為什么會成功？方法學的創新：大種群分析，數理統計Mendel之前植物學家的雜交實驗 英國的Kningt（1797：灰色白色豌豆 雜交 雜交一代 灰色 雜交二代 灰色和白色。孟德爾為什么會成功？

25、方法學的創新：大種群分析，數理統計法國的Nauding： 1863年（Mendel理論提出前兩年）工作結果： 植物雜交的正交和反交的結果相同； 雜種的生殖細胞形成時，遺傳性狀的要素互相分開，進入不同的生殖細胞（否則無法解釋雜種二代得到的結果）。法國的Nauding：孟德爾的論文發表于布隆學會會刊被寄往120個單位的圖書館，包括英國皇家學會和林奈學會。孟德爾也將其寄給一些學者，包括Nagel Nagel可能不能理解孟德爾的論點。(山柳菊實驗)孟德爾的研究為什么被忽視 ？孟德爾的論文發表于布隆學會會刊孟德爾的研究為什么被忽視 ？ 歷史學家曾經查證在1900年以前孟德爾的工作曾被人引用15次左右。

26、俄國植物學家施馬里豪森(Schmalhausen)在他的學位論文“論植物雜種圣彼得堡植物區系的觀察”中引用了孟德爾的論文 Darwin 對 Mendel 的工作也毫不知曉。 歷史學家曾經查證在1900年以前孟德爾的工作曾被人引用15Mendel：耗費大量時間進行試驗，它的重要意義不能低估。Mendel堅信 “我的時代一定會到來”。“他的死（1884）使窮人失去了一位恩人，使人類失去了一位品質高尚的人，一位熱情的朋友，一位自然科學的促進者和一位模范的牧師。”Mendel：耗費大量時間進行試驗，它的重要意義不能低估。1900年 德弗里斯（de Vries，荷蘭） 科倫斯（Correns，德國） 丘

27、歇馬克（Tschermak，奧地利） 重新發現，并重新發表了孟德爾的論文，從而揭開了現代遺傳學的序幕。1900年 德弗里斯（de Vries，荷蘭）遺傳因子在染色體上： Sutton：父本和母本染色體“結合成對”并在減數分裂時分開（孟德爾遺傳定律的物質基礎）。 Boveri ：受精卵分裂過程中所有細胞的染色體一半來自父本，一半來自母本。染色體與孟德爾遺傳因子分布的一致性(1903)遺傳因子在染色體上：染色體與孟德爾遺傳因子染色體遺傳學說(1903)各種生物的染色體數目恒定，染色體兩兩成對，一條來自父本，一條來自母本 二倍體。生殖細胞減數分裂中，同對的兩條染色體彼此分離，各進入一個生殖細胞 單倍

28、型。在生殖細胞成熟過程中，不同對的染色體獨立行動，可分可合，機會均等。染色體各有它的特殊形態，世代復制，維持穩定。染色體遺傳學說(1903)各種生物的染色體數目恒定，染色體兩1906年，William Bateson 在第三屆雜交與植物育種國際會議上建議用一個新詞“Genetics”作為一門新的學科的名詞。并提出： Allele（等位基因):一個遺傳座位（基因）上的所具有的幾種不同形式。純合子（homozygous）：基因座上具有相同的等位基因雜合子（heterozygous）：基因座上具有不同的等位基因。遺傳學的誕生1906年，William Bateson 在第三屆雜交與植基因（gene）

29、：含有遺傳信息的可遺傳單位。基因型（Genotype）：個體的遺傳結構；表現型（Phenotype）：環境條件與基因型相互作用而使個體呈現的性狀。Wilhelm Ludvig Johannsen (1857 - 1927)WL Johannsen（1909）: Gene 基因基因（gene）：含有遺傳信息的可遺傳單位。Wilhelm Thomas Morgen（托馬斯 摩爾根）發展了經典遺傳學的理論開創了細胞遺傳學的輝煌實現了遺傳學的第一次理論綜合Thomas Morgen（托馬斯 摩爾根）發展了經典遺Thomas Morgen發現基因之間的連鎖遺傳特征，建立了遺傳學的第三定律 連鎖交換率。1

30、928年出版了“The Theory of the Gene”，實現了遺傳學上第一次理論綜合。Morgan根據基因的交換值估計連鎖基因之間的距離、相對位置和線性排列，制定了果蠅的基因連鎖圖，又稱遺傳圖。1933年獲諾貝爾生理和醫學獎Thomas Morgen發現基因之間的連鎖遺傳特征，建立了Thomas Morgen1891年完成有關海洋蜘蛛發育的博士論文。1900年，摩爾根開始思考遺傳學問題，考慮遺傳進化發育之間的關系。1904年，在哥倫比亞大學擔任實驗動物學教授，開始以黑腹果蠅為材料，進行遺傳學研究。Thomas Morgen1891年完成有關海洋蜘蛛發育的博Thomas Morgen19

31、09年，在野生型紅眼果蠅中發現一只突變的白眼雄性果蠅 定位于X染色體。1910年發表果蠅性連鎖遺傳，并在10多年間發現400多種突變型。果蠅雜交和細胞學檢查： 驗證了“分離律、自由組合律”及染色體機制 發現了“基因的連鎖與交換” 。Thomas Morgen1909年，在野生型紅眼果蠅中發現連鎖現象的發現1909，野生型紅眼果蠅中發現一只“白眼”突變型雄果蠅；將“白眼” 雄果蠅與野生型雌果蠅雜交，F1代均為野生表型；F1自交F2代：所有雌果蠅野生型表型 一半雄果蠅野生型表型 一半雄果蠅“白眼”表型連鎖現象的發現1909，野生型紅眼果蠅中發現一只“白眼”突變“白眼”基因與一條X染色體的行動完全平

32、行“白眼”基因在X染色體.Y染色體上沒有其等位基因。“白眼”基因與一條X染色體的行動完全平行“白眼”基因在X染提出“染色體交換” 實驗基礎果蠅兩對性狀遺傳的連鎖現象： 野生型果蠅呈：灰身、長翅（顯性） 突變型果蠅有：黑身、殘翅（隱性） 果蠅體色的一對性狀 灰身（BB，顯性）與 黑身（bb，隱性）， 果蠅翅長的一對性狀 長翅（VV，顯性）與 殘翅（vv，隱性）提出“染色體交換” 實驗基礎 果蠅雜交實驗灰身殘翅（BBvv） 黑身長翅（bbVV） 雜交 子一代： 灰長果蠅（BbVv） 灰長果蠅（BbVv） 黑殘果蠅（bbvv） 測交 子二代？ 果蠅雜交實驗按孟德爾自由組合律的預測配子配子BVBvbV

33、bvbvBbVv灰身長翅Bbvv灰身殘翅bbVv黑身長翅bbvv黑身殘翅比例25252525BbVvbbvv按孟德爾自由組合律的預測配子BbVvBbvvbbVvbbvv果蠅雜交后的實際結果黑身沒有與殘翅組合灰身沒有與長翅組合50%黑身和長翅50% 灰身和殘翅XX測交測交后代PF1灰身和殘翅黑身和長翅灰身長翅黑身殘翅果蠅雜交后的實際結果黑身沒有與殘翅組合灰身沒有與長翅組合50BvBbbvVVBvbVvvbbBVvvvbbb灰殘灰殘50黑長黑長50黑殘灰長連鎖模式圖：親代子一代子二代BvBbbvVVBvbVvvbbBVvvvbbb灰殘灰殘50摩爾根假說連鎖“灰身” 和“殘翅”基因同在一條染色體上；

34、 “黑身” 和“長翅”基因同在另一染色體上；生殖細胞成熟過程中， 黑長組合與灰殘組合也隨染色體分離，子一代雄蠅只產生兩種精子：帶灰身/殘翅基因或帶黑身/長翅基因。 灰身和殘翅 黑身和長翅聯合遺傳 連鎖摩爾根假說連鎖“灰身” 和“殘翅”基因同在一條染色體上；果蠅雜交后的實際結果黑身沒有與殘翅組合灰身沒有與長翅組合50%黑身長翅50% 灰身殘翅XX測交測交后代PF1灰身和殘翅黑身和長翅灰身長翅黑身殘翅果蠅雜交后的實際結果黑身沒有與殘翅組合灰身沒有與長翅組合5042%黑身長翅42%灰身殘翅XX測交測交后代PF1灰身和殘翅黑身和長翅灰身長翅黑身殘翅果蠅連鎖中的意外現象交換灰殘 + 黑長 親型 848%

35、灰身長翅8%黑身殘翅灰長 + 黑殘重組型 1642%黑身長翅42%灰身殘翅XX測交測交后代PF1灰身和殘翅vbbvVBvbVvvbbbvvvvbbb灰殘親型 84黑長重組型 16黑殘灰長（子一代）連鎖交換模式圖：BVB灰長黑殘BVBvvVbbvb不交換84交換16子二代vbbvVBvbVvvbbbvvvvbbb灰殘親型 84黑摩爾根假說連鎖 “灰身”和“殘翅” “黑身”和“長翅” 84保持連鎖關系親型組合；染色體連鎖摩爾根假說連鎖 “灰身”和“殘翅” 染色體連鎖摩爾根假說交換其余16是重組型或交換型：由于在兩條同源染色體上的兩個基因對之間發生了交換，出現灰身長翅、黑身殘翅重組型。如子二代的兩種

36、類型均與親代相同 完全連鎖出現重組型 不完全連鎖摩爾根假說交換其余16是重組型或交換型：由于在兩條同源基因交換的細胞遺傳學直接證據（Curt Stern, 1931）培養出一種突變雌蠅，含兩條容易識別的X染色體： 第一條X染色體：短缺的X染色體（缺失） 第二條X染色體呈“ L”形(X染色體短臂上連接了一段Y染色體)基因交換的細胞遺傳學直接證據（Curt Stern, 19 短缺的X染色體: “粉紅眼”基因（隱性） “棒眼”基因（顯性） “ L”形X染色體:存在： “紅眼”基因（顯性） “圓眼”基因（隱性） “紅色棒眼” 雌蠅(雜合性） “粉紅色圓眼”雄蠅正常X染色體短缺X染色體的等位基因測交

37、短缺的X染色體:正常X染色體短缺X染色體的等位基因測交“棒形粉紅眼”含斷裂X染色體“圓形紅眼”含 “L” 形X染色體預計產生兩種表型“棒形粉紅眼”含斷裂X染色體“圓形紅眼”含 “L” 形少數子蠅：新的組合 新的表型：圓形粉紅眼 ：棒形紅眼（1：1） 新的染色體核型同時出現 “圓形粉紅眼”兩條正常形狀X染色體 “棒形紅眼”“L” 形斷裂的X染色體多數子蠅： 棒形粉紅眼 ：圓形紅眼(1：1) 連鎖關系產生四種表型子代少數子蠅：新的組合多數子蠅：產生四種表型子代結論: 斷裂X染色體上的 “棒眼” 基因 “ L” 形X染色體上 “L” 形X染色體上的 “圓眼” 基因 斷裂X染色體上 棒眼紅色：雌蠅圓眼

38、粉紅：雄蠅棒形粉紅眼圓形紅眼圓形粉紅眼棒形紅眼結論:棒眼紅色：雌蠅圓眼粉紅：雄蠅棒形粉紅眼圓形紅眼圓形粉紅B.Creighton ( McClintock的學生）玉米實驗“玉米細胞學和遺傳交換的相關性” 玉米的9號染色體：定位有色素基因C（短臂）和糯質基因Wx（長臂）。異常9號染色體：短臂紐結（knob） 色素基因C；長臂端易位的8號染色體片段糯質基因wx 。異常的9號染色體上的“紐結”和“易位片段”做為標記，觀察交換后與性狀之間的關系。B.Creighton ( McClintock的學生）玉米果蠅染色體基因定位（連鎖）圖Alfred.H. Sturtvant果蠅染色體基因定位（連鎖）圖Al

39、fred.H. Sturtv幾種生物的連鎖群與染色體對數生物種類連鎖群數染色體對數黑腹果蠅44玉米1010大麥77豌豆77豌豆：子葉色、花色位于染色體1；花位（腋生/頂生）、豆莢形狀（縮縊/膨出）、莖（高/矮）都位于染色體4(后兩者位置較近）。 Nature,1975,256:206幾種生物的連鎖群與染色體對數生物種類連鎖群數染色體對數黑腹果假如問我怎么會有這些發現，回答是：一靠勤奮；二靠明智地使用各種假說我所說的“明智”，指的是愿意放棄任何假說，除非能為它們找到可靠的證據；三靠實驗材料得當；最后要少開些遺傳學大會。 托馬斯亨特摩爾根 假如問我怎么會有這些發現，回答是：托馬斯亨特摩爾根 191

40、5， Muller, Sturtvant and Bridges合著The Mechanism of Mendelian Heredity 1928，出版基因論（The Theory of the Gene），對其創立的基因學說實現了遺傳學上的第一次理論綜合。 在染色體遺傳理論上的貢獻，Morgan于1933年獲諾貝爾醫學和生理學獎。 1915， Muller, Sturtvant and B 性狀遺傳的基本單位是基因； 基因在細胞的染色體上，具有其固定的位置； 基因間有一定的距離和順序； 它們可以通過交換、重組改變自己的相對位置； 可以通過突變改變自己的相對性狀 性狀遺傳的基本單位是基因；芭

41、芭拉麥克林托克轉座基因（跳躍基因）的發現者遺傳學發展的前半期有3位偉大的科學家，他們的姓氏都以大寫的字母“M”開頭：Mendel Morgen McClintockBarbara McClintock1902 1992芭芭拉麥克林托克轉座基因（跳躍基因）的發現者遺傳學發展的芭芭拉麥克林托克（B. McClintock）1902年出生于美國康涅狄格州.1927年畢業于康奈爾大學農學院，同年開始在康奈爾大學（師從R.A.埃默森）從事玉米遺傳研究。1944年，進入美國紐約長島的冷泉港實驗室，正式開始她的著名研究。芭芭拉麥克林托克（B. McClintock）1902年出在對印度彩色玉米的研究中，發現

42、玉米籽粒和葉片上的色斑受某些不穩定基因控制。19501951年提出基因轉座（跳躍基因)概念, 使科學界震驚，但不理解。1960s年代，在微生物中發現“插入序列”、“轉座子”后，其成果才被認識。1983年（獨立）獲得諾貝爾生理和醫學獎，距她最初提出“跳躍基因”的時間已30余年。在對印度彩色玉米的研究中，發現玉米籽粒和葉片上的色斑受某些不調節和控制今天已成為遺傳學家基本專業概念的一部分；但在二十世紀四十年代，在大多數遺傳學家中間“控制的思想甚至連想都沒有想過”。但是每個受精細胞的發育受到調節顯而易見：玉米籽粒產生玉米植株，細胞產生組成生物體的各種特征型的組織，細胞增殖的時候就必須分化。 調節和控制

43、今天已成為遺傳學家基本專業概念的一部分； “配子中的遺傳因子是獨立存在”純粹是一種先成論的觀點。 根據Sutton假設的前提,如果孟德爾的“性狀”是由 于一種特殊的染色體“在”與“不在”所決定，如何解釋：動物的一個組織器官與另一個截然不同，它們怎么會包含同樣的染色體組呢？ Morgen曾經認為： “配子中的遺傳因子是獨立存在”純粹是一種先成論的觀點。 第一，遺傳學家對玉米比對任何其它植物都熟悉得多；第二，根據麥克林托克的新技術，玉米染色體要比果蠅染色體看得詳盡得多了。 選擇玉米有兩個明顯的理由第一，遺傳學家對玉米比對任何其它植物都熟悉得多；選擇玉米有兩種植的玉米幼苗具有基本“變異”：相對于綠色

44、植株，可能是白色、淺綠色、淡黃色。這些突變不穩定：在每一棵突變型幼苗中，可以看到本不屬于它的斑駁雜色，如白色葉片上綠色斑點等。每一個斑點表示由一個突變的單細胞分裂長成的一組細胞。斑點大：突變較早，細胞較多；斑點小：突變較晚，細胞較少。種植的玉米幼苗具有基本“變異”：相對于綠色植株，可能是白色、因此，斑點大小的數目可以用來測定幼苗 發育特定時期的突變頻率。McClintock發現，每一斑點都表示一獨特的突變頻率，在特定植物的生活周期中，這一突變率基本不變。這種規律性表明什么東西在控制著突變頻率。McClintock提供了一個與遺傳事件有關的發育規律性的實例因此，斑點大小的數目可以用來測定幼苗 發育特定時期的突變頻率科學發現往往是從“例外”中找到線索。色素斑駁組織的特殊部位所表明的突變率與整株植物不同。這些特殊部位的每一部分可能就來源于一個獨特的細胞，在許多情況下它們表現為成對產生。科學發現往往是從“例外”中找到線索。McClintock發現，兩個有明顯界限但又鄰接的部位在突變率上表現為逆向關系，即一個部位的突變率大量增加，它的姊妹部位則大大減少，這些成對部位是由某生長點的兩個姊妹細胞產生的。她已經有了細胞突變率基本不變的證據；現在她正看著植物細胞史上的某一點：突變率轉換。 McClint