基因定位常用的方法PPT

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遗传制作和基因定位上.pptx

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• 让我们考察一下交配型不同的菌株的杂交结果。 • 二倍体子囊原始细胞是Aa，经减数分裂产生两个A和两个a，再经有丝分裂
产生四对子囊孢子。 • 这四对子囊孢子在子囊中有六种排列顺序(表6.3)。 • 为了方便起见，我们写出子囊孢子对的基因型而不写单个孢子的基因型。
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• 关于遗传图还需做以下说明：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。
原因是这两个基因间发生多次交换的缘故。所以从图上数值知重组率只限临近的基因座之间。
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•4.2 脉胞霉四分子及其遗传学分析
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• 有性生殖只有在两个不同交配型菌株一起生长时才会进行。 • 在固体琼脂上，两个菌株都形成许多雌性生殖结构，称为原子囊壳。原子囊壳是菌丝的圆
形聚合物，包有特殊的菌丝，向空间伸展成为受精丝。不同交配型的小分生孢子(有时甚至一根菌丝体)与受精丝相接触时就发生受精作用。 • 准备进行融合受精细胞的核移至受精丝下部，进入称为产囊体的特殊菌丝中去。这时细胞核的变化是很复杂的，实际上两种交配型的细胞核都进行分裂，成对的不同交配型的细胞核分到许多产囊菌丝中去。
基因的位置和距离，把它们标志出来后可以绘成连锁遗传图。
② 连锁群：存在于同一染色体上的全部基因。
③ 一种生物连锁群数目与染色体对数一致，可暂时少于染色体对数：
如：水稻n=12、玉米n=10、大麦n=7
连锁群数 12

基因定位常用的方法

6
HAT选择系统： HAT选择系统：选择系统
人的突变细胞株：缺乏HGPRT 人的突变细胞株：缺乏HGPRT酶 HGPRT酶小鼠细胞株：缺乏TK TK酶小鼠细胞株：缺乏TK酶两者融合培养于HAT HAT培养基中两者融合培养于HAT培养基中 HAT培养基： HAT培养基：培养基为次黄嘌呤， HGPRT的底物的底物， DNA合成提 H为次黄嘌呤，是HGPRT的底物，为DNA合成提供原料（核苷酸旁路合成原料）供原料（核苷酸旁路合成原料）可阻断正常的DNA合成（嘌呤及TMP DNA合成 TMP合成受抑 A可阻断正常的DNA合成（嘌呤及TMP合成受抑制）在胸苷激酶（TK） T在胸苷激酶（TK）的作用下生成胸腺嘧啶核苷酸， DNA合成提供原料苷酸，为DNA合成提供原料
1）概念：概念：基因定位的连锁分析是根据基因在染色体上呈直线排列，色体上呈直线排列，不同基因相互连锁成连锁群的原理，连锁群的原理，即应用被定位的基因与同一染色体上另一基因或遗传标记相连锁的特点进行定位。特点进行定位。
19
2）重组值（recombination fraction） fraction）重组值（是基因定位时两个基因间遗传图距的量即基因间的遗传距离。度，即基因间的遗传距离。如果两个基因间有1%的重组值，其遗传图的距离为1厘摩。 1%的重组值间有1%的重组值，其遗传图的距离为1厘摩。 centimorgan，cM）（centimorgan，cM）遗传标记（ marker） 3）遗传标记（genetic marker）用连锁分析发法进行基因定位需要已知的记忆内作为遗传标记，的记忆内作为遗传标记，这些标记按孟德尔方式遗传，标记位点应是多态的。尔方式遗传，标记位点应是多态的。

《基因定位》课件

CHAPTER 04
基因定位的挑战与未来发展
基因定位的挑战
技术限制
当前基因定位技术仍存在一定的局限性，如分辨率和灵敏度不够高，无法准确检测所有基因变异。
数据解读难度
基因定位产生的数据复杂且庞大，对专业知识和技术要求较高，解读难度较大。
伦理和隐私保护
基因信息属于个人隐私敏感信息，如何合理合法地使用和保护基因数据，避免侵犯个人隐私和权益，是基因定位面临的伦理挑战。
基因定位的未来发展方向
技术创新
01
随着生物技术的不断发展，未来基因定位技术将不断改进和完
善，提高分辨率、灵敏度和特异性。
数据解读能力提升
02
通过加强人才培养和技术研究，提高基因定位数据的解读能力
，为精准医疗和个性化治疗提供更可靠的支持。
应用领域拓展
03
基因定位技术的应用范围将进一步扩大，不仅局限于遗传性疾
基因定位方法
利用分子遗传学技术，通过家系分析和关联分析等方法，确定与疾病相关的基因变异位点。
临床应用
通过基因检测，预测个体患病风险，制定个性化的预防和治
疗方案。
研究案例二：农作物抗逆性的基因定位
总结词
通过基因定位技术，鉴定农作物中与抗逆性相关的基因，提高农作物的抗逆性，促进农业生产的发展。
CHAPTER 03
基因定位与疾病关联研究
单基因遗传病定位
单基因遗传病定位
通过遗传学手段确定导致单基因遗传病的基因位置和变异类型。
意义
有助于理解疾病的发病机制，为疾病的早期诊断和治疗提供依据。
技术
包括连锁分析、单倍型分析和全基因组关联分析等。
多基因遗传病定位
多基因遗传病定位

基因定位

有色显性 A
无色隐性 a
有色显性 A a 有色显性 a 无色假显
× a
有色显性
无色隐性
例如：玉米有色A无色a 粳性W糯性w 饱满S 凹陷s 例如：玉米有色A无色a 粳性W糯性w 饱满S 凹陷s 玉米单体Ⅰ 玉米单体Ⅰ 玉米单体Ⅱ 玉米单体Ⅱ 玉米单体Ⅲ 玉米单体Ⅲ 玉米单体Ⅳ 玉米单体Ⅳ 玉米单体 Ⅴ 玉米单体 Ⅵ 玉米单体 Ⅶ 玉米单体 Ⅷ 玉米单体 Ⅸ 玉米单体 Ⅹ 有色有色有色有色有色有色有色有色有色有色 × 突变体无色 × 突变体无色 × 突变体无色 × 突变体无色 × 突变体无色 × 突变体无色 × 突变体无色 × 突变体无色 × 突变体无色 × 突变体无色全有色全有色有色：无色全有色全有色全有色全有色全有色全有色全有色
配子与交换型配子想乘后再乘以2 规则Ⅱ 配子与交换型配子想乘后再乘以2（规则Ⅱ），例如：AABb=（AB×Ab） 2=（45%×5%）例如：AABb=（AB×Ab）×2=（45%×5%） 2=4.5%,aaBb=（ab×aB） 2=（45%×5%） ×2=4.5%,aaBb=（ab×aB）×2=（45%×5%） ×2=4.5%。 2=4.5%。第三类为两位点杂合的类型 AaBb 此类基因型的形成涉及到四种配子（此类基因型的形成涉及到四种配子（两种亲本型配子和两种交换型配子），），此种基因型的概率等配子和两种交换型配子），此种基因型的概率等于亲本型配子的平方加上交换型配子的平方后再乘以2（规则Ⅲ），既AaBb=【（AB× ab）＋（Ab× 规则Ⅲ），既AaBb=【 AB× ab）＋（Ab× ）＋（Ab aB） 2=【 5%） 2=41%。 aB）】×2=【（45%）２＋（5%）２】×2=41%。

基因定位常用的方法ppt课件

4）原位杂交的步骤
制备中期染色体 DNA原位变性变性放射性或非放射性标记探针杂交（在载玻片上）洗膜放射性标记：放射自显影检测非放射性标记：荧光染料与抗体或蛋白结合记录杂交信号结合染色体形态进行基因定位
DMD女性患者的核型
X染色体与常染色体易位时X染色体失活的结果
两个研究小组分别采用两种不同的方法克隆了DMD基因：一组是通过X常染色体易位，克隆了该基因的一部分。另一研究组使用有Xp21.1微小缺失的男孩的DNA，利用消减技术，获得了在正常X染色体存在而在这个男孩DNA中缺乏的DNA克隆片段。
遗传做图：是以研究家族的减数分裂，以了解两个基因分离趋势为基础来绘制基因座位间的距离，它表明基因之间连锁关系和相对距离，并以重组率来计算和表示，以厘摩（cM）为单位。染色体定位：只把基因定位到某条染色体上。细胞水平上的基因图又称细胞遗传图区域定位：从细胞遗传学水平，用染色体显带等技术在光学显微镜下观察，将基因定位到染色体的具体区带。
5）荧光原位杂交（florescence in situ hybridization，FISH）
用特殊荧光素（dig或Biotin）标记探针DNA（Nick translation 标记法），变性成单链后与变性后的染色体或细胞核靶DNA杂交。在荧光显微镜下观察并记录结果。 FISH 优点：可用来作基因或特定DNA片段的染色体区域定位。缺点：必须在已知探针的情况下方可进行。
HAT选择系统：
人的突变细胞株：缺乏HGPRT酶小鼠细胞株：缺乏TK酶两者融合培养于HAT培养基中 HAT培养基： H为次黄嘌呤，是HGPRT的底物，为DNA合成提供原料（核苷酸旁路合成原料） A可阻断正常的DNA合成（嘌呤及TMP合成受抑制） T在胸苷激酶（TK）的作用下生成胸腺嘧啶核苷酸，为DNA合成提供原料

基因定位与克隆PPT课件

基因分布在24种染色体上，它们在染色体上的位置可通过两
种制图方法来表示：
1、物理图谱(physical map)，即确定基因之间的绝对物
理学距离，通常用Mb(百万碱基对)或Kb(千碱基对)来表示
2、遗传图谱(genetic map)，即确定基因之间的遗传学
距离，用cM(centimorgen分摩)表示。
编辑版ppt
NLM8 G
体细胞杂种法
• 体细胞杂种通常由人和鼠的体细胞融合而成。这些融合细胞在最初几代培养过程中具有选择性丢失人类染色体趋势，而保留所有的鼠染色体。
• 保留在融合细胞中的染色体可以是多条，也可能只有一条甚至某条染色体的一部分。
• 根据研究的需要可将含有不同人类染色体的人鼠杂种细胞组合成人鼠杂种细胞板(hybrid panel)，结合杂种细胞板和PCR的方法或基因剂量分析，或蛋白质表达分析，可将相应的基因定位到特定的染色体或染色体片段上，该杂种细胞板在人类基因定位以及人类基因组计划中发挥过重要的作用。
• 染色体多态法（chromosome heteromorphism） • 染色体畸变法(chromosome abnormality) • 体细胞杂种法(somatic cell hybrids) • 染色体分类法(chromosome sorting ) • 原位杂交法（FISH） • 剂量分析法(dosage ananlysis) • 测序法（sequencing） • 家系分析法（pedigree ananlysis）
编辑版ppt
13
连锁分析原理
生殖细胞在减数分裂时发生交换，一对同源染色体上存在着两两相邻的基因座位，若两者之间距离较远，发生交换的机会较多，则出现重组次数就多；若两者之间距离较近，则重组机会较少。

《基因的定点突变》课件

基因定点突变技术是基因工程技术的重要组成部分，广泛应用于生物医学、农业、工业等领域。
基因定点突变的意义
基因定点突变有助于深入了解基因的结构和功能，揭示生命活动的本质和规律。
通过基因定点突变技术，可以实现对特定基因的精确调控，为疾病治疗、新药研发、生物育种等领域提供有力支持。
基因定点突变的分类
筛选方法包括抗生素筛选、PCR鉴定等，根据实验需求选择合适的方法。
04 基因定点突变的实验结果分析
突变基因的鉴定
01
02
03
突变基因的识别
通过DNA测序技术，对突变基因进行精确的识别和定位。
突变类型的分类
根据突变碱基的数量，将突变基因分为点突变、插入和删除突变等类型。
突变位点的统计
统计突变位点的分布和频率，分析突变热点和区域。
根据突变的方式，基因定点突变可分为碱基替换突变和插入/ 缺失突变。
根据突变的目的，基因定点突变可分为正向突变和反向突变。正向突变是指将野生型基因突变为功能变异型基因，而反向突变是指将功能变异型基因突变为野生型基因。
02 基因定点突变的方法
逆转录酶法
总结词
逆转录酶法是一种利用逆转录酶将RNA转化为cDNA的方法，适用于基因的定点突变。
03
引物长度一般在1530bp之间，以保证足够的特异性。
04
引物设计还需考虑突变后可能的遗传信息改变，如密码子改变等。
合成突变基因
在成功设计引物后，需通过DNA合成仪合成突变基因。
合成后的突变基因需进行质量检测，确保其准确性。
合成过程中需确保突变位点的准确性，避免其他位点的突变。
锌指核酸酶法
总结词

基因定位(3)

++ wxwx cc
F1
饱满非糯有色 x 凹陷糯性无色
+sh +wx +c
shsh wxwx cc
Ft表现型
饱满糯性无色饱满非糯有色饱满非糯无色凹陷非糯无色凹陷非糯有色饱满糯性有色凹陷糯性无色凹陷糯性有色总数
根据Ft表现型推知粒数
Ft胚子基因型
=(116+113+4+2)/6708=0.035
5）连锁遗传图的绘制
小结：（1）确定基因在染色体上的位置 a、判断基因是否连锁遗传 b、按表现型的个体数，对测交后代进行分组 c、进一步确定两种亲本类型和两种双交换类型 d、判断基因在染色体上的排列顺序 e、判断相（2）确定基因染色体在上的距离 a、计算交换值 b、绘制连锁遗传图
第三节基因定位
1、基因定位的概念：就是确定基因在染色体上的位置。
2、最常用的方法就是三点测交。三点测交：是通过一次杂交和一次用隐性亲本测交，同时确定三对基因在染色体上的位置。
现以玉米Cc、Shsh、和Wxwx三对基因为例，说明三点测交的基本步骤
P
凹陷非糯有色 X 饱满糯性无色
shsh ++ ++
+ wx c 2708
+
+ +4
+
+ c 626
Sh + c 113
Sh + + 2538
+
wx + 116
Sh wx c 2
Sh wx + 601
6708
交换类型

判断基因位置的方法.ppt分析ppt课件

火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去
（1）仅根据同学甲的实验，能不能证明控制黄体的基因位于X染色体上，并表现为隐性？
不能；Aa（灰）×aa（黄）或 Aa（黄）×aa（灰）；（2）请用同学甲得到的子代果蝇为材料设计两个不同的实验，这两个实验都能独立证明同学乙的结论。（要求：每个实验只用一个杂交组合，并指出支持同学乙结论的预期实验结果。）
三、根据子代性状的数量比进行基因定位
例3：步步高P123 3题
总结三：若子代中某性状在雌雄中比例相同，则基因位于常染色体上；若子代中某性状在雌雄中比例不同，则基因位于 X染色体上。
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去
反交： XaXa♀×XAY♂→XAXa: XaY＝1:1
正交：多对紫眼雌果蝇×红眼雄果蝇；反交：多对红眼雌果蝇×紫眼雄果蝇，
①如果两个杂交组合的子一代中都是紫眼个体多于红眼个体，并且眼色的遗传与性别无关，则紫眼为显性，基因位于常染色体上
②如果两个杂交组合的子一代中都是红眼个体多于紫眼个体，并且眼色的遗传与性别无关，则红眼为显性，基因位于常染色体上
Q3：控制性状的基因位于常染色体、XY的同源区段，正反交的结果相同，如何进一步判断基因的位置？请说出杂交方案并用遗传图解表示。

基因的定位克隆-PPT

体交配,得到3个基因得杂合体ec ct +/+ + cv (ec、ct、cv得排
列不代表它们在X染色体得真实顺序),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。
ec ct +/ + + cv× ec ct cv/Y测交后代数据
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
合计
构建遗传图谱构建物理图谱
M1
M2
染色体步移: Chromos未测序得物种可通过染色体步移得方法进行定位,但就是比较费时费力,而对于水稻、拟南芥等基因组测序工作已经完成得物种, 则不在利用染色体步移得方法进行定位,直接从构建遗传图谱到构建物
图位克隆得特点就是无需预先知道基因得DNA顺序,也无需预先知道其表达产物得有关信息,但应有以下两方面得基本情况。
一就是有一个根据目得基因得有无建立起来得遗传分离群体,即定位群体,如:F2、DH、BC、RI等。
二就是开展以下几项工作:(1)首先找到与目得基因紧密
连锁得分子标记;(2)用遗传作图与物理作图将目标基因定位在染色体上得特定得重叠群;(6)通过染色体步行、登陆或跳跃获得带有目得基因得大片段克隆;(7)通过亚克隆获得带有目得基因得小片段克隆;(8)通过遗传转化与功能互补验证最终确定目标基因得碱基序列
F2群体构建
引物设计常用软件及网站
设计软件: primer3、0
primer5、0(寻找酶切位点,设计引物)
Webprimer
序列分析软件: DNAstar(分析序列特征,引物质量,编辑序列)
基因得初步定位(BSA法)
筛选亲本间多态性引物筛选池间多态性引物
小群体验证
初步定位带型分析

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1 2 345678
A
+ + + +- - - -
B
+ + - -++- -
C
+ - + - + - +-
12
2.原位杂交和荧光原位杂交
1）原位杂交（in situ hybridization）：是最直接的基因定位方法之一，是分子生物学技术在基因定位中的应用，胰岛素基因用此方法定位于 11p15。
10
TK-
TK+
HPRT+ 鼠
X
人
HPRT-
鼠
鼠
人
人
HAT 鼠人 TK+ HPRT+
17 3
TK+ 17 3
17
TK+
3
பைடு நூலகம்
TK-
11
②克隆嵌板法(clone panel method)
根据不同杂种细胞保留或丢失的人染色体有时是重叠的情况,设计的一种简便而实用的基因定位方法。
克隆嵌板
杂种克隆
保留的人染色体
9
将筛选出来的杂种细胞转移到正常培养基继续培养，由于人和鼠都有各自不同的生化和免疫学特性，Miller等运用体细胞杂交并结合杂种细胞的特征，证明杂种细胞的存活需要胸苷激酶（TK）。凡是含有人17号染色体的杂种细胞都因有TK活性而存活，反之则死亡，从而推断TK基因定位于17号染色体上，这是首例应用体细胞杂交法进行的基因定位。
7
因此在HAT培养基上
人细胞： ①由于A的存在，正常的DNA 合成通路受
阻。 ②同时由于HGPRT的缺乏，无法利用次黄
嘌呤通过旁路合成DNA（嘌呤合成障碍）
8
鼠细胞：由于A的存在正常的DNA合成通道受阻，有HGPRT可以利用次黄嘌呤合成腺嘌呤，鸟嘌呤，但由于无TK，无法合成胸腺嘧啶。（嘧啶合成障碍）杂种细胞：有HGPRT旁路合成腺嘌呤,鸟嘌呤；并可以利用TK合成胸腺嘧啶（嘌呤和嘧啶都可以正常合成）
4
2）对象：人的细胞鼠类：大鼠、小鼠、仓鼠
3）杂种细胞的特点：在繁殖传代过程中，人的染色体优先
丢失，以至最后只剩几条或一条人的染色体，而啮齿类的染色体被保留下来。
5
4）原理：
细胞进行融合时，培养液中只有部分细胞融合成杂种细胞，还有大量未融合的双亲细胞。这就需要选择分离纯化杂种细胞。为此要创造一种只让杂种细胞生长繁殖而亲本细胞死亡的环境。这就要利用杂种细胞和亲本细胞对生长条件的要求和代谢的差异来进行选择。其中最常用的是HAT选择系统。
第四节基因定位常用的方法
Wilson于1911年将红绿色盲基因首次定位于X 染色体上,开创了人类基因定位的先河.1968 年,Donahue利用系谱分析的方法将Duffy血型基因定位于1 号染色体上,是人类首次在常染色体上进行的基因定位.20世纪70年代后,体细胞杂交重组 DNA、分子杂交和PCR等技术的出现和应用，基因定位的方法愈加先进，基因定位的速度、数量明显加快。人类基因组计划的实施和完成，更加促进了基因定位的进程。
2）原理：碱基的互补配对，同源的DNA-DNA双链或DNA-RNA双链在一定条件下能结合成双链。用放射性或非放射性物质标记的DNA、RNA或与mRNA互补的cDNA作探针，可检测细胞基因组中的同源部分。
13
3）原位杂交的特点：
杂交在载玻片上的中期染色体上进行，而不是在溶液和膜上进行。所谓原位是指在标本上DNA原位变性，再与放射性或非放射性物质（通常用3H）标记的已知核酸探针杂交，通过放射自显影来检测染色体上特异DNA或RNA顺序，用放射性颗粒在某条染色体的区带出现的最高频率或荧光的强度来确定探针的位置，从而准确地进行基因定位。
DNA（Nick translation 标记法），变性成单链后与变性后的染色体或细胞核靶DNA杂交。在荧光显微镜下观察并记录结果。
FISH
优点：可用来作基因或特定DNA片段的染色体区域定位。
缺点：必须在已知探针的情况下方可进行。
16
单色FISH
17
多色FISH
18
3.连锁分析（Linkage analysis）
6
HAT选择系统：
人的突变细胞株：缺乏HGPRT酶小鼠细胞株：缺乏TK酶两者融合培养于HAT培养基中
HAT培养基： H为次黄嘌呤，是HGPRT的底物，为DNA合成提供原料（核苷酸旁路合成原料） A可阻断正常的DNA合成（嘌呤及TMP合成受抑制） T在胸苷激酶（TK）的作用下生成胸腺嘧啶核苷酸，为DNA合成提供原料
染色体定位：只把基因定位到某条染色体上。细胞水平上的基因图又称细胞遗传图
区域定位：从细胞遗传学水平，用染色体显带等技术在光学显微镜下观察，将基因定位到染色体的具体区带。
3
一、基因定位的方法
1、体细胞杂交法基因定位：体细胞：即生物体除生殖细胞外的任一细
胞。 1）体细胞杂交的概念：
也称细胞融合（cell infusion），是将来源不同的两种细胞融合成一个新细胞。新产生的细胞称杂种细胞（hybrid cell），含双亲不同的染色体。
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4）原位杂交的步骤
制备中期染色体
DNA原位变性
变性
放射性或非放射性标记探针
杂交（在载玻片上）
洗膜检测
放射性标记：放射自显影非放射性标记：荧光染料与抗体或蛋白结合
记录杂交信号
结合染色体形态进行基因定位
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5）荧光原位杂交
（florescence in situ hybridization，FISH）用特殊荧光素（ dig 或 Biotin ）标记探针
1）概念：基因定位的连锁分析是根据基因在染
色体上呈直线排列，不同基因相互连锁成连锁群的原理，即应用被定位的基因与同一染色体上另一基因或遗传标记相连锁的特点进行定位。
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2）重组值（recombination fraction）是基因定位时两个基因间遗传图距的量
基因定位对提高人类对疾病产生的病因学的认识有重要意义。
1
明确几个基本概念
基因：DNA的功能片段。基因组：有机体全部DNA序列（它包括基因
外的非基因DNA序列），它是基因和非基因DNA序列的总和。基因定位：是用一定的方法将基因确定到染色体的实际位置。
2
遗传做图：是以研究家族的减数分裂，以了解两个基因分离趋势为基础来绘制基因座位间的距离，它表明基因之间连锁关系和相对距离，并以重组率来计算和表示，以厘摩（cM）为单位。