医学生物学生命的遗传和变异课件

1、医学生物学生命的遗传和变异1 第三章第三章 生命的遗生命的遗 传和变异传和变异 Heredity 21q)(p11;p11) 染色体畸变的描述染色体畸变的描述 或：或：46, XY, -14, +t(14q;21q) 医学生物学生命的遗传和变异 75 u染色体病染色体病：是先天性染色体数目异常或结是先天性染色体数目异常或结 构畸变而引起的疾病。构畸变而引起的疾病。 常染色体病常染色体病 性染色体病性染色体病 医学生物学生命的遗传和变异 76 常染色体病常染色体病 严重智力低下严重智力低下 发病率发病率1/8001/600新生儿新生儿 生长发育迟缓生长发育迟缓 特殊面容特殊面容 眼距宽，外眼角上

2、斜眼距宽，外眼角上斜 鼻根低平，舌大鼻根低平，舌大 通贯手，小指内弯，一指褶纹通贯手，小指内弯，一指褶纹 男性不育、女性偶有生育能力男性不育、女性偶有生育能力 vDown综合征综合征(21三体综合征三体综合征) 76 医学生物学生命的遗传和变异 77 21三体型三体型: 占占92.5 嵌合型：嵌合型： 占占2.5 易位型：易位型： 占占5 医学生物学生命的遗传和变异 78 21三体型：占三体型：占92.5，47, XX(XY), 21 常染色体病常染色体病 v先天愚形先天愚形(21三体综合征，三体综合征，Down syndrome) 78 生殖细胞生殖细胞减数分裂时减数分裂时21号染色号染色

3、体不分离，体不分离，95%发生在发生在卵子卵子形成过形成过 程。程。 发病率随母亲年龄增高而增大发病率随母亲年龄增高而增大 医学生物学生命的遗传和变异 7979 医学生物学生命的遗传和变异 8080 医学生物学生命的遗传和变异 81 嵌合型：占嵌合型：占2.5 46 XX(XY), / 47,XX(XY), 21 早期卵裂时早期卵裂时21号染色体不分离号染色体不分离 常染色体病常染色体病 v先天愚形先天愚形(21三体综合征，三体综合征，Down syndrome) 81 医学生物学生命的遗传和变异 82 易位型：占易位型：占5 46 XX(XY),-14,+t(14q;21q) 多出的多出的2

4、1号不单独存在，而是易位到近端号不单独存在，而是易位到近端 着丝粒染色体上，并和为一条，故核型总数着丝粒染色体上，并和为一条，故核型总数 不变。不变。 v先天愚形先天愚形(21三体综合征，三体综合征，Down syndrome) 医学生物学生命的遗传和变异 8383 46, XX(XY), 14, t(14q;21q) 14/21易位易位 医学生物学生命的遗传和变异 8484 平衡易位携带者平衡易位携带者 45, XX(XY), 14, 21, t (14q;21q) 21单体单体易位型先天愚型易位型先天愚型平衡易位携带者平衡易位携带者正常正常 医学生物学生命的遗传和变异 85 性染色体病性染

5、色体病 v先天性睾丸发育不全综合征先天性睾丸发育不全综合征 (Klinefelter syndrome) 47,XXY v性腺发育不全性腺发育不全 45,X (Turner syndrome，Turner综合征综合征) vXYY综合征综合征 vX三体综合征三体综合征 v脆性脆性X染色体染色体(Fra X)综合征综合征 v两性畸形两性畸形 85 医学生物学生命的遗传和变异 8686 47，XXY 医学生物学生命的遗传和变异 8787 45, X 医学生物学生命的遗传和变异 88 简述单基因遗传和多基因遗传的区别。简述单基因遗传和多基因遗传的区别。 简述简述Lyon假说的主要内容。假说的主要内容。

6、 简述先天愚型的核型及其产生机理。简述先天愚型的核型及其产生机理。 医学生物学生命的遗传和变异 89 第七章第七章 群体遗传学 89 医学生物学生命的遗传和变异 90 基因频率和基因型频率基因频率和基因型频率 基因频率基因频率(gene frequency)： 指群体中某一等位基因占该基因座上全指群体中某一等位基因占该基因座上全 部等位基因的比率。反映了该基因在这部等位基因的比率。反映了该基因在这 一群体中的相对数量。一群体中的相对数量。 v有一对等位基因有一对等位基因 A 和和 a 某一群体基因某一群体基因 A 的数量为的数量为600 ；A基因的频率基因的频率p？ 某一群体基因某一群体基因

7、a 的数量为的数量为400； a基因的频率基因的频率q？ 90 1pq 医学生物学生命的遗传和变异 91 基因型频率基因型频率(genotype frequency)： 指群体中某基因型个体占群体总个体指群体中某基因型个体占群体总个体 数的比率。反映该基因型个体在这一数的比率。反映该基因型个体在这一 群体中的相对数量。群体中的相对数量。 基因频率和基因型频率基因频率和基因型频率 91 某一群体某一群体 AA 的个体数为的个体数为300 ；AA基因型的频率基因型的频率D？ 某一群体某一群体 Aa 的个体数为的个体数为500 ；Aa基因型的频率基因型的频率H？ 某一群体某一群体 aa 的个体数为的

8、个体数为200； aa基因型的频率基因型的频率R？ v一对等位基因一对等位基因 A 和和 a,可以组成可以组成AA，Aa，aa 1D H R 医学生物学生命的遗传和变异 92 在一定在一定条件条件下，群体中的基因频率和基因下，群体中的基因频率和基因 型频率在世代传递中保持不变。如果一个群体型频率在世代传递中保持不变。如果一个群体 达到了这种状态，就是一个遗传平衡的群体。达到了这种状态，就是一个遗传平衡的群体。 O群体很大群体很大 O随机婚配随机婚配 O没有突变没有突变 O没有自然选择没有自然选择 O没有大规模的个体迁移没有大规模的个体迁移 Hardy-Weinberg Hardy-Weinbe

9、rg 定律定律 92 条件条件 医学生物学生命的遗传和变异 93 1pq Hardy-Weinberg 定律定律 93 22 21ppqq v遗传平衡下遗传平衡下，基因频率和基因型频率：，基因频率和基因型频率： 1D H R v假设一对等位基因假设一对等位基因 A 和和 a，则，则 医学生物学生命的遗传和变异 94 v基因频率和基因型频率关系：基因频率和基因型频率关系： 基因频率和基因型频率基因频率和基因型频率 1 2 pDH 1 2 qRH 94 医学生物学生命的遗传和变异 95 例例1 一个总数为一个总数为100人的群体，其中人的群体，其中AA纯纯 合体合体60人，人，aa纯合体纯合体20

10、人，另外人，另外20人为人为Aa 杂合体。问该群体是否是一个遗传平衡的杂合体。问该群体是否是一个遗传平衡的 群体。群体。 22 21ppqq 遗传平衡下遗传平衡下，基因频率和基因型频率：，基因频率和基因型频率： 1DHR = 医学生物学生命的遗传和变异 96 思路思路 根据已知求群体基因型频率根据已知求群体基因型频率 求群体基因频率求群体基因频率 假设遗传平衡，根据基因频率求基假设遗传平衡，根据基因频率求基 因型频率因型频率 比较基因型频率的理论值和实际值比较基因型频率的理论值和实际值 验证假设验证假设 医学生物学生命的遗传和变异 97 根据已知求群体基因型频率根据已知求群体基因型频率 P =

11、AA=? H =Aa=? Q =aa=? 0.6 0.2 0.2 2. 求群体基因频率求群体基因频率 医学生物学生命的遗传和变异 98 2. 求群体基因频率求群体基因频率 1 2 pDH 1 2 qRH 医学生物学生命的遗传和变异 99 3. 假设遗传平衡，根据基因频率求基因假设遗传平衡，根据基因频率求基因 型频率型频率 22 21ppqq 1DHR 4. 比较基因型频率的理论值和实际值比较基因型频率的理论值和实际值 医学生物学生命的遗传和变异 100 5. 验证假设验证假设 “遗传平衡遗传平衡” 这一假设成立吗？这一假设成立吗？ 该群体是否是一个遗传平衡的群体吗？该群体是否是一个遗传平衡的群

12、体吗？ 遗传不平衡的群体，经一代随机交配，可达到遗遗传不平衡的群体，经一代随机交配，可达到遗 传平衡吗？传平衡吗？ 医学生物学生命的遗传和变异 101 子一代子一代fA=0.7, fa=0.3 0.49 0.21 0.21 0.09 0.7 0.7 0.3 0.3 医学生物学生命的遗传和变异 102 v一个不平衡的群体只要经过一个不平衡的群体只要经过一个世代一个世代随机随机 婚配就可以达到遗传平衡婚配就可以达到遗传平衡 医学生物学生命的遗传和变异 103 遗传平衡的应用遗传平衡的应用 AR 白化病（白化病（AR）群体发病率为）群体发病率为120000计计 算该群体中致病基因频率。算该群体中致病

13、基因频率。 AD 红绿色盲（红绿色盲（XR）男性发病率为）男性发病率为7%，分，分 析群体的遗传结构。析群体的遗传结构。 医学生物学生命的遗传和变异 104 v突变突变 v选择选择 v近亲婚配近亲婚配 v迁移迁移 v随机遗传漂变随机遗传漂变 104 影响群体遗传平衡的因素影响群体遗传平衡的因素 医学生物学生命的遗传和变异 105 突变率突变率(mutation rate)： 群体中某一基因发生突变的频率。群体中某一基因发生突变的频率。 单位：单位：nl0 6代 代 （每万个基因中发生突变的次数）（每万个基因中发生突变的次数） 1. 1. 突突 变变 105 医学生物学生命的遗传和变异 106

14、2. 2. 选选 择择 选择选择(selection)： 指由于基因型的差别而导致生存能力指由于基因型的差别而导致生存能力 和生育能力的差别。常用和生育能力的差别。常用适合度适合度和和 选择系数选择系数来表示。来表示。 106 医学生物学生命的遗传和变异 107 适合度适合度(fitness，f )： 是指一定环境条件下，某种基因型个体是指一定环境条件下，某种基因型个体 能生存并能将他的基因传给后代的能力。能生存并能将他的基因传给后代的能力。 一般用一般用相对生育率相对生育率来衡量。来衡量。 选择系数选择系数(selection coefficient，S)： S代表在选择作用下，降低的适合度

15、，代表在选择作用下，降低的适合度， S1f。 107 医学生物学生命的遗传和变异 108 选择与突变间的平衡选择与突变间的平衡 vAD遗传病遗传病 vAR遗传病遗传病 vXR遗传病遗传病 108 HS 2 1 Spv Sq 3 1 u 2 Squ vXD遗传病遗传病 Spv 医学生物学生命的遗传和变异 109 遗传负荷遗传负荷 遗传负荷遗传负荷(genetic load) ： 来源于来源于突变负荷突变负荷*和和分离负荷分离负荷。 109 医学生物学生命的遗传和变异110 第八节第八节 基因突变基因突变 （P230） 医学生物学生命的遗传和变异111 3突变类型突变类型 （一一）碱基替代）碱基替

16、代 按置换方式分：转换、颠换按置换方式分：转换、颠换 医学生物学生命的遗传和变异112 单碱基置换举例单碱基置换举例 突变类型突变类型 碱基变化碱基变化 密码子变化密码子变化 肽链变化肽链变化 同义突变同义突变TTATTG亮氨酸亮氨酸亮氨酸亮氨酸无变化无变化 错义突变错义突变TCGCCG丝氨酸丝氨酸脯氨酸脯氨酸 氨基酸替换氨基酸替换 无义突变无义突变TCGTAG丝氨酸丝氨酸终止密码子终止密码子肽链缩短肽链缩短 终止密码子突变终止密码子突变TAGTCG 终止密码子终止密码子丝氨酸丝氨酸肽链延长肽链延长 医学生物学生命的遗传和变异113 （二二）移码突变）移码突变 两个两个DNA分子排列参差不齐发分子排列参差不齐发 生不等交换生不等交换 （）突变型（）突变型 （）突变型（）突变型 吖啶类诱变致