人类指纹的采集识别与分析解读.doc

1、生命与环境科学学院遗传学实验报告人类指纹的采集识别与分析姓名：学号：年 级：专业：指导教：师年月日人类指纹的采集识别与分析前言遗传学研究中根据遗传性状的表现特征将其分为两类，即数量性状（quantitative character ）和质量性状（ qualitative character ）。质量性状通常差异显著，呈不连续变异，由主基因决定，杂交子代的表型呈现出一定的比例， 可直接采用孟德尔遗传原理进行分析。数量性状不同于质量性状，数量性状是可以度量的性状，呈连续变异，由多基因决定，各基因作用微小并且是累加的，呈剂量效应，因此通常要采用统计学方法分析。指纹性状就是属于数量形状。1880 年

2、Henry Fauld 及 William Herschel 相继提出利用指纹鉴定个人身份的设想。Galton 研究了有血缘关系的人群的指纹证明了指纹花样对人来说是一个稳定的性状。1924 年挪威女科学家 Bonnevie 提出指嵴数计数法。 指纹在胚胎发育第 13 周开始形成， 第 19周完成。 因此如有某种遗传或生理因素造成嵴纹发育不良既能在指纹上反映出来。本实验采用石墨粉末填充沟纹再用透明胶粘手指的方法取自己的指纹，并利用这些指纹进行指嵴数计数、分析，从而对多基因遗传的特点有了更深刻地认识。1.材料和方法2B 铅笔，白纸，透明胶带，直尺等。2.实验原理2.1. 人类指纹的形成指纹是指人手

3、上的条状纹路， 它们的形成依赖于胚胎发育时的环境和遗传因素。 指纹属于多基因遗传，在胚胎第 1213 周（也有人提出 15 16 周）即已形成并保持终生不变。每个人的指纹都是独一无二的， 两人之间甚至双胞胎之间， 不存在相同的手指指纹。 拥有相同指纹的可能性在 10 亿分之一以下。因此指纹被称做是无法伪造的身份证。对一个个体而言，指纹具有唯一性和稳定性。2.2. 肤( 皮纹 ) 与指纹皮纹包括指纹、掌纹和褶纹。指纹为最常用的皮纹。大量研究表明，某些遗传病，特别是一些染色体病和先天畸形常伴有特殊的皮纹异常。所以皮纹检查可以作为某些遗传病诊断的辅助指标。2.3. 指纹分析的常用指标a.类型 (3

4、类 )：弓 (A) ，箕 (L) ，斗 (W) ， 6 亚类：b.总嵴纹数： TRC (TFRC ，指纹总嵴线数)c.atd 角AS，At ； Lu， Lr ； WS， Wd ；d.指纹强度指数(pattern intensity index, PID ) ： PID = (2 W +L)(W 是斗型纹的百分率，L 是箕型纹的百分率，N 是常数N=(2W+L)(10 个手指 ) ) 102.4. 指纹类型a.弓形纹：由几条平行的弧形嵴纹组成。纹线由指的一侧延伸到另一侧，中间隆起成弓形。纹又可分为两种，一种是中间隆起较平缓的弧形弓，另一种是中央隆起很高的帐形弓。弓形b.箕形纹：这种纹有两个特征，

5、有几条嵴纹从手指一侧发出，向指尖方向弯曲，再折回 发出的一侧，形成一种簸箕状的纹线；有一个由三组纹线形成的三叉点或称三角区 （ delta）。根据箕口的开口方向分为尺箕（或正箕，开口朝本手尺骨一侧，即小指方向） 和桡箕（或反箕，开口朝着桡骨一侧，即拇指方向） 。c.斗形纹（又称螺纹或涡形纹）：它有两个特征，有两个三叉点（如果你在一个指纹上找到三个或三个以上的三叉点，那可能是杂形纹） ；由几条环形线或螺形线的嵴纹绕着中心点形成一个回路，或者有形成回路的趋势。通常将斗形纹分为普通斗、囊形斗、双箕斗等类型。囊形斗是在指纹的中心，有一条或多条闭合的曲线形嵴纹与其内部的几条弧线共同组成一个囊状结构形成的

6、，这种斗有一个特点：用一条直线连接两个三叉点的中心， 形成囊形斗的螺线均在此线上方不会与直线相交 （普通斗则相交）。双箕斗是两个箕形纹绞在一起形成的斗形纹。d.混合型：由以上三种指纹中的两种混合而成，如箕、斗混合，箕、箕并列等。此指纹形状奇特，无法归类，在总指嵴数的记数中不作统计。 ）3. 实验步骤3.1.指纹采集（印取法）用肥皂洗净双手，擦干。 用铅笔将白纸涂黑，将手指在涂黑区域涂抹，直至第一指节的腹面及两侧均匀涂黑。 揭下一条胶带， 胶面向上放在桌子边缘，将涂黑的指尖一侧轻轻按在胶面上，滚压至另一侧，使指纹线清晰。重复这一步骤，直至获得十个手指的指纹。3.2.采集对象提取自己的指纹（注明民

7、族、性别）提取 10 位同学的指纹（同一民族，男女各5 位，注明性别）3.3.指纹分析指标(1) 指纹类型（左右手、各指间）(2) TRC4. 实验结果表 1本人各手指指纹统计分析左手右手指标1234512345拇指食指中指环指小指拇指食指中指环指小指类型L uL uL uL uL uLuA tL uL uL u指嵴纹数五指纹型LAL总指嵴纹数stursd备注： 1.类型： A ，A ，L ，L ，W ， W ；图 1 本人左右手十个手指指纹图表 2 男、女左手各手指的指纹型频率n/(%)指纹类型男（左）女（左）1234512345A1110000000A s1110000000A t0000

8、000000L2110201204u1000000203Lr1110201001LW2335354351W s2335354351W d0000000000备注：每一项数据为所统计总人数中存在的人数。表 3男、女右手各手指的指纹型频率n/(%)指纹类型男（右）女（右）1234512345A1101000000A s1101000000A t0000000000L0140323302L u0120122202L r0020201100W4314232253s4214231152WW d0100001101备注：每一项数据为所统计总人数中存在的人数。.表 4男、女各种纹型频率n/(%)指纹类型男女

9、总数合计左右总数左右总数A3360006A s3360006A t0000000L68147101731L u145581318r54922413LW16143018153363W s16132918123059W d0110334备注：每一项数据为所统计总人数中存在的人数。表 5一手五指纹型组合频率n/(%)ALW男女总数ALW男女总数005044104000050000203000500000302000同型044401000014044二型961502352711300003220231110104110113100014000022100023000012200032010112100

10、0410000三型101表 6左右手对应纹型组合频率n/(%)手指性别A/AA/LA/WL/LL/WW/W1男100022女000023小计1000452男100022女000122小计1001443男010121女000131小计0102524男001004女000005小计0010095男000212女000221小计000433表 7男女左右手指嵴纹数统计（x s）手指男女左右左右110.8 6.410.0 5.313.6 3.915.2 1.729.6 5.412.4 7.312.0 2.212.0 2.039.2 4.713.8 3.214.0 2.412.6 1.9410.4 2.

11、211.2 5.814.0 2.312.4 3.3512.6 3.510.4 2.012.2 2.010.8 1.5小计52.6 15.187.8 20.465.8 7.363 8.1总计110.4 34.7128.8 14.5备注： 1.小计：左或右手5 指嵴纹数之和；2.总计：左手和右手指嵴纹总数之和；3.每一项数据皆为统计人数的均值（x s）。表 8 男女各纹型的比较分析纹型性别A总数PIDWL男30614501.48女33017501.66小计636311003.14表 9 男女 TRC 分布的比较分析样本编号男女1133156213712931261184431265113115均值

12、110.4128.8SD说明： 1.如果男、女各统计5 个人，则将男性中各样本的TRC 数量填写在第一列中，女性各样本的TRC 数量填写在第二列中。2. 统计推断采用 T 检验（计量资料成组设计，两均数比较）5. 分析讨论5.1 指纹采集识别的意义皮纹是人类一种重要的受基因控制遗传性状能反映出一个人的遗传信息和体质强弱，具有高度的稳定性，手、足的发育是在胚胎受孕第 13 周开始真皮的样式形成，至19 周左右完成全部的分化，此后即定型不再有任何变化。皮纹分化的期间，如有特殊遗传时，就会产生出不同的皮纹样式。指纹是皮纹的一部分，手掌皮肤是人体皮纹分布种类最多、最密集的部位，而且比其他部位的皮肤组织

13、紧密的多，发育最完善，其表皮的纹路具有规律性和特殊性，较皮纹学范围局限，但具有广泛的应用价值。5.2 左右手指嵴数相关性比较由表 7数据，经检验分析得知，同一个体左右手指嵴数在相互比较中均呈现强相关性。5.3 不同性别手指嵴数显著性差异比较由表 9 数据将检验分析得知，男女手指嵴数之间存在显著性差异。5.4 关于现实中指纹应用的分析指纹识别可以广泛的应用于公安、金融、医药卫生、门禁、考勤、网络安全、通讯加密等，这样做主要是因为指纹具有稳定性和独特性的优点。指纹从胎儿在6 个月时指纹完全形成到人死后尸体腐烂，指纹的纹线类型、结构、统计特征的总体分布等始终没有明显变化；与此同时，指纹具有明显的独特

14、性。至今还无法找出两个指纹完全相同的人。即使同卵双胞胎的指纹也是不相同的。因为这一特点，为指纹用于身份鉴定提供了客观依据。5.5 关于指纹在不同群体间规律性的分析指纹在不同群体之间存在一定的差异性。例如可以通过观察示指络脉的显露部位（长、短）、显露程度（浮、沉）、流畅程度（迟、速）及色泽变化来判断重症肺炎婴儿患者的患病轻重、表里、虚实等特征，即指纹诊法。同样，其他疾病患者群体或者一定区域的群体也具有一定的规律可循，因为指纹作为一种表型，受到遗传物质和环境因素的影响。6. 实验结论1.不同指头上出现四种指纹的频率并不相同。2.对于每一种手指，箕形纹和斗形纹出现频率很高，而弓形纹和混杂纹出现的频率

15、非常小。3.拇指和环指中斗形纹出现的频率明显高于箕形纹，而食指和小指中箕形纹与斗形纹出现的频率基本相等，中指箕形纹出现的频率大于斗形纹。4.指嵴数在不同个体之间有所不同，男女之间存在显著性差异。参考文献1 张孝龙 . 小儿指纹采集与图像处理研究 D. 山东中医药大学 ,2013.2 张先峰 . 指纹图像的识别研究 D. 成都理工大学 ,2013.3 杨小青 . 指纹采集系统及图像预处理研究D. 重庆大学 ,2007.4 王琳 , 王煜俊 , 崔佳民 , 宋澍菲 , 张云霞 , 杨大祥 . 人类指纹的印取、阅读及辨识的方法 J. 生物学通报 ,2010,07:16-18+2.5 杨大翔 . 遗传

16、学实验（第二版） .M 北京 : 科学出版 , 2010.6 郑新水 . 指纹的应用研究疾病预测学探讨A.中国中西医结合学会基础理论研究专业委员会. 全国中医藏象研究创新思路学术研讨会论文汇编C. 中国中西医结合学会基础理论研究专业委员会 ,2001:5.7 刘长节 , 郭尧允 , 陈华 , 吴培煊 , 翁天钿 . 畲族青少年指纹调查研究 J. 解剖科学进展 ,2011,01:36-38.8 刘灵丽 . 指纹图像预处理与特征提取 D. 湖南大学 ,2005.9 马小妹 . 指纹图像的分类和识别 D. 大连理工大学 ,2008.10 王建永 . 指纹图像的特征提取与匹配 D. 大连理工大学 ,2006.11 邹军 . 自动指纹识别算法分析与设计D. 扬州大学 ,2008.12 龚竞 , 侯勇 , 敬成俊 , 朱勇 . 人体差异指纹分析 J. 蚕学通讯 ,2010,02:5-7.13 张海国 . 汉族人群指纹综合分析 J . 人类学学报 , 2004, 7:121-127.读书的好处1、行万里路，读万卷书。2、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。3、读书破万卷，下笔如有神。4、我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的。 达尔文5、少壮不努力，老大徒悲伤。6、黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。 颜真卿7、宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。8、读书要三到：心