第四章医用生物学遗传与变异

1、第四章医用生物学遗传与变异遗传：生物的子代与亲代之间性状特征相似的现象。变异：子代与亲代之间、子代与子代之间的微小差异。遗传和变异是生命的基本特征之一，也是物种延续、发展、进化的基础。一、分离定律（一）孟德尔的豌豆实验与分离定律1、关于性状性状：生物所具有的形态、机能或生化特点。相对性状：同一性状在同种生物的不同个体之间所表现的不同表现类型。显性及隐形性状：具有相对性状的两个纯合亲本杂交，产生的子一代中，首先表现出来的那个亲本性状叫显性性状，未表现出来的那个亲本性状叫隐形性状。性状分离：在杂交后代中同时显现显性和隐形两种不同性状的现象，称为性状分离。（二）遗传的基本概念2、关于基因基因：决定生

2、物性状的遗传单位称为基因。显性基因：决定显性性状的基因称为显性基因。隐形基因：决定隐形性状的基因称为隐形基因。等位基因：位于同源染色体同一位置上，控制相对性状的一对基因。3、关于基因型、表现型表现型：生物体表现出来的性状称为表现性。基因型：生物体中与表现型有关的基因组成。4、关于纯合子、杂合子纯合子及杂合子：同源染色体相同位置上，一对基因相同的个体称为纯合子，一对基因不同的个体称为杂合子。（三）、对分离现象的解释（四）.对分离试验结果的验证测交实验测交： (F1) Rr rr (隐性纯合子）配子： R r r 测交后代： Rr rr 1 ： 1圆滑 皱缩4、基因的分离定律在杂合子细胞中，位于一

3、对同源染色体相同位置上的一对等位基因，各自独立存在，互不影响。在形成生殖细胞时，等位基因随同源染色体的分开而分离，分别进入不同的生殖细胞。这就是分离定律，也称为孟德尔第一定律。人类单基因遗传与单基因病遗传定律不仅适用于动、植物的遗传，在人类正常性状或遗传病的传递中，同样遵循一、单基因遗传的概念（一）单基因遗传是指某种性状或遗传病受一对等位基因控制，其遗传方式符合孟德尔定律，这种性状或疾病则称为单基因遗传性状或单基因遗传病。（二）系谱符号介绍在临床上，判断遗传病的遗传方式，常用系谱分析法。系谱，是从先证者（家族中第一个被确诊的遗传病患者）入手，详细调查其家族成员的发病情况，并按一定方式将调查结果

4、绘制成图谱。系谱中不仅包括患病个体，也包括全部健康的家族成员。系谱中常用的符号二、常染色体显性遗传一种性状或疾病受常染色体上的显性基因控制，这种遗传方式就称为常染色体显性遗传，此种遗传方式的疾病称为常染色体显性遗传病。如果用A代表决定某种显性性状的基因，用a代表其相应的等位基因，那么根据显性与隐性的遗传方式，杂合子（Aa）应当表现出A基因相应的显性性状。但由于受各种内外环境的影响，杂合子有可能出现不同的表型，因此常染色体显性遗传又可分为下列几种方式。（一）完全显性遗传：在常染色体显性遗传的性状或遗传病中，杂合子（Aa）的表现与纯合子(AA)的表型完全一样，就称为完全显性。此系谱基本反映显性遗传

5、的特点：1、患者的双亲中往往有一个是患者，且大多是杂合子患者；2、患者的同胞中，约有1/2的个体患病，而且男女患病的机会均等；3、患者的每个子女均有1/2的发病风险，故在系谱中可以看到此病连续几代有发病患者；4、双亲无病时，子女一般不患病，只有在基因突变的情况下才可以看到双亲无病时子女患病的个别病例。（二）不完全显性遗传：有的显性遗传病虽受显性基因的控制，但杂合子的表型介于显性纯合子（AA）与隐性纯合子（aa）的表型之间，即在杂合子（Aa）中，基因a的作用也有一定程度的表现，这种遗传方式称为不完全显性。例如：软骨发育不全症（p46）（三）不规则显性遗传带有某种显性致病基因的杂合子个体，因受遗传

6、背景和环境因素的作用而并不表现出相应的症状，或表现程度有所差异，导致显性遗传规则出现不规则现象，称为不规则显性遗传。例如：多指（趾）(3)共显性遗传：一些常染色体上的等位基因，彼此间没有显性和隐性区别，在杂合状态时两种基因的作用都完全表现出来，这种遗传方式称为共显性遗传。例如：人类ABO血型的遗传就属于共显性遗传。三、常染色体隐性遗传 一种性状或遗传病受隐性基因控制，这个基因位于常染色体上，其传递方式就称为常染色体隐性遗传。这种有隐性致病基因所引起的疾病称为常染色体隐性遗传病。发病规律：当个体基因型处于杂合（Aa）状态时，由于有显性基因（A）的存在，基因（a）的作用不能表现，所以杂合子并不发病

7、，但是致病基因的携带者，只有当隐性基因处于纯合状态（aa）时，隐性基因所控制的性状才能表现出来。例如：白化病患者的遗传隐性遗传病的特点：1、患者双亲的表型往往是正常的，但他们都是携带者；2、患者的同胞中， 患同种病的数量约占总数的1/4，男女患病的几率均等；3、患者的子女中一般无患儿，所以看不到连续的现象4、近亲婚配时，子女患病风险比非近亲婚配时高。3、X连锁显性遗传 控制某种遗传性状的基因位于X染色体上，Y染色体非常短小，没有相应的等位基因，这些基因随X染色体的行动而传递，这种遗传方式称为X连锁遗传。遗传特点：男性的致病基因只能从母亲获得，将来只能传给女儿，不存在男性到男性的传递，故称为交叉

8、遗传。女性有两条X染色体，其中任何一条带有致病基因都会患病，如果是纯合子则病情往往更为严重；男性只有一条X染色体，如果带有致病基因就表现为患者。所以这类病女性多于男性。例如：佝偻病X连锁显性遗传病的遗传特点：1、人群中女性多于男性2、患者双亲中必有一个是患者3、男性患者的后代中，女儿全是患者，儿子都正常4、女性患者的后代中，子、女各有1/2的患病风险5、此病可看到连续遗传现象。4、X连锁隐性遗传 一种隐性性状的基因位于X染色体上，其传递方式称为X连锁隐性遗传。例如：血友病此病的遗传特点是：1、人群中男性患者远多于女性患者系谱中往往只有男性患者2、双亲无病时儿子可能发布，儿子的致病基因是携带者母

9、亲传递的3、患者的同胞兄弟、舅父、外祖父、姨表兄弟、外甥和外孙，可能患病。二、基因的自由组合定律1、两对相对性状的遗传实验F1黄色圆粒绿色皱粒Px黄色圆粒F2黄色圆粒绿色圆粒个体数315101108329331：绿色皱粒黄色皱粒孟德尔对每一对相对性状单独分析粒色粒形黄色种子绿色种子圆滑种子皱缩种子315+101=416108+32=140比例近似比例近似3（显）：1（隐）315+108=423101+32=1333（显）：1（隐）黄色圆粒绿色圆粒315101108329331：绿色皱粒黄色皱粒产生配子时，每对遗传因子彼此分离b. 不同对的遗传因子自由组合：Y和R结合 YR配子形成Y和r结合 Y

10、r配子形成y和R结合 yR配子形成y和r结合 yr配子形成1：1：1：1c. 受精时，雌雄配子的结合是随机的2 、孟德尔提出的假设与验证等位基因分离，非等位基因自由组合YRYR黄色圆粒 r r yy绿色皱粒F1F1oYRyr黄色圆粒F2结合方式有 种基因型 种表现型 种，比例是 。 r r yyoYRyry ryR yY r roYRyry ryRYR yRyRRyoYRyrYYR rYRYRYR yRoYRyrYYR r yY r r YY r r9:3:3:116943、对孟德尔解释的验证测交 测交 杂种一代 双隐性类型 黄色圆粒 x 绿色皱粒 YyRr yyrr配子YR Yr yR yr

11、yr基因型性状YyRr YyrryyRryyrr黄色圆粒黄色皱粒绿色圆粒绿色皱粒1 ： 1 ： 1 ： 1 3、自由组合定律 位于非同源染色体上两对或两对以上的基因，在形成生殖细胞时，同源染色体上的等位基因彼此分离，非同源染色体上的基因自由组合，分别形成不同基因型的生殖细胞。这就是孟德尔的第二定律。（二）自由组合定律与人类遗传自由组合定律不仅适用于动、植物界，而且也适用于人类正常性状或遗传病的传递，从临床上看，在一个家族中同时具有两种遗传病的患者，一般可按自由组合定律来进行分析。例如：父亲是并指畸形患者，母亲正常，婚后生一个先天性聋哑患儿。这对夫妇若再生第二胎，其子女发病情况分析：父亲并指（B

12、bDd）配子配子BDBdbDbd母亲正常（bbDd）bDbdBbDDBbDdbbDDbbDdBbDdBbddbbDdbbdd三、摩尔根的连锁与互换定律美国生物学家摩尔根以果蝇为实验材料，在大量杂交实验的基础上，提出了连锁与互换定律：当两对不同的基因位于一对同源染色体上时它们并不自由组合，而是联合传递，称为连锁。同源染色体上的连锁基因之间，由于发生了交换，必将形成新的连锁关系，称互换或重组。（一）完全连锁（连锁定律）摩尔根假定：基因B和V同在一条染色体上，基因b和v同在另一条染色体上。在精子形成过程中，由于同源染色体彼此分离，含有B和V的染色体与b和v 的染色体各自分离到两个子细胞中去。这两种精子分别与卵细胞受精后，其后代只能是灰身长翅（BbVv）和黑身残翅（bbvv）两种类型。这种遗传方式有别于自由组合定律。这种两对或两对以上等位基因位于一对同源染色体上，在遗传时，位于一条染色体上的基因常连在一起不相分离，叫连锁。这种果蝇测交后代完全是亲本组合的现象，称为完全连锁（二）不完全连锁（互换定律）摩尔根认为：在子1代雌果蝇产生卵子时，基因B和V连锁在一条染色体上，基因b和v连锁在另一条染色体上，由于同源染色体非姐妹染色单体发生互换产生了四种类型的卵子，与精子受精后，就形成了四种类型的后代。 1、由于