第十六章：遗传与体育运动

遗传与体育运动第一节：人体性状的遗传第二节：运动能力与遗传第一节：人体性状的遗传人体的性状是十分复杂的。有的性状由完全遗传决定而外界环境的影响，如血型，眼的形态及眼色等；有的性状受遗传影响大而受环境影响小，如身高，体重，胸围，肩宽，背肌力等；还有的性状受环境影响大而受遗传影响小的，如肌肉绝对力，动作频率，灵活性等。一：血型的遗传血型ABO血型Rh血型新生儿溶血症二，眼（一）眼的形态遗传眼在形态上的遗传情况报道最多的是眼色和眼睑。眼色的不同是由于虹膜折光率的不同所致。眼色有黑色，褐色，黄色，蓝色和绿色之分。它可因民族，人种以及个体的不同而不同。眼色是由基因决定的，这是因为虹膜的结构是由基因决定的。学者们认为色素的形成可能是多基因参与，但有一个主基因在起着作用，所以眼色的遗传也表现为单基因遗传的一些特征。眼的颜色与皮肤颜色，毛发性状有一定的相关。黄种人多为褐眼，黑发或褐发；而白种人多为蓝眼，金黄发。眼睑有单层和双层之分，它可因人种及个体不同且异。双层眼睑对单层眼睑是显性的。眼睑下垂使眼裂不能充分开大，大多为显性遗传的异常，也有非遗传性的。眼球水平斜视（斜眼）是一种常染色体隐性遗传的异常。

（二）眼的功能遗传１.近视的的遗传：近视有高度近视和一般近视之分。高度近视一般指视力在－６.０屈光度以上的近视，这种近视由隐性基因决定的。而一般近视是有多基因遗传基础的，其中环境因素有重要作用。在我国人群中高度近视的发病率为１－２％，携带者的频率为１４％－１８％。高度近视具有常染色体荫性遗传的特点，高度近世（mm）与携带者（Ｍm）婚配后，后代中约有１／２的个体也是高度近视。高度近视者不能当运动员，因为激烈运动可导致视网膜脱落，造成失明。２.红绿色盲的遗传：红绿色盲者不能正确地区分红色和绿色。因为红绿色盲的基因b是隐性的，并与Ｘ染色体连锁，所以它只随着Ｘ染色体的迹往下遗传的，即遵循着性染色体隐性遗传的规律。红绿色盲的基因位点在Ｘ染色体长臂２区８带上，写作Ｘq２８。

因为女性细胞核中有两条Ｘ染色体，所以当一个女人只有一个色盲基因b时，这个基因就只能位于其中的一个Ｘ染色体上，写成ＸＢＸb，这是杂合基因型。这个女人只能是红绿色盲的携带者而不会是患者。只有红绿色盲的基因频率在群体中很低，所以女性的红绿色盲少见。在男性细胞中只有一条Ｘ染色体，在他的Ｙ染色体上没有b的等位基因，因此当一个男性含有一红绿色盲基因b时，他就是一个红绿色盲的患者ＸbＹ。所以男性红绿色盲者远远多余女性，二者的比例为１１－２０比１。红绿色盲一般是由男性通过他的女儿传给外孙的一半.只有男性色盲与女携带者婚配后,所生女儿才可能是红绿色盲。看图

女性正常

男性色盲XBXB

×XbY亲代配子子代XBXbXBY女性携带者男性正常1：1正常女性与色盲男性结婚后的遗传现象XBXbY男性的色盲基因只能传给女儿，不能传给儿子。

女性携带者

男性正常XBXb

×XBY亲代配子子代XBXbXBY女性携带者男性正常

1：1：1：1女性携带者与正常男性结婚后的遗传现象XBXBXbY女性正常男性色盲XBXbXBY男孩的色盲基因只能来自于母亲这对夫妇生一个色盲男孩概率是再生一个男孩是色盲的概率是。1\21\4除了红绿色盲外，还有一种叫全色盲，病人看整个世界是灰色的，这是一种常染色体隐性遗传病，十分罕见。三，鼻（一）鼻形态的遗传

许多学者认为鼻的形态由３－４个基因决定的。鼻梁，鼻孔，鼻根分别个由一对基因决定着。其中有一个是主基因，所以也表现为单基因遗传特点，如弓形鼻梁对直鼻梁为显性，宽鼻梁对窄鼻梁为显性等。（二）鼻功能的遗传嗅觉是鼻的功能之一。人的嗅觉也有个体差异。有人用一种兰花，在２８３１人种做实验，得出下列不同的结果。看表

人对兰花香味觉功能的差异反应不香微香中等香很香喜欢讨厌无所谓％５１８３８３６８６７７从表中看出，人的嗅觉功能差异很大，但嗅觉的遗传规律尚待进行研究四，耳（一）耳形态的遗传耳的形态是多种多样的，它的遗传具有单基因性状的特点，如长耳对短耳是显性，有耳垂对无耳垂是显性，干耳垢对湿耳垢是显性的等。（二）耳功能的遗传耳的主要功能是听觉。这里仅对先天性耳聋做一介绍。先天性耳聋为胎儿出生前因耳部病变所致的听力障碍。Paparella曾指出，所有耳聋的５０％归于遗传因素。

先天性耳聋可由单基因突变引起，能致聋的基因有几十对，其中多为隐性。这些基因中任何一队的纯合状态均可引起耳聋。如aa,bb,cc,dd,ee...等其中的任何一对出现在一个个体上都能引起先天性耳聋。另一种原因是母亲在妊娠期受病毒感染，使胎儿听觉器官发育不良致生后耳聋。这种情况就不是遗传下来的，而是胚胎环境改变造成的。这个现象叫做表现型模拟。表现性模拟是指在个体发育过程中，由于环境因素的作用，使个体产生的症状与某一特定基因所产生的表型十分相似的现象。一对听力正常的父母可能生出一个先天性聋的孩子，这是由于这对父母均为隐性基因遗传的携带者，父母的基因型为Aa，这样当孩子的基因型为aa时，就表现为耳聋了。一对聋哑的夫妇也可能生一个听力正常，不聋不哑的孩子。这是因为父亲与母亲虽然都是聋哑，但基因型却不同。如父亲是aaBB，母亲是AAbb，当孩子的基因型是AaBb时就不表现耳聋。因为对于a与b来说都没有纯合状态。这属于遗传的异质性。观察耳垂大多数人的耳垂是下悬的叫游离耳垂，但是也有人的耳垂贴附在头部，即没有明显的耳垂，叫附着耳垂（见前一页图）。附着耳垂是隐性性状，设由a基因控制。观察自己的耳垂，分析基因型。五，舌（一）舌的形态遗传有的人能把舌头卷成槽状或桶状，有的人不能。前者对后者都是显性。（二）舌功能的遗传舌有味觉功能。味觉功能的个体差异与遗传有关。 观察卷舌有不少人能把自己舌头的两侧向上卷起，正面观犹如“U”形（见图）。但有人却不会卷。卷舌是显性性状，设由R显性基因决定。查看自己的表现型和基因型。苯硫脲（PTC）是一种白色结晶壮物质，由于含有N-G=S基团，所以有苦味。有人能尝出其苦味，叫PTC尝味者；另一些人不能尝出其苦味，叫PTC味盲。基因型（TT）基因型（Tt）的人都有尝味能力。纯合（TT）的人对PTC的尝味能力很高，能尝出1/75000-1/3000000的溶液的苦微，杂合子Tt对PTC的尝味能力较低，只能尝出1/50000-1/400000的溶液，味盲者Tt只能尝出1/24000以上溶液的苦味，有的味盲者对PTC结晶也不能尝出苦味来。

PTC尝味能力的遗传属于不完全显性遗传，即杂合体Tt的表型节余纯合字（TT）与（tt）的表型之间。纯合尝味者（TT）与味盲（tt）婚配，后代中都是杂合尝味者（Tt）。而杂合尝味者（Tt）与味盲者婚配，后代中1/2是杂合尝味者，1/2是色盲。杂合尝味者（Tt）相互婚配，后代中纯合尝味者，杂合尝味者和味盲的比例约为1：2：1TtTtTtTtttTTttTT尝味者味盲子代全为尝味者TtttTtTtTTTtTtTt子代3/4为尝味者,1/4为味盲①②③推测Tt×tt的结果。六，毛发头发的颜色是单基因决定的。黑发对黄发是显性，发色还与人种有关，黑发，褐发多见于黄种人，而金发和白发多见于白种人。但要区别白化症的白发是一种隐性遗传病，除发色为白的以外还有其他症状。人的发式也具有单基因遗传特点，如卷发对直发是显性。纯合卷发基因型的人，其后代发式都可能是卷曲的。

人的许多正常形状可分成显性和隐性，遗传病也分成显性和隐性。中国人常见的形状如直法，常被误认为是显形形状，其实不然，它是隐性性状，之所以多见，因为大家都是隐性纯合体，头发、天然卷曲者才是显性性状。当然眼睛褐色是显性性状只要白种人的血统，两个中国人婚配，子女不可能出现蓝眼。观察拇指末节弯曲大拇指末节的关节可弯曲（外翻），但弯曲程度因人而异，有的人拇指末节向手背方向弯曲的弯度可跟拇指中轴呈60℃角，甚至更大（见图）。这种特性是隐性性状，设由h基因控制。试一下自己拇指的弯曲能力。 观察小指末节弯曲两手平放桌上肌肉放松，观察小指末节是否向无名指方向弯曲（见图）。弯曲是显性性状，设由显性基因B决定。分析自己的表现型和基因型。观察手指嵌合左右手掌相对，两手的手指相互嵌合。有人习惯左手的拇指在上，有的人习惯右手的拇指在上（见图）。左手拇指在上的是显性性状，设由T显性基因决定。查看自己的表现型和基因型。观察食指和无名指的长短（属于伴性遗传）控制食指（第二指）和无名指（第四指）长短的基因，位于x染色体上（即性染色体上），它伴随着x染色体一起行动。食指比无名指短是由xs隐性基因决定的。查看自己的食指，取一张白纸，用笔划一条横线，然后手掌向下放在纸上，使无名指的指端正好齐横线，观察食指的长短，再用铅笔在食指指端划一短线（见图），确定自己的表现型，根据伴性遗传的规律，排出自己可能的基因型。七，惯用手

人的惯用手有的是右手，有的是左手。手的惯用是单基因决定的，惯用左手对惯用右手是显性。但后天训练也可使惯用性改变，如当发现小孩子开始用左手用餐具时，可以帮他训练成惯用右手。中指有毛显性性状无毛为阴性性状观察手的惯用特性有的人惯用右手做事，有的惯用左手，俗称“左撇子”。前者是显性遗传的，设由M基因控制。查看自己的表现型和基因型。八，身高身高的遗传基础一般认为包括三对基因，即AA′，BB′，CC′。假定A，B，C三个基因使个体的身体在平均身高165㎝的基础上各增高5㎝；而A′，B′，C′三个基因使个体身高在平均身高165㎝的基础上个减低5㎝，那么，当一个极高的个体AABBCC与一个极矮的个体A′A′B′B′C′C′婚配后子代都将具有杂合的基因型AA′，BB′，CC′，即都句哟中等身高。由于环境因素的影响，子代中不同个体的身高爱仍会有些差异。在假定，子代中的不同个体进行婚配，孙代中大部分个体仍具有中等身高，但变异的范围将增大，将会出现少数极高或极矮的个体。这种变异首先受三对基因分离与自由组合的影响。九，体型体型是遗传决定的，又在很大程度上受环境因素。人的体型可以分为三种：①无力型或外胚层型，这种体型的人身体高而细瘦，胸部轻度扁平，肩狭而垂。②正力型或中胚层型，这种人身体匀称，肩宽而方，肌肉发达，四肢健美。③超力型或或内胚层型，这种人个子矮胖，劲粗短，胸部近桶状，并胸部凸出。运动员多为正力型，但举重运动员却一超力型为多见。有的资料表明，体型基本由基本遗传决定，如果父母均为消瘦的无力型，则子女身体肥胖者仅为7%，而父母均为肥胖者其子女肥胖的可能性约为一般孩子的10倍。体型可以通过身高和坐高的比例确定。日本有人测得身高与坐高的遗传度如表：

身高与坐高的遗传指标遗传度男子身高79%女子身高92%男，女坐高85%十，肤色

肤色的遗传是多基因遗传的。多数人认为人的肤色取决于两对基因。如果黑种人与白刃中婚配，子代是黑白混血儿，他（她）的肤色介于黑白之间。如果黑白混血儿相互婚配，子二代的肤色则变异很大。也有人认为肤色的遗传取决于三对基因。白化症的肤色是单基因决定的，它是一种隐性遗传病。还有许多人体性状的遗传比如：叠退，手臂交叉等第二节：运动能力与遗传很早人们就发现，动物和人的运动能力都有明显的遗传性。例如在欧洲，人们通过对20代马的跟踪研究证明了，所有马赛中迄今取得最好成绩的始终固定在三个著名马种之中。这说明马的奔跑有稳定的遗传性。通过对人的家系跟踪研究发现了人的运动能力与遗传也同样是密切相关的。在国内，国外有许多运动世家引起了人们的赞叹和关注。许多专家认为适合于运动的一整套才能是遗传下来的。因为在运动员家庭中运动员与非运动员之比为1：1，而击剑，拳击，射击运动中的“家族指数”最高。世界还有许多学者对这一问题进行了广泛的研究，德国与意大利的学者证明：著名运动员的后代中有50%的人运动能力是优异的。他们认为这除了后天的因素外，遗传因素有着不可低估的关系。这个问题也引起了运动医学，运动生理学和运动心理学的注意。在国内运动世家的例子很多。陈竟开，陈满林，陈伟强一家的举重成绩以及穆祥雄，穆祥毫等一家的游泳成绩都是举目共睹的。在国外这样的例子举不胜举的。如球王贝利就出生在一个职业足球队员的家庭，他的父亲是巴西职业足球队的队员，从小受父亲影响爱好足球运动，后来进入足球队，在世界比赛中多次获胜，成了举世无双的世界球王。有人认为田径是非家族性的项目，但苏联这一方面的运动世家的例子却很多。如伊万.阿西莫夫是苏联八次跨栏冠军的获得者；加林娜.图洛娃是前欧洲短跑军。运动世家说明运动能力与遗传有关。人赛跑时产生乳酸，乳酸的分泌与代谢有关。一身体素质与遗传（一）速度素质和遗传速度素质是指人体进行快速运动的能力，即在单位时间内迅速完成某一动作或通过某一距离的能力，他包括反应速度，动作速度和移动速度。苏联和东德的研究结果表明，速度素质中的反应速度的遗传力为H=0.75，而动作速度的遗传力为0.50，说明反应速度主要受遗传控制，而动作速度则受遗传与环境的作用几乎相等。有的研究表明，一个人的速度素质有一条年龄变化、曲线，高峰期因人而异。（二）力量素质和遗传力量素质是指人体或身体某一部分肌肉工作时克服阻力的能力。即肌肉收缩时表现出来的一种能力。一般以Kg表示。肌肉收缩力又分肌肉绝对力和肌肉相对力。肌肉绝对力是指某肌肉或肌肉群最大限度收缩时所产生的力量。而肌肉相对力是指每单位面积肌肉力量的大小，即每平方厘米生理横截面积上以千克计算的力，以Kg/cm2。苏联学者B.扎尔奥尔斯基,通过对单卵双生儿和双卵双生儿的20个群力量的研究提出，肌肉相对力是个比较稳定的指标，它主要受遗传因素的影响，遗传力H=0.643；而肌肉绝对力的大小主要受环境因素影响，遗传力H=0.35，这说明肌肉收缩绝对力可以通过后天训练等因素改变和提高。（三）耐力素质和遗传耐力素质是指人体在长期时间活动中克服疲劳的能力。因为人体是一个整体，所以广义的耐力应包括全身耐力，心血管耐力和呼吸系统的耐力。耐力又可分一般耐力和专项耐力。

1.一般耐力或有氧代谢能力的最重要指标取决于遗传，其遗传力H=0.70-0.75，因此认为一般耐力主要受遗传因素的控制。2.专项耐力或无氧代谢耐力苏联学者的研究表明，无氧代谢耐力比有氧代谢能力受遗传因素的影响更大些，其遗传力为0.70-0.99。最近生物化学的研究支持了这个结论，在研究无氧代谢的乳酸代谢机制中发现：ATP，CP，AMP的变化明显受遗传影响，它们的遗传力在0.69-0.89之间。（四）灵敏与柔韧素质的遗传灵敏素质是指人体在各种复杂的条件下，进行快速，协调，准确，灵活的完成动作的能力。研究表明构成灵敏因素中的力量，体重，疲劳情况等都不同程度的受遗传控制。但有人认为后天训练也能增加灵敏性，总之至今说法不一。

柔韧素质是指人体各个关节活动的幅度，肌肉和韧带的伸展能力。对柔韧素质与遗传的关系研究较多，结论是柔韧性和柔韧素质的发展主要由遗传决定，其遗传力为0.70。所以在运动选材中要全面考虑遗传，环境两方面的作用，准确地掌握和运用遗传力的概念。下面介绍现有资料中主要由遗传决定和主要由环境决定的指标。1.主要由遗传决定的指标：（1）身体测量指标：身高，上肢长，下肢长，上下肢纬度，胸伟，坐高，肩宽，体重。（2）速度：运动反应的潜壮时间，动作速度。（3）耐力：无氧耐力，有氧耐力。（4）力量：跑的试验，跳跃试验，手臂屈伸肌肉相对力。2.主要由环境决定指标：（1）肌肉绝对力（2）动作频率（3）灵敏性（4）心肺功能日本有人调查，研究了某些指标与遗传环境的关系。结果如下表：指标别遗传因素环境因素形态身高75%25%体重63%37%胸围64%36%素质北肌力量25%75%原地跳远11%80%掷投小球54%46%50米快跑78%22%机能最大吸氧的量93.6%6.4%最大脉搏率85.9%14.1%

二身体形状遗传学研究方法多年来，对人体形状的研究经历了个体水平，细胞水平，分子水平的发展过程，特别是对人体异常形状，遗传病的研究目前已达到前所未有的高度。但对人体正常形状特别是与体育有关的形状的研究资料不多，而且研究方法也大多局限于个体水平上。当然个别也有达到细胞水平的。这里将运动能力的研究方法介绍如下。（一)跟踪研究跟踪研究能够确定发育中的特征是否显著。这种方法是长期而繁重的。因为要调查某一儿童长期的情况几年，几十年，这样研究的结果比研究个中不同年龄的儿童的结果要清楚。跟踪研究常要涉及到人体测量的一些特征。为了从广义上充分了解运动能力，就要着重研究形态学特征与体质的遗传，变异。因为形态学特征和体质必然影响运动能力。苏联学者用跟踪研究获得了一些材料，说明了某些儿童在十年内的人体测量指标的稳定性，年龄是6-17岁。表如下：年龄相关系数身高胸围体重8-170.7730.6240.6919-170.7440.4610.64610-170.6870.5490.69711-170.6540.5470.69712-170.6360.5200.70613-170.7620.6160.79914-170.9080.7080.84315-170.9640.7680.902研究者发现在8-9岁时已经能理想的预测身高了。在年龄小的时期预测体重比较困难，一相关系数较低，而次时期胸围的相关系数更低，因此在8-9岁时预测未来的胸围可靠性更小。这材料中发现，肌肉力量发育的稳定性小于人体测量指标，比如8岁时握力的相关系数为0.363，而12-13岁时却为0.446，所以提出在儿童少年时期预测未来的身高是不可靠的。他们通过8年的连续观测，发现11-18岁儿童身体工作能力的指标是稳定的。对同一儿童，在各年龄时与所完成的标准负荷心收缩频率之间的相关系数为0.457-0.758。（二）家谱研究人们发现，家长有体育才能，他们的孩子常常也能成为运动员。许多运动世家的例子提示，家庭运动才能的遗传因素比家庭培养作用更大一些。大量的统计数字表明，家长有体育才能家庭中的儿童平均50%可以发挥出运动才能。因此运动能力的遗传，无论是在父亲上还是母亲上，要有目的地去弄清他们家庭成员的运动素质，可便更好地选材和当地少年儿童进行运动定向。在研究家谱时，还应了解兄弟姐妹的运动能力。因为父（母）与子（女）之间的和同胞之间有1/2的基因相同。对被选者叔，姑姨，舅等也要追查他们是否有运动才能，因为他们之间有1/4基因相同。

三，应用遗传学理论进行运动选材运动选材是运动训练科学研究中的重要课题。多年来选材只停留在经验选材的水平上，即教练员凭自己多年的经验和直观的印象来选，这种缺乏科学性及准确性的选材必须改变。由科学的发展，科学选材已迫在眉睫。遗传学选材是科学选材的重要部分，是通过生物学的方法把人体个中有力的遗传因素充分发掘出来为运动训练服务。或者说通过科学的方法直接或间接地将与运动有关的天才因素测定出来，并根据现有的测定预测未来的竞技能力。为排除后天环境因素的作用，选材应从少年开始，越早期出现的特征，遗传因素作用的可能性越大。利用遗传学的理论，方法进行运动选材国外，国内都有了一些尝试，先介绍如下：（一）身高的选材身高主要由遗传决定，也就是说他在很大程度上取决遗传因素。研究染色体某一部分与身高的相关在国外，国内均有报告。日本东京新宿国立医院遗传免疫室主任山田清美等，用染色体显带技术对男子身高进行了研究。因为Y染色体只在男性的细胞核内存在通过荧光染色后在显微镜下可以看到Y染色体的下半部分显示出白色带状的光被称为Y的异染色质。山田在研究中发现每个男子Y染色体异染色质部分的短臂长度大致相同，而长臂既异染色质部分的长度却因人而异，异染色质长的人身高居多，异染色质短的人身高偏低，两组之间有统计学差异。身高的基因，在男子可能位于Y染色体的长臂。

我国有人用类似的方法，对子女身高也做了染色体水平的研究。科学工作者认为，决定高与矮的遗传因素在发育的不同阶段才表现出来。出生儿的高度与父母的身高无关，因为正常的出生婴儿在身高上没多差别。但到了三岁左右决定身高的基因才能起作用。一个三岁的儿童的身高与他长到成年时的高度关系很大。

有的调查表明，父亲的身高与儿子的身高之间有一种回归现象。一般来说，父亲高者，儿子成年时的身高比父亲略矮而比一般人的平均高度高一些。而父亲矮者，儿子成年时的身高则比父亲略高，但比一般人的平均身高矮一些。身高是多基因性状，选材时受环境影响的因素要考虑到，高的人通常比较瘦，所以还要考虑到少年时期是否发胖，激素分泌是否正常，发育时期是否有适当的运动等。（二）速度素质的选材速度素质的两个主要方面反应速度和运动速度都受遗传影响。因此可以通过具体测定方法调查某运动员及其家族成员的速度素质发展水平，进行遗传学选材。有些国家找到了一种试验方法，能够可靠的测定天生的速度素质发展水平。用精密仪器测定在快速跑时单脚蹬地的时