生命科学导论遗传

生命科学导论遗传第一页，共六十八页，编辑于2023年，星期三人类基因组计划大事记１９９０年１０月被誉为生命科学“阿波罗登月计划”的国际人类基因组计划启动。１９９８年塞莱拉遗传公司与国际人类基因组计划展开竞争。１２月线虫完整基因组序列的测定工作宣告完成，第一次绘出多细胞动物的基因组图谱。１９９９年９月中国获准加入人类基因组计划，负责测定人类基因组全部序列的１％。中国是继美、英、日、德、法之后第６个国际人类基因组计划参与国，也是参与这一计划的唯一发展中国家。第二页，共六十八页，编辑于2023年，星期三人类基因组计划大事记１２月１日国际人类基因组计划联合研究小组宣布，完整破译出人体第２２对染色体的遗传密码，这是人类首次成功地完成人体染色体完整基因序列的测定。２０００年４月６日美国塞莱拉公司宣布破译出一名实验者的完整遗传密码，但遭到不少科学家的质疑。４月底中国科学家按照国际人类基因组计划的部署，完成了１％人类基因组的工作框架图。５月８日德、日等国科学家宣布，已基本完成了人体第２１对染色体的测序工作。第三页，共六十八页，编辑于2023年，星期三人类基因组计划大事记６月２６日科学家公布人类基因组工作草图。１２月１４日美英等国科学家宣布绘出拟南芥基因组的完整图谱，这是人类首次全部破译出一种植物的基因序列。２００１年２月１２日中、美、日、德、法、英等６国科学家和美国塞莱拉公司联合公布人类基因组图谱及初步分析结果。第四页，共六十八页，编辑于2023年，星期三人类基因组图谱分析

初步分析表明，人类基因组由３１．６４７亿个碱基对组成，共有３万至３．５万个基因，比线虫仅多１万个，比果蝇多２万个，远小于原先１０万个基因的估计。另外，科学家还发现与蛋白质合成有关的基因只占整个基因组的２％。第五页，共六十八页，编辑于2023年，星期三1%１９９９年９月，我国积极加入这一研究计划，负责测定人类基因组全部序列的１％，也就是３号染色体上的３０００万个碱基对，我国因此成为参与这一研究计划的唯一发展中国家。第六页，共六十八页，编辑于2023年，星期三2002年4月5日出版的美国《科学》杂志封面

在一片青山衬托下的金灿灿的中国云南红河哈尼水稻梯田登上了世界知名科学杂志美国《SCIENCE》的封面成功完成了全世界第一张水稻（籼稻）全基因组的框架序列图，中国科学家获得了空前的尊重和殊荣。第七页，共六十八页，编辑于2023年，星期三人类基因组研究的主要内容建立遗传图谱建立物理图谱DNA序列测定基因的确定和分析第八页，共六十八页，编辑于2023年，星期三建立遗传图谱1、遗传图谱

遗传图谱（geneticmap），又称连锁图（linkagemap），是指基因或DNA标志在染色体上的相对位置与遗传距离。遗传距离通常由基因或DNA片断在染色体交换过程中分离的频率厘摩（cM）来表示。1厘摩表示每次减数分裂的重组频率为１％。遗传图谱的建立为基因识别和完成基因定位创造了条件。第九页，共六十八页，编辑于2023年，星期三建立遗传图谱2、遗传图谱的意义：6000多个遗传标记已经能够把人的基因组分成6000多个区域，使得连锁分析法可以找到某一致病的或表现型的基因与某一标记邻近（紧密连锁）的证据，这样可把这一基因定位于这一已知区域，再对基因进行分离和研究。对于疾病而言，找基因和分析基因是个关键。3、遗传图谱的绘制及进展多态性标志：限制性内切酶片段长度多态性（RFLP）；短串联重复序列（STR）,又称微卫星（MS）；单个核苷酸的多态性（sSNP）第十页，共六十八页，编辑于2023年，星期三建立物理图谱

1、物理图谱

物理图谱（physicalmap）是指DNA序列上两点的实际距离，通常由DNA的限制酶片段或克隆的DNA片段有序排列而成。物理图谱反映的是DNA序列上两点之间的实际距离，而遗传图谱则反应这两点之间的连锁关系。在DNA交换频繁的区域，两个物理位置相距很近的基因或DNA片段可能具有较大的遗传距离，而两个物理位置相距很远的基因或DNA片段则可能因该部位在遗传过程中很少发生交换而具有很近的遗传距离。第十一页，共六十八页，编辑于2023年，星期三建立物理图谱2、物理图谱的应用物理图谱是进行DNA分析和基因组织结构研究的基础。3、物理图谱绘制的进展分布于整个基因组的3万个序列标签位点（STS），标签位点是指染色体定位明确，并且可用PCR扩增的单拷贝序列，每隔100kb距离就有一个标志。

第十二页，共六十八页，编辑于2023年，星期三DNA序列测定

随着遗传图谱和物理图谱的完成，测序就成为重中之重的工作。DNA序列分析技术是一个包括制备DNA片段化及碱基分析、DNA信息翻译的多阶段的过程。通过测序得到基因组的序列图谱。第十三页，共六十八页，编辑于2023年，星期三基因的确定和分析

基因图谱是在识别基因组所包含的蛋白质编码序列的基础上绘制的结合有关基因序列、位置及表达模式等信息的图谱。在人类基因组中鉴别出占具2%~5%长度的全部基因的位置、结构与功能，最主要的方法是通过基因的表达产物mRNA反追到染色体的位置。第十四页，共六十八页，编辑于2023年，星期三遗传学基础理论第十五页，共六十八页，编辑于2023年，星期三遗传学三大定律分离定律自由组合定律连锁定律第十六页，共六十八页，编辑于2023年，星期三分离定律的意义

（1）具有普遍性

遗传病约有4344种侏儒（先天性软骨发育不全）显性短肢畸形舞蹈病（Huntington）

第十七页，共六十八页，编辑于2023年，星期三第十八页，共六十八页，编辑于2023年，星期三第十九页，共六十八页，编辑于2023年，星期三

白化半乳糖血症隐性苯丙酮尿症全色盲早老症自毁容貌综合征

（2）杂合体是不能留作种子第二十页，共六十八页，编辑于2023年，星期三脑损害白内障黄疸肝脏肿大肾损害第二十一页，共六十八页，编辑于2023年，星期三半乳糖激酶1—磷酸半乳糖尿苷二磷酸葡萄糖葡萄糖—1—磷酸尿苷转移酶尿苷二磷酸半乳糖差向异构酶

第二十二页，共六十八页，编辑于2023年，星期三右图显示患Hutchinson-Gilford综合症的8岁男孩,左图为正常的9岁男孩.第二十三页，共六十八页，编辑于2023年，星期三第二十四页，共六十八页，编辑于2023年，星期三第二十五页，共六十八页，编辑于2023年，星期三自由组合定律的意义(1)自由组合定律广泛存在，如蜜蜂的腐臭病（foulbrood）;(2)使生物群体中存在着多样性，使得生物得以生存和进化;(3)可应用于育种。第二十六页，共六十八页，编辑于2023年，星期三第二十七页，共六十八页，编辑于2023年，星期三染色体畸变缺失重复易位倒位第二十八页，共六十八页，编辑于2023年，星期三5Pˉ女婴患者(又称猫叫综合征,5号染色体短臂缺失)第二十九页，共六十八页，编辑于2023年，星期三ThisisCharlottewhenshewassixyearsold.

CharlottehasCriduChatsyndrome.(猫叫综合征5p-)第三十页，共六十八页，编辑于2023年，星期三

Drosophila

Baranddouble-Barresultsfromduplicationscausedbyunequalcrossing-over

第三十一页，共六十八页，编辑于2023年，星期三基因型小眼数目表现型16A区域片段结构第三十二页，共六十八页，编辑于2023年，星期三14142121唐氏综合征第三十三页，共六十八页，编辑于2023年，星期三第三十四页，共六十八页，编辑于2023年，星期三第三十五页，共六十八页，编辑于2023年，星期三第三十六页，共六十八页，编辑于2023年，星期三21-三体患者(残疾人奥林匹克运动会运动员)第三十七页，共六十八页，编辑于2023年，星期三第三十八页，共六十八页，编辑于2023年，星期三人类的伴性遗传携带者（Carrier）半合子（hemizygote)第一性比男胎儿女胎儿＝120100第二性比男婴女婴＝（103～105）100第三性比成年男性成年女性＝11

老翁老妪＝62100(85岁)第三十九页，共六十八页，编辑于2023年，星期三

1、剂量补偿效应：

（1）现象：正常女性的每个体细胞中有两个X染色体，而男性的只有一条,但是女性的X染色体基因表达产物数量并未比男性多一倍。（2）概念：有关这种在男女之间X连锁基因表达水平相等的现象，人类遗传学上称为剂量补偿效应。

第四十页，共六十八页，编辑于2023年，星期三2、X染色质（巴氏小体）：1961年英国女遗传学家MaryLyon提出：

女性细胞中2个X染色体中，一条失活，失活的一条在分裂间期的细胞核中呈现固缩状态即巴氏小体。

巴氏小体的数目＝X染色体的数目－1。

第四十一页，共六十八页，编辑于2023年，星期三第四十二页，共六十八页，编辑于2023年，星期三第四十三页，共六十八页，编辑于2023年，星期三莱昂假说要点：（1）失活时期：X染色体的失活发生于胚胎早期（受精后的16天左右）；

（2）X1，X2染色体的失活是随机发生的；

（3）但是某条X染色体一旦失活，细胞系中的所有细胞维持同一条X染色体的失活；第四十四页，共六十八页，编辑于2023年，星期三莱昂假说的依据:玳瑁色猫的遗传:XBXB黑色,XbXb黄色,而XBXb型由于不同体细胞的X染色体发生的异固缩不同,而形成玳瑁色。这也说明,XX型个体的细胞中,异固缩的X染色体上的基因不表达。第四十五页，共六十八页，编辑于2023年，星期三

第四十六页，共六十八页，编辑于2023年，星期三第四十七页，共六十八页，编辑于2023年，星期三X-连锁隐性遗传

(X-linkedrecessiveinheritance)红绿色盲(congenitaldyschromatopsiaoftheprotananddeutantype)

血友病（hemophilia）进行性肌营养不良（progressivemusculardystorphy，DMD）(杜兴氏症

Duchemme’smusculardystrophy）睾丸女性化(testicularfeminizationsyndrome)

自毁容貌综合征(Lesch-Nyhansyndrome)第四十八页，共六十八页，编辑于2023年，星期三第四十九页，共六十八页，编辑于2023年，星期三人的血友病的性连锁遗传女性携带者第五十页，共六十八页，编辑于2023年，星期三所有女孩均为携带者第五十一页，共六十八页，编辑于2023年，星期三菲利普亲王查尔斯王子威廉二世尼古拉二世维多利亚女王伊丽莎白女王第五十二页，共六十八页，编辑于2023年，星期三X-连锁显性遗传

（X-linkeddominantinhertance）

抗维生素D佝偻病（VitaminDresistantrickets）

(1)患者女性多于男性；

(2)每代都有患者；

(3)男性患者的女儿都为患者；

(4)女性患者的子女患病的机会为1/2。第五十三页，共六十八页，编辑于2023年，星期三

典型的X－连锁显性遗传家族图谱第五十四页，共六十八页，编辑于2023年，星期三Y-连锁遗传

毛耳(hairyears)

鱼类中背鳍上的斑点外耳道多毛家族谱系第五十五页，共六十八页，编辑于2023年，星期三第五十六页，共六十八页，编辑于2023年，星期三人类的性染色体异常一、克兰费尔特综合征

:47XXY(Klinefelter’ssyndrome）不育第五十七页，共六十八页，编辑于2023年，星期三XXY综合征患者男性身体略高,外貌男性.睾丸发肓不全,精细管玻璃样变性,看不到精子形成.尿中促性腺激素的排泄量上升,常出现女性似的乳房,智能较差,不能生育.染色体组成是47,XXY.第五十八页，共六十八页，编辑于2023年，星期三二、XYY个体

超雄(supermale)

可育

47，XYY第五十九页，共六十八页，编辑于2023年，星期三XYY综合征外貌男性,症状类似Klinefelter患者,智力或差或正常.有生育能力.记作47,XYY.第六十页，共六十八页，编辑于2023年，星期三三、特纳氏综合征:45，XO

（Turner’ssyndrome）不育第六十一页，共六十八页，编辑于2023年，星期三Turner氏综合征女性身高略矮,第二性征发育不良,卵巢完全缺如,或仅存少量结缔组织.原发性闭经,无生育能力.蹼颈,肘外翻,常有先天性心脏病和智力低下.2n