超强超值-医学细胞生物学和遗传学知识点总结

医学生物学第一章细胞的概述第一节细胞的化学成分，大小和形态一、细胞的化学成分细胞中的化学元素分为大量元素（C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等）和微量元素(Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等)。细胞中的无机物可分为水和无机盐，水有自由水和结合水。无机盐一般是由离子状态存在细胞中，它维持细胞内外液渗透压和PH值。细胞中有机物是有机小分子和生物大分子的形式存在，有机小分子例如：单糖，氨基酸，核苷酸等。生物大分子例如：核酸，蛋白质，酶，多糖等。这里特别提出来得是核酸是遗传物质，核酸有核糖核酸（也叫RNA）和脱氧核糖核酸（也叫DNA）两种。二、DNA结构和功能1953年沃森和克里克提出DNA双螺旋结构模型。DNA的基本单位是脱氧核苷酸，脱氧核苷酸是由一分子磷酸，脱氧核糖和含氮碱基来组成。如图：磷酸酸酸ppoiipppP脱氧核糖磷酸酸酸ppoiipppP脱氧核糖含氮碱基碱基只有4种：腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）。互补配对原则必须是：A和T配对，C和G配对。C+T+A+G=1，C=G、A=T。DNA分子的复制DNA分子的复制指的是以亲代DNA分子为摸板合成子代DAN的过程。DNA分子通过复制，使遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了遗传信息的连续性。1、RNA结构和功能种类：MRNA；指导特定蛋白质合成过程。TRNA；转运氨基酸，参与蛋白质的合成。RRNA；是核糖体组成成分。RNA碱基的组成：A，U（尿嘧啶），C，G来组成。碱基互补原则：A和U互补，C和G互补。2、蛋白质蛋白质是二十几种氨基酸排列而成。（1）蛋白质的化学组成蛋白质是由C，H，O，N，P，S等元素组成。（2）蛋白质的分子结构一级结构：R|NH2—C—COOH|H二级结构：α螺旋和β折叠两种结构。三级结构：三维空间结构。四级结构：多肽链间通过次级键相互组成形成空间结构。其中，每个具有独立三级结构的多肽链单位称亚基。（3）蛋白质折叠的分子机制：某一个边合成边调整结构的动态过程。（4）蛋白质的结构和功能的关系多肽链合成，形成一定的空间构象是其功能活性基础，被破坏则活性丧失，复性后，构象复原，活性也能再恢复。（5）酶具有催化作用的蛋白质。酶的特点：具有高效性，专一性和多样性。3、糖类细胞中主要的能源物质。糖类有单糖，寡糖和多糖等。第二节原核细胞和真核细胞一、原核细胞原核细胞是无真正的细胞核，无核膜，称拟核。细菌就是属于一个原核细胞生物，它由荚膜，细胞壁，细胞膜，拟核，核糖体，质粒等组成。荚膜：有保护作用，由多肽和多糖组成。二、真核细胞有真正的细胞核，有核膜。三、真核细胞和原核细胞的区别：见下表格！细胞壁（主要成分）细胞膜细胞质细胞核真核细胞肽聚糖荚膜有很多的细胞器有核膜原核细胞纤维素细胞膜只有核糖体无核膜课后作业：1、蛋白质的化学组成及结构？2、真核细胞和原核细胞的区别？第二章细胞膜细胞膜：由原始非细胞生命形式演化为细胞的主要标志又称质膜。第一节细胞膜的化学组成一、膜脂真核细胞的膜中主要有三中膜脂，它们是磷脂，胆固醇，糖脂。1、磷脂有亲水的头部和两条长短不一样的疏水尾部组成。2、胆固醇调节膜的流动性。3、糖脂位于膜的外面，是大分子受体，与细胞识别及信息传导有关。磷脂，胆固醇，糖脂具有亲水性。二、膜蛋白作为酶，受体，载体和泵等执行着重要的生物学功能。膜蛋白由外在膜蛋白和内在膜蛋白组成。内在膜蛋白又包括贯穿于其中的跨膜蛋白。膜蛋白的作用是支持及物质运输，能量传递，神经传导，信息传递等。三、膜糖类以低聚糖或多聚糖链的形式结合于膜蛋白或膜脂上。膜糖类的作用：与细胞间粘着，细胞免疫，细胞的识别有密切关系。第二节细胞膜的分子结构与特性一、细胞膜的分子结构模型1、单位膜，模型特点：磷脂双分子层构成膜的主体，其极性头部向外，蛋白质通过静电作用与磷脂极性端结合于内外两侧即两“暗一明”的头板式结构。缺点：不能解释生物膜所执行的复杂的生理功能。2、液态镶嵌模型特点：脂子双分子层，为连续主体，球性膜蛋白分子以不同形式与膜脂分子结合，流动性和不对称性。缺点：不能说明具有流动性的脂膜是怎样保持其相对稳定性和完整性的。3、晶格镶嵌模型特点：膜脂处于无序和有序的相变过程之中，膜蛋白对脂类运动有限制作用既组成膜中晶格流动的膜脂成小片状或点状。可见流动性是局部的，膜具有流动性又具有完整性。缺点：还是不能代表所有生物膜的结构特点。4、板块模型脂质双分子层是一种连续的动态平衡结构，使膜各部分流动性处于不均于状态变化而发生转化，赋予膜更复杂生理功能。二、细胞膜特性细胞膜具有流动性和不对称性特性。1、流动性（1）膜脂的流动性：脂质由液晶态转为晶态的温度称相变温度，相变温度以上膜脂总是处于不断的运动之中，有侧向移动，旋转运动等。（2）膜蛋白的流动性：也具有旋转和侧向运动。（3）影响膜流动性因素：胆固醇影响。脂肪酶链的长短和不饱和程度影响。卵磷脂和鞘磷脂比值影响。膜蛋白对膜流动性影响。2、细胞膜的不对称性（1）膜脂的不对称性。（2）膜蛋白的不对称性。（3）膜糖类的不对称性。第三节物质的跨膜运输一、小分子和离子的跨膜运输有两种运输：主动运输和被动运输。1、被动运输：（1）单纯扩散：O2，CO2，乙醇，尿素等。（2）协助扩散：葡萄糖，氨基酸就是载体蛋白介导通过结合位点，构象变化，运入细胞。Na+，K+，Ca2+，Ce-等由通道蛋白介导，中央亲水性孔道开放离子由高向低流。2、主动运输：常见的主动运输：钠，钾，泵具有载体和酶的活性。钠，钾，泵的作用过程是通过ATP驱动泵构向变化来完成的。首先，细胞内钠离子结合位点——激活ATP酶活性使ATP分解——ATP产生高能磷酸根与酶结合——酶构象变化——钠离子结合位点转向膜外侧——酶对钾离子亲合力增加，排钠离子，亲钾离子——钾离子与酶结合后促ATP酶去磷酸化——酶构象恢复原状，钾离子转到细胞内（每秒1000次）。钠钾泵的作用：维持膜电位，调节渗透压，控制细胞容积和驱动糖与氨基酸主动运输起作用。二、大分子的物质的跨膜运输膜蛋白可以介导水溶性小分子物质通过膜，但是大分子却不能进入，大分子是通过膜泡运输完成的，需消耗能量，包括内吞和外吐两种形式。1、细胞内吞作用（1）吞噬作用：被摄取的是细菌，细胞碎片，大分子复合体之后与细胞内初级溶酶体结合，将其分解。如：巨噬细胞，中性粒细胞等。（2）吞饮作用：又称胞饮作用，是摄取细胞外液及其中溶质过程，之后与容酶体结合，将吞入物降解，保证液体物质不断进入细胞而满足需要。（3）受体介导的内吞作用：是受体介导中的高度特意性的，与膜上受体识别后形成小窝转成小泡，从而将细胞外物质摄入细胞内提高内吞效率，激素，转换蛋白，低密度脂蛋白却是依次途径进入细胞的。2、细胞外吐作用固有分泌：真核细胞的内质网上合成分泌蛋白，合成后转到高尔基复合体经加工后外排，外排后蛋白作为信号分子或营养物扩散到细胞外液。受调分泌：具有特殊功能的分泌细胞中存在。如：神经细胞，只有当细胞接受到细胞外信号刺激时，囊泡才移到膜处排出。第四节细胞连接与细胞表面一、细胞连接1、紧密连接：是一种将相邻细胞网状嵌合在一起的连接方式。存在于各种上皮管腔面细胞顶端，将连接处间隙封闭。作用：封闭上皮细胞的间隙，防止细胞无选择地进行物质交换。2、锚定连接：是由一个细胞的骨架成分与另一个细胞的骨架成分相连接粘着连接和桥粒连接。桥粒连接：是由肌动蛋白丝介导的锚定连接形式。粘着连接的位于上皮细胞紧密连接的下方，相邻质膜并不融合，而是粘占着。粘着斑：由跨膜连接糖蛋白作介导，把细胞内肌动蛋白丝与细胞外基质纤粘连蛋白连接起来形成的。粘着斑形成与解离，对细胞的贴附铺展或迁移运动有意义。桥粒：是由中间纤维介导的锚定连接形式，广泛分布于皮肤，心肌等处，有较强的抗张，抗压作用，3、缝隙连接：存在于除骨骼肌细胞和血细胞之外的所有动物细胞中。除连接细胞外，主要功能是偶联细胞通讯。二细胞表面及其特化结构1、细胞外被膜上糖蛋白和糖脂暴露于脂质双层的糖链部分，又有糖萼之称。细胞外被的糖萼因排列顺序，种类，数目，不同而储存极大信息成为细胞识别，通讯联络免疫，应答等分子基础。如：人红细胞表面ABO血型抗原，不同就是膜上糖基的差异此外，糖链接触延伸，抑制细胞生长和增殖。2、胞质溶液粘滞透明的胶态物质称为胞质溶液对维持细胞的形态和运动有重要的作用。3、细胞表面的特化结构微绒毛，纤毛，鞭毛等。是细胞运动器官。第五节细胞膜受体与细胞识别一、细胞膜受体受体是一种蛋白质，或于膜上，或于细胞内。受体所接受的外界信号统称为配体，包裹神经递质，生长因子，光子，某些化学物质及其他细胞外信号。1、细胞膜受体类型（1）生长因子类受体：与其结合的配体有胰岛素，类胰岛素生长因子，血小板生长因子，表皮生长因子和集落刺激因子等。（2）离子通道受体：某些神经递质的受体本身就是一种离子通道或与离子通道相偶联。（3）具有高度保守性和同源性，把细胞外信号传递到细胞内。2、细胞膜受体的生物学特性（1）特异性：受体与陪体结合是专一的。（2）高亲和性：具较强亲和力，不以配体浓度而改变此特性。（3）可饱和性：受体数量有限，因此与配体相结合是可以饱和的。（4）可逆性：受体与配体相结合化学键是非共价键，可解离，再结合。二、细胞识别是指细胞对同种或异种细胞及对异种物的认识。细胞识别是有种属特异性和组织特异性。本质是细胞表面识别分子的相互作用。如：巨噬细胞吞噬衰老的红细胞，因为其糖链末端半乳糖暴露，从而被识别。课后作业：1、膜质的种类及功能？2、细胞膜的亚显微结构及特性？3、细胞膜对小分子物质和离子的运输方式？4、钠、钾、泵的作用过程？5、细胞连接的方式有几种？存在于哪种细胞种类？6、细胞膜受体基本类型？生物学特性？第三章核糖体非膜性结构，除哺乳动物的成熟的红细胞外，核糖体几乎存在于所有细胞内，此外，也存在于线立体和叶绿体中。第一节核糖体的类型与结构一、基本类型与成分细胞内有两种核糖体：70S和80S（S为沉降系数单位）。70S，80S均由大小不同的两个亚单位构成。分别为大亚基和小亚基，核糖体上存在多个与肽链形成密切相关的功能火星部分。(1)供体部位：也称P位，位于小亚基。（2）受体部位：也称A位，位于大亚基。（3）转胎酶结合部位，位于大亚基上，其作用是在胎链合成过程中催化羧合反应。（4）GTP酶活性部位：分解GTP分子，将肽酰由A位转到P位。第二节核糖体功能多聚核糖体，形成蛋白质合成的功能单位。分为三个阶段：起始，延伸，和终止阶段。起始阶段：在各种起始因子作用下，核糖体大小亚基tRNA，mRNA装配成核糖体起始复合物过程。延伸阶段：分进位，成肽和转位三个阶段。氨酰进入A位，转位酶使P位与A位上形成肽键，P位空载，A位上形成二肽，转位是使A位上肽键进入P位，A位留空，于是下一个氨基酸进入A位。终止阶段：A位出现终止密码，UAA，UAG，UGA，三者之一时没有相应氨酰与之结合，肽键合成便终止。游离核糖体合成细胞内基础性蛋白，附着核糖体合成细胞的分泌蛋白和膜蛋白。课后作业：1、核糖体的基本类型与成分？2、在核糖体上进行的蛋白质合成过程分为几个阶段？具体过程？第四章细胞的内膜系统内膜系统：由于这些细胞器在结构，功能及发生上有一定联系，相对于细胞膜而言，将它们统称为细胞的内膜系统。内膜系统为细胞提供足够面积的膜，大大提高细胞的代谢效率。内膜系统的主要功能是完成蛋白质的加工，运输和分泌。第一节内质网内质网是真核细胞的重要的细胞器。1、化学组成微粒体：从细胞均浆中分离出来的内质网碎片，由脂类蛋白质组成，内质网具有大量的酶。2、内质网的形态结构与类型电子显微镜下内质网是有相互连接的小管，小泡和扁囊结构构成的三维网状膜系统。内质网是细胞内执行多种功能的细胞器，所以在功能旺盛的细胞中十分发达，在分泌大量抗体的浆细胞中，充满内质网。内质网有粗面型内质网和滑面型两种。粗面型内质网：合成分泌蛋白和各种膜蛋白。滑面型内质网：肝细胞中与有毒物质的解毒作用有关。肌细胞中释放和回收Ca2+调节肌肉收缩。脂质代谢的细胞中，是脂质合成场所。二、内质网的功能1、粗面形内质网（1）蛋白质的合成1975年Blobel提出蛋白质合成的信号假说，认为凡是能合成信号肽的核糖体都能在信号肽的多肽链中若没有信号肽，则留在细胞质基质中完成多肽链的合成。（2）蛋白质的修饰与加工蛋白质进入内质网腔后立即被修饰，主要的化学修饰作用有糖基化，羟基化，酰基化与二硫键的形成等。（3）蛋白质的折叠与装配蛋白质折叠需要内质网腔内可溶性驻留蛋白的参与。如：蛋白二硫键异构酶，但本身并不参与最终产物形成称分子伴侣。(4)脂类合成：构成膜的膜脂成分大部分在粗面内质网上合成。2、滑面内质网部分细胞中比例大。如：肝细胞中滑面内质网丰富，与糖原的合成和分解有关，还有解毒作用。第二节高尔基复合体1898年意大利学者高尔基首次发现。一、高尔基复合体的化学组成60%是蛋白质，40%是脂类。二、高尔基的形态结构在不同的细胞中有很大的差异。三、高尔基复合体的功能主要功能是将内质网合成的多种蛋白质进行加工，分类与包装，然后分门别类地运送到细胞特定的部位或分泌到细胞外。1、分泌蛋白的加工与修饰在蛋白质糖基化中具有重要的作用、。2、蛋白质的分选和运输执行分拣功能的部位是反面高尔基网络。3、溶酶体的形成溶酶体中几十种酸性水解酶类，在内质网中合成后进入高尔基复合体内加工和修饰可，再分选和运输。4、细胞内膜的交通从蛋白质在细胞内的运输和排出过程来看，由内质网形成的含有分泌蛋白质的运输小泡流向顺面高尔基网络，形成新的膜囊，与此同时，反面高尔基网络不断形成分泌泡向细胞膜移动，最后与膜融合，将分泌物排出，膜的这种交通也称为膜流。膜流不仅在物质运输上起重要作用，而且还使膜性细胞器，膜成分不断得到补充和更新。第三节溶酶体因溶酶体中含多种酸性水解酶，能分解各种内源性或外源性物质，故又称细胞内的消化器官。一、溶酶体的形态结构与组成多呈球形，单位膜包围，大小不一，0.2----0.8微米之间。内含多种高浓度的酸性水解酶。二、溶酶体的类型1、内体性溶酶体水解酶绝大部分为糖蛋白。2、吞噬性溶酶体（1）自噬性溶酶体：包括细胞内衰老或崩解的细胞器等。（2）异噬性溶酶体：底物是一些被摄入到细胞内的外源性物质，如：细菌，红细胞，血红蛋白等。3、残余小体未被水解酶的活性降低，还残留一些为被消化和分解的物质，形成残余或胞吐作用排出，或长期蓄积在细胞内，如脂褐质，含铁小体，多泡体，骨髓样结构。三、溶酶体的功能1、对细胞内物质的消化。2、对细胞外物质的消化。3、自溶作用与器官的退化。4、溶酶体与激素分泌的调节，甲状腺激素在溶酶体参与下形成的。四、溶酶体与疾病的关系1、先天性溶酶体病由于缺少一些酶的缺乏造成不能分解底物的代谢性疾病，脑苷脂沉积病，神经鞘磷脂沉积病，泰一萨氏病（黑朦性白痴）患者表现为渐进性失明，痴呆和瘫痪。2、溶酶体与矽肺矽肺形成的原因是溶酶体的破裂，矽尘被吸入肺组织后，被巨噬细胞吞下形成吞噬小体，后者再与内体性溶酶体融合形成吞噬性溶酶体。在其中形成矽酸，能与溶酶体膜上的受体产生氢键，使膜变质而破裂，以至大量矽酸和水解酶流入细胞质内，引起巨噬细胞死亡。诱导成纤维细胞的增生并分泌大量的胶原物质，使肺组织局部出现胶原纤维结节，降低肺的弹性，形成矽肺。3、溶酶体与类风湿性关节炎溶酶体膜脆性增加，使其释放出胶原酶，能侵蚀软骨细胞，使患者表现出临床症状，吲哚美辛和糖皮质激素具有稳定溶酶体膜的作用，用来治类风湿关节炎。4、溶酶体与恶性肿瘤致癌物质引起的细胞功能障碍可能与细胞受到损伤后溶酶体释放出来的水解酶有关。第四节过氧化物酶体结构：单层膜包裹的卵圆形或圆形小体。膜内含有极细的颗粒状物质，称类核体，化学本质是尿酸氧化酶结晶。功能：氧化多种底物，同时使氧还原为H202，而过氧化氢酶将H202还原成水，从而清除H202，防止其在细胞内积聚。课后作业：1、内膜系统是什么？其主要的功能是什么？2、内质网的结构和功能？3、高尔基复合体的形态结构和功能？4、溶酶体的形态结构和功能？5、过氧化物酶的形态结构和功能？第五章线粒体1894年，德国生物学家，Altmann在动物细胞中发现线粒体。第一节线粒体形态结构粒状，干状，线状，在不同环境下发生改变。动物细胞中比植物细胞的多，新陈代谢旺盛的不同细胞中分布不同。1、外膜：单位膜。2、内膜：向内折叠形成山脊。3、膜间腔：是内外膜间封闭的腔隙，内充满酶等。4、基质：内膜内，胶状物，PH，渗透压。三、线粒体的化学组成及酶定位线粒体的化学组成：主要是蛋白质和脂类。线粒体的蛋白质分为可溶性和不溶性两类。可溶性蛋白大多数是基质中的酶和外周蛋白。不溶性蛋白包括膜的镶嵌蛋白，结构蛋白和部分酶蛋白。第二节线粒体的功能和生物发生一、线粒体的功能为细胞生命活动提供能量。线粒体中能量的产生过程：1、三羧酸循环在线粒体基质内进行，消耗氧气，放出二氧化碳和水，又称细胞呼吸。小分子有机物在细胞质中经过降解作用，形成丙酮酸和乙酰乙酸，进入线粒体基质，进一步形成乙酰辅酶A参与到三羧酸循环中。三羧酸循环在线粒体基质内进行。三羧酸循环中脱下的氢，经线粒体内膜上的电子传递链，最后传递给氧，生成水产生能量贮于ATP中。2、氧化磷酸花在线粒体内膜上存在有关氧化磷酸化的脂蛋白复合物，它们是传递电子的酶体系。由一系列能可逆接受和释放电子或H+的化学物质组成在内膜上相互关联的有序排列，称电子传递链或呼吸链。二、线粒体的生物发生一种称内共生起源学说：起源于原始真核细胞内共生细菌。另一种称非内共生起源学说：认为真核细胞前身是一个进化上比较高等的好氧细菌，细胞膜内陷形成。第三节线粒体的半自主性复制时间不同于细胞核DNA复制，布局限于间期（S）而是贯穿于整个细胞周期，有自己的蛋白质翻译编码，但大数量酶或蛋白质仍由核基因编码，是一种半自主性的细胞器。课后作业：1、线粒体的形态结构？功能？2、三羧酸循环的进行部位和过程？3、线粒体起源的两种学说？第六章细胞核第一节细胞核的形态一、细胞核的形态：细胞周期的不同时期，核形态变化很大。细胞核的位置：多数位于细胞中央，少数在底侧或一侧。细胞核的数目：通常一个，横纹肌细胞的核可达几十个，破骨细胞的核可达100个，也有的细胞无核。二、核质比：NP=Vn/（Vc-Vn）。Vn，细胞核体积。Vc，细胞体积。第二节核被膜一、外核膜：与粗面内质网相连续，形态相似。二、内核膜：其内有核纤层，对核内膜有支持作用。三、核周隙：内外膜之间腔隙，充满液态不定型物质，含多种蛋白质和酶。四、核孔复合物：是物质运输的通道。核孔：哺乳动物细胞核膜上有3000—4000个核孔。五、核纤层：位于内核膜下的纤维状蛋白网，在细胞分裂期通过对核膜的崩解和重组起调控作用。第三节染色质与染色体一、染色质化学成分1、DNA，2、蛋白质：组蛋白和非组蛋白，3、RNA二、染色质的组装1、核小体，2、螺线管，3、超螺线管，4、染色单体。从线形DNA分子到染色单体，DNA共压缩了8400倍。三、常染色质与异染色质常染色质：活跃地进行转录或复制。异染色质：间期核中结构紧密染色质，转录不活跃。第四节核仁周期性消失和重现，生长旺盛细胞中，趋于核边缘，靠近核膜，有利于把核仁合成物质运到细胞质中。一、核仁的化学组成和功能1、核仁的化学组成RNA，DNA，蛋白质，脂类。2、核仁结构没有被膜包裹，由细纤丝等多种成分构成的海绵状，结构，核仁由纤维中心，致密纤维成分，颗粒成分组成。二、核仁功能核糖体的装配场所。第五节核基质核基质是指真核细胞核内除核被膜，染色质，核纤层，核仁以外的精密网架结构系统。核基质参与DNA包装和染色体的构建，对间期核内DNA空间构型起着维系和支架作用。课后作业：1、细胞核的组成结构？2、核质比的意义？3、染色质的组装成分？4、核仁的功能？第七章细胞骨架由微管，微丝和中间纤维组成。第一节微管一、微管的化学组成1、微管蛋白：是一种球形酸性蛋白质，分α和β微管蛋白。2、微管结合蛋白：既MAP，主要功能是调节微管的特异性并将微管连接到特异的细胞器上，不同的微管结合蛋白在细胞有不同的分布区域，执行特殊功能。二、微管的结构与组装微管分布于中心粒和纤毛基体中。微管的极性两端在进行组装的同时又发生去组装，从而使微管的结构维持着一种动态平衡状态。三、微管的功能1、维持细胞的形态微管在大多数真核细胞内参与细胞形态的维持。微管具有一定刚性，在保持细胞外形方面起支撑作用，2、构成纤毛，鞭毛和中心粒等细胞运动器官，参与细胞运动。3、维持细胞器的位置，参与细胞器的位移。4、参与细胞内物质运输。5、参与染色体的运动。调节细胞分裂。6、参与细胞内信号的转号。四、微管与疾病的关系啊尔茨海默病又称老年痴呆病，患者胸神经细胞里大量扭曲变形的微管，造成微管的聚集缺陷，引起轴浆阻塞，及神经元包含体形成，使神经信号传递。第二节微丝微丝是真核细胞中由肌动蛋白组成的细丝。一、微丝的化学组成1、肌动蛋白微丝的主要组成蛋白是一种球状肌动蛋白；另一种为纤维状肌动蛋白，可以相互转换。2、微丝结合蛋白是一种控制着微丝的结构和功能的蛋白质。二、微丝的结构和组装是一种实心结构，电镜下，单根的微丝呈双螺旋结构，具有极性。三、微丝的功能1、构成细胞的支架，维持细胞的形态。2、参与肌肉收缩。3、参与细胞分裂。4、参与细胞运动。5、参与细胞内物质的运输。6、参与细胞内信号转导。四、微丝与疾病关系1、镰状贫血病，微丝网发生改变，红细胞变形。2、微丝与创伤的愈合有重要关系。3、转化细胞中微丝减少，细胞粘性降低，细胞浸润转移。微丝可作为抗癌药靶位，细胞松弛素可与微丝正端结合，抑制其聚合，导致微丝解聚，依赖于微丝运动受抑制，有抗肿瘤潜能。第三节中间纤维一、中间纤维的化学组成有角蛋白纤维，波形蛋白纤维，结蛋白纤维，神经蛋白纤维，神经胶质纤维等五类组成。二、中间纤维的结构与组装，中间纤维蛋白为长的纤维状蛋白。三、中间纤维的功能1、维持细胞的形态结构和功能的完整性。2、提供细胞的韧性。3、参与细胞的信息传递。4、与细胞分化关系非常密切。课后作业：1、微管结合蛋白的功能？2、微管的功能？3、微丝的功能？4、中间纤维的功能？第八章细胞的增殖第一节细胞周期一、细胞周期的概念及名时相划分细胞周期是指细胞从一次分裂结束到下一次分裂结束为止所经历的过程。细胞周期分为间期和分裂期（M期），间期又分为合成前期（），合成期（S），合成后期（G2）。分裂完成后，哺乳动物细胞分为三类：保持分裂能力，暂时离开细胞周期，终末分化细胞。二、细胞周期各时期动态特点1、G1期：rRNA,mRNA,tRNA大量合成2、S期：DNA复制。3、G2期：蛋白质合成。4、M期：0.5---2小时。三、细胞周期的调控1、生长因子及其受体是一类多肽物质，可特异性地作用受体。2、抑素细胞自身产生，分泌的，对细胞周期具有抑制作用的调节因子。具有严格的组织和细胞特异性。3、癌基因和抑癌基因。4、细胞分裂周期基因。5、细胞内信号。第二节细胞的有丝分裂一、前期二、中期三、后期四、末期第三节减数分裂和配子发生一、减数分裂的过程二、减数分裂的生物学意义1、精子和卵子都是单倍体。2、同源染色体上等位基因分离。3、非同源染色体随机组合。4、联会时，染色体部分交换。5、非同源染色体是否进入同一个生殖细胞。三、配子发生1、精子发生2、卵子发生第四节细胞增殖与医学一、疾病的诊断与治疗二、细胞增殖与肿瘤1、肿瘤细胞的增殖周期肿瘤细胞群体分为三类：增殖细胞群暂不增殖细胞群不增殖细胞群2、细胞周期与肿瘤治疗S期肿瘤细胞用化疗。G2期细胞对放射线敏感点，采用放疗。防线菌素D可作用于G1期也作用G2前段，阿糖胞苷选择性抑制核苷三磷酸还原酶抑制DAN合成，属S期特异性药物，。秋水仙素与微管结合，使微管蛋白解聚，纺锤体破坏，对分裂期细胞发生作用。课后作业：1、细胞周期各时期的动态特点？2、减数分裂的生物学意义？第九章细胞的分化，衰老与死亡第一节细胞的分化一、细胞分化的一般概念1、细胞分化的概念同源细胞在形态结构，生理功能和蛋白质合成等方面产生稳定性差异过程。2、细胞分化的特点（1）稳定性，细胞发育不可逆。（2）可你性，一定条件下，去分化。二、细胞的全能性与细胞决定1、细胞的全能性胚胎发育到三个胚层形成后，细胞只能向本胚层的组织方向分化，称为多能性。三胚层发育后，细胞只能分化出一种类型，称为单能性。2、细胞决定在细胞之间可识别的形态和功能的差异之前，细胞就已受到约束，具备按照特定的方向分化，最终形成特定表型细胞的能力。三、细胞分化的分子基础1、细胞分化的基因表达特点一个细胞中，并非全部基因都同时表达，任何时间一种细胞仅有特定的一些基因表达，占全部基因总数的10%--20%，这种在时空顺序上发生有选择性地表达的现象称为基因的差异性表达。2、持家基因和奢侈基因持家基因所表达的蛋白质为细胞普遍共存的，对细胞分化起支持作用。奢侈基因，所表达的是对细胞分化起直接作用的特异性蛋白质。四、影响细胞分化的因素1、细胞质在细胞分化中的作用子细胞中获得的细胞质成分是不同的，尚不完全明确的细胞质成分可以调节核基因的差异性表达，使细胞向不同方向分化。2、细胞核在细胞分化中的作用细胞质及其他因素对细胞分化决定作用都是通过调控细胞核内基因选择性表达来实现的。3、外环境对细胞分化的影响异常环境干扰细胞的分化程序，适宜条件可诱导异常畸胞瘤正常发育分化。4、4、细胞间的相互作用对细胞分化的影响胚胎发育过程中，一部分细胞对邻近的另一部分细胞产生影响，并决定其分化方向的作用称胚胎诱导。细胞群彼此间除有相互诱导促进分化的作用外，还有相互抑制作用。5、激素对细胞分化的影响这种影响被看作是胚胎发育后期一种远距离细胞间的相互作用。如把甲状腺激素原基切除，蛙不能变态发育，产生巨大蝌蚪，若把甲状腺素喂给巨型蝌蚪，则变为成蛙。五、细胞分化与癌细胞1、癌细胞的主要生物学特性（1）恶性生长。（2）接触抑制丧失。（3）细胞与细胞之间，细胞与基底物粘着性减弱。（4）分泌多种蛋白水解酶。2、癌细胞分化是被看作是细胞的去分化，既来源细胞去分化回复到未分化或分化程度低的胚性状态。3、癌基因，抑癌基因与细胞恶性变。转化宿主细胞为癌细胞的序列，称为病毒癌基因。原癌基因在生命活动过程中不可少，对细胞增殖和分化必不可少。原癌基因突变，被致癌因素刺激而成癌基因肿瘤抑制基因是另一类对源癌基因作用产生遇制的基因。第二节细胞衰老1、细胞衰老概念衰老是生物体经生长发育到成熟后，随着年龄增长，在形态结构和生理功能方面出现的一系列慢性，进行性，退行性变化。2、细胞衰老特征（1）细胞内水分减少。（2）色素颗粒沉积增多。（3）细胞膜功能下降。（4）细胞核的退行性变化。二、细胞衰老的机制1、自由基理论自由基指那些在原子核外层轨道上具有不成对电子的分子或原子基因，由于它们带有未成对的自由电子，化学性质活泼，易与其他物质发生反应，导致细胞结构和功能的改变。VE、Vc抗氧化分子作用，有效阻止自由基产生。2、遗传决定学说衰老是由细胞内衰老基因接顶的。衰老基因在个体发育各阶段的后期才开始表达，其表达产物可引起细胞衰老和死亡。第三节细胞死亡一、细胞死亡的概念及标志细胞死亡：细胞坏死----外界因素的作用引起的非正常死亡。细胞凋亡----程序性细胞死亡。二、细胞凋亡的特征1、细胞凋亡的形态学特征：凋亡小体。2、细胞凋亡的生物化学特征：Ca2+浓度升高，DNA断裂成片段。三、细胞凋亡的分子机制1、细胞凋亡相关的基因。2、细胞凋亡的信号转导途径。（1）细胞内信号诱导的细胞凋亡途径。（2）细胞外信号诱导的细胞凋亡途径。四、细胞凋亡的生物学意义1、在胚胎发育期，个体成熟过程中发挥作用。2、保持成体器官的正常体积。3、清除变老耗损的细胞。课后作业：1、细胞分化的分子基础？2、影响细胞分化的因素？第十章干细胞与细胞工程第一节干细胞干细胞是指具有分裂增殖能力并能分化形成一种以上专业细胞的原始细胞。干细胞分为胚胎干细胞和成体干细胞。一、干细胞的形态和生化特性体积小，核相对较大，核内多为常染色质，有较高的端粒酶活性。哺乳动物许多组织中，干细胞可检测到处于不同分化阶段的干细胞有各自的表面标志。二、干细胞的增殖与分化特点1、干细胞的增殖特点（1）干细胞增殖的缓慢性。（2）干细胞增殖系统的自稳定性，自我更新并维持自身数目稳定性。2、干细胞的分化特点（1）干细胞的分化潜能。全能性干细胞。多能性干细胞。专能性干细胞。（2）干细胞的转分化与去分化一种组织类型的干细胞在一定条件下可以分化为另一种组织类型细胞，称干细胞转分化。三、几种主要干细胞1、胚胎干细胞指来自胚胎期的卵裂球或胚泡团，具有多向分化潜能和自我更新能力的细胞。2、造血干细胞存在于造血组织内一类能分化产生各种血细胞的原始细胞。造血干细胞分为长期造血干细胞和短期造血干细胞。没有明显的形态特征，是多种类型细胞的混合体，通过其细胞表面特有的标志分子和功能进行鉴定和分离纯化。3、神经干细胞在成体脑组织和外周神经组织中都存在一些可分裂细胞，具有自我更新及分化形成神经元，支持营养神经元的星形胶质细胞和少突胶质细胞能力。形态上存在异质性，大多为梭形，两端有较长神经突起，有标记物。第二节细胞工程一、细胞融合是两个或多个细胞合并形成一个细胞的过程。常用的细胞融合方法有病毒法，聚乙二醇法和电融合法。二、杂交瘤与单克隆抗体单克隆抗体技术有称杂交瘤技术，由细胞融合，抗体筛选和细胞克隆化培养技术组成。具有两个亲本特性的杂交细胞，分泌的特异性抗体只作用于一种抗原决定簇，称单克隆抗体。主要应用在：作为医学检验试剂，用于治疗疾病，作为研究的探针（确定相应生物大分子在细胞中的位置。三、干细胞工程四、转基因动物1、显微注射法2、DNA导入胚胎干细胞3、核移植。五、细胞治疗与再生医学技术要求是首选与人体细胞相容性较好的生物材料，按组织器官或一定要求设计并制成模型或支架放在体外培养系统中，诱导干细胞定向分化，构建新组织或器官，既器官克隆和组织克隆。课后作业：1、干细胞的概念？2、什么是杂交瘤与单克隆抗体？3、什么是器官克隆？第十一章医学遗传学概述医学遗传学研究的对象医学医学遗传学人类遗传学人类遗传学与医学遗传学是整体与部分的关系。临床遗传学：侧重研究各种遗传病的临床诊断、产前诊断、治疗与预防遗传咨询。医学遗传在其发展过程中，已建立了许多分支学科，其中主要有细胞遗传学、生化遗传学、分子遗传学、群体遗传学、免疫遗传学、药物遗传学、遗传毒理学、肿瘤遗传学。医学遗传学在现代医学中的地位医学遗传学在医学中的地位越来越重要。医学遗传研究的技术与方法一系谱分析法二群体筛选法三家系调查法四双生子法五种族差异比较法六伴随性状研究方法七动物模型八分子生物学方法第四节遗传性疾病概述一遗传病的概念1．遗传病遗传病是指生殖细胞或者受精卵的遗传物质发生改变所引起的疾病，通常具有垂直传递和终生性的特征。具有以下四个特征：遗传性遗传病的病因是遗传物质的改变，这是垂直传递的物质基础，也是遗传病不同与其他疾病的主要依据只有生殖细胞或受精卵的遗传物质的改变才能够垂直传递给下一代。遗传病具有终身性，到目前为止尚没有根治方法。体细胞遗传病是体细胞的遗传物质的改变所致的疾病，也包括在遗传病的范畴之内。如各种肿瘤、有些先天畸形等。2.家族性疾病家族性疾病是指某一个疾病在一个家族中具有多发性。家族性疾病不一定是遗传病；遗传病有是也看不到家族的聚集性。如常染色体隐性遗传病、缺碘引起的甲状腺肿。3.先天性疾病先天性疾病是一个个体出生是就表现出的疾病。先天畸形是指个体一出生就表现出机体或某些器官系统的结构异常。这些疾病或畸形可以是遗传病，也可能是因为胚胎发育过程中的环境因素引起的。此外，遗传病不一定出生时就表现出疾病的症状，有时是在出生后漫长的生命过程中逐步表现出来的，因此不表现出先天性。如甲型血友病二疾病发生中的遗传与环境因素一类是疾病的发生主要是环境因素造成。例如各种烈性传染病。第二类是遗传因素起主导作用。例如精神分裂症、唇裂等。第三类是环境因素和遗传因素共同起作用，遗传因素提供了疾病发生的必要以川背景，环境因素促使疾病表现出相应的症状，例如十二指肠溃疡。三遗传病的分类1.染色体病染色体病指人类染色体数目异常或结构畸变导致的遗传性疾病.根据染色体异常的类型又可以分为常染色体异常综合征、性染色体异常综合症。2.单基因病单基因病是一对等位基因控制的疾病。根据基因所在的染色体不同以及控制疾病基因的显性和隐性区别，又可分为常染色体显性遗传病、常染色体隐性遗传病、x连锁隐性遗传病、y连锁遗传病。3.多基因病多基因病是有多对基因控制并由环境因素影响所导致的疾病，一般具有家族聚集性。4.线粒体遗传病线粒体遗传病是由于线粒体基因突变而导致的疾病，因为受精卵中的线粒体完全来自卵子，所以，线粒体遗传病属于细胞质一串又称为母系遗传。5.体细胞遗传病肿瘤起源于体细胞遗传物质的突变，尽管这种突变不会传给后代，但是可以在体内随着细胞的分裂而不断传给新产生的子代细胞，所以肿瘤被称为体细胞遗传病。练习题1.说出遗传病的概念及分类。第十二章基因与基因突变基因是遗传的功能单位，是能够表达和产生基因产物基因有三个基本特征：自我复制基因决定性状基因可以产生突变基因组：细胞或生物体的全套遗传信息。人类基因组：核基因组和线粒体基因组，两者相对独立而又相互联系，没有特殊说明就指核基因组。核基因组的序列组织一、单一序列和重复序列基因组的DNA分为单一序列、重复序列、高度重复序列、中度重复序列。单一序列：一个基因组中只有一个拷贝或很少几个拷贝的DNA序列，占DNA序列的50%~60%。一般由编码序列和间隔序列组成。高度重复序列：一个基因组中存在大量拷贝的DNA序列。不编码任何蛋白质，主要功能为参与维持染色体结构，参与减数分裂时染色体的配对。中度重复序列散在地分布于基因组中，在结构基因之间，基因簇内，内含子和卫星DNA序列中。另外编码功能性DNA的基因和蛋白质的一些多基因家族都属于中度重复序列。二、多基因家族多基因家族：一个祖先基因经过重复和变异产生的一组来源相同，结构相似，功能相关的基因。多基因家族：根据基因表达产物的不同分为编码RNA、编码蛋白质根据基因组中的分布不同：基因簇基因超家族基因超家族：一个基因家族中的不同成员成簇的分布在不同的染色体上，他们的序列有些不同，但是编码一类功能相关的蛋白质假基因：多基因家族中，不产生有功能基因产物的成员。真核基因结构基因的结构结构基因：编码蛋白质的基因真核生物与原核生物结构基因的区别：真核生物原核生物数量和大小多、大少、小结构断裂基因连续基因有少数的重叠基因重叠基因多真核生物的结构基因由外显子、内含子、组成的编码序列和其两侧的侧翼序列组成。一、外显子和内含子外显子：编码区内被表达为多肽链的DNA内含子：编码序列内不被表达的DNA序列。也就是相邻的外显子被内含子隔开而存在。二、侧翼序列侧翼序列：每个结构基因在第一个和最后一个外显子的外侧，都有一段不编码区，它包括启动子、增强子、终止子。作用：对基因表达其调控作用。1启动子启动子是位于结构基因5`上游的一段特异的DNA序列，通常位于基因转录起始点100bp范围内，能启动并促进转录过程。2增强子增强子是位于启动子上游或下游的一段DNA序列当它被基因活化蛋白识别并结合后，提高基因转录活性。其作用无明显的方向性。3终止子终止子位于3`段非编码区下游由AATAAA和一段反向重复序列组成，两者构成转录终止信号。终止子的终止作用不是DNA序列本身，而是发生在转录生成的RNA上。第三节基因的表达与调控基因的表达基因的表达是指DNA分子中所蕴藏的遗传信息，通过转录和翻译蛋白质分子的过程。在原核生物中，转录和翻译过程是同步进行的。在真核生物中，转录是在细胞核中进行，而翻译是在细胞质中进行的。二、转录转录：以DNA分子双链中的一条链为模板合成的过程。模板链=有意义链=WATSON链：作为模板的DNA链编码链=反意义链=CRICK链：相对的另一条链三、翻译翻译是指没RNA将转录的遗传信息‘解读’成为氨基酸排列循序的过程。第四节基因突变一基因突变的概念基因突变：DNA分子碱基对组成或排列顺序的改变。诱变剂：能诱导基因突变的各种因素，如电离辐射、紫外线、化学试剂、病毒等。突变有自发和诱发突变。突变可以发生在体细胞也可以发生在生殖细胞。二基因突变的特性特性：1多向性2可逆性3有害性4稀有性三基因突变的分子机制1碱基替换突变碱基替换突变（点突变）：一种碱基对被另一种碱基对取代所引起的突变。可由碱基类似物的掺入，碱基修饰剂如亚硝胺、烷化剂等引起。碱基替换可以引起下列效应：（1）同义突变:是指碱基替换使某一密码子发生改变，但所编码的氨基酸并没有发生改变。（2）错义突变：是指碱基替换使某一密码子发生改变后编码另一种氨基酸，产生异常地蛋白质分子。（3）无义突变：是指碱基替换使原来为某一氨基酸编码的密码子变成终止密码子。（4）终止密码突变：是指碱基替换使原有一个终止密码变成编码某个氨基酸的密码子，导致肽链继续延长。2移码突变概念：DNA分子某一点增加或减少一个或几个碱基对，使DNA分子在该位点后的序列发生密码子错位的突变方式。3动态突变概念：人类基因组中的短串连重复序列，尤其是基因编码序列或侧翼序列的三核苷酸重复，在下一代传递过程中重复次数发生明显增加，从而导致某些遗传病的发生。四基因突变的表型效应（1）对机体不产生可察觉的效应。如同义突变、有些错义突变等中性突变。（2）形成正常人体生化组成的遗传学差异，这种差异一般对机体无影响。（3）少数情况下，基因突变可产生有利于机体生存的积极效应。（4）引起遗传性疾病，包括分子病和遗传性酶病。五DNA损伤的修复1光修复主要是低等生物的修复方式，在可见光的照射下被激活的光解酶将胸腺嘧啶二聚体切开成为单体，使DNA恢复正常2切除修复指在核酸内外切酶作用下把损伤片断切除掉，并在DNA局和美的作用下，通过碱基互补原则新合成DNA,然后连接好。3重组修复这种结构没有从根本上去除DNA的损伤结构，而是淡化了它的作用。练习题1说出真核生物结构基因的结构2什么是基因的表达？3说出基因突变的概念、基因突变的特性、突变类型及效应。4说出DNA损伤修复的类型。第十三章单基因遗传与单基因遗传病单基因遗传是指某种性状的遗传受一对等位基因的控制，其遗传方式遵循孟德尔定律。单基因遗传病：某种疾病的发生受一对等位基因控制。单基因遗传病分为常染色体显隐性、X-连锁显隐性、Y-连锁和线粒体遗传等五类。系谱：是指从先证者入手，追诉调查其所有家族成员的数目、亲属关系及某些遗传病的分布等资料，并按一定格式将这些资料绘制成的图解。先证者：该家族中第一个被确证的患者或具有某种性状的成员。第一节遗传的基本规律一分离率性状：生物体一切形态结构及生理、生化等方面的特征。相对性状：一个性状的相对差异。表现型：个体可观察到的某一个性状的相对差异。纯合子：等位基因彼此相通的个体。杂合子：等位基因彼此相通的个体。显性性状：杂合子所表现出来的性状。隐性性状：杂合子未表现的性状。显性基因：控制显性性状的基因。隐性基因：控制隐性性状的基因分离率：在生殖细胞形成过程中，位于同源染色体上的等位基因随之分离，每个生殖细胞只含有等位基因中的一个，于是某一遗传性状在子代中出现分离。二自由组合定律自由组合定律：当两对或两对以上的等位基因位于非同源染色体上时，在生殖细胞形成过程中，等位基因彼此分离，非等位基因完全独立，随即组合到一个生殖细胞中。三连锁和互换率连锁群：分布在同一条染色体上的基因彼此间是连锁在一起的，构成了一个连锁群。连锁和互换律:在减数分裂前期同源染色体联会过程中非姐妹染色体之间往往发生片断地交换，通过交换形成重组，使基因连锁群发生重新组合。同源染色体上的两对等位基因之间的交换取决于：它们之间的距离。第二节常染色体显性遗传一常染色体显性遗传的概念AD:是指控制性形状或疾病的显性基因位于常染色体的遗传方式。患者基因型通常是杂合体，纯合体很少见。二常染色体显性遗传病的特点特点：1患者的双亲中必有一个为患者，致病基因是由患病亲代传来，如果双亲都未患病，可能是基因新发生突变所致。2与性别无关，男女患病机率一样。3患者同胞中有一半的可能性为患者4连续几代都有患者。三常染色体显性遗传的亚型1完全显性指在AD中杂合子和纯合子的表型完全一样。2不完全显性杂合子的表型介于显性纯合体和隐性纯合体之间。3共显性指一对等位基因的作用同时得到表现，如人的ABO血型4不规则显性指某些杂合子中的显性基因，由于某些原因不表现出相应的症状，这样在系谱中可出现隔代遗传的现象，如多指症5延迟显性指在杂合子个体的生命早期，致病基因不表达，只有达到一定的年龄后才表达出疾病。6从性遗传指位于常染色体上的基因表达受性别的影响，在某一个性别表达出相应的性状，而在另一个性别则表达不出，如秃顶。第三节常染色体隐性遗传一常染色体隐性遗传的概念AR是指控制某性状或疾病的隐型基因位于常染色体的遗传方式携带者：携带有一个隐性致病基因、表型正常的个体。患者基因型为隐性纯合体。二常染色体隐性遗传病的特征特征为1患者双亲表型正常，但都是携带者。2与性别无关3患者同胞中有1/4将会患病4不连续遗传5近亲婚配时，子女中发病风险会大大增加。近亲：5代之内有共同祖先的个体第四节性连锁遗传性连锁遗传：决定性状或疾病的基因位于显染色体上，它们的传递与性别有关。分为X连锁遗传和Y连锁遗传。一X连锁遗传交叉遗传：指决定形状或疾病的基因位于性染色体上，这些性状或疾病的传递与性别有关。1X-连锁显性遗传是指有关基因位于x染色体上，且此基因的性质是显性的。特点：1）患者双亲中有一方必为患者2）系谱中女性患者多于男性患者3）男性患者的女儿都是患者，儿子全部正常。女性患者的子女中各有1/2的可能为患者4）连续遗传2X-连锁隐性遗传概念：决定性状或疾病的基因位于X染色体上，且性质是隐性的。特征：1）系谱中男性患者远多于女性患者2）双亲无病时，儿子可能有1/2的发病风险，女儿则不会发病3）交叉遗传4）如果女性使患者，其父亲一定是患者，母亲是携带者。二.Y-连锁遗传是指决定性状或疾病的基因位于Y染色体上的遗传方式。如外耳道多毛症。男性到男性的遗传。女性不会出现相应的遗传性状和疾病，也不会传递有关的基因，因此又成为全男性遗传。第五节影响单基因遗传病发病的因素一、表现度表现度是指基因在个体中的表达程度，或者说具有同一基因型的不同个体或同一个体的不同部位，由于各自遗传背景的不同，所表达的程度可有显著的差异。如多指症。二、外显率外显率是指一定基因型的个体在特定的环境中形成相应表现型的比例，一般用百分率来表示。外显率与表现度的根本区别为外显率阐明了基因表达与否，表现度是指在表达的前提下的表现程度如何。三、表型模拟由于环境因素的作用使个体的表型恰好于某一特定基因所产生的表型相同或相似。如先天性聋呀，可为常染色体隐性遗传，也可以使用药物引起。四、基因的多效性基因的多效性是指一个基因可以决定或影响多个性状。一个基因的改变直接影响其它生化过程的正常进行，从而引起其他性状的相应改变。如半乳糖血症，患者有智力发育不全等神经系统异常，还具有黄疸、腹水、肝硬化等消化系统症状，甚至还可出现白内障。五、遗传异质性遗传异质性是指表型相同而基因型不同的现象。也可以说是一种形状可以由多个不同的基因控制。如先天新聋哑的遗传方式有常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传和X连锁隐性遗传.六、遗传早现一些遗传病（通常为显性遗传病）在连续几代的遗传中，发病年龄提前而且病情严重程度增加的现象。七、限性遗传限性遗传是指常染色体上的基因由于基因表达的性别限制，只在一种性别表现，而在另一种性别则完全不能表现。如女性的子宫阴道积水症、男性的前列腺癌等。八、遗传印记越来越多的研究显示来自父母双方的同源染色体或等位基因，表现出功能上的差异，因此所形成的表型也不同，这种现象成为遗传印记。练习题1比较单基因遗传和多基因遗传。2说出遗传三大定律的内容及使用的条件3说出常染色体遗传、性连锁遗传的分类及其特征第十三章多基因遗传与多基因遗传病多基因遗传：人类的许多性状不是由一对等位基因控制的，而是受若干对基因所调控，环境因素对性状的作用也很明显，这种形状机手多对基因的调控，也受环境影响的遗传方式称为多基因遗传。多基因遗传病：受多基因控制的疾病成为多基因遗传病。第一节多基因遗传：一、质量性状与数量性状质量性状：性状的变异不连续数量性状：性状的变异连续，如身高。二、多基因假说主要论点：1多个基因2共显性关系3微小基因及累加效应4环境因素的作用三、多基因遗传的特点1、两个纯合的极端类型杂交，子一代都是中间类型，但是个体间也存在一定的变异，这是环境因素影响的结果。2、两个中间类型的子一代杂交，子二代大部分仍为中间类型，但是变异的范围比子一代更为广泛。3、在一个随机交配的群体中，变异范围更为广泛，但是大多数接近中间类型，极端变异个体很少。第二节多基因遗传病多基因遗传病常见的有高血压、糖尿病、冠心病、精神分裂症、哮喘、癫痫等以及一些常见的先天畸形如唇裂、腭裂、脊柱裂、无脑儿、先天性幽门狭窄等。发病情况大约是1%-10%一、遗患性和阈值1、遗患性遗患性：一个个体在遗传基础和环境因素共同作用下患某种多基因遗传病的风险成为遗患性。易感性：仅有遗传基础决定的一个个体患某种多基因遗传病的风险称易感性。个体的易患性高，患病的可能性就大，易患性低，患病的可能性就小。2、阈值阈值：遗患性限度。遗患性在阈值以上的是患者，以下是正常人。怎样估计一个群体的遗患性？可以根据该群体的发病率予与估计。一个群体易患性平均值的高低，可以用遗患性平均值与阈值间的距离来衡量。二、遗传率遗传率（遗传度）：遗传基础所起作用的大小。一般用百分率来表示。一些多基因遗传病的遗传率高达70%-80%，表明遗传因素起重要作用，而环境因素的作用较小；另外一些多基因遗传病的遗传率仅为30%-40%，表明这些疾病种环境因素起决定性作用。遗传率可以从患者亲属的发病率与一般群体的发病率或对照组亲属发病率的差异中计算出来。三、多基因遗传病的特点1、患者一级亲属的发病率高于群体发病率2、近亲婚配时，子女的患病风险也提高，但不如AR明显3、发病率有种族和民族差异4、随着亲属级别的降低，发病风险也迅速降低，5、群体发病率一般高于1%0四、多基因病再发风险的估计1、群体发病率和遗传率与再发风险在相当多的情况下，可以应用edward公式来估计发病风险，该公式的内容是：当群体发病率为0.1%-1%，遗传率为70%80%时以及亲属的发病率为群体发病率的平方根。当遗传率低于70%时，患者一级亲属的发病率低于群体发病率的开放值。当遗传率高于80%时，患者一级亲属发病率高于群体发病率的开放值。2、家庭中的患病人数与再发风险一个家庭中的患病人数越多，则发病风险越大。例如，一对夫妇表现型正常，省第一个子女患唇腭裂的纪律于群体相同，是0.17%；如果他们一生了一个唇腭裂的患儿，则第二个子女患唇腭裂的风险将为4%。3、患者病情的严重程度与再发风险病情严重的患者，表明其带有较多的易感性基因，其父母也带有更多的易感性基因，在生育子女的患病风险也相应的增高。4、患病率存在性别差异时与再发风险当一种多基因病的群体患病率存在有性别差异时，表明不同性别的发病阈值不同发病绿低的性别必然写有较多的易感性基因，他们的同胞或子女复发风险也高，尤其是与患者性别相反者，风险将明显的增高。5、亲属级别的关系与再发风险随着亲属级别的降低，复发风险也迅速降低。练习题1什么是多基因假说？2说出多基因遗传病的特点。3估计多基因遗传病再发风险时应考虑哪些问题？第十五章人类染色体与染色体病第一节人类染色体一、非显带染色体1、人类正常染色体姐妹染色单体：每个中期染色体均由两条染色单体构成，互称姐妹染色单体。主溢痕：两条染色单体通过一个着丝粒相连，此处称主缢痕。端粒：长臂短臂末端各有一特化部位，称端粒。随体：一些近端着丝粒染色体短臂的远端有一个细丝样结构与短臂相连的球体物，称随体。随体与短臂之间的细丝样结构成随体柄。核仁组织区：随体柄是核糖体RNA基因存在的部位，与rRNA合成及形成核仁有关，称核仁组织区。人类染色体可分为近端着丝粒染色体、近中着丝粒染色体、亚中着丝粒染色体。常染色体：1-22对染色体男女都共有的染色体。性染色体：另一对男女不同，女性位XX,男性为XY.核型及其书写形式：正常男性为（46，XY);正常女性（46,XX).二、X染色体与Y染色体1X染色体与莱昂假说染色质（巴氏小体）：在几乎所有的雌性哺乳动物（包括人类）的间期核都有一种浓染的小体，但雄性中却没有，被称为x染色质，也称巴氏小体。莱昂假说：a.女性体细胞内仅有一条x染色体是有活性的，另一条x染色体在遗传上是失活的，在间期细胞核中高度螺旋化成异固缩状态，即巴氏小体。b.失活发生在胚胎发育早期。c.失活是随机的，可以来自父亲也可以来自母亲。但是，一旦细胞内的一个x染色体失活，那么由此细胞增值产生的所有子代细胞也总是这一条x染色知失活。染色体的剂量补偿：正常女性的一条x染色体失火，无转录活性，就使得x染色体连锁的基因产物的量或酶的火星灾男性和女性细胞或机体中保持相同水平，这种效应称为x染色质的剂量补偿效应。d.x染色体的失活不是完全失活。2.Y染色质Y染色质：正常男性的间期细胞用荧光染料染色后，在细胞核内可见一个圆形或椭圆形的强荧光小体，称Y染色质，为男性间期细胞特有的结构。细胞中Y染色质的数目与Y染色体的数目相同。第二节染色体畸变染色体畸变是指染色体发生数目和结构上的改变，包括数目异常和结构畸变两大类。畸变的原因：多方面的，通常可由电离辐射、诱变剂、病毒等理化和生物因素诱发产生。一、染色体数目异常1、整倍体整倍体指染色体数目在二倍体的基础上整组的增加。多倍体：含有3个获3个以上的染色体组的细胞或个体成多倍体。在人类全身性三倍体是致死的，在流产儿中较常见，是流产的原因之一。2非整倍体非整倍体是指一个体细胞内染色体数目比二倍体增加或减少一条或数条，而不是成倍的增减。亚二倍体：染色体数目少于46条的细胞或个体。超二倍体：多于46条。三体：在超二倍体中，多出一条染色体的称某号染色体的三体。原因：染色体的不分离和染色体的丢失。二、染色体的结构畸变原因：染色体在电离辐射、化学物质等多种因素作用下，发生断裂后变位重接、丢失等导致染色体结构畸变。种类：缺失、倒位、相互易位、罗伯逊易位、插入、等臂染色体、环状染色体、重复。第三节染色体病染色体病：是指人类染色体数目异常或结构畸变导致的遗传性疾病。特征：1、先天多发畸形，智力低下和性发育落后，特殊皮肤纹理；2、大多数染色体疾病患者呈散发，即亲代染色体核表型均正常，即性染色体是由于亲代生殖细胞或受精卵早期卵裂过程中新发生的染色体畸变，之类并往往无家族史；3、带有畸变染色体且表型正常的亲代可将畸变染色体遗传给子代，因妻子带一串不平衡而治病。4、导致流产和不育。所以，染色体病也常被称为染色体综合症。一、染色体数目异常导致的疾病1、常染色体数目异常综合症常染色体病是指人类的第1-22号结构畸变或数目异常引起的疾病。这类疾病共有的临床特征有生长缓慢，智力低下，并伴有多发畸形等。（1）21三体综合征（2）13三体综合征（3）18三体综合征2、性染色体数目异常所致的疾病这类疾病共同的临床特征为性发育不全、两性畸形、生育力下降或智力低下等。（1）先天性卵巢发育不全综合征：在新生女婴中发病率约1/5000-1/3500，在自发流产中发生率可达7.5%。患者核型为45，X,还有各种嵌合体型46，XX/45,X和结构异常的核型。（2）先天性睾丸发育不全症：核型为47，XXY,又称XXY综合症。本病发病率在男性新生儿中达1.2%0，患者在儿童期无任何症状，青春期开始出现病症。（3）47，XXX综合征:又称为超雌。发病率约1/1250。多属于正常女性无差异，性功能与生育能力都正常，少数患者有月经减少、闭经或过早绝经等现象，并有患精神病的倾向。（4）47，XYY综合征男婴中发病率为1/900，男性表型多数正常，可以生育。患者升高一般超过180CM。二、染色体结构畸变导致的疾病1．猫叫综合征根据患儿特殊的猫叫杨哭声而命名，证实5号染色体短臂部分缺失所至，又称5p综合症。大部分患儿可生存至儿童期，少数可至成年，常有语言障碍。核型为46，xx(xy)2．脆性x综合征主要表现为智力低下的染色体病，患者还伴有大头、方额、长脸、大耳、单耳轮、下颚大并前突性成熟后睾丸比正常男人打一倍以上语言障碍、性情孤僻、多数患者青春期前有多动症，随着年龄长大而逐渐减轻。3．携带者的问题严重影响后代的健康问题，应引起高度的重视。三、两性问题指患者的性腺、外生殖器和副性征具有不同程度的两性特征，根据患者体内是否有两性性腺，分为真两性畸形和假两性畸形。1真两性畸形患者体内同时兼有两种性腺，在不同患者体内性腺有较大差异。患者升值管道、内外生殖器、副性征都介于两性之间。2假两性畸形患者的性腺只有一种，但外生殖器和副性特征有两性特征。根据患者体内性腺类型，分为男性假两性畸形和女性两性畸形。练习题1怎样通过X、Y染色体的检查来鉴定性别？2什么是染色体畸变？分为哪几类？第十六章线粒体遗传病第一节 线粒体基因组一、线粒体基因组的组织结构线粒体基因组：mtDNA构成线粒体基因组。人的mtDNA是由两条链组成的闭合环状分子特点：缺少组蛋白保护，而且线粒体中无DNA修复系统，这就使DNA已发生突变。突变率相当高。二线粒体基因组的遗传特点1、自主性mtDNA能够独立自主地复制、转录、和翻译，但维持线粒体结构和功能的主要大分子符合物是由核DNA编码的，故其功能又受和基因的影响。2、遗传密码与通用密码不同：线粒体遗传密码中，有4个密码子与核基因的通用密码不同。3、母系遗传：母亲将她的mtDNA传给他所有子女，她的女儿又将其mtDNA传给下一代，这种遗传方式称为母系遗传。4、同质与异质性同质性：所有的mtDNA分子都是一致的，成为同质性。异质性：如果发生突变，可能造成同一细胞或同一组织中有两种或两种以上mtDNA共存.5、阈值效应:突变的数量达到一定程度时，才引起某种组织或器官的功能异常，成为阈值效应。越是对能量的需求大组织，对能量的短缺越敏感。6、突变率高：突变率比核DNA高10-20倍,,但有害的突变会通过选择而消除，故线粒体遗传病并不常见，突变基因性且常见。第二节 线粒体基因突变与疾病一线粒体基因突变的类型1、错义突变：又称氨基酸替换突变，这些突变主要于脑、脊髓及神经性疾病有关，如神经肌病。2、蛋白质生物合成基因突变所有线粒体蛋白质生物合成基因突变都为tRNA基因突变，主要疾病类型有癫痫伴碎红纤维病、母系遗传的心肌病等。3、缺失、插入突变这类突变存在与许多神经肌肉性疾病及一些退化性疾病、肾病和肝病中，甚至衰老也与之有关。4拷贝数目突变时值拷贝数大大低于正常，这种突变较少，仅见于一些致死性婴儿呼吸障碍，乳酸中毒、肝、肾衰竭的病人。练习题1说出线粒体基因的遗传特点2说出线粒体基因突变的类型第十七章药物反应的遗传基础个体对药物的特应性：同样剂量的同种药物对不同患者往往具有不同的疗效，所产生的不良反应也有明显的差异。药物遗传学：是药理学和遗传学相结合发展起来的一门边缘学科，主要从单个基因的角度研究遗传因素对药物代谢和药物反映的控制机制，以及发生异常药物反应的分子基础。药物基因组学：药物基因组学以药物安全性为目标，研究各种基因突变与疗效及安全性之间的关系，利用基因组学的知识，根据不同人群及不同个体的遗传特征来设计药物，最终达到个体化治疗的目标。第一节药物代谢的遗传控制遗传因素对药物代谢的控制主要包括以下几个方面：一、药物的吸收和分布在机体内，大多数药物需要借助于细胞膜蛋白的转运才能被吸收到血液里，并且还要借助血浆蛋白的运输来完成其在机体内的分布。如果相应基因发生突变，使膜转运蛋白或血浆蛋白出现结构、机能的异常甚至缺失，便会影响药物的吸收和运输。二、药物对靶细胞的作用药物是通过与靶细胞受体结合而产生效应的，受体异常或缺如都会使药物不能发挥正常的作用。三、药物的降解与转化药物的降解与转化需要经过多步骤酶促反应，酶的异常会影响到药物的生物转化。酶活性降低，药物或中间产物贮积会损害正常的生物功能；酶活性升高，药物降解速度过快，达不到药物的疗效。四、药物的排泄遗传基础不同的人，其药物排出的速度也可能不同，故对相同剂量的药物就会有不同的反应和疗效。第二节异常药物反应的遗传基础一、过氧化氢酶缺乏症过氧化氢酶缺乏症：患者在用消毒伤口时，创面变成棕黑色，切无泡沫形成，这是由于患者的红细胞中缺乏过氧化氢酶不能分解，致使伤口渗血中血红蛋白被氧化成棕黑色的高铁血红蛋白所致，故将此并成为过氧化氢酶缺乏症。症状：不接触过氧化氢时无明显症状，但是50%的患者易患牙龈溃疡、齿龈萎缩、牙齿松动等。发病率：常染色体隐性遗传，在黄种人中发病率较高，约为0.65%。二、琥珀酰胆碱敏感性琥珀酰胆碱的作用是一种肌肉松弛剂可使骨骼肌松弛，呼吸机暂时麻痹，早期作为外科麻醉剂使用。结果：但少数个体接受常规计量后，呼吸停止一个小时以上，严重者可引起死亡。这种个体称为琥玻酰胆碱敏感性。琥珀酰胆碱的敏感性为常染色体隐性遗传病。三、异烟肼慢失活异烟肼是临床上常用的抗结核药物。人群中大多数个体对异烟肼的失活速度基本相同，而少数人存在明显差异并包括两种类型：一类为快失活者，另一类为慢失活者。现已知，慢失活者是由于乙酰化酶的遗传性缺乏所致。异烟肼失活速度的个体差异在临床上的意义：长期服用异烟肼时，慢失活型易发生多发性神经炎（80%），而快失活型则较少发生。（20%）四、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏症蚕豆病：G6PD缺乏症一般平时无症状，但在进食蚕豆或服用伯氨喹类药物后出现血红蛋白尿、黄疸、贫血等急性溶血性反应，因此该病又称蚕豆病。此病属于x-连锁不完全显性遗传第三节毒物反应的遗传基础生态遗传学：是一门遗传学分支学科，主要研究群体中不同基因型对各种环境因子的特殊反应方式和适应特点，环境因子除了包括各种诱变剂、致畸剂、致癌剂外，也包括各种营养、气候、纬度等。一、酒精中毒白种人比黄种人对酒精耐受力强是由遗传因素决定的。白种人仅15%为酒精敏感者，黄种人中则高达80%。大多数白种人在饮酒后产生乙醛速度慢，而氧化为乙酸的速度快，所以不易产生乙醛蓄积中毒。二、吸烟与慢性阻塞性肺疾患慢性阻塞性肺疾患是由于慢性支气管炎或肺气肿引起的呼吸道气流阻塞并导致肺部损害的一种疾病。此病的发生于吸烟有密切关系，但并不所有吸烟的个体都发生此病，只有那些具有特定遗传基础的吸烟者才会表现出肺部疾患。研究表明，具有ZZ型a1-AT的人吸烟易患慢性阻塞性肺疾病。这是因为当吸烟或者由于其他原因刺激肺部巨噬细胞和中性粒细胞时，这些细胞释放大量的弹性蛋白酶，而ZZ型a1-AT酶活性很低，不能有效的抑制弹性蛋白酶的活性，导致肺泡弹性蛋白分解，使肺泡破坏、融合、呼吸面积减少并造成缺氧。三、吸烟与肺癌吸烟者易患肺癌，但并不是所有吸烟者均患肺癌。吸烟者是否患肺病与个体的遗传基础可能有关。近年来国内外许多研究都揭示了AHH有道理的高低与肺癌有密切关系，AHH诱导活性高的人吸烟是跟易患肺癌。四、成年人低乳糖酶症成年低乳糖酶症：有些成年人在进食牛乳或乳制品后，会出现肠内积气、肠鸣、腹胀、稀便和腹泻等症状，称成年低乳糖症。是由于体内的小肠乳糖酶活性降低所致。分布情况：亚洲人群中发生率几乎达100%。但在多数中欧和北欧人群以及亚洲以牧业为主的人群中，此症状的发生率却很低。练习题1怎样理解吸烟与肺癌之间的关系2什么是成年人低乳糖酶症？3异烟肼失活速度的个体差异在临床上的意义是什么？第十八章肿瘤遗传肿瘤：有一群生长失去正常调控的细胞所形成的新生物成为肿瘤。所有恶性肿瘤都是基因突变的结果。肿瘤发生存在个体易感性差异，而易感性在很大程度上是遗传因素决定的，肿瘤的发生是遗传因素和环境共同作用的结果。第一节肿瘤发生的家庭聚集性