生命科學導論遺傳

生命科學導論遺傳第一頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三人類基因組計劃大事記１９９０年１０月被譽為生命科學“阿波羅登月計劃”的國際人類基因組計劃啟動。１９９８年塞萊拉遺傳公司與國際人類基因組計劃展開競爭。１２月線蟲完整基因組序列的測定工作宣告完成，第一次繪出多細胞動物的基因組圖譜。１９９９年９月中國獲準加入人類基因組計劃，負責測定人類基因組全部序列的１％。中國是繼美、英、日、德、法之后第６個國際人類基因組計劃參與國，也是參與這一計劃的唯一發(fā)展中國家。第二頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三人類基因組計劃大事記１２月１日國際人類基因組計劃聯合研究小組宣布，完整破譯出人體第２２對染色體的遺傳密碼，這是人類首次成功地完成人體染色體完整基因序列的測定。２０００年４月６日美國塞萊拉公司宣布破譯出一名實驗者的完整遺傳密碼，但遭到不少科學家的質疑。４月底中國科學家按照國際人類基因組計劃的部署，完成了１％人類基因組的工作框架圖。５月８日德、日等國科學家宣布，已基本完成了人體第２１對染色體的測序工作。第三頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三人類基因組計劃大事記６月２６日科學家公布人類基因組工作草圖。１２月１４日美英等國科學家宣布繪出擬南芥基因組的完整圖譜，這是人類首次全部破譯出一種植物的基因序列。２００１年２月１２日中、美、日、德、法、英等６國科學家和美國塞萊拉公司聯合公布人類基因組圖譜及初步分析結果。第四頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三人類基因組圖譜分析

初步分析表明，人類基因組由３１．６４７億個堿基對組成，共有３萬至３．５萬個基因，比線蟲僅多１萬個，比果蠅多２萬個，遠小于原先１０萬個基因的估計。另外，科學家還發(fā)現與蛋白質合成有關的基因只占整個基因組的２％。第五頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三1%１９９９年９月，我國積極加入這一研究計劃，負責測定人類基因組全部序列的１％，也就是３號染色體上的３０００萬個堿基對，我國因此成為參與這一研究計劃的唯一發(fā)展中國家。第六頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三2002年4月5日出版的美國《科學》雜志封面

在一片青山襯托下的金燦燦的中國云南紅河哈尼水稻梯田登上了世界知名科學雜志美國《SCIENCE》的封面成功完成了全世界第一張水稻（秈稻）全基因組的框架序列圖，中國科學家獲得了空前的尊重和殊榮。第七頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三人類基因組研究的主要內容建立遺傳圖譜建立物理圖譜DNA序列測定基因的確定和分析第八頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三建立遺傳圖譜1、遺傳圖譜

遺傳圖譜（geneticmap），又稱連鎖圖（linkagemap），是指基因或DNA標志在染色體上的相對位置與遺傳距離。遺傳距離通常由基因或DNA片斷在染色體交換過程中分離的頻率厘摩（cM）來表示。1厘摩表示每次減數分裂的重組頻率為１％。遺傳圖譜的建立為基因識別和完成基因定位創(chuàng)造了條件。第九頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三建立遺傳圖譜2、遺傳圖譜的意義：6000多個遺傳標記已經能夠把人的基因組分成6000多個區(qū)域，使得連鎖分析法可以找到某一致病的或表現型的基因與某一標記鄰近（緊密連鎖）的證據，這樣可把這一基因定位于這一已知區(qū)域，再對基因進行分離和研究。對于疾病而言，找基因和分析基因是個關鍵。3、遺傳圖譜的繪制及進展多態(tài)性標志：限制性內切酶片段長度多態(tài)性（RFLP）；短串聯重復序列（STR）,又稱微衛(wèi)星（MS）；單個核苷酸的多態(tài)性（sSNP）第十頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三建立物理圖譜

1、物理圖譜

物理圖譜（physicalmap）是指DNA序列上兩點的實際距離，通常由DNA的限制酶片段或克隆的DNA片段有序排列而成。物理圖譜反映的是DNA序列上兩點之間的實際距離，而遺傳圖譜則反應這兩點之間的連鎖關系。在DNA交換頻繁的區(qū)域，兩個物理位置相距很近的基因或DNA片段可能具有較大的遺傳距離，而兩個物理位置相距很遠的基因或DNA片段則可能因該部位在遺傳過程中很少發(fā)生交換而具有很近的遺傳距離。第十一頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三建立物理圖譜2、物理圖譜的應用物理圖譜是進行DNA分析和基因組織結構研究的基礎。3、物理圖譜繪制的進展分布于整個基因組的3萬個序列標簽位點（STS），標簽位點是指染色體定位明確，并且可用PCR擴增的單拷貝序列，每隔100kb距離就有一個標志。

第十二頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三DNA序列測定

隨著遺傳圖譜和物理圖譜的完成，測序就成為重中之重的工作。DNA序列分析技術是一個包括制備DNA片段化及堿基分析、DNA信息翻譯的多階段的過程。通過測序得到基因組的序列圖譜。第十三頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三基因的確定和分析

基因圖譜是在識別基因組所包含的蛋白質編碼序列的基礎上繪制的結合有關基因序列、位置及表達模式等信息的圖譜。在人類基因組中鑒別出占具2%~5%長度的全部基因的位置、結構與功能，最主要的方法是通過基因的表達產物mRNA反追到染色體的位置。第十四頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三遺傳學基礎理論第十五頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三遺傳學三大定律分離定律自由組合定律連鎖定律第十六頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三分離定律的意義

（1）具有普遍性

遺傳病約有4344種侏儒（先天性軟骨發(fā)育不全）顯性短肢畸形舞蹈?。℉untington）

第十七頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三第十八頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三第十九頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三

白化半乳糖血癥隱性苯丙酮尿癥全色盲早老癥自毀容貌綜合征

（2）雜合體是不能留作種子第二十頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三腦損害白內障黃疸肝臟腫大腎損害第二十一頁，共六十八頁，編輯于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—磷酸尿苷轉移酶尿苷二磷酸半乳糖差向異構酶

第二十二頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三右圖顯示患Hutchinson-Gilford綜合癥的8歲男孩,左圖為正常的9歲男孩.第二十三頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三第二十四頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三第二十五頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三自由組合定律的意義(1)自由組合定律廣泛存在，如蜜蜂的腐臭?。╢oulbrood）;(2)使生物群體中存在著多樣性，使得生物得以生存和進化;(3)可應用于育種。第二十六頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三第二十七頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三染色體畸變缺失重復易位倒位第二十八頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三5Pˉ女嬰患者(又稱貓叫綜合征,5號染色體短臂缺失)第二十九頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三ThisisCharlottewhenshewassixyearsold.

CharlottehasCriduChatsyndrome.(貓叫綜合征5p-)第三十頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三

Drosophila

Baranddouble-Barresultsfromduplicationscausedbyunequalcrossing-over

第三十一頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三基因型小眼數目表現型16A區(qū)域片段結構第三十二頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三14142121唐氏綜合征第三十三頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三第三十四頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三第三十五頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三第三十六頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三21-三體患者(殘疾人奧林匹克運動會運動員)第三十七頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三第三十八頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三人類的伴性遺傳攜帶者（Carrier）半合子（hemizygote)第一性比男胎兒女胎兒＝120100第二性比男嬰女嬰＝（103～105）100第三性比成年男性成年女性＝11

老翁老嫗＝62100(85歲)第三十九頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三

1、劑量補償效應：

（1）現象：正常女性的每個體細胞中有兩個X染色體，而男性的只有一條,但是女性的X染色體基因表達產物數量并未比男性多一倍。（2）概念：有關這種在男女之間X連鎖基因表達水平相等的現象，人類遺傳學上稱為劑量補償效應。

第四十頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三2、X染色質（巴氏小體）：1961年英國女遺傳學家MaryLyon提出：

女性細胞中2個X染色體中，一條失活，失活的一條在分裂間期的細胞核中呈現固縮狀態(tài)即巴氏小體。

巴氏小體的數目＝X染色體的數目－1。

第四十一頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三第四十二頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三第四十三頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三萊昂假說要點：（1）失活時期：X染色體的失活發(fā)生于胚胎早期（受精后的16天左右）；

（2）X1，X2染色體的失活是隨機發(fā)生的；

（3）但是某條X染色體一旦失活，細胞系中的所有細胞維持同一條X染色體的失活；第四十四頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三萊昂假說的依據:玳瑁色貓的遺傳:XBXB黑色,XbXb黃色,而XBXb型由于不同體細胞的X染色體發(fā)生的異固縮不同,而形成玳瑁色。這也說明,XX型個體的細胞中,異固縮的X染色體上的基因不表達。第四十五頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三

第四十六頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三第四十七頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三X-連鎖隱性遺傳

(X-linkedrecessiveinheritance)紅綠色盲(congenitaldyschromatopsiaoftheprotananddeutantype)

血友?。╤emophilia）進行性肌營養(yǎng)不良（progressivemusculardystorphy，DMD）(杜興氏癥

Duchemme’smusculardystrophy）睪丸女性化(testicularfeminizationsyndrome)

自毀容貌綜合征(Lesch-Nyhansyndrome)第四十八頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三第四十九頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三人的血友病的性連鎖遺傳女性攜帶者第五十頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三所有女孩均為攜帶者第五十一頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三菲利普親王查爾斯王子威廉二世尼古拉二世維多利亞女王伊麗莎白女王第五十二頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三X-連鎖顯性遺傳

（X-linkeddominantinhertance）

抗維生素D佝僂?。╒itaminDresistantrickets）

(1)患者女性多于男性；

(2)每代都有患者；

(3)男性患者的女兒都為患者；

(4)女性患者的子女患病的機會為1/2。第五十三頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三

典型的X－連鎖顯性遺傳家族圖譜第五十四頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三Y-連鎖遺傳

毛耳(hairyears)

魚類中背鰭上的斑點外耳道多毛家族譜系第五十五頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三第五十六頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三人類的性染色體異常一、克蘭費爾特綜合征

:47XXY(Klinefelter’ssyndrome）不育第五十七頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三XXY綜合征患者男性身體略高,外貌男性.睪丸發(fā)肓不全,精細管玻璃樣變性,看不到精子形成.尿中促性腺激素的排泄量上升,常出現女性似的乳房,智能較差,不能生育.染色體組成是47,XXY.第五十八頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三二、XYY個體

超雄(supermale)

可育

47，XYY第五十九頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三XYY綜合征外貌男性,癥狀類似Klinefelter患者,智力或差或正常.有生育能力.記作47,XYY.第六十頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三三、特納氏綜合征:45，XO

（Turner’ssyndrome）不育第六十一頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期三Turner氏綜合征女性身高略矮,第二性征發(fā)育不良,卵巢完全缺如,或僅存少量結締組織.原發(fā)性閉經,無生育能力.蹼頸,肘外翻,常有先天性心臟病和智力低下.2n