课件：人类遗传病.ppt

第3节 人类遗传病,交大附中 张树虎 2014.2.17,资料：科学家的遗憾（生物学家达尔文以及摩尔根的不幸婚姻）。 达尔文是19世纪伟大的生物学家，也是进化论的奠基人。然而在他还没有掌握大自然中生物界的奥秘之前，自己却先受到了自然规律的无情惩罚。1839年1月，30岁的达尔文与他的表妹爱玛结婚。爱玛是他舅舅的女儿。他们俩人从小便青梅竹马，感情深厚，由暗恋而结为伉俪。但是，他们谁也没有料到，他们的6个孩子中竟有3人中途夭亡，其余3人又终身不育。 曾经创立了“基因”学说的本世纪美国著名遗传学家摩尔根，也有一场不该出现的婚姻。他与表妹玛丽结婚后，科研工作取得了杰出的成就。后人写的摩尔根传一书中说：“摩尔根在事业上的成功，与玛丽的帮助是分不开的。”但是他们的两个女儿都是“莫名其妙的痴呆”，从而过早地离开了人间。他们唯一的男孩也有明显的智力残疾。,问题：什么是遗传病？从文中你能发现遗传病具有什么特点吗？,遗传病具有先天性、家族性、终身性、遗传性的特点。,先天性疾病,1.含义:出生前已形成的畸形或疾病,一般婴儿出生时 就已表现出来。,2.病因：,(1)遗传物质改变引起的，属于遗传病,如白化病、先天性愚型病,(2)环境因素引起的，属于非遗传病，如母亲在妊娠前三个月内感染风疹病毒，可使胎儿患先天性心脏病或先天性白内障,人类遗传病,遗传物质改变引起的人类疾病，叫做遗传病。,遗传病和先天性疾病的关系,(1)先天性疾病中的许多疾病与遗传病有一定关系，但不能说先天性疾病都是遗传病。,(2)遗传病不一定生下来就表现出来，所以遗传病有的是先天性疾病，有的是后天性疾病。,课前活动作业：课前发6个图，小组内每个学生从图 2、图3、图4、图5中任挑一图，模仿图1进行染色体配对，并剪贴到图6中。,尝试思考回答下列问题： （1）你所做的组型分析样本来自男性还是女性？ （2）你发现人类的 22对常染色体编号有什么规律吗？你所做的分析配对后的每个方框里的结构叫做什么？ （3）你分析的样本所属个体是否正常？若不正常？那是什么问题？ （4）若患者是由于异常的精子或卵细胞参与受精作用而导致的，那么最可能的原因又是什么？ （5）假如你是人类基因组计划研究中心的一员，你认为需要研究测定哪些染色体上 DNA序 列？ 为什么？,图3：21三体男性染色体组图,图2：21三体女性染色体组图,图4：先天性睾丸发育不全染色体组图,图5：XYY型染色体组图,案情分析：,约翰和大卫在核电厂工作多年，现在发现约翰的儿子小约翰患有血友病!大卫的女儿玛丽患并指。约翰和大卫本人及他们的妻子、父母从未患过这2种病。为此，他们要向核电厂提出索赔。 他们能胜算吗？,血友病性染色体上的隐性基因病， 并指常染色体上的显性基因病。说明其遗传类型、遗传途径、遗传规律。,系谱图中单基因遗传病类型的判断与分析,常隐,常显,常隐或X隐,父母无病，女儿有病，一定是常隐,父母有病，女儿无病，一定是常显,父母无病，儿子有病，一定是隐性,常显或X显,父母有病，儿子无病，一定是显性,最可能是X显(也可能是常隐、常显、X隐),父亲有病，女儿全有病，最可能是X显,非X隐(可能是常隐、常显、X显),母亲有病，儿子无病，非X隐,最可能在Y上(也可能是常显、常隐、X隐),父亲有病，儿子全有病，最可能在Y上,2. 遗传方式并说明判断步骤 第一步：确定是否是伴Y染色体遗传病 (1)判断依据：所有患者均为_,无_患者, 则为伴Y染色体遗传。,(2)典型系谱图,第二步：确定是否是细胞质遗传病 (1)判断依据：只要_病,_全病；母正常,子女全正常。,(2)典型系谱图,男性,女性,母,子女,第三步：判断显隐性 (1)双亲正常,子代有_,为隐性,即无中生有。(图1) (2)双亲患病,子代有_,为显性,即有中生无。(图2) (3)亲子代都有患者,无法准确判断,可先假设，再推断。(图3),患者,正常,第四步：确定是否是伴X染色体遗传病 (1)隐性遗传病 女性患者,其父或其子有正常,一定是_染色体遗传。(图4、5),女性患者,其父和其子都患病,可能是_染色体遗传(图6、7),常,X,(2)显性遗传病 男性患者,其母或其女有正常，一定是_染色体遗传。(图8) 男性患者,其母和其女都患病,可能是_染色体遗传。(图9、10),常,X,第五步：若系谱图中无上述特征，只能从可能性大小推测 若该病在代与代之间呈连续遗传，则最可能为_(显性，隐性)遗传病；若在系谱图中隔代遗传,则最可能为_(显性，隐性)遗传病,再根据患者性别比例进一步确定。,显性,隐性,典型图解,上述图解最可能是_显性遗传。,伴X,一、人类常见遗传病的类型,单基因遗传病,多基因遗传病,染色体异常遗传病,各种遗传病的发病率,作业1：阅读课本，完成表格,1、单基因遗传病,(1)定义:受一对等位基因控制的遗传病。,(2)分类,显性遗传病,隐性遗传病,常染色体上：,X染色体上：,常染色体上：,X染色体上：,伴Y遗传,多指、并指、软骨发育不全,血友病、色盲、进行性肌营养不良,白化病、先天性聋哑、苯丙酮尿症,外耳道多毛,抗维生素D佝偻病,并指,多指,软骨发育不全,常染色体上的显性遗传病,抗维生素佝偻病,伴X染色体显性遗传病,患者由于肠道对钙、磷吸收不良,导致血磷降低, 骨质不易钙化。常表现为X型（或O型）腿、骨骼发育畸形（如鸡胸）、生长缓慢，佝偻病等症状。,苯丙酮尿症（常染色体上的隐性遗传病） 智力低下，60%患儿有脑电图异常。头发细黄，皮肤色浅和虹膜淡黄色，惊厥，尿有“发霉”臭味或鼠尿味。,苯丙酮尿症的病因,苯丙酮酸在体内积累过多，会对婴儿的神经系统造成不同程度的损害,异常,苯丙氨酸羟化酶,酪氨酸酶,苯丙氨酸,酪氨酸,黑色素,苯丙酮酸,正常,进行性肌营养不良,属于伴X染色体上的隐性遗传病。患儿肌肉萎缩无力，行走困难。患者后期双侧腓肠肌呈假性肥大（肌组织被结缔组织替代 ）。一般于4-5岁发病，20岁前死亡。,伴Y染色体遗传病,男性外耳道多毛症,2、多基因遗传病由两对以上的等位基因控制的人类遗传病。,冠心病、哮喘病、原发性高血压，青少年型糖尿病等,家族聚集 发病率较高 易受环境影响,特点,类型,一些先天性发育异常：,一些常见病：,唇裂、无脑儿等,家族性疾病一定是遗传病吗？,无脑儿,唇裂,3、染色体异常遗传病：,（1）常染色体异常：,1、概念：,由染色体异常引起的遗传病叫做染色体异常遗传病。简称为染色体病。 目前人类发现的人类染色体病已有100多种。几乎涉及人类的每一对染色体。,2、分类：,如：猫叫综合症、21三体综合症（先天性愚型）等。,21三体综合征 （先天愚型）,又叫伸舌样痴呆。患者智力低下，身体发育缓慢。患儿常表现出特殊的面容。50%患儿有先天性心脏病，部分患儿在发育过程中夭折。在人群中的发病率为1/600到1/800。,减数分裂时21号染色体不能正常分离。可以发生在减后期，也可以发生在减后期。,18三体综合症,本病在新生婴儿中的发生率为135008000，主要临床表现为多发畸形，多于生后数周死亡。生长发育障碍，智力低下。枕部突起，眼裂狭小，耳低位，耳廓畸形。90%有先天性心脏病（室间隔缺损、动脉导管未闭等）。肌张力亢进。病儿不易存活。文献报道能活至3个月者约30，1岁存活者不到10，活至10岁者仅12。无先天性心脏病者一般存活时间较长。,13三体综合症,13三体综合征发生率在1/40001/10000之间。患儿多发畸形比18三体综合征及21三体综合征均严重，出现出生体重低，生长发育障碍、喂养困难、生活力差、智能迟钝、肌张力低下，常有骤发恐惧征象和呼吸暂停及运动性惊厥发作。头小，前额低斜，头皮缺损。眼球小或无，唇裂。耳畸形低位，先天性心脏病（室隔缺损与动脉导管未闭）。13三体综合征的死亡率很高，1周时为28，1月时为44，4月时为73，1岁时为86。仅5能活过3岁。,思考：,人的体细胞中有23对染色体，其中第1号第22号是常染色体，第23号是性染色体。现在已经发现第13号、第18号或第21号染色体多一条的婴儿，都表现出严重的病症。但据不完全调查，现在还未发现其他常染色体多一条（或几条）的婴儿。请你试着做出一些可能的解释。,染色体数目的变异会严重影响生殖发育等各种生命活动。未发现其他染色体数目变异的婴儿，很可能是这类变异的受精卵引起的后果更严重，所以不能发育，或在胚胎早期就死亡。,如：Turner综合症（性腺发育不良，XO型）、Klinefelters综合征（先天性睾丸发育不全，XXY型）,（2）性染色体异常：,Turner综合征 （性腺发育不良）,身材矮小，肘长外翻，颈部皮肤松弛为蹼颈。外观表现为女性，但性腺发育不良，乳房不发育，因而无生育能力。约30%患者伴有先天性心脏病。,患者（XO型）缺少了一条X染色体。是女性中最常见的一种性染色体病，发病率是1/3500。,Klinefelters征(先天性睾丸发育不全)：简称中文为“克氏综合症”，病人则多了一条性染色体X，其核型为47，XXY。这种病的发病率为l一2。 患者大多数青春期发育延迟，就是到了14岁以后睾丸仍象幼儿一样大小，男性第二性征不明显，如身材较高，四肢细长，肩部较窄，骨盆类似女性宽大，肌肉不发达，而皮下脂肪多，有肥胖倾向。声调尖细，多喉结、胡须及体毛不明显或稀疏。 睾丸的曲细精管发育不全、变性、纤维化，不能生成精子，无生育能力。,XYY个体：外貌男性，在男婴中的发生率为1：900。病人多了一条Y染色体， 核型一般记作47，XYY。 他们的智能稍差，但也有智能高于一般的。XYY个体易于兴奋，易感到欲望不满足，厌学，自我克制力差，易产生攻击性行为。 据说这种人有反社会行为，但尚无定论，他们有生育能力。,思考：,1961年首次报道性染色体为3条的XYY男性，患者的临床表现是举止异常，性格失调，容易冲动，部分患者生殖器官发育不全。你认为这种病是父母哪一方、在减数分裂的那个阶段出现异常引起的？,父方在形成精子时，在减后期，两个Y染色单体未分开。,二、遗传病的监测和预防,（一）遗传病的监测,（二）遗传病的预防,最有效的措施：优生,禁止近亲结婚,进行遗传咨询,提倡适龄生育,进行产前诊断,遗传咨询的内容和步骤,提出建议，如终止妊娠、进行产前诊断等,检查身体、了解病史，作出遗传诊断,分析遗传病的传递方式,推断后代发病几率,1、进行遗传咨询,羊水检查 超检查 孕妇血细胞检查 绒毛细胞检查 基因诊断,方法：,概念：胎儿出生前，医生用专门的检测手段对孕妇进行检查，以便确定胎儿是否患有某种遗传病或先天性疾病。,2、产前诊断,羊水检查（羊膜穿刺）用于确诊胎儿是否患染色体异常、神经管缺陷，以及某些能在羊水中反映出来的遗传性代谢疾病。穿刺时用穿刺针穿过孕妇腹壁刺入宫腔吸出少许羊水，进行羊水细胞和生物化学方面的检查。最佳时间是第16周到第20周。,绒毛细胞检查：主要用一根细细的塑料管或金属管，通过孕妇的子宫口，沿子宫壁入内，吸取少量绒毛进行细胞学检查。主要用于了解胎儿的性别和染色体有无异常 。最佳检查时间为怀孕4070天。,基因诊断：用放射性同位素（如32P）、荧光分子等标记的DNA分子做探针，利用DNA分子杂交原理，鉴定被检测标本上的遗传信息，达到检测疾病的目的。在诊断遗传病方面发展尤为迅速。如：用-珠蛋白的DNA探针可以检测出镰刀状细胞贫血症，用苯丙氨酸羟化酶基因探针可以检测出苯丙酮尿症。,孕妇血细胞检查：正常妊娠时有少量胎儿血细胞、代谢产物及蛋白质可通过胎盘进入母体血循环，故检测母体静脉血可诊断胎儿的某些遗传病。,三、人类基因组计划与人体健康,测定人类基因组的全部DNA的脱氧核苷酸（或者说碱基）的序列，解读其中包含的遗传信息。,.目的：,人类性染色体和有较多的非同源部分，不能由性质推测。因此，人类基因组研究就是22条常染色体、1条染色体和1条染色体,共24条染色体上DNA的总和。,为什么要测24条？,遗传图谱,序列图谱,基因图谱,物理图谱,某一物种的染色体图谱（也就是我们所知的连锁图谱），显示所知的基因和/或遗传标记的相对位置，而不是在每条染色体上特殊的物理位置。,如果同一条染色体上的两个基因相对距离越长，那么他们减数分裂发生重组的概率将越大，共同遗传的概率也就越小。因此可以根据他们后代性状的分离可以判断他们的交换率，也就可以判断他们在遗传图谱上的相对距离。,遗传图谱,物理图谱是利用限制性内切酶将染色体切成片段，再根据重叠序列确定片段间连接顺序，以及遗传标志之间物理距离碱基对(bp) 或千碱基(kb)或兆碱基(Mb)的图谱。,基因图谱,对生物的基因进行鉴定，以此测定它的染色体上的特定位置，然后用图示的方式把它表示出来，就形成了基因图谱。,序列图谱,序列分析采用一个区域的DNA序列重叠群使测序工作不断延伸，使用其中的序列标记位点STS作为两个片段间的重叠区域，使分别被测序的短序列进行正确的拼接，最后获得DNA全序列图谱。,1990年10月，国际人类基因组计划启动。 2000年6月26日，六国科学家公布人类基因组工作框架图。 2001年2月12日，人类基因组图谱及初步分析结果首次公布。 2003年4月15日，六个国家共同宣布人类基因组序列图完成。,人类基因组由31.6亿个碱基对组成，已