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,遗传与优生 计划生育培训班 2008-4-8,第一章 绪论,医学遗传学概念 医学遗传学研究范围及分科 医学遗传学在医学中作用 1、阐述发病机理 2、疾病诊断和治疗 3、优生优育,遗传病概念 基因+环境=遗传病 遗传病的特点： 1.先天性 2.垂直性 3.终生性 4.家族聚集性 5.生殖细胞,遗传病的分类： 单基因遗传病 多基因遗传病 染色体病 线粒体遗传病 体细胞遗传病,医学遗传学研究方法 1.群体筛选 2.系谱分析 3.双生子法 4.伴性分析,第二章 遗传细胞学基础,第一节 真核细胞 特点 一、细胞膜 双层生物膜 化学组成：蛋白质、磷脂和糖。 （液态镶嵌学说） 功能：保护、物质交换（维持内外环境平衡）,二、细胞质 细胞生活的内环境 内质网：SER（运输、糖原和脂类） RER（合成分泌蛋白） 高尔基复合体：加工分泌蛋白 溶酶体：分解、消化 线粒体：合成ATP 中心粒：形成纺锤丝、牵引染色体运动,三、细胞核 核膜：双层膜；核孔。 功能：物质交换；稳定核形态。 核仁：合成rRNA（NOR） 染色质：,第二节 染色体和染色质,染色质和染色体的关系： 化学组成：DNA、RNA和蛋白质 结构单位：核小体 DNA-核小体-螺线管-超螺线管-染色体单体 染色质分类： 常染色质：螺旋松、染色浅、功能活跃 异染色质：螺旋紧、染色深、功能不活跃,二、人类染色体 染色体形态和分类：,分类：中央、亚中央、近端和端部着丝粒染色体。 核型：,三、性染色体： X染色质（Barrs小体）,第三节 细胞分裂,一、细胞增殖周期 间期：G1：合成蛋白质等；S：DNA复制；G2：合成细胞骨架等。 分裂期（有丝分裂）： 意义：保证遗传物质传递的稳定性。,二、减数分裂： 染色体只复制一次，细胞连续分裂二次，一个细胞最后产生四个细胞，每个细胞中染色体的数目只有原来的一半 。,意义：保证人类染色体在遗传中的相对稳定；遗传规律细胞学基础；为变异提供来源。 配子发生：精子发生增殖期、生长期、成熟期和变形期。 卵子的发生增殖期、生长期和成熟期。 受精作用：,第三章 染色体畸变和染色体疾病,第一节 染色体畸变 一、染色体数量畸变 整培体（双雄双雌受精、核内复制） 非整倍体（染色体不分离、染色体丢失） 嵌合体 描述：46，XX 47,XX/XY +21,二、染色体结构畸变 畸变类型：缺失（del）、重复（dup）、倒位（inv）、易位（t）。 描述：46,XX/XY ,del(2)(21) 46,XX/XY,del(pter21:) 染色体畸变原因：物理因素、化学因素,第二节 染色体疾病,临床表现：生长发育迟缓、智力缺陷、多发畸形、皮肤纹理改变。 一、常染色体疾病 数量改变：先天愚型 结构改变：猫叫综合症 二、性染色体疾病 数量改变：先天性睾丸（卵巢）发育不全 结构改变：脆性X染色体综合症,三、两性畸形 真两性 假两性,第四章 遗传分子学基础,第一节 遗传物质化学本质 DNA是遗传物质（肺炎双球菌转化试验） 二、DNA化学组成、分子结构和功能 分子组成： 核酸是由多个核苷酸聚合而成的高分子化合物。,DNA分子结构：,DNA分子的双螺旋结构是1953年Watson和Ccick利用X-射线衍射法发现的。其结构要点是： 1.DNA由两条链组成，平行且方向相反。 2.每条链的骨架均由磷酸和脱氧核糖组成， 3.两条链的中央有碱基，碱基互补，互补原则为：A和G、C和T配对。 4.每螺旋有10对碱基，螺距=3.4nm，螺宽=2.0nm。 5.维持双螺旋结构的化学键是氢键和碱基堆积力。,DNA的功能： 1.DNA内蕴藏有大量的遗传信息 遗传信息是指DNA分子内的碱基排列顺序。 2.DNA可以进行自我复制 自我复制在三种酶的作用下完成。 DNA解璇酶：解开双螺旋，断裂氢键。 DNA聚合酶：重新进行碱基的配对。 DNA连接酶：形成骨架链。 新合成的两个DNA分子与亲代的DNA分子完全一样，其中含有一条亲代链和一条新合成的子链，这种复制方式称为半保留复制。 3.传递遗传信息 传递的方向是：DNARNAPro,三、RNA分子结构与功能 1.mRNA： 把细胞核中的遗传信息传递到细胞质中，表现为mRNA上的三联体遗传密码，每一个遗传密码代表一种氨基酸。 2.tRNA： 二级结构：倒三叶草；三级结构：倒L型。 倒三叶草的氨基酸端可以连接活化的氨基酸，反密码环的功能是辨认遗传密码。 3.rRNA： 存在于核糖体中，直接参与蛋白质的合成。,第二节 基因,一、基因概念和种类 基因概念： 基因种类： 二、基因分子结构,三、基因功能 遗传信息存储 基因复制 基因表达 转录：,翻译：,第四节 基因突变,一、基因突变概念及特征 基因突变概念（生殖细胞、体细胞） 基因突变特征：多向性、可逆性、有害性 稀有性、重复性。 二、诱发基因突变因素：自发和人工 三、基因突变分子机制 碱基置换、移码突变,碱基置换：同义、错意、无意、延长突变。 移码突变： 四、分子病和代谢性疾病 分子病：镰刀性贫血病 代谢性疾病：苯丙酮尿病、白化病,第五章 单基因遗传与单基因遗传病,第一节 遗传基本规律 分离规律,细胞学基础：减数分裂中同源染色体的分离。 适用范围：一对等位基因控制的遗传。 二、自由组合规律 细胞学基础：减数分裂中非同源染色体的自由组合。 适用范围：非同源染色体上2对或者2对以上的等位基因。,对自由组合现象的解释,等位基因分离， 非等位基因自由组合,F1,F1,F2,结合方式有16种 基因型9种 表现型4种,9黄圆:1YYRR 2YyRR 2YYRr 4 YyRr,3黄皱：,1YYrr 2 Yyrr,3绿圆,：1yyRR 2yyRr,1绿皱：,1yyrr,三、连锁互换规律 适用范围：同源染色体上2对或者2对以上等位基因的遗传。 完全连锁 不完全连锁,基因的连锁和互换现象,P,灰身长翅 黑身残翅,(BBVV) (bbvv),F1测交,灰身长翅,(BbVv),灰身长翅 黑身残翅,(BbVv) 50% (bbvv)50%,雄,雌,测交后代,雄果蝇的连锁遗传,黑身残翅,(bbvv),基因的连锁和互换现象,雌果蝇的连锁和互换遗传,P,灰身长翅 黑身残翅,(BBVV) (bbvv),灰身长翅,(BbVv),雌,F1测交,黑身残翅,(bbvv),雄,测交后代,灰身长翅 黑身残翅,灰身残翅 黑身长翅,(BbVv) 42% (bbvv)42%,(Bbvv) 8% (bbVv) 8%,p,B b V v 灰身长翅(父本),x,b v,子 代,B b V v 灰身长翅,b b v v 黑身残翅,配子,B b V v,b v b v 黑身残翅(母本),雄果蝇的连锁遗传解释,1 : 1,雌果蝇的连锁和互换遗传解释,P,B b B b V v v V 灰身长翅(母本),x,b b v v 黑身残翅 (父本),配子,B V,b V,b v,B v,b v,测交 后代,B b V v,b b V v,b b v v,B b v v,表现型,灰身长翅 黑身残翅 灰身残翅 黑身长翅,42% 42% 8% 8%,一对相对性状,两对相对性状,两对相对性状,D d,Y y,R r,B b V v,2种： D：d=1：1,4种：YR:yr:Yr:yR=1：1：1：1,2种: BV:bv=1:1,4种： BV:bv:Bv:bV=多：多：少：少,显：隐=1：1,双显：双隐：显隐：隐显=1：1：1：1,双显：双隐=1：1,双显：双隐：显隐：隐显=多：多：少：少,三个规律的区别,连锁互换规的细胞学基础：减数分裂中，非姐妹染色单体的交叉互换。,第二节 单基因遗传病,系谱分析法：,一、单基因遗传主要方式 （一）常染色体显性遗传 控制性状或疾病的基因在常染色体上，且为显性基因。一改种方式遗传的疾病为常染色体显性遗传病简称为。 一般患者的基因型为AA或Aa,正常个体的基因型为aa。,特点： 1.致病基因有性别没有关系。 2.系谱具有明显的连续性（每一代都有患者）。 3.患者的双亲均为杂合体患者，患者的同胞患病的概率为50%。 4.父母无病，子代一般没有疾病。但是在基因突变时，可以看到双亲正常而子代发病的现象。,完全显性：隐性基因对显性基因没有抑制作用，所以AA、Aa的基因型都为患者，且二者的临床症状相同。 不完全显性：隐性基因对显性基因有抑制作用，所以所以AA、Aa的基因型虽然都为患者，但是二者的表现不同，AA的临床症状重于Aa。两个纯合体杂交的子二代表现型的比值为1:2:1，不是3:1。 共显性：一对等位基因之间没有显性和隐性的区别，在杂合体状态下，两种基因的作用同时表现出来的遗传方式。,ABO血型由复等位基因的IA、IB和i决定，该基因位于9q34上。ABO血型的特点为： 血型 A B AB O 红细胞抗原 A B AB 无 血清抗体 抗B 抗A 无 抗AB 基因 IAIA IBIB IAIB ii IAIi IBIi,不规则显性：即杂合体Aa有时表现为患者，有时表现为正常。为了表现其表现为患者的概率，一般用外显率表示。 延迟显性：杂合子在早期不表现症状，只有在一定年龄阶段才表现出来。 （二）常染色体隐性遗传 控制遗传病或性状的基因在常染色体上，而且隐性基因控制。简称为。 正常人的基因型为、，患者的基因型为。,特征为： 系谱没有连续性，为隔代遗传。 患者的双亲为携带者，患者同胞患病的概率为。 男性和女性发病的概率相等。 近亲婚配，子代的发病概率升高。,（三）连锁显性遗传 一些性状或遗传病的基因位于X染色体上，其性质是显性的，这种遗传方式称为X连锁显性遗传，这种疾病称为X连锁显性遗传病。,系谱的特征： 系谱具有连续性。 女性患者患病比率远远高于男性。 男性患者的女儿是患者，女性患者的儿、女各有一半是患者。,（四）连锁隐性遗传 一种性状或遗传病有关的基因位于X染色体上，这些基因的性质是隐性的，并随着X染色体的行为而传递，其遗传方式称为X连锁隐性遗传。,连锁隐性遗传的特征： 系谱没有连续性。 男性患者远远多于女性。 为交叉遗传。即男（患者）女（携带者）男（患者）。 （五）染色体连锁遗传 控制疾病或性状的基因在染色体上，无论是显性还是隐性基因，都表现出相应的性状。 这种遗传方式又称为全男性遗传。,并指症女性与一个甲型血友男患者结婚，生育了一个男孩，其并指症状与母亲类同，他们要求再生一孩子，试问后代子女发病风险如何？ 并指症是常染色体性遗传病，因此母亲的基因型为XHXhBb,甲型血友病是X连锁隐性遗传病，男性是半合子发病，所以父亲的基因型是XhYbb。,第六章 多基因遗传和多基因遗传病,多基因遗传具有3个特点：两个极端变异（纯种）个体杂交后，子1代大部分为中间型，具有一定变异范围，是环境影响。两个中间型子1代杂交后，子2代大部分为中间型，但其变异范围要比子1代广泛，也可出现极端的个体。这除环境因素外，基因的分离组合也有作用。在随机杂交的群体中，变异范围很广，然而大多数个体接近中间型极端个体很少，环境与遗传因素都起作用。,第七章 肿瘤与遗传,第一节 肿瘤发生的遗传因素 种族差异 家族差异和家族聚集现象 遗传性癌前病变 遗传性恶性肿瘤 染色体不稳定性 肿瘤遗传的易感性（遗传决定某个体易患恶性肿瘤的倾向）,第二节 肿瘤的染色体异常 数量和结构 第三节 肿瘤发病机制 体细胞突变（二次突变） 癌基因 多步损伤学说,第八章 遗传病诊断、预防和治疗,第一节 遗传病的诊断 产前诊断、症状前诊断和现症诊断。 一、遗传病的临床诊断：病史、症状及体征。 二、系谱分析 三、生化检查 四、基因诊断,基因诊断概念 以DNA或RNA为诊断材料，应用生物学材料，通过检查基因结构、表达诊断疾病的方法。 优点：灵敏度高；特异性高；探针来源广泛；材料多样。 原理：分子杂交,第二节 遗传病预防,一、遗传病预防的主要环节 环境保护 遗传病群体普查和登记 携带者的检出 婚姻指导和生育指导：婚前检查；禁止近亲结婚；禁止医学中不能结婚个体结婚或者生育。 新生儿筛查缉症状出现前预防 遗传咨询,二、遗传病治疗的主要方法 手术治疗：切除、修补、整形、移植。 药物治疗：补其所缺、去其所余。 饮食治疗：禁其所忌 基因治疗：DNA重组技术,第三节 遗传咨询,一、遗传咨询的概念： 二、遗传咨询的对象和内容： 三、遗传咨询方法和步骤：婚前咨询、产前咨询、一般咨询。 步骤：确诊-告知-商谈-随访,第九章 优生概述,一、优生学概念：利用遗传学原理方法研究改善人类遗传素质的科学。 正优生学：增加有利于人类表现的基因频率。 负优生学：降低不利于人类表现的基因频率 。,第十章 影响优生的非遗传因素,第一节 环境对优生的影响 化学因素 物理因素 生物因素 第二节 营养对优生的影响 营养对生殖细胞和生殖能力的影响 营养对胎儿生长发育的影响 营养对孕妇的影响,产科并发症对胎儿的影响 1.产前出血：前置胎盘、胎盘早剥离 2.早产：28-37w（常见呼吸系感染） 3.过期妊娠：42w以上。供养不足；胎粪污染；以难产。 4.胎儿窘迫：大脑、心脏缺氧 5.产程延长： 6.胎儿子宫