医学遗传学：系谱分析

1、 一一. 实验目的实验目的 通过对遗传病的系谱分析，掌握单基因遗 传病的遗传方式及其特点，初步掌握系谱 分析的方法，培养综合分析能力。 二二.实验原理实验原理 系谱分析法（系谱分析法（pedigree analysis）是了解遗传病 的一个常用的方法。其基本程序是先对某家族各 成员出现的某种遗传病的情况进行详细的调查详细的调查， 再以特定的符号和格式特定的符号和格式绘制成反映家族各成员相相 互关系和发病情况互关系和发病情况的图解，然后根据孟德尔定律孟德尔定律 对各成员的表型和基因型表型和基因型进行分析。通过分析， 可以判断某种性状或遗传病是属于哪一种遗传方哪一种遗传方 式式，这对遗传病的诊断和

2、治疗有一定的帮助。 常染色体完全显性遗传的特征常染色体完全显性遗传的特征 1.由于致病基因位于常染色体上，它的遗传与性 别无关，男女均有相同的概率获得致病基因，故 男女患病的机会均等。 2.致病基因在杂合状态下，即可致病。 3.患者的双亲中，有一个患者，患者的同胞有1/2 的可能性为患者。 4.父母均无病患，子女不会患此病。 5.在系谱中，疾病连续相传，无间断现象。 6.相当一部分散在病例起因于新产生的突变。 常染色体隐性遗传的特征常染色体隐性遗传的特征 1.由于基因位于常染色体上，遗传病发生与性别无关，男 女患病的机会均等。 2.致病基因只有在纯合状态下才会致病。 3.患者的双亲表型往往正常

3、，但都是致病基因的携带者， 出生患儿的几率为1/4，患儿的正常同胞中有2/3的几率为 携带者。 4.近亲婚配时，子女中隐性遗传病的发病率要比非近亲婚 配者高得多。 5.系谱中患者的分布是散在的，通常看不到连续遗传现象， 有时系谱中甚至只有先证者一个患者。 X伴性显性遗传的特征伴性显性遗传的特征 1.人群中女性患者比男性患者多一倍，前者病情 常较轻。 2.患者的双亲中必有一名是该病患者。 3.男性患者的女儿和母亲全部都为患者。 4.女性患者（杂合子）的子女中各有50%的可能 性是该病的患者。 5.系谱中常可看到连续传递现象，这点与常染色 体显性遗传一致。 6.正常女性的父亲和儿子一定正常。 X伴

4、性隐性遗传的特征伴性隐性遗传的特征 1.人群中男性患者远比女性患者多，系谱中 往往只有男性患者。 2.双亲无病时，儿子可能发病，女儿则不会 发病；儿子如果发病，母亲肯定为携带者， 女儿也有1/2的可能为携带者。 3.男性患者的兄弟、外祖父、舅父、姨表兄 弟、外甥、外孙等也有可能是患者。 4.如果女性是一患者，其父亲和儿子一定也 是患者，母亲和女儿一定是携带者。 二二.实验内容实验内容 运用遗传规律，对所提供的各系谱 针对所提出的问题进行分析讨论， 并注意用医学遗传学理论解释系谱 中出现的特殊现象，预测一些个体 今后产生遗传病后代的可能性。 1 2 1 2 3 4 1 2 3 4 5 1.苯丙酮

5、尿症（PKU）是一种常染色常染色 体隐性体隐性遗传性氨基酸代谢异常疾病， 临床上表现为智能低下。关于下列 系谱： 哪些个体是肯定的PKU疾病基因 携带者？ 2是疾病基因携带者的概率是多 少？ 如果3和4结婚，他们的第一 个孩子是PKU患者的概率是多少？ 第二个孩子是PKU患者的概率又是 多少？ PKU发生的机制是什么？ 哪些个体是肯定的哪些个体是肯定的PKU疾病基因携带者？疾病基因携带者？ aa aa AaAa AaAa AaAa 2是疾病基因携带者的概率是多少？是疾病基因携带者的概率是多少？ 2 表型；正常 可能的基因型: Aa（2/4）, AA （1/4） 基因型为Aa的概率： 2/3 3

6、基因型是Aa概率：2/3 基因型为Aa的3与4结婚，第 一个孩子患病的概率：1/4 2/3 * 1/4 = 1/6 第二个孩子患PKU概率仍为1/6 （独立事件） 如果如果3和和4结婚，他们的第一个孩子是结婚，他们的第一个孩子是PKU患者的患者的 概率是多少？第二个孩子是概率是多少？第二个孩子是PKU患者的概率又是多少？患者的概率又是多少？ PKU发生的机制是什么？发生的机制是什么？ 苯丙氨酸转化为酪氨酸的过程中，除需PAH（苯 丙氨酸羟化酶）外，还必须有四氢生物蝶呤 （BH4）作为辅酶参与。人体内的BH4是由鸟苷 三磷酸（GTP），经过鸟苷三磷酸环化水合酶 （GTPCH）、6丙酮酸四氢蝶呤合

7、成酶 （PTPS）和二氢生物蝶呤还原酶（DHPR）等一 系列酶的催化而合成，PAH、GTPCH、DHPR 三种酶的编码基因分别定位于12q24.1、14q11， 4p15.1p16.1；而对PTPS编码基因的研究尚在 进行中，上述任一编码基因的突变都有可能造成上述任一编码基因的突变都有可能造成 相关酶的活性缺陷，致使苯丙氨酸发生异常累积相关酶的活性缺陷，致使苯丙氨酸发生异常累积, 苯丙氨酸及其酮酸从尿中大量排出，而酪氨酸生苯丙氨酸及其酮酸从尿中大量排出，而酪氨酸生 成严重不足成严重不足 系谱A 系谱B 000 0 系谱C 图1-2 三例遗传病家系系谱 2.试指出试指出A、B、C三个系谱中所显示

8、的三个系谱中所显示的“疾病疾病”的可能的和不可能的可能的和不可能 的遗传方式，为什么？的遗传方式，为什么？ 患者双亲均正常隐性遗传隐性遗传 女性患者父亲正常常染色体隐性常染色体隐性 遗传遗传 系谱A 2.试指出试指出A、B、C三个系谱中所显示的三个系谱中所显示的“疾病疾病”的可能的和不可能的可能的和不可能 的遗传方式，为什么？的遗传方式，为什么？ 患者4、9双亲均正常隐性遗传隐性遗传 女性患者12儿子均患病，5父亲患病，家系中男性患者明显 较多最可能为最可能为X伴性隐性遗传伴性隐性遗传 常染色体隐性遗传常染色体隐性遗传亦可 系谱B 2.试指出试指出A、B、C三个系谱中所显示的三个系谱中所显示的

9、“疾病疾病”的可能的和不可能的可能的和不可能 的遗传方式，为什么？的遗传方式，为什么？ 5、6均患病，其女儿正常 显性遗传显性遗传 母亲正常（1、1）儿子却患 病排除排除X伴性显性遗传伴性显性遗传 只可能为常染色体显性遗传常染色体显性遗传 系谱C 图1-4 8例遗传病家系系谱 （1 1） （2 2） （3 3） （4 4） （5 5） （6 6） （7 7） （8 8） 1 2 1 2 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1

10、0 11 12 1 2 1 2 3 4 1 2 1 2 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 3 4 5 6 1 2 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 1 2 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 4.试指出下列系谱中所显示的试指出下列系谱中所显示的“疾病疾病”的遗传方式，其判断依据是什么？的遗传方式，其判断依据是什么？ 若为隐性遗传，I2、II1、II4均须为携带者，这种情况概率很低； 正常女性父

11、亲患病，排除X伴性显性遗传； 故最可能的遗传方式为常染色体显性遗传常染色体显性遗传。 4.试指出下列系谱中所显示的试指出下列系谱中所显示的“疾病疾病”的遗传方式，其判断依据是什么？的遗传方式，其判断依据是什么？ 由患病者父母均正常可知为隐性遗传； 因患病者均为男性，故最大可能为X伴性隐性遗传伴性隐性遗传，I2、 II2、II6均为携带者。 4.试指出下列系谱中所显示的试指出下列系谱中所显示的“疾病疾病”的遗传方式，其判断依据是什么？的遗传方式，其判断依据是什么？ 患病女性II3的父亲和儿子正常，排除X伴性隐性遗传； 若为常染色体隐性遗传，II4、II9须均为携带者，这种情况概率很 低； 最可能

12、为常染色体显性遗传常染色体显性遗传或X伴性显性遗传伴性显性遗传。 4.试指出下列系谱中所显示的试指出下列系谱中所显示的“疾病疾病”的遗传方式，其判断依据是什么？的遗传方式，其判断依据是什么？ 女性患者IV2父母正常 常染色体隐性遗传。常染色体隐性遗传。 4.试指出下列系谱中所显示的试指出下列系谱中所显示的“疾病疾病”的遗传方式，其判断依据是什么？的遗传方式，其判断依据是什么？ 疾病代代相传，最可能为显性遗传； 正常女性的父亲或儿子中出现患者排除X伴性显性遗 传，判断为常染色体显性遗传常染色体显性遗传。 4.试指出下列系谱中所显示的试指出下列系谱中所显示的“疾病疾病”的遗传方式，其判断依据是什么

13、？的遗传方式，其判断依据是什么？ 疾病代代相传，最可能为显性遗传； 正常女性的父亲或儿子中出现患者排除X伴性显性遗 传，判断为常染色体显性遗传常染色体显性遗传。 4.试指出下列系谱中所显示的试指出下列系谱中所显示的“疾病疾病”的遗传方式，其判断依据是什么？的遗传方式，其判断依据是什么？ 可能为常染色体显性遗传常染色体显性遗传或X伴性显性遗传。伴性显性遗传。 4.试指出下列系谱中所显示的试指出下列系谱中所显示的“疾病疾病”的遗传方式，其判断依据是什么？的遗传方式，其判断依据是什么？ 疾病代代相传，最可能为显性遗传； 正常女性的父亲或儿子中出现患者排除X伴性显性遗 传，判断为常染色体显性遗传常染色体显性遗传。 7. a是致病的隐性等位基因，相应的正常显性等位基因为是致病的隐性等位基因，相应的正常显性等位基因为A，在以下系谱中：，在以下系谱中： 母亲的基因型是什么？母亲的基因型是什么？ 父亲的基因型是什么？父亲的基因型是什么？ 孩子的基因型是什么？孩子的基因型是什么？ 疾病的遗传方式是什么