实验七 人类指纹的遗传分析

1、遗传学实验 人类指纹的遗传分析在人类的手指、掌面、足趾、脚掌等器官的皮肤表面，分布着许多纤细的纹线。这些纹线可分两种：凸起的嵴纹及两条嵴纹之间凹陷的沟纹。由不同的嵴纹和沟纹形成了各种皮肤纹理，总称皮纹。皮纹具有一定的特征，可以分类识别。在手指端部的皮肤纹理称为指纹（finger print）。每个人都有一套特定的指纹，且这套指纹的纹理终生不变。因而早在1890年Galton就提出用指纹作为识别一个人的标志。至今人们还利用指纹确认嫌疑犯、死者、失踪的儿童或进出某些重要部门的成员等。指纹有三种基本类型：弓形纹、箕形纹和涡形文（又称螺纹或斗形纹）。在后两种指纹中有三组纹线经过的三叉点，计算三叉点与指

2、纹中心的连线上的纹嵴数即得一个手指的纹嵴数。将十指的纹嵴数相加得总指嵴数（有关概念在“结果辨析”中详细介绍）。有人研究了亲属间总指嵴数的相关，发现同卵双生子与异卵双生子间的相关系数分别为0.95±0.07（理论相关1.00）、0.49±0.08（0.50）（这个结果也为鉴定双生儿究竟是同卵还是异卵提供了一种方法），而父母与子女间为0.48±0.03（0.50）（Chen,1988）。这个结果说明，总指嵴数是一种遗传的性状，且遗传基因是加性的。目前认为这个性状是多基因控制的数量性状，但究竟由哪些基因控制、其遗传方式是什么至尽尚未弄清。据研究，指纹在胚胎发育第13周开

3、始形成，在第19周完成（Nora,et al.1981）。自然，如果有某种遗传或生理的因素造成嵴纹发育不良，就能在指纹上反映出来。许多研究证实了这个推论。如Down氏综合证患者的10个指头都是正箕纹的比例增加，食指和小指上的出现反箕的比例较正常人高；Klinefelter氏综合证患者弓形纹正常人多，从而使总指嵴数降低。因而指纹又可作为诊断某些先天畸形的一种辅助工具。除指纹外，掌、趾、足等处的皮纹也用于遗传分析或临床诊断。 在本次实验中，诸位将获取并分析自己的指纹，计算总指嵴数，最后分析全班同学总指嵴数的分布情况。 实验材料和器具2B以上的软铅（B是铅笔硬度的标记，B前面的数字越大，笔

4、芯越软）； 白纸（一小片即可）； 透明胶带（胶带的宽度应与第一指节长度相当，不宜太窄）； 放大镜； 直尺（10cm左右）。 本实验中所用取手印的方法是Mertens(1998)的方法。作者认为使用这种方法获取手印很方便，同时得到的指纹也很清晰。也可用印泥或油墨等获取指印。用印泥或油墨取指印时，要注意各个手指在纸上滚压时，用力要均匀，同时不能太重，否则很难得到清晰的指纹。  实验步骤 1、洗净双手，擦干，用铅笔在白纸片上涂黑34cm见方的一小块。将要取指印的手指在涂黑的区域中涂抹，将整个指尖涂黑。揭一条宽度与手指第一指节长度相当的透明胶带，从指尖的一侧裹至另一侧，轻压，再揭下来，上面即

5、附着你的指纹。将这条透明胶带贴在表1“我的指纹”一栏中相应的位置上。2、重复第1个步骤，直至获得10个手指的指纹。3、参照“结果辨析及统计分析”中的有关内容，在放大镜下检查、分析你的指纹类型。算出总指嵴数。算出总指嵴数，并统计分析同班的同学的指嵴数的情况。 结果辨析及统计分析1、指纹的类型 人类的指纹主要有三种类型。 （1）弓形纹（arch） 由几种平行的弧形嵴纹组成。纹线由指的一侧延伸到另一侧，中间隆起成弓形。弓形纹又可分成两种。一种中央隆起很高形成帐篷状，称帐形弓（tented arch）；另一种是中间隆起较平缓的则称弧形弓（simple arch）。（2）箕形纹（loop） 几

6、种嵴纹从手指一侧发出后向指尖方向弯曲，再折回发出的一侧，形成一组簸箕状的纹线。箕口的开口方向有两种：一种朝着本手尺骨一侧（即小指方向），这种箕形纹称尺箕（ulnar）或正箕；而开口朝着桡骨一侧（即拇指方向）的称桡箕（radial loop）或反箕。（3）斗形纹(whorl) 又称螺纹或涡形纹，有几条环形或螺线形的嵴纹绕着一个中心点组成。根据构成斗形纹的嵴纹的形态，又可将斗形纹分成环形斗、螺行斗、囊形斗等类型。环形斗由几条呈同心圆环状的嵴纹组成；螺形斗则由螺线形嵴纹组成。如果在斗形纹的中心，有一条闭合的曲线形嵴纹与其内部的几条弧形线共同组成一个囊状结构，则此斗形纹为囊形斗。除了这三种基本类型的指

7、纹外，还有其他类型。它们有的由这三种指纹混合而成（如箕、斗混合，箕，箕并列等），有的形状奇特，无法归类。在总指嵴数的记数中，无法归类的不做统计。  2、总指嵴数统计皮纹中凡有3组不同走向的嵴纹汇聚的区域称为三叉点（tritadius）。用铅笔从指纹中心点到距中心最远的1个三叉点之间划一条连线，连线所经过的纹嵴数目（连线起止点处的嵴线数不计算在内）称纹嵴数（ridge count）。具体方法参见图。弓形纹没有圆心和三叉点，纹嵴数为零。斗形纹有两个甚至更多的三叉点，则取数值较大的一个作为其纹嵴数。双箕斗嵴线计数时，分别将两圆心与各自的轴作连线，计算出两条连线的嵴线数。两条嵴线数之和除以2

8、，其得数为该指纹的嵴线数。将10个手指的嵴纹数相加，综合称为总指嵴数（total ridge count,TRC）。表 我的指纹图型及纹嵴数 左 手拇指食指中指环指小指我的指纹指纹类型纹嵴数左手纹嵴数小计：右手拇指食指中指环指小指我的指纹指纹类型纹嵴数右手纹嵴数小计：总指嵴数：不同的种族间及不同和性别间总指嵴数存在差异。欧洲人平均男性约145，女性约127。有研究表明，中国人的总指嵴数比欧美人高，男约162.7，女约153.1（马慰国，1981）。另外，指纹类型的分布也存在着民族、种族的差异。统计表明，中国人弓、箕、斗三种纹出现的比例分别为2.5%、47.5%、50%（刘少聪，198

9、4）。 参考文献 李崇高.1979.630例正常学龄儿童手的皮纹学观察.遗传，1（4）：79 刘少聪.1984.新指纹学.合肥：安徽人民出版社. 马慰国.1981.西安地区750例人手皮纹图型调查分析.遗传，3（1）：15 苏应元.1979.皮纹嵴图型与先天畸形.遗传，1（1）：2124 Chen H.1988.Medical genetics handbook.Warren H.Green,Inc.,221226 Levitan M,et al.1977.Textbook of human genetics,2nded.Oxford University Press,Inc. Mertens T R,et al.1998.Genetics laboratory investigations,11thed.Pren