遗传与优生公选课考试重点

1、第一章 概 述本章要点：我们为什么都应学点人类遗传学知识人类遗传学研究方式的特色人类遗传学的几个基础性概念遗传病、先天性疾病和家族性疾病第一章 概 述一、什么是人类遗传学? 1、人类遗传学概念：人类遗传学（human genetics）是遗传学中一个重要的分支学科，它是专门探讨研究人类遗传和变异规律的一门科学。 2、遗传和变异： （1）遗传：是生物界的一种普遍现象a、概念：就是亲代和子代，子代和子代之间的相似现象。一个生物物种只会繁殖出同一物种的后代，每一物种的任何个体都继承着上一代的各种基本特征。如“类生类”、 “种瓜得瓜，种豆得豆”、龙生龙、凤生凤。 b、意义:各类生物才能维持其各自独有的

2、形态特征和生理特点的恒定，保持其物种的连续性。 “猪生象”，“鸡生凤”是不存在的现象，只不过是发育不正常的怪胎所引起的杜撰和误传。有谁见到过猪圈里走出一头小象和鸡窝里飞出一只金凤凰？ （2）变异：也是生物世界的一个普遍现象a、概念：就是同种个体之间差异现象。 如“ 一母生九子，连娘十个样”、“ 一母生九子，九子各别”，“人上一百种，种种色色”、“千人千面”，双胞胎。b.意义：变异是进化的原料，自然界形形色色，千差万别，丰富多3、人类遗传学研究的内容：（1）人类的特征特性是怎样遗传的？ （2）支配遗传现象的客观规律是什么？ （3）变异是如何发生的，有无规律性？ （4）遗传和变异的物质基础是什么？

3、 （5）人类有无能力控制遗传和变异，控制和治疗人的遗传疾病，进而控制人类自身命运？4人类遗传学包含的分支学科：(1)人类遗传学原理与医学实践结合形成分：a.医学遗传学 b、临床遗传学。(2)横向、纵向的比较研究分：a.人类群体遗传学 b、进化遗传学 c、发育遗传学 d、行为遗传学等分支。 (3)人类遗传学疾病不同起因分：a.辐射遗传学 b、药物遗传学 c、毒理遗传学 d、免疫遗传学 e、肿瘤遗传学。 (4)从不同研究层次和研究技术上分：a.人类细胞遗传学 b、人类生化遗传学 c、人类体细胞遗传学 d、人类分子遗传学 e、人类基因工程学等。二、人类遗传学研究方式的特点人类遗传学的研究方法与普通遗

4、传学的常规研究方法有显著的不同。 1、普通遗传学研究，需要具备三个基本条件：（1）实验对象的选择：基因型完全相同或相似的纯系、自交系、无性繁殖系。周期短、繁殖快、繁殖量大。(2)实验环境的选择：相对稳定的一致性，这样能排除环境的影响 （3）对实验方案的选择：可按照人为意愿进行不同遗传型之间的杂交。 人类遗传学难以实现上述的三点，原因：(1)人类个体之间遗传背景差别比较大，又不能人为制造纯系和无性繁殖系，不可能进行实验性婚配 (2)人类生活的社会环境也不可能受遗传学家控制和支配 （4）人类世代周期长：20年一代，后代个体数量少，1-10几个（现在1-2个），难以满足数量统计要求。（1）社会普查：

5、通过发病群体普查，特别是患者亲属普查来判断是否是遗传性疾病，确定发病率和基因频率 （2）系谱分析：对患者家族所有成员的发病情况追踪调查，绘制成系谱图，确定该遗传病的分布和遗传方式。现在用此法鉴定单基因遗传病及遗传方式。 (3)双生儿分析：是一种特殊的研究方法a.同卵双生基因型相同，性别相同，表型也极相似；b、异卵双生相当于兄弟姐妹，遗传特征相似不相同，性别和表型可能相同，也可能不同。 c、用此方法可以有效鉴别某种疾病或性状是否是由遗传因素所决定，对同卵双生在不同条件下生长的调查分析，有助于判断遗传因素和环境因素对某种表型的形成所起作用的大小。 （4）染色体分析：基因病和染色体病两大类。染色体病

6、是由染色体数目和结构变异所引起的，这些畸变都可以通过染色体检查来鉴别。 （5）DNA分析：对于由基因突变所引起的基因疾病，可以用多种分子生物学技术来鉴定诊断，例如，限制性片段长度多态性（RFLP）连锁分析、DNA重组分析、DNA指纹分析和mRNA差异显示等技术。 （6）人类基因组作图：为了全面认识了解人类基因组的全部分子结构和功能，1990年开始，投资30个亿，中国、美国等6个国家联合开展对基因组全面测序作图的宏伟计划，对人类基因组3X109bp，大约3-4万个基因进行全序列测序，绘制详尽的遗传学图谱，2000/6/27已经宣布人类基因组草图完成。三、我们为什么要学点人类遗传学知识？1、为了自

7、己和家庭成员的健康，应该学习：遗传疾病和健康的关系受到人们的高度重视，其原因如下： （1）遗传疾病对人类健康的威胁日益明显突出：1996年全世界统计公布的遗传疾病已经达到7746种，估计每100个新生儿就有4-5人患病；低能儿中有2/5是由遗传病引起的；流产胎儿中有1/2是由染色体病引起的。 （2）许多严重影响人类健康的疾病已经被证实与遗传因素密切相关：如癌症、糖尿病、冠心病、动脉粥样硬化、高血压、精神分裂症等常见病的患者，往往被确诊与家族遗传直接有关；某些病原菌引起的传染性疾病，在某些群体中表现出的发病易感性是受其遗传背景影响的，这些易感家族中存在有家族性遗传的免疫系统缺陷。人类群体中大约有

8、20%25%的人都不同程度地患有不同种类的与遗传相关的疾病。（3）未发生遗传病的人并非与此无关，我们每个人平均都带有5-6种有害基因，即是说每个人都从父母那里继承了5-6个有害的 隐性基因（没有表现出来），又遗传给自己的子孙后代，这种现象称为遗传负荷。（4）妇幼保健是全人类关心的大课题：如何增进后代的健康水平，提高人口质量，改善遗传素质，减少群体中有害基因的频率，已经提到议事日程上来。所以这门课程对了解自己及家庭成员的健康会有一些帮助。2、为了将来的工作和生活，更应该学习：21世纪是生命科学的时代这是因为： （1）生命科学已经从描述性科学、记录性科学迈进到了工程科学阶段，生物工程高科技成果正在

9、进入产业化，必将影响到人类社会发展进程。目前人类所面临的人口、健康、粮食、环境和能源等重大问题无不依赖生命科学发展来加以解决（2）同学们今后无论从事何种工作，都不可避免地会接触或涉及到生命科学的各种问题。作家（中文、英语、历史）： 科普作品、报告文学、小说； 数学家 ： 生物统计、数量遗传学、数值分类；电脑专家：计算机模拟预测蛋白质结构和功能、基因结构和功能；物理学家：双螺旋结构； 化学家：生物化学法学家：从事公安政法工作，DNA破案g、地理学家：环境生态方面工作要和植物、动物打交道。（3）有关生物工程的高新技术和成果必将出现在医疗、医药、保健品、营养品、食品等消费品中，在改善人类生存条件及生

10、活质量方面呈现出繁荣景象，我们每个人将面临如何选择和适应新时代的人生课题，同学们为了今后的工作和生活顺利，应该学习一些人类遗传学知识。关于人类遗传学的几个基本概念1.有关的名词术(1)基因(gene):基因是DNA分子上具有一定遗传效应的一段特定的核苷酸序列。 (2)基因座：基因在染色体上的具体位置称为基因座。(3)野生型基因与突变型基因：a.野生型基因：是指自然群体中出现最多的基因类型叫。 b、突变型基因：由野生型基因突变而来，表现出变异的基因叫。 c、+/y（+：野生型，灰身；y：黄身）(4)等位基因：在同源染色体上位点相同、控制同类相对性状的一对基因.(5)纯合体与杂合体：a、纯合体：对

11、一对等位基因来说，体细胞中的两个基因成员相同，如AA或aa ，这样的个体叫。 b、杂合体：对一对等位基因来说，体细胞中的两个基因成员不相同，如 Aa，这样的个体叫。 (6)显性基因：控制显性性状的基因叫。隐性基因：控制隐性性状的基因叫。(7)表现型与基因型：表现型：又称为表型，是生物个体所表现的性状总和。 基因型：又称为遗传型，是生物个体的基因总和。2.孟德尔第一遗传定律分离定律孟德尔（18221884）从 1856 年起开始豌豆试验。 孟德尔的基本方法是杂交。他挑选了七对性状。 经过近 10 年的潜心研究，孟德尔发表了他的研究报告。其内容可概括两个定律。相关符号P: 表示亲本(parent)

12、 : 表示母本(female parent) : 表示父本(male parent): 表示杂交,在母本上授上外来的花粉 F (filial generation): 表示杂种后代F1: 杂种一代 F2: 杂种二代 Fn: 杂种n代: 自交,指同一植株上的自花授粉或同株上的异花授粉。 （2）基本概念 性状（Character)：遗传学中把生物体所表现的形态特征和生理特性统称为性状。单位性状(Unite Character)：能被区分开的每一个具体性状。每个单位性状在不同个体间有各种不同的表现。相对性状(Relative Character)：同一单位性状在不同个体间所表现出来的相对差异。杂交：

13、不同基因型个体之间的交配。自交：植物中有自花授粉的植物，是自己的花粉落在自己的柱头上。如豌豆。显性性状：在F1代表现的某一亲本的性状。 隐性性状：在F1代没有表现的、而在F2代中表现出的某一亲本的性状。 显性基因：控制显性性状的基因。 隐性基因：控制隐性性状的基因。 分离现象：两个纯合的具有一对相对性状的亲本杂交，F1代群体中，只有一种基因型和一种表现型，这叫一致性。而在F2代中又出现了两种表现型和三种基因型的现象，叫分离现象。 分离比：3：1 （3）分离规律的本质：杂种F1代 在形成配子时，等位基因分离、形成数目相同、类型不同的雌雄配子，雌雄配子随机会结合，构成了F2代特定的分离比。 （4）

14、验证：测交验证测交：杂种F1代与隐性个体的交配。 回交：杂种F1代与双亲之一的交配。 Rr（F1） rr(隐性个体) Rr rr 圆 皱 1 ： 13、孟德尔第二遗传定律自由组合定律 ( 2） 分离比：9：3：3：1（3）自由组合定律的本质：杂种F1代 在形成配子时，等位基因分离、在等位基因分离的基础上，非等位基因（不同的基因，如R、Y基因）可以自由组合形成数目相同、类型不同的雌雄配子，雌雄配子随机结合，构成了F2代特定的分离比（9：3：3：1）。 （4）测交验证： RrYy（F1） rryy (双隐性个体) 测交后代 RrYy 、Rryy、rrYy、rryy 圆 黄、圆绿、皱黄、皱绿 1 ：

15、 1 ： 1 ： 14、遗传疾病、先天性疾病和家族性疾病（1）遗传疾病:即遗传病a、概念：是指由于生殖细胞或受精卵的遗传物质发生突变（或畸变）所引起的疾病。b、特点：通常具有垂直传递（世代之间，上下代之间遗传）和终身表现的特点。c、范围：体细胞（非生殖细胞）中的遗传物质突变虽可引起个体发病，但是不可能遗传。如某些肿瘤，仅仅是造成患者体内局部体细胞的遗传信息改变而产生肿瘤，不会传给后代，不列人遗传病范畴。d、获得性遗传的问题：早期的研究者认为体细胞遗传物质的变异可以累积遗传给后代，他们称之为获得性遗传。但魏斯曼反对，例如切割老鼠尾巴实验，一对、20代、21代的小老鼠的尾巴和老祖宗的尾巴一模一样（

16、2）先天性疾病： a、概念：先天性疾病是指那些一出生就表现出来的疾病，即从娘肚子带来的病。如有些形体异常的先天性畸形等。b、与遗传病的关系：许多遗传病出生就能表现出来，它们是先天性疾病；但是不是所有的先天性疾病都是遗传病。如先天性梅毒不是遗传病，母体感染胎儿的，爱滋病不是遗传病等等。另外，不是所有的遗传病都一定在出生时就表现，如小脑运动失调症的遗传病，35岁才发病，后天性，是一种延迟显性遗传病，很显然不是先天性疾病。 c、所以说，遗传病和先天性疾病是两个不能等同的概念，遗传病可以是先天发生的，也可是后天发生的；先天性疾病有可能是遗传病，也可能不是遗传病。（3）家族性疾病： a、概念：同一家族成

17、员之间的生活条件往往相似，因此某些环境因素可能引起某种疾病在家族内集中发生，如夜盲症的发病常常表现为家族性，这是由于饮食习惯造成的维生素A缺乏。但不是遗传病。 b、与遗传病概念的区别：有不少遗传病表现有家族性，并非所有家族性疾病都是遗传病，如白化病是一种隐性遗传病，但表现为非家族性发生，呈现散发状态。 第二章 生命从一个细胞开始一、人的生命始于合子1、合子：人体是由受精卵发育而来的，而受精卵是精子与卵子结合的产物，又称为合子。人的生命开始于合子，年龄的计算应把实际年龄加上10个月。2、受精卵：是由精子与卵子合并构成的一个细胞。当我们能看到一小点的时候，只有百万分之一克重，经过10个月的胚胎发育

18、，出生时婴体具有2x1012个细胞，即2万亿个，达到 3-4公斤成人50公斤，16 x1014个细胞。二、细胞生命活动的基本单位1、细胞在人体中的功能和作用： （1）细胞是人体最基本的结构单位 （2）细胞在生命活动中的作用 （3）细胞是人体生长发育的基本发育单位 （4）细胞是人体遗传的基本遗传单位 细胞核 ：由两层生物膜围成，遗传信息贮藏在核内，是 DNA 复制和 RNA 合成场所。 核膜：由内外两层单位膜组成；双层膜上有相连通形成的核孔。 核仁：无外膜，一般在同种物种中数目固定。包括rDNA、rRNA和核糖核蛋白。 核质：核仁以外、核膜以内的物质，包括染色质和核液。内质网 由单层生物膜围成。

19、是蛋白质合成、修饰和分泌；脂类合成的场所光面内质网：膜上无核糖体，但有活性酶，其主要功能是合成脂类，包括脂肪、磷脂和甾醇。 糙面内质网：膜上有核糖体，是蛋白质合成的场所。包括分泌性蛋白质、膜蛋白、以及内质网、高尔基体和溶酶体中的蛋白质。高尔基体 由单层生物膜围成的扁平囊组成。最主要功能是对蛋白质进行加工、分选、包装和运输。 溶酶体 由单层生物膜围成，含有多种酸性水解酶。 功能有二：一是与食物泡融合，将细胞吞噬进的食物或致病菌等大颗粒物质消化成生物大分子，残渣通过外排作用排出细胞；二是在细胞分化过程中，某些细胞器和生物大分子等陷入溶酶体内并被消化掉。这是机体自身重新组织的需要。线粒体 由双层生物

20、膜围成，是生物氧化、产生能量的场所。细胞质 有多种蛋白质和酶，是糖酶解和糖元合成等反应的场所。细胞骨架 由蛋白质亚基组装成，和细胞形状、迁移、信息传导等有关。核糖体 由 RNA 和蛋白质形成的大颗粒，是 蛋白质合成的场所。植物细胞的典型结构与动物细胞相比, 有几点不同:植物细胞 动物细胞有细胞壁 没有细胞壁有叶绿体 没有叶绿体有中央液泡 没有中央液泡 三、细胞的自我复制（增殖、分裂）1、概述：（1）由一个细胞组成的合子经过10个月由2万亿个细胞构成人体的巨大演变，完全依赖于细胞的复制增殖，通过细胞分裂、细胞生长、细胞分化发育3个基本进程来实现。（2）细胞分裂的两种形式：有丝分裂和减数分裂；减数

21、分裂形成生殖细胞；体细胞的增殖是以有丝分裂方式进行的。2、有丝分裂 ： （1）作用: 增加体细胞的数目（2）细胞周期：从上一次细胞分裂结束到下一次细胞分裂结束的一段时期。包括间期和分裂期。 间期：从上一次分裂结束到下一次分裂开始前的一段时期。并不是静止的，处于高度活跃状态，如DNA复制，组蛋白量的增加。 a、G1期：复制准备期，各种蛋白质合成 。 b、S期： DNA合成期，染色体复制期 c、G2期：合成后期，少量蛋白质合成 分裂期：（3）过程:四个连续阶段，细胞核和染色体动态变化的特征。前期：prophase a、染色质由间期时细长的染色线螺旋化而逐渐缩短加粗 b、前末时可清楚地看到染色体，能

22、看到微管组成微管网，形成纺锤丝 c、核仁大而明显中期：metaphase a、核仁消失，核膜破裂是进入中期的标志b、染色体移向赤道，着丝点排列在赤道板上。极面观：清楚看出染色体数目和形态；侧面观：染色体列为一横排 c、牵引丝连接染色体着丝点；与连续丝共同组成纺锤体，染色体着丝点排列在赤道板上面。 后期 ：anaphase a、着丝点复制完成，分裂为二，染色单体在牵引丝的牵引下分开成为子染色体，子染色体各移向两极。 b、子染色体向两极移动的机理： 微管聚散假：牵引丝缩短，连续丝伸长。构成两极一端的牵引微管不断解体致使牵引丝变短，解体后的微管蛋白都直接聚合到连续丝的末端，造成连续丝加长，将染色体推

23、向两极。 微管滑动假说：后期染色体移动是靠牵引丝微管和连续丝微管间的滑动实现的。 末期：（telophase） 及胞质分裂：a、染色体到达两极后集聚成团，染色体解体，核重建，核膜，核仁重新出现。b、线粒体和叶绿体等细胞器已经增殖。胞质开始分裂、纺锤体在赤道部位变成纤丝状，此区域叫成膜体。 高尔基体和内质网的半液态小泡，集结融合成细胞板。它先在中心形成，后向四周延伸、扩散到原来的细胞壁，构成新壁的一部份 （4）意义：保持性状发育和遗传上的稳定性 细胞分裂生物体才能生长3、减数分裂（1）概念：又叫成熟分裂，是有性生殖生物形成性细胞过程中一种特殊的有丝分裂。 （2）特点：a、两次连续细胞分裂 b、染

24、色体只复制一次，一次分离和一次分裂。 c、四个子细胞的染色体数目减半 （3）过程：两次连续分裂：细胞核和染色体动态变化的特征。 减数第一次分裂前期：时间长细线期：染色体细长，缠绕在一起偶线期：同源染色体联会、配对粗线期：二价体、交叉，交换。双线期：交叉端化浓缩期：染色体最清楚中：同源染色体着丝点排列在赤道板的两侧面。后：同源染色体移向两极。末： 减数第二次分裂前、中、后、末与有丝分裂过程完全相同（4）交换：发生在减分中,前期的粗线期，同源染色体的非姊妹染色单体之间交换了对应的片段，导致了其上的基因（A-a）也发生了交换。 图2-4 （5）意义：a、与受精作用交替进行，确保遗传物质在上下代的稳定

25、。图2-5 b、非姐妹染色单体间的交换重组，子代发生变异，变异是进化的原材料。 四、精子和卵子是怎样形成的（1）部位：在生精小管中发生的。（2）形成过程： 期：增殖期：有丝分裂；6-7周龄的男性胚胎中已经出现胚胎外生殖器，在青春期之前，其中的精原细胞大量进行有丝分裂。期：生长期：停止分裂，体积增大；精原细胞初级精母细胞。青春期后，由于性激素的诱导精原细胞开始分化为初级精母细胞。期：成熟期：初级精母细胞次级精母细胞精细胞。 初级精母细胞经过减数分裂产生两个次级精母细胞，经过减数分裂形成4个单倍体的精细胞 期：变态期：经过变态，长尾巴，转变成能灵活运动的精子。 （3）精子的形态及精细胞的变态过程

26、a、扁圆形的头部（含细胞核及遗传物质） b、帽状顶体（由溶酶体转变而成，内含有蛋白酶和透明质酸酶）c、颈部（含有巨大的线粒体，提供能量）d、长尾（中轴部分是由维管组装的特殊结构，可保证尾巴能摆动以利于精子的游动）。 （4）后熟过程：刚形成的精子必须由生精子小管进人附睾中储存数天到数周才能完成其后熟发育。所以性交过于频繁，精子在附睾中停留时间短，无受精能力，会导致不育。 （5）获能过程：进入女性生殖器官中的精子，还需要外生殖器中的理化因子作用5-6小时后，才能具备受精能力。如果外生殖器的分泌物异常也可能导致不育。 2、卵子的形成（1）部位：卵巢 （2）过程：期：增殖期：有丝分裂；卵原细胞 期：生

27、长期：初级卵母细胞 期：成熟期：初级卵母细胞次级卵母细胞成熟的卵细胞 减数分裂前期：初级卵母细胞双线期阶段 休止期：双线期阶段青春期。大部分停留在双线期阶段，10多年到40-50年。 减数分裂复始：青春期中阶段。女性青春期后，每个月就会有一个初级卵母细胞分裂为一个次级卵母细胞+1个极体。次级卵母细胞进入减数分裂，再次停留在中阶段，此时它从卵巢中被排出，进入输卵管中，等待受精，这个过程叫排卵。 这个次级卵母细胞面临两种可能的前途：a、成熟卵细胞的形成：可能遇到精子，在精子的激发下，完成减数分裂，中期后面的过程，形成一个成熟的卵细胞（图2-9），并释放出第二极体（原第一极体也分裂出2个第二极体，共

28、3个第二极体不久自行消失），随后这个受精的卵细胞再完成雌核和雄核的融合，成为二倍体的合子。b、次级卵母细胞崩解消失：另一种可能是这个次级卵母细胞在12小时内没有遇到精子，则自身发生变化，从输卵管中崩解消失，直接导致月经的发生。（3）卵巢中的绝大部初级卵母细胞是终生不能发育成熟：正常女性有月经的年龄是12-45岁，大约是30-35年，终身能形成大约400个成熟的卵子，仅仅占卵巢中原有初级卵母细胞的0.1%，所以说卵巢中的绝大部分的初级卵母细胞是终生不能发育成熟，最终在卵巢中蜕变消失。 五、受精过程精子获能成熟后经过女性外生殖器和子宫到达输卵管上端，与卵细胞相遇开始受精过程： 1、顶体反应：因卵细

29、胞外围有辐射冠和透明带（两者都由大量卵泡细胞环绕组成）保护，于是精子头部前端的顶体膜上出现许多小孔，释放出蛋白酶和透明质酸酶，使卵泡细胞之间的胶状基质溶解形成孔道，进而在透明带上也溶解出一个小孔，这样就为一个精子接近卵细胞打开了一条通道，此现象被称为顶体反应。2、然后精子与卵子的局部细胞膜相互融合，形成孔洞，精子头部由此钻进卵细胞，精子尾部留在卵细胞膜外，水解消失。 3、卵细胞膜外保护层发生变化，阻止其它精子再进入卵细胞。 （1）雄原核（雄核）：进入卵细胞的精子头部膨大成雄原核。（2）雌原核（雌核）：卵细胞完成减数，核发育成雌原核。（3）24h内，两核合成一体，真正完成受精过程，形成合子。合子

30、随即开始分裂增殖，新一代生命就这样开始了。 六、胚胎的分化发育1、胚胎发育进程：从合子开始卵裂，到280天左右分娩，是人体胚胎的发育阶段，有3个进程：（1）胚胎生长：胚胎细胞的 大量有丝分裂； （2）胚胎分化：胚胎中各种组织细胞功能的分化和基因表达活性的调控； （3）胚胎形态建成：胚胎中各类器官系统的构建以及各类特化细胞的迁移。胚胎期胚期（前3个月）+胎儿期（后7个月），前3个月最敏感，变化也最大。2、胚胎期的发育变化：(1)合子胚球：合子开始卵裂是一分为二、二分为四形成的一团细胞叫胚球，一边分裂一边从输卵管中位置下移，在受精后4-5天进入子宫 （2）此时胚球的形态也发生变化（胚胎学上叫桑椹胚

31、囊胚）：胚球分为两层外层的滋养层细胞+内部的未分化的细胞团。 （3）着床或植入：a、着床或植入：进入子宫1-2天时，囊胚就固定在子宫壁上，叫着床或植入。即外层的滋养层细胞与子宫壁的粘膜细胞之间发生融合，组成一层合胞滋养层。b、合胞体：合胞滋养层的所有细胞全部融成一片，可见其中有许多细胞核，但是无细胞膜分隔，所以称为。、胎盘的前身：这层合胞滋养层就是胎盘的前身，母亲通过胎盘供给胎儿的氧气和营养。（4）在囊胚着床的同时，其内的细胞也开始分化为两层（在排卵后的第八天左右）外层称为外胚层+内层称为内胚层。（5）胚胎发育进入原肠胚阶段：中胚层的形成：此时内外胚层之间又形成了一层，称为中胚层。此后胎儿身体

32、上的全部器官都是分别由这3层细胞发育分化而来。图2-11 a、外胚层脑、脊髓、脊椎神经干、耳、眼、毛发、牙齿；b、内胚层消化系统（口、食道、胃、肠、肝）和呼吸系统（气管、肺等）；c、中胚层肌肉、骨骼、血液循环系统（心脏、血管）和泌尿生殖系统（肾、性腺等）。 总之，从一个受精卵到2万亿个细胞组成的新生儿，是通过大量细胞分裂、生长、分化和发育形成的；父母两套基因的协调，不断发生各种指令和调控作用，指挥胚胎的发育分化，使其按照正确程序进行；另外，子宫内部、外部的环境因素也发挥重要作用。七、双生与多生1、双生儿类型：双生儿的出生率：亚洲1/150，美国1/89。 （1）同卵双生：真双生，一个受精卵而来

33、，占双生儿的1/3，遗传基础完全相同，性别一致，容貌、性格。智力很相似。 （2）异卵双生：假双生，占2/3。由母亲的排卵周期中排出的两个卵子各与一个精子结合形成的两个合子发育而来，尽管是同胎，其关系类似于不同胎的兄弟姐妹之间的关系。遗传基础有差别，性别可能相同，也可能不相同，容貌、性格、智力、身高都有差别 (3)识别真假双生的方法：看性别：如果是一男一女，肯定是假双生 看胎盘和羊膜的类型：图2-12 、单羊膜、单胎盘的是真双生，70% b、还有两个羊膜或胎盘的真双生占30% 查血型和免疫学指标：是最可靠的方法，完全相同的是真双生，假双生则有不同。2、镜像现象： 发生在真双生中，即双方的容貌互呈

34、镜像，即互为反转的，占22%，表现在身体的各个部位。图2-133、联体 复合双生或联体双生：是由于胚胎发育早期，虽然分离成两个胚胎，但是分离不完全，彼此之间常有不同程度的愈合发生，所以就形成了各种连接位置不同和联结程度不同的孪生畸形胎儿。图2-14 4、一胎多生：（1）双生儿少见，但是一产多胞胎，如3、4、5、6胞胎，甚至8胞胎更是少见。多胞胎中有同卵的，也有异卵的，或者部分是同卵而部份是又是异卵的。 （2）我国近几年报道几例龙凤4胞胎，有同卵也有异卵的，白人夫妻的多胞胎中，竟有黑皮肤婴儿。 （3）双生和多生在不同人种中的发生率是不同的：黑人高，白人次之，黄种人最低。发生频率公式林海法则（1/

35、89）n，n是每产婴儿数-1按此推算，3胞胎发生频率（1/89）2 1/8000，即8000次生育中有一个3胞胎，6胞胎的发生频率是（1/89）5 1/56亿。 八、流产和不育1、自发流产：（1）概念：在胚胎发育过程中，由于某种内部或外部的原因引起妊娠 自行终止的现象（不包括人工流产）。 （2）早期流产不容易被察觉（3）原因是与胚胎中的染色体异常有关系 （4）由于遗传物质异常引起的自发流产，是人类繁衍后代过程中的一项重要的保护性自然选择机制，对维持人类遗传素质有利。2、不育：（1）概念：与受精过程相关的问题是不育现象。新婚夫妻第一个月怀孕占25%，6个月之内怀孕占63%，一年之内怀孕占87%一

36、年以上仍未怀孕则应该考虑可能与不育有关。（2）原因：、男方原因引起的不育占40%：男性不育检查简单，治疗相对困难，引起男性不育的原因很多，如精液量少于3ml，精子数量不足于1107/ml ，或者精液的pH值不适或果糖含量偏低，精子形态异常，游动能力差，或未完成后熟过程和获能过程，传染病、慢性病、职业病、不良生活习惯如酗酒等。若是遗传缺陷的原因、则无法治疗。 b、女方原因引起的不育占60%：女性不育检查较麻烦，治疗相对较易，不育原因有50%是由于输卵管阻塞引起的的，30%是由于子宫颈和子宫病理原因引起，20%是由于性激素分泌异常引起的。治疗比较有效。输卵管阻塞通过手术，排卵功能异常通过药物治疗能

37、恢复正常，遗传缺陷则是永久不育。第三章 生命和遗传的物质基础一、生命存在的基本要素蛋白质1、蛋白质的功能作用 (1)一切生命都是以蛋白质作为有机体的基本物质材料：人体中的蛋白质大约有7万种，构成人体重的45%，（2）起各种重要的功能作用： a、结构材料:如骨骼等组织中的胶原蛋白； b、运输作用：如红细胞中的血红蛋白，肌肉组织中的肌红蛋白； c、储存性营养物质作用：受精卵中的卵精蛋白，人乳中的酪蛋白是胚胎婴儿个体发育所必须的营养； d、人体运动和力量的源泉作用：肌动蛋白和肌球蛋白； e、抗体作用：免疫球蛋白；具有调节体内新陈代谢的激素作用；胰岛素等等。2、蛋白质的化学组成（1）组成单位：氨基酸。

38、 20种（2）氨基酸的结构与多肽、蛋白质： a、氨基酸的结构通式 图： b、多肽、蛋白质的形成图示：蛋白质的三维空间结构与其活性和专一性有关。 胰岛素空间结构示意图3-1 。 d、人血红蛋白由2个和2个链构成4聚体，若链的6位上的谷氨酸被颉氨酸代替，则正常的红细胞被镰刀形红细胞代替，人就患镰刀形细胞贫血症。图3- 2。一个细胞中有3000多种酶，产生的酶病就达200多种。3、蛋白质的合成调控： DNA和RNA来提供完整的资料和蓝图，保存复制和传递到细胞中的各个生产车间，按照蓝图来生产各种合格的蛋白质产品。二、遗传物质DNA和RNA1、DNA：是主要的遗传DNA是一种双螺旋生物大分子。 基本结构

39、核苷酸（nucleotide）2、RNA（1）结构：与DNA的化学组成基本相似，也是由4种不同的核苷酸组成的多核苷酸链，（2）与DNA有3点不同：a、空间结构不同：单链 b、所含的戊糖不同：核糖 c、组成碱基：A、U、G C （3）种类主要有3种：mRNA，rRNA、tRNA DNA分子的双螺旋结构（1）提出：由Watson（美国哈佛大学来到英国剑桥大学做博士后） and Crich （研究理论物理），根据伦敦皇家学院Wilkins实验室由Franklin 拍摄的DNA分子X-射线衍射照片，1953年提出DNA分子双螺旋结构。因此获得了诺贝尔奖。 （2）内容：双螺旋结构的内容:a.DNA分子由

40、两条平行且反向的多核苷酸链构成 .b、外侧骨架“磷酸脱氧核糖”交替排列 c、碱基间通过氢键连在一起形成碱基互补配对AT GC A十GT十C （3）DNA分子双螺旋结构的意义脱氧核苷酸的排列顺序千变万化（多样性）双螺旋结构-体现了遗传物质的稳定性。每一DNA都有其特异的脱氧核苷酸的排列顺序。 （特异性）半保留复制 在以母链为模板合成新的子链的过程中，新合成的子链上脱氧核苷酸的排列顺序与另一条每链上脱氧核苷酸的排列顺序完全相同，故母链与子链螺旋化形成的新DNA分子中碱基对的排列顺序也完全新形成的每个DNA分子中的双链有一条是未自上代DNA的母链，所以叫半保留复制。 DNA复制的过程 解旋：在DNA

41、解旋酶的作用下，能量ATP的参与，把双链螺旋的DNA打开氢键，解开成为两条单链，且以单链为模板。 合成：在DNA合成酶的作用下，以母链为模板，ATP为能量，脱氧核苷酸为原料，按碱基互补配对原则合成为一条新的子链。 复旋：在DNA复旋酶的作用下，以ATP为能量，一条母链和一条子链螺旋成为一个新的DNA分子。即： 1DNA2DNA单链（母）2母2子（母十子）（母十子）2DNA 三、奇妙的遗传密码系统1、基因的作用是决定蛋白质的合成。蛋白质是由20种以上不同的氨基酸连接而成，DNA就必须有20种不同的信息，才能正确指导蛋白质的合成。2、DNA的信息组成：是由4种不同的核苷酸组成，由4种不同的碱基来区

42、别，遗传信息是由这4种硷基的不同组合构成的遗传密码来表达。它存在于DNA之中。3、4种硷基的不同组合是怎样决定氨基酸的？ 4、密码子：由3个核苷酸决定1种氨基酸的密码，被称为三联体密码子（所谓三联体是指前后相邻的三个碱基形成一个密码）遗传密码表3-1。 5、一个氨基酸有多种密码子，叫简并性。具有重要的生物学意义：（1）同义密码子多的氨基酸遗传稳定性高，如果DNA上的单个硷基发生突变，突变后的密码子仍然翻译成同样的氨基酸，蛋白质不会发生异常。 （2）如果没有密码子的简并规律，64个中有40个无义密码子，产生大量无活性的蛋白质，后果不堪设想。 6、遗传密码的通用性四、遗传信息的转录和翻译1、转录（

43、1）概念：以DNA为模板，以碱基互补方式合成RNA的过程。DNA分子把遗传信息传递给mRNA。部位：细胞核中。 （3）过程：a、DNA局部解螺旋，变性 b、以一条链为模板，根据互补原则，在RNA 聚合酶的作用下，合成一段RNA新链，A-U c、RNA 新链离开模板，DNA恢复双链结构 d、mRNA前体经过修饰（剪接、代帽、加尾巴）成为成熟的mRNA，通过核孔进入细胞质转录小结场所： 主要在细胞核 模板： DNA的一条链 原料： 4中核糖核苷酸原则： 碱基互补配对原则（A-U） 方向： 5 3端 产物： RNA2、（转）翻译（1）概念：指基因的遗传信息通过RNA（mRNA）传递给蛋白质的过程。这

44、一过程的生化反应是以mRNA为模板，按照碱基互补配对原则，在蛋白质合成酶系的作用下，合成特定蛋白质的过程。（2）部位：细胞质中。（3）工具：a、mRNA：信使RNA，传递遗传信息 b、tRNA：转移RNA，运输工具 图3-6 c、rRNA：核糖体RNA，它是核糖体的组份，蛋白质合成的车间 除此之外，还需一系列有关蛋白质合成的酶和蛋白质因子参与合成反应主要过程A、蛋白质合成起始物的形成和氨基酸活化。B、肽链的起始 。C、肽链的延伸和终止翻译过程小结场所： 核糖体 原料： 氨基酸 模板： mRNA 转运工具： tRNA 原则： 碱基互补配对原则 方向：N端C端 产物： 多肽链（5）说明：tRNA

45、和rRNA是分别由tRNA 基因、rRNA基因转录而来；AUG 是起始密码子 UAA、UAG和UGA是终止密码子 五、从基因到性状表达 1、中心法则：图要自己绘画2、从基因到性状的表达是一个多步骤的复杂过程。中心法则（Central dogma）Gene决定性状，性状是以蛋白质形式体现的；遵循生命物质的运动基本规律-中心法则。1958年，Crick提出，1970年Baltimore和Ternin等修正补充。医学遗传学08.基因操作本章节重点 重组DNA技术 分子杂交技术 PCR技术及应用重组DNA技术(recombination DNA technique)：将目的DNA片段或人工合成的基因，

46、通过运载体在体外重组、转移并插入到另一种生物的基因组中，使其表达为新的性状或用于进一步的研究。也称基因工程(genetic engineering)，是基因操作的核心技术。包括DNA克隆(DNA cloning)和分子杂交(molecular hybridization)。重组DNA构建 转化 扩增(克隆) 分离和检测限制性内切核酸酶限制酶：能够识别DNA链的特定部位并能进行切割。Type Type Type 平末端(Blunt end) & 粘性末端(Sticky end)限制性内切核酸酶进行DNA重组，需要载体DNA和外源DNA具有相同序列的粘性末端。使用相同的限制酶使用识别相同靶序列的不

47、同限制酶使用识别不同序列，但能产生一致粘性末端的限制酶DNA连接酶一种封闭DNA链上缺口的酶，借助ATP水解提供的能量催化DNA链的5 -PO4与另一DNA链的3 -OH生成磷酸二酯键。运载体运载体(Vector)是能将外源目的DNA导入受体细胞，并可自我复制和增殖的工具。分子量小。有多种限制酶切位点。有可供选择的标记基因或报道基因。克隆载体有复制起点，表达载体有启动子。运载体(Vector)是能将外源目的DNA导入受体细胞，并可自我复制和增殖的工具。插入型 & 置换型 克隆载体 & 表达载体质粒(plasmid)质粒是存在于许多细菌中，独立于染色体外的双链闭合环状DNA分子。) 噬菌体(La

48、mbda phage 噬菌体是一种可在体外包装的细胞病毒，能高效感染细菌细胞并在其中克隆中等长度的DNA片段的载体。Cos site 裂解 & 溶源噬菌体置换载体 噬菌体插入载体粘粒(cosmid)粘粒是将质粒和噬菌体改建的一种人工载体。cosmid只含有噬菌体的复制起点，抗性标记(来自质粒)以及cos粘性末端，多用于构建高等生物的基因文库。可环化，不会裂解宿主细胞 (phage )可自我复制 (plasmid)45 kb外源DNA可与同源序列质粒重组大片段DNA克隆载体P1噬菌体 & PAC BAC, 细菌人工染色体 YAC, 酵母人工染色体着丝粒端粒自主复制元件，ARS基因文库基因组文库(

49、genomic library) 染色体特异的基因文库cDNA文库(cDNA library) 基因转移转基因动物(transgenic animal) 胚胎干细胞(embryonic stem cell，ES cell)分子杂交同源双链(homoduplex)异源双链(heteroduplex)探针的制备与应用探针(probe)：分子杂交检测其互补序列的标记DNA或RNA序列，能在许多DNA或RNA序列的复杂混合物中识别所需克隆的分子。DNA探针(DNA probe)RNA探针(RNA probe) 寡核苷酸探针(oligonucleotide probe)探针(probe)：分子杂交检测其

50、互补序列的标记DNA或RNA序列，能在许多DNA或RNA序列的复杂混合物中识别所需克隆的分子。DNA探针(DNA probe)RNA探针(RNA probe) 寡核苷酸探针(oligonucleotide probe)单一EST探针(unique EST-base probe)探针的标记及方法同位素标记 32P，35S，3H非同位素标记 地高辛 生物素缺口平移法(nick translation)随机引物延伸法(random-primed labeling)末端标记法(End labelling)PCR标记法(PCR amplification)分子杂交点印迹 (dot-blot)法dot a

51、nd slot hybridizationallele-specific oligonucleotide, ASOSouthern印迹(Southern blot) Northern印迹(Northern blot) Western印迹(Western blot) 免疫印迹(immunoblotting) Polymerase Chain Reaction, PCR聚合酶链式反应(PCR)，是一种在体外(in vitro)短时间内大量、迅速的选择扩增特定的靶DNA序列的核酸扩增方法。1971, Dr. Kjell Kleppe 1983, Dr. Mullis优点缺点迅速 需要靶序列的信息灵敏

52、 PCR产物长度有限稳定 DNA复制的不确定性09.基因定位与克隆基因定位(gene mapping)：利用一定的方法将一个基因确定到染色体上的实际位置上。1911年，Wilson将红绿色盲基因定位到X染色体1968年，Duffy血型基因定位于1号染色体基因克隆(gene cloning)：用一定的方法把不同位点上的基因分离出来。连锁分析连锁分析(linkage analysis)：利用被定位的基因与在同一染色体上另一遗传座位相连锁的特点，将该基因定位在某一染色体或染色体某一区带上。重组值(recombination fraction)：是基因定位时两个基因间遗传图距的量度，即基因间的遗传距离

53、。 厘摩(centimorgan，cM)遗传标记(genetic marker)：基因定位是确定某一基因在染色体上的未知位置，用连锁分析法进行基因定位需要一些遗传位点，这些位点应按孟德尔方式遗传，且具有多态性以显示其连锁关系，这些标记位点称为遗传标记。血型，血清蛋白，HLADNA RFLPDNA STR & DNA VNTR 单核苷酸多态，SNP连锁分析1955, Morton: 优势对数法 (Lod)+3表示连锁存在-2表示连锁不存在多点连锁定位(multipoint linkage mapping)利用三点交叉法(three point crosses)，可将某一致病基因定位于遗传标记的框

54、架内，更精确的进行基因定位。 体细胞杂交体细胞杂交(somatic cell hybridization)又称细胞融合(cell fusion)，是将两个同种和/或不同种的细胞融合成一个新细胞，即杂种细胞(hybrid cell)。病毒诱导的细胞融合仙台病毒化学融合技术聚乙二醇(PEG) 电融合技术电穿孔法两个同种的动物细胞融合后形成的杂种细胞，细胞核一般保留双亲的染色体；不同种动物的细胞融合后，细胞核含有双亲的的染色体，但随着增殖传代的过程，会出现保留一方染色体，另一方染色体逐渐丢失的现象。HAT选择系统1962, 人类HPRT- 1964, 小鼠TK-H：次黄嘌呤(hypoxanthine

55、) A：氨基喋呤(Aminopterin) T：胸腺嘧啶(Thymidine)辐射杂种(radiation hybrid)：用含有辐射切割的人类染色体片段的细胞与啮齿类细胞融合产生的杂种克隆细胞，是体细胞杂种的另一种类型。1975年，Goss和Harris提出1990年，Cox构建单染色体杂种细胞1994年，Walter建立全基因组放射杂种原位杂交技术原位杂交(In Site Hybridization，ISH)：利用同位素标记的DNA探针，与玻片上的中期染色体进行杂交。是一种直接进行基因定位的方法。荧光原位杂交(FISH)：用特殊的荧光素标记DNA探针，与玻片上的染色体或细胞组织标本进行杂交

56、。基因克隆(gene cloning)：用一定的方法把不同位点上的基因分离出来。功能克隆(functional cloning)是先研究相关基因的功能，再定位克隆该基因。血红蛋白病HbS 血红蛋白缺陷(1949) 链 谷氨酸6缬氨酸 GAG GTG 11p(70年代)10.群体遗传学群体遗传学医学群体遗传学(遗传流行病学)群体中的遗传平衡群体：指一个物种生活在某一地区内的、能相互杂交的个体群，也称为孟德尔式群体(Mendelian population)。基因库：一个群体所具有的全部遗传信息称为基因库(gene pool)。基因频率和基因型频率基因频率(gene frequency)：指群体中

57、某一基因在其所有等位基因数量中所占的比例。任何基因座位上全部基因频率的总和等于 1。基因型频率(genotype frequency)：指群体中某一基因型个体占群体总个体数的比例。任何群体各个基因型频率的总和等于 1。对于共显性和不完全显性性状有一对等位基因 A 和 a 基因 A 的频率为 p 基因 a 的频率为 q 基因型 AA 的频率为 D 基因型 Aa 的频率为 H 基因型 aa 的频率为 RHardy-Weinberg 定律遗传平衡定律(law of genetic equilibrium) 一定条件下，群体中的基因频率和基因型频率在世代传递中保持不变。如果一个群体达到了这种状态，就是

58、一个遗传平衡的群体。1. 群体很大2. 随机婚配3. 没有突变4. 没有选择5 没有大规模迁移每个世代基因频率保持不变。pq1基因型频率按下列分布展开p2: 基因型AA的频率p22pqq212pq: 基因型Aa的频率q2: 基因型aa的频率一个不平衡的群体只要经过一个世代随机婚配就可以达到遗传平衡。基因频率的计算常染色体隐性遗传病(AR)隐性表型频率(发病率)隐性致病基因型频率 基因频率的计算常染色体显性遗传病(AD) 影响群体遗传平衡的因素突变及突变间的平衡选择及选择与突变间的平衡随机遗传漂变隔离迁移近亲婚配突 变突变率(mutation rate)：每个基因都有一定的突变率，用每一世代中每

59、百万个基因中有 n 个基因发生突变，即 n106/基因/代。选 择选择(selection)：指由于基因型的差别而导致生存能力和生育能力的差别。常用适合度和选择系数来表示。适合度(fitness)：是指一定环境条件下，某种基因型个体能生存并能将他的基因传给后代的能力。一般用相对生育率(relative fertility)来衡量。选择系数(selection coefficient，S)：选择的作用常用选择系数来表示。S 代表在选择作用下，降低的适合度，S 1 f。 选择与突变间的平衡选择和突变对群体遗传结构的作用方向正好相反选择压力(selection pressure)突变压力(mutat

60、ion pressure)在一个遗传平衡的群体中，选择压力和突变压力基本上维持着平衡。AD遗传病 v Sp S 1/2H AR遗传病 u Sq2 XR遗传病 u Sq/3 XD遗传病 v Sp选择压力的变化对遗传平衡的影响选择压力的增强AD遗传病AR遗传病 选择压力的放松AD遗传病 q M106 n = 2qAR遗传病 随机遗传漂变随机遗传漂变(random genetic drift)：在一个小的群体中，由于所生育的子女数目少，导致的等位基因频率产生相当大的随机波动的现象。孤岛模型：有一对等位基因A和a，频率各为0.5隔 离由于自然条件或宗教、民族风俗习惯等因素所形成的隔离(isolatio