医学生物学生命的遗传和变异培训课件

1、医学生物学生命的遗传和变异医学生物学生命的遗传和变异精子发生和卵子发生的异同2医学生物学生命的遗传和变异精子发生和卵子发生的异同2医学生物学生命的遗传和变异间期中期II后期II末期II第二次分裂前期II第一次分裂末期 I后期 I中期 I前期I细线期偶线期粗线期双线期终变期 减数分裂分期3医学生物学生命的遗传和变异间期中期II后期II末期II第二次分裂前期II第一次分裂末期判断：人的次级卵母细胞染色体数目是23条，DNA分子数是46个。 4医学生物学生命的遗传和变异判断：人的次级卵母细胞染色体数目是23条，DNA分子数是46分离律、自由组合律、连锁交换律第一节 遗传的基本规律5医学生物学生命的遗

2、传和变异分离律、自由组合律、连锁交换律第一节 5医学生物学生命的第二节 遗传的概念及分类6医学生物学生命的遗传和变异第二节 遗传的概念及分类6医学生物学生命的遗传和变一、遗传病的概念 遗传病（inherited disease） ： 遗传物质发生改变（突变或畸变）所引起的疾病。 7医学生物学生命的遗传和变异一、遗传病的概念7医学生物学生命的遗传和变异遗传病单基因病常染色体显性遗传病AD常染色体隐性遗传病ARX连锁显性遗传病XDX连锁隐性遗传病XRY连锁遗传病YL线粒体遗传病多基因病染色体病常染色体病性染色体病体细胞遗传病三、遗传病的分类8医学生物学生命的遗传和变异遗单基因病常染色体显性遗传病A

3、D常染色体隐性遗传病ARX连锁第三节 单基因遗传9医学生物学生命的遗传和变异第三节 9医学生物学生命的遗传和变异单基因遗传病 （Monogenic Disorders）指某种疾病的发生主要受到一个基因座的控制基因座(locus)：一条染色体上的特定位置。遗传方式：遵循孟德尔遗传定律10医学生物学生命的遗传和变异单基因遗传病 （Monogenic Disorders）指单基因遗传方式常染色体显性遗传 （autosomal dominant inheritance，AD）常染色体隐性遗传 （autosomal recessive inheritance，AR）X-连锁显性遗传 （Xlinked d

4、ominant inheritance，XD）X-连锁隐性遗传 （X-linked recessive inheritance，XR）Y-连锁遗传 （Y-linked inheritance，YL）致病基因频率：000100111医学生物学生命的遗传和变异单基因遗传方式致病基因频率：000100111医学生物判断系谱的遗传方式12医学生物学生命的遗传和变异判断系谱的遗传方式12医学生物学生命的遗传和变异（一）完全显性（complete dominance）并指系谱AA和Aa表型完全一致13医学生物学生命的遗传和变异（一）完全显性（complete dominance）并指系 半显性（semid

5、ominance）：Aa的表型介于AA和aa之间。 （二）不完全显性（半显性）（incomplete dominance）14医学生物学生命的遗传和变异 半显性（semidominance）：Aa的表型（三）不规则显性（irregular dominance） 视网膜母细胞瘤系谱。15医学生物学生命的遗传和变异（三）不规则显性（irregular dominance） （四）共显性（co-dominance） 共显性：一对等位基因彼此间无显隐性关系，在杂合子状态下都表达。复等位基因（multiple alleles） 在群体中，一对特定的基因位点上有2个以上的等位基因存在。16医学生物学生命的

6、遗传和变异（四）共显性（co-dominance） 共显性：一对等位基ABO血型17医学生物学生命的遗传和变异ABO血型17医学生物学生命的遗传和变异二、常染色体隐性遗传隐性纯合子发病；杂合子称携带者（carrier） 白化病患者18医学生物学生命的遗传和变异二、常染色体隐性遗传隐性纯合子发病；杂合子称携带者（carr白化病系谱19医学生物学生命的遗传和变异白化病系谱19医学生物学生命的遗传和变异（一）常染色体隐性遗传病的主要特点1患者双亲往往是表型正常的携带者。2患者同胞14可能为患者，表型正常的同胞中有23为携带者。男女发病机会均等。3系谱中不见连续，散发。4近婚子女发病率增高。20医学生

7、物学生命的遗传和变异（一）常染色体隐性遗传病的主要特点20医学生物学生命的遗传和亲缘系数（r）：两个个体在某一位点上具有相同祖先基因的概率。亲属级别亲属系数称谓一级亲属1/2亲子、同胞二级亲属1/4祖孙、叔侄、半同胞三级亲属1/8表亲21医学生物学生命的遗传和变异亲缘系数（r）：两个个体在某一位点上具有相同祖先基因的概率。*下图先证者为白化病（AR）患者，已知群体中白化病的发病率是1/10000，请计算（P70，第59题）II1II2婚后生出该病患者的可能性是多少？II7II8婚后生出该病患者的可能性是多少？12婚后生出该病患者的可能性是多少？34婚后生出该病患者的可能性是多少？22医学生物学

8、生命的遗传和变异*下图先证者为白化病（AR）患者，已知群体中白化病的发病率三、X连锁显性遗传男性X-连锁显性遗传病患者与正常女性婚配图解女性X-连锁显性遗传病患者与正常男性婚配图解23医学生物学生命的遗传和变异三、X连锁显性遗传男性X-连锁显性遗传病患者与正常女性婚配X连锁显性遗传病的主要特点：1人群中女性患者多于男性患者，但女性患者病情往往比男性患者轻。2患者双亲中之一个是患者，系谱可见连续传递。3可见交叉遗传现象。24医学生物学生命的遗传和变异X连锁显性遗传病的主要特点：24医学生物学生命的遗传和变异四、X连锁隐性遗传甲型血友病系谱男性血友病患者与正常女性婚配图解25医学生物学生命的遗传和

9、变异四、X连锁隐性遗传甲型血友病系谱男性血友病患者与正常女性X连锁隐性遗传病的主要特点：1人群中男性患者远远多于女性患者。系谱中若女性发病病情往往比男性患者严重。2系谱中可见交叉遗传和隔代遗传现象。 26医学生物学生命的遗传和变异X连锁隐性遗传病的主要特点：26医学生物学生命的遗传和变异五、Y连锁遗传27医学生物学生命的遗传和变异五、Y连锁遗传27医学生物学生命的遗传和变异六、两种单基因性状的独立传递自由组合律在人类遗传病分析中的应用例父亲是并指患者，母亲表型正常，生了一个先天性聋哑患儿。这对夫妇以后再生小孩，其子女情况如何?28医学生物学生命的遗传和变异六、两种单基因性状的独立传递自由组合律

10、在人类遗传病分析中的应两种单基因疾病独立传递图解29医学生物学生命的遗传和变异两种单基因疾病独立传递图解29医学生物学生命的遗传和变异七、两种单基因性状的独联合传递30医学生物学生命的遗传和变异七、两种单基因性状的独联合传递30医学生物学生命的遗传和变异（四)连锁交换律的定义 生物在形成生殖细胞时，在同一条染色体上的基因作为一个单位来传递而不分离，称完全连锁。 若在减数分裂过程中出现遗传物质的交换称不完全连锁。 二者合称连锁交换率 灰身长翅黑身残翅31医学生物学生命的遗传和变异（四)连锁交换律的定义 生物在形成生殖细胞时，在同一条染色体小孩是A型血，且患甲髌综合征的概率小孩是A型血，且甲髌正常

11、的概率小孩是O型血，且患甲髌综合征的概率小孩是O型血，且甲髌正常的概率例：父亲是A型血，且为甲髌综合征（AD）患者，母亲O型血，表型正常。他们生下一个O型血且甲髌综合征的患儿。已知甲髌综合征致病基因与IA连锁，两个基因的重组率是10%。问这对夫妇以后生的小孩中：32医学生物学生命的遗传和变异小孩是A型血，且患甲髌综合征的概率例：父亲是A型血，且为甲髌O型血且甲髌综合征的患儿的基因型是什么？父母的基因型是什么？HhIiIiHhIAIih hIi Ii33医学生物学生命的遗传和变异O型血且甲髌综合征的患儿的基因型是什么？HhHhh h33医HIAhIiHIAhIiHIihIAhIihIihIi45

12、%45%5%5%HhIAIih hIi IiHhIiIih hIA Ii90%90%10%10%甲髌综合征与A型血的重组率是10%34医学生物学生命的遗传和变异HhHhHhhhh45%45%5%5%Hhh hHhh h9第五章 多基因遗传病Polygenic Inheritance35医学生物学生命的遗传和变异第五章 多基因遗传病Polygenic Inheritanc第一节 多基因遗传的特点36医学生物学生命的遗传和变异第一节 多基因遗传的特点36医学生物学生命的遗传和变异一、质量性状和数量性状量变、质变37医学生物学生命的遗传和变异一、质量性状和数量性状量变、质变37医学生物学生命的遗传和

13、变质量性状(qualitative trait)一对等位基因控制个体间性状有质的区别不连续，非此即彼环境因素对性状有一定影响38医学生物学生命的遗传和变异质量性状(qualitative trait)一对等位基因控数量性状(quantitative trait) 两对或两对以上等位基因控制个体间性状只有量的区别连续性，正态分布环境因素对性状的影响，与遗传基础同等重要39医学生物学生命的遗传和变异数量性状(quantitative trait) 两对或两对单基因遗传*多基因遗传*由1对等位基因控制，有显、隐性区别由2对及2对以上基因控制，具有共显性、微效性、累加性 质量遗传数量遗传主要受遗传因素

14、影响受环境因素与遗传因素共同影响40医学生物学生命的遗传和变异单基因遗传*多基因遗传*由1对等位基因控制，由2对及2对以上第二节 多基因遗传病的特征41医学生物学生命的遗传和变异第二节 多基因遗传病的特征41医学生物学生命的遗传和变异阈值(threshold) 在一定环境条件下，阈值代表患病所需的致病基因的最低数值。易患性(liability) 遗传基础和环境因素共同作用所决定的是否易于患病的可能性，称为易患性。群体中，易患性的变异呈正态分布 易患性与阈值42医学生物学生命的遗传和变异阈值(threshold)易患性与阈值42医学生物学生命的遗群体中易患性变异与阈值图解低高一个群体，大部分个体

15、接近易患性平均值阈值人为制定。具有正态分布特性43医学生物学生命的遗传和变异群体中易患性变异与阈值图解低高一个群体，大部分个体接近易患性遗传率(heritability)遗传率(h2) 多基因病中，易患性的高低受遗传基础和环境因素的双重影响，其中遗传因素所起作用的大小称为遗传率。 一般用百分率(%)来表示。 特定环境、特定人群、估计值44医学生物学生命的遗传和变异遗传率(heritability)遗传率(h2)44医学生物四、多基因病再发风险的估计45医学生物学生命的遗传和变异四、多基因病再发风险的估计45医学生物学生命的遗传和变异P=0.1%1%，h2=为7080时：Edward公式f：患者

16、一级亲属发病率P：群体发病率一、发病风险与遗传率和群体发病率的关系*例：精神分裂症群体发病率为0.0016，遗传率为80%，请估计患者一级亲属的复发风险。46医学生物学生命的遗传和变异P=0.1%1%，h2=为7080时：Edward公 7 % 47医学生物学生命的遗传和变异 7 %47医学生物学生命的遗传和变异四、再发风险与发病率的性别差异先天性幽门狭窄 群体发病率男性0.5%女性0.1%患者后代发病率儿子女儿5.5%19.4%2.4%7.3%48医学生物学生命的遗传和变异四、再发风险与发病率的性别差异先天性幽门狭窄 群体男性0.5Carter效应 发病率有性别差异时，发病率低的性别，患者亲

17、属的再发风险高；发病率高的性别，患者亲属的再发风险低。49医学生物学生命的遗传和变异Carter效应 发病率有性别差异时，发病率低的性别，染色体分类图示50医学生物学生命的遗传和变异染色体分类图示50医学生物学生命的遗传和变异染色体分类图示人类51医学生物学生命的遗传和变异染色体分类图示人类51医学生物学生命的遗传和变异核型（karyotype） 核型是一个个体或细胞具有的独特的染色体形态和数目。52医学生物学生命的遗传和变异核型（karyotype） 核型是一个个体或细胞具有的（一）丹佛体制（Denver system） 丹佛体制：根据染色体大小和着丝粒相对位置，将人类染色体分成A、B、C、

18、D、E、F和G七组：53医学生物学生命的遗传和变异（一）丹佛体制（Denver system） 53医学生物学54医学生物学生命的遗传和变异54医学生物学生命的遗传和变异各组染色体基本形态特征55医学生物学生命的遗传和变异各组染色体基本形态特征55医学生物学生命的遗传和变异显带染色体命名原则： 区：以显著形态特征为界标 带：染色深浅 由着丝粒开始，分别向两臂远端依次编号染色体带命名的国际体制56医学生物学生命的遗传和变异显带染色体命名原则：染色体带命名的国际体制56医学生物学生命界标XpXq区带1 1 2 2 12345678Xq28染色体带命名的国际体制57染色体序号、臂的符号、区的序号、区

19、内带的序号57医学生物学生命的遗传和变异界标XpXq区带1 1 2 2 1Xq28染色体带命名的国际 1号染色体，长臂，2区，3带1号染色体，短臂，3区，6带，2亚带，3亚亚带1q231p36.2358医学生物学生命的遗传和变异 1号染色体，长臂，2区，3带1号染色体，短臂二、 性别决定和性染色体59医学生物学生命的遗传和变异二、 性别决定和性染色体59医学生物学生命的遗传和变异（一）X染色质与赖昂假说 X染色质（X chromatin），巴氏小体， X小体（X body） 人，间期，核膜边缘，1m，卵圆、半圆、三角型小丘口腔细胞阳性率：20%30%60医学生物学生命的遗传和变异（一）X染色质

20、与赖昂假说 人，间期，核膜边缘，1xx xy xxx xxxxX染色质正常女性 正常男性 xxx患者 xxxx 患者61医学生物学生命的遗传和变异xx xy xxx 正常女性体细胞内仅有一条具有转录活性，另1条X染色体失活，在间期细胞核中呈异固缩状态，即X染色质。 X染色体数目 = X染色质数目 + 1 这样男女性在X染色体上的基因产物在数目上基本相等，称为剂量补偿。失活是部分的。失活发生于胚胎发育早期（16天）。失活是随机的，却是恒定的。赖昂假说（Lyon hypothesis）要点：62医学生物学生命的遗传和变异正常女性体细胞内仅有一条具有转录活性，另1条X染色体失活，在（二）Y染色质（Y

21、 chromatin） Y小体（Y body） ，间期核，0.3m，圆形、卵圆形强荧光小体，Yql2Y染色质63医学生物学生命的遗传和变异（二）Y染色质（Y chromatin） Y小体（Y 核型为48，XXXY的患者，其X染色质与Y染色质的检查结果是（ ）A. X染色质阴性，Y染色质阴性 B. X染色质阳性，Y染色质阳性 C. X染色质2个，Y染色质1个 D. X染色质3个，Y染色质1个 64医学生物学生命的遗传和变异核型为48，XXXY的患者，其X染色质与Y染色质的检查结果是什么叫遗传病？ 遗传物质发生改变（突变或畸变）而引起的疾病。65医学生物学生命的遗传和变异什么叫遗传病？ 遗传物质发

22、生改变（突变或畸变） 基因突变（点突变）突变 染色体畸变（异常）数目异常结构异常整倍体非整倍体嵌合体缺失倒位重复易位66医学生物学生命的遗传和变异 基因突变（点突变）突变 数目异1.整倍体(euploid)改变体细胞中的染色体数目呈成套数目（n）的增加或减少。（2n，3n，4n）672.非整倍体(aneuploid)改变细胞内染色体的数目增加或减少一条或几条。67医学生物学生命的遗传和变异1.整倍体(euploid)改变体细胞中的染色体数目呈成套数三极纺锤体三倍体(triploid)：6868医学生物学生命的遗传和变异三极纺锤体三倍体(triploid)：6868医学生物学生命四倍体(dipl

23、ochromosome)6969医学生物学生命的遗传和变异四倍体(diplochromosome)6969医学生物学生染色体结构畸变70医学生物学生命的遗传和变异染色体结构畸变70医学生物学生命的遗传和变异染色体结构畸变： 指染色体部分片段的缺失、重复或重排。基础：染色体断裂和/或断裂后的异常连接染色体结构畸变7171医学生物学生命的遗传和变异染色体结构畸变：基础：染色体断裂和/或断裂后的异常连接染色体染色体结构畸变的种类缺失 部分单体型(partial monosomy)重复 部分三体型(partial trisomy)倒位(inversion)易位(translocation)环状染色体(

24、ring chromosome)等臂染色体(isochromosome)双着丝粒染色体(dicentric chromosome)插入7272医学生物学生命的遗传和变异染色体结构畸变的种类缺失 部分单体型(partial 数目异常的描述结构畸变的描述简式：46, XY, del(1)(q41) 46, XY, -14, +t (14q;21q)(p11;p11)染色体畸变的描述或：46, XY, -14, +t(14q;21q)73医学生物学生命的遗传和变异 染色体畸变的描述或：46, XY, -14, +t(14染色体病：是先天性染色体数目异常或结构畸变而引起的疾病。 常染色体病 性染色体病

25、74医学生物学生命的遗传和变异染色体病：是先天性染色体数目异常或结构畸变而引起的疾病。74常染色体病严重智力低下发病率1/8001/600新生儿生长发育迟缓特殊面容眼距宽，外眼角上斜鼻根低平，舌大通贯手，小指内弯，一指褶纹男性不育、女性偶有生育能力Down综合征(21三体综合征)7575医学生物学生命的遗传和变异常染色体病严重智力低下发病率1/8001/600新生儿生长21三体型: 占92.5嵌合型： 占2.5 易位型： 占5 76医学生物学生命的遗传和变异21三体型: 占92.576医学生物学生命的遗传和变21三体型：占92.5，47, XX(XY), 21常染色体病先天愚形(21三体综合征

26、，Down syndrome)77 生殖细胞减数分裂时21号染色体不分离，95%发生在卵子形成过程。 发病率随母亲年龄增高而增大77医学生物学生命的遗传和变异21三体型：占92.5，47, XX(XY), 21常染7878医学生物学生命的遗传和变异7878医学生物学生命的遗传和变异7979医学生物学生命的遗传和变异7979医学生物学生命的遗传和变异嵌合型：占2.5 46 XX(XY), / 47,XX(XY), 21 早期卵裂时21号染色体不分离常染色体病先天愚形(21三体综合征，Down syndrome)8080医学生物学生命的遗传和变异嵌合型：占2.5 常染色体病先天愚形(21三体综合征

27、，Do易位型：占5 46 XX(XY),-14,+t(14q;21q) 多出的21号不单独存在，而是易位到近端着丝粒染色体上，并和为一条，故核型总数不变。先天愚形(21三体综合征，Down syndrome)81医学生物学生命的遗传和变异易位型：占5 先天愚形(21三体综合征，Down syn8246, XX(XY), 14, t(14q;21q)14/21易位82医学生物学生命的遗传和变异8246, XX(XY), 14, t(14q;21q)83平衡易位携带者45, XX(XY), 14, 21, t (14q;21q)21单体易位型先天愚型平衡易位携带者正常83医学生物学生命的遗传和变异

28、83平衡易位携带者21单体易位型先天愚型平衡易位携带者正常8性染色体病先天性睾丸发育不全综合征 (Klinefelter syndrome) 47,XXY性腺发育不全 45,X (Turner syndrome，Turner综合征)XYY综合征X三体综合征脆性X染色体(Fra X)综合征两性畸形8484医学生物学生命的遗传和变异性染色体病先天性睾丸发育不全综合征8484医学生物学生命的遗8547，XXY85医学生物学生命的遗传和变异8547，XXY85医学生物学生命的遗传和变异8645, X86医学生物学生命的遗传和变异8645, X86医学生物学生命的遗传和变异简述单基因遗传和多基因遗传的区

29、别。简述Lyon假说的主要内容。简述先天愚型的核型及其产生机理。87医学生物学生命的遗传和变异简述单基因遗传和多基因遗传的区别。87医学生物学生命的遗传和第七章 群体遗传学8888医学生物学生命的遗传和变异第七章 8888医学生物学生命的遗传和变异基因频率和基因型频率基因频率(gene frequency)： 指群体中某一等位基因占该基因座上全部等位基因的比率。反映了该基因在这一群体中的相对数量。有一对等位基因 A 和 a某一群体基因 A 的数量为600 ；A基因的频率p？某一群体基因 a 的数量为400； a基因的频率q？8989医学生物学生命的遗传和变异基因频率和基因型频率基因频率(gen

30、e frequency)基因型频率(genotype frequency)： 指群体中某基因型个体占群体总个体数的比率。反映该基因型个体在这一群体中的相对数量。基因频率和基因型频率90某一群体 AA 的个体数为300 ；AA基因型的频率D？某一群体 Aa 的个体数为500 ；Aa基因型的频率H？某一群体 aa 的个体数为200； aa基因型的频率R？一对等位基因 A 和 a,可以组成AA，Aa，aa90医学生物学生命的遗传和变异基因型频率(genotype frequency)：基因频率在一定条件下，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，就是一个遗传平衡

31、的群体。群体很大随机婚配没有突变没有自然选择没有大规模的个体迁移Hardy-Weinberg 定律91条件91医学生物学生命的遗传和变异在一定条件下，群体中的基因频率和基因型频率在世代传递中保持不Hardy-Weinberg 定律92遗传平衡下，基因频率和基因型频率：假设一对等位基因 A 和 a，则92医学生物学生命的遗传和变异Hardy-Weinberg 定律92遗传平衡下，基因频率和基因频率和基因型频率关系：基因频率和基因型频率9393医学生物学生命的遗传和变异基因频率和基因型频率关系：基因频率和基因型频率9393医学生例1一个总数为100人的群体，其中AA纯合体60人，aa纯合体20人，

32、另外20人为Aa杂合体。问该群体是否是一个遗传平衡的群体。遗传平衡下，基因频率和基因型频率：=94医学生物学生命的遗传和变异例1一个总数为100人的群体，其中AA纯合体60人，a思路根据已知求群体基因型频率求群体基因频率假设遗传平衡，根据基因频率求基因型频率比较基因型频率的理论值和实际值验证假设95医学生物学生命的遗传和变异思路根据已知求群体基因型频率95医学生物学生命的遗传和变异根据已知求群体基因型频率P =AA=?H =Aa=?Q =aa=?0.60.20.22. 求群体基因频率96医学生物学生命的遗传和变异根据已知求群体基因型频率0.62. 求群体基因频率96医学生p= p2 + 1/2

33、（2pq）=0.6+0.1=0.7q= q2 + 1/2（2pq）=0.2+0.1=0.3p+q=0.7+0.3=12. 求群体基因频率97医学生物学生命的遗传和变异p= p2 + 1/2（2pq）=0.6+0.3. 假设遗传平衡，根据基因频率求基因型频率p2 + 2pq + q2 =0.49+0.42+0.09=14. 比较基因型频率的理论值和实际值98医学生物学生命的遗传和变异3. 假设遗传平衡，根据基因频率求基因型频率p2 5. 验证假设“遗传平衡” 这一假设成立吗？ 该群体是否是一个遗传平衡的群体吗？ 遗传不平衡的群体，经一代随机交配，可达到遗传平衡吗？99医学生物学生命的遗传和变异5

34、. 验证假设“遗传平衡” 这一假设成立吗？ 该群子一代fA=0.7, fa=0.3精子f (A)pf (a)q卵子f (A)pp2pqf (a)qpqq20.490.210.210.090.70.70.30.3P + H + D =0.49+0.42+0.09=1100医学生物学生命的遗传和变异子一代fA=0.7, fa=0.3精子f (A)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101医学生物学生命的遗传和变异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1医学生物学生命的遗传和变异培训课件突变选择近亲婚配迁移随机遗传漂变103影响群体遗传平衡的因素103医学生物学生命的遗传和变异突变103影响群体遗传平衡的因素103医学生物学生命的遗传和突变率(mutation rate)：群体中某一基因发生突变的频率。单位：nl06代