13-03-5第二讲-人类中的遗传规律解析课件

2023/7/23SEU1樊红fanh@遗传与发育生物学系第二讲

人类中的遗传现象和规律人类对遗传现象认识过程人类对遗传现象认识过程长相行为身高、肤色等

驴骡

马骡马驴2023/7/23SEU5基因作用的认识2023/7/23SEU6美国“生活科学网”评出了人类10个最糟糕的遗传特征，依次是酗酒、乳腺癌、色盲、侍强凌弱、肥胖、心脏病、生育双胞胎、青春痘、乳糖不耐受和秃顶。虽然人体内的基因有99.9%都和父母体内的完全相同，但仍有0.1%的不同，而正是这个0.1%，才造就了包括血型和眼球颜色在内的300万个不同遗传特征出现，当然这些不同也成就了一个人的独特性。然而不幸的是，家庭遗传并非常常都是优秀的，以下结出的10个遗传特征就被称为“最糟的”。基因作用的认识2023/7/23SEU7１.酗酒酒鬼的孩子可能天生就喜欢酒精。最近的研究显示，嗜酒有大约50%的原因都和遗传基因有关，而环境因素只对酒鬼施加一半的影响。2023/7/23SEU82.乳腺癌大部分乳腺癌的发病原因至今仍是个谜，然而研究人员却已发现一些特定基因的变异，可导致癌症。有些妇女可能在生命早期染上乳腺癌，而且是两只乳房均会出现癌变。2023/7/23SEU93.色盲美国有1000万人辨别不清红色和绿色，但却只有60万妇女出现类似症状。这是因为男人只能继承母亲身上一个X染色体的基因。而女人有2个X染色体，即使一个辨色基因出现缺陷，还有另一个基因可以顶替它的位置。2023/7/23SEU10

4.侍强凌弱当孩子在操场上打架而被“请进”校长办公室时，千万别忘了向父母抱怨一番。这是因为，科学家在人体内发现了一种可以增进好斗性的基因。其中，男孩子的攻击性行为更有可能是从家庭中遗传而来的。2023/7/23SEU115.肥胖炸薯条和肥胖基因是支持肥胖的双重“后台”。科学理论揭示，肥胖基因可帮助我们的祖先熬过饥荒，然而在现在这个食物充裕的时代，却正在给我们的生活带来很多麻烦。2023/7/23SEU12

6.心脏病出生于有心脏病、糖尿病、中风或高血压家族史的孩子很可能会沿袭其“传统”。除此之外，如果某人患有先天性心脏缺陷疾病，他的后代心脏出现先天性缺陷的可能性也会稍微偏高。2023/7/23SEU137.生育双胞胎虽然双胞胎的出生完全是偶然的事情，但是同一家族中往往会一次又一次地出现双胞胎。这种女人体内会携带一种基因，使她在排卵期产生的卵细胞加倍。虽然男人携带这种基因可能不会让他生出双胞胎，但他却可以把它遗传给女儿，因此未来当上双胞胎的外公还是有可能的。2023/7/23SEU148.青春痘研究显示，很多男孩长青春痘，他们的家庭往往也有青春痘“生长史”。同样，父母年轻时如果长出过严重的青春痘，那么他们的孩子很可能也逃不过严重痤疮的困扰。2023/7/23SEU159.乳糖不耐受在过去的1万年中，基因变异导致人体对牛奶的消化能力不断改进，但是这种能力却只在那些对喝奶已经习以为常的人群中得到了提高。如果你不能忍受牛奶的话，那么你的亲戚很可能也无法消受这种东西。2023/7/23SEU1610.秃顶秃顶在男人身上很普遍，它可能跟来自父母一方或双方的几种基因变异有关。而永久性的全秃是一种很罕见的情况，患有此病的人全身毛发都会脱落，他们体内会携带“脱毛”基因。2023/7/23SEU17基因型（Genotype）：

是个体的遗传结构或组成。由特定基因座上的等位基因构成。成对存在，分别来自父母。

AAAaaa表现型（Phonotype）：是基因型和环境因素相互作用所观察到的结果，能表现出来的遗传性状。1.基本术语理解遗传规律2023/7/23SEU18GenotypeandPhenotype2023/7/23SEU19显性（dominant）：等位基因杂合状态下可决定性状的基因为显性基因，所决定的性状为显性性状。隐性（recessive）等位基因杂合状态下不决定性状的基因为隐性基因，这一基因决定的性状是隐性的，基因为纯合子时才表现出性状。显性隐性1.基本术语2023/7/23SEU20基因座（Locus）:

指一条染色体上的特定位置，每个遗传基因座上存在有特定的基因.等位基因（Alleles）:

在同源染色体的同一基因座上的的基因.复等位基因（MultipleAlleles）:

在群体中当一个基因座上的等位基因数目有三个或三个以上时就称为复等位基因.IAIBi1.基本术语2023/7/23SEU21纯合性/子：如果在同一个基因座上两个等位基因是相同的，称为纯合性（Homozygous），这样的个体称为纯合子（Homozygotes）杂合性/子：如果在同一个基因座上两个等位基因是不同的，称为杂合性（Heterozygous），这样的个体称为杂合子（Heterozygote）1.基本术语2023/7/23SEU22复合杂合子（Compoundheterozygote）一个个体在一个特定的位点上有两个不同的突变等位基因，称为复合杂合子。双重杂合体（Doubleheterozygote）：在两个不同位点上每个位点带有一种突变等位基因的个体，称为双重杂合体1.基本术语2023/7/23SEU23Dominantvs.Recessive

Adominantalleleisexpressedevenifitispairedwitharecessiveallele.Arecessivealleleisonlyvisiblewhenpairedwithanotherrecessiveallele.2023/7/23SEU242.相关符号P:表示亲本(parent)♀:表示母本(femaleparent)♂:表示父本(maleparent)×:表示杂交,在母本上授上外来的花粉F(filialgeneration):表示杂种后代F1:杂种一代F2:杂种二代Fn:杂种n代(selfing):自交,指同一植株上的自花授粉或同株上的异花授粉。2023/7/23SEU253、基本名词概念性状（Character）：生物表现出的形态特征和生理特征的统称。单位性状（UniteCharacter）：指生物的某一形态特征或生理特征。如，豌豆的花色。相对性状（RelativeCharacter）：指同一单位性状的相对差异。如，豌豆花色的红花与白花。表现型（Phenotype）：简称表型，指生物个体表现出来的可观、测的某一性状。表型是基因型与环境共同作用的结果。基因型（Genotype）：指代表个体不同遗传组成的基因组合类型。基因型不能用肉眼识别，只能通过基因的遗传行为加以区别。2023/7/23SEU26PeterJ.Russell,iGenetics:Copyright©PearsonEducation,Inc.,publishingasBenjaminCummings.Procedureforcrossingpeaplants2023/7/23SEU27SevencharacterpairsinthegardenpeathatMendelstudiedinhisbreeding

experiments2023/7/23SEU282023/7/23SEU29一对相对性状的杂交实验

分离现象的特点不论正反交，F1代所表现的性状一致。

F1只表现两亲本性状之一的性状，这种现象叫显性现象。F1代表现出来的性状叫显性性状，F1代未表现出来的那个亲本的性状叫隐性性状。F1代自交的后代(F2代)出现性状分离，在F1代未表现的亲本性状在F2代出现。

F2代在F1代的基础上发生了性状分离，表现出了双亲的性状，这一现象叫分离现象。

2023/7/23SEU30分离规律的验证2023/7/23SEU31Mendel’s2ndLawDifferentgenepairsassortindependently ingameteformation.GenepairsonSEPARATECHROMOSOMES

assortindependentlyatmeiosis.This“law”istrueonlyinsomecases.2023/7/23SEU322023/7/23SEU332023/7/23SEU34在减数分裂形成配子的过程中，位于不同对染色体上的、控制不同相对性状的等位基因随着同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合，在等位基因分离的基础上，非等位基因随机组合在一起进入不同的配子中。

自由组合规律的实质2023/7/23SEU35IllustratedcorrelationbeweentheMendelianpostulatesof(a)unitfactersinpairs,(b)segregation,and(c)Independentassortment,showingthepresenceofgeneslocatedonhumologouschromosomesandtheirbehaviorduringmeiosis.2023/7/23SEU36单基因病遗传病

是受一对等位基因控制,其突变引起的疾病。

它是以简单形式遗传，与孟德尔以豌豆为实验材料所描述的特征相似或相同，所以称为孟德尔遗传病。常染色体疾病：如编码疾病的基因位于22对常染色体上或者位于与性别无关的染色体上，称为常染色体疾病。X连锁遗传病：如编码的突变基因位于X染色体上，称为X连锁遗传病。显性遗传：杂合子时能够表达性状的称为显性遗传。隐性遗传：只有个体突变的等位基因纯合时才能表现临床症状（或者是两个不同的突变等位基因的复合杂合子）单基因病遗传病2023/7/23SEU38大多数孟德尔性状的遗传方式是通过观察家系形式表达系谱一词来源法语：“pieddegrme”。英文pidgree。先证者（Proband）:

家系中第一个被确诊的患者。单基因病遗传病2023/7/23SEU39系谱与系谱分析法正常男性正常女性性别不明确死亡男性患者女性患者先证者男性携带者女性携带者流产婚配关系二卵双生一卵双生近亲婚配婚后未生育III12123罗马数字代表世代；阿拉伯数字代表每代内成员常用系谱符号常染色体显性遗传

（Autosomaldominantinheritance—AD）概念：致病基因位于常染色体上（1—22），伴随常染色体的传递而遗传，其致病基因是显性的，称为AD。

（侏儒症）假软骨发育不良症2023/7/23SEU41常染色体显性遗传

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强直性肌营养不良患者

☆上睑下垂,面部消瘦,下颌和胸锁乳突肌消瘦，肌无力，轻度智力低下2023/7/23单基因病例如：神经纤维瘤

神经纤维瘤是源发于神经主干或末梢的神经轴索鞘的雪旺细胞及神经束膜细胞的良性肿瘤。可呈圆或梭状硬韧肿物、多发性小结节，或局限性脂肪瘤样包块。2023/7/2343单基因病例如：多发性家族性结肠息肉

主要症状有腹泻、粘液便或血便，胃、十二指肠等消化道其它部位息肉并发率较高。结肠息肉均为腺瘤性息肉，癌变率达50％，随着病程延长及年龄增长和免疫力下降癌变率更高，男女均可罹患，有家族史。2023/7/23单基因病44常染色体隐性遗传

(AutosomoalRecessiveInheritance，AR)

致病基因位于常染色体上（1～22），伴随着常染色体的传递而遗传，其致病基因是隐性的，称为AR。常染色体隐性遗传特征为突变基因纯合子发病，或者是同一位点上两个不同突变的等位基因的复合杂合子发病。苯丙酮尿症（PKU）2023/7/23SEU46苯丙酮尿症（PKU）

遗传方式：AR

关键酶：苯丙氨酸羟化酶（PAH）

基因定位：12q22-24PAH基因全长85kb，含13个外显子基因缺陷以点突变为主临床表现：苯丙酮酸↑苯乳酸↑苯乙酸↑毛发、皮肤和尿有特殊气味患者毛发和皮肤颜色浅2023/7/23SEU47ComplexitiesinRelatingGenotypetoPhenotypeExtensionstoMendel2023/7/23SEU48

Mendel’sanalysisforsingle-geneinheritance1.Dominanceisnotalwayscomplete

2023/7/23SEU49Withincompletedominance,theprogenyhaveatraitinbetweenthoseoftheparentsButIsaidthatblendingdoesn’texist…NOTBLENDING.Mendel’slawsstillapply!2023/7/23SEU50半显性：例如：软骨发育不全AD，4p16.3。

80%为新突变，散发病例。致病基因：FGF3(成纤维细胞生长因子受体3基因)I12123IIAaAaAaaaAA显性纯合子杂合子隐性纯合子

AAAaaa

病情重病情轻正常Variationoccursduetotheadditiveeffectofgeneproducts(proteins)AAaaaaAAAaaaAA+2023/7/23SEU52InCodominance,bothtraitsarevisibleLentil小扁豆2023/7/23SEU53InCodominance,bothtraitsarevisibleBloodTypeABO2023/7/23SEU54共显性（等显性）举例：人类血型遗传

A、B、O血型：

MN血型：MM×NN→MN

概念：具有相对性状的纯合亲本杂交，其F1代表现出双亲的性状。AABB×AB2023/7/23SEU55Multipleallelesinhumanbloodtype2023/7/23SEU56MendelianGeneticsinHumans1. W.Farabeein1905wasthefirsttodemonstrateMendelianprinciplesinhumans,showingthatbrachydactylyisinheritedasasimpledominanttrait.常染色体显性遗传病的类型3.不规则显性：杂合子(Aa)在不同条件下，可以表现为显性，也可以表现为隐性，传递不规则。123ⅠⅡⅢⅣ12312312多指(轴后A型)系谱外显率（penetrance）：

是指在一个群体中带有某一致病基因的个体表现出相应表现型的比例，一般用百分率（%）表示。完全外显：杂合子个体100%表现出相应的表现型,

外显不全：低于100%的外显率，称外显不全。外显率高的可达70～80%，低者仅为20～30%。对一个个体来讲外显率表现为“全和无”现象。杂合子个体不表现出相应的疾病，该个体为未外显。出现隔代遗传现象。3.不规则显性2023/7/23SEU59MarfanSyndrome

身材瘦高，皮下脂肪少指细长晶状体向上半脱位2023/7/23SEU60MarfanSyndrome

指趾细长（蜘蛛脚样）左心房、左心室、右心房明显扩大2023/7/23SEU61MarfanSyndrome

severemildunknownabsentdeathcardiaceyeskeleton

4.延迟显性

常染色体显性疾病，在生命早期并不表达，而到一定年龄后期才表现出的疾病，称为延迟显性。

例如：遗传性多囊肾，肾脏带有许多囊肿，双侧肿大，血尿，高血压，腹痛和进行性的肾衰竭。许多病通常在40岁或更晚才发病，肾脏囊肿的症状通过超声和放射学的技术检测，通常在20岁以后才能检查到。例如：进行性舞蹈病（Huntington），进行性精神丧失（痴呆），发病平均年龄为35岁。发病前将致病基因传给后代，容许致病基因在群体中传递。63病例：多囊肾病☆

临床特征双侧肾肿大血尿高血压腹痛进行性肾衰竭

40岁以后出现临床症状，但20多岁可检测到肾脏特征性囊肿。2023/7/23单基因病HuntingtonDisease进行性神经病变进行性不自主的舞蹈样运动可合并肌强直Huntington舞蹈病☆

平均发病年龄：35岁☆致病基因IT15☆

基因定位：4p16.3☆

基因5′端有（CAG）三核苷酸重复正常人9～34次患者37～100次2023/7/23SEU66Huntington舞蹈病

特殊现象：若致病基因从父亲传来，发病年龄小，多在20岁之前发病且病情重。若致病基因从母亲传来，发病年龄大，多在40岁以后前发病且病情轻。7.遗传异质性问题等位基因异质性

Allelicheterogeneity

同一基因的不同突变引起相同或相似的表型。基因座异质性

Locusheterogeneity不同基因座上的不同基因突变引起相同或相似的型。遗传异质性（heterogeneity

）：不同的突变可引起相同的或相似的表型.例如：一对先天聋哑夫妇生育儿女为完全正常表型，？先天性耳聋EE×eeDd

ddXDDeE2023/7/23SEU69影响单基因遗传病分析的因素-21.拟表型(phenocopy)环境因素的作用与某一基因的作用相一致的现象。如链霉素所导致的耳聋与遗传性耳聋。拟表型不遗传。2.基因多效性(pleiotropy)一个基因的作用引起的多种效应的现象。基因的直接作用影响所编码的蛋白质，但在代谢中由于“连环”作用，导致多种表型的改变。3.同一基因可产生显性或隐性突变同基因的不同突变可产生不同的遗传病，或显性，或隐性。例如，珠蛋白基因突变。一、X连锁隐性遗传

X-linkedrecessiveinheritance,XR

致病基因位于X染色体上，伴随着X染色体传递而遗传，其致病基因是隐性的，称为X连锁隐性遗传（XR）。代表疾病

红绿色盲甲型血友病乙型血友病假肥大性肌营养不良症（DMD）X连锁隐性遗传

(X-linkedRecessiveInheritance，XR)J.Dalton1766--18442023/7/23SEU71X-linkagedescribesgenes2023/7/23SEU72Fig.TheF1andF2resultsofT.H.Morgan’sreciprocalcrossesinvolvingthex-linedwhitemutationinDrosophiamelanogaster.2023/7/23SEU732023/7/23SEU74AhumanpedigreeoftheX-linkedcolor-blindnesstrait.2023/7/23SEU75事实一、我国男性色盲发病率为7％，女性色盲患者仅为0．5％事实二、以下是对一个色盲家族系谱的调查2023/7/23SEU76血友病（hemophilia）2023/7/23SEU77SomeX-linkedrecessivehumandiseasesHemophiliaA/BDuchennemusculardystrophy

(PseudohypertrophicMuscularDystrophy)血友病（hemophilia）2023/7/23SEU78致病基因位于X染色体上，伴随着X染色体传递而遗传，致病基因是显性的，称为X连锁显性遗传（XD）。

四、

X连锁显性遗传

(X-linkeddominantInheritance，XR)2023/7/23SEU79抗维生素D佝偻病☆

临床表现：低血磷、佝偻病病例：色素失调

小儿色素失调症

病儿皮肤异常出生后即可发现，在出生后头两年可有所发展。皮肤的改变可分为四个阶段：第一阶段：部分病儿在四肢或躯干可见到大小不等的疱疹，可反复出现，持续数周到数月，易误诊为脓疱病，但疱疹破溃液中查不到细菌。第二阶段：原来起疱疹部位的皮肤变硬、变厚。以上两阶段皮肤均没有色素沉着。第三阶段：有些病人无上述两个阶段，生后即见此阶段。可见皮肤有黄褐色或灰黑色的色素沉着，图形奇特，可呈螺旋状、线条状、网状或片状，有的像大理石花纹，主要分布在四肢及躯干。第四阶段：数年后，病人皮肤色素可完全消退或变浅。2023/7/2380单基因病口面指综合征

2023/7/2381单基因病2023/7/23SEU823、Y连锁遗传

如果致病基因位于Y染色体上，并随着Y染色体而传递，故只有男性才出现症状。这类致病基因只由父亲传给儿子，再由儿子传给孙子，女性是不会出现相应的遗传性状或遗传病，这种遗传方式称为Y连锁遗传（Y-linkedinheritance）。由于这些基因控制的性状，只能在雄性个体中表现，这种现象又称为限雄遗传（holandricinheritance）。

2023/7/23SEU83Insex-limitedandsex-infliencedinheritance2023/7/23SEU84mtDNA结构紧凑，没有内含子，唯一的非编码区是D环区，长约1,000bp左右。D环区包