醫(yī)學生物學生命遺傳與變異

醫(yī)學生物學生命遺傳與變異第一頁，共250頁。生命過程的一般原理第四章生命的遺傳與變異第二頁，共250頁。遺傳和變異是生命的基本特征之一。生命的遺傳與變異生殖：當生物生長發(fā)育到一定階段，能夠產(chǎn)生與自己相似的個體。遺傳：在生殖過程中性狀由親代向子代傳遞的現(xiàn)象。變異：遺傳現(xiàn)象是相對的，親子之間或子代個體之間無論多么相似，總是存在差異的現(xiàn)象。第三頁，共250頁。生命的遺傳與變異一、遺傳的分子基礎(chǔ)第四頁，共250頁。生命的遺傳與變異現(xiàn)象是生物體所攜帶的遺傳信息所決定的。遺傳信息蘊藏在DNA分子的核苷酸序列中，通過DNA的準確復制，將遺傳信息傳遞給下一代；通過指導蛋白質(zhì)的合成，控制著細胞的代謝、生長、增殖和分化，決定生物體的表型。生命的遺傳與變異第五頁，共250頁。1．DNA結(jié)構(gòu)特征及其生物學意義（1）1928，Griffith，細菌轉(zhuǎn)化實驗生命的遺傳與變異肺炎雙球菌光滑(S型)，有夾膜：致病粗糙(R型)(多糖細胞壁)：非致病加熱滅活的S型菌＋活的R型菌小鼠致病死亡第六頁，共250頁。1．DNA結(jié)構(gòu)特征及其生物學意義（2）1944，Avery等證明DNA是遺傳物質(zhì)生命的遺傳與變異第七頁，共250頁。1．DNA結(jié)構(gòu)特征及其生物學意義（3）1953，Watson和Crick提出并確定了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)生命的遺傳與變異DNA堿基互補的雙螺旋分子結(jié)構(gòu)為遺傳信息的儲存、傳遞、修復以及分析奠定了基礎(chǔ)，體現(xiàn)了生物體內(nèi)結(jié)構(gòu)和功能的統(tǒng)一性。第八頁，共250頁。1．DNA結(jié)構(gòu)特征及其生物學意義（3）1953，Watson和Crick提出并確定了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)生命的遺傳與變異DNA分子的堿基排列順序中蘊藏著大量的遺傳信息DNA分子的雙螺旋堿基互補結(jié)構(gòu)是復制和修復的基礎(chǔ)DNA分子雙鏈的互補性是DNA分析技術(shù)的基礎(chǔ)第九頁，共250頁。2．人類基因組生命的遺傳與變異人類細胞中所有的遺傳信息就構(gòu)成了人類基因組，即人類細胞中所含有的所有DNA序列總和。人類的基因組包括線粒體基因組(mitochondrialgenome)和核基因組(nucleargenome)。第十頁，共250頁。2．人類基因組（1）線粒體基因組及其主要特征生命的遺傳與變異復合物Ⅰ細胞色素B復合物ⅣATP酶8/6tRNArRNA第十一頁，共250頁。2．人類基因組（1）線粒體基因組及其主要特征生命的遺傳與變異自主復制突變率高母系遺傳第十二頁，共250頁。2．人類基因組（2）核基因組及其主要特征生命的遺傳與變異核內(nèi)DNA為雙鏈線狀DNA分子每個基因組DNA約有2.85×109bp約含有2萬~2.5萬個基因基因在基因組內(nèi)的分布不均勻第十三頁，共250頁。2．人類基因組（2）核基因組及其主要特征單一序列(uniquesequence)生命的遺傳與變異在基因組中只出現(xiàn)一次或少數(shù)幾次的，也稱單拷貝序列，約占基因組的60%~70%，其中有編碼蛋白質(zhì)和酶的結(jié)構(gòu)基因。第十四頁，共250頁。2．人類基因組（2）核基因組及其主要特征重復序列(repetitivesequence)生命的遺傳與變異指基因組中重復出現(xiàn)的許多拷貝的序列，約占基因組的30%~40%。輕度重復序列中度重復序列高度重復序列第十五頁，共250頁。2．人類基因組（2）核基因組及其主要特征重復序列(repetitivesequence)生命的遺傳與變異指基因組中重復出現(xiàn)的許多拷貝的序列，約占基因組的30%~40%。串聯(lián)重復序列(tandemrepetitivesequence)分散重復序列(interspersedrepetitivesequence)第十六頁，共250頁。2．人類基因組（2）核基因組及其主要特征重復序列(repetitivesequence)1）串聯(lián)重復序列生命的遺傳與變異通常是指短串聯(lián)重復DNA序列，一般重復的長度為2~200bp，多為重復拷貝數(shù)多(高度重復)，長度可達105~108bp，也稱為衛(wèi)星DNA(satelliteDNA)。第十七頁，共250頁。生命的遺傳與變異小衛(wèi)星DNA(minisatelliteDNA)微衛(wèi)星DNA(microsatelliteDNA)短串聯(lián)重復序列(shorttandemrepeat，STR)2．人類基因組（2）核基因組及其主要特征重復序列(repetitivesequence)1）串聯(lián)重復序列第十八頁，共250頁。2．人類基因組（2）核基因組及其主要特征重復序列(repetitivesequence)2）分散重復序列生命的遺傳與變異短分散核元件(SINE)：Alu家族長分散核元件(LINE)：KpnⅠ家族第十九頁，共250頁。生命的遺傳與變異大多數(shù)真核生物的基因由編碼序列和非編碼序列兩部分組成，非編碼序列將編碼序列隔開，稱為斷裂基因（splitgene）。人類的結(jié)構(gòu)基因主要由外顯子、內(nèi)含子和側(cè)翼序列組成。3．斷裂基因的基本結(jié)構(gòu)第二十頁，共250頁。生命的遺傳與變異3．斷裂基因的基本結(jié)構(gòu)（1）外顯子和內(nèi)含子GT-AG法則ExonIntron第二十一頁，共250頁。生命的遺傳與變異3．斷裂基因的基本結(jié)構(gòu)（2）側(cè)翼序列基因的5端和3端兩側(cè)都有一段不被轉(zhuǎn)錄的非編碼區(qū)，稱為側(cè)翼序列，對基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控起主要作用。主要有啟動子、增強子和終止子等。第二十二頁，共250頁。生命的遺傳與變異ExonIntronTATAboxCAATboxGCbox3．斷裂基因的基本結(jié)構(gòu)（2）側(cè)翼序列啟動子第二十三頁，共250頁。生命的遺傳與變異ExonIntronTATAboxCAATboxGCboxEnhancer3．斷裂基因的基本結(jié)構(gòu)（2）側(cè)翼序列增強子第二十四頁，共250頁。生命的遺傳與變異ExonIntronTATAboxCAATboxGCboxEnhancerAATAAA3．斷裂基因的基本結(jié)構(gòu)（2）側(cè)翼序列終止子第二十五頁，共250頁。生命的遺傳與變異側(cè)翼序列中的啟動子、增強子、終止子等，均屬于基因轉(zhuǎn)錄的順式作用調(diào)控元件，也稱調(diào)控序列，對基因表達起調(diào)控作用。3．斷裂基因的基本結(jié)構(gòu)（2）側(cè)翼序列第二十六頁，共250頁。生命的遺傳與變異4．DNA復制細胞周期的S期DNA復制，通過有絲分裂儲存在DNA序列中的遺傳信息傳遞給子細胞，使來源于一個受精卵的所有體細胞含有相同的遺傳信息；通過減數(shù)分裂形成配子，再經(jīng)受精把遺傳信息傳遞給下一代。DNA復制的特點就在于能準確的自我復制。第二十七頁，共250頁。生命的遺傳與變異4．DNA復制（1）半保留復制DNA復制就是DNA合成過程，一個DNA分子經(jīng)自我復制合成完全相同的兩個DNA分子。第二十八頁，共250頁。生命的遺傳與變異4．DNA復制（2）半不連續(xù)復制前導鏈(leadingstrand)后隨鏈(laggingstrand)岡崎片段(Okazakifragment)第二十九頁，共250頁。生命的遺傳與變異4．DNA復制（3）復制子真核生物的DNA復制有許多復制起點，一個復制起點所進行復制的DNA區(qū)段為復制單位，稱為復制子(replicon)。第三十頁，共250頁。生命的遺傳與變異4．DNA復制（3）復制子復制子僅有起點，而無終點，從復制起點開始雙向復制，在復制起點兩側(cè)分別形成一個復制叉(replicationfolk)。第三十一頁，共250頁。生命的遺傳與變異5．基因的表達與調(diào)控基因表達(geneexpression)是DNA分子中所蘊藏的遺傳信息通過轉(zhuǎn)錄和翻譯生成具有生物活性的蛋白質(zhì)或通過轉(zhuǎn)錄形成RNA發(fā)揮功能作用的過程。轉(zhuǎn)錄和翻譯是基因表達的兩個主要階段或過程。第三十二頁，共250頁。生命的遺傳與變異5．基因的表達與調(diào)控第三十三頁，共250頁。生命的遺傳與變異5．基因的表達與調(diào)控（1）基因的表達轉(zhuǎn)錄(transcription)轉(zhuǎn)錄是DNA分子中的遺傳信息傳遞給RNA的過程。轉(zhuǎn)錄即以DNA雙鏈之反義鏈(antisensestrand)為模板，在RNA聚合酶的作用下，按照堿基互補方式合成RNA單鏈的過程。第三十四頁，共250頁。生命的遺傳與變異轉(zhuǎn)錄的RNA分子稱為核內(nèi)異質(zhì)RNA(hnRNA)，它包括外顯子、內(nèi)含子和部分側(cè)翼序列的轉(zhuǎn)錄片段。hnRNA要經(jīng)過剪接、戴帽、加尾等加工過程才能形成成熟的mRNA。5．基因的表達與調(diào)控（1）基因的表達轉(zhuǎn)錄(transcription)第三十五頁，共250頁。生命的遺傳與變異是在酶和核內(nèi)小分子RNA的作用下，按GT-AG法則將hnRNA中的內(nèi)含子剪切掉，然后把各個外顯子按照一定順序準確地拼接起來，形成可以連續(xù)編碼的mRNA鏈的過程。5．基因的表達與調(diào)控（1）基因的表達轉(zhuǎn)錄(transcription)剪接(splicing)第三十六頁，共250頁。生命的遺傳與變異戴帽(capping)5．基因的表達與調(diào)控（1）基因的表達轉(zhuǎn)錄(transcription)第三十七頁，共250頁。生命的遺傳與變異戴帽(capping)有助于被核糖體識別保護mRNA的5端5．基因的表達與調(diào)控（1）基因的表達轉(zhuǎn)錄(transcription)第三十八頁，共250頁。生命的遺傳與變異加尾(tailing)是mRNA的3端polyA附加信號AAUAAA序列下游15~30bp處切割后，在polyA聚合酶的作用下，加上100~200個腺苷酸，形成多聚腺苷酸（polyA）尾的過程。5．基因的表達與調(diào)控（1）基因的表達轉(zhuǎn)錄(transcription)第三十九頁，共250頁。生命的遺傳與變異加尾(tailing)保持3末端穩(wěn)定性促使mRNA由細胞核運輸?shù)郊毎|(zhì)中5．基因的表達與調(diào)控（1）基因的表達轉(zhuǎn)錄(transcription)第四十頁，共250頁。生命的遺傳與變異5．基因的表達與調(diào)控（1）基因的表達翻譯(translation)按照mRNA中堿基順序轉(zhuǎn)譯成氨基酸序列的過程，即以RNA為模板合成蛋白質(zhì)多肽鏈的過程。多肽鏈的合成是在mRNA、tRNA以及核糖體的協(xié)調(diào)作用下進行的。第四十一頁，共250頁。生命的遺傳與變異核糖體：蛋白質(zhì)合成的場所mRNA：攜帶著DNA的信息tRNA：轉(zhuǎn)移氨基酸的“搬運工”5．基因的表達與調(diào)控（1）基因的表達翻譯(translation)第四十二頁，共250頁。生命的遺傳與變異翻譯是多個甚至幾十個核糖體在同一個mRNA分子上進行翻譯，形成多聚核糖體的過程，因此，以同一條mRNA為模板，按不同進度翻譯出許多相同的多肽鏈。5．基因的表達與調(diào)控（1）基因的表達翻譯(translation)第四十三頁，共250頁。生命的遺傳與變異兼并性(degeneracy)：一個密碼子只對應(yīng)一種氨基酸，而一個氨基酸可以有多個密碼子普遍性：自原核生物到真核生物其遺傳密碼基本相同，這也是遺傳工程的基礎(chǔ)5．基因的表達與調(diào)控（1）基因的表達翻譯(translation)第四十四頁，共250頁。生命的遺傳與變異5．基因的表達與調(diào)控（2）基因表達的調(diào)控細胞的代謝、生長、分裂、分化等復雜的生命過程能有序進行就是靠基因表達的有效調(diào)控，生物體也是靠基因表達調(diào)控，才能適應(yīng)不斷變化的環(huán)境。第四十五頁，共250頁。生命的遺傳與變異5．基因的表達與調(diào)控（2）基因表達的調(diào)控人體所有體細胞含有相同的基因組，某些為維持細胞基本生命活動所需而時刻都在表達的基因，稱為持家基因(house-keepinggene)；而某些基因只在特定細胞發(fā)育特定階段或細胞特定功能狀態(tài)下才有表達，稱為奢侈基因(luxurygene)。第四十六頁，共250頁。生命的遺傳與變異5．基因的表達與調(diào)控（2）基因表達的調(diào)控轉(zhuǎn)錄前調(diào)控無轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì)呈高度螺旋化狀態(tài)，與組蛋白緊密結(jié)合，在S期晚期復制，基因5端CpG島的甲基化程度高。有轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì)較松散，與DNA結(jié)合的組蛋白乙?；怪Y(jié)合較弱，在S期早期復制，DNA甲基化相對少。第四十七頁，共250頁。生命的遺傳與變異5．基因的表達與調(diào)控（2）基因表達的調(diào)控轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控主要通過基因順式作用元件和轉(zhuǎn)錄因子之間的相互作用來實現(xiàn)?；騿幼?、增強子中有些保守序列能與轉(zhuǎn)錄因子特異性結(jié)合，調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄，這些保守序列稱為順式作用元件。第四十八頁，共250頁。生命的遺傳與變異5．基因的表達與調(diào)控（2）基因表達的調(diào)控轉(zhuǎn)錄后調(diào)控真核生物的相同基因在不同的組織轉(zhuǎn)錄后的hnRNA，由于剪接方式以及polyA附加部位的不同而產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)錄本，翻譯成不同的蛋白質(zhì)。這種加工的效率、剪接加工的選擇性以及mRNA的穩(wěn)定性都直接影響基因表達。第四十九頁，共250頁。生命的遺傳與變異5．基因的表達與調(diào)控（2）基因表達的調(diào)控翻譯水平的調(diào)控受核糖體的數(shù)量、mRNA翻譯成蛋白質(zhì)的速率、mRNA的壽命等影響因素的調(diào)控。第五十頁，共250頁。生命的遺傳與變異5．基因的表達與調(diào)控（2）基因表達的調(diào)控翻譯后修飾翻譯后需要對多肽鏈進一步加工修飾，才能成為具有一定空間結(jié)構(gòu)和生物活性的蛋白質(zhì)。第五十一頁，共250頁。生命的遺傳與變異翻譯后的修飾主要有某些氨基酸的羥基化或磷酸化、多肽鏈的糖基化和切割、兩條或兩條以上肽鏈間的連接和進一步折疊形成特定的空間構(gòu)象。5．基因的表達與調(diào)控（2）基因表達的調(diào)控翻譯后修飾第五十二頁，共250頁。生命的遺傳與變異分泌型多肽先合成蛋白質(zhì)前體，其N末端的信號序列引導蛋白前體定位于膜上，然后信號肽被切除，成為有功能的蛋白質(zhì)，這些都屬于翻譯后調(diào)控。5．基因的表達與調(diào)控（2）基因表達的調(diào)控翻譯后修飾第五十三頁，共250頁。生命的遺傳與變異6．基因突變與修復（1）基因突變基因突變的概念基因突變(genemutation)是指DNA分子中核苷酸組成或排列順序的改變。在自然界中，任何生物都會以一定的頻率自發(fā)突變。第五十四頁，共250頁。生命的遺傳與變異體細胞突變：不會傳遞給后代，是細胞惡變而發(fā)生惡性腫瘤的分子基礎(chǔ)6．基因突變與修復（1）基因突變基因突變的概念生殖細胞突變顯性突變：改變后代的表型效應(yīng)隱性突變：可以傳遞給后代第五十五頁，共250頁。生命的遺傳與變異突變不僅發(fā)生在基因的內(nèi)含子和外顯子，也可發(fā)生在剪接部位以及表達的調(diào)控序列，還可以廣泛存在于非基因序列，由于突變的性質(zhì)和發(fā)生部位不同其后果是不同的。6．基因突變與修復（1）基因突變基因突變的概念第五十六頁，共250頁。生命的遺傳與變異不利于個體的生存和生育能力可能對個體的生存帶來一定好處后果較輕，不產(chǎn)生可察覺的效應(yīng)，或者只表現(xiàn)為個體間的遺傳多態(tài)6．基因突變與修復（1）基因突變基因突變的概念第五十七頁，共250頁。生命的遺傳與變異6．基因突變與修復（1）基因突變基因突變類型1）堿基置換DNA分子中的一個堿基被另一個不同的堿基所替代，稱為堿基置換，是DNA分子中單個堿基的改變，也稱為點突變(pointmutation)。第五十八頁，共250頁。生命的遺傳與變異轉(zhuǎn)換(transition)：同類堿基之間的替換顛換(transvertion)：不同類堿基之間的替換6．基因突變與修復（1）基因突變基因突變類型1）堿基置換第五十九頁，共250頁。生命的遺傳與變異同義突變(samesensemutation)AUGCAUUCC……AGAAUUUAAAAGMetHisSer……ArgIle#AUGCAUUCC……AGGAUUUAAAAGMetHisSer……ArgIle#6．基因突變與修復（1）基因突變基因突變類型1）堿基置換第六十頁，共250頁。生命的遺傳與變異錯義突變(missensemutation)AUGCAUUCC……AGAAUUUAAAAGMetHisSer……ArgIle#AUGCAUUCC……AGCAUUUAAAAGMetHisSer……SerIle#6．基因突變與修復（1）基因突變基因突變類型1）堿基置換第六十一頁，共250頁。生命的遺傳與變異無義突變(nonsensemutation)AUGCAUUCC……AGAAUUUAAAAGMetHisSer……ArgIle#AUGCAUUCC……UGAAUUUAAAAGMetHisSer……&6．基因突變與修復（1）基因突變基因突變類型1）堿基置換第六十二頁，共250頁。生命的遺傳與變異終止密碼突變(terminationcodonmutation)AUGCAUUCC……AGAAUUUAAAAGMetHisSer……ArgIle#AUGCAUUCC……AGAAUUAAAAAGMetHisSer……ArgIleLysLys6．基因突變與修復（1）基因突變基因突變類型1）堿基置換第六十三頁，共250頁。生命的遺傳與變異6．基因突變與修復（1）基因突變基因突變類型2）移碼突變是指在DNA編碼序列中插入或缺失一個或幾個堿基對（不是3個或3的倍數(shù)），造成這一突變位置以后的所有密碼子發(fā)生了移位錯誤，導致編碼框架改變，結(jié)果突變點以后的氨基酸種類和順序發(fā)生改變，影響蛋白質(zhì)的生物功能。第六十四頁，共250頁。生命的遺傳與變異UACAGUCCUACAGAAUGGGAGTyrSerProThrGluTrpGluUACAAGUCCUACAGAAUGGGAGTyrLysSerTyrArgMetGly6．基因突變與修復（1）基因突變基因突變類型2）移碼突變第六十五頁，共250頁。生命的遺傳與變異6．基因突變與修復（1）基因突變基因突變類型3）動態(tài)突變又稱不穩(wěn)定三核苷酸重復序列突變，一些基因的編碼區(qū)5端或3端非翻譯區(qū)三核苷酸重復拷貝數(shù)，在一代代傳遞過程中會發(fā)生明顯的增加，從而導致某些遺傳病的發(fā)病。第六十六頁，共250頁。生命的遺傳與變異正?；駻GUCAG(CAG)nCAGTTTn=9~34突變基因AGUCAG(CAG)nCAGTTTn=37~1006．基因突變與修復（1）基因突變基因突變類型3）動態(tài)突變第六十七頁，共250頁。6．基因突變與修復（2）DNA修復生命的遺傳與變異DNA復制過程中出現(xiàn)的差錯，或者受各種內(nèi)外不利環(huán)境因素所造成的DNA損傷，通過DNA修復系統(tǒng)能得到修復，正因為如此，進一步保證了DNA的穩(wěn)定性。光修復切除修復復制后修復第六十八頁，共250頁。生命的遺傳與變異二、遺傳的細胞基礎(chǔ)第六十九頁，共250頁。1．染色質(zhì)（1）染色質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)生命的遺傳與變異真核細胞中染色體或染色質(zhì)是由DNA、組蛋白、非組蛋白及RNA等組成的核蛋白復合物；通過細胞分裂，遺傳信息隨染色體的傳遞而傳遞，從母細胞傳給子細胞，從上代傳給下代。第七十頁，共250頁。1．染色質(zhì)（2）常染色質(zhì)與異染色質(zhì)生命的遺傳與變異染色質(zhì)結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)兼性異染色質(zhì)異染色質(zhì)常染色質(zhì)第七十一頁，共250頁。1．染色質(zhì)（3）性染色質(zhì)生命的遺傳與變異性染色質(zhì)(sexchromatin)是在間期細胞核中染色體的異染色質(zhì)部分顯示出來的一種特殊結(jié)構(gòu)。人類性染色體有X和Y兩種，所以性染色質(zhì)也有X染色質(zhì)(Xchromatin)和Y染色質(zhì)(Ychromatin)兩種。第七十二頁，共250頁。1．染色質(zhì)（3）性染色質(zhì)X染色質(zhì)生命的遺傳與變異在雌性哺乳類動物（包括人類）體細胞間期核內(nèi)失活的X染色體經(jīng)異固縮形成的濃縮的異染色質(zhì)化的小體，其數(shù)目與X染色體數(shù)目有關(guān)，稱為X染色質(zhì)，也稱X小體或巴氏小體。

M.L.Barr首先在雌貓神經(jīng)元間期核中發(fā)現(xiàn)。第七十三頁，共250頁。生命的遺傳與變異1．染色質(zhì)（3）性染色質(zhì)Lyon假說雌性哺乳動物體細胞中僅有一條X染色體是有活性的，另一條X染色體在遺傳上是失活的，在間期細胞核中螺旋化而呈異固縮為X染色質(zhì)失活發(fā)生在胚胎早期，在此以前所有細胞中的X染色體都是具有活性的X染色體的失活是隨機的，又是恒定的第七十四頁，共250頁。1．染色質(zhì)（3）性染色質(zhì)Y染色質(zhì)生命的遺傳與變異正常男性的間期細胞用熒光染料染色后，在細胞核內(nèi)可出現(xiàn)一個圓形或橢圓形的強熒光小體，稱為Y染色質(zhì)或Y小體。每一個小體代表一個Y染色體。第七十五頁，共250頁。2．染色體（1）人類染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)生命的遺傳與變異隨體著絲粒(主縊痕)副縊痕染色單體短臂(p)長臂(q)端粒第七十六頁，共250頁。2．染色體（2）人類染色體的類型生命的遺傳與變異中著絲粒亞中著絲粒近端著絲粒端著絲粒染色體染色體染色體染色體人類染色體類型第七十七頁，共250頁。2．染色體（3）人類染色體的數(shù)目生命的遺傳與變異人類正常體細胞有46條染色體(2n=46)其中22對為常染色體(autosome)1對為性染色體(sexchromosome)男性的性染色體是XY女性的性染色體是XX正常生殖細胞（配子）中有23條染色體(n=23)第七十八頁，共250頁。2．染色體（3）人類染色體的數(shù)目生命的遺傳與變異第七十九頁，共250頁。3．人類的正常核型（1）人類染色體非顯帶核型生命的遺傳與變異正常的核型描述：男性為46,XY；女性為46,XX第八十頁，共250頁。3．人類的正常核型（1）人類染色體非顯帶核型生命的遺傳與變異核型（karyotype）

是指一個體細胞中的全部染色體，按其大小、形態(tài)特征順序排列所構(gòu)成的圖象。核型分析（karyotypeanalysis）將細胞的全部染色體，配對排列后，分析確定其是否與正常核型完全一致，就叫核型分析。第八十一頁，共250頁。3．人類的正常核型（1）人類染色體非顯帶核型生命的遺傳與變異正常核型的描述方式:46，XX正常女性核型46，XY正常男性核型依據(jù)染色體大小遞減次序和著絲粒的位置，把一個細胞的46條染色體分為A、B、C、D、E、F、G七組，24種類型。第八十二頁，共250頁。生命的遺傳與變異組號染色體號形態(tài)大小著絲粒位置隨體副縊痕A1～3最大中央著絲粒(1,3)無1號常見亞中央著絲粒(2)B4、5次大亞中央著絲粒無C6～12,X中等亞中央著絲粒無9號常見D13～15中等近端著絲粒有E16～18小中央著絲粒(16)無16號常見亞中央著絲粒(17,18)F19、20次小中央著絲粒無G21、22、Y最小近端著絲粒21,22有Y無3．人類的正常核型（1）人類染色體非顯帶核型第八十三頁，共250頁。3．人類的正常核型（2）人類染色體顯帶核型生命的遺傳與變異用各種特殊的染色方法使染色體沿長軸顯現(xiàn)出一條條明暗交替或深淺相間的帶。人類的24種染色體都可顯示出各自特異的帶紋，稱為帶型。第八十四頁，共250頁。3．人類的正常核型（2）人類染色體顯帶核型生命的遺傳與變異Q帶(Q-banding)第八十五頁，共250頁。3．人類的正常核型（2）人類染色體顯帶核型生命的遺傳與變異G帶(G-banding)第八十六頁，共250頁。3．人類的正常核型（2）人類染色體顯帶核型生命的遺傳與變異R帶(R-banding)第八十七頁，共250頁。3．人類的正常核型（2）人類染色體顯帶核型生命的遺傳與變異C帶(C-banding)第八十八頁，共250頁。3．人類的正常核型（2）人類染色體顯帶核型生命的遺傳與變異G顯帶核型第八十九頁，共250頁。3．人類的正常核型（2）人類染色體顯帶核型生命的遺傳與變異AnInternationalSystemforHumanCytogeneticNomenclature(ISCN)《人類細胞遺傳學命名的國際體制》第九十頁，共250頁。3．人類的正常核型（2）人類染色體顯帶核型生命的遺傳與變異界標區(qū)帶第九十一頁，共250頁。3．人類的正常核型（2）人類染色體顯帶核型生命的遺傳與變異描述染色體某一特定帶時需要寫明4個內(nèi)容染色體序號臂的符號區(qū)的序號帶的序號例：1p36表示1號染色體，短臂，3區(qū)，6帶第九十二頁，共250頁。3．人類的正常核型（2）人類染色體顯帶核型高分辨顯帶染色體生命的遺傳與變異高分辨顯帶(highresolutionbanding)是將培養(yǎng)細胞同步化后，用秋水仙堿短暫處理，獲得大量晚前期和早中期分裂相，得到較細長的染色體，染色后可顯示帶紋達到550多條以上的顯帶技術(shù)。第九十三頁，共250頁。第九十四頁，共250頁。第九十五頁，共250頁。第九十六頁，共250頁。第九十七頁，共250頁。3．人類的正常核型（2）人類染色體顯帶核型染色體的多態(tài)性生命的遺傳與變異在研究中發(fā)現(xiàn)，正常人的核型中一對同源染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)、帶紋寬度和著色強度等存在明顯的差異。這類變異是按孟德爾方式遺傳的，通常沒有明顯的表型效應(yīng)或病理學意義，稱為染色體多態(tài)性(chromosomalpolymorphism)。第九十八頁，共250頁。生命的遺傳與變異染色體多態(tài)性在個體中是恒定的，是按孟德爾方式遺傳的。染色體多態(tài)性集中表現(xiàn)在某些部位，如著絲粒區(qū)、端粒、次縊痕及染色體臂的某些節(jié)段。3．人類的正常核型（2）人類染色體顯帶核型染色體的多態(tài)性第九十九頁，共250頁。生命的遺傳與變異Y染色體長臂遠端2/3區(qū)段的長度D組、G組染色體隨體的有無、大小及重復；短臂副縊痕的增長或縮短。1號、9號、16號染色體的著絲粒異染色質(zhì)區(qū)（副縊痕）3．人類的正常核型（2）人類染色體顯帶核型染色體的多態(tài)性第一百頁，共250頁。生命的遺傳與變異三、遺傳的基本定律第一百零一頁，共250頁。生命的遺傳與變異孟德爾的分離律和自由組合律以及摩爾根提出的連鎖與互換律，通稱遺傳的三大規(guī)律，這三大規(guī)律奠定了現(xiàn)代遺傳學的理論基礎(chǔ)。第一百零二頁，共250頁。1．分離律生命的遺傳與變異性狀(trait)&相對性狀顯性性狀

&隱性性狀性狀的分離(segregation)表型(phenotype)&基因型(genotype)純合子(homozygote)&雜合子(heterozygote)等位基因(allelegene)第一百零三頁，共250頁。生命的遺傳與變異P生殖細胞F1生殖細胞F21．分離律第一百零四頁，共250頁。生命的遺傳與變異雜種子F1代與隱性親本測交生殖細胞11F1P1．分離律第一百零五頁，共250頁。生命的遺傳與變異生物在生殖細胞形成過程中，成對的等位基因彼此分離，分別進入不同的生殖細胞，每一個生殖細胞只得到成對等位基因中的一個，也稱孟德爾第一定律。生殖細胞形成時所進行的減數(shù)分裂中，同源染色體的分離是分離律的細胞學基礎(chǔ)。1．分離律第一百零六頁，共250頁。生命的遺傳與變異2．自由組合律第一百零七頁，共250頁。生命的遺傳與變異YyRrYRYryRyrYyRrYRYYRRYYRrYyRRYyRrYrYYRrYYrrYyRrYyrryRYyRRYyRryyRRyyRryrYyRrYyrryyRryyrr2．自由組合律第一百零八頁，共250頁。生命的遺傳與變異雜種子F1代與隱性親本測交生殖細胞F1P1:1:1:12．自由組合律第一百零九頁，共250頁。生命的遺傳與變異自由組合律即生物在形成生殖細胞時，不同對的基因獨立行動，可分可合，隨機組合到一個生殖細胞中去，也稱孟德爾第二定律。減數(shù)分裂時，非同源染色體之間是完全獨立的，可分可合，隨機組合進入到一個生殖細胞中，這就是自由組合律的細胞學基礎(chǔ)。2．自由組合律第一百一十頁，共250頁。生命的遺傳與變異3．連鎖與交換律1:141.5%:41.5%

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8.5%

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8.5%第一百一十一頁，共250頁。生命的遺傳與變異生物在形成生殖細胞時，兩對或兩對以上的性狀聯(lián)合傳遞的現(xiàn)象，稱為連鎖(linkage)。位于同一條染色體上的基因彼此連鎖在一起傳遞，構(gòu)成了連鎖群(linkagegroup)。完全連鎖(completelinkage)不完全連鎖(incompletelinkage)3．連鎖與交換律第一百一十二頁，共250頁。生命的遺傳與變異在遺傳學上以重組率作為圖距單位來衡量基因在染色體上的相對距離，當重組率為1%時，計為1厘摩(centiMorgan，cM)。3．連鎖與交換律第一百一十三頁，共250頁。生命的遺傳與變異四、遺傳與人類疾病第一百一十四頁，共250頁。生命的遺傳與變異遺傳物質(zhì)（染色體和基因）發(fā)生突變而引起的疾病稱為遺傳性疾病(hereditarydisease，geneticdisease)，簡稱遺傳病。第一百一十五頁，共250頁。生命的遺傳與變異遺傳病的分類單基因遺傳病多基因遺傳病染色體病線粒體遺傳病體細胞遺傳病第一百一十六頁，共250頁。生命的遺傳與變異1．染色體異常與疾病染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)異常引起的疾病稱為染色體?。╟hromosomaldisorder）。第一百一十七頁，共250頁。1．染色體異常與疾?。?）染色體數(shù)目畸變生命的遺傳與變異數(shù)目畸變的類型整倍性改變—整倍體非整倍性改變—非整倍體第一百一十八頁，共250頁。1．染色體異常與疾病（1）染色體數(shù)目畸變整倍體生命的遺傳與變異三倍體形成機制多倍體形成機制雙雄受精(diandry)雙雌受精(digyny)核內(nèi)復制(endoreduplication)第一百一十九頁，共250頁。1．染色體異常與疾病（1）染色體數(shù)目畸變整倍體生命的遺傳與變異

雙雄受精核型為：69,XXX；69，XXY；69，XYY雙雌受精核型為：69，XXX；69，XXY第一百二十頁，共250頁。1．染色體異常與疾病（1）染色體數(shù)目畸變整倍體生命的遺傳與變異第一百二十一頁，共250頁。1．染色體異常與疾?。?）染色體數(shù)目畸變非整倍體生命的遺傳與變異亞二倍體(hypodipliod)超二倍體(hyperdiploid)假二倍體第一百二十二頁，共250頁。生命的遺傳與變異非整倍體的形成機制1．染色體異常與疾病（1）染色體數(shù)目畸變非整倍體染色體不分離(chromosomenondisjunction)染色體丟失(chromosomeloss)第一百二十三頁，共250頁。生命的遺傳與變異一個個體內(nèi)同時存在兩種或兩種以上核型的細胞系，這種個體稱嵌合體。如：46，XX/47,XXY1．染色體異常與疾?。?）染色體數(shù)目畸變嵌合體第一百二十四頁，共250頁。1．染色體異常與疾?。?）染色體結(jié)構(gòu)畸變生命的遺傳與變異染色體結(jié)構(gòu)畸變的形成機制是染色體發(fā)生斷裂，然后是斷裂片段的重接。第一百二十五頁，共250頁。1．染色體異常與疾?。?）染色體結(jié)構(gòu)畸變生命的遺傳與變異①缺失（deletion,del）②重復(duplication,dup)③倒位（inversion,inv）④易位（translocation,t）⑤環(huán)狀染色體⑥雙著絲粒染色體⑦等臂染色體⑧標記染色體第一百二十六頁，共250頁。1．染色體異常與疾病（2）染色體結(jié)構(gòu)畸變?nèi)旧w結(jié)構(gòu)畸變的描述方法生命的遺傳與變異簡式詳式46，XY，重排類型(染色體號)(斷裂點)46，XY，重排類型(染色體號)(重排染色體組成)第一百二十七頁，共250頁。1．染色體異常與疾?。?）染色體結(jié)構(gòu)畸變生命的遺傳與變異例：1號染色體末端缺失：簡式描述為：46,XX(XY),der(1)(q21)

詳式描述為：46,XX(XY),der(1)(pter→q21:)第一百二十八頁，共250頁。生命的遺傳與變異1．染色體異常與疾?。?）染色體結(jié)構(gòu)畸變相互易位：兩條染色體同時發(fā)生斷裂，交換片斷后重接。羅伯遜易位：兩條近端著絲粒染色體在著絲粒處發(fā)生斷裂后,兩個長臂在著絲粒處相連接。第一百二十九頁，共250頁。生命的遺傳與變異1．染色體異常與疾病（3）染色體病又稱染色體異常綜合征主要表現(xiàn)為：智力缺陷多發(fā)畸形生長發(fā)育遲緩皮膚紋理的變化第一百三十頁，共250頁。生命的遺傳與變異1．染色體異常與疾?。?）染色體病自然流產(chǎn)胎兒:20%~50%是由染色體異常所致；新生的活嬰:染色體異常發(fā)生率是0.5%~1%第一百三十一頁，共250頁。生命的遺傳與變異1．染色體異常與疾病（3）染色體病常染色體病常染色體病(autosomaldisease)是由于1~22號染色體發(fā)生異常所引起的疾病。例：1）Down綜合征2）Edwards綜合征3）Patau綜合征4）5p-綜合征（貓叫綜合征）第一百三十二頁，共250頁。生命的遺傳與變異1．染色體異常與疾病（3）染色體病常染色體病：Down綜合征臨床特征：智力障礙，生長發(fā)育障礙，特殊面容，多發(fā)畸形。面容為眼距寬，眼角上斜，鼻梁低平，口常張開，舌大外伸，又稱“伸舌樣癡呆”。小頭，耳位低，趾間距寬，通貫掌頻率高。第一百三十三頁，共250頁。生命的遺傳與變異1．染色體異常與疾病（3）染色體病常染色體?。篋own綜合征第一百三十四頁，共250頁。生命的遺傳與變異1．染色體異常與疾?。?）染色體病常染色體?。篋own綜合征第一百三十五頁，共250頁。生命的遺傳與變異1．染色體異常與疾病（3）染色體病常染色體?。篋own綜合征第一百三十六頁，共250頁。生命的遺傳與變異21三體型92%屬此類47，XX（XY），+21嵌合型2.5%46,XX(XY)/47,XX(XY),+21易位型3%-4%，46,XX(XY),-14,+t(14q21q)1．染色體異常與疾?。?）染色體病常染色體?。篋own綜合征第一百三十七頁，共250頁。生命的遺傳與變異1．染色體異常與疾病（3）染色體病常染色體?。篍dwards綜合征女嬰多于男嬰（3：1），出生體重低（平均小于2300g），30%死于生后一個月；50%死于第二個月。存活一年者少于10%，平均壽命70天。幸存者生長發(fā)育遲緩。第一百三十八頁，共250頁。生命的遺傳與變異臨床特征：生長發(fā)育障礙、肌張力亢進，眼裂小，眼球小，眼距寬，內(nèi)眥贅皮，低耳位，小口，下頜小，腭弓窄，后枕骨突出，胸骨短小，95%先天性心臟病，主要為室間隔缺損，動脈導管閉鎖不全，特殊握拳姿勢，3、4指緊貼手掌，2、5指壓在其上，1/3為通貫掌。足內(nèi)翻，搖椅足。腎畸形，隱睪。1．染色體異常與疾?。?）染色體病常染色體病：Edwards綜合征第一百三十九頁，共250頁。生命的遺傳與變異核型80%為47,XX(XY),+1820%為46,XX(XY)/47,XX(XY),+181．染色體異常與疾病（3）染色體病常染色體?。篍dwards綜合征第一百四十頁，共250頁。生命的遺傳與變異1．染色體異常與疾?。?）染色體病常染色體病：Edwards綜合征第一百四十一頁，共250頁。生命的遺傳與變異1．染色體異常與疾?。?）染色體病常染色體病：Patau綜合征發(fā)病率1/7000~1/50001960年P(guān)atau等在未顯帶的標本上發(fā)現(xiàn)此癥多了一條D組染色體，1966年Yunis等證實了多出的一條染色體是13號染色體,因此定名為13三體綜合征（trisomy13syndrome）。第一百四十二頁，共250頁。生命的遺傳與變異臨床特征：出生時體重低，生長發(fā)育障礙，智力發(fā)育差。小頭，前額低斜，前腦發(fā)育缺陷（無嗅腦），眼球小，或無眼球；2/3唇裂、腭裂；低耳位，耳廓畸型，常有耳聾；80%以上先天性心臟?。?/3多囊腎、無脾；男性隱睪，女性雙角子宮、卵巢發(fā)育不全；指（趾）畸形，與此同時18三體相同的握拳姿勢和搖椅足、通貫掌。1．染色體異常與疾?。?）染色體病常染色體?。篜atau綜合征第一百四十三頁，共250頁。生命的遺傳與變異核型80%為47,XX(XY),+13其余為易位型和嵌合型。1．染色體異常與疾?。?）染色體病常染色體?。篜atau綜合征第一百四十四頁，共250頁。生命的遺傳與變異1．染色體異常與疾?。?）染色體病常染色體?。篜atau綜合征第一百四十五頁，共250頁。生命的遺傳與變異1．染色體異常與疾?。?）染色體病常染色體?。?p-綜合征（貓叫綜合征）發(fā)病率1/500001963年Lejeune等首先發(fā)現(xiàn)此癥，根據(jù)患兒哭聲象貓叫命名為貓叫綜合征。1964年確定該病為5號染色體短臂部分缺失所致，故也稱5p-綜合征。

第一百四十六頁，共250頁。生命的遺傳與變異1．染色體異常與疾?。?）染色體病常染色體?。?p-綜合征（貓叫綜合征）臨床特征：喉肌發(fā)育不良，貓叫樣哭聲，智力低下，生長發(fā)育遲緩，小頭滿月形臉，外眼角下斜；耳位低，50%有先天性心臟病。第一百四十七頁，共250頁。生命的遺傳與變異1．染色體異常與疾病（3）染色體病常染色體?。?p-綜合征（貓叫綜合征）核型46，XX(XY),del(5)(p15.1)第一百四十八頁，共250頁。生命的遺傳與變異1．染色體異常與疾?。?）染色體病常染色體?。?p-綜合征（貓叫綜合征）第一百四十九頁，共250頁。生命的遺傳與變異1．染色體異常與疾?。?）染色體病性染色體病性染色體病是由于X和Y染色體異常所引起的疾病。共同臨床特征：性發(fā)育不全或兩性畸形，有的患者僅表現(xiàn)出生殖力下降、繼發(fā)性閉經(jīng)、智力差、行為異常等。第一百五十頁，共250頁。生命的遺傳與變異1．染色體異常與疾?。?）染色體病性染色體病：Turner綜合征本病發(fā)生率約1/2500女嬰，但在自發(fā)流產(chǎn)中發(fā)生率為7.5%。第一百五十一頁，共250頁。生命的遺傳與變異1．染色體異常與疾?。?）染色體病性染色體?。篢urner綜合征臨床特征：身材矮小，成人身高一般不超過150cm；原發(fā)閉經(jīng)，子宮小，外生殖器發(fā)育不良，成年后仍保持幼稚狀態(tài)；乳距寬，盾狀胸，乳房不發(fā)育，蹼頸，后發(fā)際低，肘外翻，常伴發(fā)先天性心臟病。第一百五十二頁，共250頁。生命的遺傳與變異1．染色體異常與疾?。?）染色體病性染色體?。篢urner綜合征核型45，X第一百五十三頁，共250頁。1．染色體異常與疾病（3）染色體病性染色體?。篢urner綜合征生命的遺傳與變異第一百五十四頁，共250頁。生命的遺傳與變異1．染色體異常與疾?。?）染色體病性染色體病：XXX綜合征在女性新生兒中發(fā)病率為/1000在女性精神病患者中為4/1000第一百五十五頁，共250頁。生命的遺傳與變異1．染色體異常與疾?。?）染色體病性染色體?。篨XX綜合征臨床特征：智力低下，精神異常。乳腺發(fā)育不良，卵巢功能異常，月經(jīng)失調(diào)或閉經(jīng)。第一百五十六頁，共250頁。生命的遺傳與變異1．染色體異常與疾?。?）染色體病性染色體病：XXX綜合征核型多數(shù)為47，XXX少數(shù)為48，XXXX/49，XXXXX第一百五十七頁，共250頁。生命的遺傳與變異1．染色體異常與疾?。?）染色體病性染色體病：先天性睪丸發(fā)育不全綜合征發(fā)生率在男性為1/800男性精神發(fā)育不全患者中約為1/100男性不育癥中約占1/10第一百五十八頁，共250頁。生命的遺傳與變異臨床特征：身材高大，四肢細長;生殖器官發(fā)育不全，睪丸不發(fā)育或隱睪，生精小管萎縮，呈玻璃樣變性，無精子生成，不育;第二性征發(fā)育不良，體毛稀少、無須、無喉結(jié)，乳房發(fā)育女性化，皮下脂肪發(fā)達等。1．染色體異常與疾?。?）染色體病性染色體?。合忍煨圆G丸發(fā)育不全綜合征第一百五十九頁，共250頁。生命的遺傳與變異1．染色體異常與疾病（3）染色體病性染色體?。合忍煨圆G丸發(fā)育不全綜合征第一百六十頁，共250頁。生命的遺傳與變異1．染色體異常與疾?。?）染色體病性染色體?。篨YY綜合征本病發(fā)生率約占男性的1/1500~1/750。第一百六十一頁，共250頁。生命的遺傳與變異臨床特征：有生育能力，少數(shù)外生殖器發(fā)育不良，智力正常，性格暴燥粗魯，行為過火，常發(fā)生攻擊性犯罪行為，身材高大。1．染色體異常與疾病（3）染色體病性染色體?。篨YY綜合征第一百六十二頁，共250頁。生命的遺傳與變異核型47,XYY;48,XYYY；49XYYYY1．染色體異常與疾病（3）染色體病性染色體?。篨YY綜合征第一百六十三頁，共250頁。生命的遺傳與變異1.81-1.89m發(fā)病率1/2001.90-1.99m發(fā)病率1/302m以上發(fā)病率1/101．染色體異常與疾?。?）染色體病性染色體?。篨YY綜合征第一百六十四頁，共250頁。生命的遺傳與變異2．單基因遺傳病單基因遺傳病(monogenicdisease，

single-genedisease)是指受一對等位基因控制而發(fā)生的疾病，它的遺傳遵循孟德爾定律，所以也稱為孟德爾式遺傳病。第一百六十五頁，共250頁。生命的遺傳與變異2．單基因遺傳病常染色體顯性常染色體隱性X連鎖隱性X連鎖顯性Y連鎖遺傳第一百六十六頁，共250頁。生命的遺傳與變異2．單基因遺傳病人類性狀或疾病的孟德爾式遺傳方式是通過觀察這些性狀或疾病在家系內(nèi)分離或傳遞而推斷的，常用系譜分析法(pedigreeanalysis)。第一百六十七頁，共250頁。生命的遺傳與變異2．單基因遺傳病系譜是指從先證者入手，追溯調(diào)查其家系所有成員的親屬關(guān)系，以某種遺傳病或性狀為依據(jù)，按一定格式繪制成的圖解。先證者(proband)是指某個家系中首先被醫(yī)生或遺傳研究者發(fā)現(xiàn)的罹患某種遺傳病的患者或者具有某種遺傳性狀的成員。第一百六十八頁，共250頁。生命的遺傳與變異2．單基因遺傳病系譜中常用的符號第一百六十九頁，共250頁。生命的遺傳與變異2．單基因遺傳病系譜中常用的符號ⅠⅡ12123第一百七十頁，共250頁。2．單基因遺傳?。?）常染色體顯性遺傳病1）常染色體顯性遺傳婚配類型及系譜特征生命的遺傳與變異一種疾病，其致病基因位于1~22號染色體上，雜合子的情況下表現(xiàn)為疾病，即稱為常染色體顯性(autosomaldominant，AD)遺傳病。第一百七十一頁，共250頁。2．單基因遺傳?。?）常染色體顯性遺傳病1）常染色體顯性遺傳婚配類型及系譜特征生命的遺傳與變異Aa患者aaAa正常人aAaaaaAaaa第一百七十二頁，共250頁。2．單基因遺傳病（1）常染色體顯性遺傳病1）常染色體顯性遺傳婚配類型及系譜特征生命的遺傳與變異并指Ⅰ型(MIM185900)家系系譜

第一百七十三頁，共250頁。2．單基因遺傳病（1）常染色體顯性遺傳病1）常染色體顯性遺傳婚配類型及系譜特征生命的遺傳與變異世代都有發(fā)病患者，即連續(xù)遺傳患者雙親之一是患者患者同胞中有1/2幾率患病，男女發(fā)病幾率均等患者的正常同胞，其后代將都會正常患者子代中將有1/2幾率患病第一百七十四頁，共250頁。2．單基因遺傳病（1）常染色體顯性遺傳病2）常染色體顯性遺傳的不同類型不完全顯性(incompletedominance)生命的遺傳與變異雜合子患者的表型介于純合子患者（AA）與純合隱性的正常人（aa）之間，即純合顯性患者病重，雜合子患者病輕，也稱為半顯性(semidominance)。第一百七十五頁，共250頁。2．單基因遺傳?。?）常染色體顯性遺傳病2）常染色體顯性遺傳的不同類型共顯性(codominance)生命的遺傳與變異一對不同形式等位基因，彼此之間沒有顯隱性的區(qū)別，在雜合狀態(tài)下兩種基因的作用都完全表現(xiàn)出來，即等位基因分別表達其基因產(chǎn)物，形成相應(yīng)表型，就稱為共顯性。第一百七十六頁，共250頁。生命的遺傳與變異雙親血型子女可能血型子女不可能血型A×AA、OB、ABA×OA、OB、ABA×BA、B、O、AB－A×ABA、B、ABOB×BB、OA、ABB×OB、OA、ABB×ABA、B、ABOO×OOA、B、ABO×ABA、BO、ABAB×ABA、B、ABO雙親與子女之間ABO血型的傳遞關(guān)系第一百七十七頁，共250頁。2．單基因遺傳病（1）常染色體顯性遺傳病2）常染色體顯性遺傳的不同類型不規(guī)則顯性(irregulardominance)生命的遺傳與變異雜合子個體在不同內(nèi)外環(huán)境作用下可以表現(xiàn)為顯性，即表達出相應(yīng)表型，而且表現(xiàn)為顯性的程度也可以不同，這種顯性的傳遞方式有些不規(guī)則，稱為不規(guī)則顯性。第一百七十八頁，共250頁。生命的遺傳與變異外顯率(penetrance)是指在一個群體中帶有某一致病基因的個體，表現(xiàn)出相應(yīng)疾病表型的比率，一般用百分率來表示。2．單基因遺傳?。?）常染色體顯性遺傳病2）常染色體顯性遺傳的不同類型不規(guī)則顯性(irregulardominance)第一百七十九頁，共250頁。生命的遺傳與變異表現(xiàn)度是指致病基因在不同個體表達程度的不同。2．單基因遺傳?。?）常染色體顯性遺傳病2）常染色體顯性遺傳的不同類型不規(guī)則顯性(irregulardominance)第一百八十頁，共250頁。2．單基因遺傳?。?）常染色體顯性遺傳病2）常染色體顯性遺傳的不同類型延遲顯性(delayeddominance)生命的遺傳與變異一些AD病在生命的早期并不表達，而達到一定的年齡后才表現(xiàn)出疾病，稱為延遲顯性。第一百八十一頁，共250頁。生命的遺傳與變異Huntington病(MIM143100)Huntington病的發(fā)病率致病基因來自父親，患者發(fā)病早（20歲）且病情嚴重來自母親，患者發(fā)病晚（40歲）且病情輕第一百八十二頁，共250頁。生命的遺傳與變異由于基因來自父方或母方而產(chǎn)生不同表型的現(xiàn)象，即雙親的基因或染色體存在功能上的差別，就稱為遺傳印記(geneticimprinting)。2．單基因遺傳?。?）常染色體顯性遺傳病2）常染色體顯性遺傳的不同類型延遲顯性(delayeddominance)第一百八十三頁，共250頁。2．單基因遺傳?。?）常染色體顯性遺傳病2）常染色體顯性遺傳的不同類型遺傳早現(xiàn)(anticipation)生命的遺傳與變異一些遺傳病在連續(xù)世代傳遞過程中，其發(fā)病年齡一代比一代提早且病情加重，這種現(xiàn)象稱為遺傳早現(xiàn)。第一百八十四頁，共250頁。生命的遺傳與變異強直性肌營養(yǎng)不良(myotomicdystrophy，MD)基因3端非翻譯區(qū)存在(CTG)n拷貝數(shù)越多，發(fā)病年齡越早，病情越嚴重，而且不穩(wěn)定性越明顯正常：n＝5~35異常：n>50第一百八十五頁，共250頁。2．單基因遺傳?。?）常染色體顯性遺傳病2）常染色體顯性遺傳的不同類型從性遺傳(sex-conditionedinheritance)生命的遺傳與變異一些常染色體顯性遺傳，雜合子（Aa）的表達受性別的影響，在某一性別表達出相應(yīng)表型，而另一性別不表達相應(yīng)表型；或者某一性別中的發(fā)病率高于另一性別，稱為從性遺傳。第一百八十六頁，共250頁。2．單基因遺傳?。?）常染色體隱性遺傳病生命的遺傳與變異一些疾病，其致病基因位于1~22號常染色體上，在雜合子（Aa）時并不發(fā)病，只有隱性純合子（aa），即突變基因的純合子個體才表現(xiàn)為疾病。這類疾病稱為常染色體隱性遺傳(autosomalrecessive，AR)病。第一百八十七頁，共250頁。2．單基因遺傳病（2）常染色體隱性遺傳病生命的遺傳與變異Aa攜帶者AaAa攜帶者AAAAaaAaaa第一百八十八頁，共250頁。2．單基因遺傳?。?）常染色體隱性遺傳病生命的遺傳與變異先天性聾啞(MIM220700)家系系譜

第一百八十九頁，共250頁。2．單基因遺傳?。?）常染色體隱性遺傳病生命的遺傳與變異患者的雙親都無病，但都是肯定攜帶者患者的同胞中將有1/4的可能發(fā)病，而且男女發(fā)病機會均等患者的子女中一般無患兒，看不到連續(xù)傳遞，往往是散發(fā)的近親婚配時子女中發(fā)病風險明顯增高第一百九十頁，共250頁。2．單基因遺傳病（2）常染色體隱性遺傳病生命的遺傳與變異是指相同或相似的表型可以由不同的遺傳基礎(chǔ)所決定。遺傳異質(zhì)性(geneticheterogeneity)第一百九十一頁，共250頁。2．單基因遺傳?。?）常染色體隱性遺傳病生命的遺傳與變異遺傳異質(zhì)性(geneticheterogeneity)指同一基因的不同突變所引起的相同或相似的表型。指不同基因座上的不同基因突變所引起的相同或相似的表型。等位基因異質(zhì)性(alleleheterogeneity)基因座異質(zhì)性(locusheterogeneity)第一百九十二頁，共250頁。2．單基因遺傳?。?）X連鎖遺傳病生命的遺傳與變異一些疾病，其致病基因位于X染色體上，上下代之間隨著X染色體傳遞，就稱為X連鎖遺傳(X-linkedinheritance)病。第一百九十三頁，共250頁。2．單基因遺傳?。?）X連鎖遺傳病生命的遺傳與變異交叉遺傳(criss-crossinheritance)半合子(hemizygote)男性的X連鎖基因只能從母親傳來，又只能傳給他的女兒，不存在男性到男性的傳遞。指男性只有一條X染色體，其X染色體上的基因不是成對存在的。第一百九十四頁，共250頁。2．單基因遺傳病（3）X連鎖遺傳病1）X連鎖隱性遺傳病生命的遺傳與變異一些疾病，其致病基因位于X染色體上，其性質(zhì)是隱性的，雜合時并不發(fā)病，這類疾病稱為X連鎖隱性遺傳(X-linkedrecessiveinheritance，XR)病。女性雜合狀態(tài)下表型正常，但可以把致病基因傳給下一代，這樣的個體就稱為攜帶者。第一百九十五頁，共250頁。2．單基因遺傳病（3）X連鎖遺傳病1）X連鎖隱性遺傳病生命的遺傳與變異XbY男性患者XBXBXbY正常女性XBXBXbXBYXBXBXbXBYXBXb女性攜帶者XBYXBXb正常男性XBXBXBXBXbYXBYXbY第一百九十六頁，共250頁。2．單基因遺傳?。?）X連鎖遺傳病1）X連鎖隱性遺傳病生命的遺傳與變異甲型血友病(MIM306700)家系系譜

第一百九十七頁，共250頁。2．單基因遺傳?。?）X連鎖遺傳病1）X連鎖隱性遺傳病生命的遺傳與變異人群中男性患者遠多于女性患者，一些致病基因頻率低的XR病中，往往只有男性患者男性患者的致病基因由攜帶者母親傳來，其母親再生育，兒子1/2幾率患病，女兒表型正常，但1/2的幾率是攜帶者由于交叉遺傳，患者之間往往是兄弟、姨兄弟、舅父與外甥、外祖父與外孫等關(guān)系第一百九十八頁，共250頁。2．單基因遺傳?。?）X連鎖遺傳病1）X連鎖隱性遺傳病生命的遺傳與變異血友病A由于血漿中第Ⅷ凝血因子(FⅧ)遺傳性缺陷所致的凝血障礙性出血性疾病，男性發(fā)病率為1/10000~1/5000。第一百九十九頁，共250頁。2．單基因遺傳病（3）X連鎖遺傳病1）X連鎖隱性遺傳病生命的遺傳與變異臨床癥狀為自幼在自然或者輕微外傷后出血不止，常在皮下出血形成血腫，關(guān)節(jié)、肌肉反復出血引起活動受限，關(guān)節(jié)強直，可喪失勞動力，顱內(nèi)出血可致命。血友病A第二百頁，共250頁。2．單基因遺傳病（3）X連鎖遺傳病1）X連鎖隱性遺傳病生命的遺傳與變異F8基因定位于Xq28，長約186kb，有26個外顯子，mRNA長度為9.0kb，編碼2332個氨基酸構(gòu)成的Ⅷ因子前體。F8基因缺陷包括大的缺失、點突變、小的插入或缺失，還有重復和倒位等。血友病A第二百零一頁，共250頁。2．單基因遺傳?。?）X連鎖遺傳病1）X連鎖隱性遺傳病生命的遺傳與變異假肥大性肌營養(yǎng)不良癥的主要類型，是嚴重致死性神經(jīng)肌肉系統(tǒng)XR病，發(fā)病率為出生男嬰的1/3500。DMD患兒5~6歲時癥狀明顯，表現(xiàn)為走路鴨型步態(tài)、上下樓困難，Gower征陽性，一般20歲之前死于呼吸及循環(huán)衰竭。Duchenne型肌營養(yǎng)不良(DMD)第二百零二頁，共250頁。2．單基因遺傳?。?）X連鎖遺傳病1）X連鎖隱性遺傳病生命的遺傳與變異發(fā)病率比DMD明顯低，發(fā)病較晚，一般10歲左右開始發(fā)病，臨床表現(xiàn)與DMD相似，但病程緩慢，癥狀較輕，往往可以生育后代。Becker型肌營養(yǎng)不良(BMD)第二百零三頁，共250頁。2．單基因遺傳病（3）X連鎖遺傳病1）X連鎖隱性遺傳病生命的遺傳與變異DMD基因定位于Xp21.2-p21.1，是目前已知最大的基因，長約2400kb，含79個外顯子，cDNA長約14kb，其產(chǎn)物由3685個氨基酸組成，分子量約為427000，稱為肌萎縮蛋白。DMD基因55%~65%是不同區(qū)段的基因缺失，且有缺失熱點區(qū)域。第二百零四頁，共250頁。2．單基因遺傳?。?）X連鎖遺傳病2）X連鎖顯性遺傳病生命的遺傳與變異一些疾病，其致病基因位于X染色體上，雜合時就發(fā)病，這類疾病就稱為X連鎖顯性遺傳(X-linkeddominantinheritance，XD)病。第二百零五頁，共250頁。2．單基因遺傳病（3）X連鎖遺傳病2）X連鎖顯性遺傳病生命的遺傳與變異女性是致病基因純合子和雜合子都表現(xiàn)為疾病，但一般群體中致病基因頻率很低，因此女性一般是雜合子發(fā)病。女性XD病發(fā)病率一般為男性的2倍。女性雜合子患者由于正常等位基因的存在，病情往往比男性輕且常有較大的變異。第二百零六頁，共250頁。2．單基因遺傳?。?）X連鎖遺傳病2）X連鎖顯性遺傳病生命的遺傳與變異XbY正常男性XBXbXbY女性患者XBXBXbXBYXbXbXbXbYXBY男性患者XbXbXBY正常女性XbXBXbXbYXbXBXbXbY第二百零七頁，共250頁。2．單基因遺傳?。?）X連鎖遺傳病2）X連鎖顯性遺傳病生命的遺傳與變異抗維生素D佝僂病(MIM307800)家系系譜

第二百零八頁，共250頁。2．單基因遺傳?。?）X連鎖遺傳病2）X連鎖顯性遺傳病生命的遺傳與變異群體中女性患者多于男性患者，通常約為男性患者的2倍，一般女性患者的病情較輕患者的雙親中，必有一方是該病患者由于交叉遺傳，男性患者的女兒全部患病，兒子全部正常；女性患者(雜合子)的子女各有1/2患病幾率家系中可見到連續(xù)遺傳現(xiàn)象第二百零九頁，共250頁。2．單基因遺傳?。?）Y連鎖遺傳病生命的遺傳與變異決定某種性狀或疾病的基因位于Y染色體上，隨Y染色體傳遞，這種性狀或疾病的傳遞方式稱為Y連鎖遺傳(Y-linkedinheritance)。由于Y染色體只存在于男性個體，由父親傳遞給兒子，再由兒子傳遞給孫子，其遺傳方式也稱全男性遺傳(holandricinheritance)。第二百一十頁，共250頁。2．單基因遺傳病（4）Y連鎖遺傳病生命的遺傳與變異外耳多毛癥(MIM425500)家系系譜

第二百一十一頁，共250頁。Y染色體性別決定區(qū)(SRY)基因2．單基因遺傳?。?）Y連鎖遺傳病生命的遺傳與變異SRY基因定位于Yp11.3，基因長約35kb，只有一個外顯子。SRY基因決定未分化性腺發(fā)育成睪丸，如果SRY基因發(fā)生點突變、缺失，可導致性發(fā)育不全或性逆轉(zhuǎn)綜合征。第二百一十二頁，共250頁。無精子因子(AZF)基因2．單基因遺傳病（4）Y連鎖遺傳病生命的遺傳與變異AZF基因定位于Yq11.2，它控制精子的發(fā)生，如該基因的缺失或突變，則導致無精子癥或嚴重精子減少。第二百一十三頁，共250頁。3．線粒體遺傳?。?）mtDNA的遺傳學特征mtDNA具有半自主性生命的遺傳與變異mtDNA能獨立地復制、轉(zhuǎn)錄和翻譯，但由于核基因編碼大量的維持線粒體結(jié)構(gòu)和功能的大多數(shù)大分子復合物以及多數(shù)氧化磷酸化酶的蛋白質(zhì)亞單位，因此其功能又受核基因影響。第二百一十四頁，共250頁。4.3．線粒體遺傳?。?）mtDNA的遺傳學特征線粒體基因組部分遺傳密碼和通用密碼不同生命的遺傳與變異CodonUniversalcodemtDNAUGAStopTrpAGGArgStopAGAArgStopAUAIleMet第二百一十五頁，共250頁。3．線粒體遺傳?。?）mtDNA的遺傳學特征mtDNA為母系遺傳生命的遺傳與變異人類受精卵中的線粒體來自卵子，因此母親將mtDNA傳遞給她的所有子女，但只有她的女兒們又將其mtDNA傳遞給下一代，這種遺傳方式稱母系遺傳。第二百一十六頁，共250頁。3．線粒體遺傳?。?）mtDNA的遺傳學特征mtDNA在有絲分裂和減數(shù)分裂期間要經(jīng)過復制分離生命的遺傳與變異mtDNA在有絲分裂和減數(shù)分裂期間隨機分離到子細胞中，所以攜帶有突變的mtDNA比例在不同細胞和組織中有差異，具有雜質(zhì)性。第二百一十七頁，共250頁。生命的遺傳與變異當突變的mtDNA達到一定比例，產(chǎn)生的能量不足以維持細胞的正常功能，表現(xiàn)為線粒體病，即具有閾值效應(yīng)，而且與不同組織對能量的依賴性密切相關(guān)。3．線粒體遺傳?。?）mtDNA的遺傳學特征mtDNA在有絲分裂和減數(shù)分裂期間要經(jīng)過復制分離第二百一十八頁，共250頁。3．線粒體遺傳?。?）mtDNA的遺傳學特征mtDNA突變率極高生命的遺傳與變異人群中含有多種中性到中度有害的mtDNA突變，且有害的突變不斷增多。但有害的突變多通過選擇而消除，故突變的mtDNA較普遍，但線粒體病并不常見。第二百一十九頁，共250頁。3．線粒體遺傳?。?）線粒體遺傳病生命的遺傳與變異mtDNA突變存在于許多疾病中，表現(xiàn)為具有母系遺傳特征和退化性或與衰老過程相關(guān)。有關(guān)mtDNA的突變一般分為錯義突變、蛋白質(zhì)生物合成突變、缺失、插入突變以及mtDNA拷貝數(shù)目突變。第二百二十頁，共250頁。3．線粒體遺傳?。?）線粒體遺傳病生命的遺傳與變異錯義突變由于堿基置換導致氨基酸的替換，也稱氨基酸替換突變，主要與腦脊髓性及神經(jīng)疾病有關(guān)，如，Leber遺傳性視神經(jīng)病和神經(jīng)肌病。第二百二十一頁，共250頁。3．線粒體遺傳?。?）線粒體遺傳病生命的遺傳與變異蛋白質(zhì)生物合成突變tRNA基因突變，并與線粒體肌病相關(guān)，這類疾病的臨床表型較錯義突變所致的疾病更具有系統(tǒng)性，如線粒體腦肌病乳酸中毒及中風樣發(fā)作，母系遺傳的肌病及心肌病等。第二百二十二頁，共250頁。3．線粒體遺傳病（2）線粒體遺傳病生命的遺傳與變異mtDNA的缺失、插入突變這類突變絕大多數(shù)引起眼肌病，多數(shù)為散發(fā)而無家族史。第二百二十三頁，共250頁。3．線粒體遺傳?。?）線粒體遺傳病生命的遺傳與變異拷貝數(shù)目突變此類突變?yōu)閙tDNA拷貝數(shù)大大低于正常，這些突變較少，僅見于一些致死性嬰兒呼吸障礙，乳酸中毒或肌肉、肝、腎衰竭的病例。第二百二十四頁，共250頁。3．線粒體遺傳?。?）線粒體遺傳病生命的遺傳與變異Leber遺傳性視神經(jīng)病(LHON)最典型的線粒體病之一，呈母系遺傳，首發(fā)癥狀為中央視物模糊，進而在幾個月內(nèi)出現(xiàn)無痛性、完全或者接近完全失明，通常是兩眼同時受累。主要病理特征為視神經(jīng)和視網(wǎng)膜神經(jīng)的變性。第二百二十五頁，共250頁。3．線粒體遺傳?。?/p>