遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座

第五章遺傳和變異基因基因在遺傳中作用生物遺傳變異與生物進(jìn)化遺傳和優(yōu)生基因工程遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第1頁基因工程基因工程概述基因工程方法步驟基因工程研究進(jìn)展和應(yīng)用前景基因工程安全性基因工程操作及其產(chǎn)品安全性遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第2頁基因工程安全性基因工程操作及其產(chǎn)品安全性1971年，MIT（美國麻省理工學(xué)院）有些人提出了將猴腎病毒SV40DNA同λ噬菌體DNA重組，然后導(dǎo)入大腸桿菌細(xì)胞構(gòu)想。反正確理由：帶有病毒DNA重組分子有可能從試驗(yàn)室逸出，并伴隨大腸桿菌感染人類腸道，其后果將十分嚴(yán)重。于是研究計(jì)劃被擱置。開始是從事DNA重組研究科學(xué)工作者擔(dān)心，以后涉及到群眾團(tuán)體。1973年，美國公眾第一次公開表示，擔(dān)心應(yīng)用重組DNA技術(shù)可能會(huì)培育出含有潛在危險(xiǎn)性新型微生物，而給人類帶來難以預(yù)料后果。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第3頁1974年，美國成立重組DNA咨詢委員會(huì)，擔(dān)心重組DNA在人類及其它生物體內(nèi)傳輸，因而有可能造成或擴(kuò)大癌癥及其它疾病發(fā)生范圍，要求暫停兩類試驗(yàn)：第一類，包括組合一個(gè)在自然界還未發(fā)覺，有產(chǎn)生病毒能力或帶有抗菌素抗性基因新型有機(jī)體。第二類，包括將腫瘤病毒或其它動(dòng)物病毒DNA引入細(xì)菌試驗(yàn)。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第4頁1975年，展開討論：潛在危險(xiǎn)基因可能偶然逃出試驗(yàn)室，或成功地寄生在試驗(yàn)工作者腸道中，從而造成某種災(zāi)難性后果；過分擔(dān)憂沒有必要，有危險(xiǎn)能夠防范，原核生物同真核生物接觸，自然合成重組體類型，沒有在自然選擇中取得優(yōu)勢。但在以下三個(gè)問題上達(dá)成一致：新發(fā)展基因工程技術(shù)為處理生物、醫(yī)學(xué)和社會(huì)問題展開了樂觀前景。新組成重組DNA生物體以外擴(kuò)散，可能會(huì)出現(xiàn)不一樣程度潛在危險(xiǎn)。采取防范辦法，在嚴(yán)格控制條件下進(jìn)行必要DNA重組試驗(yàn)。當(dāng)前進(jìn)行一些試驗(yàn)，即便在嚴(yán)格控制條件下，其潛在危險(xiǎn)性依然很大。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第5頁1976年，美國制訂了“重組DNA研究準(zhǔn)則”：禁止若干類型重組DNA試驗(yàn)，要求了試驗(yàn)物理防護(hù)和生物防護(hù)。物理防護(hù)，P1-P4（分別為普通、裝備負(fù)壓柜、全負(fù)壓試驗(yàn)室、專用試驗(yàn)樓）。生物防護(hù)EK1-EK3（分別為大腸桿菌在自然環(huán)境中普通都是要死亡、在自然環(huán)境中無法生存）1976年發(fā)展出來第一個(gè)安全菌株EK12，χ1776菌株，營養(yǎng)缺點(diǎn)突變體、細(xì)胞壁十分脆弱。1977年，首家專門制造和生產(chǎn)醫(yī)療藥品基因工程企業(yè)成立。發(fā)展證實(shí)，危險(xiǎn)并不象擔(dān)心。迄今還未發(fā)覺重組DNA危險(xiǎn)事例。1979年，允許使用病毒DNA進(jìn)行重組試驗(yàn)。1984年，美國公布了新條例，有所放寬。1989年，同意了植物基因工程。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第6頁基因工程研究進(jìn)展和應(yīng)用前景微生物基因工程，微生物生長繁殖快、輕易大規(guī)模培養(yǎng)

人胰島素胰島素是治療胰島素依賴性糖尿病唯一有效藥品。胰島素由A、B兩條鏈組成，分別有21和30個(gè)氨基酸。500多萬患者。以前取得500g胰島素需要800-1000kg牛胰臟。1978年，美國Genentech企業(yè)成功用大腸桿菌表示了人胰島素基因。1982年美國FDA同意基因工程胰島素在美國銷售。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第7頁生長激素缺乏造成侏儒癥。191個(gè)氨基酸蛋白質(zhì)。生長激素有物種特異性，所以只能用人生長激素來治療侏儒癥。以前大多從尸體腦垂體中取得，起源非常有限?，F(xiàn)在用大腸桿菌生產(chǎn)。我國正在試產(chǎn)。干擾素一類抗病毒、抗腫瘤、同時(shí)含有免疫調(diào)整功效蛋白質(zhì)。依據(jù)起源不一樣可分為α、β、γ三個(gè)亞型。過去靠體外培養(yǎng)人細(xì)胞來生產(chǎn)，產(chǎn)量低，成本高。現(xiàn)用大腸桿菌生產(chǎn)治療病毒感染和一些腫瘤。乙型肝炎疫苗HBV經(jīng)過血液傳輸。我國HBV攜帶者最少有1億人。HBV不能在組織培養(yǎng)細(xì)胞中生長，以前乙肝抗原只能從病毒攜帶者血清中分離加熱處理后制成疫苗，成本高，數(shù)量少?，F(xiàn)用大腸桿菌生產(chǎn)乙肝病毒基因工程疫苗。我國已普及。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第8頁植物基因工程，培育優(yōu)良品種，增加糧食產(chǎn)量、改進(jìn)糧食品質(zhì)、降低化肥和農(nóng)藥使用?？瓜x作物抗蟲棉和抗蟲玉米抗旱植物抗旱煙草和番茄改進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)提升植物油中不飽和脂肪酸含量，增加谷類和豆類種子中賴氨酸含量。兔毛棉花在我國培育成功，棉花纖維質(zhì)量很好，含有兔毛般光澤。利用植物生產(chǎn)疫苗和抗體表示動(dòng)物蛋白轉(zhuǎn)基因植物，生產(chǎn)小鼠抗體煙草、生產(chǎn)人血清白蛋白馬鈴薯和生產(chǎn)人干擾素蘿卜。當(dāng)前熱點(diǎn)是用植物來生產(chǎn)疫苗?？赡苡幸惶欤藗兡軌蚪?jīng)過吃香蕉而不是打預(yù)防針來進(jìn)行愛滋病疫苗接種。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第9頁動(dòng)物基因工程，使動(dòng)物取得人類所需一些性狀；使動(dòng)物含有可遺傳免疫力，對(duì)一些疾病和不良環(huán)境產(chǎn)生抗性；生產(chǎn)對(duì)人類有價(jià)值產(chǎn)品—當(dāng)前動(dòng)物基因工程主要方向。特異表示系統(tǒng)：乳腺表示系統(tǒng)，奶輕易搜集；奶中蛋白種類少，輕易從中純化所需外源蛋白；喂養(yǎng)家畜奶產(chǎn)量都不低。血液表示系統(tǒng)，血液采集方便。基因動(dòng)物生產(chǎn)藥有：人血紅蛋白、人乳鐵蛋白等。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第10頁基因工程方法步驟包含以下5個(gè)步驟目標(biāo)基因取得，人工合成、PCR法、利用基因雜交從基因文庫中篩選。目標(biāo)基因與載體DNA片段體外連接，形成重組DNA分子?；蚬こ梯d體：目標(biāo)基因擴(kuò)增需要一個(gè)能在細(xì)胞中自主復(fù)制載體。質(zhì)粒（人工改造）、噬菌體。將重組DNA分子轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞內(nèi)，并令其增殖篩選取得了重組DNA分子細(xì)胞。基因克隆，目標(biāo)基因得到大量擴(kuò)增，而且起源于無性繁殖同一個(gè)細(xì)胞。外源基因（目標(biāo)基因）表示檢測遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第11頁基因工程概述基因工程，又叫重組DNA技術(shù)。在體外將外源DNA分子經(jīng)切割和連接，插入到病毒、質(zhì)?；蚱渌d體分子中，形成重組DNA分子，倒入受體細(xì)胞中，使外源基因在受體細(xì)胞中表示過程。重組DNA技術(shù)是當(dāng)代生物技術(shù)關(guān)鍵伎倆，它使在基因水平上改造生物遺傳特征成為可能。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第12頁遺傳和優(yōu)生遺傳病,指細(xì)胞中遺傳物質(zhì)發(fā)生異常改變而造成疾病。遺傳病普通特征遺傳病分類遺傳病預(yù)防遺傳病治療優(yōu)生學(xué)遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第13頁遺傳病治療遺傳病發(fā)病過程從四個(gè)水平來分析：基因水平、酶水平、代謝水平、臨床水平。環(huán)境工程：酶水平和代謝水平。要求對(duì)患者在出生后即、或患者出現(xiàn)經(jīng)典癥狀予確診，采取辦法。遺傳工程：基因治療遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第14頁體外原位治療，從患者體內(nèi)取出帶有基因缺點(diǎn)細(xì)胞→基因修正→培養(yǎng)修正后細(xì)胞→經(jīng)過細(xì)胞融合或移植轉(zhuǎn)入患者體內(nèi)。體內(nèi)基因治療，將含有治療功效基因直接轉(zhuǎn)入病人某一特定組織中。自殺基因治療法治療腫瘤或癌癥（自殺基因轉(zhuǎn)入癌細(xì)胞，這種基因編碼蛋白能把無害藥品前體轉(zhuǎn)變?yōu)橛卸疚镔|(zhì)，從而將癌變細(xì)胞殺死。美國已在臨床上進(jìn)行應(yīng)用）；腫瘤抑制基因。反義療法，阻遏或降低目標(biāo)基因表示。DNA→mRNA→pro積累致病。引入反義RNA和mRNA配對(duì)，降低mRNA、蛋白質(zhì)產(chǎn)物量降低。經(jīng)過核酶基因治療，含有酶活性RNA分子可裂解RNA。核酶能夠切割HIV基因組RNA，并阻斷其復(fù)制。美國FDA已同意將核酶倒入細(xì)胞試驗(yàn)。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第15頁基因治療尚待克服困難、潛在風(fēng)險(xiǎn)和應(yīng)用前景

尚待克服困難：進(jìn)入臨床試驗(yàn)最大障礙是，重組病毒載體帶入目標(biāo)基因是否能發(fā)揮正常功效（表示）。目標(biāo)基因產(chǎn)生酶太少。潛在風(fēng)險(xiǎn)：主要問題是“插入突變”，隨即插入會(huì)影響其它基因表示；基因治療所用病毒可能從細(xì)胞中逃脫而感染其它病人，甚至出現(xiàn)象愛滋病之類新疾病。幾乎不可能，因?yàn)橛萌秉c(diǎn)型。應(yīng)用前景：能夠用于基因治療遺傳病，半乳糖癥、精氨酸癥、血友病。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第16頁優(yōu)生學(xué)

優(yōu)生學(xué)：使用遺傳學(xué)原理和方法，改進(jìn)人類遺傳素質(zhì)，預(yù)防出生缺點(diǎn)，提升人口質(zhì)量一門科學(xué)。預(yù)防性優(yōu)生學(xué)：降低不利基因頻率，降低患病性。消極優(yōu)生學(xué)演進(jìn)性優(yōu)生學(xué)：提升優(yōu)異個(gè)體，增加有利基因組合。主動(dòng)優(yōu)生學(xué)遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第17頁優(yōu)生學(xué)辦法婚前檢驗(yàn)防止近親結(jié)婚適齡生育遺傳咨詢產(chǎn)前診療妊娠早期防止接觸致癌劑：電離輻射、抗生素、化學(xué)物質(zhì)、病毒。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第18頁飲食控制療法，當(dāng)代謝發(fā)生異常造成機(jī)體必需物質(zhì)缺乏時(shí)，則加以補(bǔ)充；造成一些代謝物質(zhì)大量積累時(shí)，則限制此代謝物前身物質(zhì)攝入，以維持代謝平衡。如，半乳糖血癥給予無乳糖飲食、苯丙酮尿癥給予低苯丙氨酸飲食、維生素缺乏補(bǔ)充維生素。藥品療法，標(biāo)準(zhǔn)是補(bǔ)缺、去余。先天性免疫球蛋白血癥患者可給免疫球蛋白制劑；糖尿病給予胰島素。用正常酶代替先天性代謝病患者所缺點(diǎn)酶，腦苷脂患者注射β-葡萄糖苷酶，可使患者肝和血液中腦苷脂含量降低。手術(shù)治療，唇裂、腭裂、并指、多指、青光眼、白內(nèi)障可用手術(shù)矯正。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第19頁遺傳病預(yù)防遺傳咨詢，由醫(yī)生或其它專業(yè)人員對(duì)遺傳病患者或其親屬提出相關(guān)該病病因、遺傳方式、診療、預(yù)后和防治等問題進(jìn)行解答?；橐龊蜕笇?dǎo)，防止近親結(jié)婚，提倡遠(yuǎn)緣（親緣關(guān)系、地理上）。生育指導(dǎo)（適齡生育）。產(chǎn)前診療，又叫宮內(nèi)診療。在出生前檢出遺傳病和先天畸形兒，隨即終止妊娠，既可預(yù)防患；兒出生，從而減輕患兒家庭負(fù)擔(dān)和痛苦，也為控制遺傳病在社會(huì)上繼續(xù)播散做出貢獻(xiàn)。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第20頁遺傳病普通特征遺傳性：上代傳至下代特征。終生性：經(jīng)治療能夠改變疾病表型特征或改進(jìn)癥狀，修復(fù)或糾正患者機(jī)體細(xì)胞中發(fā)生突變遺傳物質(zhì)從而根治遺傳病困難。先天性：先天性疾病指個(gè)體出生后即表現(xiàn)出來疾病。因?yàn)樵S多遺傳病在出生后即可見到，故大多數(shù)先天性疾病實(shí)際上是遺傳病。家族性：表現(xiàn)出家族聚集現(xiàn)象疾病，在同一家庭中有兩個(gè)以上患者。有遺傳病有，有沒有。有些非遺傳性疾病，因?yàn)榧彝ソM員處于相同環(huán)境條件而同患某種疾病，如缺乏某種物質(zhì)引發(fā)疾病。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第21頁遺傳病分類按遺傳物質(zhì)突變方式，分為基因?。ㄓ挚煞譃閱位虿『投嗷虿。┖腿旧w病。單基因遺傳?。号c一對(duì)基因相關(guān)。主要由基因突變引發(fā)。白化病、血友病、色盲。多基因遺傳?。河蓭讓?duì)基因改變引發(fā)疾病，不但與遺傳相關(guān)而且與環(huán)境相關(guān)。高血壓、糖尿病、神經(jīng)分裂癥。人類最常見遺傳病，但發(fā)病率低1%-10%。染色體?。喝旧w畸變?cè)斐伞?00各種。75%為性染色體異常，25%為常染色體異常。用遺傳率表示遺傳原因?qū)Πl(fā)病作用大小，遺傳率大于70%有兔唇、支氣管哮喘、神經(jīng)分裂癥。遺傳率在50%-60%有高血壓、冠心病。遺傳率小于40%有消化性潰瘍、成年型糖尿病。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第22頁生物遺傳變異與生物進(jìn)化

表型變異：環(huán)境影響，不能遺傳。如營養(yǎng)條件差異造成個(gè)體間差異。遺傳變異，能夠遺傳。基因重組：用自由組合定律和連鎖交換定律解釋。突變：遺傳物質(zhì)改變，包含染色體畸變：結(jié)構(gòu)改變；數(shù)目改變基因突變：基因分子結(jié)構(gòu)改變生物進(jìn)化遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第23頁染色體畸變

染色體結(jié)構(gòu)變異，見圖缺失：染色體斷裂而丟失一段，造成基因丟失。兒童中貓叫綜合癥?；純嚎蘼曄筘埥校瑑裳劬嚯x較遠(yuǎn)，智力低下，生活力差。兒童視網(wǎng)膜腫瘤。13號(hào)染色體長臂上14、11區(qū)缺失。腎臟腫瘤，11號(hào)染色體短臂上13區(qū)缺失。重復(fù)：染色體增加片段，可執(zhí)行新功效，利于進(jìn)化。神經(jīng)紊亂，15號(hào)染色體上長臂部分缺失、部分重復(fù)。倒位：180度顛倒，染色體上基因排列次序改變。人與黑猩猩發(fā)生6次倒位，黑猩猩與大猩猩發(fā)生8次倒位。胸腺、甲狀腺及先天性心臟病因?yàn)?2號(hào)染色體長臂11區(qū)倒位。易位：非同源染色體間交換染色體片段?？赡茉斐杉易逍匀旧w異常。輕易產(chǎn)生腫瘤。人慢性粒細(xì)胞白血病因?yàn)?2號(hào)染色體長臂片段易位。先天性白內(nèi)障，X染色體長臂25區(qū)易位。唐氏綜合癥，7號(hào)、9號(hào)染色體交換片段。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第24頁染色體數(shù)目改變

整倍體改變：染色體改變以配子染色體數(shù)為單位增減。無籽西瓜、香蕉、小黑麥。非整倍體改變：增減1個(gè)或幾個(gè)染色體。大部分情況下在動(dòng)物中非整倍體是致死。缺體，2n－2，個(gè)體丟失了一對(duì)同源染色體，又稱為零體。單體，2n－1，個(gè)體丟失某一條染色體。XO，特納氏綜合癥，性腺發(fā)育不全癥，先天性卵巢發(fā)育不全。女孩中發(fā)生。體矮（120cm-140cm）常有蹼頸和肘外翻，無生育能力。智力低下，常伴有先天性心臟病。性別畸形遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第25頁三體，2n+1。13-三體，小頭，兔唇或腭裂，普通三月死亡，少數(shù)能活到五歲。人類常見21-三體，先天愚型，患兒眼小，眼距寬，生長發(fā)育遲緩，通貫手，智力低下，平均壽命短。18-三體，全部器官異常。XXY，先天性睪丸發(fā)育不全。外貌象男性，身體較普通男性高，無生育能力，智力低下。XYY，超雄，患者為男性，身材高大，少數(shù)有發(fā)育異常和智力低下。犯罪中XYY百分比較高（1：28），從而提出Y染色體存在可能造成患者有侵犯行為。但尚無定論。XXX，超雌。多數(shù)患者表型和生育能力都正常。男性陰陽人，Tmf（雄性激素受體基因）突變?yōu)閠mf。女性陰陽人，激素代謝路徑改變，產(chǎn)生雄性激素。雙三體，2n+1+1，多了兩條不一樣染色體。多體，2n+n，某一號(hào)染色體增加了1條以上。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第26頁基因突變

遺傳物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)改變，包含DNA上堿基正確改變和堿基正確插入和缺失。機(jī)理堿基替換：包含轉(zhuǎn)換和顛換。移碼突變：增減1個(gè)或數(shù)個(gè)堿基（非3倍數(shù)）。使插入或缺失后全部密碼內(nèi)容改變，從而在翻譯水平上引發(fā)多肽鏈氨基酸次序也完全改變。比如血紅蛋白病，α鏈缺失一個(gè)堿基。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第27頁突變誘發(fā)物理誘變劑：射線化學(xué)誘變劑：堿基類似物，食品中亞硝酸鹽，汽車尾氣等。誘變應(yīng)用：使突變率提升，用于育種。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第28頁堿基轉(zhuǎn)換和顛換改變后對(duì)肽鏈中氨基酸次序影響不一樣：同義突變，CTA→CTG，mRNA上GAU→GAC，都決定Asp。無義突變，DNA堿基改變后使mRNA上成為UAG、UAA和UGA終止子中一個(gè)。錯(cuò)義突變，DAN中堿基替換，使mRNA上某一密碼子改變，編碼氨基酸不一樣。一級(jí)結(jié)構(gòu)改變影響高級(jí)結(jié)構(gòu)。比如，鐮形細(xì)胞貧血癥，正常血紅蛋白基因HbA，突變基因HbS決定三種基因型。GAG→GTG。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第29頁生物進(jìn)化

生物進(jìn)化證據(jù)

比較解剖學(xué)證據(jù)：比較各種植物和動(dòng)物器官，有基本相同結(jié)構(gòu)。同源器官—不一樣種類生物體內(nèi)，有些位置相當(dāng)器官，盡管在外形和功效上有很大差異，但其內(nèi)部結(jié)構(gòu)卻基本一致，并在胚胎發(fā)育過程中有相同起源。鳥類翅膀和哺乳類前肢。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第30頁胚胎學(xué)證據(jù)：高等生物起源于低等單細(xì)胞生物。魚類、兩棲類、爬行類、鳥類、哺乳類和人在胚胎發(fā)育早期很相同：有腮裂和尾，頭部較大，身體彎曲。細(xì)胞遺傳學(xué)證據(jù)：比較生物染色體數(shù)目和形態(tài)。人與大猩猩和黑猩猩7號(hào)染色體結(jié)構(gòu)相同。短尾猿有，但結(jié)構(gòu)不一樣。分子水平證據(jù)：免疫學(xué)，利用抗原-抗體反應(yīng)強(qiáng)弱。人與黑猩猩親緣關(guān)系最近。蛋白質(zhì)進(jìn)化，比較同一個(gè)蛋白質(zhì)氨基酸組成。CytC，Hb。核酸進(jìn)化，進(jìn)化過程中，生物DNA含量逐步增高。病毒、細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物、兩棲類、爬行類、哺乳類。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第31頁生物進(jìn)化理論拉馬克學(xué)說：兩個(gè)著名法則，用進(jìn)廢退和取得性遺傳認(rèn)為二者既是變異產(chǎn)生原因，又是適應(yīng)環(huán)境過程。環(huán)境條件改變，首先引發(fā)生理需要上改變，進(jìn)而引發(fā)行為上改變。器官用則發(fā)展、不用則退化—用進(jìn)廢退。因?yàn)榄h(huán)境影響或用進(jìn)廢退所取得變異性質(zhì)，能夠經(jīng)過繁殖遺傳給后代—取得性遺傳。多數(shù)鳥類善于翱翔，胸肌就發(fā)達(dá)了；生活在暗洞中盲鼠和洞穴中魚，因?yàn)殚L久不用眼睛而失去知覺；最著名例子是長頸鹿。-------缺乏科學(xué)試驗(yàn)證據(jù)。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第32頁

達(dá)爾文自然選擇學(xué)說—達(dá)爾文進(jìn)化論關(guān)鍵，該學(xué)說主要論點(diǎn)是：變異：一切生物都有產(chǎn)生變異特征。引發(fā)變異根本原因是生活條件改變。有變異能遺傳，有變異不能遺傳。繁殖過剩與生存競爭：地球上生物有高度繁殖率，生存競爭包含生物與無機(jī)條件斗爭、種間斗爭和種內(nèi)斗爭。自然選擇—適者生存：在生存競爭中，對(duì)生存有利變異得到保留，對(duì)生存有害變異被淘汰。自然選擇是一個(gè)長久、遲緩、連續(xù)過程。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第33頁基因在生物遺傳中作用位于染色體DNA上基因經(jīng)過轉(zhuǎn)錄,翻譯決定生物性狀，基因遺傳方式分為顯性和隱性遺傳兩種：顯性基因控制性狀為顯性遺傳頭發(fā)顏色、眼口鼻形態(tài)、多指、侏儒隱性基因控制性狀為隱性遺傳白化病、全色盲、早老癥、自毀容貌癥、半乳糖血癥依據(jù)基因所在染色體不一樣分為：常染色體顯性遺傳常染色體隱性遺傳性染色體顯性遺傳性染色體隱性遺傳生物多基因遺傳生物性別決定伴性遺傳遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第34頁生物性別決定性染色體決定性別XY型ZW型，ZW為雌性、ZZ為雄性性染色體數(shù)目決定性別，蝗蟲，雌性2n=24(xx)，雄性2n=23(xo)染色體組倍性決定性別基因決定性別環(huán)境決定性別海生蠕蟲遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第35頁蜜蜂性別決定雄峰（n=16）精子雄峰蜂皇(2n=32)卵子受精卵（雌性）吃2、3天蜂皇漿吃5天蜂皇漿21天成為成蟲16天能生育蜂皇(2n)職蜂(2n)未受精遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第36頁生物多基因遺傳數(shù)量性狀：連續(xù)變異，農(nóng)作物產(chǎn)量、奶牛泌奶量、身高、體重。質(zhì)量性狀：變異不連續(xù)，花顏色、色盲與非色盲。多基因遺傳：決定數(shù)量性狀基因多個(gè)—微效基因，效應(yīng)疊加。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第37頁性染色體顯性遺傳X連鎖顯性遺傳，男性致病基因只能從母親傳來，未來傳給自己女兒，不存在男性向男性傳遞—交叉遺傳?？咕S生素D性佝僂病，患者因?yàn)槟I小管對(duì)磷吸收有障礙，所以血磷水平低，腸對(duì)磷、鈣吸收不良，所以形成佝僂病。女性：XAXA、XAXa、XaXa男性：XAY、XaY女性發(fā)病率高于男性遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第38頁Y連鎖遺傳，父傳子、子傳孫，女性不會(huì)出現(xiàn)對(duì)應(yīng)遺傳病。外耳道多毛癥遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第39頁性染色體隱性遺傳X連鎖隱性遺傳紅綠色盲血友病，出血性疾病，無凝血因子，英國維多利亞女王家族。自毀容貌癥，肌張力障礙、侵害他人進(jìn)行性肌營養(yǎng)不良女性：XBXB、XBXb、XbXb男性：XBY、XbY男性發(fā)病率高于女性遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第40頁常染色體隱性遺傳隱性基因控制，隱性純合體發(fā)?。╝a），雜合體（Aa）為攜帶者。白化病，因?yàn)槿狈野彼崦付荒苄纬珊谏靥攸c(diǎn)：家系中看不到疾病連續(xù)傳遞（表現(xiàn)散發(fā)）患者雙親表現(xiàn)正常，但都為攜帶者患者同胞中約有1/4發(fā)病，男女患病機(jī)會(huì)均等近親婚配發(fā)病率增高Aa×AaAAAaAaaa遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第41頁常染色體上顯性遺傳完全顯性遺傳：雜合體（Aa）與顯性純合體（AA）表型完全相同。齒質(zhì)形成不全癥，患者牙齒有顯著缺點(diǎn)，在牙齒上出現(xiàn)灰色或藍(lán)色乳光，牙齒輕易被磨損。人類耳垂遺傳先天性軟骨發(fā)育不全（侏儒）患者AA、Aa（多數(shù)）；正常人aa遺傳遵照孟德爾分離定律齒質(zhì)發(fā)育不全癥患者與正常人婚配圖解遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第42頁親代Aa（患者）×aa（正常人）配子Aaa子代1/2Aa1/2aa特點(diǎn)：患者雙親中有一方是患者。因?yàn)橹虏』蚴窍∮校l率約為0.01~0.001，所以患者親代常為雜合體?；颊咄屑s有1/2患病，而且患病機(jī)會(huì)均等?；颊邇号?，約有1/2個(gè)體患?。總€(gè)兒女都有1/2發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)）雙親無病時(shí)，兒女普通不患病，只有突變情況下才看到雙親無病而兒女有散發(fā)個(gè)別病例。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第43頁不完全顯性/中間型/半顯性：雜合體（Aa）表型介于顯性純合體（AA）和隱性純合體（Aa）表型之間。β型地中海貧血癥，因?yàn)樵煅到y(tǒng)血紅蛋白形成受到影響，血紅蛋白分子化學(xué)成份改變及鐵利用障礙而造成低血色素貧血，紅細(xì)胞形態(tài)發(fā)生改變?；颊唛g婚配圖解βThβth（輕型患者）

×βThβth（輕型患者）

βThβThβThβthβThβthβthβth（重型患者）（輕型患者）

（正常人）花顏色遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第44頁共顯性，一對(duì)等位基因兩個(gè)組員在雜合體中都顯示出來。人類MN血型，LMLM、LMLN、LNLN4號(hào)染色體上M、N基因決定M抗原、N抗原人類ABO血型，決定于9號(hào)染色體上一組復(fù)等位基因（IA基因、IB基因、i基因）ABO血型特點(diǎn)雙親和兒女之間ABO血型遺傳關(guān)系A(chǔ)男和B女能否生出O型兒子來？AB男和O女能否生出O型孩子來？用于親子判定用于排查嫌疑犯

Rh血型遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第45頁延遲顯性遺傳，攜帶有顯性致病基因雜合體，有時(shí)在生命早期并不表現(xiàn)出體征，到達(dá)一定年紀(jì)后致病基因控制癥狀才表現(xiàn)出來。原發(fā)性血色病，含鐵血黃素廣泛沉積在各器官引發(fā)器官損害—鐵質(zhì)積累到一定程度發(fā)病，3/4在40歲時(shí)發(fā)病。慢性進(jìn)行性舞蹈癥，35歲以后發(fā)病。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第46頁叢性顯性遺傳，性別對(duì)表現(xiàn)型有影響，雜合體表現(xiàn)型在不一樣性別中表現(xiàn)不一樣。早禿，常染色體上顯性遺傳，雜合體男性35歲后發(fā)病，女性不發(fā)病?；蛟诔Ｈ旧w上，但因?yàn)槭艿叫约に刈饔?，基因在不一樣性別中表現(xiàn)不一樣。早禿遺傳方式正常女×早禿男b+b+bbb+bb+b女（正常）男（早禿）遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第47頁Rh血型紅細(xì)胞膜上是否有Rh抗原（R）決定：Rh+：RR或Rr（屬于完全顯性），多數(shù)人Rh-：rr，北美和歐洲15%人群、中國1.5%，百分比高給嬰兒帶來一個(gè)潛在危險(xiǎn)。新生兒溶血癥Rh+抗體遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第48頁ABO血型特點(diǎn)血型紅細(xì)胞抗原血清中天然抗體基因型AAβIAIA、IAiBBαIBIB、IBiABA、B--IAIBO--α、βii遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第49頁雙親和兒女之間ABO血型遺傳關(guān)系雙親血型兒女中可能有血型兒女中不可能有血型A×AA、OB、ABA×OA、OB、ABA×BA、B、AB、O--A×ABA、B、ABOB×BB、OA、ABB×OB、OA、ABB×ABA、B、ABOAB×OA、BAB、OAB×ABA、B、ABOO×OOA、B、AB遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第50頁基因基因發(fā)展史遺傳因子提出遺傳染色體學(xué)說基因在染色體上呈線性排列基因物質(zhì)基礎(chǔ)基因發(fā)展基因概念人類基因組計(jì)劃遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第51頁基因發(fā)展史系統(tǒng)遺傳學(xué)理論開始于Mendel重大發(fā)覺。在Mendel之前已經(jīng)有一些植物學(xué)家做了植物雜交試驗(yàn)，并取得了顯著成績：1797年英國騎士和法國Nauding都做了植物雜交試驗(yàn)，得到了一些結(jié)果，但未進(jìn)行分析。1865年，Mendel依據(jù)8年植物雜交試驗(yàn)結(jié)果，提出了遺傳因子分離和自由組合定律2月8日在當(dāng)?shù)乜茖W(xué)協(xié)會(huì)上宣讀了一篇題為"植物雜交試驗(yàn)"論文，1866年正式發(fā)表在該協(xié)會(huì)會(huì)刊上，并將論文寄給當(dāng)初一些生物科學(xué)家，幾乎得不到回音，這一偉大發(fā)覺被埋沒在舊紙堆里長達(dá)35年Mendel臨終前說："等著瞧吧，我時(shí)代總有一天要降臨。"。。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第52頁分離定律雜合體在經(jīng)過減數(shù)分裂形成生殖細(xì)胞過程中，位于同源染色體上一對(duì)等位基因在產(chǎn)生配子時(shí)彼此分離，并獨(dú)立隨配子分配到不一樣生殖細(xì)胞中。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第53頁獨(dú)立分類標(biāo)準(zhǔn)遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第54頁自由組合定律含有兩對(duì)或兩對(duì)以上相同性狀親本進(jìn)行雜交后，子一代形成生殖細(xì)胞減數(shù)分裂中，位于同源染色體上等位基因彼此分離，而位于非同源染色體上非等位基因能夠自由組合遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第55頁1900年荷蘭Devries,德國植物學(xué)家Correns和奧地利Tschermak分別發(fā)覺了這篇論文和他價(jià)值，這就是Mendel定律第二次發(fā)覺。接踵而來是一場激烈論戰(zhàn)：一方是牛津大學(xué)動(dòng)物學(xué)教授Weldon為首，貶低Mendel學(xué)說貢獻(xiàn)，因?yàn)樗绊憳O大，《自然》等雜志都不發(fā)表Mendel觀點(diǎn)文章；另一方主將是劍橋大學(xué)遺傳學(xué)教授貝特森，但因?yàn)榱α勘∪?，只好靠私人印發(fā)自己論文來應(yīng)戰(zhàn)直到1904年貝特森在論戰(zhàn)中取得勝利，Mendel主義才擺脫了冷嘲熱諷和忽略。。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第56頁1902年，發(fā)覺染色體行為與遺傳因子行為很相同，Sutton和Boveri提出了遺傳染色體學(xué)說認(rèn)為遺傳因子在染色體上。。1909年，“基因”一詞提出，遺傳因子被基因替換。1910年，摩根率領(lǐng)著他三大弟子以果蠅為材料，創(chuàng)建了連鎖定律，并證實(shí)了基因在染色體上以線狀排列經(jīng)典遺傳學(xué)單位是一個(gè)不可再分而且是抽象基因。。1941年，提出了“一基因一酶”學(xué)說。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第57頁基因連鎖與交換定律1910年，在Mendel遺傳學(xué)基礎(chǔ)上，美國著名遺傳學(xué)家摩根對(duì)果蠅做試驗(yàn)，得出了基因連鎖與交換定律證實(shí)基因位于染色體上，而且呈線性排列。。連鎖與交換定律：在減數(shù)分裂過程中，位于同一染色體上不一樣座位基因能夠連鎖遺傳，同源染色體一些區(qū)段也會(huì)發(fā)生交換，使原來在同一染色體上基因不在一同遺傳。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第58頁摩爾根連鎖和交換定律遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第59頁遺傳染色體學(xué)說染色體合和基因之間有平行關(guān)系：1.染色體成對(duì)存在，基因也成對(duì)存在。2.個(gè)體中成正確基因一個(gè)來自母本，一個(gè)來自父本；染色體也是如此，兩個(gè)同源染色體也是分別來自父本和母本。3.不一樣正確基因在形成配子時(shí)分離與不一樣正確染色體在減數(shù)分裂后期分離，都是獨(dú)立分配。Sutton和Boveri——遺傳染色體理論支撐基因被安排在染色體上線流行中。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第60頁1944年，Avery等肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化試驗(yàn)，遺傳物質(zhì)確定為DNA，而不是蛋白質(zhì)。1952年，Hershey和追捕用標(biāo)識(shí)噬菌體感染試驗(yàn)再次證實(shí)遺傳物質(zhì)是DNA而不是蛋白質(zhì)。1953年，Waston和引發(fā)同上癥狀建立了DNA雙螺旋模型。1956年，發(fā)覺煙草花葉病毒遺傳物質(zhì)是RNA。1958年，證實(shí)了DNA半保留復(fù)制。1958年，肌肉抽筋提出了中心法則使人們確信基因就是一段DNA或RNA。。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第61頁中心法則遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第62頁DNA半保留復(fù)制親代雙鏈DNA分子在DNA聚合酶作用下，分別以每單鏈DNA分子為模板，聚合與本身堿基能夠互補(bǔ)配正確游離dNTP,合成出兩條與親代DNA分子完全相同子代DNA分子過程。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第63頁DNA雙螺旋模型詹姆士Watson(左邊)和法蘭西斯肌肉抽筋遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第64頁DNA分子由兩條反向平行多核苷酸鏈，形成右手螺旋。雙螺旋直徑為2.0nm；螺距為3.4nm；上下相臨堿基對(duì)平面之間距離0.34nm，交角36°，每個(gè)螺旋有10個(gè)堿基對(duì)。外側(cè)是磷酸基和脫氧核糖，脫氧核糖環(huán)平面與縱軸大致平行堿基配對(duì)，層疊于雙螺旋內(nèi)側(cè)；堿基平面與縱軸垂直鏈間有螺旋型凹槽：小溝、大溝。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第65頁噬菌體感染試驗(yàn)遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第66頁60年代，人工合成蛋白質(zhì)、核酸70年代，實(shí)現(xiàn)了基因重組外源基因插入質(zhì)粒并被導(dǎo)入大腸桿菌。80年代，基因工程生產(chǎn)藥品。1990年，開啟了人類基因組計(jì)劃。年，宣告人類基因組工作草圖繪制成功。年，人類基因組計(jì)劃全部完成。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第67頁基因重組遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第68頁基因種類種類很多，表示、不表示；連續(xù)、不連續(xù)；重合、不重合。按功效分：結(jié)構(gòu)基因，能轉(zhuǎn)錄、翻譯成蛋白質(zhì)基因。調(diào)控基因，調(diào)整控制結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄，翻譯活性基因例操縱基因,開啟基因只是控制基因轉(zhuǎn)錄功效一段DNA，并不轉(zhuǎn)錄。決定tRNA和rRNA基因只轉(zhuǎn)錄不翻譯。。。連續(xù)基因，原核生物如細(xì)菌基因是一段連續(xù)DNA片段。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第69頁斷裂基因，真核生物如人類基因是一個(gè)嵌合體，包含著編碼部分（外顯子）和不編碼部分（內(nèi)含子），基因上能表示外顯子被不表示內(nèi)含子一一隔開。重合基因，在φX174噬菌體和其它一些生物DNA中，發(fā)覺同一部分DNA能編碼兩種不一樣蛋白質(zhì)。跳躍基因，DNA上一些基因位置并不是固定不便，而是能夠移動(dòng)可移動(dòng)基因片段叫做跳躍基因。。假基因，與結(jié)構(gòu)基因次序相類似，但并不表示。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第70頁重合基因①一個(gè)基因完全在另一個(gè)基因里面，如基因B在基因一內(nèi)，基因E在基因D內(nèi)。②部分重合，如基因K和基因C部分重合。③兩個(gè)基因只有一個(gè)堿基正確重合，如C基因終止密碼子最終一個(gè)堿基是D基因起始密碼子第一個(gè)堿基。遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第71頁斷裂基因（打斷了基因）一個(gè)基因被不能編碼蛋白質(zhì)DNA片段分割成不連續(xù)幾部分雞卵清蛋白基因結(jié)構(gòu)及其與cDNA雜交示意圖內(nèi)含子（intron）,在成熟mRNA中不出現(xiàn)序列外顯子（extron）,在成熟mRNA中出現(xiàn)編碼序列遺傳和變異醫(yī)學(xué)知識(shí)專家講座第72頁基因概念基因是DNA（有時(shí)是RNA）分子上含有遺傳學(xué)效應(yīng)核苷酸序列?；蚴沁z傳信息傳遞、表示、性狀分化發(fā)育依據(jù)?；蚴强煞?，也是可移動(dòng)，它不是固定不變?cè)谌旧w上靜止結(jié)構(gòu)。基因本身在結(jié)構(gòu)和功效上也存在著差異