孟德尔遗传分析.pptx

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1、会计学1孟德尔遗传分析孟德尔遗传分析问题：问题：n n什么是孟德尔遗传方式？n n如何确定单基因还是多基因遗传？n n如何确定常染色体遗传？n n如何证明是遗传还是非遗传的性状？n n DNA多态符合孟德尔遗传方式吗？n n如何确定显性和隐性性状？n n非孟德尔遗传方式的原因是什么？第1页/共84页本章内容本章内容本章内容本章内容n孟德尔定律的发现n孟德尔遗传定律n孟德尔遗传的数据处理n单基因遗传病n主要参考书：遗传学刘祖洞 著 Priniciples of Geneticschapter 3第2页/共84页中英文名词定义杂合体(heterozygote)基因座上含有两个不同的等位基因的个体纯

2、合体(homozygote)基因座上含有两个相同的等位基因的个体回交(backcross)杂交的子一代与亲代的交配形式测交(testcross)杂合个体与纯合隐性个体的交配形式性状(character)生物在形态、结构和生理功能等方面的特征显性(dominant)杂合子个体表现出来的性状隐性(recessive)杂合子个体被掩盖的性状等位基因(allele)同源染色体相对位置上决定同一性状的两个基因表型(phenotype)生物个体性状的表现型基因型(genotype)生物个体的基因组成第3页/共84页第一节第一节第一节第一节 孟德尔定律的发现孟德尔定律的发现孟德尔定律的发现孟德尔定律的发现

3、16941694年年 显花植物杂交。显花植物杂交。18221822年年 豌豆杂交。豌豆杂交。18311831年年 R.BrownR.Brown发现了细胞核。发现了细胞核。18411841年年 A.Kolliker A.Kolliker 发现了生殖细胞。发现了生殖细胞。18491849年年GrtnerGrtner发表发表植物杂交的实验与观察植物杂交的实验与观察。18561856年年 G.Mendel G.Mendel 开始豌豆杂交。开始豌豆杂交。18651865年年 G.MendelG.Mendel在布隆自然科学协会报告。在布隆自然科学协会报告。18661866年年 G.MendelG.Mend

4、el的论文的论文“植物杂交实验植物杂交实验”发表。发表。19001900年年 Hugo de Vries,Carl CorrensHugo de Vries,Carl Correns和和Eric von Eric von Tschermak-Seysenegg Tschermak-Seysenegg 重新发现孟德尔遗传定律。重新发现孟德尔遗传定律。第4页/共84页第5页/共84页第6页/共84页n n Gregor Johann Mendel（18221884）父 母 是 摩 脱 维 亚（Moravia）当时属中欧的哈布斯堡王朝的农民。在乡间的成长教给了他许多种植和饲养动物的知识，并激发了他对

5、自然的兴趣。在21岁时，孟德尔离开了农场，进入了Brnn市的一个天主教修道院（现在Brno属于捷克共和国）。1847年，他被任命为牧师，并取得了教名Gregor。以后，他在当地的高中教书，并于18511853年间，就读于维也纳大学。随后他返回Brnn，在那里作为一个教士终老，也在此完成了最后令他举世闻名的遗传学实验。第7页/共84页18221822年：出生于奥地利的农民家庭；年：出生于奥地利的农民家庭；18471847年：成为牧师；年：成为牧师；1851-18531851-1853年：维也纳大学学习，师从多普勒、埃汀豪生和翁格尔；年：维也纳大学学习，师从多普勒、埃汀豪生和翁格尔；接触到了达尔文

6、的进化论和盖尔特纳等人的植物杂交工作；接触到了达尔文的进化论和盖尔特纳等人的植物杂交工作；1854-18671854-1867年：年：进行豌豆杂交实验；进行豌豆杂交实验；18651865年：年：在自然科学协会汇报杂交实验结果；在自然科学协会汇报杂交实验结果；18661866年：年：发表发表“植物杂交实验植物杂交实验”论文（论文（ExperimentsinPlantHybridizationExperimentsinPlantHybridization）孟德尔Gregor Johann MendelGregor Johann Mendel第8页/共84页在孟德尔时期，他的杂交论文并没有引起人们的

7、重视。在孟德尔时期，他的杂交论文并没有引起人们的重视。直到直到19001900年，三位科学家（荷兰的年，三位科学家（荷兰的HugodeVries,HugodeVries,德国的德国的CarlCarlCorrens,Correns,澳大利亚的澳大利亚的EricvonTschermak-SeyseneggEricvonTschermak-Seysenegg）再一次发现了植）再一次发现了植物杂交的遗传规律，在他们寻找数据进行佐证时，同时发现孟德尔物杂交的遗传规律，在他们寻找数据进行佐证时，同时发现孟德尔早在早在3535年前就已经报道了这些数据和规律。年前就已经报道了这些数据和规律。很快，在英国生物学

8、家贝特森的竭力促进下，孟德尔的理论终很快，在英国生物学家贝特森的竭力促进下，孟德尔的理论终于在于在2020世纪初被生物学界接受。从此，生物学界也诞生了遗传学世纪初被生物学界接受。从此，生物学界也诞生了遗传学“genetics”genetics”一词，该词来源于希腊词汇，意为一词，该词来源于希腊词汇，意为“产生产生”。孟德尔被。孟德尔被称为称为“遗传学之父遗传学之父”。19091909年，丹麦科学家约翰逊又提出了年，丹麦科学家约翰逊又提出了“gene”gene”一词。一词。随后，在向中国生物学家介绍遗传学进展时，谈家桢先生将随后，在向中国生物学家介绍遗传学进展时，谈家桢先生将genegene一词

9、翻译为一词翻译为“基因基因”。孟德尔遗传定律的问世和遗传学的产生第9页/共84页花的颜色花的颜色种子的颜色种子的颜色种子的形状种子的形状成熟豆荚的形状成熟豆荚的形状未成熟豆荚的颜色未成熟豆荚的颜色茎的高度茎的高度花的位置花的位置问题：为什么选择豌豆作为杂交实验材料？孟德尔遗传试验孟德尔遗传试验第10页/共84页 杂合体的一对等位基因杂合体的一对等位基因杂合体的一对等位基因杂合体的一对等位基因在形成配子时互相不影响地在形成配子时互相不影响地在形成配子时互相不影响地在形成配子时互相不影响地分到雌雄配子中去的规律。分到雌雄配子中去的规律。分到雌雄配子中去的规律。分到雌雄配子中去的规律。孟德尔分离定律

10、孟德尔分离定律Law of segregation第11页/共84页第12页/共84页豌豆杂交实验的子二代结果豌豆杂交实验的子二代结果第13页/共84页如何得到分离定律：孟德尔假设如何得到分离定律：孟德尔假设如何得到分离定律：孟德尔假设如何得到分离定律：孟德尔假设1.1.遗传性状由遗传因子决定，遗传因子是成对存在的。遗传性状由遗传因子决定，遗传因子是成对存在的。2.2.形成生殖细胞的过程中，成对因子发生分离，在成熟形成生殖细胞的过程中，成对因子发生分离，在成熟的生殖细胞中只具有成对因子中的一个（份）遗传因子。的生殖细胞中只具有成对因子中的一个（份）遗传因子。3.3.生殖细胞的结合是随机的，每对

11、因子分别来自雌雄亲生殖细胞的结合是随机的，每对因子分别来自雌雄亲代的生殖细胞。代的生殖细胞。4.4.遗传因子有不同形式，即显隐性之分。遗传因子有不同形式，即显隐性之分。第14页/共84页假设验证 测交实验n n对于基因型未知的显性个体，测交是常用的鉴定个体基对于基因型未知的显性个体，测交是常用的鉴定个体基因型的方法。因型的方法。F1 代 红花基 因 型 Cc cc配 子 C c c基 因 型 Cc cc测交一代 红花 白花比 例 1 ：1 第15页/共84页孟德尔自由组合定律孟德尔自由组合定律孟德尔自由组合定律孟德尔自由组合定律Law of independent assortmentLaw

12、of independent assortment 非同源色体非同源色体上的上的非等位基非等位基因因在形成配子时，各自独立地在形成配子时，各自独立地分开和组合，在杂交时各种基分开和组合，在杂交时各种基因型的配子随机结合，形成可因型的配子随机结合，形成可以预测比例的表型和基因型的以预测比例的表型和基因型的群体。群体。第16页/共84页第17页/共84页第18页/共84页第19页/共84页孟德尔分离比的条件孟德尔分离比的条件1.杂合体的两种配子在形成配子时数目是相等的。2.两种配子结合是随机的。3.子二代基因型个体存活率是相等的。4.显性是完全的。第20页/共84页孟德尔定律的孟德尔定律的巧合巧合

13、n n为什么孟德尔没有看到多基因调控的性状？n n为什么孟德尔没有看到连锁的性状？n n孟德尔只做了7对性状的研究吗？第21页/共84页n n孟德尔研究的孟德尔研究的7 7对性状分布在豌豆的五条染色体上，且分对性状分布在豌豆的五条染色体上，且分布在同一条染色体上的基因之间的距离很远。因此，从布在同一条染色体上的基因之间的距离很远。因此，从这些基因的研究中看不到连锁现象。这些基因的研究中看不到连锁现象。第22页/共84页问题：假如我们用人来进行自由组合定问题：假如我们用人来进行自由组合定问题：假如我们用人来进行自由组合定问题：假如我们用人来进行自由组合定律的研究律的研究律的研究律的研究在一条染色

14、体上我们挑选在一条染色体上我们挑选在一条染色体上我们挑选在一条染色体上我们挑选到两个基因连锁的概率会有多大？在全到两个基因连锁的概率会有多大？在全到两个基因连锁的概率会有多大？在全到两个基因连锁的概率会有多大？在全基因组中呢？基因组中呢？基因组中呢？基因组中呢？1）人1号染色体250Mb，含3380个基因。2）遗传学距离1cM约等于1Mb。假设：基因在染色体上平均且连续地分布。且不考虑着丝点的位置。在1号染色体上随机挑选两个基因，它们存在连锁关系的概率是多少？第23页/共84页n nChromosome 1:250Mb,3380genes;Chromosome 2:234Mb,2204gene

15、s Chromosome 1:250Mb,3380genes;Chromosome 2:234Mb,2204genes n nChromosome 3:198Mb,1760genes;Chromosome 4:191Mb,1361genesChromosome 3:198Mb,1760genes;Chromosome 4:191Mb,1361genesn nChromosome 5:181Mb,1536genes;Chromosome 6:171Mb,1959genesChromosome 5:181Mb,1536genes;Chromosome 6:171Mb,1959genesn nChr

16、omosome 7:159Mb,1764genes;Chromosome 8:146Mb,1247genesChromosome 7:159Mb,1764genes;Chromosome 8:146Mb,1247genesn nChromosome 9:141Mb,1435genes;Chromosome 10:136Mb,1305genesChromosome 9:141Mb,1435genes;Chromosome 10:136Mb,1305genesn nChromosome 11:135Mb,2051genes;Chromosome 12:134Mb,1629genesChromoso

17、me 11:135Mb,2051genes;Chromosome 12:134Mb,1629genesn nChromosome 13:115Mb,649genes;Chromosome 14:107Mb,1453genesChromosome 13:115Mb,649genes;Chromosome 14:107Mb,1453genesn nChromosome 15:103Mb,1202genes;Chromosome 16:90Mb,1318genesChromosome 15:103Mb,1202genes;Chromosome 16:90Mb,1318genesn nChromoso

18、me 17:81Mb,1714genes;Chromosome 18:78Mb,517genesChromosome 17:81Mb,1714genes;Chromosome 18:78Mb,517genesn nChromosome 19:59Mb,1992genes;Chromosome 20:63Mb,857genesChromosome 19:59Mb,1992genes;Chromosome 20:63Mb,857genesn nChromosome 21:48Mb,425genes;Chromosome 22:51Mb,835genesChromosome 21:48Mb,425g

19、enes;Chromosome 22:51Mb,835genesn nChromosome X:155Mb,1606genes;Chromosome Y:59Mb,397genes Chromosome X:155Mb,1606genes;Chromosome Y:59Mb,397genes 如果是在全基因组中挑选呢？如果是在全基因组中挑选呢？第24页/共84页n n如图所示如图所示,假设随机选择的假设随机选择的两个连锁基因的位置为两个连锁基因的位置为x x和和y y。那么两者满足如下关系：。那么两者满足如下关系：n nx x（0 0，250Mb250Mb）n ny=x y=x 50 50 且

20、且 y y（0 0，250Mb250Mb）n n因此，连锁的两个基因因此，连锁的两个基因（红点区域）占全部基因（红点区域）占全部基因组合（大正方形区域）的组合（大正方形区域）的比例为比例为9/259/25。第25页/共84页n n孟德尔遗传中基因型和表型比例的计算方法孟德尔遗传中基因型和表型比例的计算方法 1.1.棋盘法棋盘法 2.2.分支法分支法n n孟德尔遗传中的概率统计（二项式展开法）孟德尔遗传中的概率统计（二项式展开法）n n孟德尔遗传中实际数值和理论数值之间的适合程孟德尔遗传中实际数值和理论数值之间的适合程度（适合度测验）度（适合度测验）第二节第二节 孟德尔遗传的数据处理孟德尔遗传的

21、数据处理第26页/共84页杂交基因对数与基因型和表现型的关系杂交基因对数与基因型和表现型的关系思考：基因型的分离比例是？思考：基因型的分离比例是？第27页/共84页第28页/共84页n n 二项式展开的概率统计二项式展开的概率统计 等位基因的不同组合及其出现的理论概率可采用二项等位基因的不同组合及其出现的理论概率可采用二项式展开公式进行计算。式展开公式进行计算。问题：杂合体AaBbCc自交，子一代中杂合体概率是多少，纯合体概率是多少？第29页/共84页n n如如Aa aaAa aa，得到两个如下基因型子代的概率是？，得到两个如下基因型子代的概率是？1 1）两个）两个AaAa；2 2）一个）一个

22、AaAa和一个和一个aaaa；3 3）两个都是）两个都是aaaa；第一个子代第一个子代 第二个子代第二个子代 概率概率 2Aa Aa Aa 2Aa Aa Aa 1Aa+1aa Aa aa 1Aa+1aa Aa aa 1Aa+1aa aa Aa 1Aa+1aa aa Aa 2aa aa aa 2aa aa aa n n符合（符合（+）的二项展开式）的二项展开式n n如果有三个子代，则符合（如果有三个子代，则符合（+）的二项展开式）的二项展开式23第30页/共84页n子代中某一种基因型组合出现的概率，可用通项公式计算：nr 代表子代中某基因型或表现型出现的次数；nn r 代表子代中另一基因型或表现

23、型出现的次数；n n设：设：p p 为为 某一基因型或表型出现的概率，某一基因型或表型出现的概率，q q 为另一基因型为另一基因型或表型出现的概率，或表型出现的概率，p p+q q=1=1。n n为为子代数目子代数目。二项式展。二项式展开的公式为：开的公式为：第31页/共84页案例：案例：二项式展开的概率统计二项式展开的概率统计Aaaa产生产生20个子代个子代 （1/2+1/2）Aaaa时时20个子代中有个子代中有K个为显性时的机率个为显性时的机率p 20K=0P=0.000001K=11P=0.16K=1P=0.00002K=12P=0.12K=2P=0.0002K=13P=0.074K=3

24、P=0.001K=14P=0.037K=4P=0.005K=15P=0.015K=5P=0.015K=16P=0.005K=6P=0.037K=17P=0.001K=7P=0.074K=18P=0.0002K=8P=0.12K=19P=0.00002K=9P=0.16K=20P=0.000001K=10P=0.176合计合计1.000第32页/共84页课堂练习：课堂练习：n n如果一个表型正常，等位基因是杂合的男子与一个纯合隐性基因的病女子结如果一个表型正常，等位基因是杂合的男子与一个纯合隐性基因的病女子结婚，生有婚，生有5 5个孩子，其中个孩子，其中5 5个子女都是无病个子女都是无病的机会是

25、多少，的机会是多少，3 3病病2 2正常的机会是正常的机会是多少多少？nAaAa，如果A对a显性完全，预期在n 个个体中表型的概率是二项式展开为 (+)nnn第33页/共84页显著性评价：适合度测验显著性评价：适合度测验实验数据与理论数据适合程度的检测。实验数据与理论数据适合程度的检测。用卡平方测验方法计算适合度。用卡平方测验方法计算适合度。2 的定义：（实测值-预期值)2n（Oi-Ei)22=预期值i=1Ei第34页/共84页第35页/共84页2测验的计算方法首先根据实际观察数值和理论数值计算2值，然后查2表，如对应的概率值落在5%区间内，表示为差异显著，实际值和理论值不相符；如果落在95%

26、的大区间内表示为差异不显著，实际值和理论值相符。自由度(df)，统计学上是指独立变量的个数。在这里指的是当各项预期值决定后，实际数字有几项能自由变动。考虑一对等位基因的F2代分离，则df=1，因为一个表型的比例定了，就意味着另一种表型的比例也定了。如果是两对等位基因的F2代分离，则df=4-1=3。第36页/共84页 例例题题：利利用用 2 2测测验验检检验验如如下下的的自自交交结结果果是是否否符符合合孟孟德德尔尔遗遗传传（即（即9:3:3:19:3:3:1）?查2表：值为0.47，自由度等于3时，P值大于90。结论：与假设无显著差异，符合理论比例。第37页/共84页问题：Aa个体和aa个体杂

27、交产生了20个子代，实际观察到5个Aa，15个aa。是否符合孟德尔遗传比例?第38页/共84页适合度检验适合度检验（15-10)2（5-10)2X2=1010=5.00显著水平：卡平方表P为0.020.05统计学规定在小于5%区间为差异显著。第39页/共84页第三节第三节 单基因遗传病单基因遗传病n n由一个基因表达差异引起的性状趋势的遗传方式称作单基因遗传。由一个基因表达差异引起的性状趋势的遗传方式称作单基因遗传。n n单基因遗传特征：单基因遗传特征：1 1）有显隐性关系；）有显隐性关系；2 2）后代有可预测的基因型和表型理论比例；）后代有可预测的基因型和表型理论比例；一个基因决定了一个性状

28、，但高等生物的一个性状往往不是由一个基因所决定，而是一系列基因共同/相互作用的结果的。我们在考察某个性状决定基因的遗传方式时，是以其它基因相同/正常为前提条件，进行目的基因的遗传分析。第40页/共84页 家系（家系（pedigree）根根据据遗遗传传亲亲缘缘关关系系绘绘制制出出来的家族成员系谱图。来的家族成员系谱图。第41页/共84页人类遗传病的分类人类遗传病的分类n n单基因遗传病单基因遗传病(孟德尔遗传病孟德尔遗传病)常染色体显性遗传病常染色体显性遗传病(AutosomalDominant,AD)(AutosomalDominant,AD)常染色体隐性遗传病常染色体隐性遗传病(Autoso

29、malRecessive,AR)(AutosomalRecessive,AR)性染色体性染色体(X)(X)显性遗传病显性遗传病(X-linkedDominant,XD)(X-linkedDominant,XD)性染色体性染色体(X)(X)隐性遗传病隐性遗传病(X-linkedRecessive,XR)(X-linkedRecessive,XR)n n多基因遗传病（复杂疾病分析章节）多基因遗传病（复杂疾病分析章节）n n染色体病（染色体畸变章节）染色体病（染色体畸变章节）第42页/共84页n n 基因突变的特性基因突变的特性（1）随机性）随机性（2）突变的多方向性和复等位）突变的多方向性和复等位

30、基因基因一个基因可能存在多一个基因可能存在多种突变体种突变体（3）稀有性）稀有性（4）可逆性）可逆性基因突变基因突变第43页/共84页n n 基因突变的类型基因突变的类型（1）碱基置换突变）碱基置换突变（2）移码突变（由碱基插入或）移码突变（由碱基插入或删除引起）删除引起）n n诱发基因突变的因素诱发基因突变的因素 常见的诱变剂有：常见的诱变剂有：1 1）物理诱变物理诱变物理诱变物理诱变X-X-射线射线射线射线 -射线射线射线射线 紫外线紫外线紫外线紫外线 2 2）化学诱变化学诱变化学诱变化学诱变苯、亚硝酸盐、苯、亚硝酸盐、苯、亚硝酸盐、苯、亚硝酸盐、3 3）生物诱变生物诱变生物诱变生物诱变病

31、毒病毒病毒病毒第44页/共84页基因突变基因突变血红蛋白血红蛋白链基因突变链基因突变第45页/共84页基因突变基因突变血红蛋白血红蛋白链基因突变链基因突变第46页/共84页n n人类中遗传病的情况人类中遗传病的情况人类中遗传病的情况人类中遗传病的情况n n显性性状显性性状显性性状显性性状n n软骨发育不全症软骨发育不全症软骨发育不全症软骨发育不全症AchondroplasiaAchondroplasia（矮小）（矮小）（矮小）（矮小）n n短指（趾）症短指（趾）症短指（趾）症短指（趾）症BrachydactylyBrachydactyly（短指（趾）（短指（趾）（短指（趾）（短指（趾）n n先

32、天性夜盲症先天性夜盲症先天性夜盲症先天性夜盲症Congenital night blindnessCongenital night blindnessn nEhler-DanlosEhler-Danlos综合症（一种结缔组织失调）综合症（一种结缔组织失调）综合症（一种结缔组织失调）综合症（一种结缔组织失调）n nHuntingtonHuntington s s舞蹈病（一种神经系统的失调）舞蹈病（一种神经系统的失调）舞蹈病（一种神经系统的失调）舞蹈病（一种神经系统的失调）n nMarfanMarfan综合症（高的，瘦长的身材）综合症（高的，瘦长的身材）综合症（高的，瘦长的身材）综合症（高的，瘦长

33、的身材）n n神神神神经经经经纤纤纤纤维维维维瘤瘤瘤瘤NeurofibromatosisNeurofibromatosis（在在在在身身身身体体体体上上上上长长长长有有有有肿肿肿肿瘤瘤瘤瘤样样样样赘赘赘赘生物）生物）生物）生物）n n苯硫脲苯硫脲苯硫脲苯硫脲(PTC)(PTC)尝味尝味尝味尝味Phenylthiocarbamide tastingPhenylthiocarbamide tastingn n额前的额前的额前的额前的V V形发尖形发尖形发尖形发尖WidowWidow s peaks peakn n蓬松的卷发蓬松的卷发蓬松的卷发蓬松的卷发Woolly hairWoolly hair第

34、47页/共84页显性基因的遗传:人类多指人类多指第48页/共84页显性基因的遗传:软骨发育软骨发育不全症不全症第49页/共84页第50页/共84页AD：Huntingtons disease (亨廷顿舞蹈病)n n患者神经系统逐渐退化，神经冲动弥散，动作失调，出现不可控制患者神经系统逐渐退化，神经冲动弥散，动作失调，出现不可控制的颤搐，并能发展成痴呆，甚至死亡。的颤搐，并能发展成痴呆，甚至死亡。HDHD高发于美洲和欧洲，中年高发于美洲和欧洲，中年发病居多。发病居多。n nHDHD最早是由美国医师最早是由美国医师GeorgeHuntingtonGeorgeHuntington于于18721872

35、年报道。年报道。n n致病基因致病基因huntingtinhuntingtin定位于定位于4p16.34p16.3，内部有一个三联体密码子，内部有一个三联体密码子(CAG)(CAG)的串的串联重复。患者携带的突变基因内联重复。患者携带的突变基因内(CAG)(CAG)的数目从正常人的的数目从正常人的11-3611-36增加到增加到4040以上，且重复数越高的患者发病越早，症状越严重。以上，且重复数越高的患者发病越早，症状越严重。第51页/共84页nEctrodactylia(缺指/趾症)nPolycysticKidneyDisease（多囊肾）nHereditarynonpolyposiscol

36、orectalcancer（多发性家族性结肠息肉）nMarfanSyndrome（马方综合症）nHereditarymultipleexostoses（遗传性多发性骨软骨瘤）常染色体显性遗传病的遗传特征：第52页/共84页n n隐性性状n n白化病（缺少黑色素）n n黑尿症（一种氨基酸代谢病）n nAtaxia telangiectasia（一种神经系统疾病）n n囊性纤维化Cystic fibrosis（一种呼吸系统疾病）n nDuchenne氏肌营养不良n n半乳糖血症（一种碳水化合物代谢病）n n Glycogen storage diseasen n苯丙酮尿症（一种氨基酸代谢病）n n

37、镰形细胞贫血症（一种血红蛋白病）第53页/共84页n nPhenylketonuriaPhenylketonuria（苯丙酮尿症）（苯丙酮尿症）n nAlbinismAlbinism（白化病）（白化病）n ngalactosemia(galactosemia(半乳糖血症半乳糖血症)n nprogeny(progeny(早老症早老症)常染色体隐性遗传病的遗传特征：第54页/共84页AR：Cystic fibrosis (囊性纤维化囊性纤维化)n n外分泌腺的功能紊乱，粘液腺增生，分外分泌腺的功能紊乱，粘液腺增生，分泌液粘稠，不同器官病变程度不一。主泌液粘稠，不同器官病变程度不一。主要见于肺胰及肠

38、道可发生慢性阻塞性肺要见于肺胰及肠道可发生慢性阻塞性肺病胰功能不全及肝硬化。目前病胰功能不全及肝硬化。目前CFCF患者的患者的平均寿命为平均寿命为3737岁。白种人突变基因的携岁。白种人突变基因的携带频率为带频率为 3%-10%3%-10%。n n18561856年年 BristoweBristowe首次在伦敦病理学会上首次在伦敦病理学会上首次报告了囊性肾病合并囊性肝病的病首次报告了囊性肾病合并囊性肝病的病例。例。n n致病基因定位于致病基因定位于7q31.27q31.2，编码囊性纤维，编码囊性纤维化跨膜转运调节因子化跨膜转运调节因子(Cystic Fibrosis(Cystic Fibros

39、is Transmembrane Conductive RegulatorTransmembrane Conductive Regulator，CFTR)CFTR)。第55页/共84页n n常见常见CFTRCFTR基因基因的突变的是三的突变的是三碱基缺失碱基缺失508508，突变导致，突变导致CFTRCFTR正常转运正常转运功能出现障碍。功能出现障碍。第56页/共84页XD：Vitamin D resistant rickets （抗维生素D佝偻病）n n又称原发性低磷酸盐血症性佝偻又称原发性低磷酸盐血症性佝偻病、低磷酸盐血症性佝偻病。患病、低磷酸盐血症性佝偻病。患者由于磷酸盐再吸收障碍，肾小

40、者由于磷酸盐再吸收障碍，肾小管磷重吸收率明显降低，尿磷大管磷重吸收率明显降低，尿磷大量丢失，血磷降低。重症患者可量丢失，血磷降低。重症患者可表现为严重骨骼畸形、侏儒症、表现为严重骨骼畸形、侏儒症、剧烈骨痛等。剧烈骨痛等。n n致病基因致病基因PHEX(PHEX(磷酸盐调节基因磷酸盐调节基因)定位于定位于Xp22Xp22，编码一个，编码一个749749个氨基个氨基酸的蛋白质，参与磷酸盐，骨矿酸的蛋白质，参与磷酸盐，骨矿物质和维生素物质和维生素DD的代谢。的代谢。第57页/共84页n nHereditary nephritisHereditary nephritis（遗传性肾炎）（遗传性肾炎）n

41、nPseudohypertrophic muscular dystrophyPseudohypertrophic muscular dystrophy（假肥大型肌营养不良症）（假肥大型肌营养不良症）X连锁显性遗传病的遗传特征：第58页/共84页n n已报道的已报道的PHEXPHEX突变类型达百余种，大多都能导致蛋白质丧失正常的突变类型达百余种，大多都能导致蛋白质丧失正常的生物学功能。生物学功能。n n问题：携带问题：携带PHEXPHEX突变的杂合型女性的症状相对于携带突变的男性较突变的杂合型女性的症状相对于携带突变的男性较轻，一般仅表现为低血磷，而没有佝偻。同样携带一个拷贝的突变基轻，一般仅表

42、现为低血磷，而没有佝偻。同样携带一个拷贝的突变基因，为什么表现型不一样？因，为什么表现型不一样？第59页/共84页XR：Hemophilia（血友病）（血友病）n n先天性出血性疾病，患者常常自发性出先天性出血性疾病，患者常常自发性出 血或某处破裂流血不止，血或某处破裂流血不止，尤以关节腔、肌肉、皮下粘膜及泌尿系统最易出血，此病患者最尤以关节腔、肌肉、皮下粘膜及泌尿系统最易出血，此病患者最后会因流血过多而死亡。后会因流血过多而死亡。n n致病原因是由于凝血因子致病原因是由于凝血因子(FVH(FVH，Xq28)Xq28)或或IX(FIXIX(FIX，Xq26-27.3)Xq26-27.3)基基因

43、突变导致人体内凝血因子因突变导致人体内凝血因子或或水平降低或缺乏，从而导致出水平降低或缺乏，从而导致出血，并根据凝血因子的不同分为血友病血，并根据凝血因子的不同分为血友病A A和和B B。第60页/共84页n n Glucose-6-phosphate Glucose-6-phosphate dehydrogenase deficienly dehydrogenase deficienly（葡萄糖（葡萄糖6-6-磷酸脱氢酶（磷酸脱氢酶（G6PDG6PD）缺乏症）缺乏症 ）n n Ectodermal dysplasia I Ectodermal dysplasia I（无汗性（无汗性外胚叶发育

44、不良症外胚叶发育不良症 ）n n Red-green color blindnessRed-green color blindness（红绿（红绿色盲）色盲）X连锁隐性遗传病的遗传特征：第61页/共84页伴伴Y遗传疾病遗传疾病n n基因只能随基因只能随Y Y染色体传递，由父传子，子传孙，如染色体传递，由父传子，子传孙，如此世代相传。此世代相传。n n蹼趾男人蹼趾男人 （美国的斯柯菲尔德家庭（美国的斯柯菲尔德家庭 ）n n长毛耳男人长毛耳男人 （印第安人中发现的较多（印第安人中发现的较多 ）第62页/共84页？第63页/共84页？第64页/共84页课堂练习课堂练习？第65页/共84页人类孟德尔遗

45、传病数据库人类孟德尔遗传病数据库第66页/共84页 第四节第四节 等位基因的其他几种等位基因的其他几种显隐性关系显隐性关系n n并显性(codominance,镶嵌显性):显性和隐性的性状同时表现出来的现象。n n不完全显性（incomplete dominance）：）：显性性状不能完全掩盖隐性性状的现象。第67页/共84页1.共显性共显性/并显性并显性(codominance)杂合子中显性和隐性性状同时表现出来的现象。杂合子中显性和隐性性状同时表现出来的现象。等位基因的其他几种显隐性关系等位基因的其他几种显隐性关系 A B AB AB B B第68页/共84页异异色色瓢瓢虫虫（Harmon

46、ia Harmonia axyridisaxyridis）色斑遗传的研究色斑遗传的研究黑黑缘缘型型鞘鞘翅翅：前前缘缘呈呈黑黑色色S SAUAU基基因因 均色型均色型 ：后缘呈黑色：后缘呈黑色S SE E基因基因F F1 1杂杂种种（S SAUAUS SE E）：翅翅的的前前缘缘和和 后后缘都为黑色缘都为黑色 双双亲亲的的性性状状可可以以在在后后代代的的同同一一个个体体的的不不同同的的部部位位表表现现出出来来现现象。象。镶嵌显性（镶嵌显性（Mosaic dominanceMosaic dominance）第69页/共84页 谈谈家家桢桢先先生生1944年年在在贵贵州州湄湄潭潭发发现现了了瓢瓢虫虫

47、鞘鞘翅翅色色斑斑变变异异的的镶镶嵌显性遗传现象。嵌显性遗传现象。Morphological variation within a species is apparent in the color patterns of the wing covers(elytra)of the ladybeetle Harmonia axyridis.第70页/共84页2.不完全显性不完全显性(incomplete dominance)杂合子中显性性状不能完全掩盖隐性性状的现象。杂合子中显性性状不能完全掩盖隐性性状的现象。第71页/共84页表现度（表现度（expressivity）n n表现度：某一特定基因在

48、不同个体间，对它控制的性状表现度：某一特定基因在不同个体间，对它控制的性状的不同表现程度。即基因的表现型变化的程度。的不同表现程度。即基因的表现型变化的程度。Lobe mutation in Drosophila.第72页/共84页例如：蓝色眼白的基因，不同个体间，例如：蓝色眼白的基因，不同个体间，表现程度不一，表现程度不一，眼眼白白：有有的的很很淡淡的的蓝蓝色色，有有的的很很浅浅的的蓝蓝色色，表表现现度度依依赖赖于于基基因因型型，内内部部和和外外部部环环境境，可可以以是是稳稳定定的的，也可以是变化的。也可以是变化的。第73页/共84页例：秃顶在男性中属于显性遗传，杂合子个体也表现出秃顶；但在

49、女性中秃顶只有在纯合个体中才表现出来，且程度较轻，只是头发稀少。（遗传因素）例：PKU患者如果从小注意控制苯丙氨酸的摄入，可以很好地改善临床症状。（环境因素）因此，表现度受到遗传和环境两种因素的影响，是个体发育过程中体内、外环境相互作用的结果。第74页/共84页外显率（外显率（penetrance）n n外显率：在特定环境的一个外显率：在特定环境的一个群体中，个体基因型实际表群体中，个体基因型实际表现值与理论表现值的比率。现值与理论表现值的比率。第75页/共84页例例：人人 成成 骨骨 不不 全全（Osteogenesis imperfecta）遗遗传传病病，表表现现为为三三种种主主要要的的病

50、病征征：蓝蓝色色巩巩膜膜，多多发发性性骨骨折折和和耳耳聋聋，常常染染色色体体显显性性遗遗传传，几几乎乎是是100外显率。外显率。第76页/共84页不完全外显的常染色体显性遗传不完全外显的常染色体显性遗传第77页/共84页致死基因（致死基因（lethal gene）致死基因：导致个致死基因：导致个体死亡的基因。体死亡的基因。Y等位基因控制黄色毛色，显性，纯和致死YY和Yy都应表现出黄色毛色，但YY个体在胚胎阶段即发生死亡杂合子子交后代的性状分离比试2:1，而不是孟德尔分离比3:1。第78页/共84页第79页/共84页偏离正常分离比的因素：个体发育上的差异受精能力的差异产生配子数目的差异不完全显性