遗传基本规律单基因遗传病.ppt

第三节 遗传的基本规律,一、分离定律,二、自由组合定律,三、连锁与交换定律,1822,年 出生于奥地利乡村,21,岁 修道院进修,中学代课教师,1851-1853,维也纳大学毕业,.,在修道院的花园里，,Mendel,进行豌豆的遗传育种研究获,得了重要的成果。,一、分离定律,豌豆单因子杂交实验,性状,：生物所具有的形态、机能或生化特点。,相对性状,：一种生物同一性状的不同表现类型。,显性性状,隐性性状,性状分离,P,显性性状,隐性性状,31,如何解释这种现象？,A,a,AA,aa,Aa,Aa,A,a,A,a,AA,aa,Aa,Aa,基因,显性基因,隐性基因,等位基因,表现型,基因型,纯合子,杂合子,AA,aa,测交实验,aa,Aa,A a,a,Aa,aa,1,1,遗传学第一定律，即“,分离定律,”：一对等位基因在形成配子时完全独立地分离到不同的配子中去，相互不影响。,细胞学基础,:,同源染色体的分离,二、自由组合定律,圆黄,皱绿,皱黄,圆绿,圆黄,皱绿,圆黄,P,F1,F2,315,101,108,32,9,3,3,1,RRYY,rryy,RrYy,RY,、,Ry,、,rY,、,ry,RY,ry,AA,Aa,aa,BB,Bb,bb,1,2,1,1,2,1,AABB,AaBB,AaBb,1,2,4,A,a,B,b,3,1,3,1,AA,Ab,aB,ab,9,3,3,1,测交实验,皱绿圆黄,圆黄,P,F1,RRYY,rryy,RrYy,ry,RY,rY,Ry,ry,RrYy,Rryy,rrYy,rryy,圆黄,皱黄,圆绿,皱绿,1,1,1,1,自由组合定律,：在配子形成过程中非等位基因相互间进行自由组合。,非同源染色体的自由组合,细胞学基础,:,三、连锁与互换定律,Morgan(1866-1945),1933 nobel prize,果蝇的染色体组,*,对果蝇最早作出书面描述的是亚里士多德，他曾提到有一种从粘液的幼虫孵化出来的成虫即果蝇。人们把它放在,Oinopta,（嗜酒者）属中。,*,原产于东南亚，也许是在,1871,年前它们附着在一串香蕉上而来到了美国。,*,昆虫学家伍德沃德在哈佛大学培养了这种果蝇，二年过去了，无论在眼睛颜色、翅膀形状方面都没有发现什么突变现象，就把果蝇推荐给了卡斯尔。,*,卡斯尔培养了,5,年也没有发现什么，于是卡斯尔又向卢茨推荐。,*,卢茨至少发现过一种突变现象，又把果蝇推荐给摩尔根。,重要模式生物,果蝇,1,、完全连锁,灰身长翅,黑身残翅,灰身长翅,BBVV,bbvv,BbVv,灰身长翅,黑身残翅,BbVv,bbvv,测交实验,灰身长翅,黑身残翅,BbVv,bbvv,BV,bv,bv,BbVv,bbvv,灰身长翅,黑身残翅,BbVv,bbvv,测交实验,2,、不完全连锁（交换）,灰身长翅,黑身残翅,BbVv,bbvv,BV,bv,bv,BbVv,bbvv,灰身长翅,黑身残翅,BbVv,bbvv,灰身长翅,黑身残翅,BbVv,bbvv,83%,17%,灰身长翅,黑身残翅,BbVv,bbvv,41.5%,8.5%,B,V,b,v,B,V,b,v,41.5%,8.5%,BV,bv,Bv,bV,Bbvv,bbVv,BbVv,bbvv,连锁定律：,两队或两对以上等位基因位于一对同源染色体上，在遗传时，位于同一条染色体上的基因连在一起不分离。,互换定律,：减数分裂时，同源染色体可以发生重组交换，使原来的连锁基因发生了互换，导致同源染色体上基因的重新排列。,B,V,b,v,B,V,b,v,同源染色体的非姐妹染色单体的联会和交叉,细胞学基础,:,1,、发现并证实了连锁交换定律,连锁群,(linkage group),：位于同一条染色体上的基因彼此间以连锁方式传递。,2,、利用连锁确定基因在染色体上的相对位置，并建立了果蝇的基因图。,同一连锁群,2,对等位基因间可以发生交换重组，重组率可以反映,2,个基因在染色体上的相对距离。遗传上以重组率作为图距来衡量基因间的距离，规定当,重组率为,1%,时计为,1,厘摩,(cM),B,V,b,v,A,a,B,V,b,v,A,a,摩尔根的贡献,摩尔根的实验室早在,30,年代用果蝇继续做这方面的研究。他们的实验结果表明，决定果蝇,眼睛颜色,的物质有一个转化过程，而且他们可以分析出来，哪一种眼色突变是缺少哪一步反应所需要的酶。可是他们无法把有关的各种物质检验和分离出来，实验无法深入。,对于这种以生物化学实验为基础的遗传研究，果蝇已不是合适的实验材料了。取代果蝇地位的是结构非常简单的微生物：霉菌、细菌、病毒。遗传学由此逐渐进入了分子遗传学阶段，果绳在遗传学研究中的历史作用已经完成。,但一九七年开始人们发现果蝇在,胚胎发育,图式的构建中具有特殊地位：它由,14,个体节构成的躯干完全对称，一套基因控制了这些体节从上到下的发生过程，后来的研究证明，这套基因普遍存在于从昆虫到人的基因组中，是决定机体左右对称布局形成的最基本元素。因此，果蝇再次引起人们的高度兴趣，其在,遗传和发育,研究模式生物中的地位又变得举足轻重起来。,三大定律在人类遗传中的体现,第四节 遗传与人类疾病,单基因遗传病,多基因遗传病,线粒体遗传病,染色体病,体细胞遗传病,www.nslij-genetics.org/search_omim.html,www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?db=omim,在线人类孟德尔遗传,Online Mendelian Inheritance in Man,，,OMIM,先天性疾病,遗传病,一、人类单基因遗传病,(,孟德尔式遗传病,),常染色体显性遗传,(autosomal dominant,AD),病,常染色体隐性遗传,(autosomal recessive,AR),病,X,连锁显性遗传,(X-linked dominant inheritance,XD),病,X,连锁隐性遗传,(X-linked recessive inheritance,XR),病,Y,连锁遗传,(Y-linked inheritance),病,系谱,(,或系谱图,),：,指从先证者入手，追溯调查其所有家族成员,(,直系亲属和旁系亲属,),的数目、亲属关系及某种遗传病,(,或性状,),的分布等资料，并按一定格式将这些资料绘制而成的图解。,先证者,(proband):,是指某个家族中第一个被医生或遗传研究者发现的罹患某种遗传病的患者或具有某种性状的成员,1,、常染色体显性遗传病,并指（趾）症,家族性结肠息肉病,Aa,aa,*,患者的双亲中有一方患病。,*,患者同胞中,1/2,将会发病，而且男女患病机会均等。,*,患者子女中，约有,1/2,的个体将患病。,*,在一个家系中连续几代都有发病患者，即,连续传递,。,并指,I,型家系系谱,不完全显性,/,半显性,incomplete dominance/semidominance,：杂合子在表型上介于纯合患者和正常人之间。如：软骨发育不全症，家族性高胆固醇血症。,常染色体显性遗传病,几种类型：,显性纯合子 杂合子 隐性纯合子,AA Aa aa,病情重 病情轻 正常,共显性,codominance,：一对等位基因间没有显隐之分，杂合时分别表达各自的基因产物，形成相应的表型。如：,ABO,、,MN,血型,.,复等位基因,是指一对基因座位上在群体中有三个或三个以上的等位基因,而每个个体只有其中的任何两个,例：,ABO,血型的,I,A,、,I,B,、,i,基因,ii,I,B,i,I,A,i,I,A,I,B,I,A,I,A,I,B,I,B,A,B,AB,O,双亲和子女之间,ABO,血型遗传的关系,不规则显性,（,irregular dominant inheritance,）,：杂合子在不同的条件下，可以表现为显性，也可表现隐性。如：多指,.,外显率（,penetrance,）,是指一定基因型的个体在特定的环境中形成相应表现型的比例。,一个多指（趾）症的系谱,Marfan,综合征,一种少见的结缔组织遗传病。纤维蛋白原的缺陷引起骨骼、心血管、眼的症状。已证明原纤蛋白,(fibrillin),基因可能是本病的致病基因,(FBNl),。,表现度（,expressivity,）,是指具一定基因型的个体形成相应表型的明显程度。,延迟显性,delayed dominance,：杂合子的致病基因在达到一定的年龄后才表达出来。如：,Huntington,舞蹈症、遗传性小脑共济失调。,一个遗传性小脑共济失调（,Marie,型）的系谱,遗传印记,genetic imprinting,早现遗传,anticipation,遗传病在世代传递过程中，发病年龄一代比一代提早，病情加重。如强直性肌营养不良。,从性遗传,Sex-conditioned inheritance,：杂合子的表型受性别的影响。如早秃。,2,、常染色体隐性遗传,(autosomal recessive,AR),如：白化病、先天性聋哑、先天性肌驰缓。,*,患者的双亲表现无病，为携带者。,*,患者同胞将有,1/4,的可能发病。,*,散发，一般没有连续传递现象，呈隔代遗传。,*,近亲婚配时，子女中隐性遗传病的发病率要比非近亲,婚配者高等多。,AR,遗传的典型系谱,aa,Aa,Aa,aa,Aa,Aa,Aa,Aa,遗传异质性,(genetic heterogeneity),有些临床症状相似的疾病，可有不同的遗传基础，称之为遗传异质性。,先天性聋哑,(AR),存在明显的遗传异质性。曾报道一对夫妇均为聋哑，但所生子女全部正常，说明这对夫妇的遗传缺陷不在同一位点上，他们的聋哑分别是由不同位点上的不同隐性基因引起的。,3 X,连锁遗传,交叉遗传,(criss-cross inheritance),现象,在,X,连锁遗传中，男性的致病基因只能从母亲传来，将来也只能传给女儿，不存在男性到男性的传递。,半合子,hemizygote,X,A,X,a,X,A,Y,X,连锁隐性遗传病,(X-linked recessive,XR),红绿色盲、血友病、假肥大性肌营养不良症、葡萄糖,-6-,磷酸脱氢酶缺乏症。,设：色盲基因,X,b,正常基因,X,B,X,B,X,B,X,B,X,b,X,b,X,b,X,B,Y,X,b,Y,正常 携带者 患者 正常 患者,*,呈隔代遗传和斜行分布。,*,患者多为男性，其双亲表型正常，但母亲必为隐性致病基因携带者。,*,在父为患者，母为携带者时，子女有,1/2,机会得病。,*,呈交叉遗传。,血友病,A,系谱,X,A,X,a,X,A,X,a,X,A,X,a,X,a,Y,X,连锁显性遗传病,(X-linked dominant,，,XD),抗维生素,D,性佝偻病,患者双亲之一有病，多为女性患者,连续遗传,交叉遗传（,男性患者的女儿全发病,）,女性患者多于男性患者，约为,2,倍。,4,、,Y,连锁遗传病,Y-linked inheritance,全男性遗传,holandsic inheritance,多毛耳,睾丸决定因子,(TDF),无精子因子,(AZF),