4单基因遗传精品.

单基因遗传及遗传病概念：遗传病：指生殖Cell或受精卵的遗传物质发生突变所引起的疾病。单基因遗传病：指由一对同源染色体上的单个基因或一对等位基因发生突变所引起的疾病。单基因遗传连锁遗传连锁连锁性连锁遗传常隐常显常染色体遗传YXRXXDX、ARAD、21系谱与系谱分析法1、系谱：从先证者入手，对家族所有成员包括旁系,直系亲属关系绘制成图谱。2、先证者：临床上第一个被发现的遗传病患者3、系谱分析法：根据系谱图，分析疾病传递规律，确定传递方式，以及遗传因素的作用,为诊断、治疗和预防同类遗传病提供依据。4、系谱绘制符号：如图注意事项：同一代成员应在同一水平线上，标明代号（罗马数字）和成员序号（阿拉伯数字）；一般调查到患者的三代亲属；符号大小一致，兄弟姐妹方向不要画反；•如何判断遗传方式？确定显性遗传还是隐性遗传(区别是代代遗传还是隔代遗传)；确定常染色体还是性染色体遗传(区别是男女比例）初步确定遗传方式后验证---用所学系谱特征；•如何估计发病风险？具体情况具体分析！系谱分析判断遗传方式估计发病风险例1、例2判断遗传方式：代代遗传---显性遗传；男女患者比例均等---常染色体遗传；验证---“父母双亲正常，子女一般不发病”。结果：AD；ⅠⅡⅢⅣⅤ例1：白色额发家系例2：斑状角膜变性家系判断遗传方式：不连续遗传---隐性遗传；男女发病机会均等---常染色体遗传；验证---近亲婚配后代发病率增高；结果：AR；ⅠⅡⅢⅣⅤ遗传的细胞学基础一、生殖C的减数分裂（Meiosis）1、概念：指有性生殖的生物在配子发生过程中DNA的一次复制和两次核分裂，通过这一过程由双倍体C产生单倍体C。2、过程：1）第一次减数分裂：如图前期Ⅰ：从形态上又分为五个时期。①细线期：染色体细长如丝。②偶线期：同源染色体联会配对。同源染色体：指一个细胞里形状、结构相同，一条来自父方、一条来自母方，上面具有相同基因（等位基因）的一对染色体。③粗线期：染色体浓缩变短、变粗，每条染色体由两条单体组成（二分体），中间有着丝点相连，非姊妹染色体发生片断交换；交换一定要发生在非姊妹染色体之间才有生物学意义。④双线期：同源染色体之间互相排斥而趋于分开，只是在交叉部位仍连在一起。⑤终变期：染色体浓缩变短、变粗、螺旋化达到最高度，核膜、核仁开始消失，染色体开始向赤道移动，纺锤体开始形成。减数分裂I细线期、偶线期、粗线期、双线期和终变期联会复合体(SC)中期Ⅰ：染色体排列在赤道板上，纺锤体形成，同源染色体的着丝点逐渐远离，着丝点没分裂。后期Ⅰ：纺锤体收缩，两条同源染色体分开，分别移向两极，同源染色体数目减半。末期Ⅰ：核膜、核仁重新形成，接着进行胞质分裂，成为两个子细胞，染色体解螺旋，又变成细丝状，第一次减数分裂结束，由于同源染色体分到了两个子细胞，所以染色体数目减半，这是减数分裂的核心。2）第二次减数分裂：如图前期Ⅱ、中期Ⅱ、后期Ⅱ、末期Ⅱ。3、两次减数分裂比较：如图第一次减数分裂：即23对同源染色体分别进入两个子C（数目减半）第二次减数分裂：每个子C只有23条单体（实质上是有丝分裂）减数分裂与有丝分裂的比较4、减数分裂的生物学意义：1）、遗传物质在数量上的恒定，保持了物种的相对稳定。2）、减数分裂过程中，同源染色体的彼此分离，每个生殖C只能得到同源染色体的一条，这正是等位基因彼此分离的细胞学基础。等位基因：在同源Chr上位置相同、控制相同性状的一对基因，称“等位基因”。3）、非同源Chr在减数分裂过程中随机组合，然后进入同一个生殖C，这一点正是非等位基因自由组合的细胞学基础。4）、减数分裂过程中，姊妹Chr发生片段交换，这一点正是基因互换的细胞学基础。二、配子的发生配子：指单倍体的生殖细胞。(一)、精子的发生与形成：1、发生：精子发生于雄性动物睾丸曲细精管的上皮C，在附睾中成熟，最后形成具有一定生殖功能的精C。2、形成：如图精原C初级精母C2个次级精母C（单倍体）产生4个精C精子。垂体促性腺激素有丝分裂数目减半分离同源第一次减数分裂，Chr着丝粒染色体分开第二次减数分裂变态(二)卵子的发生：如图1、发生：卵子发生于卵巢的生发上皮——成熟于卵巢。2、形成：与精子形成过程相似即：卵原C初级卵母C双倍体→极体→次级卵母C有丝分裂)(C次级卵母第一次减数极体极体极体)(C卵第二次减数极体因此，一个卵原C通过减数分裂后可产生一个卵C，三个极体，而一个精原C通过减数分裂后可产生4个精C。极体：指卵C在经过两次很不均等分裂（核分裂是均等的）产生四个大小悬殊的子细胞，其中大的是卵C，三个小的成为废物，固依附在卵子的动物极，故称“极体”，分为第一和第二极体。动物极含原生质较多，卵裂较快，形成胚胎；植物极含卵黄多，分裂慢。3、卵子发生的特点1）卵原C的增殖是在胚胎期的卵巢中进行的，出生后的卵原C逐渐退化，仅有少量稳定下来，性成熟后，每月有一个成熟卵泡排放，所以人的一生大约只有400个左右的初级卵母C得到发育。2）女性初级卵母C的成熟分裂是在胚胎期3个月左右就已开始，5-6月后进入第一次减数分裂前期，出生前后才到终变期，以后即停止于此，直到排卵前，第一次减数分裂才完成。3）第二次减数分裂必须在精子的穿入的刺激下才能完成。如果排出的卵子24小时中间不能与精子相遇而受精，那么即行退化。三、遗传的基本定律(一)、分离定律（孟德尔第一定律）如图1、性状：指生物的形态和生理特征，性状是受基因控制的；2、显性和隐性：生物的性状有显性和隐性之分1）显性：子代表现出来的性状，“显性”2）隐性：子代不能表现出来的性状，“隐性”3、显性基因：控制显性性状的基因称“显性基因”4、隐性基因：控制隐性性状的基因称“隐性基因”5、纯合子：一对等位基因彼此相同，没有显隐性之分；6、杂合子：一对等位基因彼此不同，有显隐性之分纯合子/体：如果在同一个位点上两个等位基因是相同的，称为纯合子（Homozygous），这样的个体称为纯合体（Homozygotes）杂合子/体：如果在同一个位点上两个等位基因是不同的，称为杂合子（Heterozygous），这样的个体称为杂合体（Heterozygote）7、表现型：生物所表现出来的性状称“表现型”8、基因型：与表现型有关或决定表现型的基因组称“基因型”分离律的实质：1、在体细胞中，等位基因是同时存在的，一个来自父方，一个来自母方，当生殖细胞进行减数分裂时，等位基因跟随同源染色体彼此分离，分别进入不同的配子，结果每个配子只有等位基因中的一个。2、杂合子个体中等位基因彼此不同，在形成配子时，等位基因彼此分离，互不影响，产生不同的配子，数目相同。分离律讨论的是一对染色体上的一对基因的遗传方式。（二）自由组合律（孟德尔第二定律）：自由组合律的实质：两对或两对以上等位基因分别在两对同源染色体上的遗传规律，也即在非同源染色体上的基因的传递规律。细胞学基础：理论上，生殖C在减数分裂形成配子时，非同源染色体可以自由组合地进入一个配子，位于非同源染色体上的非等位基因在形成配子时同样地进行自由组合。举例。（三）连锁互换律：摩尔根（Morgan）定律1、连锁指控制许多性状的许多基因位于一条染色体上，不发生分离，A、B、C三个基因位于一条染色体上，呈连锁遗传，而a、b、c三个基因位于同源染色体的另一条上，也呈连锁遗传。2、互换在减数分裂过程中，由于同源染色体的姊妹染色单体发生片段交换，连锁基因也可发生交换现象，形成新的连锁关系，这也是生物多样性和变异的细胞学基础。这里：互换一定是在子1代产生配子时发生，子2代才表现出来。互换的特点：1、基因在染色体上呈直线排列。2、一对染色体上不同对基因之间，位置距离越大，其互换率越高。3、基因连锁群与染色体单倍数相等。常染色体显性遗传（Autosomaldominant，AD）一、AD概念：指一种遗传性状或遗传病，其致病基因位于常染色体上，并且是显性基因起作用。这里显性基因是致病基因，隐性基因正常。通常显性基因为大写字母，隐性基因用小写字母表示。二、AD基因型：AA、Aa、aa。AA为显性患者，Aa为杂合患者，aa为正常。A为显性致病基因，a为隐性正常基因。三、AD遗传模式系谱AD病系谱(短指症家系)四、AD基因型、婚配类型与子代发病风险（1）Ddxdd患者正常患者亲代DdDddDddd正常亲代dddDddd子代基因型：Dddd表现型：患者正常概率：1/21/2概率比：1：1返回（2）DdxDd患者患者患者亲代DdDdDDDDd患者亲代DddDddd子代基因型：DDDddd表现型：严重(致死)患者正常概率：1/42/41/4概率比：3：1五、AD病例：1、家族性高胆固醇血症2、家族性多发性结肠息肉症3、家族性痛风4、再障5、N纤维瘤6、Huntington舞蹈病：大脑基底神经节变性导致进行性加重的不自主舞蹈样动作、进行性加重的智能障碍、痴呆；致病基因定位于4p16.3(CAG)n正常人n=9-34患者n=36-1207、Marfan综合征（蜘蛛脚样指、趾）纤维蛋白原的缺陷引起骨骼、心血管、眼的症状；临床特征：身体瘦高、肢长；躯体上半与下半的比例降低；两臂伸长的长度大于身高，四肢细长、手指如蜘蛛样；常见鸡胸或漏斗胸；致病基因定位于15q14-q21,FBN1基因长约110kb,65个外显子；该病的突变在不同病例中有明显差异，有外显子缺失（51，60－62），单个碱基转换和颠换以及终止密码子突变；脊柱侧凸正常脊柱漏斗胸鸡胸六、AD遗传的特点：1、患者双亲中往往有一个发病患者。2、患者同胞中发病患者的数量约占有1/2；男女发病机会均等，而且每个同胞发病的机会均为1/2。3、系谱中连续几代看到发病患者，如出现外显不全时，也可有隔代遗传现象。4、双亲无病时，子女一般不发病。七、遗传分析（婚配类型与子代发病风险）显性致病基因的频率假如显性致病基因A的频率为1/100～1/1000,那么出现AA纯合的频率应该是1/1万～1/100万，出现Aa杂合子的频率就应该是2Pq即：1/50～1/500。人群患者中绝大多数为Aa，如果Aa杂合子与正常人婚配，那么他们每生一个孩子发病的可能性都是1/2。常染色体隐性遗传病（Autosomalrecessive，AR）一、AR概念：指一种遗传性状或遗传病，其致病基因位于常染色体上，而且是隐性基因起作用。隐性遗传：由隐性基因控制的性状或疾病二、AR基因型：DD、Dd、dd。这里显性基因D是正常的，隐性基因d是致病的，DD为显性正常，Dd为杂合子（隐性致病基因携带者、表型正常），dd为患者。三、AR遗传模式系谱亲代(携带者)DdDdDDDDd亲代(携带者)DddDddd四、AR基因型、婚配类型与子代发病风险1、DdxDd正常(携)正常(携)子代基因型：DDDddd表现型：正常正常(携)患者概率：1/42/41/4概率比：3:1在表现型正常的同胞中,杂合子的概率是多少?2/32、DDxDd正常正常(携)亲代DDDDDDDDD亲代(携带者)DddDdDd子代基因型：DDDd表现型：正常正常(携)概率：1/21/2概率比：1:13、ddxDd患者正常(携)患者亲代ddddDDdDd正常亲代(携)Ddddddd子代基因型：ddDd表现型：患者正常(携)概率：1/21/2概率比：1:1这种情况与AD易混淆,称为类显性遗传(qusidominantinheritance)六、AR的特点：1、患者双亲往往表现无病，但都是致病基因携带者。2、患者同胞中发病率近1/4，患儿表型正常的同胞中有2/3的可能性为携带者。3、系谱中看不到连续几代的遗传，往往是散在的。4、近亲婚配发病率高。七、近亲婚配及AR遗传病发病风险：如图1、近亲婚配相关概念：1）近婚：指三代以内旁系血亲和三代以内直系血亲所构成的婚姻关系。2）血亲：在遗传学上的含意是指具有或多或少共同遗传基础的个体（或具有共同的祖先）。3）直系血亲：指父母与子女，祖父母与孙子女，外祖父母与外孙子女。4）旁系血亲：指兄弟姐妹、堂表兄弟姐妹，以