医学生物学生命的遗传和变异.ppt

第三章第三章  生命的生命的遗传和和变异异Heredity & Variation医学生物学生命的遗传和变异配子发生配子发生        配子发生（配子发生（gametogenesis）：）：       精子（精子（sperm）和卵（）和卵（ovum）的形成过程的形成过程 医学生物学生命的遗传和变异精精子子发发生生和和卵卵子子发发生生的的异异同同医学生物学生命的遗传和变异间期间期中期中期II后期后期II末期末期II第二次分裂第二次分裂前期前期II第一次分裂第一次分裂末期末期 I后期后期 I中期中期 I前期前期I细线期细线期偶线期偶线期粗线期粗线期双线期双线期终变期终变期   减数分裂分期减数分裂分期医学生物学生命的遗传和变异o判断：人的次级卵母细胞染色体数目是23条，DNA分子数是46个 医学生物学生命的遗传和变异分离律、自由分离律、自由组合律、合律、连锁交交换律律第一第一节￿￿￿遗传的基本的基本规律律医学生物学生命的遗传和变异第二节第二节   遗传的概念及分类遗传的概念及分类　　医学生物学生命的遗传和变异一、遗传病的概念一、遗传病的概念 遗传病遗传病（（inherited disease）） ：： 遗遗传传物物质质发发生生改改变变（（突突变变或或畸畸变）所引起的疾病。

变）所引起的疾病 医学生物学生命的遗传和变异遗遗传传病病单基因病单基因病常染色体显性遗传病常染色体显性遗传病AD常染色体隐性遗传病常染色体隐性遗传病ARX连锁显性遗传病连锁显性遗传病XDX连锁隐性遗传病连锁隐性遗传病XRY连锁遗传病连锁遗传病YL线粒体遗传病线粒体遗传病多基因病多基因病 染色体病染色体病常染色体病常染色体病性染色体病性染色体病体细胞遗传病体细胞遗传病 三、遗传病的分类三、遗传病的分类医学生物学生命的遗传和变异第三节 单基因遗传医学生物学生命的遗传和变异单基因遗传病单基因遗传病 （（Monogenic Disorders））n指某种疾病的发生主要受到一个指某种疾病的发生主要受到一个基因座基因座的控制的控制n基因座基因座(locus)：一条染色体上的特定位置一条染色体上的特定位置n遗传方式：遵循遗传方式：遵循孟德尔遗传定律孟德尔遗传定律医学生物学生命的遗传和变异单基因遗传方式单基因遗传方式常染色体显性遗传常染色体显性遗传   （（autosomal dominant inheritance，，AD））常染色体隐性遗传常染色体隐性遗传   （（autosomal recessive inheritance，，AR））X-连锁显性遗传连锁显性遗传   （（X—linked dominant inheritance，，XD））X-连锁隐性遗传连锁隐性遗传  （（X-linked recessive inheritance，，XR））Y-连锁遗传连锁遗传  （（Y-linked inheritance，，YL））致病基因频率：致病基因频率：0．．001～～0．．01医学生物学生命的遗传和变异判断系判断系谱的的遗传方式方式医学生物学生命的遗传和变异（一）（一）完全显性完全显性（（complete dominance））并指系谱并指系谱AA和和Aa表型完全一致表型完全一致医学生物学生命的遗传和变异      半半显显性性（（semidominance））：：AaAa的的表表型型介介于于AAAA和和aaaa之间。

之间 （二）不完全显性（半显性）（二）不完全显性（半显性）（（incomplete dominance））医学生物学生命的遗传和变异（三）（三）不规则显性不规则显性（（irregular dominance）） 视网膜母细胞瘤系谱视网膜母细胞瘤系谱医学生物学生命的遗传和变异（四）共显性（四）共显性（（co-dominance）） 共共显显性性：：一一对对等等位位基基因因彼彼此此间间无无显显隐隐性性关关系系，，在杂合子状态下都表达在杂合子状态下都表达复等位基因（复等位基因（multiple alleles）） 在群体中，一对特定的基因位点上有在群体中，一对特定的基因位点上有2个以个以上上的等位基因存在的等位基因存在医学生物学生命的遗传和变异ABO血型血型医学生物学生命的遗传和变异二、常染色体隐性遗传隐性纯合子发病；杂合子称携带者隐性纯合子发病；杂合子称携带者（（carrier）） 白化病患者白化病患者医学生物学生命的遗传和变异白化病系谱白化病系谱医学生物学生命的遗传和变异（一）（一）常染色体隐性遗传病的主要特点常染色体隐性遗传病的主要特点1．患者双亲往往是表型正常的携带者。

．患者双亲往往是表型正常的携带者2．．患患者者同同胞胞1／／4可可能能为为患患者者，，表表型型正正常常的的同胞中有同胞中有2／／3为携带者男女发病机会均等为携带者男女发病机会均等3．系谱中不见连续，散发．系谱中不见连续，散发4．近婚子女发病率增高．近婚子女发病率增高医学生物学生命的遗传和变异亲亲缘缘系系数数（（r））：：两两个个个个体体在在某某一一位位点点上上具具有有相相同祖先基因的概率同祖先基因的概率亲属级别亲属级别亲属系数亲属系数称谓称谓一级亲属一级亲属1/2亲子、同胞亲子、同胞二级亲属二级亲属1/4祖孙、叔侄、祖孙、叔侄、半同胞半同胞三级亲属三级亲属1/8表亲表亲医学生物学生命的遗传和变异*下下图图先先证证者者为为白化病（白化病（AR）患者，已知群体中白化病的）患者，已知群体中白化病的发发病率病率是是1/10000，，请计请计算算（（P70，第，第59题题））1.II1×II2婚后生出该病患者的可能性是多少？婚后生出该病患者的可能性是多少？2.II7×II8婚后生出该病患者的可能性是多少？婚后生出该病患者的可能性是多少？3.Ⅲ1×Ⅲ2婚后生出该病患者的可能性是多少？婚后生出该病患者的可能性是多少？4.Ⅲ3×Ⅲ4婚后生出该病患者的可能性是多少？婚后生出该病患者的可能性是多少？医学生物学生命的遗传和变异三、X—连锁显性遗传男性X-连锁显性遗传病患者与正常女性婚配图解女性X-连锁显性遗传病患者与正常男性婚配图解医学生物学生命的遗传和变异X—连锁显性遗传病的主要特点：连锁显性遗传病的主要特点：1．．人人群群中中女女性性患患者者多多于于男男性性患患者者，，但但女女性患者病情往往比男性患者轻。

性患者病情往往比男性患者轻2．．患患者者双双亲亲中中之之一一个个是是患患者者，，系系谱谱可可见见连续传递连续传递3．可见交叉遗传现象．可见交叉遗传现象医学生物学生命的遗传和变异四、X—连锁隐性遗传甲型血友病系谱甲型血友病系谱男性血友病患者与正常男性血友病患者与正常女性婚配图解女性婚配图解医学生物学生命的遗传和变异X—X—连锁隐性遗传病的主要特点：连锁隐性遗传病的主要特点：1．．人人群群中中男男性性患患者者远远远远多多于于女女性性患患者者系系谱谱中中若若女女性性发发病病病病情情往往往往比比男男性性患患者者严严重2．系谱中可见交叉遗传和隔代遗传现象．系谱中可见交叉遗传和隔代遗传现象 医学生物学生命的遗传和变异五、Y—连锁遗传Ⅲ医学生物学生命的遗传和变异六、两种单基因性状的独立传递自由组合律在人类遗传病分析中的应用自由组合律在人类遗传病分析中的应用例例．．父父亲亲是是并并指指患患者者，，母母亲亲表表型型正正常常，，生生了了一一个个先先天天性性聋聋哑哑患患儿儿这这对对夫夫妇妇以以后后再再生生小小孩孩，，其子女情况如何其子女情况如何?医学生物学生命的遗传和变异两种单基因疾病独立传递图解两种单基因疾病独立传递图解医学生物学生命的遗传和变异七、两种单基因性状的独联合传递医学生物学生命的遗传和变异（四（四)连锁交换律的定义连锁交换律的定义 生物在形成生殖细胞时，生物在形成生殖细胞时，在同一条染色体上的基因在同一条染色体上的基因作为一个单位来传递而不作为一个单位来传递而不分离，称完全连锁。

分离，称完全连锁 若在减数分裂过程中若在减数分裂过程中出现遗传物质的交换称不出现遗传物质的交换称不完全连锁完全连锁 二者合称连锁交换率二者合称连锁交换率 灰身灰身长翅长翅黑身黑身残翅残翅医学生物学生命的遗传和变异1.小孩是小孩是A型血，且患甲髌综合征的概率型血，且患甲髌综合征的概率2.小孩是小孩是A型血，且甲髌正常的概率型血，且甲髌正常的概率3.小孩是小孩是O型血，且患甲髌综合征的概率型血，且患甲髌综合征的概率4.小孩是小孩是O型血，且甲髌正常的概率型血，且甲髌正常的概率例：父亲是例：父亲是A型血，且为甲髌综合征（型血，且为甲髌综合征（AD）患者，）患者，母亲母亲O型血，表型正常他们生下一个型血，表型正常他们生下一个O型血且甲型血且甲髌综合征的患儿已知甲髌综合征致病基因与髌综合征的患儿已知甲髌综合征致病基因与IA连连锁，两个基因的重组率是锁，两个基因的重组率是10%问这对夫妇以后生问这对夫妇以后生的小孩中：的小孩中：医学生物学生命的遗传和变异1.O型血且甲髌综合征的患儿的基因型是什么型血且甲髌综合征的患儿的基因型是什么？？2.父母的基因型是什么？父母的基因型是什么？HhIiIiHhIAIih hIi Ii医学生物学生命的遗传和变异HIAhIiHIAhIiHIihIAhIihIihIi45%45%5%5%HhIAIih hIi IiHhIiIih hIA Ii90%90%10%10%甲髌综合征与甲髌综合征与A型血的型血的重组率是重组率是10%医学生物学生命的遗传和变异第五章第五章￿ ￿多基因多基因遗传病病Polygenic Inheritance医学生物学生命的遗传和变异第一第一节￿ ￿多基因多基因遗传的的特点特点医学生物学生命的遗传和变异一、质量性状和数量性状一、质量性状和数量性状量变、质变医学生物学生命的遗传和变异质量性状质量性状(qualitative trait)n一对等位基因控制一对等位基因控制n个体间性状有个体间性状有质质的区别的区别n不连续，非此即彼不连续，非此即彼n环境因素对性状有一定影环境因素对性状有一定影响响医学生物学生命的遗传和变异数量性状数量性状(quantitative trait) n两对或两对以上等位基因两对或两对以上等位基因控制控制n个体间性状只有个体间性状只有量量的区别的区别n连续性，正态分布连续性，正态分布n环境因素对性状的影响，环境因素对性状的影响，与遗传基础同等重要与遗传基础同等重要医学生物学生命的遗传和变异单基因遗传单基因遗传*多基因遗传多基因遗传*由由1对等位基因控制，对等位基因控制，有显、隐性区别有显、隐性区别由由2对及对及2对以上基因控制，对以上基因控制，具有共显性、微效性、累加性具有共显性、微效性、累加性 质量遗传质量遗传数量遗传数量遗传主要受遗传因素影响主要受遗传因素影响受环境因素与遗传因素共同影受环境因素与遗传因素共同影响响医学生物学生命的遗传和变异第二第二节￿ ￿多基因多基因遗传病的病的特征特征医学生物学生命的遗传和变异n阈值阈值(threshold) 在一定环境条件下，阈值代表在一定环境条件下，阈值代表患病所需的致病基因患病所需的致病基因的最低数值。

的最低数值n易患性易患性(liability) 遗传基础和环境因素共同作用所决定的是否易于患遗传基础和环境因素共同作用所决定的是否易于患病的可能性，称为易患性病的可能性，称为易患性n群体中，易患性的变异呈正态分布群体中，易患性的变异呈正态分布 易患性与阈值易患性与阈值医学生物学生命的遗传和变异群体中易患性变异与阈值图解群体中易患性变异与阈值图解低低高高1.一个群体，大部分一个群体，大部分个体接近易患性平个体接近易患性平均值均值2.阈值人为制定阈值人为制定3.具有具有正态分布正态分布特性特性医学生物学生命的遗传和变异遗传率遗传率(heritability)n遗传率遗传率(h2) 多基因病中，易患性的高低受遗传基础和环多基因病中，易患性的高低受遗传基础和环境因素的双重影响，其中境因素的双重影响，其中遗传因素遗传因素所起作用的大所起作用的大小称为遗传率小称为遗传率1. 一般用百分率一般用百分率(%)来表示2. 特定环境、特定人群、估计值特定环境、特定人群、估计值医学生物学生命的遗传和变异四、多基因病再四、多基因病再发风险的估的估计医学生物学生命的遗传和变异nP=0.1%～～1%，，h2=为为70％～％～80％时：％时：JEdward公式公式f：患者一级亲属发病率：患者一级亲属发病率P：群体发病率：群体发病率一、发病风险与遗传率和群体发病率的关系一、发病风险与遗传率和群体发病率的关系*例：精神分裂症群体发病率为例：精神分裂症群体发病率为0.0016，遗传率为，遗传率为80%，请估计患者一级亲属的复发风险。

请估计患者一级亲属的复发风险医学生物学生命的遗传和变异  7 %   —>医学生物学生命的遗传和变异四、再发风险与发病率的性别差异四、再发风险与发病率的性别差异n先天性幽门狭窄先天性幽门狭窄 群体群体发病率　发病率　男性男性0.5%女性女性0.1%患者后代发病率患者后代发病率儿子儿子女儿女儿5.5%19.4%2.4%7.3%医学生物学生命的遗传和变异Carter效应n 发病率有性别差异时，发病率低的性别，患发病率有性别差异时，发病率低的性别，患者亲属的再发风险高；发病率高的性别，患者者亲属的再发风险高；发病率高的性别，患者亲属的再发风险低亲属的再发风险低医学生物学生命的遗传和变异染色体分类图示染色体分类图示医学生物学生命的遗传和变异染色体分类图示染色体分类图示人类人类医学生物学生命的遗传和变异核型（核型（karyotype）） 核型是一个个体或细胞具有的核型是一个个体或细胞具有的独特的独特的染色体形态和数目染色体形态和数目医学生物学生命的遗传和变异（一）丹佛体制（（一）丹佛体制（Denver system））     丹丹佛佛体体制制：：根根据据染染色色体体大大小小和和着着丝丝粒粒相相对对位位置置，，将将人人类类染染色色体体分分成成A、、B、、C、、D、、E、、F和和G七组：七组：医学生物学生命的遗传和变异医学生物学生命的遗传和变异各组染色体基本形态特征各组染色体基本形态特征医学生物学生命的遗传和变异显带染色体命名原则：显带染色体命名原则：           区：以显著形态特征为界标区：以显著形态特征为界标           带：染色深浅带：染色深浅             由着丝粒开始，分别向两臂远端依次编号由着丝粒开始，分别向两臂远端依次编号染色体带命名的国际体制染色体带命名的国际体制医学生物学生命的遗传和变异界标界标XpXq区区带带1 1 2 2 12345678Xq28染色体带命名的国际体制染色体带命名的国际体制58染色体序号、臂的符号、区的序号、区内带的序号染色体序号、臂的符号、区的序号、区内带的序号医学生物学生命的遗传和变异        1 1号染色体，长臂，号染色体，长臂，2 2区，区，3 3带带1 1号染色体，短臂，号染色体，短臂，3 3区，区，6 6带，带，2 2亚带，亚带，3 3亚亚带亚亚带1q231p36.23医学生物学生命的遗传和变异二、二、 性别决定和性染色体性别决定和性染色体医学生物学生命的遗传和变异（一）（一）X染色质与赖昂假说染色质与赖昂假说        X染色质（染色质（X chromatin），巴氏小体，），巴氏小体，    X小体（小体（X body））  人人♀♀，间期，核膜边缘，，间期，核膜边缘，фф1μm1μm，卵圆、半，卵圆、半圆、三角型小丘圆、三角型小丘口腔细胞阳性率：口腔细胞阳性率：20%20%～～30%30%医学生物学生命的遗传和变异xx♀ xyxx♀ xy♂♂ xxx♀ xxxx♀ xxx♀ xxxx♀X染色质染色质正常女性正常女性             正常男性正常男性                    xxxxxx患者患者                  xxxxxxxx 患者患者医学生物学生命的遗传和变异o正常女性体细胞内仅有一条具有转录活性，另正常女性体细胞内仅有一条具有转录活性，另1条条X染色体染色体失活失活，在间期细胞核中呈，在间期细胞核中呈异固缩异固缩状态，即状态，即X染色质染色质。

             X染色体数目染色体数目  =  X染色质数目染色质数目 + 1          这样男女性在这样男女性在X染色体上的基因产物在数目上基染色体上的基因产物在数目上基本相等，称为本相等，称为剂量补偿剂量补偿o失活是失活是部分部分的o失活发生于失活发生于胚胎发育早期胚胎发育早期（（16天）o失活是失活是随机随机的，却是的，却是恒定恒定的赖昂假说（赖昂假说（Lyon hypothesis）要点：）要点：医学生物学生命的遗传和变异（二）（二）Y染色质染色质（（Y chromatin））   Y小体（小体（Y body））   ♂♂，，间期核，间期核，фф0.3μm0.3μm，圆形、卵圆形强荧光，圆形、卵圆形强荧光小体，小体，Yql2Y染色质染色质医学生物学生命的遗传和变异核型为核型为48，，XXXY的患者，其的患者，其X染色质与染色质与Y染染色质的检查结果是（色质的检查结果是（ ））oA. X染色质阴性，Y染色质阴性 oB. X染色质阳性，Y染色质阳性 oC. X染色质2个，Y染色质1个 oD. X染色质3个，Y染色质1个 医学生物学生命的遗传和变异o什么叫遗传病？什么叫遗传病？ 遗传物质发生改变（突变或畸变）遗传物质发生改变（突变或畸变）而引起的疾病。

而引起的疾病医学生物学生命的遗传和变异 基因突变（点突变）基因突变（点突变）突变突变 染色体畸变染色体畸变（异常）（异常）数目数目异常异常结构结构异常异常整倍体整倍体非整倍体非整倍体嵌合体嵌合体缺失缺失倒位倒位重复重复易位易位……医学生物学生命的遗传和变异1.整倍体整倍体(euploid)改变改变体体细细胞胞中中的的染染色色体体数数目目呈呈成成套套数数目目（（n））的增加或减少的增加或减少2n，，3n，，4n））682.非整倍体非整倍体(aneuploid)改变改变细细胞胞内内染染色色体体的的数数目目增增加加或或减减少少一一条条或几条医学生物学生命的遗传和变异三极纺锤体三极纺锤体Ø三倍体三倍体(triploid)：：69医学生物学生命的遗传和变异四倍体四倍体(diplochromosome)(diplochromosome)70医学生物学生命的遗传和变异染色体结构畸变染色体结构畸变医学生物学生命的遗传和变异染色体结构畸变染色体结构畸变：：       指染色体部分片段的缺失、重复或重排指染色体部分片段的缺失、重复或重排。

基础：染色体断裂和基础：染色体断裂和/或断裂后的异常连接或断裂后的异常连接染色体结构畸变染色体结构畸变72医学生物学生命的遗传和变异染色体结构畸变的种类染色体结构畸变的种类v缺失缺失 —— —— 部分单体型部分单体型(partial monosomy)(partial monosomy)v重复重复 —— —— 部分三体型部分三体型(partial trisomy)(partial trisomy)v倒位倒位(inversion)(inversion)v易位易位(translocation)(translocation)v环状染色体环状染色体(ring chromosome)(ring chromosome)v等臂染色体等臂染色体(isochromosome)(isochromosome)v双着丝粒染色体双着丝粒染色体(dicentric chromosome)(dicentric chromosome)v插入插入73医学生物学生命的遗传和变异 • 数目异常的描述数目异常的描述•结构畸变的描述结构畸变的描述简式：简式：46, XY, del(1)(q41) 46, XY, -14, +t (14q;21q)(p11;p11)染色体畸变的描述染色体畸变的描述或：或：46, XY, -14, +t(14q;21q)医学生物学生命的遗传和变异u染色体病染色体病：是先天性染色体数目异常或结是先天性染色体数目异常或结构畸变而引起的疾病。

构畸变而引起的疾病 常染色体病常染色体病 性染色体病性染色体病医学生物学生命的遗传和变异常染色体病常染色体病严重智力低下严重智力低下发病率发病率1/800～～1/600新生儿新生儿生长发育迟缓生长发育迟缓特殊面容特殊面容眼距宽，外眼角上斜眼距宽，外眼角上斜鼻根低平，舌大鼻根低平，舌大通贯手，小指内弯，一指褶纹通贯手，小指内弯，一指褶纹男性不育、女性偶有生育能力男性不育、女性偶有生育能力vDown综合征综合征(21三体综合征三体综合征)76医学生物学生命的遗传和变异Ø21三体型三体型: 占占92.5％％Ø嵌合型：嵌合型： 占占2.5 ％％Ø易位型：易位型： 占占5 ％％医学生物学生命的遗传和变异Ø21三体型：占三体型：占92.5％，％，47, XX(XY), ＋＋21常染色体病常染色体病v先天愚形先天愚形(21三体综合征，三体综合征，Down syndrome)78 生殖细胞生殖细胞减数分裂时减数分裂时21号染色号染色体不分离，体不分离，95%发生在发生在卵子卵子形成过形成过程 发病率随母亲年龄增高而增大发病率随母亲年龄增高而增大医学生物学生命的遗传和变异79医学生物学生命的遗传和变异80医学生物学生命的遗传和变异Ø嵌合型：占嵌合型：占2.5 ％％ 46 XX(XY), / 47,XX(XY), ＋＋21                    早期卵裂时早期卵裂时21号染色体不分离号染色体不分离常染色体病常染色体病v先天愚形先天愚形(21三体综合征，三体综合征，Down syndrome)81医学生物学生命的遗传和变异Ø易位型：占易位型：占5 ％％ 46 XX(XY),-14,+t(14q;21q) 多出的多出的21号不单独存在，而是易位到近端号不单独存在，而是易位到近端着丝粒染色体上，并和为一条，故核型总数着丝粒染色体上，并和为一条，故核型总数不变。

不变v先天愚形先天愚形(21三体综合征，三体综合征，Down syndrome)医学生物学生命的遗传和变异8346, XX(XY), －－14, ＋＋t(14q;21q)14/21易位易位医学生物学生命的遗传和变异84平衡易位携带者平衡易位携带者45, XX(XY), －－14, －－21, ＋＋t (14q;21q)21单体单体易位型先天愚型易位型先天愚型平衡易位携带者平衡易位携带者正常正常医学生物学生命的遗传和变异性染色体病性染色体病v先天性睾丸发育不全综合征先天性睾丸发育不全综合征  (Klinefelter syndrome)  47,XXYv性腺发育不全性腺发育不全    45,X  (Turner syndrome，，Turner综合征综合征)vXYY综合征综合征vX三体综合征三体综合征v脆性脆性X染色体染色体(Fra X)综合征综合征v两性畸形两性畸形85医学生物学生命的遗传和变异8647，，XXY医学生物学生命的遗传和变异8745, X医学生物学生命的遗传和变异•简述单基因遗传和多基因遗传的区别简述单基因遗传和多基因遗传的区别•简述简述Lyon假说的主要内容。

假说的主要内容•简述先天愚型的核型及其产生机理简述先天愚型的核型及其产生机理医学生物学生命的遗传和变异第七章第七章 群体遗传学89医学生物学生命的遗传和变异基因频率和基因型频率基因频率和基因型频率基因频率基因频率(gene frequency)：： 指指群群体体中中某某一一等等位位基基因因占占该该基基因因座座上上全全部部等等位位基基因因的的比比率率反反映映了了该该基基因因在在这这一群体中的相对数量一群体中的相对数量v有一对等位基因有一对等位基因 A 和和 a某一群体基因某一群体基因 A 的数量为的数量为600 ；；A基因的频率基因的频率p？？某一群体基因某一群体基因 a 的数量为的数量为400；； a基因的频率基因的频率q？？90医学生物学生命的遗传和变异基因型频率基因型频率(genotype frequency)：： 指指群群体体中中某某基基因因型型个个体体占占群群体体总总个个体体数数的的比比率率反反映映该该基基因因型型个个体体在在这这一一群体中的相对数量群体中的相对数量基因频率和基因型频率基因频率和基因型频率91某一群体某一群体 AA 的个体数为的个体数为300 ；；AA基因型的频率基因型的频率D？？某一群体某一群体 Aa 的个体数为的个体数为500 ；；Aa基因型的频率基因型的频率H？？某一群体某一群体 aa 的个体数为的个体数为200；； aa基因型的频率基因型的频率R？？v一对等位基因一对等位基因 A 和和 a,可以组成可以组成AA，，Aa，，aa医学生物学生命的遗传和变异在在一一定定条条件件下下，，群群体体中中的的基基因因频频率率和和基基因因型型频频率率在在世世代代传传递递中中保保持持不不变变。

如如果果一一个个群群体体达到了这种状态，就是一个遗传平衡的群体达到了这种状态，就是一个遗传平衡的群体O群体很大群体很大O随机婚配随机婚配O没有突变没有突变O没有自然选择没有自然选择O没有大规模的个体迁移没有大规模的个体迁移Hardy-Weinberg Hardy-Weinberg 定律定律92条件条件医学生物学生命的遗传和变异Hardy-Weinberg 定律定律93v遗传平衡下遗传平衡下，基因频率和基因型频率：，基因频率和基因型频率：v假设一对等位基因假设一对等位基因 A 和和 a，则，则医学生物学生命的遗传和变异v基因频率和基因型频率关系：基因频率和基因型频率关系：基因频率和基因型频率基因频率和基因型频率94医学生物学生命的遗传和变异•例例1．．  一个总数为一个总数为100人的群体，其中人的群体，其中AA纯纯合体合体60人，人，aa纯合体纯合体20人，另外人，另外20人为人为Aa杂合体问该群体是否是一个遗传平衡的杂合体问该群体是否是一个遗传平衡的群体遗传平衡下遗传平衡下，基因频率和基因型频率：，基因频率和基因型频率：=医学生物学生命的遗传和变异思路思路1.根据已知求群体基因型频率根据已知求群体基因型频率2.求群体基因频率求群体基因频率3.假设遗传平衡，根据基因频率求基假设遗传平衡，根据基因频率求基因型频率因型频率4.比较基因型频率的理论值和实际值比较基因型频率的理论值和实际值5.验证假设验证假设医学生物学生命的遗传和变异1.根据已知求群体基因型频率根据已知求群体基因型频率•P =[AA]=?•H =[Aa]=?•Q =[aa]=?0.60.20.22. 求群体基因频率求群体基因频率医学生物学生命的遗传和变异•p= p2 + 1/2（（2pq））=0.6+0.1=0.7q= q2 + 1/2（（2pq））=0.2+0.1=0.3p+q=0.7+0.3=12. 求群体基因频率求群体基因频率医学生物学生命的遗传和变异•3. 假设遗传平衡，根据基因频率求基因型假设遗传平衡，根据基因频率求基因型频率频率p2 + 2pq + q2 =0.49+0.42+0.09=14. 比较基因型频率的理论值和实际值比较基因型频率的理论值和实际值医学生物学生命的遗传和变异5. 验证假设验证假设“遗传平衡遗传平衡” 这一假设成立吗？这一假设成立吗？     该群体是否是一个遗传平衡的群体吗？该群体是否是一个遗传平衡的群体吗？        遗传不平衡的群体，经一代随机交配，可达到遗遗传不平衡的群体，经一代随机交配，可达到遗传平衡吗？传平衡吗？医学生物学生命的遗传和变异子一代子一代f[A]=0.7,  f[a]=0.3精子精子精子精子f (f (A A) )＝＝＝＝p pf (f (a a) )＝＝＝＝q q卵卵卵卵子子子子f (f (A A) )＝＝＝＝p pp p2 2pqpqf (f (a a) )＝＝＝＝q qpqp q2 20.490.210.210.090.70.70.30.3P + H + D =0.49+0.42+0.09=1医学生物学生命的遗传和变异v一一个个不不平平衡衡的的群群体体只只要要经经过过一一个个世世代代随随机机婚配就可以达到遗传平衡婚配就可以达到遗传平衡医学生物学生命的遗传和变异遗传平衡的应用遗传平衡的应用•AR•　白化病（　白化病（AR）群体发病率为）群体发病率为1／／20000计计算该群体中致病基因频率。

算该群体中致病基因频率•AD•ＸＬＸＬ　　　红绿色盲（　　　红绿色盲（XR）男性发病率为）男性发病率为7%，分，分析群体的遗传结构析群体的遗传结构医学生物学生命的遗传和变异1.突变突变2.选择选择3.近亲婚配近亲婚配4.迁移迁移5.随机遗传漂变随机遗传漂变104影响群体遗传平衡的因素影响群体遗传平衡的因素医学生物学生命的遗传和变异突变率突变率(mutation rate)：：群体中某一基因发生突变的频率群体中某一基因发生突变的频率单位：单位：n×l0－－6／代／代（每１００万个基因中发生突变的次数）（每１００万个基因中发生突变的次数） 1. 1. 突突 变变105医学生物学生命的遗传和变异2. 2. 选选 择择选择选择(selection)：： 指指由由于于基基因因型型的的差差别别而而导导致致生生存存能能力力和和生生育育能能力力的的差差别别常常用用适适合合度度ｆｆ和和选择系数Ｓ选择系数Ｓ来表示106医学生物学生命的遗传和变异适合度适合度(fitness，，f )：： 是是指指一一定定环环境境条条件件下下，，某某种种基基因因型型个个体体能能生生存存并并能能将将他他的的基基因因传传给给后后代代的的能能力力。

一般用一般用相对生育率相对生育率来衡量选择系数选择系数(selection coefficient，，S)：： S代代表表在在选选择择作作用用下下，，降降低低的的适适合合度度，，S＝＝1－－f107医学生物学生命的遗传和变异选择与突变间的平衡选择与突变间的平衡vAD遗传病遗传病vAR遗传病遗传病vXR遗传病遗传病108vXD遗传病遗传病医学生物学生命的遗传和变异遗传负荷遗传负荷遗传负荷遗传负荷(genetic load) ：： 来源于来源于突变负荷突变负荷*和和分离负荷分离负荷109医学生物学生命的遗传和变异第八节第八节    基因突变基因突变（（P230））医学生物学生命的遗传和变异3．突变类型．突变类型（（一一）碱基替代）碱基替代 按置换方式分：转换、颠换按置换方式分：转换、颠换 医学生物学生命的遗传和变异单碱基置换举例单碱基置换举例突变类型突变类型      碱基变化碱基变化          密码子变化密码子变化          肽链变化肽链变化同义突变同义突变TTA→TTG亮氨酸亮氨酸→亮氨酸亮氨酸无变化无变化错义突变错义突变TCG→CCG丝氨酸丝氨酸→脯氨酸脯氨酸  氨基酸替换氨基酸替换无义突变无义突变TCG→TAG丝氨酸丝氨酸→终止密码子终止密码子肽链缩短肽链缩短终止密码子突变终止密码子突变TAG→TCG终止密码子终止密码子→丝氨酸丝氨酸肽链延长肽链延长医学生物学生命的遗传和变异（（二二）移码突变）移码突变 两个两个DNA分子排列参差不齐发分子排列参差不齐发生不等交换生不等交换（＋）突变型（＋）突变型（－）突变型（－）突变型 吖啶类诱变致移码突变吖啶类诱变致移码突变 医学生物学生命的遗传和变异一、真核生物的断裂基因一、真核生物的断裂基因 P239医学生物学生命的遗传和变异断裂基因（断裂基因（split gene）） 编码序列：编码序列：外显子外显子（（exon）） 非编码序列：非编码序列：内含子内含子（（intron）） 外显子外显子-内含子内含子接头接头：：GT-AG法则法则医学生物学生命的遗传和变异断裂基因中的外断裂基因中的外显子和内含子非显子和内含子非固定不变。

固定不变医学生物学生命的遗传和变异结束医学生物学生命的遗传和变异医学生物学生命的遗传和变异。