《生物学与遗传学》课程教学资源（基本实验技术）第5章人类遗传性状及系谱分析.doc_大学文库

第五章人类遗传性状及系谱分析实验一人类某些遗传性状的观察一、实验目的： 1.掌握人类某些遗传性状的调查分析方法 2.了解人类某些形状的遗传规律。二、实验用品： 1.器材：载玻片、三棱针或6-7号注射针头、试管、吸管、牙签、棉签、记号笔等。 2.试剂：抗A和抗B标准血清、苯硫脲粉末及其各种浓度的苯硫脲溶液、0.9%生理盐水、75%酒精、碘酒等。三、实验内容与方法： (一)苯硫脲尝味试验 1. 原理：苯硫脲(phenythiecarbamide,PTC)是一种白色结晶状药物，因其有N-C=S基团而有苦涩味，对人体无毒副作用。人类对其尝味能力是受一对等位基因控制的，能尝出浓度为1/750000-~1/3000000PTC苦涩味的人，称纯合体尝味者，基因型为TT:当浓度大于124000才能尝出苦涩味的称之味盲者，其基因型为t,有的味盲者甚至连PTC粉末都尝不出苦涩味。杂合体尝味者介于二者之间，基因型为T。因此，人类对PTC尝味能力属不完全显性遗传。我国汉族人群中味盲者约占9%，已知纯合体味盲者易患结节性甲状腺肿，因此可以把PTC的尝味能力，作为一种辅助性诊断指标。 2.方法：受试者用吸管吸1~2滴不同浓度的PT℃溶液，（从低浓度到高浓度)滴在舌后根部，然后徐徐下咽品味，测出自己对PTC的尝味能力的闵值并做好纪录。为准确起见，最好重复测定一次，视两次阈值相同为准。如果对各种浓度的PTC溶液都尝不出苦涩味，可取少量粉末置于后舌根上，看看如何。最后将全班同学尝味结果记录在表5-2中，计算各种基因型和基闲频率。 (二)人类AB0血型检测原理：人类的ABO血型有一组复等位基因控制，是红细胞血型系统中的一种，其红细胞表面有A和B两种抗原，血清中有▣和B两种天然抗体。以抗体和抗原存在的情况，可将人类的血型分为A、B、AB、O

1 第五章人类遗传性状及系谱分析实验一人类某些遗传性状的观察一、实验目的： 1．掌握人类某些遗传性状的调查分析方法 2．了解人类某些形状的遗传规律。二、实验用品： 1．器材：载玻片、三棱针或 6-7 号注射针头、试管、吸管、牙签、棉签、记号笔等。 2．试剂：抗 A 和抗 B 标准血清、苯硫脲粉末及其各种浓度的苯硫脲溶液、0.9%生理盐水、75%酒精、碘酒等。三、实验内容与方法：（一）苯硫脲尝味试验 1．原理：苯硫脲（phenythiecarbamide,PTC）是一种白色结晶状药物，因其有 N-C=S 基团而有苦涩味，对人体无毒副作用。人类对其尝味能力是受一对等位基因控制的，能尝出浓度为 1/750000~1/3000000PTC 苦涩味的人，称纯合体尝味者，基因型为 TT；当浓度大于 1/24000 才能尝出苦涩味的称之味盲者，其基因型为 tt，有的味盲者甚至连 PTC 粉末都尝不出苦涩味。杂合体尝味者介于二者之间，基因型为 Tt。因此，人类对 PTC 尝味能力属不完全显性遗传。我国汉族人群中味盲者约占 9%，已知纯合体味盲者易患结节性甲状腺肿，因此可以把 PTC 的尝味能力，作为一种辅助性诊断指标。 2．方法：受试者用吸管吸 1~2 滴不同浓度的 PTC 溶液，（从低浓度到高浓度）滴在舌后根部，然后徐徐下咽品味，测出自己对 PTC 的尝味能力的阈值并做好纪录。为准确起见，最好重复测定一次，视两次阈值相同为准。如果对各种浓度的 PTC 溶液都尝不出苦涩味，可取少量粉末置于后舌根上，看看如何。最后将全班同学尝味结果记录在表 5-2 中，计算各种基因型和基因频率。（二）人类 ABO 血型检测 1．原理：人类的 ABO 血型有一组复等位基因控制，是红细胞血型系统中的一种，其红细胞表面有 A 和 B 两种抗原，血清中有α和β两种天然抗体。以抗体和抗原存在的情况，可将人类的血型分为 A、B、AB、O

四种血型。抗原木质上是蛋白质，它的形成受基因的制约。其中基因产生A抗原，A基因产生B抗原，i不产生抗原，小和对i均为显性，因此，三个复等位基因能组合成6种基因型，四种表现型。（表5-1）表5-1 ABO血型遗传特征表型基因型红细胞膜上的抗血清中天然抗体原 A IAIA IAi A 抗B B B 抗A AB IAIB AB 0 ii 抗A抗B 2. 方法 1)取一清洁的玻片，用记号笔从中间划格分成两部分，两端分别注明抗A和抗B,然后分别用吸管吸取抗A和抗B标准血清各一滴，滴入对应的格内，两种抗体分别凝集含有相对应抗原的红细胞。因此，一种血液其红细胞在抗A血清中发生凝集者为A型，在抗B血清中凝聚为B型，在两种血清中凝集为AB型，两者都不凝集为O型。 2)采血：用75%酒精棉球消毒受检者的耳垂或指端，然后用消毒的三棱针刺破出血，用吸管吸取1~2滴血放入盛有0.9%生理盐水0.5ml的小试管中，摇匀。 3)在每一玻片格中分别滴一滴上述红细胞悬液（注意吸管末端不要触及标准血清)，再立即用牙签分别搅拌使血球和标准血清混匀，在室温中静置5~15分钟，观察血球凝集与否（混匀的血清如逐渐由混浊变为透明，出现大小不等的题粒，表示红细胞已疑集)，如仍早混独状，不出现颗粒，则没有凝集，有时因比重关系血球下沉团聚，貌似凝集，但只要稍加晃动又呈混浊状，为不凝货。如观察不清，则可在光镜下识别。 4)根据ABO血型检查结果，判断血型，调查班级中A、B、AB、O 血型出现的频率并登记在表中。 (三) 达尔文氏结节耳轮边缘上的一个小突起称之为达尔文氏结节(Darwinian point)(图5-)，有人两个耳朵都有此结节，有人仅有一个耳朵有，也有人无此特征。一般认为此结节与猴类耳尖相当，呈显性遗传。有人虽由此显性基因，但外显率低类似隐性表型。也有学者认为，此结节与鼻尖厚度呈连锁遗传，调查班级中出现此结节的颜率，并登记在表中。图51达尔文氏结节

2 图 5-1 达尔文氏结节四种血型。抗原本质上是蛋白质，它的形成受基因的制约。其中 I A 基因产生 A 抗原，I A 基因产生 B 抗原，i 不产生抗原，I A和 I B对 i 均为显性，因此，三个复等位基因能组合成 6 种基因型，四种表现型。（表 5-1）表 5-1 ABO 血型遗传特征表型基因型红细胞膜上的抗原血清中天然抗体 A I A I A I A i A 抗 B B I B I B I B i B 抗 A AB I A I B AB - O ii - 抗 A 抗 B 2．方法： 1）取一清洁的玻片，用记号笔从中间划格分成两部分，两端分别注明抗 A 和抗 B，然后分别用吸管吸取抗 A 和抗 B 标准血清各一滴，滴入对应的格内，两种抗体分别凝集含有相对应抗原的红细胞。因此，一种血液其红细胞在抗 A 血清中发生凝集者为 A 型，在抗 B 血清中凝聚为 B 型，在两种血清中凝集为 AB 型，两者都不凝集为 O 型。 2）采血：用 75%酒精棉球消毒受检者的耳垂或指端，然后用消毒的三棱针刺破出血，用吸管吸取 1~2 滴血放入盛有 0.9%生理盐水 0.5ml 的小试管中，摇匀。 3）在每一玻片格中分别滴一滴上述红细胞悬液（注意吸管末端不要触及标准血清），再立即用牙签分别搅拌使血球和标准血清混匀，在室温中静置 5~15 分钟，观察血球凝集与否（混匀的血清如逐渐由混浊变为透明，出现大小不等的颗粒，表示红细胞已凝集），如仍呈混浊状，不出现颗粒，则没有凝集，有时因比重关系血球下沉团聚，貌似凝集，但只要稍加晃动又呈混浊状，为不凝集。如观察不清，则可在光镜下识别。 4）根据 ABO 血型检查结果，判断血型，调查班级中 A、B、AB、O 血型出现的频率并登记在表中。（三）达尔文氏结节耳轮边缘上的一个小突起称之为达尔文氏结节（Darwinian point）(图 5-1)，有人两个耳朵都有此结节，有人仅有一个耳朵有，也有人无此特征。一般认为此结节与猴类耳尖相当，呈显性遗传。有人虽由此显性基因，但外显率低，类似隐性表型。也有学者认为，此结节与鼻尖厚度呈连锁遗传，调查班级中出现此结节的频率，并登记在表中

(四)拇指关节远端超伸展遗传在人群中有的人拇指的最后端一节能弯向桡侧与拇指垂直轴线呈60°角（图 5-2),性状呈隐性遗传，即该性状的合个体的拇指端可向后卷曲60°。调查班级中哪些同学有此性状，统计该性状 1 出现的频率。图5-2拇指端关节外展 (五) 发式和发旋东方人多为直发，为隐性性状，卷发则为显性性状。每个人头顶稍后方的中线处都有一个螺纹（有的可不止一个），其螺纹方向受遗传因素控制顺时针方向者为显性性状，逆时针方向者为隐性性状。调查家族中有关成员的发式和发旋性状，是否符合孟德尔式遗传。调查班级中不同个体发式和发旋情况。 (六) 额前发际在人群中，有些人前领发际(hair line of the forehead)基本上属于平线，属隐性遗传：有些人在前领正中发际向下延伸早峰形，即明显地向前突出，形成“V”字形发尖(widow peak),(图 5-3),属显性遗传。调查班级中有些同学前额图53 额前发际发际是峰形，记为“v”,平线者为“~”，计算各性状所出现的频率。耳垂人群中的不同个体的耳朵可明显区分为有耳垂(f行ee ear lobe)与无耳垂(attached ear lobe)两种情况该性状是受一对等位基因所控制的，有耳垂为显性性状：无耳垂为隐性性状。调查你的家庭各成员的耳垂性状，是否符合孟德尔式遗传，调查全班同学的耳垂出现频率。 (八)卷舌和翻舌在人群中，有的人能够卷舌(tongue rolling),即舌的两侧能在口腔中向上卷成筒状，称为卷舌者(tongue roller),受显性基因(T)控制，有的人则不能（图5-4）：舌的活动在人群中可有三种类型：能图5-4 卷舌与翻舌卷不能翻，能卷又能翻和卷翻都不能。能翻不能卷者从未见过。Martin认为卷舌并非孟德尔式遗传。这个问题有待进一步研究。同学们可相互观察或对镜观察自己是否具有卷舌能力。也可对自己的家族进行调查，绘系谱图确定该性状的遗传方式。 (九)眼睑人群中的眼脸(eyelid)可分为单重睑（俗称单眼皮）和双重睑（俗称 2

3 图5-2 拇指端关节外展图5-3 额前发际图 5-4 卷舌与翻舌（四）拇指关节远端超伸展遗传在人群中有的人拇指的最后端一节能弯向桡侧与拇指垂直轴线呈 60°角（图 5-2），性状呈隐性遗传，即该性状的纯合个体的拇指端可向后卷曲 60°。调查班级中哪些同学有此性状，统计该性状出现的频率。（五）发式和发旋东方人多为直发，为隐性性状，卷发则为显性性状。每个人头顶稍后方的中线处都有一个螺纹（有的可不止一个），其螺纹方向受遗传因素控制，顺时针方向者为显性性状，逆时针方向者为隐性性状。调查家族中有关成员的发式和发旋性状，是否符合孟德尔式遗传。调查班级中不同个体发式和发旋情况。（六）额前发际在人群中，有些人前额发际（hair line of the forehead）基本上属于平线，属隐性遗传；有些人在前额正中发际向下延伸呈峰形，即明显地向前突出，形成“V”字形发尖（widow peak），（图 5-3），属显性遗传。调查班级中有些同学前额发际是峰形，记为“v”，平线者为“～”，计算各性状所出现的频率。（七）耳垂人群中的不同个体的耳朵可明显区分为有耳垂（free ear lobe）与无耳垂（attached ear lobe）两种情况该性状是受一对等位基因所控制的，有耳垂为显性性状；无耳垂为隐性性状。调查你的家庭各成员的耳垂性状，是否符合孟德尔式遗传，调查全班同学的耳垂出现频率。（八）卷舌和翻舌在人群中，有的人能够卷舌（tongue rolling），即舌的两侧能在口腔中向上卷成筒状，称为卷舌者（tongue roller），受显性基因（T）控制，有的人则不能（图 5-4）。舌的活动在人群中可有三种类型：能卷不能翻，能卷又能翻和卷翻都不能。能翻不能卷者从未见过。Martin 认为卷舌并非孟德尔式遗传。这个问题有待进一步研究。同学们可相互观察或对镜观察自己是否具有卷舌能力。也可对自己的家族进行调查，绘系谱图确定该性状的遗传方式。（九）眼睑人群中的眼睑（eyelid）可分为单重睑（俗称单眼皮）和双重睑（俗称

先证者)为女性，她的父亲（Ⅱ2）是视网膜母细胞瘤患者，Ⅱ2的父亲) 也是患者：先证者的个弟弟(2)和妹妹)患同样疾病，且病慨率近于 12。该系谱具有的典型特征：①患者的双亲之一是患者，且代代有患者。②男患者的后代中儿女都发病，发病率近于1/2。该系谱所表现出的特征与常染色体显性遗传(AD)病系谱的特点基本一致。由此可以推断视网膜母细胞瘤的遗传方式为AD。第二步正确书写出先证者及双亲的基因型设致病基因为A,与之等位的正常基因为a。那么该家系中的先证者Ⅲ 的基因型应为Aa:她的父亲Ⅱ2是同种疾病患者.基因型也为Aa:Ⅲ的母亲（Ⅱ）未发病，基因型应为a 第三步估计患者后代和患者同胞的再发风险率 1.Ⅲ与正常男性结婚，所生孩子患病的概率 Ⅲ1的基因型为Aa.正常男性的基因型应为aa根据分离定律，Aa个体可产生两种类型的配子，即A和a:aa个体只能产生一种a配子。故后代的基因型只有两种A a=11即生育一个有病患儿的概率是50% 2.Ⅱ4和Ⅱ5的后代无患者的原因根据系谱分析可知I:的基因型为Aa,母亲【，的基因型为aa。那么I1 和I2的后代可能有的基因型为Aa:a=1:1,即每生有一个孩子都有1/2的可能成为不患病的正常人，Ⅱ4未发病，基因型应为aa。与Ⅱl:婚配的男性Ⅱs 下其因型为在无新的基因突变发生的情况两个个体婚配后代只有一种类型a表型正常即在AD病中，双亲无病时，子女一股也不发病所以Ⅱ：和Ⅱs的后代中无患者。 3.Ⅱ6和Ⅱ7婚配后代出现患者的原因 Ⅱ6和Ⅱ7表型正常，但后代中出现了患者(Aa,而且子女发病率为12。根据这一事实可以推知后代的致病基因是从上代传下来的，而不是新突变所致。因为Ⅱ6的父亲是患者(Aa),母亲正 (aa,放 66 基因型既有1/2可能为Aa,也有1/2可能性为aa。根据她的后代有患者且发病率为12 这一事可以推定：Ⅱ6是Aa而不是aa。由于带同一致病基因的不同个体遗传背景不同，因而导致某一致病基因在不同个体的表现率存在差异，甚至显性基因不表达，表现为不规则显性遗传。 (一)根据下列系谱（图5-6、5-7、5-8、59、5-10）进行讨论分析，判断各系谱中疾病的遗传方式，并说明判断依据是什么？写出各成员的基因型 T▣ ●白白● 图5-6糖原累积症I型的系谱

6 先证者(Ⅲl)为女性,她的父亲(Ⅱ2)是视网膜母细胞瘤患者, Ⅱ2 的父亲(I1) 也是患者；先证者的一个弟弟(Ⅲ2)和妹妹(Ⅲ4)患同样疾病,且发病概率近于 1/2。该系谱具有的典型特征:①患者的双亲之一是患者,且代代有患者。②男患者的后代中儿女都发病,发病率近于 1/2。该系谱所表现出的特征与常染色体显性遗传(AD)病系谱的特点基本一致。由此可以推断视网膜母细胞瘤的遗传方式为 AD。第二步正确书写出先证者及双亲的基因型设致病基因为 A,与之等位的正常基因为 a。那么该家系中的先证者Ⅲl 的基因型应为 Aa；她的父亲Ⅱ2 是同种疾病患者,基因型也为 Aa； Ⅲl 的母亲（Ⅱ3)未发病,基因型应为 aa。第三步估计患者后代和患者同胞的再发风险率 1．Ⅲ1 与正常男性结婚,所生孩子患病的概率 Ⅲ1 的基因型为 Aa,正常男性的基因型应为 aa,根据分离定律,Aa 个体可产生两种类型的配子，即 A 和 a；aa 个体只能产生一种 a 配子。故后代的基因型只有两种 Aa : aa =1:1 即生育一个有病患儿的概率是 50%。 2．Ⅱ4 和Ⅱ5 的后代无患者的原因根据系谱分析可知Ⅰ1 的基因型为 Aa,母亲Ⅰ2 的基因型为 aa。那么Ⅰ1 和Ⅰ2的后代可能有的基因型为Aa : aa = 1:1,即每生育一个孩子都有1/2的可能成为不患病的正常人，Ⅱ4 未发病,基因型应为 aa。与Ⅱ4 婚配的男性Ⅱ5 正常,基因型为 aa。在无新的基因突变发生的情况下,两个 aa 个体婚配,后代只有一种类型 aa,表型正常。即在 AD 病中,双亲无病时,子女一般也不发病。所以Ⅱ4 和Ⅱ5 的后代中无患者。 3．Ⅱ6 和Ⅱ7 婚配后代出现患者的原因 Ⅱ6 和Ⅱ7 表型正常,但后代中出现了患者(Aa),而且子女发病率为 1/2。根据这一事实可以推知后代的致病基因是从上代传下来的,而不是新突变所致。因为Ⅱ6 的父亲是患者(Aa),母亲正常(aa),故Ⅱ6 的基因型既有 1/2 可能为 Aa,也有 1/2 可能性为 aa。根据她的后代有患者且发病率为 1/2 这一事实可以推定:Ⅱ6 是 Aa 而不是 aa。由于带同一致病基因的不同个体遗传背景不同,因而导致某一致病基因在不同个体的表现率存在差异,甚至显性基因不表达,表现为不规则显性遗传。（一）根椐下列系谱（图 5-6、5-7、5-8、5-9、5-10）进行讨论分析，判断各系谱中疾病的遗传方式，并说明判断依据是什么？写出各成员的基因型。图5-6 糖原累积症Ⅰ型的系谱

实验三人类皮肤纹理分析一、目的要求 1.掌握皮肤纹理的基本知识和分析方法。 2.了解皮肤纹理分析在医学中的意义。二、实验原理皮肤纹理(dermatoglyph)简称皮纹是指人体皮肤上某些特定部位出现的纹理图形。这些图形中胚胎发育的第十九周时，即在手指，脚趾和手（脚掌处形成。它的产生是由于皮肤的真皮乳头向表皮突出，形成许多整齐的乳头线，成为一条条突起的条纹一一纹，在条纹之间形成许多凹陷的沟。这些凹凸的纹理，便构成了特定的指纹和掌纹。这些纹理自出生后终生不变，它是遗传因素和环境因素共同作用的结果。而且每人都有其特定的皮纹，故有种族和个体的差异。因此长期以来作为侦破案件的手段之一。对诊断某些先天性疾病特别是染色体病有一定的筛选价值。研究发现某些染色体病、先天性代谢病及器官形成缺陷的患者皮纹发生变异，故皮纹检查可作为某些遗传病的辅助指标。三、实验材料与试剂 1.器材：直尺、量角器、放大镜、擦布、皮肤纹理分析表、玻璃、泡沫塑料块、小磙子、油墨、 2.试剂：2.5%的亚铁氰化钾水溶液、2%三氯化铁水溶液四、实验内容与方法 (一)、印油或油墨印取法： 1.将红色印油适量地倒入瓷盒的海绵垫上，涂抹均匀，再把白纸平铺于桌或玻璃板上，准备取印。 2.受检者洗净双手，擦干，将手掌按在海绵垫上，使掌面获得均匀的印油（注意不要来回涂抹，印油量要适中）。 3.取印时现将掌腕线印在白纸上，然后从后向前依掌、指顺序逐步轻轻放下，手指自然分开，适当用力按压手背，尤其是腕部、掌心及手指基部，以免漏印。提起手掌时，先将指头翘起，而后是掌和掌腕面，这样便可获得满意的全掌皮纹（注意取印皮纹时不可加压过重，不可移动手掌和白纸，以免使皮纹重叠或模糊不清。) 4.滚动式印取指纹：将印好的左右手掌纹纸移至桌或玻板边缘，然后在 9

9 实验三人类皮肤纹理分析一、目的要求 1．掌握皮肤纹理的基本知识和分析方法。 2．了解皮肤纹理分析在医学中的意义。二、实验原理皮肤纹理（dermatoglyph）简称皮纹是指人体皮肤上某些特定部位出现的纹理图形。这些图形中胚胎发育的第十九周时，即在手指，脚趾和手（脚）掌处形成。它的产生是由于皮肤的真皮乳头向表皮突出，形成许多整齐的乳头线，成为一条条突起的条纹-嵴纹，在条纹之间形成许多凹陷的沟。这些凹凸的纹理，便构成了特定的指纹和掌纹。这些纹理自出生后终生不变，它是遗传因素和环境因素共同作用的结果。而且每人都有其特定的皮纹，故有种族和个体的差异。因此长期以来作为侦破案件的手段之一。对诊断某些先天性疾病特别是染色体病有一定的筛选价值。研究发现某些染色体病、先天性代谢病及器官形成缺陷的患者皮纹发生变异，故皮纹检查可作为某些遗传病的辅助指标。三、实验材料与试剂 1．器材：直尺、量角器、放大镜、擦布、皮肤纹理分析表、玻璃、泡沫塑料块、小磙子、油墨、 2．试剂：2.5%的亚铁氰化钾水溶液、2%三氯化铁水溶液四、实验内容与方法（一）、印油或油墨印取法： 1．将红色印油适量地倒入瓷盒的海绵垫上，涂抹均匀，再把白纸平铺于桌或玻璃板上，准备取印。 2．受检者洗净双手，擦干，将手掌按在海绵垫上，使掌面获得均匀的印油（注意不要来回涂抹，印油量要适中）。 3．取印时现将掌腕线印在白纸上，然后从后向前依掌、指顺序逐步轻轻放下，手指自然分开，适当用力按压手背，尤其是腕部、掌心及手指基部，以免漏印。提起手掌时，先将指头翘起，而后是掌和掌碗面，这样便可获得满意的全掌皮纹（注意取印皮纹时不可加压过重，不可移动手掌和白纸，以免使皮纹重叠或模糊不清。） 4．滚动式印取指纹：将印好的左右手掌纹纸移至桌或玻板边缘，然后在

《生物学与遗传学》课程教学资源（基本实验技术）第5章 人类遗传性状及系谱分析

《生物学与遗传学》课程教学资源（基本实验技术）第5章人类遗传性状及系谱分析