實驗1-1系譜分析實驗1-1系譜分析1一.實驗目的通過對遺傳病的系譜分析，掌握單基因遺傳病的遺傳方式及其特點，初步掌握系譜分析的方法，培養綜合分析能力。一.實驗目的2二.實驗原理系譜分析法（pedigreeanalysis）是了解遺傳病的一個常用的方法。其基本程序是先對某家族各成員出現的某種遺傳病的情況進行詳細的調查，再以特定的符號和格式繪制成反映家族各成員相互關系和發病情況的圖解，然后根據孟德爾定律對各成員的表型和基因型進行分析。通過分析，可以判斷某種性狀或遺傳病是屬于哪一種遺傳方式，這對遺傳病的診斷和治療有一定的幫助。二.實驗原理系譜分析法（pedigreeanalysis）3孟德爾遺傳規律1.孟德爾分離定律：一對基因在雜合狀態互不混淆，保持其獨立性。在配子形成時，又按原樣分離到不同的配子中去。在一般情況下，配子的分離比是1:1，F2基因型分離比是1:2:1，F2表型分離比是3:1。2.自由組合定律：兩對基因在雜合狀態時保持其獨立性，互不混淆，配子形成時，同一對基因各自獨立分離，不同對基因則自由組合。孟德爾遺傳規律1.孟德爾分離定律：一對基因在雜合狀態互不混淆4常染色體完全顯性遺傳的特征1.由于致病基因位于常染色體上，它的遺傳與性別無關，男女均有相同的概率獲得致病基因，故男女患病的機會均等。2.致病基因在雜合狀態下，即可致病。3.患者的雙親中，有一個患者，患者的同胞有1/2的可能性為患者。4.父母均無病患，子女不會患此病。5.在系譜中，疾病連續相傳，無間斷現象。6.相當一部分散在病例起因于新產生的突變。常染色體完全顯性遺傳的特征1.由于致病基因位于常染色體上，它5常染色體隱性遺傳的特征1.由于基因位于常染色體上，遺傳病發生與性別無關，男女患病的機會均等。2.致病基因只有在純合狀態下才會致病。3.患者的雙親表型往往正常，但都是致病基因的攜帶者，出生患兒的幾率為1/4，患兒的正常同胞中有2/3的幾率為攜帶者。4.近親婚配時，子女中隱性遺傳病的發病率要比非近親婚配者高得多。5.系譜中患者的分布是散在的，通常看不到連續遺傳現象，有時系譜中甚至只有先證者一個患者。常染色體隱性遺傳的特征1.由于基因位于常染色體上，遺傳病發生6X伴性顯性遺傳的特征1.人群中女性患者比男性患者多一倍，前者病情常較輕。2.患者的雙親中必有一名是該病患者。3.男性患者的女兒全部都為患者。4.女性患者（雜合子）的子女中各有50%的可能性是該病的患者。5.系譜中常可看到連續傳遞現象，這點與常染色體顯性遺傳一致。6.正常女性的父親和兒子一定正常。X伴性顯性遺傳的特征1.人群中女性患者比男性患者多一倍，前者7X伴性隱性遺傳的特征1.人群中男性患者遠比女性患者多，系譜中往往只有男性患者。2.雙親無病時，兒子可能發病，女兒則不會發?。粌鹤尤绻l病，母親肯定為攜帶者，女兒也有1/2的可能為攜帶者。3.男性患者的兄弟、外祖父、舅父、姨表兄弟、外甥、外孫等也有可能是患者。4.如果女性是一患者，其父親和兒子一定也是患者，母親和女兒一定是攜帶者。X伴性隱性遺傳的特征1.人群中男性患者遠比女性患者多，系譜中8三.實驗內容運用遺傳規律，對所提供的各系譜針對所提出的問題進行分析討論，并注意用醫學遺傳學理論解釋系譜中出現的特殊現象，預測一些個體今后產生遺傳病后代的可能性。三.實驗內容運用遺傳規律，對所提供的各系譜針對所提出的問題進91.苯丙酮尿癥（PKU）是一種常染色體隱性遺傳性氨基酸代謝異常疾病，臨床上表現為智能低下。關于下列系譜：①哪些個體是肯定的PKU疾病基因攜帶者？②Ⅲ2是疾病基因攜帶者的概率是多少？③如果Ⅲ3和Ⅲ4結婚，他們的第一個孩子是PKU患者的概率是多少？第二個孩子是PKU患者的概率又是多少？④PKU發生的機制是什么？1.苯丙酮尿癥（PKU）是一種常染色體隱性遺傳性氨基酸代謝異10①哪些個體是肯定的PKU疾病基因攜帶者？aaaaAaAaAaAaAaAa①哪些個體是肯定的PKU疾病基因攜帶者？aaaaAaAaAa11②Ⅲ2是疾病基因攜帶者的概率是多少？Ⅲ2表型；正常可能的基因型:Aa（2/4）,AA（1/4）

基因型為Aa的概率：

(2/4)/(3/4)=2/3↑②Ⅲ2是疾病基因攜帶者的概率是多少？Ⅲ2↑12Ⅲ3基因型是Aa概率：2/3基因型為Aa的Ⅲ3與Ⅲ4結婚，第一個孩子患病的概率：1/42/3*1/4=1/6第二個孩子患PKU概率仍為1/6（獨立事件）③如果Ⅲ3和Ⅲ4結婚，他們的第一個孩子是PKU患者的概率是多少？第二個孩子是PKU患者的概率又是多少？

Ⅲ3基因型是Aa概率：2/3③如果Ⅲ3和Ⅲ4結婚，他們的第一13④PKU發生的機制是什么？苯丙氨酸轉化為酪氨酸的過程中，除需PAH外，還必須有四氫生物蝶呤（BH4）作為輔酶參與。人體內的BH4是由鳥苷三磷酸（GTP），經過鳥苷三磷酸環化水合酶（GTP—CH）、6—丙酮酸四氫蝶呤合成酶（PTPS）和二氫生物蝶呤還原酶（DHPR）等一系列酶的催化而合成，PAH、GTP—CH、DHPR三種酶的編碼基因分別定位于12q24.1、14q11，4p15.1—p16.1；而對PTPS編碼基因的研究尚在進行中，上述任一編碼基因的突變都有可能造成相關酶的活性缺陷，致使苯丙氨酸發生異常累積,苯丙氨酸及其酮酸從尿中大量排出，而酪氨酸生成嚴重不足④PKU發生的機制是什么？苯丙氨酸轉化為酪氨酸的過程中，除需14病理生理：本病分為典型和BH4缺乏型兩類：①典型PKU型患兒肝細胞缺乏PAH，無法將苯丙氨酸轉化為酪氨酸，因此苯丙氨酸在血、腦脊液、各種組織和尿液中的濃度極度增高，同時經旁路代謝產生大量的苯丙酮酸、苯乙酸、苯乳酸和對羥基苯乙酸，并從尿中排出。由于酪氨酸生成減少，致使甲狀腺素、腎上腺素和黑色素等合成不足，而蓄積的高濃度的苯丙氨酸及其旁路代謝產物導致細胞受損。②BH4缺乏型由于GTP—CH、PTPS或DHPR等任何一種酶缺乏所導致，BH4是苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸等芳香氨基酸在羥化過程中所必須的共同的輔酶，BH4的缺乏不僅苯丙氨酸不能轉變成酪氨酸，而且造成酪氨酸不能轉變成多巴胺，色氨酸不能轉變成5—羥色胺，而多巴胺、5—羥色胺均勻為重要的神經遞質，其缺乏可加重神經系統的損害，故BH4缺乏型PKU的臨床癥狀更重，治療亦不易。該疾病絕大多數為典型PKU，約1%左右為BH4缺乏型，其中約半數系6-PTS缺乏所致。病理生理：15臨床表現：PKU是一種遺傳性疾病，故新生兒即有高苯丙氨酸血癥因未進食血苯丙氨酸及其有害的代謝產物濃度不高故出生時無臨床表現。如果對新生兒未作苯丙酮尿癥篩選，隨著喂食的時間延長血中苯丙氨酸及其代謝產物逐漸升高臨床癥狀才漸漸表現出來主要臨床表現有：1．生長發育遲緩除軀體生長發育遲緩外，主要表現在智力發育遲緩。表現在智商低于同齡正常嬰兒，生后4～9個月即可出現。重型者智商低于50，約14%以上兒童達白癡水平，語言發育障礙尤為明顯這些表現提示大腦發育障礙限制新生兒攝入苯丙氨酸可防止智力發育障礙重型PKU患兒智力發育障礙比輕型者血中苯丙氨酸濃度高，據此可以認為智力發育障礙與苯丙氨酸毒性有關但更為詳細的病理生理機制仍不清楚。2．神經精神表現由于有腦萎縮而有小腦畸形，反復發作的抽搐，但隨年齡增大而減輕。肌張力增高，反射亢進。常有興奮不安、多動和異常行為。3．皮膚毛發表現皮膚常干燥，易有濕疹和皮膚劃痕癥由于酪氨酸酶受抑，使黑色素合成減少故患兒毛發色淡而呈棕色。4．其他由于苯丙氨酸羥化酶缺乏，苯丙氨酸從另一通路產生苯乳酸和苯乙酸增多從汗液和尿中排出而有霉臭味(或鼠氣味)。一般而言臨床表現與PAH基因突變的類型與臨床表型的嚴重性相關，輔因子缺乏比PAH蛋白異常的臨床表型較輕。臨床表現：162.試指出A、B、C三個系譜中所顯示的“疾病”的可能的和不可能的遺傳方式，為什么？患者雙親均正常——隱性遺傳女性患者父親正?！Ｈ旧w隱性遺傳2.試指出A、B、C三個系譜中所顯示的“疾病”的可能的和不可172.試指出A、B、C三個系譜中所顯示的“疾病”的可能的和不可能的遺傳方式，為什么？患者Ⅱ4、Ⅱ9雙親均正常——隱性遺傳女性患者Ⅲ12兒子均患病，Ⅳ5父親患病，家系中男性患者明顯較多——最可能為X伴性隱性遺傳常染色體隱性遺傳亦可2.試指出A、B、C三個系譜中所顯示的“疾病”的可能的和不可182.試指出A、B、C三個系譜中所顯示的“疾病”的可能的和不可能的遺傳方式，為什么？Ⅲ5、Ⅲ6均患病，其女兒正?！@性遺傳母親正常（Ⅱ1、Ⅳ1）兒子卻患病——排除X伴性顯性遺傳只可能為常染色體顯性遺傳2.試指出A、B、C三個系譜中所顯示的“疾病”的可能的和不可193.下列系譜中的雙生子性狀的遺傳方式是什么？3.下列系譜中的雙生子性狀的遺傳方式是什么？204.試指出下列系譜中所顯示的“疾病”的遺傳方式，其判斷依據是什么？若為隱性遺傳，I2、II1、II4均須為攜帶者，這種情況概率很低；正常女性父親患病，排除X伴性顯性遺傳；故最可能的遺傳方式為常染色體顯性遺傳。4.試指出下列系譜中所顯示的“疾病”的遺傳方式，其判斷依據是214.試指出下列系譜中所顯示的“疾病”的遺傳方式，其判斷依據是什么？由患病者父母均正?？芍獮殡[性遺傳；因患病者均為男性，故最大可能為X伴性隱性遺傳，I2、II2、II6均為攜帶者。4.試指出下列系譜中所顯示的“疾病”的遺傳方式，其判斷依據是224.試指出下列系譜中所顯示的“疾病”的遺傳方式，其判斷依據是什么？患病女性II3的父親和兒子正常，排除X伴性隱性遺傳；若為常染色體隱性遺傳，II4、II9須均為攜帶者，這種情況概率很低；最可能為常染色體顯性遺傳或X伴性顯性遺傳。4.試指出下列系譜中所顯示的“疾病”的遺傳方式，其判斷依據是234.試指出下列系譜中所顯示的“疾病”的遺傳方式，其判斷依據是什么？女性患者IV2父母正?！Ｈ旧w隱性遺傳。4.試指出下列系譜中所顯示的“疾病”的遺傳方式，其判斷依據是244.試指出下列系譜中所顯示的“疾病”的遺傳方式，其判斷依據是什么？疾病代代相傳，最可能為顯性遺傳；正常女性的父親或兒子中出現患者——排除X伴性顯性遺傳，判斷為常染色體顯性遺傳。4.試指出下列系譜中所顯示的“疾病”的遺傳方式，其判斷依據是254.試指出下列系譜中所顯示的“疾病”的遺傳方式，其判斷依據是什么？疾病代代相傳，最可能為顯性遺傳；正常女性的父親或兒子中出現患者——排除X伴性顯性遺傳，判斷為常染色體顯性遺傳。4.試指出下列系譜中所顯示的“疾病”的遺傳方式，其判斷依據是264.試指出下列系譜中所顯示的“疾病”的遺傳方式，其判斷依據是什么？可能為常染色體顯性遺傳或X伴性顯性遺傳。4.試指出下列系譜中所顯示的“疾病”的遺傳方式，其判斷依據是274.試指出下列系譜中所顯示的“疾病”的遺傳方式，其判斷依據是什么？疾病代代相傳，最可能為顯性遺傳；正常女性的父親或兒子中出現患者——排除X伴性顯性遺傳，判斷為常染色體顯性遺傳。4.試指出下列系譜中所顯示的“疾病”的遺傳方式，其判斷依據是285.人類的先天性耳聾呈常染色體隱性遺傳，在以下系譜中，假設有兩個耳聾患者，每個人都是某一隱性突變的純合子，他們婚后生有四個孩子，每個孩子的聽力都是正常的，試解釋之。5.人類的先天性耳聾呈常染色體隱性遺傳，在以下系譜中，假設有29正常聽力的形成需要多對基因控制的一系列生物過程均表現正常，有一對基因發生所述隱性突變，就會導致先天性耳聾。假設先天性耳聾由兩對基因A、a、B、b控制，兩個耳聾患者（隱性突變純合子）III4、III5的基因型為A_bb和aaB_，就可能生出表型正常的子女AaBb正常聽力的形成需要多對基因控制的一系列生物過程均表現正常，有306.共濟失調是一種神經系統疾病，試指出以下系譜中共濟失調疾病的遺傳方式。IV2患病而其父母均正?！Ｈ旧w隱性遺傳6.共濟失調是一種神經系統疾病，試指出以下系譜中共濟失調疾病317.a是致病的隱性等位基因，相應的正常顯性等位基因為A，在以下系譜中：①母親的基因型是什么？②父親的基因型是什么？③孩子的基因型是什么？④疾病的遺傳方式是什么？子代中患者與正常孩子的比例是否是期望值？7.a是致病的隱性等位基因，相應的正常顯性等位基因為A，在32若為常染色體隱性遺傳：aaaaaaAaAaAaAa期望比例正常：患病=1:1實際比例正常：患病=3:2若為常染色體隱性遺傳：aaaaaaAaAaAaAa期望比例33若為X伴性隱性遺傳：XaYXAXa期望比例正常：患病=1:1實際比例正常：患病=3:2XaYXAYXAXaXAXaXaXa若為X伴性隱性遺傳：XaYXAXa期望比例正常：患病=348.下圖為某常染色體隱性遺傳病的系譜，如果群體發病率為1/10000，根據圖中Ⅱ3、Ⅲ3是否為患者，以及假設的親屬