第四时期: 基因组和蛋白质组时期 1986 [美] Dulbecco首次提出了“ 人类基因组 工程”

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1 第四时期: 基因组和蛋白质组时期 1986 [美] Dulbecco首次提出了“ 人类基因组 工程”
(1986 ~ 至今) 1986 [美] Dulbecco首次提出了“ 人类基因组 工程” 月美国宣布人类基因组测序工作的5 年计划。 Stepken Fodor 把基因芯片的设想第一 次变成了现实. 月[美]Vollrath D.等分别完成人类Y染 色体染色体的物理图谱.

2 月 美国公布了1993－1995年的人类基 因组测序工作计划，并预计2005年完成 整个的测序工作。 Smith,H.O等第一个细菌基因组—流感嗜 血杆菌(H.influenzae)全基因组序列发表。 月美、法科学家公布了有15000个标记 的人类基因组的物理图谱。 1996 Dietrich W.F等绘制了小鼠基因组的完整 遗传图谱。 月Goffeau等完成了酵母基因组的测序 1996 DNA芯片进入商业化

3 1997 Wilmut 完成了体细胞克隆 月，第一个多细胞真核生物线虫的 基因组在Science上发表。 1999 Cate J.H第一次绘制出完整核糖体的 晶体结构，揭示了其中的很多细节。 1999 国际人类基因组计划联合研究小组完成 了人类 第22号染色体测序工作。 2000 3月塞莱拉公司宣布完成了果蝇的基因 组测序。

4 2000 完成了人类第21号染色体的测序 ,26 人类基因组草图发表 ,14 英美等国科学家宣布绘出拟南 芥基因组的完整图谱 ,12 中、美、日、德、法、英等国科 学家 (Nature,15日) 和美国塞莱拉公司 (Science,16日) 各自公布人类基因组图 谱和初步分析结果。约3万基因。

5 遗传学发展的新动态 1.基因组(genome)学 2.后基因组学 3.蛋白质组学(Proteomics) 4.生物信息学(Bioinformatic) 定义为分子生物学和计算生物学的交叉. 包含三个重要的内容: (1) 基因组信息学; (2)蛋白质的结构模拟; (3)药物设计.

6 第二节 遗传学在国民经济中的作用 遗传学与工业的关系 遗传学在能源的开发和环境保护中的应 用 遗传学在医疗卫生工作中的应用
遗传学与农牧业的关系 遗传学与工业的关系 遗传学在能源的开发和环境保护中的应 用 遗传学在医疗卫生工作中的应用 遗传学在其他领域中的应用

7 第一部分 遗传信息的传递规律和物质基础 第一章 孟德尔定律
第一部分 遗传信息的传递规律和物质基础   第一章 孟德尔定律 第一节 孟德尔实验 孟德尔的功绩： 采用32个品种 观察了7对性状, 经8年研究， 发现了2个定律:独立分配和自由组合 定律，创立了“ 遗传学 ”

8 表 1－1 孟德尔的豌豆杂交实验7对性状的结果 2.84:1 277矮 787高 高植株 高植株×矮植株 3.14:1 207顶生
表 1－1 孟德尔的豌豆杂交实验7对性状的结果 2.84:1 277矮 787高 高植株 高植株×矮植株 3.14:1 207顶生 651腋生 腋生 花腋生×花顶生 2.82:1 152黄 428绿 绿色 绿色×黄色豆荚 2.95:1 299瘪 882鼓 鼓胀 膨大×缢缩豆荚 3.15:1 224白 705紫 紫花 紫花×白花 3.01:1 2001绿 6022黄 黄色 黄叶×绿色子叶 2.96:1 1850皱 5474圆 圆形 圆形×皱缩子叶 F2比例 F2 F1 豌豆表型

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10 二、孟德尔植物杂交实验 （一）设计严密，层次分明 1.亲本（parental generation )杂交
(1) 选材 (2) 选择研究的性状 (3) 采用正反交（reciprocal cross） (4) 设立对照实验

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12 2. 杂种1代的观察： （filial generation 1，F1 ) 确定了：显性（dominate）性状
隐性 (recessive) 性状 3. F2 代的观察 进行统计处理； 采用大样本； 将矮株进行移植； 通过自交来研究其遗传结构。

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15 4. F3代的研究 经观察统计： AA （1〕 表型为显性（A） Aa （2〕

16 （二）科学推论： （1）遗传因子成对存在，形成生殖细胞 时彼此分离； （2）以A代表显性性状，a代表隐性性状 ，Aa表示杂合类型，那么在F2代中 后代的构成可用公式： 1A+2Aa+1a 表明了各种类型的基因型以及比例。

17 （三）精确验证 创用测交方法对推论加以验证 测交（test cross）： 是指将杂种后代和隐性亲本进行杂交， 回交（back cross）： 是指杂种后代和任一亲本杂交。

18 第二节 孟德尔定律（Mendel’s laws）
对一对性状的观察得出了三条规律 （1）F1代的性状一致，通常和一个亲 本相同。得以表现的性状为显性， 未能表现的性状称隐性，此称F1一 致性法则。 （2）在杂种F2代中，初始亲代的二种 性状（显性和隐性）都能得到表达； （3）这两性状的比例总为 3：1。

19 表1-2 六位学者重复孟德尔植物杂交实验的结果
3.01:1 44892 134737 黄色×绿色子叶 总数 36186 109090 Darbishire 2.80:1 514 1438 Lock 3.05:1 3903 11903 Bateson 2.94:1 445 1310 Hurst 1190 3580 Tschermak 3.08:1 453 1394 Correns 2001 6022 孟德尔 绿 黄 F2比例 F2 亲 代 实 验 者

20 一 分离律（Law of segregation）
1．分离律的实质 控制性状的一对等位基因在产生配子时 彼此分离，并独立地分配到不同的性细 胞中。 2．分离律的意义 （1）具有普遍性 遗传病约有4344种（1988年） 侏儒（先天性软骨发育不全） 显性 裂手裂足 舞蹈病（Huntington）

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23 白化 半乳糖血症 隐性 苯丙酮尿症 全色盲 早老症 自毁容貌综合征 （2）杂合体是不能留作种子

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26 人类家谱分析中常用的符号 男 男女患者 女 男女携带者 不知性别 ⊙ 性连锁携带者 婚配 流产儿或死胎 近亲婚配 已故家庭成员
男 男女患者 女 男女携带者 不知性别 ⊙ 性连锁携带者 婚配 流产儿或死胎 近亲婚配 已故家庭成员 生育子女 先证者 同卵双生 I 人类家谱谱系 II 异卵双生

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29 二 自由组合定律 （law of independent assortment）
1．自由组合律的内容： 即在配子形成时各对等位基因彼此 分离后，独立自由地组合到配子中 2.自由组合律的实质： 配子形成时非同源染色体自由组合

30 2．自由组合的解释

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32 3．测交验证

33 4．多对基因的杂交

34 (五) 孟德尔自由组合定律的意义 (1)自由组合定律广泛存在，如蜜蜂 的腐臭 病（foul brood）;
(2) 使生物群体中存在着多样性， 使得生物 得以生存和进化 ; (3)可应用于育种。

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36 第三节统计学原理在遗传学中的应用 一．概率的概念 概率（probability） nA 概率的公式为：P(A)=lim n→∞ n
P(A)：A事件发生的概率。 n ：群体中的个体数或测验次数。 nA：A事件在群体中出现的次数。

37 二 概率规则 1. 相乘定律： 独立事件: (independent events) P(A·B) = P(A) × P(B) 2．相加定律
1. 相乘定律： 独立事件: (independent events) P(A·B) = P(A) × P(B) 2．相加定律 互斥事件（matually exclusive events） P(A或B) = P(A) + P(B) 3. 组合事件（combining probability rule） P=1/2×1/2+1/2×1/2=1/2

38 4. 条件概率 （conditional probability）
若事件Ｂ与早先出现过的事件Ａ有列联关系，则在Ａ条件下Ｂ的概率称为条件概率． 记为： ｐ（Ｂ／Ａ） ＝ｐ（ＡＢ）／ｐ（Ａ）

39 表1-4 事件A、A’、B 和 B’频数表 Ａａ×Ａａ
P（A’）=1/4 P（A）=3/4 合计 P（B’）=1/2 P（A’B’）=1/4 P（AB’）=1/4 纯合(B’) P（A）=1/2 P（AB）= 0 P（AB）=1/2 杂合(B) 白化（A’） 正常（A）

40 求：表型正常的孩子中杂合体的概率？ P(B|A)=P(AB)/P(A) P(A)=3/4; P(B)=1/2; P(AB)=1/2 P(A|B)=P(AB)/P(A)=（1/2）/（3/4）= 2/3 反之如要求杂合体中表型正常的概率为: P(A|B)=P(AB)/P(B) =（1/2）/（1/2）= 1

41 三. 概率的计算和应用 棋盘法（Punnett square）

42 1. 分枝法（branching process）
AAbbCc ×aaBbCc AA×aa bb×Bb Cc×Cc × CC= 1AaBbCC 1Bb × Cc= 2AaBbCc × × cc= 1AaBbcc Aa × × 1CC= 1AabbCC 1bb × Cc= 2AabbCc × cc= 1Aabbcc

43 3．利用概率来计算 AA Bb cc DD Ee×Aa Bb CC dd Ee
P AA×Aa Bb×Bb cc×CC DD×dd Ee×Ee ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ 要求的基因型 AA BB Cc Dd ee ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ 概率 P = 1/2 × 1/4 × × × 1/4 = 1/32 要求的表型 A B C D e ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ 概率 P = × 3/4 × × × 1/4 = 3/16

44 四 .二项分布和二项展开法 1. 对称分布： 第一个 第二个 概率 分布 孩子 孩子 男 男 1/2×1/2=1/4 P(pp)=1/4
1. 对称分布： 第一个 第二个 概率 分布 孩子 孩子 男 男 1/2×1/2=1/ P(pp)=1/4 男 女 1/2×1/2=1/ P(pq) = 1/2 女 男 1/2×1/2=1/4 女 女 1/2×1/2=1/ P(qq)=1/4 (p+q)2 = p2 + 2pq + q2 = 1/4 ＋1/2 +1/4， 分布是对称的。

45 1．  不对称分布 第一个 第二个 概率 分布 孩子 孩子 正常 正常 /4×3/4=9/ P(pp)=9/16 正常 患儿 /4×1/4=3/ P(pq)=6/16 患儿 正常 /4×1/4=3/16 患儿 患儿 /4×1/4=1/ P(qq)=1/16

46 正常 白化 [n!/x! (n-x)!] pxqn-x P 4 0 1×(3/4)4(1/4)0 81/256
3.计算单项概率 二项分布概率密度函数公式: 组合公式 Cmn =m!/n!(m-n)! [n!/x! (n-x)!] pxqn-x 正常 白化 [n!/x! (n-x)!] pxqn-x P ×(3/4)4(1/4) /256 ×(3/4)3(1/4) /256 ×(3/4)2(1/4) /256 ×(3/4)1(1/4) /256 ×(3/4)0(1/4) /256

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48 图1－11 杨辉三角 1 代数 1 1 ………………………1 1 2 1 …………………2 1 3 3 1 …………………3
图1－11 杨辉三角 代数 ………………………1 …………………2 …………………3 ………………4 ………………5 ……………6

49 五.好适度的测验（goodness of fit）
（一） 实际数和理论数的符合程度 “点估计 ” 存在一些缺点： （1）单项的概率很小 （2）样本越大，单项概率越小 “ 段估计 ” 计算实得比数的概率和比实得比数偏 差更大的比数概率的总和

50 紫花(Aa) ×白花(aa) 紫花(Aa) 白花(aa) : 实验结果： 14株 株 问实得比数是否符合理论比？ (20!/14!6!) ×(1/2)14 ×(1/2)6 = 0.037

51 点估计：P = 0.037 段估计：P= 0.116 P> 0.05 符合1:1
后代个体数 符合1:1 的概率       [ (1/2)+(1/2)]20 组合 20:0 19:1 18:2 17:3 16:4 15: :6 13:7 12:8 11:9 10:10 概率 组合 9:11 8: :13 6;14 5: : :17 2:18 1: :20 合计 概率 点估计：P = 0.037 段估计：P= P> 0.05

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53 1.统计的标准: P>0.05 结果与理论数无显著差异，实 得值符合理论值。 P<0.05 结果与理论数有显著差异，实 得值不符合理论值。 P<0.01 结果与理论数有极显著差异， 实得值非常不符合理论值。

54 2. χ2（Chi square method）测验
χ2=Σ（d2/e） e : 为预期值 d：预期值和观察值之差 (1) χ2测验应用于大样本 (2) 预期数不得小于5 (3) 所取数值不用百分比表示。

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56 查卡方表(表1-7)： 自由度 N=2 – 1=1 当 X2=10 P< 有极显著差异，结果不符合理论比。 当X2= 0.05< P < 0.30 无显著差异， 结果符合理论比。