陈增力医学遗传学课件.ppt

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1、医学遗传学,Medical Genetics,内 容 简 介,本书是“教育部职业教育与成人教育司推荐教材、全国卫生职业院校规划教材”之一。全书共分9章，内容包括遗传的细胞学基础、分子基础、遗传的基本定律、遗传病及人类性状的遗传方式、遗传病的诊断与防治、遗传与优生，遗传与环境、遗传与肿瘤等。本书根据医学相关专业培养高素质技能型专门人才的培养目标和岗位需求，突出了贴近学生、贴近社会、贴近岗位的思路，以模块为基础，以案例为特色。教材内容不仅具有科学性、系统性，更具有实用性和创新性，内容流畅、图文并茂。,1、医学遗传学概念 2、遗传病的概念及主要内容 3、医学遗传学在医学中的地位 4、走进基因组医学时

2、代医学 遗传学的研究现状,第一章 绪论,学习目标1.说出遗传学、医学遗传学、遗传病的概念2.简述遗传病的特征及其对人类个体健康、家庭和社会的危害3.叙述人类遗传病的分类4.谈谈学习医学遗传学的意义,第1节医学遗传学概念和内容,1.1.1 遗传学的概论1.1.2 健康与疾病1.1.3 医学遗传学概论及在现代医学中的作用,一、遗传与变异,1.1.1、遗传学的概述,遗传：子代和亲代之间，无论是在形态构造、生理机能的特点上都相似。种瓜得瓜、种豆得豆 人人 优良品种优良品种 遗传并不意味着亲代与子代完全相同。甚至一卵双生的兄弟也不可能完全一模一样。,遗传,Key Terms,变异：亲代和子代之间，子代个

3、体间不会完全相同，总会有所差异。,用进废退,获得性遗传,变异：1.基因重组 染色体间 减数分裂中染色体的自由组合 染色体内 染色体的重排 转基因体外重组 突变 基因突变 染色体畸变 2.有性繁殖 3.物种进化,遗传与变异是一对矛盾对立统一的两个方面遗传是相对的、保守的，没有遗传就没有物种的相对稳定，也就不存在变异的问题而变异是绝对的、发展的；没有变异生物就不会产生新的性状，也就不能发展、进化,遗传变异是生物界普遍存在的生命现象，研究这种生命现象的科学遗传学 Genetics。研究生物的遗传和变异的规律及物质基础（DNA或RNA）的科学。,1.1.1、遗传学的概述,二、遗传学简史,（1）、提出了

4、遗传单位是遗传因子（现代遗传学上确定为基因）；,孟德尔（18221884），奥国人，遗传学的奠基人。21岁起做修道士，29岁起进修自然科学和数学。主要工作：1856-1864经过8年的杂交试验，1865年发表了植物杂交试验的论文。62岁时带着对遗传学无限的眷恋，回归了无机世界。主要贡献有:,（2）、发现了两大遗传规律：基因的分离定律和基因的自由组合定律。,孟德尔定律重新被欧洲的三位科学家发现，遗传学就同这个“再发现”一起诞生了！,直到1900年，,Gregor Mendel（1822-1884）,遗传学的建立期(18651910),豌 豆,？,孟德尔选择了豌豆作为遗传试验材料,为何选豌豆为实验

5、材料容易成功,自花传粉,闭花受粉,自然状态下永远是纯种,实验结果容易分析而且可靠,豌豆具有多个易于区分的性状,相对性状-,性状-,生物体的形态特征或生理特征,一种生物的同一个性状的不同表现类型,如：豌豆高茎与矮茎、羊的白毛和黑毛；人的双眼皮和单眼皮等。,思考：羊的白毛和长毛是不是相对性状？,稳定遗传,实验结果容易观察和分析,多对相对性状,挑七对,首先对每一对分别研究,一对相对性状的研究,高茎,矮茎,P,(杂交),高茎,F1,(子一代),(亲本),矮茎,高茎,P,(杂交),高茎,F1,(亲本),(子一代),正交,反交,一对相对性状的研究,高茎,矮茎,P,(杂交),高茎,F1,(子一代),(亲本)

6、,为什么子一代中只表现一个亲本的性状（高茎），而不表现另一个亲本的性状或不高不矮？,一对相对性状的研究,高茎,F1,(自交),高茎,矮茎,F2,(子二代),在F1代中，另一个亲本的性状是永远消失了还是暂时隐藏起来了呢？,显性性状,隐性性状,一对相对性状的研究,高茎,F1,(自交),高茎,矮茎,F2,(子二代),3 1,这种在杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象,F2中的3：1是不是巧合呢？,七对相对性状的遗传试验数据,遗传图谱中的符号：P:F1:F2:,亲本,母本,父本,杂交,自交(自花传粉,同种类型相交),杂种子一代,杂种子二代,1865年孟德尔（Gregor Johann Mend

7、el），根据8年植物杂交实验的结果，2月8日在当地的科学协会上宣读了一篇题为“植物杂交实验”的论文，1866年正式发表在该协会的会刊上。,遗传学的史前期,Mendel在这篇划时代的论文中提出遗传因子假说。认为：-生物性状受细胞内遗传因子(hereditary factor)控制。遗传因子在生物性状世代间传递遵循分离和独立分配两个基本规律。这两个遗传基本规律是近现代遗传学最主要的、不可动摇的基础。,遗传学的史前期,孟德尔临终前说：“等着瞧吧，我的时代总有一天要来临”,遗传学的史前期,12.孟德尔定律的重新发现,孟德尔伟大的论文在被忽视了35多年后，于1900年被三位植物学家各自独立地发现。于是，

8、这位生前默默无闻的先驱获得了重新评价，他的论文也被公认为开辟了现代遗传学。荷兰阿姆斯特丹大学的教授狄夫瑞斯德国土宾根大学的教授科伦斯奥地利维也纳农业大学的讲师切尔迈克,遗传学的史前期,1900年，遗传学的诞生,Hugo de Vries Carl Correns Erich von Tschermak,1900 three biologists working independent Hugo De Vries,Carl Correns and Ericj von Tschermak rediscovered Mendel landmark paper,遗传学的建立期,1909年丹麦的科学家约

9、翰逊（Johannsen）建立了“纯系学说”，创用了：基因：代替孟德尔因子 基因型 表型 此时遗传学的雏形已形成，两大定律已建立，孟德尔定律的广泛适用性已得到承认，遗传学作为一门新的学科终于诞生了。1910年起将孟德尔遗传规律改称为孟德尔定律，公认孟德尔是遗传学的奠基人。,遗传学的史前期,遗传学的定义：我国学者赵寿元1999定义：遗传学是研究基因的结构、传递和表达规律的一门科学，遗传学也可称为基因学。,由于研究的角度不同，产生许多分支学科：,动物遗传学植物遗传学微生物遗传学人类遗传学,人类遗传学（Human Genetics）：广泛地探讨人类性状的遗传和变异的规律及物质基础。,正常耳垂显性性状

10、 显性多指、并指 异常 隐性白化病,1.1.2 健康与疾病,概念,健康,指受遗传结构控制的代谢方式与人体环境保持平衡。,健康：机体代谢与周围环境保持平衡受遗传控制,疾病,由于遗传结构缺陷或环境的显著改变，打破平衡。,疾病：代谢异常或环境改变打破平衡遗传缺陷,1.1.3 医学遗传学的概念及在现代医学中的地位,一、概念：是人类遗传学的主要组成部分，是医学与遗传学相结合的一门学科。是研究人类（个体和群体）病理性状的遗传规律及物质基础。研究遗传病的形成机理、传递方式、诊断、治疗、再发风险及预防措施，从而降低遗传病的发生及在人群中的危害。,二、医学遗传学在现代医学中的作用（一）在临床遗传病研究中的作用

11、人群中有20%25%的人受遗传病所累遗传病的研究和防治任务十分艰巨,医学和保健事业飞速发展,一些传染病和流行病已得到控制和消灭,遗传病越来越显得突出和重要,对遗传病的认识不断完善,发现很多常见病是遗传病,医学遗学的重要性实况,多数的心脑血管病也与遗传有关，如多种类型的先心病、原发性高血压、动脉粥样硬化症、家族性高胆固醇血症、家族性高脂血症等；,几乎所有的疾病都将和遗传有直接或间接的关系。,这样，研究遗传病的学科医学遗传学就至关重要了。,很难治愈的而且发病率很高的糖尿病就是遗传病；,肿瘤是体细胞遗传病；,近3000 万，100 万。,（二）在优生研究工作中的作用 应用医学遗传学的理论知识和技术来

12、指导人类的生育，可以减少遗传病对人类的危害，提高人口素质，达到优生的目的。,（三）在卫生保健研究工作的作用,要做好卫生保健方面的工作，必须要掌握一定的医学遗传学基础理论知识。,第2节遗传病的概述,1.2.1 遗传病的概念1.2.2 遗传病的分类,白 化 病,并 指,比如白化病、并指都是遗传病,图4-9 白化病家庭,1.2.1 遗传病的概念、特征（一）概念：遗传病：是指遗传物质发生突变所引起的疾病，称为遗传病。,突变,生殖细胞（或受精卵）遗传后代突变 体细胞：引起当代个体产生疾病 不传下一代，体细胞体细胞传 递。,垂直性 先天性 家族性 终生性 延迟性,（二）遗传病的特征,1.2.2、遗传病与一

13、些疾病的关系,1.先天性疾病(congenital disease)先天性疾病是指出生前就已经形成的疾病。遗传病通常具有先天性，但先天性疾病不一定都是遗传病。,家族性疾病是指表现出家族聚集现象的疾病,遗传病通常具有家族性，但家族性疾病不一定都是遗传病,2.家族性疾病(familial disease),3.后天性疾病（acquired diseases）,指出生后形成的疾病。后天性疾病不一定是遗传病。,4.散发性疾病（sporadic diseases）,指一个家系中可能仅有一个病人。散发性疾病不一定不是遗传病。,5.先天畸形(congenital anomaly),指出生时即存在形态或结构上

14、的异 常，也称为出生缺陷。先天畸形不一定是遗传病。,1.2.3 遗传病的分类,1.单基因病 2.多基因病 3.染色体病 4.线粒体遗传病 5.体细胞遗传病,遗传病的分类案例从遗传学角度分类，遗传病包括：1、单基因病 涉及一对主基因所导致的疾病。AR先天聋哑 AD并指、多指症 XR红绿色盲 XD抗VD佝偻病 2、多基因病 涉及多对（二对以上）基因和环境共同作用所导致的疾病。如；唇裂、精神分裂症、高血压等。,3、染色体病 染色体异常引起的疾病。数目异常:常染色体21三体综合征 性染色体Turner综合征 结构异常:常染色体5p-，猫叫综合征 性染色体脆性X染色体综合征4、体细胞遗传病肿瘤5、线粒体

15、病Leber视神经病（C核外基因组）,1.2.4、人类遗传病的发病原因,（一）遗传因素与环境因素对遗传病 发生的影响1.遗传因素决定疾病的发生发展，与环境因素基本无关。,2.由遗传因素决定，但需要环境中一 定诱发因素的存在才发病。3.遗传因素和环境因素对发病都有作 用，作用的大小视病的种类而有差异。,（二）引起遗传病的环境因素,1物理因素 2化学因素 3生物因素,第三节、遗传病对人类的危害,第三节、遗传病对人类的危害,1.先天畸形 2.隐性遗传 3.不育流产 4.婴儿死亡,1.3.1概述,第三节、遗传病对人类的危害,5.病种激增 6.风险增高 7.智力低下 8.潜在危险,1.3.1概述,1.3

16、%约20万有各种严重的出生缺陷或先天畸形,1.3.2、遗传病对人类的影响 分论,1、每年约出生15万由遗传因素所致的出生缺陷或先天畸形：,20万有各种严重的出生缺陷或先天畸形,近80%约15万是由遗传因素所致。,1.3.2、遗传病对人类的影响 分论,1、每年约出生15万由遗传因素所致的出生缺陷或先天畸形：,1.3.2、遗传病对人类的影响 分论,2、自然流产占全部妊娠的15%，50%是染色体畸变造成的。每年由于染色体畸变所造成的流产有130多万例。,自然流产占15%,1.3.2、遗传病对人类的影响 分论,2、自然流产占全部妊娠的15%，50%是染色体畸变造成的。每年由于染色体畸变所造成的流产有1

17、30多万例。,260多万例自然流产,4、我国城市儿童死亡的原因中，遗传病和先天畸形列为第一位,约占全部死亡的30%。,3、出生后的正常个体以后仍有35%的可能性患某种遗传病。,1.3.2、遗传病对人类的影响 分论,5、现已被认识的遗传病近7000种,使得以往认为是罕见病成为今天的常见病,总发病率已超过20%。其中单基因病35%,多基因病1520%，染色体病约1%。,1.3.2、遗传病对人类的影响 分论,7、智力低下者约占2.2%,1/3以上由遗传因素所致。,6、恶性肿瘤和心血管疾病是我国人群死亡原因的第一位或第二位。,8、即使表型正常的人，也并非与遗传病无关。据估计，我国每个人平均携带有56个

18、隐性的有害基因。,综上所述，可知我国的人口现状是：2.5亿3亿人患有各种不同的遗传病,约有300万左右的傻瓜儿童。,近年来，随着医疗卫生事业的发展，人类的传染病已逐渐得到控制。而人类的遗传性疾病却有逐年增高的趋势，遗传病已成为威胁人类健康的一个重要因素！,第四节、走进基因组医学时代医学遗传学的研究现状,走进基因组医学时代,人类研究自然的目的不是征服自然，而是了解自然、利用自然、改造自然，从而提高自身的生活质量。在人类研究自然的漫长道路上，对人类本身的了解是最艰难的。人类基因组计划可以说是解决这一难题的”钥匙”。人类基因组计划的完成是生物学研究的重大里程碑。更是从根本上改变了生命科学和医学研究的

19、角度和着眼点。将遗传学和临床医学结合，将人类基因组成果转化应用到临床实践中去-走进基因组医学时代。,历史回顾,几乎每过50年，人类就前进一大步，150年来走了三大步。最早，1865年孟德尔提出遗传因子也就是“基因”的概念。大约50年后的1913年，定位第一个人类基因。1953年发现了DNA的双螺旋结构；1956年，第一次数清人类46条染色体，建立了人类染色体组。,又过了50年，2003年，完成了人类基因组计划。向前看，到2050年，基因组医学将呈现出什么样的新面貌，相信一定又有一个飞跃。,人类基因组计划,基本概念:,基因：DNA的功能片段。它是一种化学分子，遗传信息的物质载体，传递支配生命活动

20、的指令，也是可以人工操作，用于改造生命属性的文件。基因组：有机体全部DNA序列。它是基因和非基因的DNA序列的总和。基因组学（genomics）：是20世纪90年代逐渐形成的以基因组为研究对象，在基因组水平研究基因和基因组的结构与功能，包括大量非基因DNA序列的结构与功能的学科。,人类基因组计划就是确定人类的全部基因,使我们能够解读人类基因组。然而,我们对于基因在疾病的发生、发展中的作用及其与环境因素的关系等问题知之甚少。解读人类基因组可以在基因水平上对疾病的诊断、治疗和预防采取措施，是一种对人类生命内在因素的干预，因此，这将是医学史上的又一次革命。,该计划首先由国际人类基因组测序协作组（IH

21、GSC）组织实施。随后Celera公司也要独立完成该计划。IHGSC是由美国（54%）、英国（33%）、日本（7%）、法国（2.8%）、德国（2.2%）、中国（1%）6个国家20个研究所的科学家组成的开放性国际协作组织，全球2800余名科学家参加了IHGSC的工作。我国科学家参加了这项计划，完成了3p末端的测序工作，31.4cM，30万bp，占人类基因组的1%。,1990年启动的人类基因组计划经过包括中国在内的多国科学家的10年努力，于2001年“大功告成”。2001年2月15日出版的英国nature杂志和2001年2月16日出版的美国science杂志，分别正式公布了人类基因组计划和塞莱拉遗

22、传公司的人类基因组全序列数据，人类基因组草图诞生了。,人类基因组计划的主要目标：,制图（mapping）遗传图：又称连锁图,以遗传多态性的遗传标记为位标,以遗传学距离为图距制作的基因图.遗传标记(RFLP,STR,SNP)物理图：以已知核苷酸的一个DNA片段为标记,以序列长度kb/Mb为距离的基因组图.测序（sequencing）:自动测序仪,最后完成全部碱基连接的测序图.,旨在破译人类基因组遗传密码,人类基因组学的研究，将破译DNA序列中蕴藏的全部信息，揭示人体生理和病理过程的分子基础，并逐步认识生命的起源、进化、遗传、发育、衰老以及死亡的本质，为人类疾病的预测、诊断、预防和治疗提供最为合理

23、和有效的方法和途径。理论上讲人类可活？岁，至少？岁。,1）将所有与癌症有关的染色体不规则断裂都搜集起来，用计算机分析找出规律来。现代生物医学研究一定要通过计算机从整体上来研究，而不是传统地针对单个基因单个蛋白。2）通过流行病学研究将与癌症相关的所有SNP和基因型找出来。在癌基因组的基础上，科学家预期癌症的问题可能在十至十五年间基本解决。,基因组医学的未来,在510年内，常规的基因诊断将能够预测个体对某些常见疾病和遗传性癌症的易感风险；在510年内，对肿瘤特征的基因诊断将能够对许多癌症作早期诊断；在1020年内，安全的基因治疗将成为对某些遗传病的有效治疗手段；,在1020年内，安全的基因疫苗将成

24、为对某些癌症的有效治疗手段；在1020年内，针对特定病原生物基因组的基因疫苗将会普遍用于预防；在1020年内，针对个体基因型的特异、高效、低毒性的基因药物将会广泛使用；,医学生为什么要学习 医学遗传学？,随着人类后基因组计划的实施，人们正在揭示生命现象的奥妙，阐明遗传病的发病机制。医学将进入分子医学时代，医学遗传学正是为生活、学习、工作在分子生物学世纪的人们充实新的知识，告诉我们研究生命现象的手段、途径。不掌握这些新的知识，对研究生命现象的我们将失去未来。,一、为学习医学专业课打基础 二、做好优生优育的指导 三、强化卫生保健知识 四、保护环境、预防遗传病 五、培养职业能力,学习、研究医学遗传学

25、 的重要意义,填空题,1.是指子代与亲代相似的现象。变异是指子代与亲代之间以及子代 之间存在差异的现象。遗传使生物能保持 的相对稳定，变异使物种得以，遗传与变异现象在生物界普遍存在，是生命活动的最本质特征之一。2.医学遗传学是医学与 相结合的一门边缘科学，研究人类疾病与遗传的关系，主要研究遗传病的、诊断、治疗和预防等，对于降低人群中遗传病的发生率，提高人类健康素质具有重要意义。,遗传,各个体,物种,进化,遗传学,发病机理,传递规律,3.遗传病是指 或 的遗传物质在数量、结构和功能上发生改变所引起的疾病。遗传病通常有、和、等特征。4.引起遗传病的环境因素主要：、和。5.遗传病分为 病、病、病、遗传病和 遗传病等5大类。,生殖细胞,受精卵,垂直性,先天性,终生性,家族性,物理因素,化学因素,生物因素,单基因,多基因,染色体,线粒体,体细胞,讨论：1.遗传学、医学遗传学、遗传病的概念2.谈谈学习医学遗传学的意义,遗传学:,医学遗传病学:,遗传病:,是研究基因的结构、传递和表达规律的一门科学，遗传学也可称为基因学。,是人类遗传学的主要组成部分，是医学与遗传学相结合的一门学科。,是指遗传物质发生突变所引起的疾病，称为遗传病。,一、为学习医学专业课打基础 二、做好优生优育的指导 三、强化卫生保健知识 四、保护环境、预防遗传病 五、培养职业能力,学习、研究医学遗传学 的重要意义,谢 谢！,