乔守怡 卢大儒 林 娟 吴燕华 皮 妍

2011.08.01 银川

遗传学教学的困惑 最具遗传学特色的内容 : 孟德尔遗传；连锁与交换；染色体畸变； 数量性状遗传；性别分化与伴性遗传。。。 学科交叉的教学内容 基因组；表达调控；基因工程；表观遗传 需要整合优化的内容 : 突变；发育；进化，微生物遗传 可以合并或省略的内容 : DNA 复制，转录，与蛋白质合成；细胞周期调控

与染色体行为；细胞质遗传

一 遗传学教学思想 遗传学教学应使学生知道什么？ 遗传学教学应使学生思考什么？ 遗传学教学会使学生感兴趣吗？ 遗传学教学能使学生具有哲学思维吗？ 经过遗传学课程的教育，学生具有传播遗传

学知识的愿望和能力吗？

1694 年 Camerarius 植物杂交实验 1798 年 Jenner 接种牛痘预防天花 1809 年 Lamarck 获得性状遗传 1820 年 Nasse 血友病伴性遗传 1822 年 Knight 豌豆杂交实验 1839 年 Schleiden 细胞结构 1859 年 达尔文 物种起源 1865 年 孟德尔发现遗传定律 1869 年 米歇尔分离出核酸 ( 核素 )

1879 年 弗莱明发现染色体

20AD 前的经典遗传学

阿瑟 · 科恩伯格——DNA 聚合酶的发现

杰罗姆 · 勒琼发现唐氏综合征是由于人体的第 21

对染色体变异造成的

马歇尔•尼伦伯格，罗伯特•霍利和哈尔•科拉纳阐明遗传密码

保罗•伯格创造出第一个重组 DNA 分子

美国开始了人工胰岛素的生产

玛丽克莱尔•金和艾伦•威尔逊发现，人类和猩猩的基因相似度达到 99%

沃尔特•吉尔伯特，弗雷德里克•桑格和艾伦•马克希姆开发出 DNA 测序

技术

1956 1959 1960 1966 1969 1972 1975 1977 1978

mRNA 的发现；第一个蛋白质晶体

结构被解析

乔纳森•贝克韦斯分离出第一个细菌基因

DNA 自动测序仪的发明

DNA 指纹技术的发现

诺贝尔奖授予提出癌基因概念的毕晓普和瓦默斯

第一只克隆动物多利羊诞生

第一罐转基因西红

柿出产

p53 基因抑癌机制

果 蝇 、 河豚 鱼 和 拟南 芥 的 全基 因 组 测序

人 类 基 因 组序 列 图 绘 制结束

诺贝尔奖授予 发 现RNA 干 扰的 安 德 鲁 •法尔和克雷格•梅洛

GeneBank 数据库的建立

PCR 技术发明抑癌基因 Rb 的克隆

人类基因组组织的成立（ HUGO ）

第一个显性遗传病 （ 亨 廷 顿 氏病）的疾病基因克隆

1. 美国正式启动基因组计

划2. 第一例基

因治疗进入临床实验

1982 1985 1988 1990 1993 1996 1999 2001 2005 1984 1986 1989 1991 1994 1997 2000 2003 2006

1.DNA 芯片 进 入 商业化应用2. 酵 母 基因 组 测 序完成 完 成 人 的

22 号 染 色体的测序

诺贝尔奖授予发现细胞周期和调控机制的三位科学家

孟德尔定律的巧合

为什么孟德尔没有看到多基因调控的性状？ 为什么孟德尔没有看到连锁的性状？ 孟德尔只做了 7 对性状的研究吗？

孟德尔研究的孟德尔研究的 77 对性状分布在豌豆的五条染色体上，且分对性状分布在豌豆的五条染色体上，且分布在同一条染色体上的基因之间的距离很远。因此，从这布在同一条染色体上的基因之间的距离很远。因此，从这些基因的研究中看不到连锁现象。些基因的研究中看不到连锁现象。

问题：问题：假如假如我们用人来进行自由组合定我们用人来进行自由组合定律的研究律的研究…………在一条染色体上我们挑选在一条染色体上我们挑选到两个基因连锁的概率会有多大？在全到两个基因连锁的概率会有多大？在全基因组中呢？ 基因组中呢？

11 ）人）人 11 号染色体号染色体 250Mb250Mb ，含，含 33803380 个基因。个基因。22 ）遗传学距离）遗传学距离 1cM1cM 约等于约等于 1Mb1Mb 。。假设：基因在染色体上平均且连续地分布。且不假设：基因在染色体上平均且连续地分布。且不考虑着丝点的位置。在考虑着丝点的位置。在 11 号染色体上随机挑选两号染色体上随机挑选两个基因，它们存在连锁关系的概率是多少？ 个基因，它们存在连锁关系的概率是多少？

Chromosome 1: 250Mb, 3380genes; Chromosome 2: 234Mb, 2204genes Chromosome 3: 198Mb, 1760genes; Chromosome 4: 191Mb, 1361genes Chromosome 5: 181Mb, 1536genes; Chromosome 6: 171Mb, 1959genes Chromosome 7: 159Mb, 1764genes; Chromosome 8: 146Mb, 1247genes Chromosome 9: 141Mb, 1435genes; Chromosome 10: 136Mb, 1305genes Chromosome 11: 135Mb, 2051genes; Chromosome 12: 134Mb, 1629genes Chromosome 13: 115Mb, 649genes; Chromosome 14: 107Mb, 1453genes Chromosome 15: 103Mb, 1202genes; Chromosome 16: 90Mb, 1318genes Chromosome 17: 81Mb, 1714genes; Chromosome 18: 78Mb, 517genes Chromosome 19: 59Mb, 1992genes; Chromosome 20: 63Mb, 857genes Chromosome 21: 48Mb, 425genes; Chromosome 22: 51Mb, 835genes Chromosome X: 155Mb, 1606genes; Chromosome Y: 59Mb, 397genes

如果是在全基因组中挑选呢？如果是在全基因组中挑选呢？

如图所示如图所示 ,, 假设随机选择的两个假设随机选择的两个连锁基因的位置为连锁基因的位置为 xx 和和 yy 。那么。那么两者满足如下关系：两者满足如下关系：

x∈x∈ （（ 00 ，， 250Mb250Mb ）） y = x ± 50 y = x ± 50 且 且

y∈y∈ （（ 00 ，， 250Mb250Mb ）） 因此，连锁的两个基因（红点区因此，连锁的两个基因（红点区

域）占全部基因组合（大正方形域）占全部基因组合（大正方形区域）的比例为区域）的比例为 9/259/25 。 。

为纪念《科学》杂志创刊125 周年，科学杂志总结了 125 个人类迄今为止不能回答的科学问题。在重中之重的 25 个问题中，生物学占了 13席，其中涉及到了大量的遗传问题。

1 意识的生物学基础是什么？2 为什么人类的基因如此之少？3 遗传差异和个体健康程度之间的关联性？4 人类寿命可以延长至多少？5 器官再生的机制？6 皮肤细胞是如何成为神经细胞的？7 一个体细胞如何发育成为整棵植株 ？8 地球上的生命是 如何 ，又是在哪里起源的？9 什么决定了生物多样性？10 怎样的遗传差异使我们成为了人类？11 协作行为是如何进化的？12 如何选择性地关闭一些免疫应答？13 是否存在有效的 HIV疫苗？

基因与性状的复杂关系

凡是遗传的性状都与基因有关。凡是遗传的性状都与基因有关。 与基因有关的性状并非都是可遗传的。与基因有关的性状并非都是可遗传的。 性状的改变不一定都与基因有关。性状的改变不一定都与基因有关。 基因组序列不改变也会形成性状的改变。基因组序列不改变也会形成性状的改变。 基因组序列不改变形成的性状的改变可以是遗传的，基因组序列不改变形成的性状的改变可以是遗传的，

也可以是不遗传的。也可以是不遗传的。

基因与遗传的关系基因与遗传的关系 一卵同胞的个体的遗传结构，基因表达都相同吗？一卵同胞的个体的遗传结构，基因表达都相同吗？ 兄弟姐妹之间常染色体基因组的相同概率是兄弟姐妹之间常染色体基因组的相同概率是 1/41/4 吗？吗？ 同一条染色体上的基因在遗传传递过程中，连锁与分离哪种形式机会更多？同一条染色体上的基因在遗传传递过程中，连锁与分离哪种形式机会更多？ 大样本中筛选出的疾病易感基因（或特异性基因）的生物学效应评价可信大样本中筛选出的疾病易感基因（或特异性基因）的生物学效应评价可信度是多少？ 度是多少？

基因组中非编码序列的生物学功能数据挖掘可以从哪些角度去研究？基因组中非编码序列的生物学功能数据挖掘可以从哪些角度去研究？ 多基因性状的遗传分析理论缺陷是什么？多基因性状的遗传分析理论缺陷是什么？ 转基因对生物个体的生物学功能影响是什么？转基因对生物个体的生物学功能影响是什么？ 基因组学，转录组学，代谢组学，蛋白质组学之外，还有那些重要因素与基因组学，转录组学，代谢组学，蛋白质组学之外，还有那些重要因素与

个体的生物学效应相关？个体的生物学效应相关？ 基因在发育过程中时间，空间，数量，质量的程序调控涉及了哪些影响生基因在发育过程中时间，空间，数量，质量的程序调控涉及了哪些影响生

物学功能的内在以及外在的代谢途径因素？物学功能的内在以及外在的代谢途径因素？ 表观遗传学是对传统遗传学的挑战吗？表观遗传学是对传统遗传学的挑战吗？ 新一代的基因组二次测序还有哪些生物学问题没有解决？新一代的基因组二次测序还有哪些生物学问题没有解决？ 计划生育，食品安全，生存环境改变等能够或者如何影响人类群体的基因计划生育，食品安全，生存环境改变等能够或者如何影响人类群体的基因

结构？结构？ 在遗传学现代技术发展之外，今后最有可能在遗传学理论上发展的领域是在遗传学现代技术发展之外，今后最有可能在遗传学理论上发展的领域是

什么？什么？

传统理论的挑战

孤立的基因不一定与生物学效应一一相关。很多性状是基因网络的协调参与。

种类 种类 MbMb大肠杆菌 大肠杆菌 4.644.64啤酒酵母 啤酒酵母 12.112.1线 虫 线 虫 100100果 蝇 果 蝇 140140蝗 虫 蝗 虫 50005000小 鼠 小 鼠 33003300豌 豆 豌 豆 48004800玉 米 玉 米 50005000小 麦 小 麦 1700017000

人 人 30003000

科学悖论 : 生物的基因组在进化过程中越来越复杂，但是人的基因组却比有些低等生物的基因组还简单 —— C值悖论

在人类基因组中，全部基因序列只占基因组的 2％左右。基因组内的非基因序列曾一度被研究者称为“垃圾DNA” （ junk DNA ）。

基因组序列列给我们思考的空间

推测非编码序列的生物学作用：1 非编码序列是内含调控序列的仓库。2 非编码序列是古老基因的沉静之地和新生基因起源的

源泉。3 非编码序列是物种分化与形成的标志。4 非编码序列是外来入侵物种 DNA 序列的藏身之地。

理解生命 地球上所有的生命都是平等的，热爱生命，珍惜生命

，是对生命的尊重。在形形色色的生物形式中，生存与繁殖是生物最基本的法则，在这个法则面前，所有的生物都有一致的诉求。而在这同一法则下的过程中，生物生存的基本代谢活动基本类同。鉴此，我们说，生物性状有简单和复杂之分，但生命没有高低等级之分，人类是生物进化的一个分支，而不是顶端。比人类具有更复杂性状的生物多不胜数，比人类更晚出现在地球上的生物物种还有很多，人类是进化并不完美的物种。与人类共同走过进化史的生物都是我们在进化史上同行的伙伴，也许我们认为对人类有害的生物，其实可能就是自然对物种实施的选择。当你能从遗传学角度解读这些问题的时候，你会更加尊重所有的生命。

二 遗传学教学知识结构与内容二 遗传学教学知识结构与内容 一 知识结构一 知识结构 1 1 基因遗传方式基因遗传方式 简单性状遗传方式（孟德尔式单基因遗传）简单性状遗传方式（孟德尔式单基因遗传） 复杂性状遗传方式（多基因遗传，非等效基因）复杂性状遗传方式（多基因遗传，非等效基因） 基因概念发展（复等位基因，转座基因 ，重叠基因，核外基因 基因概念发展（复等位基因，转座基因 ，重叠基因，核外基因 …… …… ））

2 2 连锁，交换与变异连锁，交换与变异 遗传标记与基因图谱遗传标记与基因图谱 染色体所的遗传行为染色体所的遗传行为 原核与真核的遗传特征原核与真核的遗传特征

3 3 基因组的结构与功能基因组的结构与功能 多样性的基因组多样性的基因组 基因组结构与功能基因组结构与功能 基因表达与调控基因表达与调控

4 4 基因与个体和系统发育基因与个体和系统发育 基因在发育中的作用基因在发育中的作用 基因在群体遗传结构基因在群体遗传结构 基因在进化中的作用 基因在进化中的作用

遗传学教学知识结构与内容遗传学教学知识结构与内容二 知识内容二 知识内容 1 1 遗传方式遗传方式 2 2 连锁分析连锁分析 3 3 基因组数据挖掘基因组数据挖掘 4 4 基因的生物学效应基因的生物学效应

三 遗传学研究方法三 遗传学研究方法 1 1 杂交杂交 2 2 序列分析序列分析 3 3 细胞系统与模型生物实验细胞系统与模型生物实验

基 因 组

编码序列 非编码序列

孟德尔式遗传分析 基因互作

连锁交换数量遗传分析

基因组 结构与功能

群体遗传分析

染色体遗传分析

基因与发育 DNA与进化

遗传学系统知识框架

基因概念（遗传学科学导论）基因概念（遗传学科学导论） 基因结构（遗传学基本机制）基因结构（遗传学基本机制） 基因效应 （个体与群体的生物学效应）基因效应 （个体与群体的生物学效应）

基因组学

转录组学

代谢组学

蛋白组学

系统生物学

干实验 湿实验

信息整合与加工

网络建模

提出假设

诠释生命现象

遗传学关注所有生命的遗传变异规律。遗传学关注所有生命的遗传变异规律。 从遗传学的研究从遗传学的研究对象对象划分划分

人类遗传学；植物遗传学；动物遗传学；微生物遗传学。人类遗传学；植物遗传学；动物遗传学；微生物遗传学。 从遗传学的 研究从遗传学的 研究层次层次划分划分

群体遗传学；细胞遗传学；分子遗传学。群体遗传学；细胞遗传学；分子遗传学。 从遗传学的研究从遗传学的研究具体内容具体内容划分划分

进化遗传学；免疫遗传学；肿瘤遗传学。进化遗传学；免疫遗传学；肿瘤遗传学。

遗传学的研究内容与方法

遗传与变异（ 3 学时） 孟德尔遗传方式（ 3 学时） 数量遗传学基本理论（ 4 学时）

基因概念的发展（ 6 学时） 基因的连锁分析（ 6 学时） 基因突变与染色体畸变（ 6 学时） 基因组与基因表达调控（ 6 学时）

疾病的遗传分析（ 6 学时） 基因与发育（ 5 学时） 群体与进化遗传学（ 6 学时）

遗传学的基本概念与理论 what ?

基因与基因组 who and how ?

个体与系统发育遗传 why ?

课

程

安

排

遗传学研究方法

家系分析— 性状变异，传递途径生物信息— 寻找基因，基因定位分子实验— 基因结构，表达调控模型分析— 信号传导，功能预测

遗传学研究的基本策略 2

反向遗传学”（ reverse genetics ） 改变某个特定的基因或蛋白质，然后再去寻找有关的表型变化。例如基因剔除技术或转基因研究。

挑选基因 – 转基因 / 基因剔除 – 表型研究

从基因型变异到表型变异的研究方法

功能克隆 镰刀形细胞贫血症，血

红蛋白突 变后形成棒状结构，失去携氧能力；

首先分离得到病变蛋白，测出肽链的氨基酸序列，反推 DNA 序列，制备探针从 cDNA 文库中筛选得到相应的编码基因，完成染色体定位得到全基因序列。

性状（疾病） 蛋白质产物

（生物学功能）

从氨基酸序列出发设计

DNA引物，从文库钓取基因

得到基因序列

染色体定位

疾病 功能

基因

遗传学研究的基本策略 1

正向遗传学（ forward genetics ） 通过生物个体或细胞的基因组的自发突变或人工诱变，寻找相关的表型或性状改变，然后从这些特定性状变化的个体或细胞中找到对应的突变基因，并揭示其功能。

随机诱变 – 表型筛选 – 基因定位 从表型变异到基因型变异的研究

疾病

遗传标记，染色体定位

基因序列

mRNAcDNA 蛋白质产物

生物学功能

疾病

基因

功能

通过遗传连锁或细胞学定位技术分析找出与目的基因紧密连锁的遗传标记。再从候选的染色体区段内分离克隆所要的基因，并进一步研究其功能。

Huntington 舞蹈症是第一个通过连锁分析定位的遗传病。

随着基因组序列的测序完成，全基因组扫描已经成为流行的定位克隆方法。

定位克隆

三 案例分析三 案例分析 复等位基因（复等位基因（ ABOABO 血型分析）血型分析） 连锁分析（遗传病的诊断）连锁分析（遗传病的诊断） 特定基因家系分析（遗传病的研究）特定基因家系分析（遗传病的研究） 复杂性状遗传分析（行为，疾病等基因分析）复杂性状遗传分析（行为，疾病等基因分析） 基因群体结构分析（群体的迁移与基因结构）基因群体结构分析（群体的迁移与基因结构）

案例案例 1 1 复等位基因 复等位基因

---- ---- ABOABO血型的遗传血型的遗传 有一犯罪嫌疑人在犯罪现场留下的唾液鉴定血型是有一犯罪嫌疑人在犯罪现场留下的唾液鉴定血型是 OO 型，但是在重型，但是在重

点检查某一嫌疑人时，检测出该人的血型是点检查某一嫌疑人时，检测出该人的血型是 BB 型，在其它举证都确型，在其它举证都确凿的情况下，已经确认该人是犯罪人，为什么会出现体液与血液血凿的情况下，已经确认该人是犯罪人，为什么会出现体液与血液血型不一致的现象？型不一致的现象？

HH 抗原与分泌型抗原的性质抗原与分泌型抗原的性质

除了红细胞表面有除了红细胞表面有 ABHABH抗原物质，精液，唾抗原物质，精液，唾

液，泪液，消化液，尿液等多种体液中也都液，泪液，消化液，尿液等多种体液中也都

有有 ABHABH抗原的分布。不同分泌液中血型物质抗原的分布。不同分泌液中血型物质

的分泌量有明显差别，以唾液、精液为最多，的分泌量有明显差别，以唾液、精液为最多，

其他含量较少。分泌型其他含量较少。分泌型 ABHABH抗原是糖蛋白，抗原是糖蛋白，

而不是糖脂分子。而不是糖脂分子。

前体

Z 基因

Se 基因

Z HA

BO

A抗原

B抗原

无 AB抗原

hA,B

无抗原（孟买型）

z H 少抗原（类孟买型）

Se HA 、 B 、 H抗原

se h 无抗原

（血液中）

（唾液中）

案例 2 ：遗传连锁分析• 假设有 100万个妊娠事件，据统计， 15%将发生先天流产；1.7% 会发生出生死亡；在剩余的 83.3%的新生儿中，约0.6% 的新生儿有染色体疾病。

案例：地中海贫血的基因诊断 案例：地中海贫血的基因诊断

β

Ava II Hind III

β+

Ava II Hind III

β+

Ava II Hind III

根据根据 AvaIIAvaII 酶切位点多态性：酶切位点多态性：

患儿得到父患儿得到父 2.22.2 与母与母 2.02.0

或母或母 2.22.2 与父与父 2.02.0胎儿亦胎儿亦

如此，所以胎儿为如此，所以胎儿为 ++//ββ++

（正常纯合体）或（正常纯合体）或 ββTT / /ββTT

（重症患者）。（重症患者）。

2.22.2 2.0*2.0*

2.2*2.2* 2.2*/2.22.2*/2.2 2.2*/2.0*2.2*/2.0*

2.02.0 2.2/2.02.2/2.0 2.0/2.0*2.0/2.0*

2.2*2.2* 2.02.0

2.22.2 2.2/2.2*2.2/2.2* 2.2/2.02.2/2.0

2.0*2.0* 2.2*/2.0*2.2*/2.0* 2.0/2.0*2.0/2.0*

父 母

父母

根据根据 HindIIIHindIII 酶切位点多态性：酶切位点多态性：

患儿从母亲得到的患儿从母亲得到的 15.315.3 染色体上有染色体上有 ββTT 基因，所以胎儿不基因，所以胎儿不

可能为正常纯合体，而必为重症患者可能为正常纯合体，而必为重症患者 ββTT / /ββTT 。。

单倍型分析方法单倍型分析方法 母 母 2.2 15.32.2 15.3 2.0 13.52.0 13.5父父

2.0 15.32.0 15.3 2.2 15.3 2.2 15.3 2.0 15.32.0 15.3

2.2 15.3 2.0 2.2 15.3 2.0 13.513.5

2.2 2.2 15.3 15.3

单倍型分析方法单倍型分析方法 母 母 2.2 13.52.2 13.5 2.0 15.32.0 15.3父父

2.0 15.3 2.2 13.5 2.0 15.3 2.2 13.5 2.0 15.32.0 15.3

2.2 15.3 2.0 2.2 15.3 2.0 15.315.3

2.2 2.2 15.3 15.3

思考：下图是某常染色体隐性遗传病的一个家系，在致病基因附近有思考：下图是某常染色体隐性遗传病的一个家系，在致病基因附近有两个紧密连锁的两个紧密连锁的 RFLPRFLP 遗传标记（遗传标记（ HindHind III III 和和 SphSph I I ）。）。

？？

Hind III 4.2kb — — — —

Hind III 4.0kb — — — — —Sph I 9.7kb — —

Sph I 7.0kb — — — — —

1 2 3

判断 2 和 3 号子女是否会发病。

肥胖基因克隆肥胖基因克隆

obob 基因候选区的选定基因候选区的选定 选定几个遗传标记选定几个遗传标记

（（ 11 、、 22 、、 33 、、 44 ）） 通过分析回交实验中通过分析回交实验中

重组个体表型、基因重组个体表型、基因

型型 (( 遗传标记遗传标记 )) ，选，选

定定 obob 基因的候选区基因的候选区

(650kb)(650kb)

复杂疾病的关联研究复杂疾病的关联研究

病例对照研究 病例对照研究 ———— 基于无关个体的关联分析基于无关个体的关联分析 直接比较患者群体和正常群体两组群体中某遗传标记等位基因型频率，直接比较患者群体和正常群体两组群体中某遗传标记等位基因型频率，通过统计分析是否具有显著的差异。如果有，则认为此位点同疾病相通过统计分析是否具有显著的差异。如果有，则认为此位点同疾病相关联。这种方法易于获得大量群体样本，能有效地进行基因分型，易关联。这种方法易于获得大量群体样本，能有效地进行基因分型，易于操作。且有较高的检出效能。但是，病例对照研究中由于混杂因素于操作。且有较高的检出效能。但是，病例对照研究中由于混杂因素过多容易造成虚假联系，需要选择严格的对照组和统计分析方法。过多容易造成虚假联系，需要选择严格的对照组和统计分析方法。

家系分析 家系分析 ———— 基于相关个体的关联分析基于相关个体的关联分析 传递不平衡分析是分析某个等位基因从杂合子的父母传递给患病孩子的传递不平衡分析是分析某个等位基因从杂合子的父母传递给患病孩子的

概率是否高于理论值（概率是否高于理论值（ 50%50% ），如果是，则推断该等位基因与疾病基），如果是，则推断该等位基因与疾病基因之间存在关联。传递不平衡分析有些类似于连锁分析，会借助大量的因之间存在关联。传递不平衡分析有些类似于连锁分析，会借助大量的核心家系样本，可以排除人群混杂对于关联分析造成的影响，但是它的核心家系样本，可以排除人群混杂对于关联分析造成的影响，但是它的弱点在于发现阳性关联结果的检出效能较低。 弱点在于发现阳性关联结果的检出效能较低。

基于候选基因的关联分析与全基因组关联分析基于候选基因的关联分析与全基因组关联分析 由于关联分析的分析对象大，计算量大，因此早期的关联分析通常是基于候由于关联分析的分析对象大，计算量大，因此早期的关联分析通常是基于候

选基因的，这些候选基因或是来自家系连锁分析的候选基因，或是在其他实选基因的，这些候选基因或是来自家系连锁分析的候选基因，或是在其他实验中提示的易感基因等，对这些特定基因进行群体内的基因分型和关联分析验中提示的易感基因等，对这些特定基因进行群体内的基因分型和关联分析在许多复杂疾病中已得到了广泛和有效的应用。在许多复杂疾病中已得到了广泛和有效的应用。

但是基于候选基因的关联分析带有一定的盲目性和局限性，在基因组计划和但是基于候选基因的关联分析带有一定的盲目性和局限性，在基因组计划和单倍型计划完成之后，全基因组关联分析，单倍型计划完成之后，全基因组关联分析， Genome-wide association Genome-wide association analysis (GWAS)analysis (GWAS) 得到了重视和推广。该方法将对群体进行全基因组测序得到了重视和推广。该方法将对群体进行全基因组测序和扫描，测定可能的疾病关联基因变异和单核苷酸多态性。但和扫描，测定可能的疾病关联基因变异和单核苷酸多态性。但 GWASGWAS 研究研究带来的成果仍然存在很多不稳定不可靠的问题，发现的很多易感性变异或多带来的成果仍然存在很多不稳定不可靠的问题，发现的很多易感性变异或多态并不是疾病发生的关键因素，还需要更科学更理性的发展。态并不是疾病发生的关键因素，还需要更科学更理性的发展。

第一项标志性第一项标志性 GWASGWAS 成果：成果： Complement factor H polymorphism in Complement factor H polymorphism in age-related macular degeneration. Science, 2005, 308(5720): age-related macular degeneration. Science, 2005, 308(5720): 385-389. 385-389.

IIII 型糖尿病型糖尿病的全基因组的全基因组关联分析图，关联分析图，覆盖覆盖 2323 条条染色体上的染色体上的386731386731 个个基因标记。基因标记。

案例 3 ：复杂性状的遗传分析

动物界中同性恋行为是广泛存在的，灵长类和其他哺乳类动物的同性恋行为最多，其次是鸟类、爬行类、两栖类、鱼类、昆虫类和其他无脊椎动物。

在动物世界中的研究发现，同性行为并不影响动物的繁殖能力，它也是一种适应性的表现，发生性关系的同性个体之间能够结成同盟，共同维护领地，抚养后代，提高地位，有利于维持动物种群的稳定。

Ebru Demir and Barry J. Dickson

(2005). “Fruitless Splicing

Specifies Male Courtship Behavior

in Drosophila.” Cell, 121: 785-794.

表达于神经元细胞的 Fruitless 基因的独特的剪接方式可以影响果蝇的性取向。

尽管如此，环境的诱导作用仍然是同性取向的重要影响因素。同性恋是基因和环境交互作用的结果。

同性恋的遗传证据同性恋的遗传证据

在西方 , 同性恋的发生率可达 10%, 有些城市甚至还要高得多。中国的比例大约在 9%左右。在同性恋中有 20%属精神性同性恋。

同性恋受到成长环境、家庭影响、长年的性压抑或性诱导等多种因素的影响。

相关家系分析调查发现，在同性恋的家族成员中，以兄弟所占的比例最高（占 13.5％），大约是人类族群中男同性恋比例的 6.7倍。而母亲姐妹的儿子以及母亲的兄弟之间出現同性恋兄弟的比例也颇高，分占 7.7% 及 7.3%。男同性恋的成因和遗传有关系，而且是母系遗传吗？

Hamer, Dean H., Stella Hu, Victoria L. Magnuson, Nan Hu, and Angela M.L. Pattatucci (1993). “A Linkage Between DNA Markers on the X Chromosome and Male Sexual Orientation,” Science, 261:321-327.

遗传学对同性恋的研究方案遗传学对同性恋的研究方案同性恋人的遗传基础同性恋人的遗传基础

基因在同性恋人中的作用基因在同性恋人中的作用

基因表达蛋白的信号转导基因表达蛋白的信号转导

小分子（药物）对靶点的作用小分子（药物）对靶点的作用

药物的作用药物的作用

药物对遗传学同性恋的作用药物对遗传学同性恋的作用

灵长类的进化灵长类的进化

Sahelanthropus tchadensis

人类与类人猿不仅在血型、骨骼、内脏等生理特征上和人类很相似，在染色体和基因水平也和人的亲缘度很高。

1. 人的二号染色体与黑猩猩，大猩猩，猩猩的染色体的对比：人二号染色体在类人猿中一分为二，但大量的同源序列规则顺序地排列在染色体上。

2. 人类与黑猩猩基因组的差别为 1.5% ， 基因编码顺序的差别低于 0.5% 。人类 23 对染色体中有 18 对染色体与黑猩猩中相应的染色体带型非常相似，仅 4 条染色体在两者之间有可见的带型差异。

现代人的现代人的““多地区起源多地区起源””和和““非洲起源非洲起源””？？

mtDNA mtDNA

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夏娃标记追踪对全世界 100 多位妇女身上提取的线粒体 DNA 进行研究后发现今天所有人的线粒体都是从大约 20万年前非洲的同一位妇女传下来的，她的后代在约 13万年前走出非洲，来到了欧亚大陆。

mtDNA

X Y X X

X Y

X Y

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X X

X X

X X

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X Y X Y X X

亚当标记追踪对一万两千个中国男性的 Y 染色体进行检测，发现了一致的突变位点M168G ，这个突变位点在 7.9万年前产生于非洲，是部分非洲人特有的遗传标记，这些祖先约在六万年前从非洲到达东南亚一带，然后向北迁移至中国。

Population A

Population B

Population C民族：是一群具有共同文化，共同生活习惯，共同遗传结构的群体。

民族的形成是人群的迁移和隔离（是地理和社会文化的隔离，不是生殖隔离）的结果。

案例：民族的形成

摩梭人 —— 最后的“女儿国”

丽江是丽江是茶马古道上的重镇，至今保存着纳西族和其他各民族多元文化共存共融的鲜明特征；

云南丽江泸沽湖畔的摩梭人，云南丽江泸沽湖畔的摩梭人， 19531953年民族确定为“纳西族”，年民族确定为“纳西族”， 19861986 年年称为“摩梭人”，他们的民族来源？称为“摩梭人”，他们的民族来源？

阿夏婚

纳西族核基因比率

1

0.5

0.25

0.125

藏族康巴汉

纳西摩梭女

关注身边的遗传学关注身边的遗传学 生命遍布在整个地球，有生命就有遗传，有生命遍布在整个地球，有生命就有遗传，有

遗传就有变异，有变异就有绚丽多彩的生物，遗传就有变异，有变异就有绚丽多彩的生物，

千奇百怪的生物世界美丽又神秘。人类由于生千奇百怪的生物世界美丽又神秘。人类由于生

存的需要，也是由于无穷的好奇心，总是试图存的需要，也是由于无穷的好奇心，总是试图

解读着奥妙的生物现象，如果你有一颗探究的解读着奥妙的生物现象，如果你有一颗探究的

心，你会发现遗传学就在你的身边。心，你会发现遗传学就在你的身边。

生物的哲学与探索生物的哲学与探索 进化中没有失败的物种，进化中没有失败的物种， 生存中没有完美的生命。生存中没有完美的生命。 基因中没有无用的序列，基因中没有无用的序列， 生物中没有长久的永恒。生物中没有长久的永恒。

Thank you