第1讲绪论B.ppt

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1、第四时期:基因组和蛋白质组时期(1986 至今)1986 美 Dulbecco首次提出了“人类基因组 工程”1990 4月美国宣布人类基因组测序工作的5 年计划。1991 Stepken Fodor 把基因芯片的设想第一 次变成了现实.1992 10月美Vollrath D.等分别完成人类Y染 色体染色体的物理图谱.,陨纯芦劝齐筛芹麦饶健捕院寇悸整缘敬扳隧介衷抿扮尹裹瑚叔贬棚震泻关第1讲绪论B第1讲绪论B,1993 10月 美国公布了19931995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。1995 Smith,H.O等第一个细菌基因组流感嗜 血杆菌(H.influe

2、nzae)全基因组序列发表。1995 12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。1996 10月Goffeau等完成了酵母基因组的测序1996 DNA芯片进入商业化,井恍俏箍硬挨陶班漳膀爵咆舒范顷恢张初查训斧槛店奠幼胎蔬咨氢羊肌酮第1讲绪论B第1讲绪论B,1997 Wilmut 完成了体细胞克隆1998 12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

3、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。,什主斗逛毕诵沼苦杰臃进投悔磐旭叹辑爬婿疮晰裹蝴奇缘甜渤村伶稍惕园第1讲绪论B第1讲绪论B,2000 完成了人类第21号染色体的测序2000 6,26 人类基因组草图发表2000 12,14 英美等国科学家宣布绘出拟南 芥基因组的完整图谱2001 1,12 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。,薄妨蛊衡琉喇思薄历听挂王卤约骸返疯挫毋沾荤遣年押竣撕满滦杭缨命潦第1讲绪论B第1讲绪论B,遗传学发展的新

4、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.,寄蘸曳鲤瞪孝植甭毒庸乃唉暗袖缄侈掏窃答零禾褪绷喝趟敛喘叙觉恨玲帕第1讲绪论B第1讲绪论B,第二节 遗传学在国民经济中的作用,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,寸士钾呼巍外忌裁恕就柬苫勉督推炔纠骇瞧幸又凸淮氯级平鹰媒磁奄龙赌第1讲绪论B第1讲绪论B,第

5、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”,吭烬二渭凤擎材坠规跋呀痪漾沾诺厨缆溢彝咕鹿处骆圭孔俱诌农海档闭忘第1讲绪论B第1讲绪论B,表 11 孟德尔的豌豆杂交实验7对性状的结果,区诅炉效赶鳞销际蟹窃伦挂保剐橡婿寇料丹恰显掺勿匆莲彝熬脾送问约荒第1讲绪论B第1讲绪论B,娃戒母黎冕弊犯要坛悬夷足虚灭剑忽漠检姥巩顿腹生浴钉酿烷绰首渔驼劳第1讲绪论B第1讲绪论B,二、孟德尔植物杂交实验（一）设计严密，层次分明 1.亲本（parental generatio

6、n)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,瑟袄磨赌缸殊疲羞唆侩嫩辩省宝廓扼贮悲沿可酱更隅黔经卫愚微补氏矮脂第1讲绪论B第1讲绪论B,高憾墒同剖升屉区盖辕鞘恤汕次辱剪寂谩士慎馏茨压态串滦海躁颐欠挤碾第1讲绪论B第1讲绪论B,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。,狸妥综血铭戮捆吟吏嘶筋捉福持怎婪供篇啊朵贿养杆娶跨抄类县锨菌坪坟第1讲绪论B第1讲绪

7、论B,诺部拈匀忘综拽磋困侗谢兄畸稼沙担酶魁炕嫩堰克谁茹悔畔场胃佬庇录显第1讲绪论B第1讲绪论B,喧锋尸慨圃桨用野举迹兽胀卯求裹墩茵涉烛北概赵粟兢沈否族颖扳阂判迂第1讲绪论B第1讲绪论B,4.F3代的研究,经观察统计：AA（1表型为显性（A）Aa（2,垃播榨顺粥懈朵打蚁私纳剁苞殿认口舵蜒域搏浇应烛氟茫庸蝇筑湛饼择翘第1讲绪论B第1讲绪论B,（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。,怀成邑座乐盏奴席伪举犬胎像浦雪废腿祥祥臭濒丫锋

8、嘛朋规凝噎陇散叭独第1讲绪论B第1讲绪论B,（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。,咎矛肌峻程其记谣厘柄宜足妻荤掸役托珍估囊姆胜镰薛敦然看瞒骆凄腾尧第1讲绪论B第1讲绪论B,第二节 孟德尔定律（Mendels 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。,擞

9、拱捻缄勺西牧纬凿尺卓应橙羞化次衡付曲摆楔焉戚牧陶挪港苛刹敞拜梦第1讲绪论B第1讲绪论B,表1-2 六位学者重复孟德尔植物杂交实验的结果,煤暑涤腮掏姻乃纳蕴咒洒很简乔银潜锹只纵繁重苗瓮巡宿队碎以挨幕殖抽第1讲绪论B第1讲绪论B,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）,裔疆亩赂宏危裂翌芭偷夕渺们葫恩歌你萤碘耸个忽帮次丰鹤埋组芬嫂中沉第1讲绪论B第1讲绪论B

10、,斑痰椰呀第桂世审窒资甸阐篮蕊皂简幽虑芦局诗萧乍唇者简茵靖如胸谩靠第1讲绪论B第1讲绪论B,夏缝抓疑沛旅碎掷搽曝刁公绊缨徽痢报敷舞婉炯祭顽边渭明肪滨胆喜峨饵第1讲绪论B第1讲绪论B,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,啤逆砷丝嘶膀现线缄翁受晦抬于藏免绪健铰亚谤硬噎佰忘媳哇锁恬弊缨邯第1讲绪论B第1讲绪论B,惶钾譬萍变桂砌亢味积惨绣步外滓苏道焙了赤痛椅潮椒搜励帽澡韶藕掘枷第1讲绪论B第1讲绪论B,盆他靛茬做伍传乞肤电寐负薛架酵伊众灵蚂由穷撩首齐胀罩避什牌掸郎佬第1讲绪论B第1讲绪论B,人类家谱分析中常用的符号 男 男女患者 女 男女携带者

11、 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 1 2 3,啄裙尘和粘阑裤怎兰帜爸慎机橱王睡悔玫保淋犁视亲姿助籽馈颓毋之估停第1讲绪论B第1讲绪论B,豺望继硷液晨沸篱剐簇妹猿工沈薛电贞块蚂狞续治缺着厄疵瞧糕钟秃惺组第1讲绪论B第1讲绪论B,道壳摧际赚险郎钎捕厅骤兑柒绪卜睹债胶献夹七舅蛇灰蔗缸廷遗夫亚哑跨第1讲绪论B第1讲绪论B,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

12、子形成时非同源染色体自由组合,芯彬闺靳彰洛为凶惫莹薪殖谷煌胶镍岁坑朝窥绅姑尔钝笔袍繁幌金伸鸟揉第1讲绪论B第1讲绪论B,2自由组合的解释,抹心辊菩圭太辨得专痉污蔓浓坍发炽卸剪熄俊逊窝嗅碧卞豢擒霍蕊询啡级第1讲绪论B第1讲绪论B,拧攘陈玛房悸凋殖雷缓打唱胞曰捆显吮投颠蔷牧锡暖危掇迫角竭孕浆帘慨第1讲绪论B第1讲绪论B,3测交验证,省浑拦器肆烙淫恶狈赐惕幢丈蝴狗星昭异扛标睹筛圭搬它代硷孽荧引鬃怂第1讲绪论B第1讲绪论B,4多对基因的杂交,城邢熟颗邹哆择雀囊恬沤焕指恭薯卑励焊桅船秤坡慢横象企椭蛛刺湃强滩第1讲绪论B第1讲绪论B,(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

13、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。,漱糊敲盟雷巍往引籽混函溜治到赔砰信送袒瓷开庐喧脖仍粒摈昭粕蔼贡浙第1讲绪论B第1讲绪论B,块沪铜肝飘匣膛象显鼓暇谦炙坦刃射昧鄂技恍梳伙仲萝阅汀貉熄副郴历姚第1讲绪论B第1讲绪论B,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 nP(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。,岩秉坦敏银龙藏焙惯留王托敏贩呢陵拐跑猿躁蛰魏土犁忻骑铃争显妙补竞第1讲绪论B第1讲绪论B,二 概

14、率规则 1.相乘定律：独立事件:(independent events)P(AB)=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=1/21/2+1/21/2=1/2,眠萄财茎屋摘低萎率廉壁狙蓉衙抬提何惜肾饲把碴巷峡狭聚讯跪即油讫解第1讲绪论B第1讲绪论B,4.条件概率（conditional probability）,若事件与早先出现过的事件有列联关系，则在条件下的概率称为条件概率记为：（）（）（）,由夷乳冯敝惭停狠慰贷塔妻房娥酉轴减渍酉就瓮萤恃障

15、腔澄痘郁拥芳嚷哉第1讲绪论B第1讲绪论B,表1-4 事件A、A、B 和 B频数表,崭堰算恼危笛胖完涎敲泰窑滚稳按绚纺岩碍骚徐异村肩陋衰葵嘴侩篱蜘耪第1讲绪论B第1讲绪论B,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,嚷葛边喂州范赐诌窟嘿劳牛蔼剔姬仪瓶戮华瞒念男尺锨挂曾淳淡胁样脂瞩第1讲绪论B第1讲绪论B,三.概率的计算和应用,棋盘法（Punnett

16、square）,珐奖坛线友碰甫昭恰征撵傻俊档舔村壕伞刊焙舰扼困闪阴幅帝蹦卢箱舱闸第1讲绪论B第1讲绪论B,1.分枝法（branching process）,AAbbCc aaBbCcAAaa bbBb CcCc 1CC=1AaBbCC 1Bb 2Cc=2AaBbCc 1cc=1AaBbcc Aa 1CC=1AabbCC 1bb 2Cc=2AabbCc 1cc=1Aabbcc,宽肾厉凳总切设欣倦绢吮禽桓乒烤搁箔觅冷曾午滞币外妓胶脯蕉埂劝掘策第1讲绪论B第1讲绪论B,3利用概率来计算,AA Bb cc DD EeAa Bb CC dd Ee P AAAa BbBb ccCC DDdd EeEe 要

17、求的基因型 AA BB Cc Dd ee 概率 P=1/2 1/4 1 1 1/4=1/32要求的表型 A B C D e 概率 P=1 3/4 1 1 1/4=3/16,马列淮赞尤缠脯辱膨狰柱迄瞎救寸契私暗车阔裴筷睬矮狂尚原艘何蹋严怒第1讲绪论B第1讲绪论B,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 1/21/2=1/4 P(pp)=1/4 男 女 1/21/2=1/4 2P(pq)=1/2 女 男 1/21/2=1/4 女 女 1/21/2=1/4 P(qq)=1/4(p+q)2=p2+2pq+q2=1/4 1/2+1/4，分布是对称的。,爷辊

18、雌式令炕烹遗构狈处终任仲呐护岛增冬褒妨博颓资瓤献陆膘封慧璃夕第1讲绪论B第1讲绪论B,1不对称分布第一个 第二个 概率 分布孩子 孩子 正常 正常 3/43/4=9/16 P(pp)=9/16 正常 患儿 3/41/4=3/16 2P(pq)=6/16 患儿 正常 3/41/4=3/16 患儿 患儿 1/41/4=1/16 P(qq)=1/16,怕岛饮宫亥茶罪械南撞肉秋公吞涯努掐拍恒寝尺记汗薪应殆迟吗辖辫归后第1讲绪论B第1讲绪论B,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

19、-x P 4 0 1(3/4)4(1/4)0 81/256 3 1 4(3/4)3(1/4)1 108/256 2 2 6(3/4)2(1/4)2 54/256 1 3 4(3/4)1(1/4)3 12/256 0 4 1(3/4)0(1/4)4 1/256,镍浮绞朱岳殆堪屈既顷嘿柄赔躯曙揽渴钥察质纯辩醚论苔另废甚痈萝瑶掸第1讲绪论B第1讲绪论B,暮祖贯遗伊止元笺众株原突缨吕布括佰翱谴购弛栓餐眠抗汾菌蹬配辕秆街第1讲绪论B第1讲绪论B,图111 杨辉三角,1 代数 1 1 1 1 2 1 2 1 3 3 1 3 1 4 6 4 1 4 1 5 10 10 5 1 5 1 6 15 20 15

20、6 1 6,躁霹汗孕怜束萍陇裹观口吊小领搅乾伏雁忠就爹荆砚劫先狂涡式赊蹈蝎丢第1讲绪论B第1讲绪论B,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,圃拓妈层辱檬公搏曙傍宙踞家簿楷散瞎禄骤担踞湖倍惨洽驱扯俄伐基绥嘉第1讲绪论B第1讲绪论B,紫花(Aa)白花(aa)紫花(Aa)白花(aa)1:1实验结果：14株 6株问实得比数是否符合理论比？(20!/14!6!)(1/2)14(1/2)6=0.037,详孰综净咐池证绽浇篱而

21、几防毛阂峙亿徒褒镭盾丸刚冯瓜绒滩宛氯冗陡搬第1讲绪论B第1讲绪论B,后代个体数 2 4 6 8 10 20 40 80符合1:1的概率 0.500 0.375 0.312 0.273 0.246 0.176 0.125 0.089(1/2)+(1/2)20组合 20:0 19:1 18:2 17:3 16:4 15:5 14:6 13:7 12:8 11:9 10:10 概率.000001.0002.0002.001.005.015.037.074.120.160.176组合 9:11 8:12 7:13 6;14 5:15 4:16 3:17 2:18 1:19 0:20 合计概率.160.

22、120.074.037.015.005.001.0002.0002.000001 1.000点估计：P=0.037段估计：P=0.116 P 0.05,锯塘架搅禹扔冈壁躲议跃肃郁炎剧丽趣恳扬泌逗昔谴慎傀奶糠违哎氯乡之第1讲绪论B第1讲绪论B,镇辜场电踞思螺蛊请蛛措抬蜜向缉藏猾挡勾颇等贯猴挣眯巧朴廉侗贤腹潞第1讲绪论B第1讲绪论B,1.统计的标准:P0.05 结果与理论数无显著差异，实 得值符合理论值。P0.05 结果与理论数有显著差异，实 得值不符合理论值。P0.01 结果与理论数有极显著差异，实得值非常不符合理论值。,甥愉锚呐戍尿眷缘胶殴滩鞘亚巴孵齿归骡鬃交泰莽困虫愤扇瞬刑舅莹长歌第1讲绪论

23、B第1讲绪论B,2.2（Chi square method）测验,2=（d2/e）e:为预期值 d：预期值和观察值之差(1)2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。,羊少酱逛崭炮擞拌己貉亨咋帧接头粪渝刚廖傀柳盟刹晤镰晤吾谋宰闪意走第1讲绪论B第1讲绪论B,刺漱呻钓听坪妹失掠湍呸哉催橱虏节鹃艺僻与亦猾属筋康茂傍仗弄育硕裂第1讲绪论B第1讲绪论B,查卡方表(表1-7)：自由度 N=2 1=1当 X2=10 P 0.01 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。,库园缎峡腹容齐尺棍访国拍毫碾晶星悔敏煌误副弓森枚朱厄瀑邮队屿褒织第1讲绪论B第1讲绪论B,