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医学遗传学教案

第一章绪论

讲课时数：

2学时

教课目的

掌握医学遗传学观点及其研究对象

掌握遗传病观点及分类

教课重难点

遗传病观点及分类

讲课内容

一、医学遗传学概括

医学遗传学是运用遗传学的原理和方法研究人类遗传性疾病的病因、病理、诊疗、预防和治疗的一门学科，是遗传学的一个重要分支。

医学遗传学的研究对象是遗传病，与其他临床学科近似，医学遗传学是研究遗传病的诊疗、发病机理、防治

及预后，但因为遗传病的特别性，其研究重点主要在发病机理和预防举措。

本课

程主要介绍医学遗传学的三个骨干分支（医学分子遗传学、医学细胞遗传学和医

学集体遗传学）的原理和应用。

二、遗传病观点及分类

（一）遗传病观点及其特色

1.遗传病观点：

遗传病（geneticdiseases）是因为遗传物质改变而致使的疾病。

遗传物质是存在

于细胞内的、决定特定性状的基因。

2．遗传病的特色：

在有血缘关系的个体间，因为遗传继承，有必定的发病比率；在无血缘关系的个

体间，只管属于同一家庭，但无发病者；

有特定的发病年纪和病程；

同卵双生发病一致率远高于异卵双生。

（二）遗传病与以下疾病的关系：

1.先本性疾病：

出生前即已形成的畸形或疾病。

先本性疾病能够是遗传病，例

如天生愚型是因为染色体异样惹起的，出生时即可检测来临床症状，是先本性疾病；但先本性疾病又不都是遗传病，有些先本性疾病是因为孕妇在孕期遇到外界致畸要素的作用而致使胚胎发育异样，但并无惹起遗传物质的改变，因此不是

遗传病。

2．后本性疾病（acquireddiseases）：

出生后渐渐形成的疾病。

后本性疾病也

能够是遗传病，有些遗传病患者只管在受精卵形成时就获取了异样的遗传物质，

但要到必定年纪才表现出临床症状，如假性肥大型肌营养不良症患者往常要到

4-5岁才出现临床症状。

所以，先本性疾病不必定都是遗传病，后本性疾病不必定不是遗传病。

3．家族性疾病（familialdiseases）：

表现出家族齐集现象的疾病，即在一个

家庭中出现一个以上患者。

因为遗传病的遗传性，往常能察看到家族齐集现象；

但家族性疾病其实不都是遗传病，因为同一家庭成员生活环境同样，所以，能够因为同样环境要素的影响而患同样疾病。

如因为缺碘惹起的甲状腺功能低下。

4．发散性疾病（sporadicdiseases）：

无家族齐集性的疾病，即在家系中只出现一名患者。

只管遗传病拥有遗传性，但因为特定遗传病在子代中间有必定的发病比率，加之遗传病患者能够是因为新发生的遗传物质改变所致，所以遗传病也能够是发散性疾病。

所以，家族性疾病不必定都是遗传病，发散性疾病不必定不是遗传病。

（三）遗传病分类：

经典医学遗传学将遗传病分为染色体病、单基因病和多基因病三大类。

现代医学遗传学将遗传病分为染色体病、单基因病、多基因病、线粒体遗传病和体细胞遗传病5类。

1·染色体病（chromosomaldisorders）：

因为染色体数目或构造异样所惹起的

疾病，如天生愚型。

2·单基因病（singlegenedisorders）：

因为单个基因突变所惹起的疾病。

这

类疾病的遗传切合Mendel遗传规律。

单基因病又可依据致病基因所在的染色体

及致病基因的性质分为：

常染色体显性遗传病（autosomaldominantdiseases，AD）：

致病基因位于常染

色体上，致病基因为显性基因；

常染色体隐性遗传病（autosomalrecessivediseases，AR）：

致病基因位于常

染色体上，致病基因为隐性基因；

X-连锁显性遗传病（X-linkeddominantdisorders，XD）：

致病基因位于X染色

体上，致病基因为显性基因；

X-连锁隐性遗传病（X-linkedrecessivedisorders，XR）：

致病基因位于X染

色体上，致病基因为隐性基因；

Y连锁遗传病（Y-linkeddiseases

3·多基因遗传病（polygenic

）：

致病基因位于Y染色体上。

diseases）：

由多个微效基因与环境要素共同

作用所惹起的疾病。

4·线粒体遗传病（mitochondrialdiseases）：

因为线粒体基因突变所惹起

的疾病，呈母系传达。

5·体细胞遗传病（somaticcellgeneticdisorders）：

因为体细胞遗传物

质改变所惹起的疾病。

小结

一、医学遗传学概括

二、遗传病观点及分类

第二章人类染色体

讲课时数：

2学时

教课目的

1、掌握人类染色质的构成和构造

2、掌握人类染色质与染色体的对应关系

3、掌握细胞分裂中的染色体行为

教课重难点

1、人类染色质与染色体的对应关系

2、人类染色质的构成和构造

讲课内容

一、人类染色质的构成及构造

（一）染色质的观点：

细胞核内能被碱性染料染色的物质，称为染色质

（二）染色质构成：

染色质由DNA、组蛋白、非组蛋白和少许RNA构成。

DNA与组蛋白的重量比比较稳固，靠近于1∶1，非组蛋白的种类及含量随不一样细胞而异。

（三）染色质构造：

染色质是间期核中遗传物质的存在形式，由很多重复的构造单位构成，这些构造单位称为核小体。

核小体是由一条DNA双链分子串连起来，形似一串念珠。

每个核小体分为中心部和连结区二部分。

中心部是由组蛋白H2A、H2B、H3和H4各二个分子形成的组蛋白八聚体及环绕在八聚体四周的DNA构成，这段DNA约

146bp，绕八聚体外头1.75圈。

两此中心部之间的DNA链称为连结区。

这段DNA

的长度变异较大，组蛋白H1位于连结区DNA表面。

（四）核小体包装成染色质与染色体

由直径为2nm的双链DNA分子形成直径为10nm核小体细丝后，DNA的长度已压缩了7倍。

核小体进一步螺旋化，形成外径为30nm的染色质纤维（螺线管），

其长度为DNA的1/42。

当细胞进入分裂期，染色质进一步螺旋折叠，形成染色体。

中期染色体长度约为DNA长度的10-5。

二、细胞分裂过程中的染色体行为

（一）有丝分裂：

有丝分裂是体细胞增殖方式，分为间期和分裂期，分裂期

又分为前、中、后和末四个期间。

（二）减数分裂：

是生殖细胞发生过程中的一种特别分裂方式，DNA复制一

次，细胞连续分裂两次，所以，由一个细胞形成4个子细胞，子细胞的遗传物质

是母细胞的一半。

减数分裂由两次连续分裂构成：

1、减数分裂I：

2、减数分裂II：

间期很短，不进行DNA复制，在第二次减数分裂中期，着

丝粒纵裂，两条姊妹染色单体分开，分别移向细胞两极。

三、细胞分裂中期染色体形态构造及分类：

四、人类染色体核型和组型：

（一）染色体核型

1、观点：

是一个细胞内的所有染色体按其大小和形态特色摆列所构成的图

像。

对这种图像进行剖析称为核型剖析。

2、核型描绘：

（二）人类染色体分组：

依据着丝粒地点和染色体大小，将22对常染色体

由大到小挨次命名为1至22号，并将人类染色体分为7组，分别用大写字母A-G

表示。

A组：

包含1-3号染色体，1号和3号为中央着丝粒染色体，2号为亚中着丝

粒染色体；

B组：

包含4-5号染色体，均为亚中着丝粒染色体；

C组：

包含6-12号和X染色体，均为亚中着丝粒染色体，X染色体大小界于7号和8号染色体之间；

D组：

包含13-15号染色体，为近端着丝粒染色体，能够有随体；

E组：

包含16-18号染色体，16号为中央着丝粒染色体，17和18号为亚中

着丝粒染色体；

F组：

包含19-20号染色体，为中央着丝粒染色体；

G组：

包含21-22号和Y染色体，为近端着丝粒染色体，21、22号染色体能够有随体。

Y染色体的大小变异较大，大于21和22号染色体，其长臂经常平行聚拢。

五、性染色质与性染色体

（一）X染色体失活

女性细胞中含有两条X染色体，而男性细胞中只含有一条X染色体，但女性

X染色体基因的产物其实不比男性多。

对此，英国遗传学家MaryLyon在1961年

第一提出了“X失活假说”，或称为“Lyon假说”，其重点是：

1）在间期细胞中，女性的两条X染色体中，只有一条X染色体有转录活性，另一条X染色体无转录活性，呈固缩状，形成X染色质。

这样，在含有XX的细胞和XY的细胞中，其X染色体基因产物的量基真相等，此称为剂量赔偿。

不论

细胞内有几条X染色体，只有一条X染色体是拥有转录活性的，其他的X染色体

均失活形成X染色质。

2）失活发生在胚胎发育早期。

3）失活是随机的，即失活的X染色体能够来自父方也能够来自母方，但一

个细胞中的某条X染色体一旦失活，由该细胞增殖而来的所有子细胞都拥有同样

的失活X染色体。

X染色体的失活在遗传上和临床上有三个意义：

1）剂量赔偿：

因为只有一条X染色体有活性，故男女X染色体基因产物的

量同样。

2）杂合子表型的变异：

因为X染色体失活是随机的，所以，在杂合子的女性中拥有活性的某一特色等位基因的比率便可能是不一样的，结果显示出不一样的表

型。

3）嵌合型：

因为女性X染色体中有一条失活，所以在每一细胞中特定位点上的两个等位基因只有一个表达。

结果杂合子表现为只表达两个等位基因之一的细胞嵌合散布。

在小鼠中，X染色体上带有白色和黑色毛色基因的个体表现为白色和黑色镶嵌现象。

Lyon

假说能够解说很多遗传现象，但经典的

Lyon

假说不可以解说何以

XO的

Turner

综合征患者会有各样异样；又何以多

X患者还会有各样异样，并且

X染

色体越多症状越严重。

可见为保证正常的发育，起码在胚胎发育的某一期间需要

双份X染色体基因。

近几年的研究结果对Lyon假说能够作以下增补：

1、局部失活：

并不是所以X染色体基因都失活，比如：

位于X染色体短臂尾端的基因在Y染色体上有同样的基因，该区称为拟常染色体区，存在于PAR的基

因不失活。

此外，在X染色体长、短臂上都有一些基因不失活，如Xg血型基因，

STS（类固醇硫酸酯酶）基因等。

2、非随机失活：

1）正常的两条X染色体在胚胎外膜中父方的X染色体优先失活；2）当X染色体存在缺失机，缺失的X染色体优先失活；3）当X与常染色体均衡易位时，正常的X染色体优先失活。

3、在生殖细胞发生过程中，失活X染色体恢复生性。

（二）X染色质

1、形态：

正常女性间期细胞的核膜边沿大小约1um的浓染染色质块。

2、根源：

失活的X染色体

3、数目：

X染色体数-1

4、临床应用：

作为快速性别判定的手段之一。

（三）Y染色质

1、形态：

男性间期细胞被荧光染料染色后在细胞核内出现的强荧光小体。

2、根源：

Y染色体长臂远端部分异染色质。

3、数目：

与Y染色体数同样。

4、临床应用：

快速性别判定。

（四）性别决定与性分化

1、性别决定基因

2、性分化

性分化包含很多受遗传要素调理的发育步骤。

性腺、生殖管道和外生殖器均

从未分化的原始状态而来。

在人类孕期第6周末，在胚胎的原基生殖细胞迁徙形

成早期未分化的性腺，此期的性腺可分为内部的髓质和外面的皮质。

小结

一、人类染色质的构成及构造

二、细胞分裂过程中的染色体行为

三、细胞分裂中期染色体形态构造及分类：

四、人类染色体核型和组型：

第三章人类染色体畸变

讲课时数：

2学时

教课目的

1、掌握人类染色体数目畸变的种类

2、掌握三体和单体发活力制

3、掌握常有构造畸变的发活力制及描绘方式

教课重难点

1、人类染色体数目畸变的种类

2、三体和单体发活力制

讲课内容

第三章人类染色体畸变

一、染色体数目畸变

正常生殖细胞中的染色体称为一个染色体组（n），在人类n=23。

正常体细胞含有两个染色体组，称为二倍体（2n）。

正常二倍体在数目上（整组或整条）的增添或减少，称为染色体数目畸变。

此中整组染色体的增减称为整倍性变异，个别染色体数目的增添或减少称为非整倍性变异。

（一）整倍性变异

多倍体：

假如体细胞的染色体不是由两个染色体组，而是由两个以上染色体组构成，称为多倍体。

1、三倍体：

细胞中有三个染色体组，核型为69，XXX或69，XXY或69，XYY。

三倍体的形成原由一般认为可能是因为：

1）双雄受精，即同时有两个精子与卵子受精，可形成69，XXX、69，XXY和69，XYY三种种类的受精卵；2）双雌受精，即第二次减数分裂时，次级卵母细胞因为某种原由未形成第二极体，所以，本来应分给第二极体的那一组染色体仍留在卵子内，这样的卵子与一个精子受精后，即可形成核型为69，XXY或69，XXX的受精卵。

2、四倍体（：

细胞内拥有4个染色体组，临床上更稀有。

四倍体形成的原由，一是核内复制，一是核内有丝分裂。

核内复制是指在一次细胞分裂中，染色体不是复制一次，而是复制两次，每条染色体形成四条染色单体。

这时染色体两两平行摆列在一同，后来经过正常的分裂中期、后期和末期，

形成的两个子细胞均为四倍体细胞。

核内有丝分裂是体细胞染色体正常复制一

次，但至分裂中期时核膜仍未破碎消逝，也无纺锤丝形成和无后期和末期的胞质

分裂，结果细胞内的染色体不是二倍体而成为四倍体。

（二）非整倍性变异

1、亚二倍体：

体细胞内染色体数目少于46条。

最常有的亚二倍体是单体

（monosomy），即某号染色体只有一条。

如21单体的细胞内只有一条第21号染色体，核型表示为：

45，XX，-21或45，XY，-21。

2、超二倍体：

细胞内染色体数目大于46条。

最常有的超二倍体是三体，

即某号染色体有三条。

如21三体的体细胞内含有三条21号染色体，核型表示为：

47，XX，+21或47，XY，+21。

3、非整倍体形成机理：

非整倍体的产生原由多半是在细胞分裂时，因为染

色体不分别、丢掉而惹起的。

1）染色体不分别：

在细胞分裂进入中、后期时，假如某一对同源染色体或

两姐妹染色单体未分别移向两极，却同时进入一个子细胞核中，结果细胞分裂后形成的两个子细胞中，一个染色体数目增加，另一个则染色体数目减少。

这一过程即称染色体不分别。

染色体不分别可发生于配子形成时的减数分裂过程中，称减数分裂不分别，也可发生于体细胞有丝分裂过程中，称有丝分裂不分别。

减数分别不分别：

减数分裂包含两次分裂。

假如后期I发生染色体不分别，所形成的成熟配子中，1/2将有n+1条染色体，1/2将有n-1条染色体，这种染色体异样的配子与正常配子受精，可产生三体（2n+1）和单体（2n-1）。

假如后期II发生不分别，所形成的成熟配子中，1/2将有n条染色体，1/4将有n+1条染色体，1/4将有n-1条染色体。

受精后，1/2将为二倍体（2n），1/4将为三体（2n+1），1/4将为单体（2n-1）。

有丝分裂不分别：

受精卵在胚胎发育的早期阶段──卵裂期的细胞分裂中，

假如发生某一染色体的姐妹染色单体不分别，将致使嵌合体的产生。

嵌合体）是

指一个个体同时存在两种或两种以上核型的细胞系。

嵌合体个体中各细胞系的种类和数目比率，取决于发生染色体不分其他期间。

假如染色体不分别发生在受精卵的第一次卵裂期间，则将形成一个细胞系为超二

倍体（47）和一个细胞系为亚二倍体（45）的嵌合体。

假如染色体不分别发生在

第二次卵裂此后，将形成三个细胞系的嵌合体（47/46/45嵌合体），并且染色体不分别发生的期间越晚，正常二倍体细胞所占比率越大，异样细胞系比率就越小，临床症状就相对较轻

2）染色体丢掉：

染色体丢掉是细胞分裂时在中、后期过程中，某一染色体的着丝粒未与纺锤丝相连，不可以被牵引至某一极参加新细胞核的形成；或某一染

色体在向一极挪动时，因为某种原由引致行动缓慢，发生后期延缓，也不可以参加新细胞核的形成，滞留在细胞质中，最后分解消逝，结果某一细胞即丢掉了一条染色体而成为亚二倍体。

二、染色体构造畸变

（一）染色体构造畸变产生基础

致使染色体发生构造畸变的基础是断裂及断裂后的重接。

假如一条染色体发生了断裂，随后在原位重接，称为愈合或重修，将不惹起遗传效应。

假如染色体发生断裂后，未在原位重接，这就惹起染色体构造畸变。

（二）染色体构造畸变的描绘方法：

染色体构造畸变的表示方法有两种

1、简式：

在这一方式中，染色体的构造畸变只用断裂点来表示。

2、繁式：

在这一方式中，对染色体的构造畸变用改变了的染色体的带纹组

成来描绘。

（三）常有的染色体构造畸变

1、尾端缺失

2、中间缺失

3、环状染色体，在中、后期就会形成带有两个着丝粒的大的环状染色体。

因后期着丝粒向不一样的方向迁徙，染色体环就会被拉断。

如坚决裂是不对称的，则两个子细胞中某些区段或是丢掉或是重复。

4、互相易位

5、罗伯逊易位。

6、臂内倒位：

某一染色体臂内发生两次断裂后，所形成的中间片段旋转180

度后重接。

如2号染色体短臂上的1区3带和2区4带处罚别断裂，此二带之间

的片段旋转180度后重接，只管没有带的增添或减少，但带的次序发生了改变。

7、臂间倒位：

一条染色体的长臂和短臂各发生一处断裂后，断裂点之间的

片段旋转180度后重接。

如断裂和重接发生在2号染色体短臂的2区1带和长臂

的3区1带。

8、等臂染色体：

等臂染色体一般是因为着丝粒分裂异样造成的。

在正常的

细胞有丝分裂中期时，连结两姐妹染色单体的着丝粒进行纵裂，形成两条各拥有

长、短臂的染色体。

假如着丝粒发生横裂，就将形成两条等臂染色体。

如X染色

体着丝粒发生横裂形成X染色体的等长臂和等短臂染色体。

小结

一、染色体数目畸变

二、染色体构造畸变

第四章人类染色体病

讲课时数：

2学时

教课目的

1、掌握人类染色体病的共有表型

2、掌握天生愚型的发活力制

教课重难点

天生愚型的发活力制

讲课内容

第四章人类染色体病

因为染色体异样所惹起的疾病，称为染色体病或称为染色体畸变综合征。

人类染色体病包含常染色体病和性染色体病，现已明确的染色体综合征有百余

种。

此类遗传病有以下特色：

1）带有染色体异样的个体，其生长发育和智力发育往常均落伍，一般均有

多发性天生畸形。

2）带有染色体异样的个体，其亲代的染色体可为正常，这种异样是因为生

殖细胞形成过程中发生了染色体畸变。

3）带有染色体畸变但表型正常的个体，能够将畸变染色体传给子代，子代

染色体可能会出现不均衡而致使生病。

4）带有染色体异样的个体，可在产前利用羊水细胞或绒毛细胞培育作出诊

断。

一、常染色体病

因为常染色体异样所致使的疾病，称为常染色体病。

天生愚型：

天生愚型是一种常有的常染色体病，人群中的发病率约为

Down第一发现该病，1959年Lejeune等证明本综合征因为多一条

1/650。

1866年21号染色体所

致。

Down综合征的主要临床特色为：

智力低下，身体发育缓慢，有特别面貌，鼻

跟低平，眼间距宽，眼裂小，外眼角上斜，内眦赘皮，腭弓高尖，重生儿患者常

有第三囟门，舌大常外伸，故又称伸舌样痴呆。

50%有先本性心脏病，并有唇裂、

腭裂及多指（趾）、并指（趾）等畸形。

患者肌张力低，关节可过分屈曲。

患者

IgE降低，易患肺炎等呼吸道感染。

皮肤纹理特色常有通贯手，三叉点高（t’），

径侧弓形纹和第5指只有一条褶纹。

天生愚型有三种不一样核型：

三体型、易位型和嵌合型，不一样核型患者产生原

因及遗传状况不一样。

三体型：

绝大多半天生愚型患者为三体型，核型为：

47，XX（XY），+21。

三体型患者的产生原由为减数分裂过程中染色体不分别，经过患者额外染色体发源剖析表示，大多半三体型天生愚型患者的额外染色体根源于母方，其发生率与母

亲生育年纪有关，高龄孕妇生出21三体患者的比率显然增高。

三体型天生愚型患者的父亲母亲往常核型正常，这样的夫妻重生天生愚型患儿的风险同同年纪的一般集体。

男性天生愚型多为不育，女性虽能生育，但关于三体型患者而言，理论上其子代有50%机率患同样疾病。

易位型：

大概5%的天生愚型患者额外的21号染色体是易位到其他近端着丝

粒染色体上形成罗伯逊易位。

如21号染色体易位到14号染色体上，其核型为：

46，XX（XY），-14，+t（14；21）（p11；q11）。

易位型天生愚型能够为新发突变，其亲代核型正常，也能够来自均衡易位携带者亲代。

假如患者父亲母亲一方为非同源染色体罗伯逊易位（即21号染色体易位到除21号染色体之外的其他近端着丝粒

染色体上）携带者[如：

45，XX，-14，-21，+t（14；21）（p11；q11）]，依据前方所讲的均衡易位携带者配子形成规律，其子代可能会出现六种种类：

一种为正常，一种为均衡易位携带者，一种为易位型天生愚型患者，一种为21单体患者，另两种胚胎不可以存活。

假如亲代之一为21/21易位携带者[45，XX，t（21；21）（p11；q11）]，可产生两种种类的生殖细胞，与正常生殖细胞受精后可产生

两种种类的子代，一种为易位型天生愚型，一种为

21单体患者。

嵌合型：

大概3%的天生愚型患者为嵌合型，其核型为：

46，XX（XY）/47，

XX（XY），+21。

这种天生愚型患者是因为受精卵卵裂过程中有丝分裂不分别所致。

患者的临床症状取决于其异样细胞系所占比率。

患者的父亲母亲往常核型正常，其下

个孩子的再发风险同集体发病率。

嵌合型患者可否遗传给子代取决于其原始生殖

细胞的核型。

二、性染色体病

因为性染色体异样所惹起的疾病，称为性染色体病。

（一）先本性睾丸发育不全综合征

1942年Klinefelter

等发现此征。

1956年

Bradbury

等及

Plunkett

和

Barr

在这种病人中发现性染色质

X小体为阳性。

1959年

Jacobs

和

Strong

证明患者

的核型为

47，XXY。

今后，在

Klinefelter

综合征病人中还发现有嵌合型，如

46，

XX/47，XXY或47，XXY/48，XXXY；或有更多的X染色体，如49，XXXXY。

本症X

小体和Y小体均为阳性。

本症患者的主要临床症状是：

表型为男性，在小孩期无任何症状，青春期开

始后症状即渐渐显然。

患者体高一般在180cm以上，具男性外生殖器，但呈去势

体征，阴茎短小，睾丸小或为隐睾，睾