教案是为实现教学目标而进行的教学设计,为教学活动提供科学的行动纲领。只有合理挖掘或注入思政元素,才能实现专业内容与思政教育的有机融合。以下是小编精心整理的《医学遗传学理论教案》，仅供参考，希望能够帮助到大家。
医学遗传学教案
教 师 课 程 教 案
课程名称：医学遗传学
学生专业：眼视光专业
医学检验专业
讲 授 人：谭湘陵 职
称：教授
南通大学生命科学学院
授课时间：2007～2008学年第1学期
《医学遗传学》课程基本信息
(一)课程名称：医学遗传学
(二)学时学分：总学时54，学分3(理论学时42，实验学时12)
(三)预修课程：生物化学、人体解剖学、生理学、微生物学
(四)使用教材：《医学遗传学》(第4版)，左
伋 编(著)，人民卫生出版社，2004年。
(五)教学参考书：
1.《医学遗传学》，陈竺编(著)，人民卫生出版社，2001年。 2.《医学遗传学》，张咸宁 编(著)，科学出版社，2002年。 3.《医学遗传学》，李璞 编(著)，人民卫生出版社，1999年。
(六)本课程的性质和任务：
本课程为医学类各专业本科生的必修基础课。
通过学习医学遗传学，了解该学科的发展前沿、热点，使学生牢固掌握医学遗传学的基本理论和基础知识，了解人类病理性状遗传规律以及遗传病的发生、传递、诊断、治疗和预防，为学生今后的学习及工作实践打下宽厚的基础。
(七)教学方法：课堂讲授，启发式教学，课堂讨论等。
(八)教学手段：多媒体教学，结合网络教学等。
(九)考核方式：闭卷考试，平时作业，实验考核等。作业占学期总评成绩的10%，实验考核占学生成绩的20%，期末考试占学期总评成绩的70%。
(十)学生创新精神与实践能力的培养：通过学习，掌握基本理论;以病例为基础，提高学生分析问题、解决问题的能力;通过实验操作，培养学生的动手能力;通过学科进展的介绍，拓宽视野，提高学生考研能力。
(十一)其它要说明的问题与事项：
眼视光专业学生的课程为理论42，实验12学时，而医学检验专业学生的学时为理论36学时，没有实验。因此在理论授课中，检验专业较眼视光专业有所压缩，按照教学计划书的安排，压缩内容主要在序论，以及第十八章和第十九章，这些内容的处理采取删除部分节的内容和减少举例的做法，在主要章节内容上，不进行压缩。
本教案针对42学时的眼视光专业。
教学学时分配和安排
本课程讲授按每周6学时安排，全学时共42(理论)+12(实验)学时。 教学内容及具体学时分配如下：
一、理论课学时分配 第一章 绪论(3学时) 第二章 人类基因(3学时) 第三章 基因突变(3学时)
第四章 基因突变分子细胞生物学效应(1学时) 第五章 单基因疾病的遗传(5学时) 第六章 多基因遗传(3学时) 第七章 线粒体疾病的遗传(1学时) 第九章 人类染色(2学时) 第十章 染色体畸变(3学时) 第十一章 单基因遗传病(3学时) 第十四章 染色体疾病(3学时) 第十五章 免疫缺陷(3学时) 第十六章 遗传与肿瘤发生(3学时) 第十八章 遗传病诊断(3学时) 第十九章 遗传病的治疗(2学时) 总复习(1学时)
其他章节内容由学生根据自身条件自学，不作要求。
二、实验课学时分配
实验
一、人类外周血染色体制备(3学时) 实验
二、染色体GTG标本制备(3学时)
实验
三、用小鼠微核测定法检测染色体畸变(3学时) 实验
四、PCR法检测DXS52位点多态性(3学时)
三、其他教学环节的学时分配
第一章 绪 论(3学时)
〖目的要求〗
通过本章的课堂教学，引导学生建立医学遗传学的基本概念，了解医学遗传学的研究范畴，研究对象和研究目的，了解医学遗传学与医学的关系和学科发展历史。激发学生的学习兴趣和明确肩负救死扶伤重任的医生的责任。 〖教学内容〗
1.遗传病的概念、特点及其与先天性疾病、家族性疾病的区别。遗传因素(遗传基础)和环境因素对疾病发生发展的共同影响和作用，举例说明。【重点】 2.遗传病的危害，通过几组数据反映。
3.遗传病的分类，染色体病、单基因病、多基因病、线粒体病、体细胞病，各举例说明。
4. 医学遗传学的主要分支学科。共介绍9个分支学科。
5.遗传学发展简史，重点突出孟德尔、Morgan、 Watson JD和Crick和人类基因组计划的发展。
〖教学方法〗课堂讲授，讨论。 〖作业或思考题〗 1.简述遗传病的概念。
2.简述遗传基础和环境因素对疾病发生发展的影响和作用。 3.遗传病分为哪些类型?
4.医学遗传学与医学是什么关系?
第二章 人类基因(3学时)
〖目的要求〗
通过本章的教学，使同学掌握基因的概念和演化、基因结构组成、基因组结构特征和基因表达，使同学对基因的功能作用有一个基本的了解，特别是基因结构有关的术语要有较为清楚的认识。 〖教学内容〗
1.基因的概念和概念演化：基因的抽象概念和具体概念;基因概念从“一个基因一个性状”到“一个基因多种肽链”的变化过程。【重点】 2.基因组的概念：人类基因组组成。
3.基因组结构：单一序列、重复序列、遗传标记、基因家族、拟基因、断裂基因、侧翼序列、基因结构。【重点、难点】(通过实例和ppt详细比较讲解) 4.基因表达：RNA加工【重点】。
5.人类基因组计划：结构基因组学，功能基因组学，其他组学。 〖教学方法〗课堂讲授，ppt辅助，讨论。 〖作业或思考题〗 1.名词解释：基因组、割裂基因、外显子、内含子、非翻译区、单拷贝序列、微卫星DNA、启动子、增强子、终止信号、拟基因、基因表达。 2.什么是多基因家族?
3.微卫星DNA与小卫星DNA的区别在哪里? 4.典型的真核基因结构有那些部分组成? 5.转录后的加工有那些过程?分别具有什么作用?
第三章 基因突变(3学时)
〖目的要求〗
基因突变是导致遗传病发生的直接原因，本章的讲授为后续遗传病发生发展以及遗传规律的内容打下基础。通过本章内容的讲授，使同学们掌握突变发生的各种形式，突变与蛋白结构变化或表达变化之间的关系，了解突变产生的原因。 〖教学内容〗
1.突变的基本概念：广义、狭义、作用。【重点】 2.诱发突变的因素：物理、化学、生物。【重点】
3.突变的一般特征：多向性、可逆性、有害性、稀有性、随机性、可重复性。 4.突变的分子机制：静态、动态;碱基替换、移码突变。【重点】片段突变。 5.单核苷酸多态性：结构特征、特点、作用、意义。 〖教学方法〗课堂讲授，讨论。 〖作业或思考题〗
1.名词解释：静态突变、动态突变、同义突变、错义突变、无义突变、终止密码突变、移码突变、转换、颠换、点突变、SNP。 2.哪些突变会造成编码肽连长度的改变? 3. 动态突变可能的机制是什么?
第四章 基因突变分子细胞生物学效应(1学时)
〖目的要求〗
本章内容之所以安排1学时，是因为后面章节，如第11章，与本章节内容存在重复，因此在授课中对本章节对内容仅做一提纲式的介绍，可以看成前一张的延续，仅要求同学对内容做一般性了解。 〖教学内容〗
1.基因突变导致蛋白质功能的改变：合成、效应、细胞定位、聚合、与辅助因子结合以及稳定性的变化。
2.基因突变导致代谢功能的改变：结合基因、酶、代谢途径的关系进行讲解，底物与中间产物积累、代谢途径变化、终产物缺乏、反馈抑制。酶活力增高等方面。
〖教学方法〗课堂讲授，ppt辅助。 〖作业或思考题〗(此章不布置作业)
第五章 单基因疾病的遗传(5学时)
〖目的要求〗
单基因遗传是本门课程的重点之一，因此课时安排较多。
通过本章的学习，使同学们重点掌握5种单基因疾病的遗传规律，掌握发病风险率的一般估计方法，了解单基因遗传中的特点和影响因素。同时认识和熟悉常见的单基因疾病，了解基本的分析方法。在教学中注意各个知识点的关联和区别，注重举例的应用，充分利用同学对疾病关注度较高的特点，把握节奏，突出重点。 〖教学内容〗
1.单基因遗传病的定义和几个重要概念：主要受控一对等位基因，常染色体和性染色体，显性和隐性，纯合子、杂合子、携带者、基因型、表型。【重点】 2.系谱分析：系谱符号，家系图，作用。
3.常染色体显性遗传病的遗传(AD)：完全显性，不完全显性，不规则显性，共显性，延迟显性。特点，代表性疾病【重点、难点】。表现度、外显率。发病风险计算。
4.常染色体隐性遗传病的遗传(AR)：特点，代表性疾病，发病风险计算【重点、难点】。
5.X连锁显性遗传病的遗传(XD)：特点，代表性疾病。【重点】
6.X连锁隐性遗传病的遗传(XR)：特点，突出交叉遗传，代表性疾病。发病风险计算【重点】。
7.Y连锁遗传病的遗传：全男性，半合子，代表性疾病。
8.影响单基因遗传病分析的因素：拟表型、基因多效性、遗传早现、遗传异质性、从性遗传、限性遗传、遗传印记、X染色质失活。注意概念的区别，注意表述的准确性。
〖教学方法〗课堂讲授，ppt辅助，提问、请同学参与讨论。 〖作业或思考题〗
1.名词解释：单基因遗传病、多基因病、显性基因、隐性基因、先证者、显性纯合子、隐性纯合子、杂合子、携带者、亲缘系数、交叉遗传、表现度、外显率、拟表型、基因多效性、遗传异质性、遗传早现、从性遗传、限性遗传、遗传印记、延迟显性、X染色质、不完全显性、不规则显性、共显性、复等位基因。 2.常用于系谱分析的符号有哪些?
3.AD、AR、XD、XR的遗传特点是哪些?代表性疾病有哪些? 4.AR、XR患病风险如何计算?
第六章 多基因遗传(3学时)
〖目的要求〗
多基因遗传的知识对学生来说是比较陌生的，中学阶段和大学过去学习的课程基本没有接触。因此在教学中应特别注意多基因遗传概念的讲述;注意与单基因遗传内容的比较;注意涉及到群体、统计概率概念的问题，如分布、易患性、阈值以及遗传度等。
通过本章的学习，使同学掌握多基因遗传中的重要概念，掌握数量性状的特点，掌握遗传度的三种计算方法，了解典型的多基因疾病和发病风险率的估算，讲课中适当穿插多基因遗传病的研究方法和目前取得的成果。 〖教学内容〗
1.数量性状和质量性状：受控基因数，分布特点，多基因特点，通过人身高性状的举例，说明为什么多基因性状(数量性状)表现为单峰正态分布【重点】。 2.易感性、易患性、阈值概念【重点】。
3.遗传度概念和估算：Falconer公式，Holzinger公式和方差方法计算遗传度【重点】。了解常见多基因疾病的遗传度。
4.多基因疾病再发风险率的估计：公式，查图表和影响估计的因素。 〖教学方法〗课堂讲授，ppt辅助。 〖作业或思考题〗
1.名词解释：质量性状、数量性状、易感性、易患性、阈值、遗传度。 2.为什么多基因遗传的性状呈现单峰分布? 3.为什么人群不同，阈值与平均值之差也不同? 4.为什么遗传度用在个体无意义? 5.多基因发病风险与哪些因素有关?
第七章 线粒体疾病的遗传(1学时)
〖目的要求〗
通过本章的学习，掌握线粒体基因组的基本结构和母系遗传的特征，了解mtDNA的复制方法、与核基因的区别，了解部分线粒体遗传病的病例。
本章内容属于本课非重点内容，可是安排较少。 〖教学内容〗
1.复习线粒体亚亚显微结构
2.线粒体基因组：双链环形，16569bp，编码2种rRNA;22种tRNA;13种蛋白质。不含非编码序列，不与组蛋白结合。【重点】 3.线粒体DNA的复制：D环复制机制。
4.mtDNA特点：具有半自主性、基因排列紧密，无非编码序列、部分遗传密码与核不同、母系遗传(不符合经典遗传定律)、在细胞分裂间经过复制和分离、 具有阈值效应、突变率极高、主要编码与氧化磷酸化过程相关的酶系。【重点】 5.线粒体疾病的遗传:多质性、异质性、阈值，野生趋同现象。
6.常见线粒体遗传病：Leber遗传性视神经病、MELAS综合症、MERRF综合征、Kearns-Sayre综合症。
〖教学方法〗课堂讲授，ppt辅助。 〖作业或思考题〗
1.名词解释：母系遗传、遗传瓶颈、阈值。 2.为什么线粒体遗传不表现出孟德尔式遗传? 3.线粒体基因组与核基因组有何区别?
第九章 人类染色(2学时)
〖目的要求〗
染色体是遗传物质重要的载体，是核基因唯一的载体，染色体结构和行为是遗传学重要的研究内容，染色体数目和结构的变化是导致遗传病的重要原因，因此本章是本课程又一重要章节。
通过本章学习，使同学们掌握染色体的基本组成、基本形态结构、染色体与染色质的关系，了解lyon假说和染色体的研究方法，了解分带与核型和描述，为染色体畸变和染色体病的教学打下基础。 〖教学内容〗
1.染色质：常染色质、异染色质、性染色质和Lyon假说。【重点】
2.染色体：基本概念，染色质与染色体，从DNA到染色体四级结构模型。【重点】 3.染色体形态与性别决定。【重点】 4.染色体研究方法和显带。
5.核型的概念和表示方法，染色体多态性。 〖教学方法〗课堂讲授，ppt辅助，讨论。 〖作业或思考题〗 1.名词解释：常染色质、异染色质、X小体、核小体、同源染色体、核型。 2.染色体和染色质是什么关系?
3.染色体的四级结构模型是如何解释从染色质到染色体变化的? 4.染色体结构中包含了哪些组成部分? 5. 常用的染色体显带有几种?
6.染色体简式表达式是如何描述染色体核型的?
第十章 染色体畸变(3学时)
〖目的要求〗
在前一章的基础上，本章主要讲染色体畸变，讲课中注意与前一章内容的联系。本章的重点是讲解染色体数目结构变化的类型，要求掌握单倍体，多倍体，单体，三体，纯合体，嵌合体等概念;掌握整倍型和非整倍型发生的机制和结构畸变发生机制;掌握部分单体，部分三体发生机制，常见结构畸变类型。通过学习，了解染色体畸变诱发因素和异常染色体的表达式。 〖教学内容〗
1.染色体畸变的类型：数目、结构、纯合体、嵌合体、表达式。【重点】 2.染色体畸变发生的原因：物理、化学、生物、遗传以及母亲年龄。 3.整倍性改变及原因：单倍体;整倍体;二倍体;多倍体;双雄受精、双雌受精、核内复制、核内有丝分裂。【重点】
4.非整倍性改变及原因：亚二倍体-单体;超二倍体-多体(三体、四体„)，减数分裂染色体不分离，有丝分裂染色体不分离，染色体丢失。【重点】 5.染色体结构畸变及其产生机制：断裂、重排。常见结构畸变类型：缺失、重复、倒位、易位、环形、双着丝粒、等臂，倒位环、四射体。【重点】 6.畸变染色体表达式举例。 7.部分单体与部分三体。
〖教学方法〗课堂讲授，ppt辅助，讨论。 〖作业或思考题〗
1.名词解释：单倍体、多倍体、单体、多体、嵌合体、部分三体、部分单体、染色体多态、易位携带者、倒位携带者、罗氏易位。 2.哪些因素可能导致染色体畸变? 3.倒位环和四射体形成的原因是什么? 4.染色体数目和结构畸变的原因是什么? 5.常见的染色体结构畸变的类型有哪些? 第十一章 单基因遗传病(3学时)
〖目的要求〗
通过本章的学习，掌握分子病、先天性代谢缺陷等疾病的发病机理和遗传特征，了解典型的分子病和代谢缺陷病。 〖教学内容〗
1.分子病、先天性代谢缺陷的概念。
2.血红蛋白的分子结构极其遗传控制：基因结构，发育演变，变异体和血红蛋白病。【重点】
3.其他分子病：血浆蛋白病，胶原蛋白病，肌营养不良，受体蛋白病，膜转运蛋白病。【重点】
4.先天性代谢缺陷(酶蛋白病)：苯丙酮尿症、白化病、尿黑酸症【重点】、半乳糖血症、α1-抗胰蛋白酶缺乏症。 〖教学方法〗课堂讲授，ppt辅助，讨论。 〖作业或思考题〗
1.名词解释：分子病、不等交换、先天性代谢缺陷。 2.常见血红蛋白病有哪些?
3.基因结构和功能表现出何种异常? 4.血友病A和B发病的遗传机制是什么?
5.试述苯丙酮尿症(PKU)的临床特征、发病机制、遗传控制、类型、诊断和治疗。
6.尿黑酸尿症和白化病的发病机制是什么? 7.α1-抗胰蛋白酶缺乏症的发病机制是什么? 8.胶原蛋白病包括哪些类型?发病机制是什么?
第十四章 染色体疾病(3学时)
〖目的要求〗
染色体病是一大类遗传病，是因为染色体数目和结构异常导致的疾病，因此本章的基础是前两章-染色体和染色体畸变，因而本章的讲授应结合前面的内容，可以将本章与第九章、第十章合并视为一个完整的教学单元。
通过本章的学习，使同学们掌握染色体发病的机理，掌握典型的染色体病，了解与疾病临床相关的问题。 〖教学内容〗
1.染色体病发病概况：新生儿染色体异常率、自然流产胎儿、产前诊断胎儿、自然流产后再发风险。 2.常染色体病：以21三体为典型病例(文字和图片)，讲述发病率、临床特征、分类核型以及临床诊断和处理方法【重点】。18三体、13三体、猫叫综合征。 3.性染色体病：克氏征、XYY综合征、多X综合征、Turner综合征的发病率、临床特征、分类以及临床诊断和处理方法。以克氏征和Turner综合征为典型病例。【重点】
〖教学方法〗课堂讲授，ppt辅助，讨论。 〖作业或思考题〗
1.常见染色体病的主要表现、核型和分类? 2.D/G平衡易位者可能产生什么样的后代?
第十五章 免疫缺陷(3学时)
〖目的要求〗
本章的内容是与免疫相关的遗传学问题，通过学习，掌握红细胞抗原、白细胞抗原、免疫球蛋白的遗传结构和遗传机制，了解新生儿溶血症、HLA与疾病的关联、HLA与器官移植等有关临床问题。 〖教学内容〗
1.ABO血型系统：遗传控制。【重点】 2.Rh血型系统：基因结构，单倍型。 3.新生儿溶血症。
4.HLA系统：特点，I类、II类和III类基因区，各区中的基因组成，连锁不平衡、HLA与疾病的关联、机制，HLA与器官移植。【重点】
5.免疫球蛋白遗传：分子结构、基因结构、DNA重派与免疫球蛋白多样性。【重点】
〖教学方法〗课堂讲授，ppt辅助，讨论。 〖作业或思考题〗
1.HLA系统的特点有那些?
2.人类ABO血型决定中，IA,IB,i,H基因各自的作用是什么? 3.Rh抗原由哪些基因决定?
4.HLA基因的复杂性体现在哪些方面?
5.为什么HLA基因也是一个理想的遗传标记系统? 6.从遗传的角度看，哪些人中可能HLA完全相同? 7.什么机制保证了免疫球蛋白的多样性?
第十六章 遗传与肿瘤发生(3学时)
〖目的要求〗 肿瘤是一类严重危害人类的疾病，是医学研究中最热门的问题。影响肿瘤的发生发展的因素颇多，很多机制问题还没有认识到。因此在本章授课中应向学生交代这一问题。
通过本章的学习，应使同学们掌握肿瘤发生与遗传的关系，染色体、基因异常与肿瘤发生，特别是费城染色体、癌基因、肿瘤抑制基因等重要内容，同时使同学们了解肿瘤发生的遗传学说。 〖教学内容〗
1.肿瘤发生与遗传相关的证据：种族差异、家族聚集、遗传性肿瘤、遗传缺陷与肿瘤。【重点】
2.染色体异常与肿瘤：单克隆起源、多克隆起源，肿瘤干系、旁系、众数，标记染色体，费城染色体的形成和致病的分子机制。【重点】 3.癌基因：概念、分类与作用、激活。【重点】
4.肿瘤抑制基因：概念，与癌基因的区别。【重点】P
53、Rb基因。 5.肿瘤发生的遗传学说：单克隆起源、二次突变论、多步骤遗传损伤。 〖教学方法〗课堂讲授，ppt辅助，讨论。 〖作业或思考题〗
1.名词解释：众数、标记染色体、干系、旁系、癌基因、肿瘤抑制基因。 2.如何说明肿瘤的发生与遗传相关? 3.Ph染色体形成的原因和致病机理是什么? 4.癌基因的激活方式有哪些?
5.癌基因和肿瘤抑制基因的异同点在哪里?
第十八章 遗传病诊断(3学时)
〖目的要求〗
通过本章的学习，使同学们掌握遗传病的一般诊断方法和遗传学特殊诊断方法，重点突出产前诊断和分子诊断的内容。通过本章的学习，使同学们了解染色体检查指征，携带者的检出，产前诊断适应征等问题。 〖教学内容〗
1.遗传病诊断的主要途径：病症、家系、染色体检查、生化检查、分子诊断，携带者的检出。【重点】
2.产前诊断：遗传病诊断的重要应用方面，适应症，主要方法和途径(绒毛取样、羊水)。【重点】
3.分子诊断：材料、技术路线和方法、诊断举例。【重点】 〖教学方法〗课堂讲授，ppt辅助，讨论。 〖作业或思考题〗
1.名词解释：产前诊断，分子诊断。 2.染色体检查和产前诊断的适应症是什么? 3.为什么分子诊断可能实现预先诊断?
第十九章 遗传病的治疗(2学时)
〖目的要求〗
遗传病的治疗目前还没有理想的方法，学术界还在探索之中，因此一般的治疗还是以对症治疗为原则。通过学习，了解遗传病的一般治疗策略和方法，了解基因治疗的主要原理和目前的发展。 〖教学内容〗
1.治疗的原则：体细胞基因修饰、基因表达异常进行调控、蛋白质功能改善、代谢产物控制、临床针对症状的治疗措施。
2.基因治疗：策略、基因流程、临床应用的例子，存在问题。【重点】 〖教学方法〗课堂讲授，ppt辅助，讨论。 〖作业或思考题〗
1.遗传病治疗的原则是什么? 2.什么是基因治疗?
第6章 传感器与检测系统的信号处理技术
教学要求
1.掌握直流电桥和交流电桥电路。 2.掌握各种放大器的结构及特点。 3.掌握信号的变换形式。 教学手段
多媒体课件
教学重点
1.直流电桥、交流电桥的平衡条件
2.各种放大器的特点及应用
教学课时
5学时 教学内容： 6.1. 电桥电路 6.1.1直流电桥
直流电桥平衡条件：相邻两臂电阻的比值应相等，或相对两臂电阻的乘积应相等。 按电阻应变片接入电桥电路的接法，电桥可分为： 1.单臂工作电桥： 2.等臂双臂工作电桥 3.等臂全桥工作电桥
三种工作方式中，全桥四臂工作方式的灵敏度最高，双臂半桥次之，单臂半桥灵敏度最低。采用全桥(或双臂半桥)还能实现温度自补偿。
IoB R1R2£«
CRLUoA
£
R3R4
D
E 直流电桥 6.1.2交流电桥
引入原因：由于应变电桥输出电压很小，一般都要加放大器，而直流放大器易于产生零漂，因此应变电桥多采用交流电桥。
由于供桥电源为交流电源，引线分布电容使得二桥臂应变片呈现复阻抗特性，即相当于两只应变片各并联了一个电容。
C1C2ZZ12
R2R1 UoUo
Z3Z4R3 R4
UU ¡«¡«
(a)(b)
交流电桥
○ 6.2信号的放大与隔离
从传感器来的信号有许多是毫伏级的弱信号，须经放大才能进行A/D转换。系统对放大器的主要要求是：精度高、温度漂移小、共模抑制比高、频带宽至直流。
目前常用的放大器有以下几种型式：一种是高精度、低漂移的双极型放大器;另一种为隔离放大器，它带有光电隔离或变压器隔离的低漂移信号放大器，以及一个高隔离的DC/DC电源。
6.2.1运算放大器
1.反相放大器 2.同相放大器 6.2.2测量放大器
1.测量放大器的结构与特性
具有高共模抑制比、高速度、高精度、高稳定性、高输入阻抗、低输出阻抗、低噪声的特点。
2.测量放大器集成电路(自学) 3.测量放大器的使用
(1)差动输入端的连接：要注意为偏置电流提供回路。
(2)护卫端的连接：电缆的屏蔽层应连接测量放大器的护卫端。 (3)R端、S端的连接：R端接电源地，S端接输出。 6.2.3程控测量放大器PGA 程控测量放大器PGA是通用性很强的放大器，放大倍数可通过编程进行控制。 1.浮点放大器型 2.增益电阻切换型 6.2.4 隔离放大器
1.AD277型双隔离式放大器 2.AD210型三隔离式放大器 6.3信号的变换
6.3.1 电压与电流转换
1.电压转换为电流：以A/D693为例
2.电流转换为电压：电阻式电流/电压转换电路 6.3.2 电压与频率的相互转换
实现电压/频率转换的方法很多，主要有积分复原型和电荷平衡型。 V/F转换器常用集成芯片主要有VFC32和LM31系列。 作业：P135
1、6
一
第7章
传感器与检测系统的干扰抑制技术
教学要求
1.了解噪声干扰的来源及噪声的耦合方式。 2.掌握噪声的干扰模式。
3.掌握硬件和软件抗干扰技术。 教学手段
多媒体课件
教学重点
硬件和软件抗干扰技术 教学课时
3学时 教学内容: 7.1 噪声干扰的形成 干扰与噪声：
在非电量测量过程中，往往会发现总是有一些无用的背景信号与被测信号叠加在一起，这称为干扰，有时也采用噪声这一习惯用语。
噪声对检测装置的影响必须与有用信号共同分析才有意义。
在测量过程中应尽量提高信噪比，以减少噪声对测量结果的影响。 7.1.1噪声源
1.机械干扰
机械干扰是指机械振动或冲击使电子检测装置中的元件发生振动，改变了系统的电气参数，造成可逆或不可逆的影响。对机械干扰，可选用专用减振弹簧-橡胶垫脚或吸振橡胶海绵垫来降低系统的谐振频率，吸收振动的能量， 从而减小系统的振幅。
2.湿度及化学干扰
当环境相对湿度增加时，物体表面就会附着一层水膜，并渗入材料内部，降低了绝缘强度，造成了漏电、击穿和短路现象;潮湿还会加速金属材料的腐蚀，并产生原电池电化学干扰电压;在较高的温度下，潮湿还会促使霉菌的生长，并引起有机材料的霉烂。
某些化学物品如酸、碱、盐、各种腐蚀性气体以及沿海地区由海风带到岸上的盐雾也会造成与潮湿类似的漏电腐蚀现象，必须采取以下措施来加以保护：浸漆、密封、定期通电加热驱潮等。
3.热干扰
热量，特别是温度波动以及不均匀的温度场对检测装置的干扰主要体现在以下几个方面：
元件参数的变化(温漂)、接触热电势干扰、元器件长期在高温下工作时，引起寿命和耐压等级降低等。
克服热干扰的防护措施有：
选用低温漂元件，采取软、硬件温度补偿措施，选用低功耗、低发热元件，提高元器件规格余量，仪器的前置输入级远离发热元件，加强散热、采用热屏蔽等。
4.固有噪声干扰
在电路中，电子元件本身产生的、具有随机性、宽频带的噪声称为固有噪声。最重要的固有噪声源是电阻热噪声、半导体散粒噪声和接触噪声等。固有噪声可以从喇叭或耳机中反映出来，但更多的时候是反映在输出电压的无规律跳变上。
5.电、磁噪声干扰
电磁干扰源分为两大类：自然界干扰源和人为干扰源，后者是检测系统的主要干扰源。
(1)自然界干扰源包括地球外层空间的宇宙射电噪声、太阳耀斑辐射噪声以及大气层的天电噪声。后者的能量频谱主要集中在30MHz以下，对检测系统的影响较大。 (2)人为干扰源又可分为有意发射干扰源和无意发射干扰源。 7.1.2噪声的耦合方式
噪声要引起干扰必须通过一定的耦合通道或传输途径才能对检测装置的正常工作造成不良的影响。常见的干扰耦合方式主要有静电耦合、电磁耦合、共阻抗耦合和漏电流耦合。 1.静电耦合 2.电磁耦合
3.阻抗耦合 4.漏电流耦合 7.1.3噪声的干扰模式
1.差模干扰 2.共模干扰 7.2 硬件抗干扰技术 7.2.1接地技术
接地起源于强电技术，它的本意是接大地，主要着眼于安全。这种地线也称为“保安地线” 。它的接地电阻值必须小于规定的数值。
对于仪器、通讯、计算机等电子技术来说，“地线”多是指电信号的基准电位，也称为“公共参考端”，它除了作为各级电路的电流通道之外，还是保证电路工作稳定、抑制干扰的重要环节。它可以接大地，也可以与大地隔绝。
检测系统中地线的种类：
(1)信号地：指传感器本身的零电位基准线。 (2)模拟地：模拟信号的参考点。 (3)数字地：数字信号的参考点。
(4)负载地：指大功率负载或感生负载的地线。
(5)系统地：整个系统的统一参考电位，该点称为系统地。 以上5种类型的地线，接地方式有两种：
单点接地：有串联接地和并联接地两种，主要用于低频系统。
多点接地：高频系统中，通常采用多点接地方式，各个电路或元件的地线以最短的距离就近连到地线汇流排上。 7.2.2屏蔽技术
利用金属材料制成容器，将需要防护的电路包围在其中，可以防止电场或磁场耦合干扰的方法称为屏蔽。
屏蔽可分为静电屏蔽、低频磁屏蔽、驱动屏蔽和电磁屏蔽等几种。根据不同的对象，使用不同的屏蔽方式。
1.静电屏蔽：能防止静电场的影响，可以消除或削弱两电路之间由于寄生分布电容耦合而产生的干扰。
2.电磁屏蔽：采用导电性能良好的金属材料做成屏蔽层，利用高频干扰电磁场在屏蔽体内产生涡流，再利用涡流消耗高频干扰磁场的能量，从而削弱高频电磁场的影响。
3.低频磁屏蔽：电磁屏蔽对低频磁场干扰的屏蔽效果很差，对低频磁场的屏蔽，要用导磁材料做屏蔽层，将干扰磁通限制在磁阻很小的磁屏蔽体内部，防止其干扰。
4.驱动屏蔽：就是使被屏蔽导体的电位与屏蔽导体的电位相等，能有效抑制通过寄生电容的耦合干扰。 7.2.3滤波技术
滤波器是一种允许某一频带信号通过，而阻止另一些频带通过的电子电路。滤波就是保持需要的频率成分的振幅不变，尽量减小不必要的频率成分振幅的一种信号处理方法。
一 滤波器分为低通滤波器和高通滤波器。 1.低通滤波器 2.高通滤波器 7.3 软件抗干扰技术 7.3.1 数字滤波
数字滤波由软件算法实现，不需要增加硬件设备，只要在程序进入控制算法之前，附加一段数字滤波程序。
1.中位值法 2.平均值法 3.限幅滤波 7.3.2 软件冗余技术
进行软件设计时要考虑到万一程序“跑飞”，应让其自动恢复到正常状态下运行，冗余技术是常用的方法。常用的冗余技术主要有指令冗余技术、数据和程序冗余技术。 7.3.3 软件陷阱技术
当乱飞程序进入非程序区或表格区时，采用冗余指令使程序入轨条件便不满足，此时可设定软件陷阱。
软件陷阱，就是用引导指令强行将捕获到的乱飞程序引向复位入口地址0000H，在此处将程序转向专门对程序出错进行处理的程序，使程序纳入正轨。 7.3.4 “看门狗”技术
计算机受到干扰而失控，引起程序乱飞，也可能使程序陷入“死循环”。当指令冗余技术、软件陷阱技术不能使失控的程序摆脱“死循环”的困境时，通常采用程序监视技术，又称“看门狗”技术，使失控的程序摆脱“死循环”。
“看门狗”技术既可由硬件实现，也可由软件实现，还可由两者结合实现。
二
1、遗传病有什么特点?可分为几类?对人类有何危害?
2、简述基因概念的发展。
3、简述HGP的整体目标和任务。
4、何为基因突变，它可分为哪些类型、基因突变有哪些后果?
5、简述DNA损伤的修复机制。
6、简述苯丙酮尿症(PKU)发病机制及主要临床表现。
7、基因突变如何导致蛋白质功能改变。
8、一个患血友病A的女儿，可能有一个表现正常的父亲吗?可能有一个表现正常的母亲吗?为什么?
9、一个男子的父亲、儿子、3个兄弟中的一个和妹妹患多指(趾)，他本人正常，如何解释这一现象。
10、从单基因疾病角度解释下列情况：①双亲全正常，其后代出现先天性聋哑患者;②双亲都是先天性聋哑患者，其后代全为先天性聋哑患者;③双亲都是先天性聋哑患者，其后代全正常。
11、试比较，质量性状与数量性状遗传的异同处。
12、在估计多基因遗传病的发病风险时，应该考虑哪些情况?
13、什么是遗传平衡定律?影响遗传平衡的因素有哪些?这些因素对群体遗传结构各有何作用?
14、简述nDNA在线粒体遗传中的作用。
15、简述莱昂假说及X染色体检查的临床意义。
16、试述多倍体产生的机制。
17、先天性代谢病引起疾病的途径有哪些?举例说明。
18、为何部分G6PD缺陷女性杂子的酶活性是正常的?
19、在估计糖尿病的发病风险时，应考虑哪些因素?
20、简述精神分裂症的遗传特点。
21、为何21/21染色体平衡易位携带者不应生育?
22、试述Down综合症一般特点。
23、为什么两个O型血的人婚配，有可能会出生A型血的子女?
24、简述目前产前诊断的常用方法。
25、细胞癌基因的激活方式有哪些?
26、原癌基因按其产物功能可分为几类?试述各类之功能。
27、单基因病的诊断如何进行?应注意哪些问题?
28、遗传病治疗的主要手段有哪些?列举基因治疗的典型病例。
29、什么是遗传咨询?遗传咨询的意义是什么?
30、试述医学遗传学发展简史。
一、亲子鉴定
我室采用PCR -STR分型技术，必须检测的STR 基因位点有16个，从以下18个位点中选：vWF40、D1S80、D19S400、DYS390、D18S
51、D22S68
3、D21S
11、FGA、TH0
1、SE
33、 D8S117
9、Amelogenin、D2S13
38、CSF1PO、D13S
317、D16S
539、D3S13
58、D5S8
18、TPOX。其基本方法是:先通过单纯PCR或复合PCR 扩增STR片段, 然后用不同的电泳方法分离等位基因片段, 最后经银染, 溴化乙锭染色或荧光标记法检测STR分型结果, 对照等位基因分型标准物判断基因型。再应用统计学方法计算父权指数(PI)、联合父权指数(CPI)以及相对父权机会(RCP)。RCP≥99.73%为最低的“认定”具有事实上的血缘关系的最低标准。
参照国际标准对可疑父亲的父权作出相应的评估和结论。以国际上通用的亲子关系概率即相对父权机会(relative chance of paternity，RCP)≥99.73%作为最低的“认定”具有事实上的血缘关系的最低标准。分以下几种情况考虑：
1. RCP低于99.73%时，应增加遗传基因座的检验数目，以提高亲子关系概率。
2. 当仅有1个或2个基因座不符合遗传规律时，应增加其他系统(如其他常染色体、Y染色体及线粒体等遗传标记)，若未发现不符合遗传规律的系统，且其RCP值大于99.99﹪，则可视为突变。
3. 检测系统中若有3个或3个以上的STR位点违反孟德尔遗传规律，则可以否定具有亲生关系。 4. 对于单亲的亲子鉴定，由于双亲缺少一方检查，为了避免父母具有某一等位基因而造成的差错，只作“不排除的结论”。
二、性别畸形的SRY基因的检测
基本原理：位于染色体Yp11.3的睾丸决定基因(SRY)缺失使46，XY核型的个体发育成女性;由于易位而使具46，XX核型的个体有睾丸，具男性特征。该基因长3.8kb，mRNA长1.1kb。
诊断方法：应用PCR扩增SRY基因进行缺失检测或性别诊断。
三、苯丙酮尿症(经典型) 苯丙酮尿症是一种常染色体隐性遗传病，98~99%是由于肝脏细胞中苯丙氨酸羟化酶(PAH)基因突变，致使PAH缺陷或活性减少, 导致苯丙氨酸异常增高，从而表现出一系列相应的临床症状。
苯丙酮尿症在我国的发病率约为1/11188,北方地区的发病率高于南方地区，男女发病率无明显差异。致病基因携带率为1/50~1/60。
人类的PAH基因位于12q24.1， 长度约90kb，含13个外显子，全长2.3kb，其阅读框架为1353bp，共编码451个氨基酸。PAH基因突变具有以下特点：(1)突变位置多变：所有外显子、内含子、5′UTR和3′UTR区均发现突变，突变不能单从CpG位点解释。(2)突变类型多样：有错义突变(61.85%)、小缺失(13.25%)、剪接位点突变(10.44%)、沉默突变(6.02%)、无义突变(5.22%)、小插入(1.61%)，大片段插入罕见(<1%)。 (3)突变呈现明显的异质性：不同种族和地区人群之间苯丙氨酸羟化酶基因座突变部位及分布具有较大差异。目前已发现PAH基因突变498种, 其中约80%为点突变。这些突变集中分布在几个外显子，其中以7号及6号外显子为最多，分别占全部突变的16.47%和13.86%。最常见的是7号外显子R408W，占全部突变的9.23%。中国目前已确定的突变将近30种。
基因诊断方法及诊断率：
(一)连锁分析
联合应用PAH基因内含子3内的短串联重复序列STR(TCTA)n，数目可变的串联重复序列VNTR以及X mnI RFLP多态性进行连锁分析，其PIC值在中国人中可达75%。联合应用这3种多态性，可以快速，简便的进行产前诊断和携带者的筛选。
(二)突变检测
应用PCR-SSCP检测PAH基因的全部13个外显子，据报道检出率可达80%左右。
四、亨廷顿舞蹈病
Huntington舞蹈病(Huntington chorea, HC; Huntington disease, HD)也称慢性进行性舞蹈病(chronic progressive chorea),是一种由IT15基因上CAG重复序列异常扩展所致的、以舞蹈样运动为特征的迟发性神经系统疾病。HD呈典型的常染色体显性遗传性疾病，外显率高。HD的相关基因IT15定位于4p16.3,基因中5′端(CAG)n重复序列的异常扩增是导致该病发生的主要原因。正常人的重复拷贝数在6 -37之间,患者突变基因的(CAG)n拷贝数明显增加。通过在分子水平上检测(CAG)n片段的长度,可进行基因诊断。 基因诊断方法及诊断率：
应用巢式PCR及琼脂糖凝胶电泳技术对HD家系中的高风险成员进行了基因诊断。为临床上进行HD高风险者的检出及随后的产前诊断,避免患儿的出生提供了一种简便、易行的检测方法。
五、镰刀性贫血症
引起镰刀性贫血症的原因是基因的点突变，即编码血红蛋白β肽链上一个决定谷氨酸的密码子GAA变成了GUA，使β肽链上的谷氨酸变成了缬氨酸，引起了血红蛋白的结构和功能发生了根本的变化。
五、进行性肌营养不良(DMD)
DMD的发病率在男产活婴中为1/3000。
临床特点：该病呈X-连锁隐性遗传，由缺失型和非缺失型两种类型的突变引起的。表现为腓肠肌假性肥大，病情呈进行性加重，最先行走困难，慢慢地站立不稳，最后卧床不起直到死亡。BMD的临床表现与DMD相类似，不过发病较轻预后较好，也是由同一致病基因引起的。
遗传方式：该病呈X-连锁隐性遗传。DMD基因位于Xq28，全长2.3Mb，有79个外显子，cDNA全长大于14kb。 诊断方法：
缺失检测：19对常见引物为：外显子
3、
4、
6、
8、
12、
13、
17、
19、
43、
44、
45、
47、
48、
49、50、
51、
52、60、Pm引物。检测率为60-70%;
对未发现上述外显子缺失的病例，采用PCR-DHPLC技术进行这些外显子的突变筛查(患者加正常的DNA模板后在进行PCR，对患者的母亲或其他怀疑携带者则可直接筛查)。
连锁分析：主要用于产前基因诊断。但连锁分析必须要抽提患者的外周血DNA，并且首先需要对患者进行分析。
六、α-地中海贫血
α-地中海贫血(α-thalassemia)[MIM141800]是α-珠蛋白基因突变导致α-珠蛋白链合成缺陷所引起的一种遗传性溶血性贫血，简称α-地贫。血红蛋白四聚体的α-链合成量不足或失效,从而引起α链/非α链失衡,是导致溶血发生的直接原因.发病遍及全世界,但好发于东南亚,中国南部以及北非某些地区.国内长江以南各省区为高发区,其中广西和广东群体筛查发现α-地贫携带者频率分别高达14.95%和8.3%. α-地中海贫血通常被认为是染色体隐性遗传病，但其表现型呈明显的异质性. 缺失突变是α-珠蛋白基因最常见的突变类型，缺失范围差异较大，从几个kb 到100kb以上，多累及1个或2个α-珠蛋白基因完全丢失。全球范围内已鉴定至少35种缺失突变，其中29种属α-地贫1突变，6种属α-地贫2突变 。在华人群中已发现7种α-珠蛋白基因，其中3种属α-地贫2基因突变(-α3.7,-α4.2及-α2.7)，另外4种属α-地贫1基因突变(--SEA,--THAI,--FI L及,--HW)。--SEA缺失突变(有称东南亚型)约累及20kb，跨越α-珠蛋白基因簇上“φα2-φα1-α2-α2-α2-θ1区间”。有报道显示—SEA是东南亚和国内南方地区,香港及台湾等地最常见的类型,国内Barts水肿胎儿的基因行主要属(--SEA/--SEA).. .α-地贫2基因突变类型中的-α3.7和-α4.2,也是国内常见的α-珠蛋白基因缺失突变. 诊断方法：运用ARMS或Gap-PCR技术针对上述缺失进行诊断。
七、β-地中海贫血
β-地贫是我国南方常见的常染色体隐性遗传性疾病。 临床表现：由于β-蛋白合成不足，造成贫血。 遗传方式：常染色体隐性遗传性疾病。
诊断方法：运用扩增不应突变系统技术检测我国最常见的突变CD41/42(41.6%)、IVS2-654(21.8%)、CD17(18.0%)、TATA-28(8.0%)、CD71/72(3.9%)五个位点进行检测。检出率：93%。
八、甲型血友病
又称抗血友病球蛋白缺乏症或VIII因子缺乏症。
临床表现：本病主要表现是出血倾向。其出血特点是：缓慢地持续渗血;多发于创伤之后;大量出血罕见。
发病率：国外报告发病率为0.005-0.01%。 遗传方式：X-连锁隐性遗传。
诊断方法：
采用st14(DXS52)位点的可变串联重复序列、FⅧ基因第13内含子的(CA)n重复多态性和FⅧ基因第18外显子中存在的BclI酶切位点多态性共三个位点来连锁分析对HA家系进行间接基因诊断。
单用上述前2个多态位点中的1个，可诊断率约为66.7%;而用该两个位点联合应用，可诊断率约为88.9%。两个位点均可提供遗传诊断信息的家系占44.4%。
误诊率：St14 VNTR 可诊断率虽高,但有5 %重组率可能导致误诊。所以仅有此位点的诊断存在一定的风险。
九、脆性X 综合征
Fra(X)综合征是最常见的遗传性智力低下疾病。国外报道男性为1/1500，女性为1/2500。
临床表现：临床特点主要为智力低下、长脸、大耳、长下巴、凸前额和巨睾。Fra(X)综合征在细胞遗传学上主要表现为Xq27.3裂隙和断裂(脆性位点)。
遗传方式：低外显率的X-连锁不完全显性遗传病。 诊断方法：利用PCR技术扩增FMR-1基因CGG重复序列，通过是否有扩增来鉴别正常人并确定携带者，从而对临床可疑病例进行快速筛查。对全突变患者则不能作出明确诊断，只能作为初筛。检出率：不确切。
十、粘多糖贮积症II型
粘多糖贮积症Ⅱ型(mucopolysaccharidosisⅡ，MPSⅡ)(OMIM309900)首例由Hunter于1917年报道，又名Hunter syndrome。该病由于溶酶体艾杜糖醛酸硫酸酯酶缺乏，导致硫酸皮肤素(DS)和硫酸乙酰肝素(HS)不能降解，在溶酶体内贮积，并大量由尿液排出体外。重型一般2-4岁发病，身矮，颈短，面容丑陋，智能低下，视网膜色素变性，视力减退，无角膜混浊，进行性耳聋，骨骼畸形(多发性骨发育不良)，患者往往由于青少年期(<15岁)因呼吸道感染或心力衰竭而死亡。轻型一般10岁前发病，症状较轻，智能发育正常或呈轻度障碍。
遗传方式：呈X连锁隐性遗传。
诊断方法：
联合应用聚合酶链反应-单链构象多态性(PCR-SSCP),DNA测序分析和聚合酶链反应-限制性片段长度多态性(PCR-RFLP)对IDS基因外显子
2、
3、
5、
7、
8、9进行突变检测，据报道突变检出率约为80%。 十
一、成骨不全症
成骨不全症(Osteogenesis imperfecta，OI)又称骨质脆弱症(fragilitas ossium)，本病是由遗传性中胚层发育障碍造成骨骼脆性增加及胶原蛋白代谢紊乱为特征的结缔组织异常性疾病。本病的病因，目前倾向于遗传学说，多数人认为其属常染色体显性遗传，但亦有隐性遗传。本病基因流行率为4～5/10万，约60%为常染色体显性遗传，15%～20%为隐性遗传，约25%为新突变。
在患有该病的病人中，90%的病人在COL1A1和COL1A1这两个基因中有突变产生，而又以COL1A1基因产生突变多见，COL1A1基因有52个外显子，总共有199个突变; COL1A2基因有52个外显子，总共有123个突变。
我院运用PCR-DHPLC-测序验证的基因诊断方法对致病基因COL1A2的24个外显子进行突变检测。诊断率未确定。
十二、软骨发育不全
软骨发育不全(achondroplasia，ACH)(OMIM 100800)是一种最为常见的侏儒畸形之一，曾作为侏儒的代称。其基本病理变化是软骨母细胞的生长及成熟发生障碍，导致软骨内成骨障碍。临床表现：头大，前额圆凸;鼻梁下陷，上颌骨发育不良，可引起牙齿挤塞和错位，下颌前凸。面容粗犷，随年龄增长而更趋明显。躯干高度正常，四肢长度不成比例地短小，特别是上臂及大腿过短。成年男性平均身高132厘米，女性123厘米。手足各管状骨过短，手指呈车轮样展开，是特殊的表现。
遗传方式：本病呈常染色体显性遗传，其发生频率约为1/2600。 诊断方法：PCR-限制性酶切法。检出率：可高达95%。 十
三、Marfan综合症
Marfan综合症(MFS)，也称马凡综合症，是一种累及全身结缔组织的常染色体显性遗传病，主要累及骨骼、眼和心血管系统，由于编码原纤蛋白的FBN1基因突变导致。
马凡综合症发病率为1.72/10,000，其中约30%为散发性病例，约25～30%的病例为新的突变造成。MFS为不完全外显性遗传病，临床表现多样化，不同家族间及同一家族内的临床表现变异较大。
FBN1基因位于15q21.1， cDNA全长200kb，65个外显子，编码序列为10kb。至今已发现突变600种以上，其中大部分为单碱基突变和剪切位点突变。所发现的FBN1基因突变几乎分布于所有65个外显子上，没有发现突变热点。由于马凡综合症诊断标准过宽、基因过大、外显子过多等原因，突变检出率偏低，无家族史的患者检出率只有10～20%，有家族史的患者检出率最高可达70～80%。
①连锁分析
联合应用4个散布于FBN1基因内高度多态的数目可变的串连重复序列VNTR作为遗传标志，分别命名为mts
1、mts
2、mts
3、mts4，其中mts
1、
2、4为(CA)n, mts3为(TAAAA)n。这些VNTR分别位于FBN1基因的第
1、
5、28和43个内含子中，各自的等位基因数量分别是10个、15个、4个和9个，由这4个VNTR组成的极其多样的单体型可以为连锁分析提供丰富的信息，通过分析家系中致病等位基因的分离情况就有可能推断家系成员是否携有该致病基因。
②突变检测
应用PCR-DHPLC检测FBN1基因的全部65个外显子，据报道有家族史的患者检出率最高可达70%左右，而散发性病例检出率较低，只有10～20%。
十四、白 化 病
白化病(albinism) 是一组由黑素合成相关的基因突变导致眼或眼、皮肤、毛发黑色素缺乏引起的遗传性疾病。根据涉及基因的不同,白化病可以分成十二种亚型,即眼皮肤白化病Ⅰ～ Ⅳ(OCA1～4) 、Hermansky6 型、Chediak
1、MATP、HPS
1、ADTB3A、HPS
3、HPS
4、HPS
5、HPS
6、CHS
1、OA1 等基因的突变引起。
其中OCA是白化病最为常见的类型，世界范围内OCA 的发病率约为1/ 20 ,000 ,其中眼皮肤白内化病Ⅰ型和Ⅱ型分别约占40 %、50 %，二者都呈常染色体隐性遗传(AR) 。在白化病的基因诊断中，主要是对患者的酪氨酸酶基因和P基因进行突变检测，诊断率约为40%～50%。
应用PCR-DHPLC-测序验证的方法针对酪氨酸酶基因(tyrosi2nase , TYP)的5个外显子 、P基因的25个外显子进行突变检测。诊断率约为90%。 十
五、Kallmanns综合征
Kallmanns 综合征( KS) 又称为幼稚嗅觉丧失综合征，是一种遗传性疾病。其发病率为男性1:10 000，女性1:50 000。
Kallmanns 综合征可呈家族性发病、也可散发,共有3种遗传方式：常染色体显性、隐性遗传和X-连锁隐性遗传。Kallmann 氏综合征与 KAL-
1、KAL-2和KAL-3基因突变有关。常染色体隐性遗传的Kallmanns 综合征患者是由于KAL-2基因突变所致，X-连锁隐性遗传的Kallmanns 综合征患者是由于KAL-1基因突变所致，常染色体显性遗传的Kallmanns 综合征患者是由于KAL-3基因突变所致。
对临床发现的Kallmanns 综合征患者，应用PCR-SSCP技术检测KAL-1基因的全部1~14个外显子的缺失情况，检测率为14%。 十
六、肝豆状核变性
肝豆状核变性又称"Wilson 病(Wilson’s dicease,WD)是一种伴随铜代谢障碍的常染色体隐性遗传性疾病，发病率为1:10 000-100 000。 WD基因已被克隆并定位于13q14.3,，基因全长约80kb，含有21 个外显子和20 个内含子，其cDNA编码一种相对分子质量为159ku的由1411个氨基酸组成的P型铜转运ATP 酶(ATP7Base)，故又称ATP7B基因。
我院根据中国人中Wilson综合征的突变特点，设计了针对WD基因所有外显子突变检测引物，运用PCR-SSCP方法Wilson综合征患者进行了检测。 十
七、X连锁鱼鳞病
临床特点：是一种以四肢伸侧或全身皮肤发生形如鱼鳞状或蛇皮状角质增生为特征的遗传性皮肤病。常在1岁内发病。该病患者有90%以上表现为STS全基因缺失。
发病率：1：2000-1：6000，不存在地域和种族差异。
的基因诊断方法及诊断率：
运用PCR方法,检测STS基因5’端和3’端是否存在缺失。 5’端一对引物被设计在STS基因起始位点上游约900bp处,3 端一对引物被设计在STS基因第10外显子的末端,均具有其特异性,有效地避免了在Y染色体上其假基因的假阳性扩增;尽管这两对引物不能识别STS基因内部的部分缺失,但它们被报道在诊断STS基因全缺失方面与Southern杂交的检测结果完全一致,诊断STS缺失的检出率可高达100%。目前这种多重PCR方法已被当作检测STS基因缺失的快速、灵敏、简便的有效方法。 十
八、视网膜母细胞瘤
从遗传学的角度又可将视网膜母细胞瘤分为遗传与非遗传二种类型。遗传型占40% , 由遗传性的基因缺陷所致, 其中1/4 有RB 家族史, 突变的基因是由曾患过病的亲代遗传而来; 3/4由新产生的生殖细胞突变所致。可遗传,其遗传方式为常染色体显性;外显率为90%。
非遗传型占60% , 由体细胞水平发生的基因突变所致。发病年龄偏大, 平均3.5岁, 仅单眼发病, 发生第二恶性肿瘤的频率很低, 不遗传。
RB是由于RB1基因突变所致。RB1基因内碱基插入、缺失和置换是RB形成的主要原因。Rb基因很大, 约200kb。结构复杂, 有27个外显子。Rb 基因突变以点突变为主, 约80% 的Rb 基因异常为点突变。Rb 基因突变无明显的突变热点或高发部位, 必须对整个Rb基因至少是编码区作全面的检测后才能作诊断、下结论。在大宗病例检测结果中, 大约10%～20% 的RB肿瘤及遗传型RB患者的白细胞DNA 未检测出Rb基因突变, 可能就是由于现今各种方法检测范围都主要在编码区及其附近少量内含子顺序的缘故。
RB 的基因诊断方法可分为二大类。一是间接分析法, 例如利用Rb 基因位点附近或内部的遗传标记作连锁分析, 侧重于RB 患者家庭成员患病风险的估计。常用的遗传标记有RFL PS (如BamH I/P 123M 1. 8, Xba I/p 88PR0. 6, R sa I/p 68RS2. 0 T t th111/p 35R0. 6) 和VN TR s (如Rb1. 20) 等。
上述间接分析法有以下明显的缺点: ①只适用于有RB 家族史的家庭, 特别是有多个RB 患者的家庭, 并要求某些关键的家族成员如曾患过病的亲代或亲属的存在; ②选用的一个或多个遗传标记必须是杂合性的; ③用于连锁分析的多态性标记的位置不等于导致RB 的突变的位置, 有时这二种DNA 序列可以不一同遗传。因此, 至少3/4的无家族史的遗传型RB 无法通过间接分析法作出明确的判断。
我院可采用联合应用3个可变的串连重复序列VNTR作为遗传标志，通过分析家系中致病等位基因的分离情况就有可能推断家系成员是否携有该致病基因。 十
九、Y染色体微缺失的检测
育龄夫妇中不能生育者约有10-15%，其中一个重要的原因是男方生精障碍，表现为无精或严重少精(〈200万/ml〉,约占不育男子10%。位于染色体Yq11.23区的AZFa、AZFb、AZFc存在有与精子发生有关的USP9Y、YRRM和DAZ基因。各个区域AZF常常存在微缺失。对不孕征患者，特别是严重少精症患者，通过ICSI治疗可以获得自己后代，但是如果这些少精症患者存在Y染色体微缺失，则有可能其男性后代亦会出现相同的男性不育问题。因此有必要进行Y染色体微缺失的分子检测。
我院对少、弱、畸症病人检测分布在AZFa,b,c的四个位点(sY84 、USP9Y 、 sY143 、 sY254 )。采用这些位点几乎能够检测到所有临床上的相关缺失和文献报道的三个AZF区域95%以上的缺失，这套设计完全满足常规检测。 二十
一、蚕豆病
最后一章：遗传病的预防
遗传病的普查、新生儿筛查、携带者筛查、遗传登记、遗传咨询
《现代遗传学》实验
实验一
植物细胞有丝分裂的制片与观察
实验类型：验证型。 学
时： 4 。 内
容：
一、实验目的
1. 学习和掌握植物细胞有丝分裂制片技术。
2. 观察植物细胞有丝分裂过程中染色体的形态特征及染色体的动态变化行为。
二、实验原理
有丝分裂是植物体细胞进行的一种主要分裂方式。有丝分裂的目的是增加细胞的数量而使植物有机体不断生长。在有丝分裂过程中，细胞核内的遗传物质能准确地进行复制，然后能有规律地均匀地分配到两个子细胞中去。植物有丝分裂主要在根尖、节间、茎的生长点、芽及其它分生组织里进行。将生长旺盛的植物分生组织经取材，固定、解离、染色、压片，可以观察到细胞有丝分裂的全过程。若进行染色体计数，则需进行前处理，即取材之后要用物理的或化学的方法，阻止细胞分裂过程中纺垂体的形成，使细胞分裂停止在中期，这时的染色体不排到赤道板上，而是散在整个细胞核中，便于对染色体的形态、数目进行观察。
三、试剂与器材
恒温培养箱、显微镜、水浴锅、载玻片、盖玻片、单面刀片、镊子、培养皿、量筒、吸水纸等。
四、实验材料
蚕豆根尖。
五、实验内容
生根→取材→前处理→固定→解离→水洗与低渗→染色与压片→镜检→永久制片。
六、关键步骤及注意事项
1. 取材要找分裂高峰期。
2. 前处理、固定、解离、染色等步骤，注意药品与时间的选择。
七、思考题
选择有丝分裂各期的优秀细胞绘图，在典型的前、中、后、末各期之间选择一个过渡期细胞以连接染色体的动态行为。
实验二
植物细胞减数分裂的制片与观察
实验类型：验证型 学
时：4 。 内
容：
一、实验目的
1. 学习和掌握植物细胞减数分裂制片方法。
2. 了解植物生殖细胞的形成过程及减数分裂过程各期的细胞学特征。
二、实验原理
减数分裂是生物在形成配子时的一种特殊的分裂方式。减数分裂是在性母细胞中进行的。减数分裂的目的是使二倍染色体数减为单倍染色体数，以便两性配子结合时恢复形成二倍体生物。减数分裂的特点是这些细胞连续进行两次细胞分裂即减数第一次分裂和减数第二次分裂，而染色体只复制一次。结果一个小孢子母细胞形成四个小孢子，每个细胞只含单倍数染色体，使染色体数目减少一半，所以叫减数分裂。减数分裂的另一个特点是前期特别长，而且变化复杂，包括同源染色体配对、交换与分离等。
三、试剂与器材
酒精灯、镊子、解剖针、50ml烧杯、10ml烧杯、载玻片、吸水纸、量筒、显微镜等。
四、实验材料
玉米雄穗。
五、实验内容
取材→固定→保存→花药剥离→媒染→水洗→染色→压片→镜检。
六、关键步骤与注意事项
1. 花药剥离时大、中、小花药都要有，量要充足。
2. 镜检时首先要区分花粉母细胞和花药壁细胞，要注意第一次分裂的前期的不同型态。
七、思考题
试绘制减数分裂过程中各期的典型细胞。要求双线期、终变期染色体数目清楚。
实验三 果蝇唾腺染色体的制备和观察
实验类型：验证型 学
时：4 。 内
容：
一、实验目的
1. 练习分离果蝇幼虫唾腺的技术，学习唾腺染色体的制片方法。 2. 观察了解果蝇唾腺染色体的形态学及遗传学特征。
二、实验原理
果蝇是双翅目昆虫，其唾腺细胞发育到一定阶段后停止在间期，但紧密配对的同源染色体(实为伸展的染色质丝)，仍能不断复制，复制后产生的子染色体彼此不分开。复制可达9次之多，因此一对染色体最终可产生2×2=1024条染色质丝。它们集结在一起形成了一条多线染色体，宽度可达5m，长度可达400m，约为普通中期染色体的，在显微镜下清晰可见。染色质丝的不同部位螺旋化程度不同，其中螺旋化程度较高的部位形成染色粒。这些染色粒经由多线染色体的放大，形成染色较深的横纹，而染色粒间螺旋化程度较低的部分则形成了染色较浅的间纹。研究表明，对一种果蝇来说，带纹的宽窄、数目、位置等是恒定的，标志着物种的特征。当染色体上有结构畸变，如缺失、重复、倒位、易位等，很容易在唾腺染色体上鉴别，使唾腺染色体成为染色体变异研究的独特材料。
三、实验材料
黑腹果蝇三龄幼虫。
四、实验步骤
1.剥离唾腺：在一干净的载玻片上滴一滴生理盐水，选择行动迟缓、肥大、爬在瓶壁上即将化蛹的三龄幼虫，或者选择经低温处理的果蝇三龄幼虫置于载玻片上。每只手各持一个解剖针，在解剖镜下进行操作。果蝇的唾腺位于幼虫体前约1/3处，找到具有口器的头部(有一小黑点)，一手用解剖针刺入(或压住)头部，将虫固定，一手用解剖针刺入体前约1/3处，适当用力向两端迅速拉开。唾腺是一对透明的棒状腺体，外有白色的脂肪组织(不透明)。去除幼虫其它组织部分，并把唾腺周围的白色脂肪剥离干净。
2.染色：吸去生理盐水，注意操作时要边观察边吸湿，最好用解剖针轻压，防止连同唾腺一起吸走;滴加卡宝品红染色液，染色5-10min。
3.压片：染色完成后，盖上干净的盖片，并覆一层滤纸。将片子放在实验台上，用大拇指均匀用力压片。(注意不要使盖片移动。)
4.镜检：在低倍镜选择唾腺细胞多且染色体分散好的视野，换高倍镜仔细观察唾腺染色体的染色中心、染色体臂、横纹、蓬突(puff)等结构。
五、注意事项
1. 一定加生理盐水，否则唾腺易干。 2. 将脂肪组织清除干净
3. 水不可太多，否则幼虫会漂浮而且活跃。 4. 染色时间不可过长，否则背景也着色 5. 压片时要揉，用力要均匀
6. 染色完以后，将旧的染色液吸去，加新的染色液，再压片。 7. 吸水时勿将唾腺一起吸走。 9
六、实验作业
1.制做效果较好的唾腺染色体临时片1～2张。检查你制作的制片，寻找形态良好、分散适中的图象仔细观察各条臂的特点。
2.画出所制染色体的形态，大小，并标出明显的横纹特点。
实验四 染色体数目变异的观察
实验类型：验证型。 学
时：4 。 内
容：
一、实验目的
1. 观察和鉴别洋葱、小麦等植物单倍体、二倍体、三倍体等染色体永久装片，了解倍性变化在植物育种上的应用。
2. 观察和分析人类染色体数目变异装片，了解染色体数目变化导致的遗传疾病。
二、实验原理
自然界各种生物的染色体数目是相当恒定的，这是物种的重要特征。例如玉米体细胞染色体有20 个，配成10 对。遗传学上把一个配子的染色体数，称为染色体组(或称基因组)用n 表示。如玉米染色体组内包含10 个染色体，它的基数n=10。一个染色体组内每个染色体的形态和功能各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长和发育、遗传和变异。
由于各种生物的来源不同，细胞核内可能具有一个或一个以上的染色体组，凡是细胞核中含有一套完整染色体组的就叫做单倍体，也用n 表示。具有两套染色体组的生物体称为二倍体，以2n 表示。细胞内多于两套染色体组的生物体称为多倍体。例如三倍体(3n)、四倍体(4n)、六倍体(6n)等，这类染色体数的变化是以染色体组为单位的增减，所以称作整倍体。
在整倍体中，又可按染色体组的来源，区分为同源多倍体和异源多倍体。凡增加的染色体组来自同一物种或者是原来的染色体组加倍的结果，称为同源多倍体。如果增加的染色体组来自不同的物种，则称为异源多倍体。
多倍体普遍存在于植物界，目前已知道被子植物中有1/3 或更多的物种是多倍体，如小麦属(Triticum)染色体基数是7，属二倍体的有一粒小麦，四倍体的有二粒小麦，六倍体的有普通小麦。除了自然界存在的多倍体物种之外，又可采用高温、低温、X 射线照射、嫁接和切断等物理方法人工诱发多倍体植物。在诱发多倍体方法中，以应用化学药剂更为有效。如秋水仙素、萘嵌戊烷、异生长素、富民农等，都可诱发多倍体，其中以秋水仙素效果最好，使用最为广泛。 秋水仙素是由百合科植物秋种番红花——秋水仙(Colchicumautumnale)的种子及器官中提炼出来的一种生物碱。化学分子式为
具有麻醉作用，对植物种子、幼芽、花蕾、花粉、嫩枝等可产生诱变作用。它的主要作用是抑制细胞分裂时纺锤体的形成，使染色体不走向两极而被阻止在分裂中期，这样细胞不能继续分裂，从而产生染色体数目加倍的核。若染色体加倍的细胞继续分裂，就形成多倍性的组织，由多倍性组织分化产生的性细胞，所产生的配子是多倍性的，因而也可通过有性繁殖方法把多倍体繁殖下去。
多倍体已成功地应用于植物育种，用人工方法诱导的多倍体，可以得到一般二倍体所没有的优良经济性状，如粒大、穗长、抗病性强等。三倍体西瓜、三倍体甜菜、八倍体小黑麦已在生产上应用。
三、实验材料
洋葱、小麦、人等永久装片。
四、实验器具
显微镜。
五、实验步骤
用光学显微镜观察各种染色体数目变异永久装片。
六、实验作业
绘出至少3种染色体数目变异材料观察结果。
实验五 人类染色体核型分析
实验类型：综合型。 学
时：4 。 内
容：
一、实验目的
1. 学习染色体组型的分析方法。 2. 了解人类染色体的特征。
二、实验原理
各种生物的染色体数目是恒定的。大多数高等动植物是二倍体(diploid)。也就是说，每一个体细胞含有两组同样的染色体，用2n 表示。其中与性别直接有关的染色体，即性染色体，可以不成对。每一个配子带有一组染色体，叫做单倍体(haploid)，用n 表示。两性配子结合后，具有两组染色体，成为二倍体的体细胞。如蚕豆的体细胞2n=12，它的配子n=6，玉米的体细胞2n=20，配子n=10。水稻2n=24，n=12。有些高等植物还是多倍体。
染色体在复制以后，纵向并列的两个染色单体(chromatids)，往往通过着丝粒(centromere)联在一起。着丝粒在染色体上的位置是固定的。由于着丝粒位置的不同，可以把染色体分成相等或不等的两臂(arms)，造成中间着丝粒，亚中间着丝粒、亚端部着丝粒和端部着丝粒等形态不同的染色体。此外，有的染色体还含有随体或次级缢痕。所有这些染色体的特异性构成一个物种的染色体组型。染色体组型分析是细胞遗传学、现代分类学和进化理论的重要研究手段，也是一种简便的方法。
三、实验材料
由实验室提供的正常男性染色体放大照片。
四、实验器具和药品
镊子、剪刀、绘图纸。
五、实验内容
染色体组型分析方法分为两大类，一类是分析体细胞有丝分裂时期的染色体数目和形态。另一类是分析减数分裂时期的染色体数目和形态，均能得到染色体组型。这里我们要做的是有丝分裂时期的分析。
各染色体的长臂与短臂之比称为臂率。
臂率为1.0—1.7 的归为中间着丝粒染色体，用(M)表示。
1.7—3.0 的归为亚中间着丝粒染色体，用(Sm)表示。 3.0—7.0 的归为亚端部着丝粒染色体，用(St)表示。 7.0—更大的归为端部着丝粒染色体，用(Ot)表示。
用SAT 代表具随体的染色体，计算染色体长度时，可以包括随体也可以不包括，但均要注明。
六、实验步骤
1、测量：根据放大照片测量、记录染色体形态测量数据如下： (1)臂比=长臂(q)长度/短臂(p)长度 (2)着丝粒指数=短臂长度/该染色体长度×100 (3)总染色体长度=该细胞单倍体全部染色体长度(包括性染色体)之和 (4)相对长度=每条染色体长度/总长度×100
2、填表(表格于实验结果中)。
3、配对：根据测量数据，即染色体相对长度、臂率、着丝粒指数、次缢痕的有无及位置、随体的形状和大小等进行同源染色体的剪贴配对。
4、染色体排列：染色体对从大到小，短臂向上、长臂向下，各染色体的着丝粒排在一条直线上。有特殊标记的染色体(如含有随体的)以及性染色体等可单独排列。
5、绘图：完成上述步骤的染色体剪贴，可以通过翻拍摄影或描图成为染色体组型图。
七、实验作业
填表并说明人类染色体的各种测量值并列出核型公式。K(2n)=2X=46=xm+xSm+xSt+xOt
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