实验十六数量性状的遗传学分析：人类指纹分析 ppt课件

通过比较不同物种的数量性状遗传学特征，有助 于我们更全面地理解进化的过程和机制。
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大数据和人工智能的应用
利用大数据和人工智能技术对海量数据进行处理 和分析，以揭示数量性状的遗传基础和进化机制 。
对育种实践的指导意义
优化育种方案
通过深入理解数量性状的遗传基础，育种者可以更有针对性地制 定育种方案，提高育种效率和成功率。
贡献
了解遗传方差与环境方差 的贡献，有助于理解数量 性状的变异来源，为育种 和改良提供依据。
数量性状与基因型的关系
数量性状
受多对基因控制的性状， 其变异呈连续分布。
基因型
控制数量性状的基因组合 ，其变异呈离散分布。
关系
数量性状是基因型与环境 因素相互作用的结果，基 因型是数量性状的内在决 定因素。
详细描述
配合力是评估不同品种或品系间杂交组合表现的重要指标。通过配合力预测，可以筛选出具有优良杂交组合的亲 本，提高育种的成功率和效率。配合力在数量性状改良中具有重要的应用价值，是评估杂交后代表现的重要依据 。
分子标记辅助选择在数量性状改良中的应用
总结词
分子标记辅助选择是一种基于分子生物学技术的选择方法，通过检测与目标性状紧密连锁的分子标记 ，实现数量性状的精准选择。
详细描述
选择指数法通过构建选择指数，综合考虑多个数量性状的目标值和权重，将多性 状的选择转化为单性状的选择。这种方法能够提高选择的准确性，减少选择过程 中的偏差和浪费，是数量性状改良中常用的方法之一。
配合力在数量性状改良中的应用
总结词
配合力是指不同品种或品系间杂交后代的表型值与双亲表型值的加权平均值。在数量性状改良中，配合力可用于 预测不同品种或品系间杂交组合的表现，为育种提供指导。

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三 阈性状及其特性
二 是表型呈非连续变异，而遗传物质的数量呈 潜在的连续变异的性状，即只有超越某一遗传阈值时 才出现的性状，如抗病、死亡率以及单胎动物的产仔 数等性状，称为阈性状（threshold character或 threshold trait）。
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数量性状的连续性特点：
第一，一种基因型影响一组表型的表现。其结果模糊 了基因型所决定的不同表型之间的差异，因而不能将一个 特定的表型归属于一个特定的基因型。
如果A1A1A2A2A3A3=18cm，a1a1a2a2a3a3=12cm, 可知一个基因的效应值（A1=A2=A3）为3cm，（6A=18） 一个a基因的效应值（a1=a2=a3）为2cm。（6a=12）
因此，每用一个a基因替换一个A基因，穗长将减少1cm
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忽略环境效应的影响，下列杂交试验的结果将是：
F2的红色籽粒中呈现各种程度的差异，按红色程度可分为： A组：1/4红粒：2/4中等红：1/4白粒； B组：1/16深红：4/16红：6/16中等红：4/16淡红：1/16白色； C组：1/64极深红：6/64深红：15/64次深红：20/64中等红：
15/64中淡红：6/64淡红：1/64白色
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数量性状在研究方法的特点：
1）在杂交后代中，个别或少数后裔所能提供的信息量很少。 研究的单位必须扩大到群体和许多世系才可能获得对其 遗传规律和动态变化的认识；
2）对个体的性状进行测量；
3）利用生物统计学的方法，计算性状的表型参数：平均数、 方差（或标准差）、变异系数，以及遗传参数：遗传率、 遗传相关系数等。
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Байду номын сангаас
稳定性
指纹在个体发育过程中相 对稳定，不会因外部环境 或生长发育而发生显著变 化。
指纹类型的遗传学解释
皮纹分类
根据指纹的形态特征，可以将人 类指纹分为斗形纹、箕形纹和弓 形纹三大类，每类又可细分为不 同的亚型。
遗传学分析
通过遗传学分析，可以确定不同 指纹类型之间的遗传关系，以及 不同特征之间的连锁关系。
准备显微镜、放大镜、记录本、相机等观察和记录工具，确保实验过程的顺利进 行。
指纹观察与记录
观察指纹特征
使用显微镜或放大镜仔细观察每个指 纹的特征，包括纹路走向、纹路密度、 纹路类型等。
记录数据
详细记录每个指纹的特征，并拍照或 扫描进行存档，确保数据的准确性和 可追溯性。
数据处理与分析
数据整理
将观察和记录的数据进行整理，建立数据库或数据表格， 便于后续的数据处理和分析。
作用。
数量性状在群体中呈连续变异， 受多个基因和环境因子影响，遗
传力较高。
数量性状遗传学在农业、医学和 生物多样性保护等领域具有广泛
应用。
人类指纹分析的意义
个体识别
指纹具有高度的个体特异性， 可用于身份识别和犯罪侦查。
遗传疾病研究
指纹与遗传疾病之间可能存在 关联，通过指纹分析有助于研 究遗传疾病的发病机制。
遗传学研究
指纹的遗传规律有助于理解人 类遗传学的基本原理，为多基 因遗传病的研究提供线索。
生物多样性保护
指纹分析在生物多样性保护领 域可用于物种鉴定和种群遗传
结构研究。
02 人类指纹的遗传基础
指纹的遗传特性
01
02
03
遗传性
指纹的形态和结构特征是 由基因决定的，具有明显 的遗传性。

箕形纹
纹线起始于一侧，呈簸箕状向 另一侧延伸，并返回起点。
斗形纹
纹线环绕成封闭的环形或螺旋 形。
混合形纹
包含上述两种或两种以上类型 的特征。
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指纹的生理基础
皮肤结构
指纹的形成与皮肤的结构密切相关。 手指末端的皮肤由表皮、真皮和皮下 组织构成，其中表皮层上的凸起形成 了指纹的纹线。
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新兴技术在指纹识别中的应用
深度学习技术
通过训练深度神经网络模型，可以自动学习指纹图像中的特征表示 ，提高特征提取的准确性和效率。
多模态生物特征识别
结合指纹、人脸、虹膜等多种生物特征进行识别，可以提高系统的 安全性和可靠性。
云计算和大数据技术
利用云计算和大数据技术，可以实现大规模指纹数据的分布式存储和 处理，提高系统性能。
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特征提取与匹配算法
01
特征提取
从指纹图像中提取特征点（如纹线端点、分叉点等），形成特征向量。
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02
特征匹配
将待识别指纹的特征向量与数据库中的指纹特征向量进行比对，找出相
似度最高的指纹。
03
算法优化
针对指纹特征提取和匹配过程中的问题，对算法进行改进和优化，提高
识别准确率和效率。例如，采用深度学习技术对指纹特征进行自动学习
20世纪60年代至80年 代，随着计算机技术的 发展，指纹识别技术开 始实现自动化，出现了 自动指纹识别系统（ AFIS）。
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民用领域应用阶 段
多模态生物识别 阶段
20世纪90年代以后，指 纹识别技术逐渐应用于 民用领域，如门禁系统 、考勤系统、手机解锁 等。

实例三：家禽产蛋性状的数量性状遗传分析
总结词
家禽产蛋性状的数量性状遗传分析有助于揭 示其遗传规律，提高产蛋量和品质。
详细描述
家禽产蛋性状是重要的经济性状之一，对其 数量性状遗传进行分析可以帮助育种者提高 产蛋量和品质。通过研究家禽产蛋性状的数 量性状遗传，可以发现一些与产蛋性状紧密 相关的基因和位点，进一步揭示其遗传机制 。这些研究成果有助于优化家禽育种方案， 提高经济效益和满足市场需求。
数量性状受遗传因素影响 的程度，范围从0到1。
遗传增益
通过选择获得的遗传改进 量。
数量性状遗传分析的重要性
农业育种
提高产量、抗性等数量性 状，提高品种的遗传品质 。
医学研究
研究人类生理、生化等数 量性状，了解疾病易感基 因。
生物多样性保护
评估物种数量性状的遗传 多样性，制定保护策略。
数量性状遗传分析的基本原理
学依据。
药物研发
通过分析药物反应相关的数量性状 基因，可以预测个体对药物的反应 差异，有助于个性化用药方案的制 定。
人类表型组研究
利用数量性状遗传分析方法，可以 对人类表型特征进行深入研究，揭 示表型与基因型之间的关联。
在人类遗传学研究中的应用
人类进化研究
通过分析不同人群的数量性状遗传变异，可以揭示人类进化的历 程和机制。
人类生物学特征研究
数量性状遗传分析有助于解释人类生物学特征的遗传基础，如身高 、体重、智力等。
人类疾病遗传学研究
利用数量性状遗传分析方法，可以研究人类复杂疾病的遗传机制， 为疾病预防和治疗提供科学依据。
04
数量性状遗传分析的挑战与展望
数据分析的复杂性
数据预处理
对原始数据进行清洗、整理和标 准化，确保数据质量。

动物（畜禽）的大多数经济性状都是数量性状，例如产 蛋量、增重速度、产奶量、饲料报酬、胴体瘦肉率，及毛 皮动物的毛长、细度和密度等。
所以数量性状在农业中显得特别重要。 （三）人类
人的身高、体重、胖瘦、寿命……
三、认识数量性状
特点：变异不容易分为截然不同的组别，其间有 一系列的过渡类型，只有数量的不同，没有质的 差别。
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《遗传学》
知识目标
学习目标
一、 二、 三、
知道 清楚 数量 数量
熟悉 数量 性状
性状 性状 与质
的概 的遗 量性
念 传特 状的
点
区别
能力目标
能用分析 数量性状 的方法分 析育种与 生产中的 实际问题
Gregor Mendel 1822-1884
（一）数量性状与质量性状的区别
五、数量性状与质量性状的关系 （二）数量性状与质量性状的相对性 1、数量性状与质量性状的区别不是绝对的； 2、生物的性状都有其质和量两个方面，只是在一 定条件下质和量表现出主次关系。 3、在不易区分一个性状是质量性状或数量性状时， 就必须根据F1或F2遗传动态特征来作出判断。
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亲 本 25
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玉米穗长遗传的柱形图
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如果分子标记覆盖整个基因组，控制数量性状的 基因( Qi)两侧会有相连锁的分子标记( M i- 和 M i+ )，这 些与Qi紧密连锁的分子标记将表现不同程度的遗传效应。
利用分子标记定位QTL（Qi），实质就是分析分子 标记与数量性状基因座Qi的连锁关系，即利用已知座位 的分子标记来定位未知座位的Qi，通过分子标记与Qi之 间的重组率，来确定Qi的具体位置。
注意把QTL与具体的群体相联系。 QTL有统计学特征 统计分析确定的QTL的位置也并
非物理上的位置。所以QTL位置与效应均有概率上的 含意。
型3种带型，这3种带型即代表某一分子标记的3种基因 型。如果将含有P1带型的个体赋值为1，P2带型的赋值 为3，杂合体赋值为2，即可得到数据化的分子标记图。
三、QTL作图一般步骤
（三）检测分离世代群体中每一个体的标记基因型
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三、QTL作图一般步骤
（四）测量数量性状 测定作图群体的每个个体（系）数量性状值。如： 株高 百粒重 蛋白质含量 ……
四、基于混合线性模型的复合区间作图法 （MCIM）
朱军提出了用随机效应的预测方法获得基因型效 应及基因型与环境互作效应，然后再用区间作图法进 行遗传主效应及基因型与环境互作效应的QTL分析。
四、基于混合线性模型的复合区间作图法 （MCIM）
该模型可以扩展到分析具有加×加、加×显、显× 显上位性的各项遗传主效应及其与环境互作效应的QTL。
缺点：无法检测上位性效应和基因型与环境的互作； 当相邻QTL相距较近时，QTL间相互干扰使QTL的
位置和效应估计出现偏差； 每次检验仅用两个标记，其他标记的信息未加利用。
三、复合区间定位法(CIM)
Kao 和Zeng等（1999）提出了多重区间作图法进 行基因定位，这种方法也是以极大似然法估算遗传参 数，突破了回归方法的局限性，可同时在多个区间上 检测多个QTL，使QTL作图的精确度和有效性得到了改 进。

和身份验证。
04
CATALOGUE
指纹的科学实验
制作指纹
使用无色透明的塑料薄膜和油墨 来制作指纹。
将塑料薄膜放在手指上，然后用 油墨轻轻按压，让指纹印在薄膜
上。
等待油墨干燥后，将薄膜转移到 一张白纸上，这样就可以清晰地
看到指纹了。
观察指纹
观察指纹的纹路和形 状，注意它们的起点 、终点和分支。
观察指纹上是否有汗 孔、油脂或其他物质 。
科学有趣的指纹 PPT课件
目 录
• 引言 • 指纹的特性与识别 • 指纹的分类与特征 • 指纹的科学实验 • 总结与展望
01
CATALOGUE
引言
目的和背景
目的
通过展示指纹的特点和功能，帮 助孩子们了解人体生物特征的独 特性和科学意义。
背景
指纹是人体的一种生物特征，具 有独特的纹理和特征，可以用于 身份识别、生物分类以及研究人 类进化等方面。
指纹特征的提取和比对
基于图像处理技术提取指纹特征
01
通过图像处理技术，如滤波、二值化、细化等，提取出指纹的
嵴和峪信息，以及细节特征。
基于特征提取算法提取指纹特征
02
通过特征提取算法，如SIFT、SURF等，从指纹图像中提取出关
键特征点，用于后续的比对和识别。
指纹比对与识别
03
将提取出的指纹特征与已知的指纹库进行比对，实现指纹识别
总结
指纹的独特性
指纹的独特性是每个人与生俱来 的，没有完全相同的指纹，这使 得指纹成为一种可靠的识别标志
。
指纹的科学依据
指纹的科学依据在于指纹的形态特 征和纹路特征，这些特征在医学、 法医学和生物识别等领域都有广泛 的应用。

遗传模型构建方法
遗传力模型
通过构建遗传力模型，分 析数量性状的遗传变异程 度，并估计遗传力和相关 参数。
遗传相关模型
通过构建遗传相关模型， 分析不同数量性状之间的 遗传相关控制的群体遗传现象， 通过混合模型进行基因型 和环境交互作用的分析。
数量性状遗传在自然界中广泛存在，如人的身高、 体重、智力等都属于数量性状。
数量性状遗传的特点
数量性状遗传具有连续变异的 特点，即在一个群体中，个体 的表现型值可以连续变化。
数量性状遗传受多个基因位点 的影响，这些基因位点通常具 有微效作用，即每个基因位点 对表现型的影响较小。
数量性状遗传还受到环境因素 的影响，环境因素可以影响个 体表现型值的变异范围和分布 。
数量性状遗传在动物育种中的应用
生长速度
通过研究动物生长速度的数量性 状遗传，育种家可以培育出生长 快速的动物品种，提高养殖效益
。
繁殖性能
通过选育具有优良繁殖性能的数 量性状基因，可以提高动物的繁
殖效率，加速品种改良进程。
抗病性
通过研究动物抗病性的数量性状 遗传，育种家可以培育出具有较 强抗病能力的动物品种，降低养
利用新一代测序技术和遗传资源发掘，精细定位和克隆控制数量性状的基因或基因组区域 。
解析数量性状基因的互作网络
研究基因之间的相互作用关系，解析数量性状形成的复杂网络调控机制。
探索表观遗传修饰对数量性状的影响
研究DNA甲基化、组蛋白修饰等表观遗传修饰对数量性状表达的调控作用。
加强数量性状遗传与其他学科的交叉研究
03
数量性状遗传分析方法
统计分析方法
01
02
03
方差分析
通过比较不同群体或处理 组之间的变异程度，确定 数量性状是否受遗传控制 。

实验原理
► 总指嵴数是一种遗传性状，其基因是加性的。亲属 间总指嵴数的相关性分析发现，同卵双生子与异卵 双生子间的总指嵴数相关性系数分别是0.95±0.07 （理论相关性1.00）和0.49±0.08（理论相关性 0.50）。这个结果为同卵双生儿和异卵双生儿的区 分提供了一种依据；父母与子女见得总指嵴数相关 系数是0.48±0.03（理论相关0.50）。目前认为， 总指嵴数这个性状是由多基因控制的性状，其相关 的基因以及遗传方式正在研究中。
实验十六数量性状的遗传学分析：人类 指纹分析
幽默来自智慧，恶语来自无能
数量性状的遗传分析： 人类指纹的分析
实验原理
► 我们知道，像果蝇的红白眼色，碗豆的植株高矮 这样的性状是由一到两对基因控制的，不同的性 状之间界限分明，这种性状为质量性状，质量性 状受环境的影响不大。但是像人的身高、体重； 农作物的株高、穗长这样的性状，个体表型的变 异之间就没有明确的界限，这种性状为数量性状。 数量性状是由多基因控制的，每一基因的遗传传 递方式同样符合孟德尔定律，只是控制这些性状 的基因数量多，而单个基因的作用较小，受环境 的影响较大，各个基因的效应不容易区分。数量 性状的遗传研究是很重要的。因为动植物以及人 类的很多性状，如畜禽的产蛋、产肉、产奶量， 农作物产量与品质，人类某些遗传病（如常见的 高血压、冠心病、风湿病等）、智力及某些行为 等，都是数量性状。
实验原理
► 人类的性状受遗传背景和环境因素双重影响，形成 和成熟于生理生化过程之中，因此不难理解，遗传 或生理因素的异常，可能会造成嵴纹发育的异常， 即指纹参数就会非同寻常。长期以来，这个推论已 经被大量的异常遗传性状或遗传疾病所证实。
► 例如：在Down氏综合症患者的手指短粗，10个指 头中正箕纹的比例均增加，在食指和小指上出现反 箕（桡箕）的比例明显地较正常人高，许多患者小 指尽一条褶纹。皮纹性状的分析是非常重要的，不 仅指纹可被用作诊断某些先天畸形或遗传性疾病的 辅助工具，掌、趾、足等处的皮纹，同样在遗传分 析或临床诊断中能够派上用场。

指纹在人的一生中保持不变，因此可以用作身份识别的重要依
据。
可分类性
03
根据指纹的形态和特征，可以将其分为斗形、弓形、箕形等不
同类型，每种类型都具有不同的特征点。
指纹的采集和提取
采集方法
采集指纹的方法有多种，如摩擦表面采集、油墨采集、活体光学采集等。
提取技术
指纹提取需要使用特定的技术和设备，如指纹刷、高倍显微镜等。
2023
幼儿园课件指纹实验
目录
• 了解指纹 • 指纹实验 • 指纹在生活中的应用 • 指纹的秘密 • 探索更多
01
了解指纹
什么是指纹？
指纹是手指肚上由皮肤纹理和汗腺形成的图案，每个人具有 独特的指纹特征，一般情况下很难重复。
指纹分为三种类型：斗形、箕形和弓形，每种类型都有其特 定的结构特征和形成机制。
THANK YOU.
指纹的种类和特点
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斗形指纹
指纹涡纹的中心呈环形或螺旋形，具有3-6个分 支，通常为3个分支。
箕形指纹
指纹涡纹的中心呈线性，具有1-3个分支，通常 为1个分支。
3
弓形指纹
指纹涡纹的中心呈弓形，具有1个分支，没有中 心点。
指纹的采集和比对
指纹采集方法
使用化学试剂、导电银胶、硅胶等材料制作成指纹采集卡， 将指纹印在采集卡上，然后进行比对。
制，相比传统门锁更加安全可靠。
便捷性
02
指纹锁的识别速度较快，可实现快速开锁，同时避免了携带众
多钥匙的麻烦。
应用广泛
03
指纹锁在家庭、办公室等领域得到广泛应用，为人们的生活带
指纹支付通过指纹识别技术进行快速支付，简化了支付流程，提高了支付效率。
安全性

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皮纹采样方法：
油墨法
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参考文献
• 杜若普.2004中国人群体遗传学[M].北京：科学出版社. • 丁显平.2005.人类遗传与优生[M].北京：人民军医出版社. • 何俊琳.王应雄.2004.遗传与优生学实验指导[M].北京：科学出版
社.
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• 遗传因素对人体出生后的体表形状有重要影响。 • 很多体表性状是人类群体遗传学研究的经典指标，学习和掌握人
体若干体表性状的遗传分析。对认识人类性状遗传及其规律和学 习群体和数量遗传学有重要意义。
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精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
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指纹（斗形纹）
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掌纹
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三、实验材料 以实验组的每一位同学的17种性状作为研究小群体
四、实验用具：笔和纸 五、实验步骤
1.以8个人为一组，观察上述的每个性状的表现，并作 记录。 2.统计全组的资料
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• 皮纹学是研究皮纹的形态特征、发生、遗传变异规律及其应用 的学科。目前广泛应用于人类学、遗传学、法医学及临床诊断 等领域，我国是世界上公认的指纹术的发源地，是最早应用指 纹、掌握指纹的国家。
• 人体的皮肤纹理属多基因遗传，具有高度的个体特异性。其遗 传方式有显性、隐性、中间性、不完全显性、不完全外显率及 不同表现度等多种形式。
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭