工作心得
一．研发经验（针对一种单基因遗传病的研发）
1.首先，确定与疾病相关的基因，可参考以下数据库；
https://www.doczj.com/doc/ee8986416.html,/omim/
https://www.doczj.com/doc/ee8986416.html,/
2.查阅资料，对确定的基因进行查阅。遵循的原则是此种疾病在中国人群中有
没有报道，有无常见突变位点，如果在中国人群中没有相关研究，没有常见的突变位点，我们将采取对整个基因的所以外显子进行测序，偏向于编码区序列的研究，因为编码区序列核苷酸的变化大部分影响着蛋白质的功能；3.引物设计，在设计引物的过程中，应该遵循
1)引物应用核酸系列保守区内设计并具有特异性。
2)产物不能形成二级结构。
3)引物长度一般在15-30碱基之间。
4) G+C含量在40%-60%之间。
5)碱基要随机分布。
6)引物自身不能有连续4个碱基的互补。
7)引物之间不能有连续4个碱基的互补。
8)引物3′端要避开密码子的第3位。
PCR引物设计的目的是找到一对合适的核苷酸片段，使其能有效地扩增模板DNA 序列。引物的优劣直接关系到PCR的特异性与成功与否。对引物的设计不可能有一种包罗万象的规则确保PCR的成功，但遵循某些原则，则有助于引物的设计。
4.实验验证
将设计好的引物进行PCR扩增测序，根据电泳图与测序峰图来判断引物是否适用。
二．数据分析原则
1.对于已报道的突变，可以查询与该疾病相关的数据库，对突变位点进行解读
https://www.doczj.com/doc/ee8986416.html,/clinvar/
2.对于新发现的突变以及未知功能的突变
2.1对突变的类型进行定位
2.1.1移码突变和无义突变
移码突变：是指DNA链上插入或丢失1个、2个甚至多个碱基（但不是三联体密码子及其倍数），在读码时，由于原来的密码子移位，导致在插入或丢失碱基部位以后的编码都发生相应改变，其结果引起密码子移位扰乱基因信息，产生无义蛋白；（2）无义突变：当单个碱基置换导致出现终止密码子( UAG、UAA、UGA )时，多肽链将提前终止合成,所产生的蛋白质大都失去活性或丧失正常功能，使氨基酸肽链截短，这将导致基因功能的改变；
2.1.2同义突变
碱基被替换之后，产生了新的密码子，但由于生物的遗传密码子存在简并
现象，新旧密码子仍是同义密码子，所编码的氨基酸种类保持不变，因此同义突变并不产生突变效应。
2.1.3错义突变
是指错义突变：是指DNA分子中的核苷酸置换后改变了mRNA上遗传密码，从而导致合成的多肽链中1个氨基酸被另一氨基酸所取代，错义突变结果产生异常蛋白质，对错义突变功能的确定应该遵循以下几个方面：
1)氨基酸的进化保守性分析。利用Clustal W2 软件将各个位点的保守性进行
自动比较分析，看氨基酸是否保守（如果该位点属于高度保守，高度保守的氨基酸往往对蛋白结构具有关键的作用，其它氨基酸的替代可能会对蛋白的结构功能产生明显的影响）。
2)氨基酸的极性分析
氨基酸的生化性质的改变可能会引起蛋白的异常折叠，形成异常的二聚体影响细胞内信号的传导，其不仅改变了蛋白质的一级结构基础，而且对于蛋白质的三级结构可能具有直接影响。
3)错义突变对蛋白质功能影响分析
用PROVEAN、PolyPhen-2、SIFT和PMUT等程序预测点突变对蛋白质功能造成的影响。
PROVEAN（https://www.doczj.com/doc/ee8986416.html,/seq_submit.php）
PolyPhen-2（https://www.doczj.com/doc/ee8986416.html,/pph2/index.shtml）
SIFT（https://www.doczj.com/doc/ee8986416.html,/）
PMUT（http://mmb2.pcb.ub.es:8080/PMut/）
备注：当软件分析不一致时，综合几个软件预测的结果，得出统一的结果。
一般采用PolyPhen-2预测的结果，PolyPhen程序不但融合了蛋白序列的保守性以及突变氨基酸的生化特性，更重要是通过突变位点是否在特定的功能性区域或影响蛋白质已知的结构，来对错义突变产生的影响进行初步的预测。
4)错义突变点对蛋白质结构区域影响分析
在PROSITE database（https://www.doczj.com/doc/ee8986416.html,/Tools/pfa/ps_scan/）提交基因的氨基酸序列，分析该种突变是否在蛋白质的结构和功能区域，对蛋白质结构区域及功能位点能否造成影响。
备注：对于错义突变的风险预测主要参照以上几点，但这些也只是基于理论上的分析，没有临床上的证明，目前无法确定氨基酸的改变是否影响蛋白质的功能和是否改变与发病直接相关，需要通过对蛋白功能的进一步研究和对家族中的其他患者以及正常个体进一步研究后才能明确。
习题参考答案 1. 图中所示的事一个罕见的常染色体隐性遗传疾病苯丙酮尿症（PKU）的系谱 题解 a：系谱中各成员基因型见下图 (a) 尽可能多的列出各成员的基因型。 (b) 如果A和B结婚，则他们的第一个孩子患PKU的概率为多大？ (c) 如果他们的第一个孩子是正常的，则他们的第二个孩子患PKU的概率 (d) 如果他们的第一个孩子患病，则他们第二个孩子正常的概率是多大？ b：1/4X1/3X1/4=1/48 c：1/48 d：3/4 2. 在小鼠中，等位基因 A 引起黄色皮毛，纯合时不致死。等位基因 R 可以单独引起黑色皮毛。当 A 和 R 在一起时，引起灰色皮毛；当 a 和 r 在一起时，引起白色皮毛。一个灰色的雄鼠和一个黄色雌鼠交配，F1 表型如下： 3/8 黄色小鼠， 3/8 灰色小鼠， 1/8 黑色小鼠， 1/8 白色小鼠。请写出亲本的基因型。 A_rr A_R_ aaR_ aarr 3. 果蝇中野生型眼色的色素的产生必需显性等位基因 A。第二个独立的显性基因 P 使得色素呈紫色，但它处于隐性地位时眼色仍为红色。不产生色素的个体的眼睛呈白色。两个纯系杂交，结果如下：
AX P AX p aX P aX p AX p AAX P X p 紫AAX p X p 红AaX P X p 紫AaX p X p 红AY AAX P Y 紫AAX p Y 红AaX P Y 紫AaX p Y 红aX p AaX P X p 紫AaX p X p 红aaX P X p 白aaX p X p 白aY AaX P Y 紫AaX p Y 红aaX P Y白aaX p Y 白 解释它的遗传模式，并写出亲本、F1 和 F2 的基因型。 A/a位于常染色体上，P/p位于X染色体上；基因型aa 的个体眼睛呈白色， 基因型A_X P_ 的个体眼睛呈紫色，基因型A_X p X p、 A_X p Y的个体眼睛呈红色。 4. 一条真实遗传的棕色狗和一条真实遗传的白色狗交配，所有F1 的表型都是白色的。F1 自交得到的 F2 中有 118 条白色狗、32 条黑色狗和 10 条棕色狗。给出这一结果的遗传学解释。 5. 假设在矮牵牛的花瓣中存在着两种色素,红色和蓝色,者混合呈现出正常的紫色.两种色素的生化合成途径如下的示.“白色”是指该复合物不是色素.（白色的花瓣是完全缺乏色素的结果.）红色素是由一个黄色的中间产物形成的,这个中间产物的浓度在有颜色的花瓣中的含量是很少的.
代谢相关疾病基因功能研究介绍 代谢是生物体内所发生的用于维持生命的一系列有序的化学反应的总称。常见的代谢性疾病有糖尿病、肥胖症、骨质疏松、痛风、脂质代谢紊乱以及甲状腺、垂体、肾上腺、性腺、甲状旁腺等疾病。 一、疾病模型 (一)糖尿病模型。糖尿病是一组以高血糖为特征的代谢性疾病。高血糖则是由于胰岛素 分泌缺陷或其生物作用受损，或两者兼有引起。在对糖尿病的研究中，常见的模型 包括： 1.一型糖尿病模型 A药剂诱导型：①STZ (streptozocin), 链脲菌；②Alloxan,四氧嘧啶 B自发型：①NOD (non-obese diabetes)小鼠；②AKITA小鼠 2.二型糖尿病模型 A肥胖二型糖尿病模型 ①db/db小鼠 ②ob/ob 小鼠 ③Zucker fatty大鼠 ④ZDF (Zucker diabetic fatty) 大鼠 ⑤果糖（fructose）长期饮食的二型糖尿病动物模型 ⑥果糖短期饮食+低剂量STZ一次投药 B瘦型二型糖尿病模型 GK(Goto-Kakizaki )大鼠 (二)肥胖症模型。肥胖症是一组常见的，古老的代谢症群。当人体进食热量多于消耗热 量时，多余热量以脂肪形式储存于体内，其量超过正常生理需要量，且达一定值时 遂演变为肥胖症。在对肥胖的研究中，常见的模型有： 1.谷氨酸钠(MSG)诱导的肥胖动物模型 新生小鼠或大鼠皮下注射MSG可诱导其产生肥胖。脂肪堆积是MSG肥胖动物的主要表现,其体脂在2周龄时即显著增加,一直增加到4月龄时。在30～90d时即已形成脂肪肝。 2.金硫葡萄糖(GTG)致肥胖模型 给成年小鼠腹腔注射GTG可诱导其产生肥胖, GTG所诱导的肥胖,被人们普遍认为系下
基因与人类健康 系别：生物科学系专业：生物技术姓名：王晓思学号：20111341031028 【摘要】：介绍了基因与疾病的关系（主要是肿瘤与其基因的关系）、基因治疗与基因免疫的原理及其应用等。阐述基因在疾病产生中的作用，反衬出正常基因的表达其对健康的重要性。 【关键字】：基因疾病 基因是生命体遗传信息的载体，能够表达产生蛋白质，且蛋白质是构成生命体的物质基础。生物之所以能幸存、维持机体各部分结构功能的正常，首先在于它的DNA能被忠实的复制(复制后的DNA携带遗传信息进入新的细胞或机体)，并且尽可能的保护机体免受各种因素的损伤，维护DNA编码蛋白质的准确性。但这些过程一旦出现问题就会导致一系列的或轻或重的疾病的发生，从而影响人类的健康。因此基因对医学各生命科学的发展极具现实意义[1]。 1、基因与疾病的关系 在人类的疾病中，由遗传因素或主要由遗传因素决定的疾病，称谓遗传病。其中的一部分是由基因组某个基因座（Locus）上存在致病基因而引起的，此类遗传病称为单基因遗传病；如：地中海贫血、血友病、白化病等。另一些疾病则是由多个基因座位存在有缺陷基因，这些缺陷基因相互协同作用所致。在许多情况下，这些缺陷基因还需要一定的环境因素参与，才能致个体发病，这一类疾病称谓多基因遗传病，如：高血压、糖尿病、冠心病、肿瘤等等。 基因疾病的发生往往由于基因缺失、突变、错位或外来基因（或DNA片段）插入所引起，导致疾病症状发生的直接原因往往是基因控制的产物发生改变所致[2]。基因产物（蛋白质、酶）的一级结构，二级结物、三级结构或四级结构的改变都可引起疾病[3]。 1.1 基因与肿瘤 癌（Cancer）是一群不受生长调控而增殖的细胞，也称恶性肿瘤。目前已经发现了上百个原癌基因和许多抑癌基因，证明细胞癌变的分子基础是基因突变，DNA的变化和不正常活动导致了细胞癌变。癌基因可分为两大类：一类是病毒癌基因（主要有DNA病毒和RNA病毒），其使靶细胞发生恶性转化。另一类是细胞转化基因（原癌基因），其广泛存在与生物界，具有高保守性，属于管家基因，正常表达时对细胞的生长和分化有调控作用。 ①RNA病毒至少含有gag(组成病毒中心和结构的蛋白质的基因)、pol（逆转录酶的基因）、env（病毒外壳的基因）三种基因，其反转录出的线性双链DNA与宿主的DNA整合，其线性双链表达的产物会激活宿主特定的基因表达，破坏宿主细胞本身固有的平衡，导致细胞发生癌变。 ②原癌基因的突变使其转录活性改变造成细胞癌变。 ③基因互作与癌基因表达主要有染色体构象影响原癌基因表达与抑癌基因产物对原癌基因的调控。 2、基因治疗 基因治疗是通过分子生物学遗传工程手段，将正常基因包括它表达所需要的顺序导入有缺陷基因的患者细胞内，使导入基因发挥作用，从而纠正基因缺陷所致的各种疾病临床症状。纠正致病基因，才能根本上消除病患。目前肝癌基因治疗的方法有： ①反义基因治疗[4]根据肝癌发病原因，导入反义寡核苷酸封闭肝癌基因的表达或用正常
基因与疾病之流感病毒与流感疫苗 文摘：在过去的一百年中,发生了数次强致病性的流感大流行,每次数百万人死亡,时至今日流感病毒仍然对全球公共卫生构成了严重的威胁。特别是近几年，几乎每年都有新的流感病毒出现，2009年4月,甲型H1N1流感病毒最初现于墨西哥,目前已迅速蔓延到世界各大洲,严重威胁着人们的健康。2013年3月，我国出现新型病毒，H7N9，无数人感染此病毒，2016.1月，广东出现新型病毒H5N6。接种疫苗已被证实是目前最为有效的防止病毒感染和传播的方法。但是,在疫苗技术不断升级的同时,我们不得不面对的是变异更为迅速的流感病毒。因此,新型流感病毒与新型抗流感病毒疫苗之间的战争从未停止,也不会停止。在此，我们对一些流感病毒相关的基本但十分重要的知识进行了介绍,结合传统的和现代的流感疫苗技术进行了讨论。我们相信,通过采用先进的分子生物学工具（手段）和重组技术,高效的流感疫苗可以被迅速设计并制造,使我们具有足够的能力应对潜在的全球流感大流行。在这场对抗中,我们任重而道远。 关键词:流行性感冒疫苗流感病毒甲型H1N1 新型H7N9 H5N6 Genes and disease influenza virus and influenza vaccines （LI Huixian） (Lingnan college teachers college information Zhanjiang 534048) Abstract: in the past one hundred years, occurred several times strong pathogenic influenza pandemic, millions of people die each time, today the influenza virus still poses a serious threat to global public health.Especially in recent years, almost every year there is a new flu virus appears, in April 2009, influenza a (H1N1) virus was originally now in Mexico, has quickly spread to the world's continents, serious threat to people's health.In March 2013, our country appeared new virus, H7N9, millions of people infected with the virus, 2016.1 months, guangdong H5N6 a new virus.Vaccination has been proved to be the most effective way to prevent the spread of the virus infection and.But in vaccine technology escalating at the same time, we have to face is more rapid influenza virus variation.Therefore, a new influenza virus and war between the new influenza virus vaccine has never stopped, also
研究基因功能的“四大绝招”（初步总结版） 生命科学的研究有很大一部分集中于研究基因及其产物的功能。到底有哪些方法可以用来研究基因功能呢？本文初步总结为“四大绝招”。 第一招：患得患失 得，指的是基因的过表达（Overexpression）；失，指的是基因敲除（Knockout）或者低表达（Under-expression）。例如研究的假说是基因A与记忆力呈正相关，那么可以这样设计实验：先过表达基因A，预期结果是记忆力增强，再降低基因A的表达水平，或者完全敲除（如果不是lethal的话），预期结果是记忆力减弱。一个高质量的实验设计，一般应该“患得患失”，两方面的实验都要做。 我们不仅要“患得患失”，还要“斤斤计较”。因为过表达或低表达的水平不同，表型改变可能也不同，甚至看不到表型改变。例如，用RNAi Knockdown一个基因的表达水平的70%也许看不到任何变化，但是Knockdown 90%就能观察到表型改变了。所以，当过表达或者低表达研究基因却没有得到预期结果的时候，就需要考虑基因表达水平的变化是否不足。 有时即使完全敲除一个基因也看不到任何表型的改变，此时也不能下“研究基因与研究表型无关”的结论。这就好比一个桥有十个桥墩，如果只去除掉桥墩4，在非过负荷的情况下，桥可能不会倒塌，可以正常通车。可是，如果先去除掉桥墩5，再去除桥墩4，桥就会倒塌了。我们能够认为桥墩4是无用的吗？当然不能。桥墩在这里好比处于同一个通路具有相似功能的基因，桥是否可以通车好比基因的表型是否正常。所以，在敲除一个基因A看不到表型改变的情况下，可以在基因B（与A的功能具有相似性，或者是上下游的基因）敲除的动物模型上敲除基因A，观察敲除后是否有变化。 有时候，全身性的过表达、低表达或者基因敲除会出现我们不想要的结果。例如，全身性的基因敲除会致命。为了解决这个问题，现已开发出许多种组织特异性和时间特异性的过表达、低表达和基因敲除技术，使得基因调控更加准确。 第二招：上下求索 基因需要经过转录为RNA、翻译为蛋白质至少两步才能发挥功能。所以，研究一个基因的功能，就可以在DNA、RNA和蛋白质的水平分别进行研究。DNA 的水平相同，不代表RNA的水平相同；同样，RNA的水平相同，不代表在蛋白质的水平相同。哪怕就是在RNA水平，还有不同的剪切的可能。 一个基因翻译成蛋白质之后，常常需要同其它的基因及其产物相互作用才能发
基因与疾病 姓名：SJ 摘要：人类的很多疾病都是由于人体的基因发生的错误而引起的，对“错误”的基因进行诊断，并加以校正或置换，可以从根本上达到治疗疾病的目的。本文主要介绍了基因与疾病的关系，疾病基因的诊断及其治疗的对策。 关键词：基因疾病基因诊断治疗 1 基因概述 1.1 基因的认识 弗朗西斯·克里克和詹姆斯·沃森对DNA分子为双股螺旋结构的阐明，将人类生命科学的研究带入了一个新时代——基因时代，为基因医学和基因组的研究奠定了基础，推动了生物医学进一步发展，对健康衰老和疾病的认识也引入到分子水平。基因是遗传信息的物质载体。蕴含支配生命活动的指令和构成生物体的信息。所有生物体的生命活动，都直接或间接的受到基因的控制。人类的许多疾病都与基因有关。基因的分离，表达和克隆是目前功能性基因研究的热点。对人类基因的认识、定位和测序分析被认为“大科学”，近年来国际上提出的“生物学中的星球大战”就是要利用体细胞遗传学方法和电子计算机技术，认清人类染色体的30亿(bp)DNA的信息顺序，从而把握“生命的蓝图”，基因对医学各生命科学的发展极具现实意义[1]。 1.2 基因与蛋白质的合成 基因决定着蛋白质的合成，而蛋白质决定代谢作用，代谢作用则决定各种生物性状。DNA链是由许多单核苷酸(A腺嘌呤、C胞嘧啶、T胸腺嘧啶、G鸟嘌呤)按一定顺序连接排列而成的一条长链。在翻译蛋白质时，每三个核苷酸决定蛋白质的一个氨基酸。因此从已知的DNA的核苷酸的排列顺序或蛋白质多肽链氨基酸的顺序，都可以推断出对方的组成。 1.3 基因的研究方法 HGP(人类基因组计划)的近期目标主要是测定人类基因组全序列。而人类基因组DNA由四种核苷酸按一定的顺序排列而成，DNA所含核苷酸的总数为30亿对，如此庞杂的序列顺序如何能一个一个地测定排列出来，确是一项浩大的工程。然而科学家想出了一整套办法，建立了许多测定的方法和手段。先按不同尺度把人类基因组分成若干大的区域，每个大的区域再分成小区域，小区域再切成若干片段，然后把每个小片段的序列测定后排接成小区域，由小区域序列排接成大区域，再把大区域序列排接成全序列。简单地说就是将长长的DNA分成许多许多片段，再一个片段一个片段的测定，结果出来后再将这些片段的DNA序列依次连接起来，这样就得出了整个DNA的全序列[2]。 2 基因与疾病的关系 在人类的疾病中，由遗传因素或主要由遗传因素决定的疾病，称谓遗传病。根据临床统计，25%的生理缺陷、30%的儿童疾病和60%的成年人疾病都是由遗传病引起的。而人类遗传病据报道有5000种，大部分是单基因缺陷造成的。机体是一个复杂的动态性的平衡系统，每一个基因对机体的正常功能的影响都是复杂
第九章基因突变与疾病 基因（gene)是DNA分子上一段具有遗传功能的核苷酸序列，是细胞内遗传物质的主要结构和功能单位。基因具有如下特征：①基因能自我复制。一个基因随DNA的复制而成为两个相同的基因。②基因决定性状。DNA上某一结构基因经转录和翻译，决定某种酶和蛋白质的合成，从而表现出某一性状。③基因能发生突变。在生物进化过程中，由于多种因素的影响，基因可发生突变，基因突变是生物进化、分化的分子基础，也是某些疾病的基础，是生物界普遍存在的现象。 第一节基因突变的概念和原因 基因突变(gene mutation)是指DNA分子上核苷酸序列或数目发生改变。由一个或一对碱基发生改变引起核苷酸序列改变所致的突变，称为点突变（point mutation)；把核苷酸数目改变的基因突变称为缺失性或插入性突变(deletional and insertionar mutation)。基因突变后在原有位置上出现的新基因，称为突变基因（mutant gene)。基因突变后变为和原来基因不同的等位基因，从而导致了基因结构和功能的改变，且能自我复制，代代相传。 基因突变可以发生在生殖细胞，也可发生在体细胞。发生在生殖细胞的基因突变可通过受精卵将突变的遗传信息传给下一代，并在子代所有细胞中都存在这种改变。由于子代生殖细胞的遗传性状也发生了相应的改变，故可代代相传。发生于有性生殖生物体细胞的基因突变不会传递给子代，但可传给由突变细胞分裂所形成的各代子细胞群，在局部形成突变细胞群体。通常认为肿瘤就是体细胞突变的结果。 基因突变的原因很多，目前认为与下列因素有关：
一、自发性损伤 大量的突变属于自发突变，可能与DNA复制过程中碱基配对出现误差有关。通常DNA复制时碱基配对总有一定的误配率，但一般均可通过DNA损伤的修复酶快速修正。如果少数误配碱基未被纠正或诸多修复酶某一种发生偏差，则碱基误配率就会增高，导致DNA分子的自发性损伤。 二、诱变剂的作用 诱变剂(mutagen）是外源诱发突变的因素，它们的种类繁多，主要有： （一）物理因素 如紫外线、电离辐射等。大剂量紫外线照射可引起DNA主链上相邻的两个嘧啶碱以共价键相结合。生成嘧啶二聚体，相邻两个T、相邻两个C或C与T 之间均可形成二聚体，但最容易形成的二聚体是胸苷酸二聚体（thyminedimerTT )。由于紫外线对体细胞DNA的损伤，从而可以诱发许多皮肤细胞突变导致皮肤癌。电离辐射对DNA的损伤有直接效应和间接效应。前者系电离辐射穿透生物组织时，其辐射能量向组织传递，引起细胞内大分子物质吸收能量而激发电离，导致DNA理化性质的改变或损伤；后者系电离辐射通过扩散的离子及自由基使能量被生物分子所吸收导致DNA损伤。生物组织中的水 经辐射电离后可产生大量稳定的、高活性的自由基及H 2O 2 等。这些自由基与活 性氧与生物大分子作用不但可引起DNA损伤，而且也能引起脂质和生物膜的损伤及蛋白质和酶结构与功能的异常。电离辐射使DNA损伤的作用机制主要表现在三个方面：①碱基破坏脱落与脱氧戊糖分解。②DNA链断裂。③DNA交联或DNA-蛋白质交联。 （二）化学因素 如某些化工原料和产品、工业排放物、汽车尾气、农药、食品防腐剂和添加剂等均具有致突变作用。目前已检出的致突变化合物已达6万余种。现择下列常见化学诱变剂说明对DNA损伤的机制。
遗传专题归纳 1．复等位基因（多基因决定生物性状）问题 同源染色体上同一位置上的等位基因的数目在两个以上的基因，称为复等位基因。如控制人类ABO血型的I A、i、I B三个基因，ABO血型由这三个复等位基因决定。因为I A 对i是显性，I B对i是显性，I A和I B是共显性，所以基因型与表现型的关系如下表： 某些与A、B抗原决定簇类似的糖类的刺激。这些抗体遇到与本身血型不合的红细胞时，就会产生溶血反应，例如一个A血型的人如果输入B型血，会立刻导致体内的抗-B凝集素与B 型红细胞的表面B抗原结合，引发红细胞自溶。相同的抗原-抗体反应也会在B血型的人输入A型血或O型血的人输入其他血型的血液时发生。只有AB血型的人体内没有抗A和抗B，可以接受其他血型的血液，故曾被称为“万能受血者”；而各种血型的人均可以输入O型血，因此O型血的人曾被称为“万能供血者”。 例1．(2018·西安八校联考)研究发现，豚鼠毛色由以下等位基因决定：C b—黑色、C s—银色、C c—乳白色、C x—白化。为确定这组基因间的关系，进行了部分杂交实验，结果如表，据此分析下列选项正确的是() A B．该豚鼠群体中与毛色有关的基因型共有6种 C．无法确定这组等位基因间的显性程度 D．两只豚鼠杂交的后代最多会出现4种毛色 【解析】：亲代黑×黑→子代出现黑和白化，说明黑(C b)对白化(C x)为显性。亲代乳白×乳白→子代出现乳白和白化，说明乳白(C c)对白化(C x)为显性。亲代黑×白化→子代出现黑
和银，说明银(C s)对白化(C x)为显性，故两只白化的豚鼠杂交，后代不会出现银色个体。该豚鼠群体中与毛色有关的基因型有10种。根据四组交配亲子代的表现型关系可以确定显性程度为C b(黑色)>C s(银色)>C c(乳白色)>C x(白化)。由于四种等位基因间存在显隐性关系，两只豚鼠杂交的后代最多会出现3种毛色。 【答案】A 例2．(2018·潍坊检测)某植物的花色有红色、蓝色、黄色和白色4种，受一组复等位基因控制，控制情况为：T A控制红色素的合成，T B控制黄色素的合成，T C控制蓝色素的合成，T D控制白色素的合成，含有相应色素植株开相应颜色的花。回答下列问题： (1)不含T D基因的植株对应的基因型有________种可能性。 (2)现有4种纯合植株(每种均有若干株)，如何确定这组复等位基因之间的显隐性关系？(请写出一种准确关系用“>”表示，下同)__________________________________ ________。 (3)若用基因型为T A T B的红花植株与基因型为T C T D的白花植株杂交，子代只有两种表现型，则这组复等位基因之间的显隐性关系为________________。 【解析】：(1)不含T D基因的植株对应的基因型有T A T A、T B T B、T C T C、T A T B、T A T C、T B T C6种。 (2)4种纯合植株为T A T A、T B T B、T C T C、T D T D，要确定复等位基因之间的显隐性关系，只需让四种纯合植株两两相互杂交，根据子代的表现型即可确定相互之间的显隐性关系。(3)基因型为T A T B的红花植株与基因型为T C T D的白花植株杂交，后代只有两种表现型，可判断T A>T B、T D>T C，T A和T B对T D和T C为显性或T D和T C对T A和T B为显性。 【答案】：(1)6 (2)让4种纯合植株相互杂交，即进行6组杂交，若有3组子代开红花，2组子代开黄花，1组开蓝花，则显隐性关系为T A>T B>T C>T D(意思对即可) (3)T A>T B>T D>T C 或T D>T C>T A>T B 2．分离定律异常分离比的三大成因 (1)不完全显性： 不完全显性又叫做半显性，其特点是杂合子表现为双亲的中间性状。如紫茉莉，红花品系和白花品系杂交，F1代既不是红花也不是白花，而是粉红花；F1互交产生的F2代有三种表现型，红花，粉红花和白花，其比例为1：2：1。金鱼草的花色也是这样。安大路西亚（西班牙南部一个区域）鸡的羽毛，家蚕的体色，马的毛皮，金鱼身体的透明度等都属于此类不完全显性。
学校：临清二中学科：生物 第五章第3节《人类遗传病》 一、教材分析 《人类遗传病》是人教版高中生物必修二《遗传与进化》第5章第3节教学内容，主要学习“人类常见遗传病的类型”，“遗传病的监测和预防”和“人类基因组计划与人体健康” 二、教学目标 1．知识目标： （1）．人类遗传病及其病例 （2）．什么是遗传病及遗传病对人类的危害 （3）．遗传病的监测和预防 （4）．人类基因组计划与人体健康 2．能力目标： 探讨人类遗传病的监测和预防 3．情感、态度和价值观目标： 关注人类基因组计划及其意义 三、教学重点难点 重点：人类遗传病的主要类型。 难点：（1）多基因遗传病的概念。 （2）近亲结婚的含义及禁止近亲结婚的原因。 四、学情分析 学生初中已经学习了几种遗传病，教材前几章已经出现伴性遗传病和常染色体遗传病，所以学生对本节内容有一定基础。另外“人类遗传病的类型”是了解水平的内容，学生通过自学就可以达到学习目的。 五、教学方法， 1学案导学：见后面的学案。 2．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习 六、课前准备 教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。 七、课时安排：1课时 八、教学过程 (一)预习检查、总结疑惑 检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。 （二）情景导入、展示目标。 近年来，随着医疗技术的发展和医药卫生条件的改善，人类传染性疾病已得到控制，而人的生殖细胞或受精卵里的遗传物质在数量，结构或功能上发生改变，使由此发育成的个体患先天性遗传病，其发病率和死亡率却有逐年增高的趋势。今天，我们来学习这方面的知识。（三）合作探究、精讲点拨。 探究一、人类常见遗传病的类型 学生分组讨论 1．什么是遗传病？举例？ ２．怎样做到遗传病的监测和预防？
基因功能的研究思路主要包括: 1.基因的亚细胞定位和时空(发育期或梯度药物处理浓度, 不同组织/器官)表达谱; 2.基因在转录水平的调控(可以通过genome walking PCR或通过已有的资源库寻找该基因的启动子等转录调控区域, 通过单杂交或ChIP等技术, 寻找该基因的转录调控蛋白) 3.细胞生化水平的功能研究(也就是蛋白蛋白作用复合体的寻找验证,具体方法有酵母双杂交, GST pulldown, co-IP, BRET, FRET, BiFc等等,对该基因的表达产物做一个细胞信号转导通路的定位) 4.gain-of-function & loss-of-function: 也就是分别在细胞和个体水平,做该基因的超表达和knockdown(或knockout), 从表型分析该基因的功能. 功能研究应从完整的分子-细胞-个体三个层次研究, 综合分析. 关于基因的表达和定位，可以这样去做： 1. mRNA水平检测基因表达：选择表达目的基因的组织/细胞（发育不同时期、机体不同部位、加处理因素...），提取RNA，反转录，做RT-PCR或real time RT-PCR，检测基因的表达情况/变化。 （或者以northern blot、Rnase protection assay方法，检测基因的mRNA表达情况/变化。）2. 蛋白质水平检测基因表达：选择相应的组织/细胞，以Western blot、免疫组化（OR免疫荧光)检测目的蛋白的表达。 3. 检测目的蛋白的细胞定位：将目的基因克隆至带荧光标签（如GFP）的表达载体，在适合的模式细胞中表达，在活细胞中观察蛋白的细胞定位。 1 首先应当表达该基因，原核基因最好原核表达，真核基因最好真核表达。 2 蛋白质的功能首先观察这种蛋白是膜蛋白还是分泌型蛋白，通过软件分析都可以预测。 3 功能分析可以通过基因树，探究此基因与其他基因的同源性，然后用表达的蛋白进行分析。 4 再有考虑到蛋白相互作用往往介导了蛋白的功能，可以应用酵母双杂交技术和噬菌体展示技术筛选能与此基因表达的蛋白相互作用的蛋白。 5 发现与其相互作用的蛋白后可以通过与其相互作用蛋白的功能推测。 6 可以通过体外过表达此基因观察各种信号通路的改变从而推测其功能
遗传与疾病的关系 《浅谈疾病与遗传的关系》）12.（
姓名：xx 专业：xx 学号：11306xxx 2012.4.28 日期： 随着染色体显示技术进步，通过揭晓核糖核酸的分子结构，以及对 研究遗传和疾病的研究进入一个新的层次。基因定位和功能的阐明，则使人体患这种即存在易感基因，表明，疾病对应人类的易感基因，
正是由于细胞遗传物质的受损而导致的基因突变和病的可能性加大，染色体变异，从而产生易感基因，加大人体患病概率，因此，几乎所有的疾病都与遗传有关。 一、疾病的本质是什么？疾病是机体在一定的条件下，受病因损害作用后，因自稳调 节紊乱而发生的异常生命活动过程，并引发一系列代谢、功能、一定的原因造结构的变化，表现为症状、体征和行为的异常。成的生命存在的一种状态，在这种状态下，人体的形态和（或）或早或正常的生命活动受到限制或破坏，功能发生一定的变化，（恢复正这种状态的结局可以是康复迟地表现出可觉察的症状，常）或长期残存，甚至导致死亡。但由于个体差异的存在，疾病
至今尚无令人满意的定义。那么，疾病的本质什么呢？ 就人类疾病而言，即可分为生物病原体引起的疾病和非传染性疾病两大类，也可细分为炎症，免疫性疾病，心血管系统疾病，呼吸系统疾病，消化系统疾病，淋巴造血系统疾病，泌尿系统疾病，生殖系统和乳腺疾病，内分泌系统疾病，神经系统疾病，传染病与深部真菌病，寄生虫病十二类。倘若继续细分下去，加之那么该如何预防与治疗疾病疾病数目会不断增加，技术的进步， 此时便问题便迎刃而解。呢？最好的途径莫过于抓住疾病本质，经常会同回到第一个问题，疾病的本质是什么。在疾病出现时，，此时医师可针对出现的其中时出现临床症状（早期肿瘤除外）
癌症及相关基因研究进展 摘要：癌症是伴随本世纪的世界疾病，研究癌症的发生机理，指导癌症的预防、治疗，对人类具有重大意义。癌症是多基因、多步骤的复杂病变过程。当前对癌症的研究已有一些结果。当前尚无彻底治疗癌症的药物或方法。 前言：癌症是世界上致死率最高的三大病之一，人们往往“谈癌色变”。专业人士表明，细胞的癌变很大程度上是周围环境的诱发。现代医学已经认识到癌症是一种基因病，所有的细胞中都含有原癌基因，这些癌症基因代代相传。但在正常情况下原癌基因处于被阻遏状态，只有当细胞内有关的调节机制遭到破坏的时候下，原癌基因才会表达，导致癌变的发生。 癌症（cancer），医学术语亦称恶性肿瘤（malignant neoplasm），为由控制细胞生长增殖机制失常而引起的疾病。癌细胞除了生长失控外，还会局部侵入周遭正常组织甚至经由体内循环系统或淋巴系统转移到身体其他部分。 医学家指出癌症病因是：机体在环境污染、化学污染（化学毒素）、电离辐射、自由基毒素、微生物（细菌、真菌、病毒等）及其代谢毒素、遗传特性、内分泌失衡、免疫功能紊乱等等各种致癌物质、致癌因素的作用下导致身体正常细胞发生癌变的结果。常表现为：局部组织的细胞异常增生而形成的局部肿块。癌症是机体正常细胞在多原因、多阶段与多次突变所引起的一大类疾病。 “激酶”的基因家族包括500多种不同的基因，它们功能的丧失是癌症的一个常见诱因，这些基因就像开关一样，控制着细胞的生长和死亡以及变异进程。 肿瘤基因治疗的临床研究开展将近20年，迄今有近1 000个项目已经或正在开展，涉及多种基因、多种载体以及绝大多数肿瘤类型。然而，基因药物在临床上对肿瘤的长效治疗效果尚无定论，出现这一现象的主要原因之一是对肿瘤发生与生长涉及多基因、多步骤的复杂病变过程缺乏系统认识。 以下是一些当前的研究结果，科研人员对癌症发病与防治机理的认识。 癌基因依赖与多基因联合治疗 研究发现，肿瘤内众多的基因突变主要集中在几条已知的信号通路上，且突变的信号通路之间同时存在协同突变和拮抗突变两种作用。肿瘤内主要信号通路的协同突变不难理解，而拮抗突变也有相应的实验证据，如著名的EGFR和K-ras 突变，在肺腺癌中各自的突变频率都非常高，但是很少有患者同时具有两个突变。“癌基因依赖”（Oncogene Addiction）理论也许能很好地解释信号通路突变的拮抗现象。这一理论认为，虽然肿瘤细胞的出现涉及到很多复杂的遗传和表型的异常，但有些异常的出现明显依赖于某个肿瘤细胞增殖、存活相关的癌基因及其信号通路，如这一特定癌基因失活，这些相关的异常就会发生异于正常癌细胞的改变。无论是协同还是拮抗作用，都要求肿瘤治疗药物研发以癌变过程中发生异常的信号通路为标靶，而不是仅针对其中单个基因。因此，开发能同时调控多个信
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常见问题 ◆创新性不够。 ◆立题依据不充分。 ◆实验设计不合理。 ◆如何做好预实验。 ◆如何获得一个好基因。 让我们用心，换取您的放心！
典型基金精要 A基因通过调控B信号通路影响C肿瘤的D功能
A基因通过调控B信号通路影响C肿瘤的D功能 1. 相关性研究: A--C 组织水平：肿瘤组织样本基因的表达情况 临床水平：基因表达水平与各种临床特点（恶性程度，转移与否，耐药性，生存率等）的相关性 2.功能研究: A--D 细胞水平：生长，凋亡，转移，侵润，血管新生，耐药 细胞水平：生长凋亡转移侵润血管新生耐药 动物水平：成瘤，转移，药物敏感 3. 机制研究: A--B 3机制研究:A B 分子水平：相互结合，表达调控，翻译后修饰前，降解调控，剪切调控，胞内定位，激酶信号传导等 3
肿瘤基因功能研究流程推进 第一步：由特定肿瘤找出相关基因 肿瘤 表达检测 基因常规方法：表达芯片，等 目的：通过筛选，找出在肿瘤组织中有表达，和肿瘤的 目的通过筛选找出在肿瘤组织中有表达和肿瘤的 临床特征有相关性的基因 功能意义：研究的应用性以及临床相关性 意义研究的应用性以及临床相关性 机制 让我们用心，换取您的放心！
肿瘤基因功能研究流程推进 第二步确定候选基因的生物学功能 肿瘤第二步：确定候选基因的生物学功能基本逻辑：改变基因状态后检测细胞模型、动物模型 的表型变化 基因基因操作基因操作常规方法：过表达，RNAi 功能检测功能检测方向：增殖凋亡，转移，血管新生等 功能目标确定候选肿瘤相关基因的生物学功能机制 目标：确定候选肿瘤相关基因的生物学功能 意义：研究的重要性让我们用心，换取您的放心！
基因与肿瘤的关系 可能提供癌治疗的新途径。持保留态度的人则认为癌变是一个多阶段的过程，把它看作只需要一个癌基因的激活的结果似乎是过于简单化了。尤其是在正常细胞中癌基因也并不是完全不表达的。这一现象的发现使问题更为复杂化。迄今为止，已分离的癌基因多与致癌的RNA病毒有关，而且都是依据它们对小鼠成纤维细胞转化受体系统的致癌活性来判定的当前细胞生物学研究的热点课题中，我最感兴趣的是基因与肿瘤的关系，因为在当今社会，肿瘤的发病率越来越高，且其死亡率也居高不下。那么到底是什么导致其愈演愈烈的趋势呢？我认为这个话题与人类的生活有着密不可分的关系。所以进行以下学习和探讨。 细胞微环境的变化，包括基因甲基化的变异以及各种特定基因表达的异常都和疾病发生有关。越来越多的证据显示基因表达的异常将导致各种疾病的发生，尤其是肿瘤形成。 基因是DNA分子上的一个个片段，经过转录和翻译能合成一条完整的多肽链。肿瘤的形成涉及到有关蛋白质及其复合物的结构、功能和相互作用异常。 （一）癌基因的激活与肿瘤的发生 癌基因是细胞内控制细胞生长和分化的基因，它的结构异常或表达异常，可以引起细胞癌变；病毒癌基因存在于病毒基因组中的癌基因，它不编码病毒的结构成分，对病毒复制也没有作用，但可以使细胞持续增殖；细胞癌基因存在于生物正常细胞基因组中的癌基因，或称原癌基因。癌基因可以分成两大类：一类是病毒癌基因，指反转录病毒的基因组里带有可使受病毒感染的宿主细胞发生癌变的基因，简写成V-OnC；另一类是细胞癌基因，简写成c—onc，又称原癌基因（proto-oncogene），这是指正常细胞基因组中，一旦发生突变或被异常激活后可使细胞发生恶性转化的基因。换言之，在每一个正常细胞基因组里都带有原癌基因，但它不出现致癌活性，只是在发生突变或被异常激活后才变成具有致癌能力的癌基因。癌基因有时又被称为转化基因（transforming gene），因为已活化的癌基因或是从肿瘤细胞里分离出来的癌基因，可将已建株的NIH3T3小鼠成纤维细胞或其他体外培养的哺乳类细胞，转化成为具有癌变特征的肿瘤细胞。癌基因的形成是反映一种功能的获得（gain of function），即细胞的原癌基因被不适当地激活后，会造成蛋白质产物的结构改变，原癌基因出现组成型激活，以及过量表达或不能在适当的时刻关闭基因的表达等。目前已识别的原癌基因有100多个。 细胞癌基因的特点:1.广泛存在于生物界中；2.基因序列高度保守；3. 作用通过其产物蛋白质来体现；4 被激活后，形成癌性的细胞转化基因。 癌基因的活化机制：获得启动子与增强子→基因易位→原癌基因扩增→点突变 癌基因被激活的结果：出现新的表达产物；出现过量的正常表达产物；出现异常、截短的表达产物。 （二）抑癌基因与肿瘤的发生 抑癌基因是抑制细胞过度生长、增殖从而遏制肿瘤形成的基因。实验表明:正常细胞与肿瘤细胞杂交融合形成非肿瘤型杂交细胞;肿瘤细胞1与肿瘤细胞2杂交融合形成非肿瘤型杂交细胞；正常细胞失去某些基因形成肿瘤细胞。以p16为例说明抑癌基因失活与肿瘤发生的关系。 p16基因:又称为多肿瘤抑制因子,编码细胞周期依赖性激酶CDK4的抑制蛋白,p16蛋白既是细胞周期的有效调控者,又是抑制肿瘤细胞生长的关键因子. 正常情况下,cyclinD和p16对CDK4的作用处于平衡状态,当p16基因异常时,cyclinD则与CDK4以优势结合,使细胞生长失去控制.DNA修复基因异常，修复能力降低，DNA对损伤高度敏感，肿瘤发病率也会大大提高。 （三）肿瘤发生中的多基因协同作用
HEREDITAS (Beijing) 2011年8月, 33(8): 857―869 ISSN 0253-9772 https://www.doczj.com/doc/ee8986416.html, 综 述 收稿日期: 2011?04?07; 修回日期: 2011?06?03 基金项目:国家自然科学基金项目(编号: 30890034, 31000552), 教育部新世纪优秀人才支持计划项目(编号: NCET-09-0322)和上海市浦江人才 计划项目(编号: 10PJ1400300)资助 作者简介:杜仁骞, 在读博士研究生, 研究方向: 基因组拷贝数变异。E-mail: renqian.du@https://www.doczj.com/doc/ee8986416.html, 通讯作者:张锋, 博士, 副教授, 博士生导师, 研究方向: 人类遗传学和医学遗传学。E-mail: feng.fudan@https://www.doczj.com/doc/ee8986416.html, DOI: 10.3724/SP.J.1005.2011.00857 基因组拷贝数变异及其突变机理与人类疾病 杜仁骞1,2, 金力1,2,3, 张锋1,2 1. 复旦大学生命科学学院现代人类学教育部重点实验室, 上海200433; 2. 复旦大学生命科学学院遗传工程国家重点实验室, 上海200433; 3. 复旦大学生物医学研究院, 上海200032 摘要: 拷贝数变异(Copy number variation, CNV)是由基因组发生重排而导致的, 一般指长度为1 kb 以上的基因 组大片段的拷贝数增加或者减少, 主要表现为亚显微水平的缺失和重复。CNV 是基因组结构变异(Structural variation, SV)的重要组成部分。CNV 位点的突变率远高于SNP(Single nucleotide polymorphism), 是人类疾病的重要致病因素之一。目前, 用来进行全基因组范围的CNV 研究的方法有: 基于芯片的比较基因组杂交技术(array-based comparative genomic hybridization, aCGH)、SNP 分型芯片技术和新一代测序技术。CNV 的形成机制有多种, 并可分为DNA 重组和DNA 错误复制两大类。CNV 可以导致呈孟德尔遗传的单基因病与罕见疾病, 同时与复杂疾病也相关。其致病的可能机制有基因剂量效应、基因断裂、基因融合和位置效应等。对CNV 的深入研究, 可以使我们对人类基因组的构成、个体间的遗传差异、以及遗传致病因素有新的认识。 关键词: 拷贝数变异; 突变机理; 疾病; 人类基因组 Copy number variations in the human genome: their mutational mechanisms and roles in diseases DU Ren-Qian 1,2, JIN Li 1,2,3, ZHANG Feng 1,2 1. MOE Key Laboratory of Contemporary Anthropology , School of Life Sciences , Fudan University , Shanghai 200433, China ; 2. State Key Laboratory of Genetic Engineering , School of Life Sciences , Fudan University , Shanghai 200433, China ; 3. Institutes of Biomedical Sciences , Fudan University , Shanghai 200032, China Abstract: Copy number variation (CNV) is the main type of structure variation (SV) caused by genomic rearrangement, which mainly includes deletion and duplication of sub-microscopic but large (>1 kb) genomic segments. CNV has been recognized as one of the main genetic factors underlying human diseases. The mutation rate (per locus) of CNV is much higher than that of single nucleotide polymorphism (SNP). The genome-wide assays for CNV study include array-based comparative genomic hybridization (aCGH), SNP genotyping microarrays, and next-generation sequencing techniques. Various molecular mechanisms are involved in CNV formation, which can be divided into two main categories, DNA re-combination-based and DNA replication-based mechanisms. CNVs can be associated with Mendelian diseases, sporadic diseases, and susceptibility to complex diseases. CNVs can convey clinical phenotypes by gene dosage, gene disruption, gene fusion, and position effects. Further studies on CNVs will shed new light on human genome structure, genetic varia-tions between individuals, and missing heritability of human diseases. Keywords: copy number variation; mutational mechanism; diseases; human genome