人类指纹的遗传花样分析
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人类指纹的遗传花样分析
姓名 丁天川 生物122 1202040222
同组同学 祝洪晨(组长) 张鼎 徐瑾
实验时间 2013年11月23日
摘要 指纹是手指端部的各种皮肤纹理,有弓形纹、箕形纹、斗形纹和混合型4种表型。它的遗传性状为数量性状。本实验应用总指嵴数计数法(指嵴数指从指纹中心点到距中心点最远的一个三叉点之间划一条直线,连线所经过的纹嵴数目。十个手指指嵴数相加得总指嵴数(TRC))的统计方法来统计分析全班同学的指总脊数,了解指纹遗传的特点和研究方法。
1引言 遗传学中根据遗传性状特征的表现分为质量性状和数量性状;质量性状是指相对性状间差异明显,表现为不连续变异的性状;数量性状之间差异不明显,表现为连续变异的性状,它受多对基因控制,基因之间是相互累加的相互累加的关系,易受环境影响而发生变异,遗传符合孟德尔定律。
从 19 世纪中期开始,很多学者开展了对指纹遗传的研究,Galton研究了有血缘关系的人群的指纹证明了指纹花样对一个人来说是一个稳定的且具有特异性的性状。1880年Henry Fauld和William Herschel相继提出利用指纹鉴定个人身份的设想。1924年挪威女科学家Bonnevie提出指嵴数计数法。指纹在胚胎发育第13周开始形成,第19周完成。因此如有某种遗传或生理因素造成嵴纹发育不良即能在指纹上反映出来。
本实验中,我们应用Mertens等介绍的采用石墨粉填充沟纹再用透明胶粘手指的方法取自己的指纹,并利用这些指纹进行指嵴数计数、分析,从而对指纹遗传的特点有了更深刻地认识。
2 实验材料和方法
2.1实验材料
2B铅笔一只;约20cm×10cm的复印纸一张到二张;6cm×9cm的纸片一张;透明胶带;直尺一把 个人电脑及AdobePhotoshop软件;扫描仪一台;剪刀。
2.2 实验方法 2.2.1印取指纹
用铅笔在复印纸上画出10个格子,用于贴印取的指纹。10个格子分成上下两排,每排5个。在格子最左边写上“左手”、“右手”,表格上方写上“大指”“食指”“中指”“无名指”“小指”字样,并标明姓名、班级。
用肥皂洗净双手,擦干。用铅笔在6cm×9cm的纸片上涂黑3~4cm见方的一小快。将手指在涂黑区域涂抹,直至第一指节的腹面及两侧均匀涂黑。揭下一条胶带,胶面向上放在桌子边缘,按住“不黏区”,将涂黑的指尖一侧轻轻按在胶面上,慢慢翻转90°,滚压至另一侧。将印好的指纹剪下,贴在复印纸的相应位置。重复这一步骤,直至获得十个手指的指纹。
2.2.2处理图像
1、将获取的指纹用扫描仪扫描到电脑里。
2、用AdobePhotoshop打开这张文件,处理图片,获得每个手指的指纹类型,和相应的指嵴数,计算个人的总嵴指数(TRC)。
3 实验结果
3.1 指纹类型
根据Henry分类系统可将人类指纹分成弓形纹(Arch)、箕型纹(Loop)、斗形纹(Whorl)和混合型(Composite)四种类型。
1、弓形纹:由几条平行的弧形嵴纹组成。纹线由指的一侧延伸到另一侧,中间隆起成弓形。弓形纹又可分为两种,一种是中间隆起较平缓的弧形弓(simple arch),另一种是中央隆起很高的帐形弓(tented arch)。
2、箕形纹:这种纹有两个特征,①有几条嵴纹从手指一侧发出,向指尖方向弯曲,再折回发出的一侧,形成一种簸箕状的纹线;②有一个由三组纹线形成的三叉点或称三角区(delta)。根据箕口的开口方向分为尺箕(或正箕,开口朝本手尺骨一侧,即小指方向)和桡箕(或反箕,开口朝着桡骨一侧,即拇指方向。
3、斗形纹:它有两个特征,①有两个三叉点;②由几条环形线或螺形线的嵴纹绕着中心点形成一个回路,或者有形成回路的趋势。通常将斗形纹分为普通斗、囊形斗、双箕斗等类型。囊形斗是在指纹的中心,有一条或多条闭合的曲线形嵴纹与其内部的几条弧线共同组成一个囊状结构形成的,这种斗有一个特点:用一条直线连接两个三叉点的中心,形成囊形斗的螺线均在此线上方不会与直线相交(普通斗则相交)。双箕斗是两个箕形纹绞在一起形成的斗形纹。 4.混合型:由以上三种指纹中的两种混合而成,如箕、斗混合,箕、箕并列等。此指纹形状奇特,无法归类,在总指嵴数的记数中不作统计。
个人获得的指纹图
拇指 是指 中指 环指 小指
左手
右手
3.2总指嵴数统计。
从一个指纹的中心点到三叉点中心之间划一条直线,这条直线所接触到的纹嵴线的数目(连线起止点处的纹嵴线数不计算在内)即为这个指纹的纹嵴数。将十个手指的指嵴数相加得总指嵴数(TRC)。弓形纹没有指纹中心和三叉点,纹嵴数为零;普通斗形纹有一个中心、两个三叉点,因而有两个指嵴数,遗传研究中通常取数值大的一个;双箕斗指嵴数的计数方法还有争议,我们暂时采用这样的方法:位于左侧的箕形纹,从其中心点向位于左侧的三叉点连线,右侧的箕则向右侧的三叉点连线,计算出各自的线的嵴线数,然后取大着者为其指嵴数。混合型不作计数。
左手 右手 箕 斗 弓 杂 总计
拇指 食指 中指 环指 小指 拇指 食指 中指 环指 小指
男 箕 斗 斗 斗 斗 箕 箕 箕 斗 箕 5 5 0 0 156
男 斗 斗 斗 斗 箕 斗 斗 斗 斗 箕 8 2 0 0 215
男 箕 斗 箕 箕 斗 斗 箕 箕 斗 箕 6 4 0 0 84
男 斗 箕 箕 箕 箕 斗 箕 箕 箕 箕 8 2 0 0 133
男 弓 弓 斗 斗 箕 箕 箕 斗 斗 箕 4 4 2 0 48
男 箕 斗 斗 斗 斗 斗 斗 斗 斗 斗 1 9 0 0 169
男 斗 箕 箕 箕 箕 斗 箕 箕 斗 斗 6 4 0 0 129 男 箕 箕 箕 斗 箕 箕 斗 箕 斗 箕 7 3 0 0 123
男 斗 杂 箕 斗 箕 斗 弓 斗 斗 斗 2 6 1 1 141
男 斗 斗 斗 斗 斗 斗 斗 斗 斗 斗 0 10 0 0 220
男 斗 斗 箕 斗 斗 箕 斗 箕 斗 斗 3 7 0 0 106
女 斗 箕 斗 斗 斗 斗 斗 斗 斗 箕 2 8 0 0 86
女 箕 箕 斗 斗 斗 箕 箕 箕 斗 斗 5 5 0 0 143
女 弓 箕 箕 斗 箕 弓 斗 箕 斗 箕 5 3 2 0 104
女 斗 斗 斗 斗 斗 斗 斗 箕 斗 斗 1 9 0 0 209
女 箕 箕 箕 箕 箕 箕 箕 箕 箕 箕 10 0 0 0 96
女 斗 箕 斗 斗 斗 斗 斗 斗 斗 斗 1 9 0 0 158
女 斗 斗 斗 斗 箕 斗 箕 斗 斗 斗 2 8 0 0 152
女 箕 斗 斗 斗 斗 箕 斗 斗 斗 箕 3 7 0 0 147
女 箕 弓 箕 箕 箕 箕 箕 箕 箕 箕 9 0 1 0 73
女 斗 箕 箕 箕 箕 斗 箕 箕 箕 箕 8 2 0 0 161
女 斗 箕 斗 斗 斗 斗 斗 斗 斗 斗 1 9 0 0 215
女 斗 斗 斗 斗 斗 斗 斗 斗 斗 斗 0 10 0 0 209
女 斗 箕 斗 斗 箕 斗 箕 箕 斗 箕 5 5 0 0 147
女 斗 斗 斗 斗 斗 斗 箕 斗 斗 斗 1 9 0 0 167
女 斗 杂 斗 斗 箕 斗 斗 箕 斗 箕 3 6 0 1 159
生物122班学生指纹汇总表
3.3 总脊数分析
1、四种指纹在同学中出现的频率
箕形纹的总数有106,占指纹总数的百分率为40.77%。
斗形纹的总数有146,占指纹总数的百分率为56.15%。
弓形纹的总数为6,占指纹总数的百分率为2.31%。
混合型指纹的总数有2,占指纹总数的百分率为0.77%。
2、四种指纹在不同手指上出现的频率
各种指纹在不同手指上的分布频数
从以上所得的数据分析,我们可以得到如下的结论;
(1) 不同手指上出现的四种指纹的频率不同;
(2) 箕形纹和斗形纹在手指上出现的频率很高,而弓形纹和混合型纹在手指上出现的频率很低;
(3) 拇指和环指上斗形纹出现的频率明显大于箕形纹出现的频率;食指、中指和小指上箕形食指上出现混合型指纹的频率远大于其他的手指;且其指纹比其他的手指更加的丰富多样;
3、男女指纹的比较
根据所得的数据:女性TCR:最大值 215;最小值 73;平均值 148
男性TCR:最大值 220:最小值 48;平均值 135
结论:男性的TCR略小于女性,而且男性的TCR的波动范围大于女性。
4、总脊数分布图
箕形纹 斗形纹 弓形纹 混合型
拇指 16 33 3 0
食指 23 24 3 2
中指 24 28 0 0
环指 10 42 0 0
小指 27 25 0 0
据所得数据分析,男性和女性的总指脊数的出现的高峰段大致相同,都在130——170之间,总体的集中频率也在130——170之间;男性在到达集中分布之前的波动较女性的弱,坡度较平缓。
4 讨论
指纹是可以提高手与物体的摩擦系数,方便我们的日常生活。在遗传学中,指纹具有特异性,这一性质广泛的运用于确认个人身份;方萍等人对家族的这样性状进行分析发现,后代与亲本在指脊线上具有很大的相关性,如果这种相关性存在一种特定的关系的话,那么是否可以利用这个特点来判断人与人的亲缘关系?
参考文献
[1] 杨大翔.遗传学实验(第二版).北京:科学出版,2010
[2] 林子清,贾静涛,宋宏伟.指纹遗传研究的现状.1998.
[3] 方 萍.家族手纹嵴线的遗传相关性分析.人 类 学 学 报.2011 年 5 月第 30 卷 第 2 期
[4] /view/832f67c258f5f61fb73666ce.html