实验十六数量性状的遗传学分析：人类指纹分析
遗传学数量性状的遗传分析
遗传学数量性状的遗传分析
目录
• 引言 • 数量性状遗传基础 • 数量性状遗传分析方法 • 数量性状基因定位 • 数量性状基因组关联分析 • 数量性状基因组编辑与优化
01
引言
研究背景
01
遗传学数量性状是生物体表型特 征中受多个基因和环境因素共同 影响的性状，如身高、体重等。
02
随着分子生物学和基因组学的发 展，遗传学数量性状的遗传分析 已成为遗传学研究的重要领域。
关联分析的软件工具
01
Plink
一款常用的关联分析软件，提供 多种统计分析和可视化工具，用 于处理和分析大规模遗传数据。
02
03
GAPIT
Tassel
基于R语言的关联分析工具包， 提供了丰富的统计方法和可视化 功能，适用于复杂数据分析。
主要用于基因组关联分析的软件， 支持多种数据格式和多种统计模 型，可进行大规模数据分析。
QTL定位的软件工具
QTL Cartographer
基于区间作图法的QTL定位软件，适用于大样本数据 集。
Tassel
综合关联分析和区间作图法的QTL定位软件，具有强 大的数据处理和分析能力。
R/qtl
基于R语言的QTL定位软件，提供了多种统计模型和 可视化工具。
05
数量性状基因组关联分析
关联分析的基本原理
广义遗传力
广义遗传力用于描述数量性状在遗传和环境变异中的贡献，计算公式为加性方差和显性方差占表型方差的比值。
狭义遗传力
狭义遗传力仅考虑基因型对表型变异的贡献，计算公式为加性方差占表型方差的比值。
遗传相关分析
遗传相关系数
用于描述两个数量性状之间的遗传关系，计算公式为两个数量性状的加性方差和显性方差之间的比值 。
指纹实验报告
中央民族大学生命与环境科学学院遗传学实验报告人类指纹的采集识别与分析2014年11月9日人类指纹的采集识别与分析前言遗传学研究中根据遗传性状的表现特征将其分为两类，即数量性状（quantitativecharacter）和质量性状（qualitative character）。
质量性状通常差异显著，呈不连续变异，由主基因决定，杂交子代的表型呈现出一定的比例，可直接采用孟德尔遗传原理进行分析。
数量性状不同于质量性状，数量性状是可以度量的性状，呈连续变异，由多基因决定，各基因作用微小并且是累加的，呈剂量效应，因此通常要采用统计学方法分析。
指纹性状就是属于数量形状。
1880年henry fauld及william herschel相继提出利用指纹鉴定个人身份的设想。
galton研究了有血缘关系的人群的指纹证明了指纹花样对人来说是一个稳定的性状。
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既能在指纹上反映出来。
本实验中，同学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，从而对多基因遗传的特点有了更深刻地认识。
1. 材料和方法&设备和方法2b铅笔一只；约20cm×10cm的复印纸一张；透明胶带；直尺一把个人电脑及adobephotoshop软件；拍照设备一台。
2. 实验原理1.人类指纹的形成：指纹是指人手上的条状纹路，它们的形成依赖于胚胎发育时的环境和遗传因素。
指纹属于多基因遗传，在胚胎第12~13周（也有人提出15～16周）即已形成并保持终生不变。
每个人的指纹都是独一无二的，两人之间甚至双胞胎之间，不存在相同的手指指纹。
拥有相同指纹的可能性在10亿分之一以下。
因此指纹被称做是无法伪造的身份证。
对一个个体而言，指纹具有唯一性和稳定性。
人类指纹的分析
二、实验原理
一般认为，人的指纹终生不变；每个人都有其特定的指 纹，因此指纹可以作为识别一个人的标志 例如：长期以来作为侦破案件的手段之一。 指纹签到 指纹报名
指纹检查可作为某些遗传病诊断的辅助指标。
大量的研究表明，某些遗传病，特别是一些染色体病、 先天性代谢病和先天畸形等常伴有皮肤纹理和指纹的异
3.统计班级的男生、女生的平均TRC 分别是多少？
4.统计不同类型指纹出现频率。
以上问题用图表回答，见书108，109页
实验七
数量性状的遗传分析
----指纹分析
一、实验目的
1. 学习并掌握人类指纹的类型和测量 分析方法； 2. 通过结果分析了解不同类型指纹的 分布特征。
二、实验原理
指纹（finger ridge) 是指手指端部的皮肤纹理。 它是由真皮乳头向表皮突起， 形成的一条条凸起的乳头线， 其上有汗腺开口，称嵴纹 (ridge)；各嵴纹间凹下的部 分称为沟，这些凸凹的嵴和沟 就构成特定的指纹。
3. 指尖从胶带的一侧裹至另一侧，轻压，再揭下
来。
四、实验步骤
4. 重复此步，直至获得10个手指的指纹。 5. 记录指纹相关类型的数据。
五、作业
右手
拇指 食指 中指 无名指 小指
类型
嵴数
总数 =
指纹印迹
五、 作业
左手
拇指 食指 中指 无名指 小指
类型
嵴数
总数 =
指纹印迹
五、 作业
1. 你的TRC是多少? 2.统计全班同学的平均TRC 是多少?
常
二、实验原理
TRC 与X 、Y 染色体的关系 45 X —— 165 46 XY —— 145 （162.7） 46 XX —— 127 （153.1） 47 XXY ——114
实验十六数量性状的遗传学分析：人类指纹分析
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。
数量性状的遗传分析： 人类指纹的分析
实验原理
前言：
Galton,Sir Francis（1822～1911），英国人 类学家、优生学的创始人、气象学家，Charls Darwin的表弟。1890年前后，通过大量的研究，认 为没有两个人的指纹是相同的，从而提出用指纹作 为鉴定人的一种工具，并初步建立了用指纹鉴定人 的方法。他用数学的方法分析人类的一些表型及行 为的遗传变异的实践，也为后来数量遗传学的发展 提供了良好的方法。
结果辨析及统计分析
1.指纹类型 （1）弓形纹； （2）箕形纹； （3）斗形纹； （4）混合形纹。
结果辨析及统计分析
2.总指嵴数统计 皮纹中凡有3组不同走向的嵴纹汇聚的区域称为三叉 点（tritadius）。用铅笔从指纹中心点到距中心点 最远的一个三叉点指尖划一条连线，连线所经过的 纹嵴数目（连线起止点处的嵴线数不计算在内）称 纹嵴数（ridge count）。弓形纹没有圆心和三叉点， 纹嵴数为零。斗形纹有两个甚至更多的三差点，则 取数值较大的一个作为其纹嵴数。双箕斗嵴线计数 时，分别将两圆心与各自的轴作连线。将10个手指 的嵴纹数相加，总和称为总指嵴数（total ridge count,TRC）。
人类指纹的采集识别与分析解读
生命与环境科学学院遗传学实验报告人类指纹的采集识别与分析姓名：学号：年级：专业：指导教师：年月日人类指纹的采集识别与分析前言遗传学研究中根据遗传性状的表现特征将其分为两类，即数量性状（quantitative character）和质量性状（qualitative character）。
质量性状通常差异显著，呈不连续变异，由主基因决定，杂交子代的表型呈现出一定的比例，可直接采用孟德尔遗传原理进行分析。
数量性状不同于质量性状，数量性状是可以度量的性状，呈连续变异，由多基因决定，各基因作用微小并且是累加的，呈剂量效应，因此通常要采用统计学方法分析。
指纹性状就是属于数量形状。
1880年Henry Fauld及William Herschel相继提出利用指纹鉴定个人身份的设想。
Galton研究了有血缘关系的人群的指纹证明了指纹花样对人来说是一个稳定的性状。
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既能在指纹上反映出来。
本实验采用石墨粉末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，从而对多基因遗传的特点有了更深刻地认识。
1.材料和方法2B铅笔，白纸，透明胶带，直尺等。
2.实验原理2.1.人类指纹的形成指纹是指人手上的条状纹路，它们的形成依赖于胚胎发育时的环境和遗传因素。
指纹属于多基因遗传，在胚胎第12~13周（也有人提出15～16周）即已形成并保持终生不变。
每个人的指纹都是独一无二的，两人之间甚至双胞胎之间，不存在相同的手指指纹。
拥有相同指纹的可能性在10亿分之一以下。
因此指纹被称做是无法伪造的身份证。
对一个个体而言，指纹具有唯一性和稳定性。
2.2.肤(皮纹)与指纹皮纹包括指纹、掌纹和褶纹。
指纹为最常用的皮纹。
大量研究表明，某些遗传病，特别是一些染色体病和先天畸形常伴有特殊的皮纹异常。
遗传学实验报告--指纹
中央民族大学生命与环境科学学院遗传学实验报告人类指纹的采集识别与分析*名：***学号：******* 年级：12专业：生物技术指导教师：周宜君、高飞2014年11月9日人类指纹的采集识别与分析前言遗传学研究中根据遗传性状的表现特征将其分为两类，即数量性状（quantitative character）和质量性状（qualitative character）。
质量性状通常差异显著，呈不连续变异，由主基因决定，杂交子代的表型呈现出一定的比例，可直接采用孟德尔遗传原理进行分析。
数量性状不同于质量性状，数量性状是可以度量的性状，呈连续变异，由多基因决定，各基因作用微小并且是累加的，呈剂量效应，因此通常要采用统计学方法分析。
指纹性状就是属于数量形状。
1880年Henry Fauld及William Herschel相继提出利用指纹鉴定个人身份的设想。
Galton研究了有血缘关系的人群的指纹证明了指纹花样对人来说是一个稳定的性状。
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既能在指纹上反映出来。
本实验中，同学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，从而对多基因遗传的特点有了更深刻地认识。
1.材料和方法&设备和方法2B铅笔一只；约20cm×10cm的复印纸一张；透明胶带；直尺一把个人电脑及Adobe Photoshop软件；拍照设备一台。
2.实验原理1.人类指纹的形成：指纹是指人手上的条状纹路，它们的形成依赖于胚胎发育时的环境和遗传因素。
指纹属于多基因遗传，在胚胎第12~13周（也有人提出15～16周）即已形成并保持终生不变。
每个人的指纹都是独一无二的，两人之间甚至双胞胎之间，不存在相同的手指指纹。
拥有相同指纹的可能性在10亿分之一以下。
因此指纹被称做是无法伪造的身份证。
2024版人类指纹分析(参考课件)
指纹是人体手指末端皮肤上凸起的纹线，由于每个人的遗传基因不同，所以指纹也各不相同，具有唯一性。
指纹定义每个人的指纹都是独一无二的，即使是同卵双胞胎也有不同的指纹。
独特性指纹在胎儿时期就已经形成，并且在人的一生中基本保持不变。
稳定性手指接触物体时，会留下指纹痕迹，这是指纹识别的基础。
触物留痕指纹定义及特点01遗传因素指纹的形成主要受遗传因素影响，父母的基因决定了子女的指纹特征。
02胚胎发育在胚胎发育过程中，手指末端的皮肤受到遗传基因和胚胎内环境的影响，形成了独特的指纹。
03皮肤结构手指末端皮肤的表皮层下有许多汗腺和皮脂腺，这些腺体的排列和分布也影响了指纹的形成。
指纹形成原理指纹类型与分布指纹类型根据指纹纹线的形态和分布规律，可以将指纹分为弓形纹、箕形纹、斗形纹和混合形纹四种类型。
指纹分布指纹在人群中的分布具有一定的规律性和地域性差异。
例如，亚洲人群中斗形纹的出现率较高，而欧洲人群中箕形纹的出现率较高。
此外，不同民族和地区的人群也可能存在指纹分布的差异。
0102使用墨水和纸张进行指纹采集，操作简便但易污染且不易保存。
使用指纹粉末和胶带进行采集，适用于表面较粗糙的物体，但操作相对繁琐。
墨水采集法粉末法03利用光学原理获取指纹图像，具有高精度、高清晰度的优点，但需使用专业设备。
光学采集技术通过超声波扫描获取指纹三维信息，可穿透表面污渍和油脂，适用于各种材质表面。
超声波采集技术利用指纹与电极之间的电容变化获取指纹图像，具有高精度和耐磨性，但需使用专用芯片。
电容式采集技术设备介绍及使用注意事项光学指纹采集仪采用高分辨率光学成像技术，可获取清晰、准确的指纹图像。
使用时需注意保持设备清洁、避免强光直射和定期校准。
超声波指纹采集仪能够穿透表面污渍和油脂，适用于各种材质表面。
使用时需确保设备与被测物体表面紧密贴合、避免过度按压和保持设备干燥。
电容式指纹采集模块具有高精度和耐磨性，可集成于各种终端设备中。
使用时需注意保持模块表面清洁、避免静电干扰和按照规范进行电路连接。
人类指纹花样的遗传分析
人类指纹花样的遗传分析摘要:指纹的遗传是一种数量性状遗传。
通过实验了解数量遗传的统计分析方法。
增加对指纹作为遗传性状的了解。
1.引言（1）在自然界中，存在着一种相互之间不能截然分开的性状，亦即性状之间呈现连续的变异。
这种性状是数量遗传性状。
人类指纹花样的遗传分析就是一种数量性状的遗传研究。
（2）指纹就是表皮上突起的纹线。
由于人的遗传特性，虽然指纹人人皆有，但各不相同。
指纹有很多种分类系统，目前应用最广泛的是Henry（1900）年的分类系统，这套系统将人类的指纹分为弓形纹，箕形纹，斗形纹和混合型纹。
有同心圆或螺旋纹线，看上去像水中漩涡的，叫斗形纹；有的纹线是一边开口的，就像簸箕似的，叫箕形纹；有的纹形像弓一样，叫弓线纹。
混合型纹比较难仔细辨别，是几种指纹类型的混合型。
（3）指纹的嵴数的统计：用笔从一个指纹的中心点到距中心点最远的一个三叉点中心之间划一条直线，这条假想的线所接触到的指纹数目即为这个指纹的纹嵴数。
将十个手指的指嵴数相加得到总嵴数（TCR）。
弓形纹没有指纹中心和三叉点，指嵴数为零；普通斗形纹有一个中心、两个三叉点，因而有两个指嵴数，研究中取其较大的那个；双箕斗形纹的指嵴数的计数存在争议中。
本次试验采取的是：位于左侧的箕形纹，从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连线，计算各自的线的指嵴数，然后去大者为其指嵴数。
（4）用2B铅笔涂抹白纸，涂出一小块黑色区域。
再将手指第一指节涂黑，然后用透明胶粘住手指，印出指纹，然后再揭下，贴在白纸上。
2.实验材料2.1试验材料每个同学：2B铅笔一支、约20㎝×10㎝的复印纸，约6㎝×9㎝的纸片一张、透明胶带（胶带的宽度应略大于第一个指节的长度）一卷、直尺一把整个实验班电脑一台、普通平板扫描机一台2.2试验方法印取指纹用铅笔在20㎝×10㎝的复印纸上画10个格子，分为上下两排，每排五格，每格大约3㎝×4㎝，用于贴印取的指纹。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
数量性状的遗传分析： 人类指纹的分析
实验原理
前言： Galton,Sir Francis（1822～1911），英国人
类学家、优生学的创始人、气象学家，Charls Darwin的表弟。1890年前后，通过大量的研究，认 为没有两个人的指纹是相同的，从而提出用指纹作 为鉴定人的一种工具，并初步建立了用指纹鉴定人 的方法。他用数学的方法分析人类的一些表型及行 为的遗传变异的实践，也为后来数量遗传学的发展 提供了良好的方法。
► 最常用的皮纹无疑是指纹。指纹性状的遗传特性十分突出， 被用作个体身份调查取证的重要线索，以致现代分子遗传学 利用DNA分子标记多态性进行个体差异分析时，也借用名词， 产生了“DNA指纹”（DNA fingerprint）的术语。大量研究 表明，某些遗传病，特别是一些染色体病和先天畸形常伴有 特殊的皮纹异常，所以皮纹检查可以作为某些遗传病诊断的 辅助指标。
析个人总指嵴数与总统计结果的关系。 3. 手掌指纹与遗传病的关系如何？有何实际意
义？ 4. 先天愚型皮纹的主要特征是什么？ 5. 染色体异常患者有何特异皮纹？
点（tritadius）。用铅笔从指纹中心点到距中心点 最远的一个三叉点指尖划一条连线，连线所经过的 纹嵴数目（连线起止点处的嵴线数不计算在内）称 纹嵴数（ridge count）。弓形纹没有圆心和三叉点， 纹嵴数为零。斗形纹有两个甚至更多的三差点，则 取数值较大的一个作为其纹嵴数。双箕斗嵴线计数 时，分别将两圆心与各自的轴作连线。将10个手指 的嵴纹数相加，总和称为总指嵴数（total ridge count,TRC）。
实验原理
► 人们常去辨认手指上有几个“簸箕”或几个“斗”， 就体现了指纹的不同类型。长期的分析发现，指纹 有三种基本类型——弓形纹（arch）、箕形纹 （loop）和涡形纹（whorl，或称螺纹、斗形纹）。 弓形纹包括弧形弓和帐形弓，箕形纹包括尺箕和桡 箕，斗形纹包括环形斗和囊形斗。其中在箕形纹和 涡形纹中都有3组纹线经过的一个共同的汇合点， 称为三叉点（triradius），根据三叉点可以获得一 个重要的指纹参数——嵴纹数（ridge count）。一 个手指的嵴纹数就是三叉点与指纹中心的连线上的 嵴纹数。十指嵴纹数相加，就得到总指嵴数（total finger ridge count，TFRC）。
左手
拇指
食指
中指
环指
小指
我的指 纹
指纹类型
纹嵴数
左手纹嵴数小计：
右手
拇指
食指
中指
环指
小指
我的指 纹
指纹类型
纹嵴数
右手纹嵴数小记： 总指嵴数：
序 号
学生
性
指纹类型所在指头
别 弓形纹
箕形纹
斗形纹
TR C
1
2
3
… …
各形指纹枚数总计：
占总纹数的百分比：
人均统计：
女性平均：
男性平均：
思考题
1. 将本人皮纹的各项调查结果填入表中。 2. 统计全班同学的皮纹调查结果填入表中，分
1. 了解数量性状的遗传分析方法； 2. 通过获取并分析自己的指纹，计算总指嵴数，
分析全班同学总指嵴数的分布情况。
实验步骤
1. 洗干净双手，擦干。用铅笔在白纸商涂黑3～4cm 见方的一小块。将要取指纹的手指在涂黑的区域 中涂抹，将整个指尖涂黑。揭一条宽度与手指第 一指节长度相当的透明胶代，从指尖的一侧裹至 另一侧，轻压，再揭下来，上面即附着你的指纹。 将这条透明胶代贴在表1－1“我的指纹”一栏中相 应的位置上。
常见染色体病患者的皮肤纹理特征
皮肤特征
指纹中弓形 纹数多余7个 指纹中斗形 纹数多余6个
正常 人群 1%8%Fra bibliotekTRC数值
先天愚型 18三 21三体 体
80%
低
13三体 5P- 45,X 多见
32%
低
≥200
第五指只有 一条指嵴纹
通贯掌
0. 5% 17% 2% 31%
40% 25% 62% 35%
实验目的
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。
2. 重复第一个步骤，直至获得十个手指的指纹。 3. 参照“结果辨析及统计分析”中的有关内容，在
放大镜下检查、分析你的指纹类型。并统计分析 同班同学的指嵴数的情况。
结果辨析及统计分析
1.指纹类型 （1）弓形纹； （2）箕形纹； （3）斗形纹； （4）混合形纹。
结果辨析及统计分析
2.总指嵴数统计 皮纹中凡有3组不同走向的嵴纹汇聚的区域称为三叉
背景资料
► 在人类的手指、掌面、足趾、脚掌等器官的皮肤表面，分布 着许多纤细的纹线。这些纹线可分两种：凸起的嵴纹和两条 嵴纹之间凹陷的沟纹。由不同的嵴纹和沟纹形成了各种皮肤 纹理，总称皮纹。皮纹具有一定的特征，可以分类识别。在 手指端部的皮肤纹理称为指纹（finger print）。每个人都有 一套特定的指纹，且这套指纹终生不变。人类的皮纹属于多 基因遗传，具有个体的特异性，在胚胎的第14到19周皮纹开 始出现，第19周左右已经形成，并保持终生不变。因而早在 1890年Calton就提出用指纹作为识别一个人的标识。至今人 们还利用指纹确认犯罪嫌疑人、死者、失踪儿童或进出某些 重要部门的成员等。