1、一、 模式生物学名词解释：1) 模式生物：生物学家通过对选定的生物物种进行科学研究，用于揭示某种具有普遍规律的生命现象。此时，这种被选定的生物物种就是模式生物。2) 同源异型转变（homeotic transformation）：将身体一部分构造变为另一相似构造的转变。造成这类转变的基因就称为同源异型基因（homeotic gene）。3) 常规基因敲除 Conventional knockout ：在胚胎干细胞中敲除特定基因。操作相对简单，但有些基因的常规敲除会导致胚胎致死，因而不能研究基因在成体中的功能。4) 条件基因敲除 Conditional knockout ：在特定的时间或组织中敲
2、除特定基因。操作较为复杂，理论上可以研究基因在特定时间或组织中的功能。 5) 诱发性动物模型：又称为实验性动物模型，指通过使用物理、化学、生物等致病手段，人为制造的疾病模型。 问答题：1、为什么需要模式生物：1) 从伦理的角度：我们不能用人来做实验；2) 从研究的角度 ：相对简单的生物结构相对简单，便于进行观察和处理3) 从进化的角度：生物体具有共同的祖先。低等生物和高等生物中有重要功能的生命活动和生理机能在进化上是保守的。 因而从理论上说，从简单的系统得到的结果往往可以推导至高等生物。2、模式生物具备的特点：容易获得并易于在实验室内饲养；繁殖快、世代短、子代多、遗传背景清楚；容易进行实验操作
3、，特别是遗传学分析，具有比较成熟的研究手段；基因组和其它许多方面都与人类有着极大的相似性。3、常见的模式生物：模式生物广泛应用于遗传学和发育生物学的研究中，常用的模式生物有：大肠杆菌、酿酒酵母、秀丽线虫、海胆、果蝇、斑马鱼、爪蟾、小鼠、大鼠、拟南芥、水稻等。二、 生物信息学名词解释：1) 遗传距离：不同物种同源 DNA 或蛋白序列之间有差别序列占该同源序列的百分比。遗传距离是生物信息学所研究和依靠的最基本最原始数据。 2) 遗传等距离现象:姐妹物种与本组外（outgroup) 一简单物种的遗传距离大致相同。3) 分子钟： 不同物种的平均每年突变速度大致相同，并保持恒定。 4) 中性理论： 物种
4、之间的遗传距离大部分是由中性突变的随机产生造成。 5) 表观遗传复杂性：个体所具有的细胞种类总数以及表观遗传相关分子总数。表观遗传是独立于 DNA 序列的遗传现象。 6) 遗传变异多样性:个体或物种之间的同源 DNA 或蛋白的序列差异距离。7) 大进化：大进化就是材料可容忍误差范围 stdev 不断逐渐被压缩的进化；8) 小进化：小进化就是材料可容忍误差范围 stdev 不变的进化；9) 遗传多样性上限假说：低级到高级的物种进化， 是一个表观遗传复杂性增加的过程， 并以丧失个体遗传多样性为代价。这两种基因调控方式之间的反比关系，能够扩展经典达尔文理论中的进化概念， 从而解释了一个群体如何能在较
5、短时间内完成表形的多样性分化。问答题：1、相似序列的含义：1) 高保守性对维持自身长期稳定至关重要：对维持自身生理结构功较重要要的序列倾向于保守，不同物种序列相似性就高；2) 低保守序列对适应环境至关重要：环境变化可以很快，有适应环境功能的序列变化必须快， 因而相似性低；3) 亲缘关系：进化时间较短或基因突变速度较慢。慢变基因是建立进化树的基础，遗传距离与时间成正比。 分离时间短的序列相似性就高；4) 自身结构限制：结构与功能的相似性导致序列相似性。同样的结构和功能导致较远亲缘关系的物种有较高的序列相似性。 材料选择总是有限的。 2、新达尔文进化论（Neo-Darwinism):1) 可遗传的
6、性状差异是随机产生的。 2) 某些变异因偶然不适合生存竞争或对生殖不利而被自然选择偶然淘汰。 3) 小进化（micro-evolution）和大进化(macro-evolution)只是时间上的差异而基本规律相同。 （小进化无复杂性改变）实验证据全部来自小进化。 4) 对分子进化现象基本不适用或不能解释生物信息学重大现象。 3、最大遗传变异假说:1) 生物第一常识公理: 遗传变异多样性与表观遗传复杂性成反比关系；2) 根据第一公理，表观遗传复杂性给遗传变异多样性造成一个最大上限， 而同样，遗传变异多样性也给表观遗传复杂性造成一个上限。 3) 每一物种都存在遗传变异多样性的最大上限， 简单物种的
7、最大上限要高于复杂物种。 4、一个完整的遗传进化理论由生物第一常识，中性理论及自然选择论共同组成。前者解释大进化， 后二者小进化。 三、单基因与多基因遗传病 名词解释：1) 基因突变：细胞中核酸序列的改变通过基因表达有可能导致生物遗传特征的变化。这种核酸序列的变化称为基因突变(mutation) 。2) 点突变：DNA 序列中涉及单个核苷酸或碱基的变化称为点突变。在一个基因内发生的点突变通常有两种情况：一是一种碱基或核苷酸被另一种碱基或核苷酸所替换；二是一个碱基的插入和缺失。3) 表观遗传现象：是指基因表达发生改变但不涉及 DNA 序列的变化, 能够在代与代之间传递。4) 单基因病：是指由于单
8、个基因的突变而引起的遗传病，又叫孟德尔遗传病5) 系谱（pedigree）/系谱图：指从先证者入手，追溯调查其所有家族成员（直系亲属和旁系亲属）的数目、亲属关系及某种遗传病（或性状）的分布等资料，并按一定格式将这些资料绘制而成的图解；6) X 伴性显性遗传：如果决定某种性状或疾病的基因位于 X 染色体上，并且此基因对其相应的等位基因来说是显性的，这种遗传病的遗传方式称为 X 伴性显性遗传（X-linked dominant inheritance，XD)。7) X 伴性隐性遗传病：如果决定某种性状或疾病的基因位于 X 染色体上，且为隐性基因，这种基因的遗传方式称为 X 伴性隐性遗传病 ( X-
9、linked recessive inheritance, XR )8) Y 连锁遗传病：如果决定某种性状或疾病的基因位于 Y 染色体，那么这种性状（基因）的传递方式称为 Y 伴性遗传（Y-linked inheritance）。父子传递。9) 表现度(expressivity): 是基因决定的某一性状或疾病在个体中的表现程度10) 外显率（penetrance）：某一显性基因在杂合状态下或某一隐性基因在纯合状态下，所产生一定表型的频率，以百分比表示。11) 拟表型 (phenocopy)：由于环境因素的作用使个体的表型恰好与某一特定基因所产生的表型相同或相似，这种由环境因素引起的表型称为拟表
10、型。12) 基因的多效性（pleiotropy）：同一个基因的突变可引起不同的疾病13) 遗传异质性（genetic heterogeneity：一种性状可以由多个不同的基因控制14) 从性遗传 (sex-influenced inheritance) 常染色体上的基因，由于性别的差异而显示出男女性分布比例上的差异或基因表达程度上的差异15) 限性遗传 (sex-limited inheritance)：常染色体上的基因，由于基因表达的性别限制，只在一种性别表现，而在另一种性别则完全不能表现。16) 延迟显性 (delayed dominanace)：杂合子在生命的早期，因致病基因并不表达或虽
11、表达但尚不足以引起明显的临床表现，只在达到一定的年龄后才表现出疾病17) 不完全显性遗传(incomplete dominance)：杂合子 Dd 的表现介于显性纯合子 DD和隐性纯合子 dd 的表现型之间，即在杂合子 Dd 中显性基因 D 和隐性基因 d 的作用均得到一定程度的表现18) 不规则显性遗传 (irregular dominance)：杂合子的显性基因由于某种原因而不表现相应的性状，因此在系谱中可以出现隔代遗传的现象。19) 共显性遗传 (codominance)：一对等位基因之间，没有显性和隐性的区别，在杂合体时两种基因的作用都完全表现出来20) 基因组印迹（genomic i
12、mprinting)：来自双亲的某些等位基因,在子代的表达不同,有些只有父源的基因有转录活性,而母源的同一基因则始终处于沉默状态,另一些基因的情况 则相反。这是由于源自某一亲本的等位基因或它所在染色体发生了表观遗传修饰,导致不同亲本来源的两个等位基因在子代细胞中表达不同。21) 嵌和体（mosaicism）: 来源于同一合子但具有两种或两种以上的在遗传构成上有差异的细胞系的个体;22) 线粒体基因突变的母性遗传（maternal inheritance of mitochondrial mutations): 线粒体是通过卵子，而非精子遗传的，因而表现为 母性遗传 ；母性线粒体在向子代传递过程
13、中是随机分配到两个子细胞中。23) 三联体重复病(triplet repeat diseases): 重复序列拷贝数超过一定范围,基因将变得不稳定,表现出病症或在染色体上出现脆性位点24) 动态突变（Dynamic Mutation）：指 DNA 中的碱基重复序列拷贝数发生扩增而导致的突变，重复单位片段的大小 3-33 个碱基长不等，也称为基因组不稳定性(genomic instability)25) 多基因病(polygenic disorders):遗传疾病的发生不是由一对等位基因决定，而是由两对或两对以上的等位基因所决定, 因此这类疾病称为多基因病,同时疾病的形成还受环境因子的影响，也称
14、为多因子疾病（multi-factorial disorders)26) 累积效应（additive effect）：多基因遗传的多对等位基因的微效作用累加起来，从而形成一个明显的表型效应，这种现象称为累积效应。27) 数量性状（quantitative character）：若性状表现为连续变异，表型可用一个指标连续度量时叫数量性状，它是由多对作用微小的、累加的等位基因与环境共同作用所形成的性状。28) 数量性状（quantitative character）：若性状表现为连续变异，表型可用一个指标连续度量时叫数量性状，它是由多对作用微小的、累加的等位基因与环境共同作用所形成的性状。29)
15、易感性（susceptibility）：由个体的遗传基础决定的一个个体患病的风险称为易感性。 30) 易患性（liability）： 由遗传因素和环境因素共同作用并决定一个个体是否易患某种遗传病的可能性则称为易患性。 31) 阈值（threshold）： 由易患性决定的多基因病的发病的最低限度称为阈值。（在一定条件下，阈值代表造成发病所必需的、最少的有关基因数量）32) 遗传度（heritability）：是指多基因累加效应对疾病易患性变异的贡献大小。遗传度愈大，表明遗传因素对病因的贡献愈大，遗传度一般用百分率（%）来表示。33) 一卵双生（monozygotic twin，MZ）是由一个受精
16、卵形成的两个双生子，遗传基础理论上是完全相同的，其差异主要由环境决定；二卵双生（dizygotic twin，DZ）是由两个受精卵形成，他们的个体差异由遗传基础和环境因素共同决定34) 再发风险：是指除先证者外家系其他成员的发病率问答题：基因突变的种类：1) 染色体结构、数目变异：染色体插入、缺失、倒位、异位；异常染色体2) 染色体微缺失/微重复，CNVs3) 点突变：碱基替换，碱基的插入和缺失单基因病的发病机理：1) 失去功能(loss of function)：基因缺失(gene deletion); 基因突变 2) 获得功能(gain of function) ：基因拷贝数增加; 突变蛋
17、白质某种活性增强 3) 显性负性效应(dominant negative effect)：突变的蛋白质不仅自身不能发挥其正常的生理功能，还影响其正常蛋白质而使正常蛋白质也不能正常地发挥功能 4) 获得新特性(gain of novel property)5) 异时或异地基因表达(heterochronic or ectopic gene expression)单基因遗传病的种类：1) 常染色体遗传 (autosomal inheritance)：显性遗传(短指症, 遗传性乳腺癌)；隐性遗传(白化病）2) X 伴性遗传 (X-linked inheritance)：显性遗传（抗维生素 D 佝偻病
18、）；隐性遗传（血友病，Duchen 型肌营养不良)3) Y 伴性遗传 (Y-linked inheritance) ：外耳道多毛症 4) 线粒体遗传 (mitochondrial inheritance)常染色体完全显性遗传的特征：1) 由于致病基因位于常染色体上，它的遗传与性别无关，男女均有相同的概率获得致病基因，患病的机会均等。2) 致病基因在杂合状态下，即可致病。3) 患者的双亲中，有一个患者，患者的同胞中，有 1/2 的可能性为患者。4) 无病患的个体的后代不会患此病。5) 在系谱中，疾病连续相传，无间断现象。6) 相当一部分散在病例起因于新产生的突变，疾病的适合度(fitness)越
19、低来源于新突变的比例越高常染色体隐性遗传特征:1) 由于基因位于常染色体上，所以它的发生与性别 无关，男女发病机会相等。2) 致病基因只有在纯合状态下才会致病 3) 患者的双亲表型往往正常，但都是致病基因的携带者，出生患儿的几率是 1/4，患儿的正常同胞中有 2/3 的可能性为携带者。4) 近亲婚配时，子女中隐性遗传病的发病率要比非近亲婚配者高得多，这是由于他们来自共同的祖先，往往具有某种共同的基因。5) 系谱中患者的分布散在的，通常看不到连续遗传现象，有时系谱中甚至只有先症者一个患者X 伴性显性遗传的遗传特征:1) 人群中女性患者比男性患者多一倍，前者病情常较轻2) 患者的双亲中必有一名是该
20、病患者；3) 男性患者的女儿全部都为患者，儿子全部正常；4) 女性患者（杂合子）的子女中各有 50%的可能性是该病的患者；5) 系谱中常可看到连续传递现象，这点与常染色体显性遗传一致X 伴性隐性遗传的遗传特征:1) 人群中男性患者远比女性患者多，系谱中往往只有男性患者；2) 双亲无病时，儿子可能发病，女儿则不会发病；儿子如果发病，母亲肯定是个携带者，女儿也有 1/2 的可能性为携带者；3) 男性患者的兄弟、外祖父、舅父、姨表兄弟、外甥、外孙等也有可能是患者；4) 如果女性是一患者，其父亲一定也是患者，母亲一定是携带者。多基因病的遗传学基础：（1）涉及多对不同位点的易感基因；（2）易感基因无显、隐性之分（3）每对易感基因的作用是微效的， 各对基因作用是累加的；（4）易感基因和环境共同作用（包括体内环境和体外环境），从而产生明显的疾病表型。多基因病的遗传特点：1) 为常见病和常见畸形2) 遗传基础是寡基因或多个微效基因变异3) 有家族聚集倾向4) 不同种族间同一多基因病发病率不同5) 随着亲属级别降低，患者亲属发病风险迅速下降；近亲婚配,子女发病风险增高6) 常受众多流行病学危险因素影响
