实验七 DNA指纹的遗传分析
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得采集识别与分析2014年11月9日人类指纹得采集识别与分析前言遗传学研究中根据遗传性状得表现特征将其分为两类,即数量性状(quantitative character)与质量性状(qualitative character)。
质量性状通常差异显著,呈不连续变异,由主基因决定,杂交子代得表型呈现出一定得比例,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,数量性状就是可以度量得性状,呈连续变异,由多基因决定, 各基因作用微小并且就是累加得,呈剂量效应,因此通常要采用统计学方法分析、指纹性状就就是属于数量形状、1880年henry fauld及william herschel相继提出利用指纹鉴定个人身份得设想。
galton研究了有血缘关系得人群得指纹证明了指纹花样对人来说就是一个稳定得性状。
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得方法取自己得指纹,并利用这些指纹进行指嵴数计数、分析,从而对多基因遗传得特点有了更深刻地认识、1.材料与方法&设备与方法2b铅笔一只;约20cm×10cm得复印纸一张;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.人类指纹得形成:指纹就是指人手上得条状纹路,它们得形成依赖于胚胎发育时得环境与遗传因素。
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。
每个人得指纹都就是独一无二得,两人之间甚至双胞胎之间,不存在相同得手指指纹。
拥有相同指纹得可能性在10亿分之一以下、因此指纹被称做就是无法伪造得身份证。
对一个个体而言,指纹具有唯一性与稳定性。
DNA指纹图谱分析实验

DNA指纹图谱分析实验一. 实验目的1. 掌握DNA指纹图谱技术的概念、原理和基本操作过程2. 学习DNA的限制性酶切的基本技术3. 掌握琼脂糖凝胶电泳的基本操作技术,学习利用琼脂糖凝胶电泳测定DNA片段的长度,并能对实验结果进行分析。
二. 实验原理1984年英国莱斯特大学的遗传学家Jefferys及其合作者首次将分离的人源小卫星DNA 用作基因探针,同人体核DNA的酶切片段杂交,获得了由多个位点上的等位基因组成的长度不等的杂交带图纹,这种图纹极少有两个人完全相同,故称为"DNA指纹",意思是它同人的指纹一样是每个人所特有的。
DNA指纹的图像在X光胶片中呈一系列条纹,很像商品上的条形码。
DNA指纹图谱,开创了检测DNA多态性(生物的不同个体或不同种群在DNA结构上存在着差异)的多种多样的手段,如RFLP(限制性内切酶酶切片段长度多态性)分析、串联重复序列分析、RAPD(随机扩增多态性DNA)分析等等。
各种分析方法均以DNA的多态性为基础,产生具有高度个体特异性的DNA指纹图谱,由于DNA指纹图谱具有高度的变异性和稳定的遗传性,且仍按简单的孟德尔方式遗传,成为目前最具吸引力的遗传标记。
DNA指纹具有下述特点:1.高度的特异性:研究表明,两个随机个体具有相同DNA图形的概率仅3×10-11;如果同时用两种探针进行比较,两个个体完全相同的概率小于5×10-19。
全世界人口约50亿,即5×109。
因此,除非是同卵双生子女,否则几乎不可能有两个人的DNA指纹的图形完全相同。
2.稳定的遗传性:DNA是人的遗传物质,其特征是由父母遗传的。
分析发现,DNA•指纹图谱中几乎每一条带纹都能在其双亲之一的图谱中找到,这种带纹符合经典的孟德尔遗传规律,即双方的特征平均传递50%给子代。
3.体细胞稳定性:即同一个人的不同组织如血液、•肌肉、毛发、精液等产生的DNA指纹图形完全一致。
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。
实验一 DNA指纹的遗传分析

实验一 DNA指纹的遗传分析 指纹的遗传分析
D技术 )
数目可变的串联重复序列, VNTR* 数目可变的串联重复序列, VNTR* viariable number tandem repeat 核心序列core 核心序列core sequence 长度: 长度: 2~300bp 重复次数: 可变的 重复次数:
• 结果与分析: 结果与分析: 1. DNA电泳图 电泳图 2. D1 S80等位基因是杂合还是纯合? 等位基因是杂合还是纯合? 等位基因是杂合还是纯合 3. 重复单位为 的PCR产物长 重复单位为1 产物长161bp, 产物长 , 重复数每增加一个,序列增加长度16bp, 重复数每增加一个,序列增加长度 , 计算重复数。 计算重复数。
VNTR-A5 VNTR-A7 VNTR-B2 VNTR-B3
VNTR-A VNTR-B
1. 父母遗传性 2. 长度多态性 同一座位、 同一座位、不同座位
• 材料: 材料: 人类口腔细胞, 人类口腔细胞,VNTR D1 S80 • 方法: 方法: 1. 收集 收集DNA样品(沸水法) 样品( 样品 沸水法) 2. PCR扩增 扩增D1 S80等位基因 扩增 等位基因 3.扩增产物的鉴定和分析(DNA电泳) 扩增产物的鉴定和分析( 电泳) 扩增产物的鉴定和分析 电泳
DNA指纹图谱分析实验

DNA指纹图谱分析实验一. 实验目的1. 掌握DNA指纹图谱技术的概念、原理和基本操作过程2. 学习DNA的限制性酶切的基本技术3. 掌握琼脂糖凝胶电泳的基本操作技术,学习利用琼脂糖凝胶电泳测定DNA片段的长度,并能对实验结果进行分析。
二. 实验原理1984年英国莱斯特大学的遗传学家Jefferys及其合作者首次将分离的人源小卫星DNA 用作基因探针,同人体核DNA的酶切片段杂交,获得了由多个位点上的等位基因组成的长度不等的杂交带图纹,这种图纹极少有两个人完全相同,故称为"DNA指纹",意思是它同人的指纹一样是每个人所特有的。
DNA指纹的图像在X光胶片中呈一系列条纹,很像商品上的条形码。
DNA指纹图谱,开创了检测DNA多态性(生物的不同个体或不同种群在DNA结构上存在着差异)的多种多样的手段,如RFLP(限制性内切酶酶切片段长度多态性)分析、串联重复序列分析、RAPD(随机扩增多态性DNA)分析等等。
各种分析方法均以DNA的多态性为基础,产生具有高度个体特异性的DNA指纹图谱,由于DNA指纹图谱具有高度的变异性和稳定的遗传性,且仍按简单的孟德尔方式遗传,成为目前最具吸引力的遗传标记。
DNA指纹具有下述特点:1.高度的特异性:研究表明,两个随机个体具有相同DNA图形的概率仅3×10-11;如果同时用两种探针进行比较,两个个体完全相同的概率小于5×10-19。
全世界人口约50亿,即5×109。
因此,除非是同卵双生子女,否则几乎不可能有两个人的DNA指纹的图形完全相同。
2.稳定的遗传性:DNA是人的遗传物质,其特征是由父母遗传的。
分析发现,DNA•指纹图谱中几乎每一条带纹都能在其双亲之一的图谱中找到,这种带纹符合经典的孟德尔遗传规律,即双方的特征平均传递50%给子代。
3.体细胞稳定性:即同一个人的不同组织如血液、•肌肉、毛发、精液等产生的DNA指纹图形完全一致。
DNA指纹的遗传分析实验报告

DNA指纹的遗传分析【实验原理】“DNA指纹”是指可以利用DNA差异来进行与传统指纹分析相似的身份识别。
DNA指纹是以DNA的多态性为基础,而卫星DNA的发现则是其最重要的奠基石。
卫星DNA是由一短序列(即重复单位或核心序列)多次重复而成,因此也有人称其为可变数目串联重复序列(variable numbers of tandem reprat,VNTR),在人类基因组中存在多种由不同重复单位组成的卫星DNA,重复单位的碱基序列在不同个体中具有高度的保守性,而卫星DNA 的多态性则来源于重复单位的重复次数不同,并形成了众多的等位基因。
列如,人类1号染色体上的VNTR D1S80,核心序列由16个核苷酸组成,拷贝数在14~41个之间,已知29种不同的等位基因。
1984年Jefferys等人首次将分离的人源小卫星DNA用作基因探针,同人类核DNA的酶切片段杂交,产生了由10多条带组成的杂交图谱,不同个体杂交图谱上带的位置就像指纹一样因人而异,因而Jefferys等人称之为DNA 指纹图谱。
产生DNA指纹图谱的过程叫做DNA指纹分析,目前包括PCR、RFLP(限制性内切酶酶切片段长度多态性)和RAPD(随机扩增多态性DNA)等方法。
DNA指纹图谱的基本特点:(1)多位点性:基因组中某些位点的小卫星重复单位含有相同或相似的核心序列。
在一定的杂交条件下,一个小卫星探针可以同时与十几个甚至几十个小卫星位点上的等位基因杂交。
(2)高变异性:DNA指纹图谱反应的是多个位点上的等位基因的特征,具有很高的变异性。
发现两个无血缘关系个体具有相同DNA指纹图谱的概率仅为5×10-19,因此,除了同卵双胞胎,几乎不可能有两个人的DNA指纹图谱完全相同。
(3)稳定的遗传性:DNA指纹图谱中的谱带能够稳定遗传,杂合带遵守孟德尔遗传规律。
子代DNA指纹图谱中产生与双亲都不同的新带的概率(基因突变)仅在0.001~0.004之间。
DNA指纹技术课件

假如决定脸型的一个基因 只有17个碱基对组成,那 么这种排列有多少种可能?
417种。大约为172亿种。
DNA的特点:多样性。
情境2:
你和你同桌长相相同的概率是多少?DNA 分子能像指纹一样用来鉴定身份吗?
在人类的DNA分子中,核苷酸序列多样性表现 为每个人的DNA几乎不可能完全相同,因此, DNA可以像指纹一样用来鉴别身份。
• DNA是人的遗传物质,其特征 是由父母遗传的。分析发现, DNA指纹图谱中几乎每一条带 纹都能在其双亲其一的图谱中 找到。
• 同一个人的不同组织如血液、 肌肉、毛发、精液等产生的 DNA指纹图形完全一致。
情境4: DNA指纹的应用
• 1.在刑事案件中的应用
• 在法医学上,如果确定某人是嫌 疑犯,可提取血样或毛发的DNA, 做出DNA指纹,再与犯罪现场残 留的血,精液,唾液,痰,毛发 等等成分中提取的DNA指纹相对 照。若两者一样,则称其指纹相 配,证明嫌疑犯就是作案的罪犯。 反之则否。
染色体是DNA的 主要载体
染色体
每个染色体上有一个 或两个DNA分子
Байду номын сангаас
DNA是主要的 遗传物质
基因是有遗传效应 的DNA片断
DNA 基因
每个DNA分子 上有许多基因
每个基因由许多脱氧核苷 酸组成
基因中的脱氧核苷酸排 脱氧核苷
列顺序代表着遗传信息
酸
情境1:
DNA片段如何蕴藏遗传信息?
4种碱基的排列顺序蕴 藏着遗传信息.
•
实施DNA指纹鉴别时,首先要 从人的血液或其他组织中提取 DNA,用特定的方法把DNA切 割成很多长短不等的片段,再 通过电泳的方法按长短分开, 然后转移、固定和杂交。这些 杂交的片段再经过显影或染色 处理显示出来,形成图谱。不 同个体的图谱是不同的,就像 人的指纹互不相同,因此被称 为“DNA指纹”。
家养鸟类DNA指纹图谱的建立和遗传学分析

家养鸟类DNA指纹图谱的建立和遗传学分析随着人们对自然科学的研究越来越深入,遗传学作为一门新兴的学科已经受到越来越多人的重视。
家养鸟类的DNA指纹图谱的建立和遗传学分析也成为了人们的研究重点。
一、DNA指纹图谱的建立DNA指纹是一种基于DNA序列的个体识别技术。
在建立DNA指纹图谱时,首先需要提取鸟类的DNA样本,可以采用血液、羽毛或口腔粘液等样品提取方式。
提取好的DNA样本需要进行PCR扩增以获得足够数量的DNA。
PCR扩增的产物会在凝胶电泳中形成DNA带,根据DNA带的大小和数量,可以建立DNA指纹图谱,并记录下每只鸟类的DNA指纹。
二、家养鸟类DNA指纹图谱的遗传学分析家养鸟类的DNA指纹图谱能够为遗传学分析提供重要的依据。
首先可以利用DNA指纹图谱判断家养鸟类的亲缘关系,如子代与亲本之间的亲缘关系、同一亲本子代之间的亲缘关系等。
此外,还可以分析鸟类的种群结构和群体历史。
通过比对不同个体之间的DNA指纹图谱,可以发现遗传多样性和基因频率等信息,从而研究鸟类的遗传演化、进化和分化等问题。
三、家养鸟类DNA指纹辨识技术的应用前景家养鸟类DNA指纹辨识技术的应用前景十分广泛。
首先,可以用于宠物鸟类的识别和管理,帮助养鸟人员快速精准地辨认不同的宠物鸟类。
其次,家养鸟类DNA指纹辨识技术还可以用于繁殖管理。
通过对配种鸟类的DNA指纹进行分析,可以评估配种的情况和效果,为繁殖管理提供科学依据。
四、家养鸟类DNA指纹图谱建立及分析中需要注意的问题在家养鸟类DNA指纹图谱的建立和遗传学分析过程中,需要注意以下几个问题。
首先是鸟类样本的选择问题。
要保证DNA样本的质量和数量,选择合适的样品非常重要。
其次是PCR扩增反应体系的优化问题,这是影响扩增效果和质量的重要因素。
还需要掌握准确的分析方法,如如何分辨不同长度的DNA带和如何验证DNA指纹图谱的可重复性等。
总之,家养鸟类DNA指纹图谱的建立和遗传学分析在研究鸟类遗传特征、品种鉴定、繁殖管理等方面都具有重要作用,并且应用前景广阔。
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实验七DNA指纹的遗传分析
【实验原理】
◆“DNA指纹”是指利用DNA差异来进行与传统指纹分析相似的身份识别。
DNA指
纹是以DNA的多态性为基础,而卫星DNA的发现则是其最重要的奠基石。
◆卫星DNA是由一短序列(即重复单位或核心序列)多次重复而成,因此也有人称
其为可变数目串联重复序列(variable numbers of tandem reprat,VNTR),在人类基因组中存在多种由不同重复单位组成的卫星DNA,重复单位的碱基序列在不同个体中具有高度的保守性,而卫星DNA的多态性则来源于重复单位的重复次数不同,并形成了众多的等位基因。
例如,人类1号染色体上的VNTR D1S80,核心序列由16个核苷酸组成,拷贝数在14~41个之间,已知有29种不同的等位基因。
DNA指纹图谱的基本特点:
◆多位点性:基因组中某些位点的小卫星重复单位含有相同或相似的核心序列。
在一
定的杂交条件下,一个小卫星探针可以同时与十几个甚至几十个小卫星位点上的等位基因杂交。
◆高变异性:DNA指纹图谱反应的是多个位点上的等位基因的特征,具有很高的变异
性。
发现两个无血缘关系个体具有相同DNA指纹图谱的概率仅为5×10-19,因此,除了同卵双胞胎,几乎不可能有两个人的DNA指纹图谱完全相同。
◆稳定的遗传性:DNA指纹图谱中的谱带能够稳定遗传,杂合带遵守孟德尔遗传规律。
子代DNA指纹图谱中产生与双亲都不同的新带的概率(基因突变)仅在0.001~0.004之间。
DNA指纹图谱还具有体细胞稳定性,即用同一个体的不同组织如血液、肌肉、毛发、精液等的DNA作出的DNA指纹图谱是一致的。
【材料】
人类口腔细胞。
【仪器与试剂】
1.仪器
微量移液器,小型离心机,恒温水浴锅,漩涡振荡器,PCR仪,电泳仪,电泳槽,透射式紫外分析仪(或凝胶成像仪)。
枪头,1.5mL,0.2 mL离心管,棉签,使用前均需121℃高温灭菌
2.试剂
NaCl,琼脂糖,溴化乙锭,Na2-EDTA,SDS,Tris,Proteinase K,冰醋酸,溴酚蓝,二甲苯腈蓝,蔗糖,甘油,DNA相对分子质量标记,Chelex 100树脂(Bio-Rad),PCR pre-mix。
3.溶液配制
(1)5% Chelex树脂
Chelex 100(Bio-Rad) 0.5g
50mmol/L Tris-HCl 10mL
用4mol/L NaOH调pH至11,室温可保存3个月,使用前充分混匀。
(2)2.0%琼脂糖凝胶
称2.0g琼脂糖放入250ml三角烧瓶,加入1×TAE溶液100mL微波炉加热溶解,冷却至60℃左右加入1μg/mL溴化乙锭(EB),缓慢混匀后倒胶板。
(3)溴化乙锭(EB)
用无菌水配制5mg/mL储藏液,工作浓度1μg/mL。
注意;溴化乙锭为诱变剂,有致癌作用。
配制、稀释和染色时必须戴手套。
(4)0.5mol/L EDTA(pH8.0)
Na2-EDTA 18.61g
NaOH 2g
蒸馏水定容至100mL,室温保存。
(5)10×TAE电泳缓冲液
Tris 48.4g
冰醋酸11.42mL
0.5mol/L EDTA(pH8.0) 20mL
蒸馏水定容至1000mL,室温保存。
(6)10%SDS
SDS 10g用无菌水溶解后(可加热),定容至100mL,室温保存。
(7)蛋白酶K溶液
20mg/mL蛋白酶K水溶液5mL
10%SDS 1mL
无菌水94mL
冰箱冷藏。
(8)无菌水:蒸馏水或去离子水,高温灭菌。
(9)1mol/L Tris-HCl(pH8.0)
将12.1g Tris溶解在80mL蒸馏水中,加盐酸调节pH至8.0,加蒸馏水定容至100mL。
4.引物
Primer1:5’-GAAACTGGCCTCCAAACACTGCCCGCCG-3’
Primer2:5’-GTCTTGTTGGAGATGCACGTGCCCCTTGC-3’
【实验步骤】
1.收集DNA样本
(1)先漱口,然后用灭菌的牙签充分擦刮口腔内壁,将该牙签放入1.5mL装有1mL无菌水的小离心管中,使粘附在牙签表面的口腔细胞悬浮其中(以能看到悬浮物为好)。
震荡10s,10000 r/min离心1min。
(2)从离心管中吸出970μL无菌水,注意不要吸到沉淀。
(3)向离心管中加入200μL 5% Chelex 100,震荡10s混匀。
(4)加入2μL蛋白酶K,混匀,56℃保温5min。
(5)剧烈震荡10s,沸水浴8min。
(6)10000r/min离心3min,离心管中溶液分成上下两层:下层为Chelex100和细胞碎片的沉淀,上层溶液含DNA分子,可以直接用作PCR模板。
此DNA样本可在4℃或-20℃保存,必要时可在使用前再次加热并离心,使管内物质分层。
2.PCR扩增D1S80等位基因
(1)每个人用记号笔在0.2mL PCR管上做好标记。
(2)准备冰盒,开始反应前尽量使PCR管保持在冰上。
(3)依次加入下列成分,配制25μL体系的PCR反应溶液:
PCR pre-mix 12.5μL
引物1 1μL
引物2 1μL
口腔细胞DNA样本10μL
加无菌水至总体积25uL。
(4)轻弹管壁,混匀溶液。
(5)离心10s,使管壁上的液滴落下。
(6)按下列程序开始PCR反应:
94℃,1min
∃
94℃,15s
68℃,15s
72℃,15 s
30个循环
∃
72℃,10min
∃
4℃暂时放置,直至开始电泳
3.PCR扩增产物鉴定与D1S80等位基因分析
(1)用1×TAE电泳缓冲液配制2.0%琼脂糖电泳凝胶。
(2)60V预电泳1~2min。
(3)在凝胶上选一孔加入6µL的DNA相对分子质量标记(DNA100bp Ladder)。
(4)每位同学将各自的20µL D1S80 PCR扩增产物加入指定凝胶样孔,注意不要有气泡进入。
(5)60V电泳40min-50min。
(6)取出凝胶用清水漂洗。
(7)用紫外分析仪观察凝胶,记录每个个体的DNA条带数目及其位置。
【结果与分析】
本次实验所选择的方法是D1S80指纹图谱分析的常用方法。
人群中D1S80座位的杂合率约为86%。
从理论上讲,可能存在435种不同的等位基因组合。
利用D1S80座位两侧序列设计的引物(Kasai et al,1990),通过PCR反应,很容易确定特定个体的D1S80等位基因构成,纯合体只有一条DNA带,而杂合体有两条不同的DNA带。
1.将小组的电泳结果拍照,并把照片贴在实验报告上,对照片进行必要的说明,例如,相对分子质量的标记各片段的大小(bp)。
(见附图)
表7-1 结果记录表
注:因为重复数为l的DIS80 PCR 产物长161bp,所以,重复数每增加一个,序列增加长度16 bp。
据此可以催算:
重复数=1+(PCR产物大小-161)/16
3.在班级中调查有无同学D1S80指纹图谱完全相同或部分相同。
自行查找有关人群中D1S80各等位基因频率的资料,计算两个没有亲缘关系的个体,其D1S80指纹图谱完全相同或部分相同的概率。
从各小组的电泳紫外图谱看,有一些同学的DNA指纹图谱看起来有些相似,但鉴于
本次实验误差大,难以确定其指纹图谱是相同的。
理论上可能存在435种不同的等位基因组合。
那么D1S80指纹图谱完全相同的概率应为1/(435*435)=1/189221.
【讨论】
从图电泳图可以看出,只有A、D两小组成员的条带清晰明显。
小组成员E的PCR产物聚集在加样孔中没有迁移,可能是因为其产物不存导致的;其他成员均没有条带或很浅,可能是由于收集的DNA样本过少,未能PCR出足够的扩增产物。
【思考题】
用PCR、RFLP、RAPD方法产生DNA指纹图谱各有哪些利弊?
答:RFLP分析对样品纯度要求较高,样品用量大,步骤繁琐、工作量大、成本较高;RADP图谱中某些弱带重复性较差,而且目前该法在引物长度和序列及应用的引物数目、扩增反应条件等实验技术方面未标准化,影响了不同条件下结果的可比性;。