人类指纹的采集识别与分析

生命与环境科学学院 遗传学实验报告

年月日

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人类指纹的采集识别与分析

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。所以皮纹检查可以作为某些遗传病诊断的辅助指标。

2.3.指纹分析的常用指标

a.类型(3类)：弓(A)，箕(L)，斗(W)，6亚类：AS，At；Lu，Lr；WS，Wd；

b.总嵴纹数：TRC (TFRC，指纹总嵴线数)

c.atd角

d.指纹强度指数(pattern intensity index, PID )：PID = (2 W +L)／N = (2 W +L)／10

(W 是斗型纹的百分率，L是箕型纹的百分率，N 是常数(10个手指)．)

2.4.指纹类型

a.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，另一种是中央隆起很高的帐形弓。

b.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）。

c.斗形纹（又称螺纹或涡形纹）：它有两个特征，①有两个三叉点（如果你在一个指纹上找到三个

或三个以上的三叉点，那可能是杂形纹）；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。

d.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。）

3.实验步骤

3.1.指纹采集（印取法）

用肥皂洗净双手，擦干。用铅笔将白纸涂黑，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，将涂黑的指尖一侧轻轻按在胶面上，滚压至另一侧，使指纹线清晰。重复这一步骤，直至获得十个手指的指纹。

3.2.采集对象

提取自己的指纹（注明民族、性别）

提取10位同学的指纹（同一民族，男女各5位，注明性别）

3.3.指纹分析指标

(1) 指纹类型（左右手、各指间）

(2) TRC

4.实验结果

备注：1.类型：A，A，L，L，W，W；

2.五指纹型：A，L，W；AW，AL，LW；ALW；

图1本人左右手十个手指指纹图

表2男、女左手各手指的指纹型频率n/(%)

备注：每一项数据为所统计总人数中存在的人数。

备注：每一项数据为所统计总人数中存在的人数。

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备注：每一项数据为所统计总人数中存在的人数。

表5一手五指纹型组合频率n/(%)

表7男女左右手指嵴纹数统计（x±s）

备注：1.小计：左或右手5指嵴纹数之和；

2.总计：左手和右手指嵴纹总数之和；

3.每一项数据皆为统计人数的均值（x±s）。

表8 男女各纹型的比较分析

性别

纹型

总数PID W A L

男30 6 14 50 1.48

女33 0 17 50 1.66

小计63 6 31 100 3.14

说明：1.如果男、女各统计5个人，则将男性中各样本的TRC数量填写在第一列中，女性各样本的TRC数量填写在第二列中。

2. 统计推断采用T检验（计量资料成组设计，两均数比较）

5.分析讨论

5.1指纹采集识别的意义

皮纹是人类一种重要的受基因控制遗传性状能反映出一个人的遗传信息和体质强弱，具有高度的稳定性，手、足的发育是在胚胎受孕第13周开始真皮的样式形成，至19周左右完成全部的分化，此后即定型不再有任何变化。皮纹分化的期间，如有特殊遗传时，就会产生出不同的皮纹样式。指纹是皮纹的一部分，手掌皮肤是人体皮纹分布种类最多、最密集的部位，而且比其他部位的皮肤组织紧密的多，发育最完善，其表皮的纹路具有规律性和特殊性，较皮纹学范围局限，但具有广泛的应用价值。

5.2左右手指嵴数相关性比较

由表7数据，经检验分析得知，同一个体左右手指嵴数在相互比较中均呈现强相关性。

5.3不同性别手指嵴数显著性差异比较

由表9数据将检验分析得知，男女手指嵴数之间存在显著性差异。

5.4关于现实中指纹应用的分析

指纹识别可以广泛的应用于公安、金融、医药卫生、门禁、考勤、网络安全、通讯加密等，这样做主要是因为指纹具有稳定性和独特性的优点。指纹从胎儿在6个月时指纹完全形成到人死后尸体腐烂，指纹的纹线类型、结构、统计特征的总体分布等始终没有明显变化；与此同时，指纹具有明显的独特性。至今还无法找出两个指纹完全相同的人。即使同卵双胞胎的指纹也是不相同的。因为这一特点，为指纹用于身份鉴定提供了客观依据。

5.5关于指纹在不同群体间规律性的分析

指纹在不同群体之间存在一定的差异性。例如可以通过观察示指络脉的显露部位（长、短）、显露程度（浮、沉）、流畅程度（迟、速）及色泽变化来判断重症肺炎婴儿患者的患病轻重、表里、虚实等特征，即指纹诊法。同样，其他疾病患者群体或者一定区域的群体也具有一定的规律可循，因为指纹作为一种表型，受到遗传物质和环境因素的影响。

6.实验结论

1.不同指头上出现四种指纹的频率并不相同。

2.对于每一种手指，箕形纹和斗形纹出现频率很高，而弓形纹和混杂纹出现的频率非常小。

3.拇指和环指中斗形纹出现的频率明显高于箕形纹，而食指和小指中箕形纹与斗形纹出现的频率基本相等，中指箕形纹出现的频

率大于斗形纹。

4.指嵴数在不同个体之间有所不同，男女之间存在显著性差异。