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1、人类指纹的分析人类指纹的分析一、实验目的一、实验目的 了解皮纹鉴定方法，认识皮纹与了解皮纹鉴定方法，认识皮纹与某些遗传疾病和运动能力的关系。某些遗传疾病和运动能力的关系。二、实验原理二、实验原理实实验验原原理理 在人类的手指、掌面、足趾、脚在人类的手指、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。这些纹线可分为两种：凸细的纹线。这些纹线可分为两种：凸起的嵴纹及两条嵴纹之间凹陷的沟纹。起的嵴纹及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由不同的嵴纹和沟纹形成了各种皮肤纹理，总称皮纹。纹理，总称皮纹。皮纹是受多基因控皮纹是受多基因控制的性状
2、，具有鲜明的个体特异性。制的性状，具有鲜明的个体特异性。实实验验原原理理皮纹具有一定的特征，可以分类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识别。在手指端部的皮肤纹理称为指纹（纹（finger print）。每个人都有一套）。每个人都有一套特定的指纹，且这套指纹的纹理终生特定的指纹，且这套指纹的纹理终生不变。因而早在不变。因而早在1890年年Galton就提出就提出用指纹做为识别一个人的标志。用指纹做为识别一个人的标志。背景资料l在人类的手指、掌面、足趾、脚掌等器官的皮肤表面，分布在人类的手指、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
3、嵴纹和两条着许多纤细的纹线。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（手指端部的皮肤纹理称为指纹（finger print）。每个人都有）。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，在胚胎的第基因遗传，具有个体的特异性，在胚胎的第14到到19周皮纹开周皮纹开始出现，第始出
4、现，第19周左右已经形成，并保持终生不变。因而早在周左右已经形成，并保持终生不变。因而早在1890年年Calton就提出用指纹作为识别一个人的标识。至今人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。重要部门的成员等。l最常用的皮纹无疑是指纹。指纹性状的遗传特性十分突出，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利用DNA分子标记多态性进行个体差异分析时，也借用名
5、词，分子标记多态性进行个体差异分析时，也借用名词，产生了产生了“DNA指纹指纹”（DNA fingerprint）的术语。大量研究）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。辅助指标。实实验验原原理理指纹有三种基本类型：弓形纹、箕形指纹有三种基本类型：弓形纹、箕形纹和涡形纹（又称螺纹或斗形纹）。在后纹和涡形纹（又称螺纹或斗形纹）。在后两种指纹中有三种纹线经过的三叉点，计两种指纹中有三种纹线经过的三叉点，计
6、算三叉点与算三叉点与 指纹中心的连线上的纹嵴数即指纹中心的连线上的纹嵴数即得一个手指的纹嵴数。将十指的纹嵴数相得一个手指的纹嵴数。将十指的纹嵴数相加得总指嵴数。加得总指嵴数。实实验验原原理理 总指嵴数是一种遗传的性状，且总指嵴数是一种遗传的性状，且遗传基因是加性的。目前这个性状是遗传基因是加性的。目前这个性状是多基因控制的数量性状，但究竟由哪多基因控制的数量性状，但究竟由哪些基因控制、其遗传方式是什么至今些基因控制、其遗传方式是什么至今尚未弄清。尚未弄清。除指纹外，掌、趾、足等处的皮除指纹外，掌、趾、足等处的皮纹也用于遗传分析或临床诊断。纹也用于遗传分析或临床诊断。实验原理l人们常去辨认手指上
7、有几个人们常去辨认手指上有几个“簸箕簸箕”或几个或几个“斗斗”，就体现了指纹的不同类型。长期的分析发现，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指纹有三种基本类型弓形纹（弓形纹（arch）、箕）、箕形纹（形纹（loop）和涡形纹（）和涡形纹（whorl，或称螺纹、斗，或称螺纹、斗形纹）。弓形纹包括弧形弓和帐形弓，箕形纹形纹）。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。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其中在箕形纹和涡形纹中都有3组纹线经过的组纹线经过的一个共同的汇合点，称为三叉点（一个共同的汇合点，称为三叉点（
8、triradius），），根据三叉点可以获得一个重要的指纹参数根据三叉点可以获得一个重要的指纹参数嵴纹数（嵴纹数（ridge count）。一个手指的嵴纹数就）。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（嵴纹数相加，就得到总指嵴数（total finger ridge count，TFRC）。）。实验原理l我们知道，像果蝇的红白眼色，碗豆的植株高矮我们知道，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，这种性状为状之间界限分明
9、，这种性状为质量性状质量性状，质量性，质量性状受环境的影响不大。但是像人的身高、体重；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，这种性状为异之间就没有明确的界限，这种性状为数量性状数量性状。数量性状是由多基因控制的，每一基因的遗传传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。数量的影响较
10、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，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）、智力及某些行为高血压、冠心病、风湿病等）、智力及某些行为等，都是数量性状。等，都是数量性状。实验原理l总指嵴数是一种遗传性状，其基因是加性的。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
11、数相关性系数分别子与异卵双生子间的总指嵴数相关性系数分别是是0.950.07（理论相关性（理论相关性1.00）和）和0.490.08（理论相关性（理论相关性0.50）。这个结果为同卵双生儿）。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子女见得总指嵴数相关系数是0.480.03（理论（理论相关相关0.50）。目前认为，总指嵴数这个性状是）。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。方式正在研究中。实验原理l人类的性状受遗传背景和环境
12、因素双重影响，形成和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。的异常遗传性状或遗传疾病所证实。l例如：在例如：在Down氏综合症患者的手指短粗，氏综合症患者的手指短粗，10个指头中个指头中正箕纹的比例均增加，在食指和小指上出现反箕（桡正箕纹的比例均增加，在食指和小指上出现反箕（桡箕）的比
13、例明显地较正常人高，许多患者小指尽一条箕）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、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。够派上用场。常见染色体病患者的皮肤纹理特征四四实实验验步步骤骤1、洗净双手，擦干。用、洗净双手，擦干。用铅笔在白纸片上涂黑铅笔在白纸片上涂黑34cm见方的小块。将要取见方的小块。将要取指印的手指在涂黑的区域指印的手指在涂黑的
14、区域中涂抹，将整个指尖涂黑。中涂抹，将整个指尖涂黑。揭一条宽度与手指第一指揭一条宽度与手指第一指节长度相当的透明胶带，节长度相当的透明胶带，从指尖的一侧裹至另一侧，从指尖的一侧裹至另一侧，轻压，再揭下来，上面即轻压，再揭下来，上面即附着你的指纹。将这条透附着你的指纹。将这条透明胶带贴在明胶带贴在“我的指纹我的指纹”一栏中相应的位置。一栏中相应的位置。四四实实验验步步骤骤2、重复第、重复第1个步骤，直至个步骤，直至获得获得10个手指的指纹。个手指的指纹。3、参照、参照“结果辨析及统结果辨析及统计分析计分析”中的有关内容，中的有关内容，在放大镜下检查、分析指在放大镜下检查、分析指纹类型。算出总指嵴
15、数。纹类型。算出总指嵴数。1、指纹的类型：弓形纹、箕形纹、斗形纹。、指纹的类型：弓形纹、箕形纹、斗形纹。除了这三种基本类型的指纹外，还有其他除了这三种基本类型的指纹外，还有其他类型。有的由这三种指纹混和而成，有的形类型。有的由这三种指纹混和而成，有的形状奇特，无法归类。在总嵴数的计数中，无状奇特，无法归类。在总嵴数的计数中，无法归类的不做统计。法归类的不做统计。结果辨析及统计分析结果辨析及统计分析l2、总指嵴数统计结果辨析及统计分析2.总指嵴数统计总指嵴数统计皮纹中凡有皮纹中凡有3组不同走向的嵴纹汇聚的区域称为组不同走向的嵴纹汇聚的区域称为三叉点（三叉点（tritadius）。用铅笔从指纹中心
16、点到）。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，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（数不计算在内）称纹嵴数（ridge count）。弓）。弓形纹没有圆心和三叉点，纹嵴数为零。斗形纹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。将两圆心与各自的轴作连线。将10个手指的嵴纹个手指的嵴纹数相加，总
17、和称为总指嵴数（数相加，总和称为总指嵴数（total ridge count,TRC）。）。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计：总指嵴数：我的指纹图型及纹嵴数我的指纹图型及纹嵴数思考题1.将本人皮纹的各项调查结果填入表中。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，统计全班同学的皮纹调查结果填入表中，分析个人总指嵴数与总统计结果的关系。分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？有何实手掌指纹与遗传病的关系如何？有何实际意义？际意义？4.先天愚型皮纹的主要特征是什么？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？染色体异常患者有何特异皮纹？