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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、实验原理实验原原理理在在人人类类的的手手指指、掌掌面面、足足趾趾、脚脚掌掌等等器器官官的的皮皮肤肤表表面面，分分布布着着许许多多纤纤细细的的纹纹线线。这这些些纹纹线线可可分分为为两两种种：凸凸起起的的嵴嵴纹纹及及两两条条嵴嵴纹纹之之间间凹凹陷陷的的沟沟纹纹。由由不不同同的的嵴嵴纹纹和和沟沟纹纹形形成成了了各各种种皮皮肤肤纹纹理理，总总称称皮皮纹纹。皮皮纹纹是是受受多多基基因因控控制制的的性性状状，具具有有鲜鲜
2、明明的的个个体体特特异异性性。实验原原理理皮皮纹纹具具有有一一定定的的特特征征，可可以以分分类类识识别别。在在手手指指端端部部的的皮皮肤肤纹纹理理称称为为指指纹纹（ fingerprint ）。每每个个人人都都有有一一套套特特定定的的指指纹纹，且且这这套套指指纹纹的的纹纹理理终终生生不不变变。因因而而早早在在1890年年Galton就就提提出出用用指指纹纹做做为为识识别别一一个个人人的的标标志志。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：凸起的嵴纹和两条着许多纤细的纹线。这些纹线可分两种：
3、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（fingerprint）。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，第始出现，第19周左右已经形成，并保持终生不变。因而早
4、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。些重要部门的成员等。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，也借用名词，分子标记多态性进行个体差异分析时，也借用名词，
5、产生了产生了“DNA指纹指纹”（DNAfingerprint）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。实验原原理理指指纹纹有有三三种种基基本本类类型型：弓弓形形纹纹、箕箕形形纹纹和和涡涡形形纹纹（又又称称螺螺纹纹或或斗斗形形纹纹）。在在后后两两种种指指纹纹中中有有三三种种纹纹线线经经过过的的三三叉叉点点，计计算算三三叉叉点点与与指指纹纹中中心心的的连连线线上上的的纹纹嵴嵴数数
6、即即得得一一个个手手指指的的纹纹嵴嵴数数。将将十十指指的的纹纹嵴嵴数数相相加加得得总总指指嵴嵴数数。实验原原理理总总指指嵴嵴数数是是一一种种遗遗传传的的性性状状，且且遗遗传传基基因因是是加加性性的的。目目前前这这个个性性状状是是多多基基因因控控制制的的数数量量性性状状，但但究究竟竟由由哪哪些些基基因因控控制制、其其遗遗传传方方式式是是什什么么至至今今尚尚未未弄弄清清。除除指指纹纹外外，掌掌、趾趾、足足等等处处的的皮皮纹纹也也用用于于遗遗传传分分析析或或临临床床诊诊断断。实验原理人们常去辨认手指上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
7、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）、箕形）、箕形纹（纹（loop）和涡形纹（）和涡形纹（whorl，或称螺纹、斗形，或称螺纹、斗形纹）。弓形纹包括弧形弓和帐形弓，箕形纹包括纹）。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在箕形纹和涡形纹中都有3组纹线经过的一个共同组纹线经过的一个共同的汇合点，称为三叉点（的汇合点，称为三叉点（triradius），根据三叉），根据三叉点可以获得一个重要的指纹参数点可以获得一个重要的指纹参数嵴
8、纹数嵴纹数（ridgecount）。一个手指的嵴纹数就是三叉点）。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，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（就得到总指嵴数（totalfingerridgecount，TFRC）。）。实验原理我们知道，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，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
9、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
10、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。实验原理总指嵴数是一种遗传性状，其基因是加性的。亲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异卵双生子间的总指嵴数相关性系数分别是0.950.07（理论相关性（理论相关性1.00）和）
11、和0.490.08（理（理论相关性论相关性0.50）。这个结果为同卵双生儿和异卵）。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总指嵴数相关系数是0.480.03（理论相关（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。性状，其相关的基因以及遗传方式正在研究中。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
12、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。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个指头个指头中正箕纹的比例均增加，在食指和小指上出现反箕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（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
13、指纹一条褶纹。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，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。中能够派上用场。常见染色体病患者的皮肤纹理特征皮肤特征皮肤特征正常正常人群人群先天愚先天愚型型21三三体体18三三体体13三体三体5P-45,X指纹中弓形指纹中弓形纹数多余纹数多余7个个1%80%多见多见指纹中斗形指纹中斗形纹数多余纹数多余6个个8%32%TRC数值数值低低低低200第五指只有第五指只有一条指嵴纹一条指嵴纹0. 5%17%40%
14、通贯掌通贯掌2%31%25%62%35%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”一一栏中相应的位置。栏中相应的位置。四四实实验验步步骤骤2、重
15、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。算出总指嵴数。纹类型。算出总指嵴数。五、结果辨析及统计分析五、结果辨析及统计分析五、结果辨析及统计分析五、结果辨析及统计分析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
16、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2、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三叉组不同走向的嵴纹汇聚的区域称为三叉点（点（tritadius）。用铅笔从指纹中心点到距中心）。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（内）称纹嵴数（ridgecount）。弓形纹没有圆心）。弓形纹没有圆心
17、和三叉点，纹嵴数为零。斗形纹有两个甚至更多和三叉点，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。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双箕斗嵴线计数时，分别将两圆心与各自的轴作连线。将连线。将10个手指的嵴纹数相加，总和称为总指个手指的嵴纹数相加，总和称为总指嵴数（嵴数（totalridgecount,TRC）。）。左手左手拇指拇指食指食指中指中指环指环指小指小指我的我的指纹指纹指纹类型指纹类型纹嵴数纹嵴数左手纹嵴数小计：左手纹嵴数小计：右手右手拇指拇指食指食指中指中指环指环指小指小指我的我的指纹指纹指纹类型指纹类型纹
18、嵴数纹嵴数右手纹嵴数小计：右手纹嵴数小计：总指嵴数：总指嵴数：我的指纹图型及纹嵴数我的指纹图型及纹嵴数序序号号学学 生生性性别指指纹类型所在指型所在指头TRC弓形弓形纹箕形箕形纹斗形斗形纹123各形指各形指纹枚数枚数总计：占占总纹数的百分比：数的百分比：人均人均统计：女性平均：女性平均：男性平均：男性平均：思考题1.将本人皮纹的各项调查结果填入表中。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？有何实际手掌指纹与遗传病的关系如何？有何实际意义？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？
