《科学·技术·社会DNA指纹技术》集体备课PPT课件优质课下载

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科学·技术·社会

DNA指纹技术的发现 1984年，英国莱斯特大学年轻的生物学家阿历克·杰弗里斯（Alec Jeffreys）及其合作者在实验中，发现了不同人的DNA序列是不同的。尽管人与人之间的DNA的差异不是很大，但在DNA序列的某些区域，存在一些会重复的序列，而不同人的DNA中重复序列重复的次数是不同的。杰弗里斯依据实验，把这些区域称为“迷你卫星体”。这些“迷你卫星体”中，都含有相同的共有序列。他敏锐地意识到，通过检测“迷你卫星体”是有可能确定一个人的身份的，就如同人的指纹一样，具有高度的特异性。

初露峥嵘 半年后，可能第一次变为现实。DNA指纹技术第一次应用在一桩移民案中。1985年，一个加纳移民家庭中最小的儿子返回加纳探亲，当他回到英国后，海关发现他的护照被涂改了，因此认定这个孩子是“冒牌货”。警方邀请杰夫里斯对这个孩子进行DNA指纹鉴别。结果证实，从遗传特征看，这个孩子是这家儿子的可能性是99．997％。这一结果促成了一家人的团聚。　　 1986年秋，DNA指纹技术第一次应用在一桩刑事案件中，帮助英国莱斯特警方找到了奸杀两名少女的凶手，同时避免了无辜者蒙受不白之冤。　　 进入二十世纪90年代初，杰夫里斯和他的小组被请到巴西，帮助辨认纳粹战犯约瑟夫·门格勒的尸体。

DNA指纹技术的基本原理 人类基因组DNA中贮存着可供正常生存和遗传的信息，这些信息以基因密码的形式排列组合在DNA分子之中，其中能够制造蛋白质的基因约有8万个。DNA由以碱基、脱氧核糖和磷酸构成的脱氧核苷酸长链组成，这些脱氧核苷酸排列形成的碱基顺序叫序列，即一级结构。DNA序列中存在三种类型：单拷贝序列、中等程度重复序列和高度重复序列。重复序列就是一种序列在DNA分子中重复出现几百次、几千次、几万次甚至百万次，它们约占DNA总序列的3～4％。每个重复序列在300个核苷酸长度之内，由于高度重复序列经超离心后，以卫星带形式出现在主要DNA带的邻近处，所以也被称为“卫星DNA”。卫星DNA中的重复序列单元则称为“小卫星DNA”。? “小卫星DNA”具有高度的可变性，不同个体彼此不同。但“小卫星DNA”中有一小段序列则在所有个体中都一样，称为“核心序列”。如果把核心序列串联起来作为分子探针，与不同个体的DNA进行分子杂交，就会呈现出各自特有的杂交图谱。它们与人的指纹一样，具有多样性，专一性和稳定性，因人而异，因此被称作“DNA指纹”(DNA fingerprint)。

DNA指纹分析  将个体的染色体DNA用限制性核酸内切酶消化，经凝胶电泳分离得到不同大小的DNA片段，而后以重复序列中的共有序列作为DNA探针与之进行杂交，再利用放射自显影技术获得不同大小的DNA片段的多点区带图谱（即DNA指纹）。并对所得到不同生物个体大小相似DNA片段的带型图谱(即DNA指纹图谱)进行比对分析，以评价其相似性的技术。对多点带图谱中个体的特异性进行评价的方法被称为“DNA指纹图谱分析法”。该法是根据两个无血缘关系的个体在同一位置上共有相同区带图谱的概率极低，所以DNA指纹图被认为对某一个体是独特的。

DNA指纹技术的应用★法医鉴定 在刑事案件中的应用 在法医学上，如果确定某人是嫌疑犯，则可提取其血样或毛发的DNA，做出DNA指纹，同时将从犯罪现场残留的血、精液、唾液、痰液、毛发、骨骼或其他肉体成分提取的DNA，也做出DNA指纹，并将两者相比对。若两者一样，则称其指纹相配，证明该嫌疑犯就是作案的罪犯，反之则否。通常进行上述指纹相配的签定叫“配型”工作。

案例1 从1996年被“坐实”杀妻到被宣告无罪的十七年里，让于英生及其家人最不能释怀的是，当年案件侦办的过程中，有多个本来很有可能阻止冤案发生的证据却被故意忽略。　　据于英生本人及其当年的代理律师张跃介绍，办案的公安民警曾在于英生家梳妆台的抽屉边缘提取到两枚外来指纹，不属于英生所有。但这一重要证据却没有随公安机关的卷宗移交到检察机关。直到在最终宣告于英生无罪的安徽省高院判决书中，这两枚指纹得以重见天日。在对武钦元的庭审中，这两枚指纹被作为证据现身。　　于英生的案卷材料里，曾有一份辽宁省公安厅刑技处出具的DNA鉴定报告，报告显示案发现场提取的精液不是于英生的。张跃曾多次向法庭提交这一关键的鉴定报告，做无罪辩护，但始终未被法庭采纳。可就在17年之后，正是这份精液的DNA比对样本成为确定真凶武钦元的突破口和关键性证据。  摘自新浪安徽（2015-5-23）《蚌埠“于英生杀妻”冤案：当年证据遭神秘隐匿》

案例2 1988年至2002年，甘肃省白银市白银区先后发生多起强奸残害女性的系列杀人案件，首案距今已有28年之久。期间，内蒙古自治区包头市昆都仑区也发生过类似案件。犯罪分子作案手段十分残忍，社会影响极其恶劣，在当地造成严重恐慌。  尽管各级公安机关全力侦破此案，但案件却迟迟没有取得实质性突破。 2016年3月，公安部工作组经深入细致的广泛调研，确定了利用新科技手段对原有生物物证再利用的主攻方向。专案组按照公安部工作组的工作要求加强科技攻关力度，很快取得了重大突破。 警方通过染色体Y-DNA检验，发现城河村高氏家族有作案嫌疑，挨个录入指纹。在提取高承勇指纹和DNA时，他表现惊慌。警方现场将指纹和DNA发回比对后，很快发现他的指纹和命案现场指纹高度吻合，遂实施抓捕。 2016年8月26日，嫌犯高承勇在白银市落网，甘、蒙“8·05”系列强奸杀人残害女性案成功告破。经审讯，嫌犯高某初步供述了在白银、包头两地作案11起、杀死11人的犯罪事实。 摘自百度百科《白银市连环杀人案》 ?

自DNA指纹技术问世以来，它不知道让多少本来很可能逃脱法律制裁的凶手被抓进监狱，也不知道还多少本要承受不白之冤的公民以清白。从技术上保障了既不放过一个坏人，也不冤枉一个好人，体现了法律的严肃性和权威性，彰显了法律的公平公正。可以说DNA指纹技术彻底改变了刑侦技术领域。

★亲子鉴定 自从杰弗里斯等人于1985年首次对一起移民纠纷中的母子关系作出肯定鉴定以来，用DNA指纹术进行亲子鉴定已有数十年的历史了。代表性的报道有：在一起无名尸的鉴定过程中，专家们将提取到的腐尸残血中的DNA，和假定受害人双亲的DNA进行DNA指纹鉴定后，成功地对这具无名尸的人身作出了鉴定。在常规血清学检验不能对亲子关系作出肯定结论的情况下，采用DNA指纹术便可轻易地作出结论。 近些年，DNA指纹技术在我国打击拐卖妇女儿童的专项工作中，为被拐卖人员寻亲，也表现不俗。

★遇难者辩识 在对空难、火灾或爆炸等灾难事故中遇难者尸骸的鉴定过程中，常常因事故惨烈，尸骸毁损严重，单纯依靠法医学和常规法血清学检验，是很难对所有遇难人员的尸骸加以区分的。因此，在常规手段行不通时，再采用DNA指纹技术实为一种最佳选择。

★人种、性别鉴定 英国内政部中央研究局研究表明，DNA指纹术可在相当大程度上用于人种鉴定，并测出白种人和非洲黑人的DNA多态片段及它在特定范围内的出现频率，具有种属代表性。有人对长达20年的陈旧血迹中的降解DNA进行了性别鉴定，并在人、兽的区分鉴定中取得成功。

★其它方面的应用 鉴别双胞胎是异卵双生还是同卵双生，只需比较一下两者的DNA指纹图即可。 DNA指纹术也可用于器官移植的配型试验，以便筛选出最佳供体。 肿瘤细胞DNA指纹，因其染色体丢失或异常的扩增而与正常体细胞不同。因此，肿瘤DNA指纹的改变可用作肿瘤发生和发展的标志。 在盗猎野生动物的案件中，用不同的DNA指纹术，对遗弃在野外的残余动物组织、市场上出售的动物组织，以及盗猎者冰箱中的动物组织进行分析，可对被盗杀的动物进行鉴定。 DNA指纹术的应用领域很广泛，尤其在司法鉴定中有着特殊的权威性。

请同学们课后查阅一下相关文献，再想一想，DNA指纹技术除上述应用之外，还可以应用于哪些方面？

谢谢，再会！