医学遗传学实验大纲

实验一人类X染色质的观察及减丝分裂一、实验目的1、掌握观察与鉴别X染色质的简易方法，识别其形态特征及所在部位，为进一步研究人体染色体的畸变与疾病提供参考条件。2、掌握动物细胞减数分裂各期的主要特征。二、实验原理1、正常女性的间期细胞核中紧贴核膜内缘有一个染色较深，大小约为1微米的三角形或椭圆形小体，即X染色质，称之为巴氏小体。因为雌性哺乳动物体细胞内仅有一条X染色体是有活性的，另一条X染色体在遗传上是失活的，在间期细胞核中螺旋化而呈异固缩为X染色质，但失活的X染色质上基因并非都失去了活性，有一部分基因仍保持一定活性。因此，间期核内X染色质的数目总是比X染色体的数目少1。正常女性有两条X染色体，只有一个X染色质；若有三条X染色体，就会有两个X染色质，余此类推。正常男性只有一条X染色体，所以没有X染色质。2、减数分裂（meiosis）是生殖细胞特有的分裂方式，它包括两次连续的分裂过程，由于染色体只在第一次减数分裂前复制一次，结果减数分裂最终产生的4个配子的染色体都只有原来母细胞的一半，故称为减数分裂。减数分裂过程与有丝分裂基本相同，主要区别在于第一次减数分裂的前期，这一时期历时长，染色体变化复杂，是减数分裂过程中最富特性的时期。根据染色体形态特点，可把前期分为5个时期：细线期、偶线期、粗线期、双线期和终变期。三、实验试剂1、改良苯酚品红：原液A：取3克碱性品红溶于100毫升70%酒精中，此液可以长期保存。原液B：取A液10毫升加入90毫升5%苯酚(即石炭酸，W/V)水溶液中(2周内使用)。原液C：取B液55毫升加入6毫升的冰醋酸和6毫升38%的甲醛(可长期保存)。染色液：取C液10-20毫升，加入90-80毫升45%醋酸和1.5克山梨醇。放置2周后使用，染色效果显著2、其他用品：牙签60%冰醋酸45%冰醋酸酒精棉球、蝗虫精巢切片标本四、实验步骤1、蝗虫精巢细胞减数分裂的观察1．1减数分裂（I）1．1．1前期I：此期时间较长，变化复杂，为减数分裂的特有过程。一般又细分为以下五个不同时期：（1）细线期：是减数分裂的开始。此期中细胞核内的染色体呈细线状，弯曲盘绕成一团。核体积增大，核仁也较大，X染色体呈浓染的染色质块。（2）偶线期：此期同源染色体进行联会。联会一般是从靠近核膜的一端开始，或在染色体全长的若干位点上同时进行联会，联会后的染色体称二价体。此期的染色体仍为较长的细线，看不出结构上的双重性，即辨认不出两条染色单体。核仁较大，X染色体仍呈浓染的染色质块。（3）粗线期：染色体明显缩短变粗，并可看出细胞中有n个二价体。这时联会的两条同源染色体结合得很紧密，不易看清其中的每条染色体，至于姐妹染色单体就更分辨不出了。此期的核仁仍然很大。需要指出的是：粗线期中同源染色体的非姐妹染色单体之间发生的局部交换，不能在显微镜下直接观察到。正如以上所述，同源染色体的联会非常紧密，只是根据在下一时期（双线期）看到的交叉现象，以及其它事实，判断发生了这种交换过程。（4）双线期：染色体进一步缩短，联会的两条同源染色体开始分离，但在交叉点上仍连在一起，所以并不完全分离，致使二价体的形态呈O形、∞形或∝形，在良好的制片标本中可以看到联会的两条染色体都是分别由两条染色单体组成。一般认为：交叉是同源染色体的非姐妹染色单体之间发生了交换。（5）终变期：二价体显著收缩变粗，并向核的四周边缘移动，在核内较均匀地分散开。同源染色体仍有交叉联系，形状和双线期相似，只是染色体更加明显地粗短。此期核仁、核膜开始消失。1．1．2中期I：二价体排列于赤道面上，形成赤道板。这时二价体因着丝粒位置的不同和交叉数目的多少与有无，而呈现出环形、棒形、C字形，十字形等复杂形态。1．1．3后期I：二价体中的两条同源染色体分开，分别向两极移动。后期染色体由于着丝粒位置的不同而呈现不同形状。1．1．4末期I：染色体到达细胞两极，染色体逐渐由螺旋化变成细丝状，核膜重建，核仁重新形成。细胞膜横缢，将细胞质分为两部分，形成两个细胞，即次级精母细胞。1．2减数分裂（II）次级精母细胞经过短暂的间期（有些生物没有这个间期），形态不变即进入第二次分裂。1．2．1前期II：时间短，每个细胞只有n个二分体。1．2．2中期II：染色体（二分体）排列在赤道板上。1．2．3后期II;每个二分体的着丝粒纵裂为二，形成两个单分体，分别移向细胞两极。1．2．4末期II：染色体（单分体）移到两极后，核膜、核仁出现，细胞膜横缢，形成子细胞，即精细胞。所以减数分裂结束时，一个初级精母细胞最终形成四个单倍体的精细胞，再经变形过程形成长豆荚状的精子（图-27）。2、口腔颊部粘膜细胞巴氏小体观察1、用牙签刮取颊部粘膜上皮细胞→涂片（两片45°角）→60%冰醋酸固定5分钟→吸去冰醋酸，用改良苯酚品红染色1～2分钟→压片→镜检2、发根细胞巴氏小体观察拔取带毛囊头发一段→45%冰醋酸解离5分钟→剥取毛囊→改良苯酚品红染色2～3分钟→压片观察在女性间期细胞核内侧靠近核膜处有约1微米大小的反光极强的颗粒状亮点，即为巴氏小体。材料不同，观察结果可能有不同，且必须和核仁区别开来（核仁往往离核膜较远或接近核中央部位）。五、注意事项1．刮口腔上皮前要漱口；2．第一次刮下的脱落细胞用酒精棉球擦去，在原位重复刮一下制片；3．涂片略干再加改良苯酚品红；4．染色时间不要太长，否则核质着色深，X染色质体不易区分；5．毛囊细胞要充分解离，压片前可先用解剖针敲片，使细胞解离；6．可数细胞的标准：核质染色呈网状或颗粒状；核膜清晰，无缺损；染色适度，周围无杂质。六、作业图－27蝗虫精巢生殖细胞减数分裂1．分别观察男女各50个可数细胞，计算显示X染色质所占百分比。2．观察中选绘4～5个典型细胞，示明X染色质体的形成和部位。正常女性口腔粘膜细胞中约30～50%有一个巴氏小体，男性则低于1～2%。实验二人类染色体的形态观察与非显带核型分析【目的要求】1．掌握人类染色体的形态数目和分组特征。2．掌握染色体计数和性别鉴定方法。3．掌握正常人体粗布染色体非显带核型的分析方法。【实验原理】人类非显带染色体核型分析是染色体研究中的基本方法。它可根据染色体的数目、结构进行核型分析，而对染色体病患者做出初步的诊断，可在显微镜下直接做出判断，也可进行显微照相，经冲洗、放大后，根据照片进行分析。人类染色体的命名是根据丹佛（Denver）及伦敦（London）会议提出的标准，按照染色体的长度和着丝点的位置，将染色体配对并按长度依次排列、分组、编号。人体细胞含有46条染色体，即23对，其中22对为常染色体，男、女相同，编为1~22号，另一对为性染色体，男、女有别，男性为XY，女性为XX。根据着丝点的位置及其相对长度可将22对常染色体分为A、B、C、D、E、F、G7个组。性染色体可根据它们的形态、大小编入组内，X染色体编入C组，Y染色体编入G组。在剪接配对制备核型图时，性染色体可单独排列。将照片上的染色体按其轮廓剪下，并根据它们的大小和着丝点的位置，进行配对、分组、排列、并贴在报告纸上，而构成了染色体核型图。根据每个染色体的正常形态特征，检查分析染色体核型正常与否，即为核型分析。核型分析后，将其分析结果按国际标准进行描述。【器材与试剂】剪刀、镊子、剪贴纸、尺子、胶水、铅笔、橡皮、人体外周血培养的淋巴细胞染色体制片（Giemsa染色）、正常人外周血淋巴细胞非显带中期分裂相照片。内容与方法1．染色体镜下分析（1）染色体计数取人体染色体常规标本置低倍镜下，用推进器自玻片一端开始慢慢来回移动观察，可见到许多被染成深紫红色的短棒状或颗粒状的染色体。选取一个分散良好的中期分裂相换高倍镜观察，如确系良好，则可改换油镜观察，并进行计数。计数时可先划分为若干个区域，分别计数，然后相加得出总数；同时记下推进器上游标刻度，以确定每个细胞的位置。一般需要计算50个细胞的染色体数。计算时细胞中染色体数目集中的数值称为这一标本的染色体众数。如遇到两个集中的数值，则此标本可能有两个众数，于是计算的细胞数就须加倍。象这样的情况，该个体可能是嵌合体，但下结论必须慎重。（2）染色体目测核型分析在以上染色体计数的细胞中，按10:1的标准，从中选择长度适中，分散良好的细胞用铅笔绘于实验报告纸上，边绘边计数，按照各对染色体的形态特征，在显微镜下进行配对，并在所绘的每条染色体旁标明染色体号或组号。由于染色体的显微镜下的目测分析是核型分析的第一步，也是极重要的一步。另外，在镜下观察时，我们可根据最小的G组染色体的条数来判断该核型的男女性别。如果观察到G组染色体是4条，可判断为女性核型；若是5条（多了一条y染色体）则为男性核型。2．染色体照片分析取人体淋巴细胞有丝分裂中期染色体核型照片，用剪刀沿着每条染色体的四周按直线一一剪下（呈长方形），放在白纸上。首先按每条染色体的大小顺序排列，然后参照着丝粒在染色体上的相对位置，仔细地一一进行配对。一般先找出1、2、3号染色体进行配对，再依次为B组、G组、F组、E组，最后为C组。配对完毕后，用浆糊按照一定地格式要求（附后），分别贴于实验报告纸上。再进行染色体照片分析时，必须初步掌握人体各对染色体的形态特征，这是对常规标进行核型分析的主要依据，现描述如下：A组：1－3号。1号，是最大的染色体，具有中央着丝粒（约在染色体全长的1/2处。*以下简略为1/2、1/4、3/8等），在长臂近着丝粒处，偶可见到一个狭窄的次縊痕。2号，较1号稍短，亚中着丝粒（3/8）3号，比2号短，为中央着丝粒（1/2）B组：4－5号。4号、5号两对染色体较3号短，均为亚中着丝粒染色体（1/4）。在常规标本中，这两对染色体彼此之间不易区别。C组：6－12号、X染色体。本组染色体中等大小，在常规标本中各对之间不易区别。女性为16条，男性为15条，都为亚中着丝粒染色体。但其中X、6、7、8、11号的短臂较长；9、10、12号的短臂较短；X染色体的大小介于第6号与第7号之间。注意：本组第6、X、7号染色体的短臂比上面B组的4号、5号稍长，切勿相混，以致分错组别。D组：13－15号。13、14、15号均为近端着丝粒染色体，短臂末端都有随体，但不易见到，此三对染色体彼此之间不易区别。E组：16－18号。16号，为本组最大的一对，中央着丝粒（1/2），长臂上有时可见到次縊痕。17号，较16号稍小，亚中着丝粒（3/8）18号，较17号稍小，亚中着丝粒（1/4），即短臂比17号稍短。F组：19－20号。19、20号均为中央着丝粒（1/2），呈字母X形，两对彼此之间不易区别。G组：21－22、y染色体。21、22、y染色体均为近端着丝粒染色体，21和22号均有随体，但不易见到。两对彼此之间不易区别。Y染色体较21、22号略大、长臂互相平行而靠拢，无随体，着色亦较深，易与21、22号相区别。作业与思考1．剪贴一张正常人体细胞非显带中期分裂相染色体照片。2．做出性别诊断并写出核型。3．简单总结一个正常人体细胞内各组染色体的非显带特点。实验三人类性状遗传和变异现象的观察【目的要求】1．说明人体各方面性状都与遗传有关。2．通过家庭系谱调查了解人类部分性状的遗传方式。【内容与方法】一、人体形态性状的遗传（一）卷舌很多人能够很灵活地意志把舌的两侧向中线卷曲（参阅图15-1），但也有人不能做这动作。这是一种遗传性状。每一同学试一试你的舌是否能卷曲，并与邻座同学互相检查动作是否合乎图15-1所示的标准。请每人将自己试验结果报告带课老师，以便在黑板上按下表作一统计。班（组）同学总人数卷舌者人数（百分比）非卷舌者人数（百分比）上述统计，不能说明有关性状是否遗传，更不能说明是显性遗传、隐性遗传或其他的遗传方式。要进一步确定，则要求进行系谱调查。家在南昌的同学要求按图15-2的方式回家进行一次调查（调查的人数要求尽可能广泛）。外地同学要求假期回家时进行调查。被调查人如系卷舌，在圆圈或方块内画一“＋”，如不卷舌，画一“－”。请按你学到地人类遗传学知识，试说明卷舌这性状是显性或是隐性。（二）头发螺纹在头顶略靠后方地中线处有一螺纹。螺纹地纹路有两种方式，有些人是顺时针方