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1、人类染色体组型分析遗传学实验遗传学实验l遗传学实验要求遗传学实验要求（1）按时上课，不迟到早退）按时上课，不迟到早退（2）分小组做实验）分小组做实验（3）按照要求撰写和上交实验报告）按照要求撰写和上交实验报告（4）根据实验需要，可能占用课余时间，）根据实验需要，可能占用课余时间，合理分配合理分配（5）实验完毕，值日生打扫卫生，清理台）实验完毕，值日生打扫卫生，清理台面面2对于你l你知道染色体组型分析吗？l你了解哪些相关内容？6 1 实验目的实验目的：l掌握染色体组型分析的各种数据指标掌握染色体组型分析的各种数据指标l学习染色体组型分析的基本方法学习染色体组型分析的基本方法72实验原理实验原理l
2、核型（核型（KaryotypeKaryotype）：又称染色体组型，是指将动物、植物、真菌等的某一个体或某一分类群（亚种、种、属等）的体细胞内的整套染色体，按照一定的顺序排列起来的图像。l核型模式图：核型模式图：指将一个染色体组的全部染色体逐个按其特指将一个染色体组的全部染色体逐个按其特征绘制下来，再按长短、形态等特征排列起来的图像。代征绘制下来，再按长短、形态等特征排列起来的图像。代表了一个物种的染色体组型特征表了一个物种的染色体组型特征82实验原理实验原理l染色体组型分析：是鉴别染色体进行配对分类的基木技术，是在对染色体进行测量计算的基础上,进行分组、排队、配对,并进行形态分析的过程。93
3、染色体核型分析的意义：染色体核型分析的意义：不同物种的染色体都有各自特定的形态结构不同物种的染色体都有各自特定的形态结构（包括染色体的长度、着丝点位置、臂比、随体（包括染色体的长度、着丝点位置、臂比、随体大小等）特征，而且这种形态特征是相对稳定的大小等）特征，而且这种形态特征是相对稳定的。因此，染色体核型分析是生物种质资源遗传因此，染色体核型分析是生物种质资源遗传性研究的重要内容，在动植物分类和生物进化研性研究的重要内容，在动植物分类和生物进化研究中也得到广泛的应用；究中也得到广泛的应用；10 一个有趣的例子：一个有趣的例子：人类与黑猩猩、大猩猩、猩人类与黑猩猩、大猩猩、猩猩的亲缘关系。猩的亲
4、缘关系。人类（人类（Homo sapiensHomo sapiens）染色体）染色体2n=462n=46；黑猩猩黑猩猩2n=482n=48；大猩猩大猩猩2n=482n=48；猩猩猩猩2n=482n=48。人类的染色体核型与人类的染色体核型与黑猩猩黑猩猩最相似，而和猩猩的差异最大。黑猩猩最相似，而和猩猩的差异最大。黑猩猩虽比人类多了虽比人类多了2 2条染色体，但经条染色体，但经GG带比较发现带比较发现人类人类2 2号染色体号染色体可能是可能是黑猩猩黑猩猩两条染色体两条染色体着丝粒融合着丝粒融合的产物，并且有的产物，并且有臂间多次倒位臂间多次倒位，其余的染色体都有，其余的染色体都有很强的同源性，表
5、明人类和黑猩猩的亲缘关系较近。很强的同源性，表明人类和黑猩猩的亲缘关系较近。11 对于对于对于对于高危人群的孕妇，羊水细胞染色体分析是能够确诊胎儿是否有染高危人群的孕妇，羊水细胞染色体分析是能够确诊胎儿是否有染色体病的检查方法，色体病的检查方法，对避免患儿出生有着具有十分重要的意义。对避免患儿出生有着具有十分重要的意义。新生儿进行染色体核型分析，可以对染色体存在异常的某些患儿新生儿进行染色体核型分析，可以对染色体存在异常的某些患儿及早及早采取干预措施采取干预措施。疾病诊断疾病诊断：肿瘤细胞的核型分析已被应用于肿瘤的临床诊断、预后及药肿瘤细胞的核型分析已被应用于肿瘤的临床诊断、预后及药物疗效的观
6、察。绝大多数慢性粒细胞性白血病人的骨髓细胞中都可以发现有物疗效的观察。绝大多数慢性粒细胞性白血病人的骨髓细胞中都可以发现有一个小的特殊染色体一个小的特殊染色体(在慢性粒细胞白血病中，约在慢性粒细胞白血病中，约90%90%以上以上CMLCML患者有一种患者有一种异常染色体，即第异常染色体，即第22 22 号染色体的一条长臂缺失，缺失部分易位到号染色体的一条长臂缺失，缺失部分易位到9 9号染色体号染色体之一长臂末端。即之一长臂末端。即t t（9q+9q+，22q 22q）。）。3 染色体核型分析的意义124核型分析的内容：核型分析的内容：l数目数目（2n=？）？）l长度长度（绝对长度、相（绝对长度
7、、相对长度）对长度）l臂比臂比l着丝粒位置着丝粒位置（MSMSTT）l随体与次缢痕的数目、随体与次缢痕的数目、大小和位置大小和位置l带型分析带型分析染染色色体体的的特特征征（有有丝丝分分裂裂中中期期最最为为显显著著）13各类常用实验生物和人细胞染色体数目与各类常用实验生物和人细胞染色体数目与DNA含量含量物 种染色体数目DNA含量（bp）MS2噬菌体噬菌体T4枯草杆菌枯草杆菌大肠杆菌大肠杆菌啤酒酵母啤酒酵母果蝇果蝇海胆海胆蛙蛙小鸡小鸡小鼠小鼠玉米玉米人人1111134852267840204631035104510521064.21061.41071.41081.61094.51092.110
8、94.710931093.210914染色体长度：染色体长度：绝对长度通常在放大的照片或图象上以微米（m）进行测量，然后按下式换算：染色体绝对长度 =放大的染色体长度（m）1000/放大倍数 染色体相对长度=（染色体长度/染色体组总长度）100%15 绝对长度不大稳定，这是因为预处理条件和染色体的缩绝对长度不大稳定，这是因为预处理条件和染色体的缩短程度难以完全相同，即使同一个体的不同细胞的染色体，短程度难以完全相同，即使同一个体的不同细胞的染色体，缩短程度也常常不同。因此，绝对长度只有在染色体大小差缩短程度也常常不同。因此，绝对长度只有在染色体大小差异明显的种或属间的比较才有价值。异明显的种或
9、属间的比较才有价值。染色体长度：染色体长度：16l 对于染色体大小差异不明显的材料间的比较，常常以相对于染色体大小差异不明显的材料间的比较，常常以相对长度作为量度染色体的标准对长度作为量度染色体的标准。染色体相对长度是以百分染色体相对长度是以百分比表示，通常采用比表示，通常采用LevanLevan（19641964）的公式计算：）的公式计算：l 染色体相对长度染色体相对长度 =（染色体长度（染色体长度/染色体组总长度）染色体组总长度）100%100%l 由于相对长度排除了因技术原因引起的染色体短缩程由于相对长度排除了因技术原因引起的染色体短缩程度不同所产生的差异，因此，相对长度值是一个较稳定的
10、度不同所产生的差异，因此，相对长度值是一个较稳定的可比较的数值。而绝对长度则往往只记录变异范围。可比较的数值。而绝对长度则往往只记录变异范围。17 不同属、种，以及不同变种之间，因染色体变不同属、种，以及不同变种之间，因染色体变异，会引起同源染色体长臂与短臂不一样，这通常异，会引起同源染色体长臂与短臂不一样，这通常用染色体臂比来进行比较。通用公式如下：用染色体臂比来进行比较。通用公式如下：染色体臂比染色体臂比 =长臂（长臂（L L）/短臂（短臂（S S）由于染色体长臂和短臂不一，就表现出着丝点位置由于染色体长臂和短臂不一，就表现出着丝点位置不同。不同。臂比臂比18着丝粒位置（着丝粒位置（MSM
11、STT）l 着丝粒指数=短臂长度/该染色体总长*100 M：中着丝粒，50-37.5 SM：亚中着丝粒，37.5-25 ST：亚端着丝粒，25-12.5 T：端着丝粒，12.5-019205 染色体组型分析原则l 着丝粒类型相同，相对长度相近的分一组l 同一组的按染色体长短顺序配对排列，短臂向上l 各指数相同的染色体配为一对l 可根据随体的有无进行配对21染色体数目异常：首先是书写染色体总数，加一个逗号，接着写出性染色体的组成，然后写出染色体的异常。“”和“”号当其放在相应的符号之前，表示增加或丢失了整条染色体；当其放在相应符号之后，则表示染色体长度的增加或减少。例如：47，XX，21为一个女
12、性先天愚型的核型，有一条额外的21号染色体；46，XY，5p-表示一个5号染色体短臂长度减少的男性核型。6 6 组型组型/核型描述方法核型描述方法22l下列统一的命名符号：A-G 染色体组的名称；1-22 染色体编号 X,Y 性染色体 del 缺失；der 结构重排的染色体 dup 重复；inv 倒位 t 易位+/-在染色体符号前表示染色体数目增加或减少，在染色体符号后表示染色体多出或缺少一部分6 6 核型描述方法核型描述方法236 实验用品l毫米尺、剪刀、胶水、计算器、白纸毫米尺、剪刀、胶水、计算器、白纸l人染色体放大照片人染色体放大照片247 实验步骤(1)计数，沿边缘剪下染色体，编号(2
13、)初步目测配对，分组(3)测量长度，计算相对长度、着丝粒指数、臂比，相同的染色体间配对(4)将配对好的染色体排列并粘贴在纸上，染色体短臂向上，每一组下面画一横线，在两端注明起止号，并在横线下的中部写明A-G组号，染色体从大到小编为1-22号，性染色体单独列为一组28染色体普通染色图染色体普通染色图2930染色体带型分析31带型l 借助细胞学的特殊处理程序，使染色体显现出深浅不同的染色带。染色带的数目、部位、宽窄和着色深浅均具有相对稳定性，所以每一条染色体都有固定的分带模式，即称带型。32带型分析33染色体位置（有助于描述基因的位置）记述一特定带时，需要写明4个内容：染色体号，长短臂，区的号序和
14、带的号序。按顺序写，不用间隔或加标点。如果某一带被再细分，在原带号数后加一小数点，编号原则仍按从着丝粒往臂端序贯编号。如1p21.2代表1号染色体短臂2区1带第2亚带34人染色体人染色体G-G-带核型带核型35男性G显带中期分裂相 36人类人类Q Q核型（核型（Q Q带与带与G G带相似）带相似）37人类人类C C带核型带核型（显示着丝粒异染色质显示着丝粒异染色质）3839人染色体光谱核型分析人染色体光谱核型分析40DAPI4,6-二联脒-2-吲哚苯FITC异硫氰酸酯TRITC硫氰酸四甲基罗丹明人染色体不同荧光素染色结果人染色体不同荧光素染色结果41人类全着丝粒探针人类全着丝粒探针 （pan-
15、centromericpan-centromeric，Green)Green)和和全端粒探针全端粒探针 （pan-telomericpan-telomeric，Red)Red)42染色体着丝粒荧光（FISH技术）43认识染色体畸形4445常见染色体变异导致的疾病l唐氏综合症，核型为唐氏综合症，核型为4747，xxxx（xyxy），），+21+21表型特征：智力低下、张口伸舌（又称表型特征：智力低下、张口伸舌（又称伸舌样痴伸舌样痴呆呆）、鼻梁低平、眼裂上斜等。）、鼻梁低平、眼裂上斜等。在普通人群中的发病率是在普通人群中的发病率是1/700-1/600，现在，现在的医学对于这种先天愚型患儿无能为力
16、。的医学对于这种先天愚型患儿无能为力。46常见染色体变异导致的疾病l18三体综合征三体综合征：核型是：核型是47，xx，（，（xy），），+18严重畸形，出生不久死亡，宫内发育迟缓，羊水过多，平均出生体重仅2000多克，头长、枕凸，眼距宽、眼球小，嘴小，颈短，皮肤松弛。手呈特殊握拳状，摇椅足，智力严重低下。发病率为1/25000，女性多余男性。发病率与母亲年龄有关。45%患儿在一个月内死亡，90%患儿在六个月内死。47常见染色体变异导致的疾病l13-三体综合征（三体综合征（Patau综合征）综合征）临床表现：发育畸形，较临床表现：发育畸形，较21-21-三体和三体和18-18-三体更严重。小三
17、体更严重。小头、兔唇、腭裂、小眼、多指头、兔唇、腭裂、小眼、多指（趾）、宫内发育迟缓、出生（趾）、宫内发育迟缓、出生体重轻、低耳位、摇椅足、智体重轻、低耳位、摇椅足、智力严重低下等力严重低下等。48常见染色体变异导致的疾病lTurner综合症，又称综合症，又称x单体综合征：单体综合征：核型为核型为45，x。表现为女性外表，性器官及第二性征发育不良、颈蹼表现为女性外表，性器官及第二性征发育不良、颈蹼（颈两侧与肩呈蹼状连成一片）、肘外翻、身材矮小、）、肘外翻、身材矮小、轻度智力低下。也称先天性卵巢发育不全症。轻度智力低下。也称先天性卵巢发育不全症。49常见染色体变异导致的疾病常见染色体变异导致的疾
18、病lXYY综合征综合征1961年年Sandburg首次报道，核型为首次报道，核型为47,XYY，发病原因为发病原因为父亲减数分裂产生了父亲减数分裂产生了Y染色体不分离。染色体不分离。临床表现：表型一般正常，身材高大，偶见尿道临床表现：表型一般正常，身材高大，偶见尿道下裂、睾丸发育不良、生育力下降，但大多数可下裂、睾丸发育不良、生育力下降，但大多数可以生育。具有攻击倾向和反社会行为。在监狱中以生育。具有攻击倾向和反社会行为。在监狱中调查发现本病患者较多。调查发现本病患者较多。50常见染色体变异导致的疾病多多X综合征综合征l1959年年Jacob首先发现一例首先发现一例47,XXX女性，称为女性，
19、称为“超超雌雌”。l临床表现：大多数正常，可生育，少数卵巢功能低下、临床表现：大多数正常，可生育，少数卵巢功能低下、原发或继发闭经、乳房发育不良，原发或继发闭经、乳房发育不良，1/3患者患有先天性患者患有先天性心脏病，部分有精神障碍。心脏病，部分有精神障碍。2/3患者智力稍低。患者智力稍低。51常见染色体变异导致的疾病l猫叫综合征（猫叫综合征（cat cry syndrome）：Lejeune等在等在1963年首先报导了年首先报导了3例，患儿的哭例，患儿的哭声似猫叫，故得名。声似猫叫，故得名。由于由于5号染色体短臂缺失号染色体短臂缺失（5P-）所致，因而又称）所致，因而又称5P-综合征综合征，
20、发病率约为，发病率约为1/50000，女性多于男性，女性多于男性，并有生长和智力发育不全。并有生长和智力发育不全。52常见染色体变异导致的疾病l脆性脆性X染色体综合征（染色体综合征（fragileXsyndrome）1969年，年，Lubs在在X连锁的智力低下家庭中发现连锁的智力低下家庭中发现。男性发病率男性发病率1/10001/1500，智力低下，智力低下10%20%，大睾丸、长脸、大头、大耳、前额突出，大睾丸、长脸、大头、大耳、前额突出，下颌大而前突，嘴大唇厚发音障碍。下颌大而前突，嘴大唇厚发音障碍。核型：核型：46，fraX（q27）Y。53脆性X染色体病人特殊容貌54l其它脆性染色体病
21、其它脆性染色体病毛细血管扩张性共济失调症（毛细血管扩张性共济失调症（ataxiateleangiectatica）Bloom综合征（综合征（面部红斑侏儒综合征）着色性干皮症（着色性干皮症（xerodermapigmentosa）Fanconi贫血（贫血（先天性血细胞减少症）病人的染色体裂隙和断裂发生率增高。病人的染色体裂隙和断裂发生率增高。常见染色体变异导致的疾病55染色体异常遗传病特点：染色体异常遗传病特点：l造成遗传物质较大的改变造成遗传物质较大的改变l往往造成较严重的后果往往造成较严重的后果56遗传疾病的筛查染色体变异疾病筛查生化检测核型分析基因检测57基因测序检测染色体21三体、18三
22、体、13三体让千万家庭远离遗传出生缺陷2014年7月，国家食品药品监督管理总局（CFDA）首次批准第二代基因测序诊断产品上市，华大基因成为CFDA批准的首个高通量测序诊断产品提供机构。2014年2月14日，国家食品药品监督管理总局和国家卫生计生委联合出台关于加强临床使用基因测序相关产品和技术管理的通知，叫停所有基因测序技术，在业内引起不小震动。58基因测序检测单基因病6种单基因疾病（地中海贫血、先天性耳聋、枫糖尿病、肾上腺皮质增生、鱼鳞病、假肥大性肌营养不良DMD）的可以通过无创产前基因检测 华大基因现在已经可以通过单基因遗传病检测技术，检测10大系统中的336种基因遗传病，包括650种疾病亚
23、型，1000多个基因 59人类基因组测人类基因组测序计划的完成序计划的完成人类基因组人类基因组信息的共享信息的共享60基因检测与核型分析基因检测与核型分析l 基因检测可以一步到位，但是花费高l 核型分析是经典的遗传学检测方法（染色体易位等可以通过显带方式检测出）61作业l将给定的人染色体进行组型分析（包括必要的指数描述、分组、性别等染色体号）。62作业l请描述下列公式的意义：请描述下列公式的意义：45，XY,der(14;21)(q21;q14)47，XY,+21 46，XY，5p-46，XX,t(9q+，22q-)某基因位于人染色体位置为某基因位于人染色体位置为3p12.2，具体含，具体含义是什么？义是什么？66结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！67