实验七染色体核型分析

【实验项目】染色体核型分析

实验室名称 学时 2 实验目的 内容提要 重点难点 主要仪器及耗材 实验七：染色体核型分析 〖实验目的和要求〗

观察分析细胞有丝分裂中期染色体的长短、臂比和随体等形态特征；学习染色体组型分析的基本方法和技能。 〖实验原理〗

染色体组型分析是细胞遗传学研究的基本方法，是研究物种演化、分类以及染色体结构、型态与功能之间的关系所不可缺少的重要手段。染色体组是指二倍体生物配子中所含的染色体总称，常以“Ｘ”表示。同一物种的同一染色体组内各染色体的形态、结构和连锁群是彼此不同的，但它们却相互协调，共同决定生物性状的发育。

研究染色体组型的方法，一是靠有丝分裂时染色体的形态特征，另一是靠减数分裂时染色体的形态和特征。本实验着重介绍有丝分裂的染色体组型分析。

细胞有丝分裂中期是识别染色体个性特征的最佳时期，而染色体组型分析就是进行染色体特征的鉴别和描述，其形态的鉴别主要依据染色体的长度、着丝粒位置、付缢痕的有无和位置、随体的有无、形状和大小等资料进行分析。现分别介绍如下：

1.染色体长度，同一染色体组内各染色体的长度是不一致的，其绝对长度可在显微镜上测量，或用放大照片测量后换算。由于染色体制片过程中使用的药剂及方法不同，另外供观察的细胞分裂不可能保证同一时期，故染色体的收缩有差异而导致绝对长度在同一物种或个体不同细胞间发生差异，针对这种情况，在分析中常用染色体的相对长度来表示。

在染色体长度测量中，对染色体的两条臂要分别测量，一般随体不计入染色体长度内。

2.着丝粒的位置：每条染色体都有一着丝粒，其位置可因不同染色体而异。由于着丝粒把染色体分为两个染色体臂：长臂和短臂，它们的比率（即臂比）便可确定着丝粒的位置。

3.付缢痕的有无和位置：有些染色体上除着丝粒，还另有一不着色或缢缩变细的区域称符缢痕。 4.随体的有无、形状和大小：有些染色体在短臂的末端有一棒状小体称为随体，随体和染色体臂之间常以付缢痕相隔，具随体的染色体称SAT染色体。 〖材料和方法〗

细胞有丝分裂永久制片或其中期染色体图象的放大照片。 〖用具和药品〗

剪刀、直尺、胶水。

〖实验步骤〗

（一）染色体标本的制备 1.制片

2.观察制片，选择理想的中期分裂相细胞进行显微摄影，冲洗放大照片 （二）染色体组型分析 1.染色体计数

2.染色体测量和计算 根据放大图片并安下表测量和计算： 编号 长臂 短臂 显微分析实验室 实验类型 验证 实验室地点 每组人数 2-4 选做或必做 必做 通过几种生物染色体标本的观察，掌握染色体核型分析的方法 生物染色体标本的观察；染色体核型的分析 染色体核型的分析方法 显微镜、尺子、剪刀 1 2 3 4 3.染色体排队

①根据染色体的相对长度、臂长和形态特征，将同源染色体归类成对。

②按由长至短的顺序将各对染色体依次排队。长度相同的染色体则将短臂长的染色体排在前面，随体染色体排在最后。

4.根据臂率将染色体分类。臂率为1.0－1.7，称中部着丝粒染色体(m)，臂率为1.71－3.0，称近中部着丝粒染色体(sm)，臂率为3.01－7.0，称近端部着丝粒染色体（st），臂率超过7.0称端部着丝粒染色体(t)。 5.染色体核型标准图像的制备。 〖作 业〗

完成染色体形态测量数据表及染色体核型图。

相比而言，下面一个实验更容易操作，我们08级生科也是用的下面这个：

实验七 人类染色体的识别与核型分析

一、 实验目的

1. 学习染色体核型的分析方法； 2. 了解人类染色体的特征。

二、实验原理

1．染色体组型(核型)是指生物体细胞所有可测定的染色体表型特征的总称。包括：染色体的总数，染色体组的数目，组内染色体基数，每条染色体的形态、长度、着丝粒的位置，随体或次缢痕等。染色体组型是物种特有的染色体信息之一，具有很高的稳定性和再现性。组型分析能进行染色体分组外，还能对染色体的各种特征做出定量和定性的描述，是研究染色体的基本手段之一。利用这一方法可以鉴别染色体结构变异、染色体数目变异，同时也是研究物种的起源、遗传与进化，细胞遗传学，现代分类学的重要手段。 2．人类的单倍体染色体组(n=23)上约有30000-40000个结构基因。平均每条染色体上有上千个基因。各染色体上的基因都有严格的排列顺序，各基因间的毗邻关系也是较为恒定的。人类的 24种染色体形成了24个基因连锁群，所以，染色体上发生任何数目异常、甚至是微小的结构变异，都必将导致许多获某些基因的增加或减少，从而产生临床效应。染色体异常常表现为具有多种畸形的综合征，称为染色体综合征，其症状表现为多发畸形、智力低下和生长发育异常，此外还可看到一些特征性皮肤纹理改变。染色体畸变还将导致胎儿死产或流产。染色体病已成为临床上较常见的危害较为严重的病种之一，染色体病的检

查、诊断已经成为临床实验室检查的重要内容。

1960年，在美国Denver市召开了第一届国际遗传学会议，讨论并确定正常人核型(karyotype)的基本特点即Denver体制，并成为识别人类各种染色体病的基础。按照Denver体制，将待测细胞的染色体进行分析和确定是否正常，以及异常特点即为核型分析。人类染色体分组及形态特征见表1。

表1 人类染色体分组及形态特征（非显带标本） 组别 A B C D E F G 染色体序号 1-3 4-5 6-12,X（介于7-8之间） 13-15 16-18 19-20 21-22,Y 形态大小 着丝粒位置 最大 次大 中等 中等 小 次小 最小 M(1、3） SM（2） SM SM ST M（16） SM M ST 次缢痕 I号染色体常见 9号染色体常见 随体 有 16号染色体常见 有（22、21） A组：1-3号，可以区分。1号，最大，M，长臂近侧有一次缢痕；2号，较大，SM；3号，较大，比1

号染色体段1/3-1/4）。

B组：4-5号，体积较大，SM，短臂相对较短，两者不容易区分。

C组：6-12，X。中等大小，SM，较难区分。6、7、8、11和X染色体的着丝粒略近中央，短臂相对较长，9、10、12染色体的着丝粒偏离中央。9号染色体长臂有较大次缢痕。X染色体介于7-8之间，但在非显带标本中难以区分。

D组：13-14号，中等大小，ST，均具有随体，但不一定显现或同时显现，随体的大小存在个体的差异。在非显带标本中难以区分13-15号染色体。

E组：16-18。染色体小。16，M，长臂近着丝粒处有一次缢痕，其存在使16号染色体的大小存在较大差异；17，SM，短臂较长；18，SM，是SM中最短的一对染色体，短臂较短。在质量较好的标本中，一般可以区分16-18染色体。

F组：19-20，次小的M。在非显带标本中难以区分。

G组：21-22，Y，最小的ST。21、22染色体的长度略有差别，但为适应临床上已将Down综合征沿用为21三体（而显带证明与此综合征相关的是较小的那条染色体）综合征的叫法，巴黎会议（1971）建议，把这最小的一对改称为第21号（而稍大的一对称为22号），而把这较小的这对第21号染色体排在稍大的22号前面。

Y染色体的特征，无随体，染色体一般比21、22长；两条姊妹染色单体长臂常平行并拢，而21、22则相互叉开；长臂端部常呈现绒毛状，形态不清晰；与其他染色体相比，着色往往较深；着丝粒不明显。 根据Denver体制规定，正常核型的描述方式为：46，XX；46，XY。

3．人们用各种不同的方法，以及用不同的染料处理染色体标本后，使每条染色体上出现明暗相间，或深浅不同带纹的技术称为显带技术（banding technique）。

本世纪70年代以来，显带技术得到了很大发展，且在众多的显带技术中（Q带、G带、C带、R带、T带）。G带是目前被广泛应用的一种带型。染色体标本经胰蛋白酶、NaOH、柠檬酸盐或尿素等试剂处理后，再用Giemsa染色，可使每条染色体上显示出深浅交替的横纹，因为它主要是被Giemsa染料染色后而显带，故称之为G显带技术，其所显示的带纹分布在整个染色体上。每条染色体都有其较为恒定的带纹特征，所以G显带后，可以较为准确的识别每条染色体，并可发现染色体上较细微的结构畸变。

三、材料与试剂