【讲解】(40min)
这节课的内容是人类性染色质标本的制备与分析。
性染色质存在于间期细胞核内,属异染色质,包括X染色质和Y染色质,均来源于相应的性染色体。
一、X染色质
(一)形态、大小、位置
X染色质又称X小体,由Barr首先在雌猫的神经细胞核中发现。它是紧贴于核膜内缘,为碱性染料浓染的染色质块,呈圆形、椭圆形或三角形,其平均直径约1μm。正常女性个体间期细胞核中具有X染色质,而正常男性没有X染色质。为什么正常男女性之间的X染色质存在差异?女性两条X染色体上的基因产物,为什么不比只有一条X染色体的男性的相应基因产物多? Lyon提出了失活X假说,即Lyon假说解释这些问题。
(二)Lyon假说
Lyon假说要点如下:
(1)女性细胞中的两条X染色体只有一条有转录活性,另一条无转录活性,在间期细胞核中螺旋化呈异固缩状态,形成X染色质。(固缩:高度压缩;异:不同步。)
(2)X染色体的失活是随机的。异固缩的X染色体可以来自父亲也可以来自母亲。但是,一旦某一细胞内的一条X染色体失活,那么由此细胞增殖而来的所有子细胞也总是这一条X染色体失活,即原来是父源的X染色体失活,则其子细胞中失活的X染色体也是父源的。因此,失活是随机的,但是,是恒定的。
(3)失活发生在胚胎早期,大约在人胚第16天。在此之前所有细胞中的X染色体都是有活性的。所以,X染色质属于兼性异染色质。
根据“Lyon假说”X染色质是由正常女性细胞中两条X染色体失活一条形成, 故正常女性有一个X染色质,而正常男性只有一条X染色体,所以没有X染色质。也正是由于女性细胞中两条X染色体中的一条发生异固缩,失去转录活性,保证了男女细胞中都只有一条X染色体保持转录活性,使两性X连锁基因产物的量保持基本相同,这种效应称为剂量补偿。
研究表明,当一个个体的X染色体超过两条时仍只有一条X染色体具有活性,其余的X染色体都要形成X染色质,故:X染色质的数目= X染色体的数目-1(1代表始终有活性的那条X染色体),性发育异常的个体如45,X女性的间期细胞核中无X染色质,又如47,XXY的男性个体具有一个X染色质等。反之,如果知道X染色质的检查情况,也可推导出X染色体的数目,即:X染色体的数目= X染色质的数目+1,如:X染色质(-),则有一条X染色体;X染色质(+),则有两条X染色体;X染色质有三个,则有四条X染色体。(介绍什么是阳性、阴性。)
需指出的是,失活X染色体上的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X染色体数目异常的个体在表型上有别于正常个体,出现多种异常临床症状。如47,XXY的个体不同于46,XY的个体;47,XXX的个体不同于46,XX的个体,而且X染色体越多时,表型的异常更严重。
二、Y染色质
正常男性个体的间期细胞用荧光染料染色后,在细胞核中可见一个强荧光小体,呈圆形或椭圆形,直径约为0.3μm,称为Y染色质或Y小体。Y染色质是由Y染色体长臂远侧约2/3的区段所形成,故细胞中Y染色质的数目与Y染色体的数目相同,例如,正常男性间期细胞核中有一个Y染色质,而具有XYY性染色体的个体,其间期细胞核中可见两个Y染色质。
通常,通过间期细胞中X染色质和Y染色质的检查,可以对个体进行性别鉴定。这种细胞核中染色质的性别差异称为核性别。临床上可利用口腔上皮细胞、羊水细胞和绒毛细胞等的X染色质和Y染色质检查,对疑有某些特定遗传病的胎儿进行性别鉴定,避免性连锁基因病的患儿出生;或对性发育畸形的个体进行鉴别诊断。
这里有两点需要说明:1、以性染色质来鉴定性别时,需同时检查X染色质和Y染色质,否则容易漏诊或误诊。如:45,X与46, XY。2、性染色质检查只是性别鉴定方法之一,另外还可通过其它方法鉴定,如:核型分析。
今天,我们就来制作X染色质标本。Y染色质标本需用荧光染料染色后用荧光显微镜观察,目前暂不具备此条件,因此不做。
三、X染色质标本的制备与观察(边讲边示教)
(一)X染色质标本的制备
1、准备:在实验开始前,先将要用的载玻片和盖玻片用纱布擦干净放在桌上备用。
2、取材与涂片:X染色质检查的材料很多,一般采用口腔粘膜上皮细胞,毛发根部细胞,阴道上皮细胞,子宫颈粘膜细胞,羊水细胞,绒毛膜细胞等等。究竟取什么材料,要根据检查目的,取材方便、经济与否而定。今天这次实验我们就取女同学口腔粘膜上皮细胞来检查X染色质。方法:受检者取消毒竹签,以钝端在口腔内颊适当用力刮取口腔粘膜的深层上皮细胞,单向均匀涂在干净的载玻片中央。注意:①取女同学的口腔粘膜上皮细胞。②取材时,竹签与刮取面夹角不宜过大。 ③刮时适当用力以刮取口腔粘膜的深层上皮细胞,因为深层上皮细胞中活细胞较多,制片效果较好;但用力也不宜过大以免刮破粘膜而出血。④反复刮数次以刮取较多细胞,因为出现率较低,X染色质出现率为17﹪—40﹪(出现率高低与个体不同生理状态有关)。⑤涂片时,只能单向(从左至右或从右至左均可),切勿来回涂抹,避免细胞重叠影响观察。涂片范围约一张盖玻片大小。
3、染色:涂片后加一滴冰醋酸龙胆紫染液,立即盖片,水平放置,将吸水纸放在盖玻片旁边自然吸取多余染液(不要移动盖玻片),镜检。如果,镜下发现细胞以外区域的颜色较深,可将玻片取出,用吸水纸盖在盖玻片上再轻压盖片吸取多余染液后,镜检。
(二)X染色质标本的观察与计数
先在低倍镜下观察,可见口腔粘膜上皮细胞,其核为圆形或卵圆形染成紫蓝色,细胞质浅着色。然后转换为高倍镜,选择较典型的可计数细胞观察X染色质。根据可计数细胞的判断标准及X染色质的判断标准随机观察50个细胞以统计阳性率,我们不作统一要求,能观察多少算多少,但一定要找到X染色质。
四、PTC尝味实验
PTC浓度:1/750000,1/400000-1/50000,1/24000
基因型: TT , Tt , tt
苯硫脲(phenylthiocarbamide,PTC)是一种白色结晶状药物,有的人能尝出其苦味,称为PTC尝味者,这决定于显性基因T的存在;有的人几乎不能尝出苦味,称为味盲,这决定于纯合的隐性基因tt的存在。这对基因位于人类的第7号染色体上。在我国汉族人群中,味盲约占10%。
受试者坐下,仰头张嘴。实验者用滴管将4号PTC溶液滴5—6滴于舌根部,令受试者徐徐咽下品味,然后再用滴管将蒸馏水滴5—6滴于舌根部,徐徐咽下品味,比较两种溶液味道。
【布置作业】(1min)
(一)绘正常女性口腔上皮细胞,示X染色质。
(二)思考题
1、孟德尔是如何从杂交试验中得出遗传分离律的?
2、染色体遗传学说是如何确立的?
【辅导学生实验】(87min)
帮助学生正确识别X染色质镜下特征。
【总结实验】(2min)
板书提纲
一、X染色质与莱昂假说
二、Y染色质
三、X染色质标本的制备与观察。
四、PTC尝味实验
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