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实验一 人类性染色质标本的制备与观察和人体中PTC味盲基因频率的分析
2015-07-25 12:32  

成都医学院教案首页

2013级  生物技术专业本科班                                  任课教师: 张坤 

课程

遗传学实验技术

题目

实验一  性染色质标本的制与观察和PTC尝味能力的遗传分析

学时

讲授

 

实验

3

练习

 

行课时间

2015514日第6-8

课次

1

教 材

《医学遗传学实验指导》第3版,主编:王修海,科学出版社,2012

教 具

多媒体,粉笔,实验材料

教 学

目 的

要 求

1、掌握人类间期核中性染色质(sex chromatin)的形成机制及形态特征。PTC尝味能力测定的原理和方法。

2、熟悉性染色质的检查方法及其意义。

3、了解做小样本群体的普查方法和基因频率及基因型频率的计算原理和方法。及部分人类遗传状的检查分析方法

 

教学重点

难点及其

解决方案

重点:1X染色质的形成机制及形态特征。

2X染色质的检查方法。

难点:1、性染色质的分析方法。

解决方案:举例说明,实际操作,边讲边演示

 

参 考

资 料

1、杨抚华.医学生物学(第七版).北京:科学出版社,2011

2、梁素华.医学遗传学(第三版).北京:人民卫生出版社,2013

实 施

情 况

小 结

 

教研室主任签名:                                                       

成都医学院教案续页

教学过程、内容及时间分配

教学方法与手段

新课引入首先自我介绍,然后介绍本实验课基本要求及总体安排。(2min

(一)本实验课基本要求:

1.学生上实验课时必须携带教材、实验报告册和铅笔,进入实验室要求穿好工作服,按规定座位入座。每次实验课都将要求填写实验报告,按学校所发实验报告册的项目逐一认真填写。它是每一次实验课成绩的重要依据。

2.实验开始前要检查所用仪器、材料、实验用品是否完好齐全,如有缺损及时向带课教师报告,自己不得随意调换仪器和实验用品。

3.实验时要遵守纪律,听从教师指导,保持肃静。有问题时举手提问,严禁彼此谈笑喧哗或随意走动,也不得进行和实验无关的其他活动。严禁利用实验室电脑打游戏,违者本次实验课记为零分。

4.实验时要遵守实验操作规程,严格按照教师的安排和实验指导的要求进行。操作要正规,观察要认真仔细边做边看、边想,及时完成实验报告。

5.要爱护仪器、标本和器材设备,注意节约实验材料、试剂和水电。如损坏了仪器或器材应主动报告,说明情况。损坏仪器将照价赔偿。

6.实验结束后,应自觉清理实验台面,认真清理好仪器、试剂及其他用品.放回原处。值日生要负责清扫地面,收拾实验用品,处理垃圾,关好水电、门窗后再离开实验室。

(二)本实验课总体安排:

本课程课终成绩由三部分组成:期末笔试考试成绩占40%,平时实验报告占20%,实验操作考核占20%遗传学实验技术这门课共安排了七个大实验,是实验指导书上的七个实验。因为每个实验本身的要求,具体实验时间可能会做一些调整。

 

一、讲解:(28min)

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。

X染色质

1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。

2Lyon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。)

2X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-11代表始终有活性的那条X染色体),性发育异常的个体如45X女性的间期细胞核中无X染色质,又如47XXY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47XXY的个体不同于46XY的个体;47XXX的个体不同于46XX的个体,而且X染色体越多时,表型的异常更严重。

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:45X46, XY2、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。

X染色质标本的制备与观察

1X染色质标本的制备

方法一:擦片取女性口腔粘膜的深层上皮细胞涂片(单向)1滴冰醋酸龙胆紫染液盖片吸取多余染液轻压盖片镜检

方法二:擦片取女性口腔粘膜的深层上皮细胞涂片(单向)→95%酒精固定15min→自来水冲洗1min→5NHCL水解10min→自来水冲洗1min→1滴冰醋酸龙胆紫染液染色1分钟盖片轻压盖片吸去多余染液镜检(观察50个细胞)。

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:取女同学的口腔粘膜上皮细胞。取材时,竹签与刮取面夹角不宜过大。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。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)。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制片:将已制好口腔粘膜上皮细胞涂片置入95%酒精中,固定15分钟左右,取出晾干。然后用自来水冲洗约1分钟(务必冲洗),让其在室温下干燥或烘干。将涂片用5N HCI在室温下水解10分钟,流水冲洗半分钟,再用蒸馏水冲洗(务必冲洗),晾干。

4染色:方法一涂片后直接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压盖片吸取多余染液后,镜检。

2X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。

可计数细胞的判断标准: 分散良好、彼此无重叠的细胞

X染色质的判断标准: 紧贴核膜内侧缘,结构致密、轮廓清晰一唯一深染小体;呈平凹形、三角形或卵圆形。

书上要求随机观察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。

PTC尝味实验

PTC浓度:1/3000000-1/7500001/400000-1/500001/24000

基因型:          TT    ,          Tt     ,   tt

苯硫脲(phenylthiocarbamidePTC)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%。

1受试者坐下,仰头张嘴。实验者用滴管将4PTC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。重复尝试三次,结果相同时,才是可靠的。

    2如受试者若不能鉴别出两种溶液味道,或鉴别不淮(如认为PTC溶液是酸、咸、辣或其他说不出的药味等)则再用3号溶液和蒸馏水重复尝试三次……直到能明确说出PTC的苦味为止。依此测出受试者尝味能力的阈值。1/30000001/750000两个浓度就能尝出味道者为尝味者,基因型为TT1/4000001/50000两个浓度才能尝出味道者也是尝味者,为Tt基因型,如果必须1/24000这个浓度才能尝出味道,甚至这个浓度都还尝不出味道者为味盲,基因型为tt

3统计全班三种基因型人数,计算Tt各自基因频率,验证该样本是否为遗传平衡群体。

(五)几种遗传性状的调查P61

性状

显性性状

隐性性状

卷舌性状

卷舌

不会卷舌

眼睑性状

双重睑

单重睑

耳垂性状

前额发际

V字形

平线形

发式

卷发

直发

发旋

顺时针方向

逆时针方向

面部酒窝

有酒窝

无酒窝

左右手嵌合

右手拇指在上

左手拇指在上

拇指端关节外展

拇指的最后一节不能弯向桡侧弯曲

拇指的最后一节能弯向桡侧弯曲

 

二、布置作业1min

绘正常女性口腔黏膜上皮细胞(示X染色质)

 

三、辅导学生实验80min

  巡回指导学生,做得好的同学的装片作为示教。

四、总结实验,当堂收实验报告9min

 

五、板书设计

 

实验一  性染色质标本的制与观察和PTC尝味能力的遗传分析

一、Lyon假说

1、只有一条X染色体有活性。

2、失活是随机的,但却是永久的。

3、失活发生于胚胎发育的第16天。

二、实验内容

(一)X染色质标本的制备

方法一:擦片取女性口腔粘膜的深层上皮细胞涂片(单向)1滴冰醋酸龙胆紫染液盖片吸取多余染液轻压盖片镜检

(二)PTC尝味实验

PTC浓度:1/3000000-1/7500001/400000-1/500001/24000

基因型:          TT    ,          Tt     ,   tt

(三)几种遗传性状的调查(P61

 

讲授法

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

讲授法

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

边讲边示教

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

演示刮片方法

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

演示涂片方法

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

演示试剂滴法及品尝动作

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

举手方式统计三种基因型人数

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

主板书一直保留,副板书即写即擦

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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