新医学遗传学实验指导3.doc
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1、实验室规则医学遗传学是高等医学院校本科生的重要生物医学课程,医学遗传学实验是现代医学研究的基础之一,它正在渗透到基础医学和临床医学的各个领域之中。医学科学的发展与实验技术的不断提高和创新密不可分,现代医学的发展要求医学生具有扎实的生物学基础和基本的实验操作能力。为此,在医学遗传学实验中,同学们应该掌握基本操作技能,勤于动手,培养自己认识问题和解决问题的能力。为了保证实验课的学习效果,特制订以下规则,请同学们共同遵守。1. 不迟到、不早退。一定要穿白大衣准时进入实验室,上课期间保持安静,不做与实验无关的事情。 2. 课前认真预习,了解实验目的、原理和方法,准备好实验用品(实验指导、绘图本、绘图笔
2、、尺子、橡皮等)。3. 实验时认真操作,仔细观察,做好实验记录,认真书写作业与思考,按时完成作业。4. 操作时注意安全,不要擅自离开。爱护各种仪器、设备、标本,如有损坏应及时向老师报告,主动登记,必要时按价赔偿。5. 保持实验室整洁,实验完毕,主动清理好实验用品,放回原处。6. 显微镜使用完毕后认真填写使用登记卡。7. 值日生要清理实验用具,打扫卫生,并关好门、窗、水、电。 实验一 人类的皮纹分析一 实验原理皮纹学是一门起源于西方的应用科学,目前广泛应用于人类学、遗传学、法医学以及作为临床某些疾病的辅助诊断。皮纹学(Dermatoglyphics)系指手指、手掌、脚掌等处皮纹的呈现形态。皮纹包
3、括指纹、掌纹和足纹。人类的皮肤由表皮和真皮构成。真皮乳头向表皮突起,形成许多排列整齐、平行的乳头线,此线称为嵴纹,嵴纹上有许多汗腺的开口。突起的嵴纹相互又形成凹陷的沟。这些凹凸的纹理就构成了人体的指(趾)纹和掌纹。人体的皮纹既有个体的特异性,又有高度的稳定性。手指末端腹面的皮纹称为指纹。指纹是在三个月的胎儿时期形成的,形成后终生不变。根据纹理的走向和三叉点的数目,可将指纹分为三种基本类型:弓形纹、箕形纹和斗形纹。弓形纹(Arch,A):特点是嵴线由一侧至另一侧,呈弓形,无中心点和三叉点。根据弓形的弯度分为简单弓形纹和篷帐式弓形纹。箕形纹(loop,L):箕形纹俗称簸箕,在箕头的下方,纹线从一侧
4、起始,斜向上弯曲,再回转到起始侧,形状似簸箕。此处有一呈三方向走行的纹线,该中心点称三叉点。根据箕口朝向的方位不同,可分为两种:箕口朝向手的尺侧者(朝向小指)称正箕或尺箕;箕口朝向手的桡侧者(朝向拇指),称反箕或桡箕。斗形纹(whorl,W):是一种复杂、多形态的指纹。特点是具有两个或两个以上的三叉点。斗形纹可分双箕斗、环形纹、螺形纹和囊形纹等。根据统计,指纹的分布频率因人种而异,存在种族、性别的差异。东方人尺箕和斗形纹出现频率高,而弓形纹和桡箕较少;女性弓形纹多于男性,而斗形纹较男性略少。指纹中的箕形纹和斗形纹具有3组纹线交叉在一起,这3组纹线的交叉点称为三叉点,计算三叉点与指纹中心的连线上
5、的纹嵴数即得一个手指的纹嵴数。弓型纹没有三叉点,纹嵴数为0。将十指的纹嵴数相加,即得总指嵴数。指纹上携带者大量的信息,体内环境失衡的变化,各种疾病的征兆,情绪心里变异带来的能量物质代谢变化,以及遗传作用等因素,都可以完整地反映在手上,并留下暂时或长久的纹线。观察纹线变异、颜色和部位等变化,有助于诊断各种疾病。二 实验目的1 掌握人类的指纹纹型及各种纹型的特征2 学习和掌握建立各自的指纹图3 掌握atd角的计算方法4 了解染色体病患者指纹的分布特点5 了解皮纹分析在遗传学中的应用三 实验材料和器具材料:白纸、直尺、铅笔、透明胶带、2B以上铅笔。器具:放大镜、量角器。四 实验步骤1 无油墨法采集皮
6、纹样本实验前将双手洗净、擦干,用铅笔在白纸片上涂黑5cm见方的一小块。将要取指印的手指在涂黑的区域中涂抹,直至将整个指尖涂黑。剪一条宽度与相应手指节长度相当的透明胶带,从指尖的一侧裹至另一侧,轻压,再接下来,上面即附着有你相应的手指指纹。将富有你指纹的透明胶带接下来,之后将其贴在表1中相应的位置。2 指纹观察利用放大镜或肉眼直接进行自己手部皮纹的观察和分析,结果写在表1中的相应位置。手指末端腹面的皮纹称为指纹。根据纹理的走向和三叉点的数目,可将指纹分为三种类型:弓形纹、箕形纹、斗形纹。1、弓形纹:特点是嵴线由一侧至另一侧,呈弓形,无中心点和三叉点。根据弓形的弯度分为简单弓形纹和篷帐式弓形纹。2
7、、箕形纹:箕形纹俗称簸箕。在箕头的下方,纹线从一侧起始,斜向上弯曲,再回转到起始侧,形状似簸箕。此处有一呈三方向走行的纹线,该中心点称三叉点。根据箕口朝向的方位不同,可分为两种:箕口朝向手的尺侧者(朝向小指)称正箕或尺箕;箕口朝向手的桡侧者(朝向拇指),称反箕或桡箕。3、斗形纹:是一种复杂、多形态的指纹。特点是具有两个或两个以上的三叉点。斗形纹可分绞形纹(双箕斗)、环形纹、螺形纹和囊形纹等。根据统计,指纹的分布频率,存在种族、性别的差异。东方人尺箕和斗形纹出现频率高,而弓形纹和桡箕较少;女性弓形纹多于男性,而斗形纹较男性略少。3 不同指纹类型指纹嵴数计算弓形纹由于没有圆心和三叉点,之纹嵴数计数
8、为零。箕形纹和斗形纹,则可从中心到三叉点中心绘一直线,计算直线通过的嵴纹数。斗形纹因有两个三叉点,可得到两个数值,只计多的一侧数值。双箕斗分别先计算两圆心与各自三叉点连线所通过的嵴纹数,再计算两圆心连线所通过的嵴纹数,然后将三个数相加起来的总数除以2,即为该指纹的嵴纹数。 4 指纹纹嵴总数(TFRC)的计算指纹总数为10个手指嵴纹计数的总和。正常男性(46,XY)嵴纹总数的平均数为145;正常女性(46,XX)嵴纹总数的平均数为127;核型为48,XXYY的患者嵴纹总数的平均数为106;核型为47,XXY的患者嵴纹总数的平均数为114;核型为49,XXXYY的患者嵴纹总数的平均数为93;核型为
9、49,XXXXY的患者嵴纹总数的平均数为49。5 掌纹中atd角的测量手掌分为六个区:大鱼际区、小鱼际区和四个指间区。大鱼际区位于拇指下方。小鱼际区位于小指下方。在食指、中指、无名指和小指的根部,都有由三个方向来的纹线集成的三叉点,分别标为a、b、c、d点。正常人手掌靠腕部的大、小鱼际之间,具有一个三叉点,称轴三叉或t三叉。从三叉点a和三叉点d分别画直线与t三叉点相连,即构成atd角。可用量角器测量atd角度的大小,并确定三叉点t的具体位置。三叉点t的位置离掌心越远,也就离远侧腕关节褶线越近,atd角度数越小;而三叉点t的位置离掌心越近,离腕关节褶线越远,atd角就越大。我国正常人atd角的平
10、均值为41o;先天愚型儿atd达70 o 。6 指褶纹和掌褶纹褶纹是手掌和手指屈面各关节弯曲活动处所显示的褶纹。实际上褶纹不是皮肤纹理,但由于染色体病患者的指褶纹和掌褶纹有改变,所以列入皮纹,进行观察讨论。1、指褶纹:正常人除拇指只有一条指褶纹外,其余四指都有2条指褶纹与各指关节相对应。2、掌褶纹:(1)普通型:正常人手掌褶纹主要有三条,分别是:远侧横褶纹、近侧横褶纹、大鱼际纵褶纹。(2)通贯掌:又称猿线。由远侧横褶纹与近侧横褶纹连成一条直线横贯全掌而形成。(3)变异I型:也称桥贯掌。表现为远侧和近侧横褶纹借助一条短的褶纹连接。(4)变异型:又称叉贯掌。为一横贯全掌的褶纹,在其上下各方伸出一个
11、小叉。(5)悉尼掌:表现为近侧横褶纹通贯全掌,远侧横褶纹仍呈正常走向。这种掌褶纹多见于澳大利亚正常悉尼人群中,故称悉尼掌。五 作业与思考1 请简述人类指纹的纹型有哪些类型,各有哪些特点?2 将自己指纹纹型的类型及纹嵴数填入下表中,并计算指嵴纹总数(TFRC)。 3 分别计算全班男同学和女同学指纹纹嵴总数的平均值。附图和表图1 指纹的各种类型图2 指纹的嵴纹计数图3 atd角、t位置变化及t距百分比示意图表1 我的指纹图形及纹嵴数姓名性别民族左手拇指食指中指环指小指贴指纹处指纹类型纹嵴数右手拇指食指中指环指小指贴指纹处指纹类型纹嵴数- 6 - 实验二 人类染色体的核型分析一 实验原理任何生物都有
12、特定的一套染色体,核型(karyotype)是指一个细胞内的全套染色体按照一定的顺序排列起来所构成的图像称为。通常是将显微摄影得到的染色体照片剪贴而成。正常细胞的核型能代表个体的核型。核型的研究对人类医学遗传研究及临床应用,对探讨动植物起源、物种间亲缘关系,鉴定远缘杂种以及生物染色体数目和结构变异的分析等方面都有重大意义。染色体的特征以有丝分裂中期最为显著,所以一般都分析中期分裂相。随着染色体分带技术的发展,更为染色体核型的准确分析提供了有力的工具。根据染色体着丝粒位置的不同,可将染色体分为中央着丝粒染色体(m)、亚中着丝粒染色体(sm)、近端着丝粒染色体(st)、端着丝粒染色体(t)。人类体
13、细胞的正常核型是含有46条染色体,男XY,女XX。每套染色体的数目、形态特征(如两臂长度、着丝粒位置、随体的有无、染色体长度等)都是比较固定的,具有种的特异性。如将待检细胞的全套染色体按照Denver体制配对、分组排列后,分析其与正常核型的异同,就叫核型分析(karyotype analysis)。核型分析是遗传病临床诊断的一种常用工具,通常包括两方面的内容:一是确定物种的染色体数;二是辨析每条染色体的特征。二 实验目的1 掌握核型及核型分析的概念2 掌握染色体核型分析的过程3 掌握人类染色体的形态特征三 实验材料、器具、试剂材料:人血图片永久装片,染色体核型照片,擦镜纸,吸水纸器具:剪刀,显
14、微镜试剂:二甲苯、香柏油四 实验步骤1 人类染色体形态观察取人类染色体永久制片标本,先在低倍镜下选择合适的染色体中期分裂相,然后将镜头转到油镜下,分析观察每条染色体的形态特征,区分中央着丝粒、亚中着丝粒、端着丝粒染色体,并进行染色体计数。男性:46,XY; 女性:46,XX。2 人类染色体的显微相片核型分析把正常人中期染色体照片中的每一个染色体剪下来,并粘贴于核型分析版上。按 ISCN分组列号,配成23对,其中22对常染色体按染色体的长短(形态大小)用阿拉伯数字122作标记,两个性染色体用字母X、Y作标记自成一对。染色体又划分为A、B、C、D、E、F、G 7组,X染色体属C组,Y染色体属G组。
15、分类方法按国际统一分类(表1)。注意:在对染色体进行粘贴时,要把染色体的着丝粒粘贴到一条直线上,并且染色体的短臂朝上,染色体长臂朝下;对染色体进行分组时同一组的染色体排列在同一水平位置。表1人类染色体分组特征五 作业1 对显微镜下观察到的人类染色体进行绘图。2 C组和G组的染色体都有哪些特点? 3 核型分析时,主要通过哪组染色体来辨别显微镜下的图像是女性核型,还是男性核型?4 按照下列图示,将对染色体显微照片核型分析的结果贴到作业与思考本上。A 将着丝粒排在此线上B C D E F G 实验三 人类X染色质的制备与观察一 实验原理1949年Barr等人在雌猫神经元细胞核中发现一种浓缩小体,但在
16、雄猫中看不到这一结构。进一步研究发现食肉类、偶蹄类、灵长类(包括人类)等雌性动物的不同组织的间期细胞核中,均可看到这种显示性别差异的结构。现在我们通常称这种结构为巴氏小体、性染色质小体、或X染色质,并推论这种小体是由性染色体的异染色质化衍化而来的。Barr等人的推论是正确的,但他们并没有弄清楚这种小体是由1条X染色体还是由2条X染色体的异染色质化形成的。20世纪60年代前后,根据对性染色体异常病人的X染色体与X染色质数目的关系研究发现,X染色质的数目等于细胞中X染色体数目减1。进一步的研究表明,一个X染色质是一条异染色质化的X染色体。二 实验目的1 掌握X染色质的计算方法,用于临床性染色质疾病
17、的诊断2 掌握X染色质的制备方法三 实验材料、器具和试剂 材料:、牙签、一次性纸杯、载玻片、盖玻片、镜头纸等。 器具:显微镜、镊子等。 试剂及配置方法:二甲苯、香柏油、固定液、5mol/l HCl、蒸馏水、卡宝品红染色液。 试剂的配制方法:1)固定液:95%酒精:冰醋酸=3:1,盛在染色缸中。2)卡宝品红染液(最好在使用前两周配制出来,效果会更好):储存液:3g碱性品红溶于100ml70%酒精中。(此溶液可放置几个月)染液:5%苯酚 90ml 储存液 10ml 福尔马林 10ml 冰醋酸 10ml 将上述几种物质混匀,静置24小时,过滤,即可使用。四 实验步骤1 刮取口腔粘膜上皮细胞 受检者用
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