医学遗传学实验 蚌埠医学院遗传学教研室.

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1 医学遗传学实验 蚌埠医学院遗传学教研室

2 医学遗传学实验 实验1：遗传病电教 实验2：PTC尝味实验和核型分析 实验3：遗传咨询 3 3 3

3 实验一 遗传病电教

4 一、实验目的 1. 通过观看人类遗传病录像, 掌握遗传病的概念和分类。 2. 熟悉几种常见遗传病的主要临床表现。

5 二、实验原理 遗传病常常可分为单基因病、多基因病、染色体病、线粒体遗传病和体细胞遗传病。
单基因遗传病:指某些疾病的发生主要受一对等位基因的控制，它们的遗传方式遵循孟德尔分离律。在单基因遗传病中，根据决定该疾病的基因所在染色体的不同（常染色体或性染色体），以及该基因性质的不同（显性或阴性），可将人类单基因遗传病分为四种主要遗传方式： 1.常染色体显性和隐性遗传； X伴显性遗传和X伴隐性遗传 3.Y伴性遗传 线粒体遗传

6 二、实验原理 多基因遗传病:指某种疾病的发生受两对以上等位基因的控制，它们的基本遗传规律也遵循孟德尔的遗传定律，但多基因遗传病除了决定于遗传因素之外，还受着环境等多种复杂因素的影响，故也称多因子病。 染色体病:是指由于染色体的数目或结构发生异常改变而引起的疾病，由于异常可以发生在常染色体上，也可以发生在性染色体上，因此又可以分为常染色体病和性染色体病。

7 三、实验试剂及仪器 实验用品： 多媒体实验室、遗传病的录像带

8 四、实验步骤 观看前 , 教师首先介绍本教学片的内容并强调观看过程 中的注意事项。
2. 简要复习单基因病、多基因病、染色体病的主要区别以及单基因病的系谱特点。 3. 学生以班级为单位收看教学片。 4. 组织学生讨论, 重点内容可以回放。

9 五、讨论及其思考 1. 遗传性疾病的发生原理。 2. 单基因遗传病的遗传规律和表型特点。 3. 多基因遗传病的遗传规律和表型特点。
1. 遗传性疾病的发生原理。 2. 单基因遗传病的遗传规律和表型特点。 3. 多基因遗传病的遗传规律和表型特点。 4. 染色体遗传病的遗传规律和表型特点。 5. 按照录像带播放顺序总结出遗传病名以及患者的主要特征。 6. 上述三类遗传病是根据什么划分的，基因突变引起的疾病与前面三类有何关系？

10 实验二、人群中PTC 味盲基因频率的分析

11 一、实验目的 1、了解人类中的部分遗传性状。 2、掌握人群中PTC味盲基因频率的分析方法，加深对群体遗传学中遗传平衡定律的认识。

12 二、实验原理 苯硫脲，又称苯基硫代碳酰二胺（PTC），是一种白色结晶状化合物，由于含有硫酰胺基而具苦涩味。
PTC尝味能力是一个遗传性状，受单基因控制，在不同人群中对该物质的尝味能力不同。利用这一原理，将PTC配制成各种浓度的溶液，由低浓度到高浓度逐步测试学生的尝味能力，由此可区分出味盲（隐性纯合体）、高度敏感（显性纯合体）和介于二者之间的人（杂合体）。据此可对人群中味盲基因的频率进行分析。

13 三、实验试剂及仪器 称取1.3克的苯硫脲，依下表配制苯硫脲溶液：

14 四、实验步骤 1、受测者从低浓度的14号溶液依次尝味。用滴管向受测者舌根部滴5-6滴溶液，然后记录受测者第一次尝到苦味时的溶液等级号。
2、对尝味结果报告不确切或模棱两可者，重复进行测试，直至认为可靠后才记录其溶液等级号。

15 五、实验结果及其讨论 　1. 统计全班各血型人数所占比例。 2. 归纳全班同学的尝味结果，估计计算群体的基因频 率，进一步估算群体的基因型频率，并做χ2检验，检验群体是否处于平衡状态。 3经卡方检测，群体是否处于平衡状态，若不平衡，为什么？

16 实验二 人类染色体标本制作 及其核型分析

17 一、实验目的 1、掌握人类染色体的制备过程及识别方法 2、掌握染色体组型分析的各种数据指标 3、学习染色体组型分析的基本方法

18 二、实验原理 外周血中的淋巴细胞几乎都是处在G0期或G1期，一般情况下是不分裂的。
当在培养基中加入植物血凝素（phytohemagglutinin, PHA）时，这种小淋巴细胞受到刺激后转化为淋巴母细胞，并开始进行有丝分裂。 经过短期培养后，用秋水仙素处理、低渗、固定、滴片和染色，就可获得大量中期分裂相的细胞，制片后可以清楚地对染色体进行观察。

19 二、实验原理 这种培养方法是Moorhead于1960年建立的。
在人类遗传分析中普遍采用外周血培养的方法获取分裂的细胞，进而开展临床和基础遗传学的研究。 这对于遗传疾病的检出以及遗传咨询等工作发挥了重要作用。

20 二、实验原理 染色体核型：指一个物种所特有的染色体数目和每一条染色体的形态特征。------人类体细胞中共有23对染色体，22对常染色体，一对性染色体。 核型分析：将待测细胞的核型进行染色体数目、形态特征分析的过程称核型分析。 正常女性核型：46,XX 正常男性核型：46，XY

21 三、实验试剂及仪器 恒温水浴箱、离心机 培养瓶、注射器、移液管、量筒
RPMI1640、小牛血清、NaHCO3、生理盐水、肝素、1.0g/L秋水仙素溶液、低渗液（0.025M KCl）、固定液。 显微镜等

22 1. 植物血凝素 (PHA ) 刺激外周血淋巴细胞从G0期返回正常细胞周期。 2. 秋水仙素 阻止微管组装。 ①中期染色体无法排列赤道板。 ②抑制姐妹染色体的分离，将细胞停留在中期。 目的 : 获得大量的中期细胞。

23 3. 固定剂 新配置的甲醇 & 冰醋酸混合液 (3:1)。 4. 染料 Giemsa。

24 四、实验步骤 培养 培养瓶 秋水仙素 培养72小时 培养液4ml 每ml培养液 小牛血清1ml 加1ug PHA 0.2ml
继续培养3-5小时 培养72小时

25 3. 1. 2. 取样 离心 低渗 取1ml培养液 于 10ml离心管 1000rpm 离心5分钟 弃上清 加KCl 5ml 混匀
37℃处理20分钟

26 9. 7. 8. 制片 离心 （同前） 预冷冰片 距离20cm以上 玻片倾斜30℃ 迅速吹气 过火焰 3-5次

27 10. 11. 12. 空 气干燥 染色 Giemsa 染色10min 细水流冲洗

28 14. 13. 吹干 镜检

29 核型分析实验步骤 Tanglesome

30 步骤1：识别染色体 G显带染色体核型分析方法和各号染色体的带型特点。
对正常人G显带中期染色体相片中每条染色体分组列号，根据G带特点明确区分各号染色体。 分析核型，写出结论：正常女性46，XX或正常男性46，XY。

31 A组：1-3 1号：最大的中着丝粒染色体，短臂远端带少，“1秃” 2号：亚中着丝粒染色体，长短臂上带较多，“2蛇”
3号：中央着丝粒染色体，着丝粒上下有两条深染的宽带相对称，“3堞腰” 1 2 3

32 B组：4-5，亚中着丝粒 4 5 4号：短臂1~2条带，长臂4条带，均匀，接近中心粒的一条深。
5号：短臂1-2条带，长臂4条带，3条带集中，第4条带靠近末端。 4 5

33 C组：6-12，X 亚中着丝粒 11 6 7 8 9 10 12 6：短臂中段有一条明显而宽阔的浅带(似“小白脸”)
7：短臂有3条深带，远侧深带着色浓（似“瓶塞”） 8：长臂有三条分界极不明显的深带，远侧带着色浓 9：长臂次缢痕不着色，呈现特有的狭长颈部区(“细脖子”） 10：长臂有三条深带，近侧带着色最深，与8号鉴别 11：长臂远侧段有一宽的深带，与近侧深带间有一宽浅带 12：长臂中段有一宽深带，与近侧深带之间有一窄的浅带 X： 长短臂各有一深带，以着丝粒为中点对称，呈竹节状

34 D组：13-15，近端着丝粒 13号：长臂远端有3条较深染的带 14号：长臂的近端及远端各有一条深带 15号：长臂中央有一条深染的带 15

35 E组：16-18 16号：中央着丝粒，次缢痕着色浓，与着丝粒形成“△”浓染区
17号：亚中着丝粒，长臂远侧段有1条深带，与着丝粒之间为一明显而宽的浅带 18号：亚中着丝粒，长臂近侧和远侧各有一条明显的深带 16 17 18

36 F组：19-20，中央着丝粒 19号：是核型中染色最浅的染色体， 着丝粒及其周围为深染，其余均为浅带
20号：长臂及短臂各有一条深带，长臂较明显 20 19

37 G组：21-22，Y，近端着丝粒 21号：着丝粒区着色淡，近侧有一明显浓染而宽的深带 22号：着丝粒区着色浓，长臂有二条深带

38 步骤2：剪贴染色体 实验报告 A B C D E F G XX 核型：

39 五、实验结果及其讨论 绘图或者剪接表示实验结果.

40 实验三 遗传咨询

41 一、实验目的 熟悉遗传咨询的一般过程。 熟练掌握遗传病再发风险的估计方法。 通过对单基因病的系谱分析, 熟练掌握系谱分析的一般方法。

42 二、实验原理 遗传咨询（genetic counselling）：也为“遗传商谈”，它应用遗传学和临床医学的基本原理和技术，与遗传病患者及其亲属以及有关社会服务人员讨论遗传病的发病原因、遗传方式、诊断、治疗和预后等问题，解答来访者所提出的有关遗传学方面的问题，并在权衡对个人、家庭、社会的利弊的基础上，给予婚姻、生育、防治、预防等方面的医学指导。

43 二、实验原理 一些常见的遗传咨询问题 遗传咨询的种类及内容： 婚前咨询、产前咨询、一般咨询

44 二、实验原理 遗传咨询的主要步骤： 准确诊断 确定遗传方式 对再发风险的估计 提出对策和措施 随访和扩大咨询

45 三、遗传咨询病例分析 每个实验班分为五个小组，每组分析一个病例，在遗传咨 询表上详细写出具体分析过程。
例1 某妇女曾生育过一先天愚型患儿，现再次妊娠，惧怕再生同病患儿前来咨询。 　　对此病人需先核实患儿核型是否21三体性。如果证实核型为47，XX（XY），＋21，则其再发风险为1／650～1／1000。如果此妇女已32岁则再发风险会增加至1／1000（即6倍到10倍）。又如发现母亲为易位型携带者，则风险率大大增高，此时应嘱该妇女作绒毛、羊水细胞的产前细胞遗传学诊断。

46 三、遗传咨询病例分析 例2 某男性，38岁，两次结婚，第一妻妊娠8次均于妊娠2个月左右流产，故离婚，与第二妻婚后，女方受孕次亦均在3个月内流产，要求明确流产原因及是否能再妊娠。 本例显然是男方问题，特别是因为在询问病史中得知其第一妻与其离异后再婚生育正常。在3个月内自然流者50％的病因是由于染色体异常，特别是男方原因引起的更是如此，故首先检查了男女双方核型。女方核型正常，男主有13号染色体间的平衡易位t(13q;13q)。这类完全的罗氏易位携带者有5种：t(13q;13q)；t(14q;14q)；t(15q;15q)；t(21q;21q)及t(22q;22q)。由于这类易位不能形成正常的配子，故不可能有正常的后代，这时应劝男方作绝育术，如双方同意可进行人工授精领养。如果是非同源罗氏平衡易位，如t(13q;13q)等，则仍有3／4的机会生产畸形儿、流产或生育同样的携带者，危害后代极大，也应劝阻再次妊娠。

47 三、遗传咨询病例分析 例3 一对新婚夫妇，由于女方的弟弟患有苯酮尿症（PKU），害怕今后会生育PKU患儿前来咨询。　　 此例应首先证实女方弟弟是否确为PKU患者，因高苯丙氨酸血症伴尿中苯丙氨酸旁路代谢产物增多有高度异质性，至少有8种类型，故先要确诊其为经典的苯丙氨酸羟化酶缺乏的PKU。如果证实，则其父母应为杂合子携带者。这对夫妇女方为携带者的概率为2／3，男方为携带者的概率可从我国PKU人群发病率计出。根据国内11省、市新生儿筛查资料，PKU发病率为1：16500，由此算出基因频率约为0.0078，携带者的频率为1／65（2pq），故生育患儿风险为1／65×2／3×1／4＝1／390，风险率不高。如果风险率高者，比如一对夫妇已生育过1例PKU患儿要求再次妊娠时，风险率则高达1／4。此时，一方面应向求诊者说明再次生育患儿的危险性；同时也可告知目前我国已能应用聚合酶链反应（PCR）结合寡核苷酸探针技术对我国已发现的11种PKU点突变(约占70％病例)进行产前诊断，提供咨询者选择。

48 三、遗传咨询病例分析 例4 一女性，22岁，由于本人无月经，外生殖器发育异常，前来求诊，咨询是否可结婚，婚后有无生育。
体检中发现该女性阴蒂肥大，呈龟头状，阴道末端与尿道同一开口，第二性征呈女性，乳房发育，腋毛与阴毛均呈女性分布，子宫、输卵管及卵巢可扪及。由于外生殖器特点及无月经应考虑两性畸形的可能性，此时作染色体检查是必要的。因为两性畸形分布真性与假性两类：真性具有两种性别表型，既有睾丸又有卵巢，核型多为46，xy／46，xx嵌合体，而男性假两性畸形，即睾丸女性化综合征，核型为46，xy，具有女性性征（参阅第75页）。本例核型检查结果为46，xx／46，xy，结合临床表现诊断为真性两性畸形。这类问题的处理宜极慎重，要充分考虑其性腺及外生殖器发育情况、年龄、社会性转化。在剖腹探查后发现左侧为卵睾，由于卵睾有可能恶性变，故建议切除，手术将阴道和尿道分开并做阴道成形术，这样婚后有正常性生活，并有可能妊娠。

49 四、病例分析 请根据不同咨询病例填写遗传咨询表
例：一对夫妇生了一个严重先天性聋哑患儿，此患儿呈单纯聋哑而无其他异常表现，他们前来咨询如果再生育出现聋哑儿的机会。 例： 一位妇女，有一健康女孩已4岁，最近生育第二胎为男孩，于出生4天后出现严重新生儿溶血性黄疸，抽搐死亡，前来咨询原因及今后能否再生育健康男孩。 例：一妇女在婚后才得知丈夫患有癫痫病，担心下代会出现癫痫病患儿，特来咨询。 例：一对夫妇曾生育过一个无脑儿，拟再生育，前来咨询是否会再生育先天性畸形儿。例10　一孕妇，10多年来一直在某化工厂工作，担心其将出生小孩会出现畸形，前来咨询。

50 五、作业或思考题 分析各种常见遗传病及相应的病例，写出一份规范遗传咨询报告并课堂模拟门诊遗传咨询的过程。

51 That's all,let's begin! 实验1：遗传病电教 实验2：PTC尝味、标本制作和核型分析 实验3：遗传咨询 3 3 3