第四章染色体病
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51
Reason
for triploidy
双雌受精（digyny）： 双雄受精（diandry）： 一个精子与一个二倍体 同时有两个精子与一个 卵子受精。 卵子受精。
52
Reason
for tetraploidy
核内复制：是指在一次细胞 分裂中，染色体复制两次， 形成的两个子细胞均为四倍 体细胞。(复制2次，分裂1次) 核内有丝分裂：细胞核两次 分裂至前期末，无核膜破裂。
人类染色体显带核型1968年瑞典细胞化学家caspersson等应用瑞典细胞化学家等应用荧光染料氮芥喹吖因quinacrinemustard荧光染料氮芥喹吖因qm处理染色体后在荧光显微镜下观处理染色体后处理染色体后染色体沿长轴显示出一条条宽窄染色体沿长轴显示出一条条宽窄亮度不同的带纹染色体的带染色体的带band由此开创了染色体显带技术的先河
34
(1)染色体显带技术
经一定的处理和染色方法，将染
色体延其长轴显示出明暗(深浅)不
同、宽窄相间的带纹的技术称为染
色体显带技术(banding method)。
经染色体显带技术处理的染色体
称显带染色体。这些带纹称染色体 带(band)。
35
(2)常用的显带方法
G banding Q banding R banding C banding
44
亚带的命名
染色体号+臂符号+区+带+“.”+亚带编号
10p12
带再分为3条亚带，则依次编号为 10p12.1、10p12.2、10p12.3
45
次亚带的命名
若亚带再进一步分为次亚带，则 只在原亚带后依次加数字，不加 小数点
如：10p12.31、 10p12.32、 10p12.33。
40
(2)识别G带染色体标本的专用术语
深带：被Giemsa深染的带纹。
浅带：Giemsa不着色或浅染的带纹
近侧段、远侧段：以着丝粒为参照点
界标：是每一条染色体上具有重要意 义的、稳定的、有显著形态学特征的 标志。如：端粒、着丝粒以及某些显 著的带。
41
界标对染色体的划分：
臂:短臂p; 长臂q
------ Giemsa ------Quinacrine ------ Reverse ------Centromeric
36
G-banding
最常用的显带技术
方法：先用胰蛋白酶处理
染色体，再用Giemsa染色。
结果：因而在染色体上出
现深浅的带纹。
37
3.G显带染色体的识别
G-banding使每条染色体显 示出独特而恒定的带纹，构 成了每条染色体的带型。
30
染色体的分组 -----A, B, C, D, E, F, G
–A 1-3
–B 4-5
–C 6-12 + X
–D 13-15 –E 16-18 –F 19-20 –G 21-22 +Y
31
核型的书写方法
染色体的数目
Male: Female:
，
46， 46，
性染色体的种类 XY XX
32
1q31-42
back43
（二）高分辨显带染色体
70年代用中期染色体显带，每套单倍数染色体 带纹数为320条------低分辨
高分辨显带 （high resolution banding） 染色体： 70年代后期，用早中期、前中期、晚前期的染 色体显带，每套单倍数的染色体带纹数为550 条、850条，其中含有亚带、次亚带，利于对 染色体结构畸变的准确定位。
27
（一）染色体的核型分析
Karyotype: 一个体细胞中的全部染色体，按其大 小、形态特征顺序配对，分组排列所构成的图像。
核型分析(karyotyping)：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。
28
1.人类染色体非显带核型
制作过程
染色体非显带标本：常规染色体制片— Giemsa 染色—得到的标本，整条染色体染色均一，即染 色体非显带标本。
19
端粒(telomere)
次缢痕(secondary
constriction)
随体(satellite)：柄部次
缢痕为核仁组织区。
20
2.染色体的类型----按着丝粒的位置分
端着丝粒:末端 近端着丝粒:7/8-末端 亚中着丝粒:5/8-7/8 中着丝粒:1/2-5/8
21
back
三、性染色体与性别决定
常规染色体制片方法：取材(静脉血)→培养(PHA) →秋水仙素处理→收获→低渗处理→固定→制片 →Giemsa染色→分析。
29
命名方法
1960年、1963年、1966年分别在丹佛、伦敦 和芝加哥召开3次人类细胞遗传学国际会议， 制定并修改人类染色体国际命名体制。
人的体细胞的染色体数目为2n=46，依据染 色体长度和着丝粒的位臵排列、编号为23对 同源染色体。其中1~22号常染色体，1对为 性染色体。女性为XX；男性为XY。
组蛋白8聚体＋1分子 组蛋白H1。
5
染色质的类别
常染色质(euchromatin) 异染色质(heterochromatin)
6
异染色质的类别
专性(结构性)异染色质 (constitutive heterochromatin) 兼性异染色质(facultative heterochromatin)
难以精确识别染色 体的序号。 难以发现和确定染 色体的结构异常。 如何描述？
33
2.人类染色体显带核型
1968年，瑞典细胞化学家Caspersson等应用 荧光染料氮芥喹吖因(quinacrine mustard, QM)处理染色体后，在荧光显微镜下观察到 染色体沿长轴显示出一条条宽窄、亮度不同 的带纹—染色体的带(band) —Q带。 由此开创了染色体显带技术的先河。
套基因组/染色体组的细胞
或个体。如生殖细胞。
两套基因组/染色体组的
细胞或个体。如体细胞。
18
(二)人类染色体的结构、形态
1. 人类中期染色体的结构：
染色单体(chromatid)
主缢痕(primary constriction)
着丝粒(centromere)
动粒(kinetochore) 短臂(p)、长臂(q)
区:每相邻界标之间。
短臂与长臂各包括若干区，自着丝 粒起始至端粒排序：1区, 2区…。 每一区包括若干带，自近侧段至远 侧段排序1号带，2号带…。
着丝粒分别归属于长、短臂的1区1 带。
42
(3)特定带的表述方法
染色体号数
1
臂
p 1p32
区
3
带
2
着丝粒分别记 1 q 11 为长臂、短臂 的1区1带
26
四、染色体的研究方法
1888年Waldeyer(德)提出染色体的名称。 1923年Painter提出人类染色体数目为2n=48。
1956年华裔学者蒋有兴(Joe Hin Tjio)应用纺锤丝 抑制剂—秋水仙素和低渗技术清楚地观察到了人 类染色体数目为2n=46。
染色体的核型分析 高分辨染色体
46
第二节 染色体的畸变
Chromosomal Aberration :细胞中染 色体的数目或结构改变引起的一系列 变化称为染色体畸变。
发生原因 发生类别
47
畸变发生原因
1.化学因素：如药物(环磷酰胺等)、农药(敌百虫
类)、工业毒物(苯等)、防腐剂等。
2.物理因素：电离辐射、医疗放射线等。 3.生物因素：代谢毒素、病毒等。 4.母亲年龄：与减数分裂特点有关。 back
染色体的研究方法
3
一.染色质和染色体
是同一物质在细胞不同时相表现出的不同形态 Chromatin: 间期细胞的
形态，呈细胞网状，不规 则形态。
Chromosome: 分裂期
形态，呈高度浓缩的棒 状结构。
4
1.染色质
Chromatin:由一条DNA分子缠绕无数核小体核 心组成的核蛋白纤维。即染色体的一级结构。 200bpDNA片段＋
(一)性染色体与常染色体 (二)性别决定的方式 (三)睾丸决定因子
22
(一)性染色体与常染色体
常染色体(autosome)：1-22 性染色体(sex chromosome)：X，Y
X
23
Y
(二)性别决定的方式
XY型：如人类。男性为异型 性性染色体(异配性别)，女性 为同配性别。 ZW型：如蚕、鸡等。雌性为 异配性别，雄性为同配性别。 XO型：如蝗虫，XX为雌性， XO为雄性。 单倍型：如蜜蜂，单倍为雄性， 二倍体为雌性。
X染色质为兼性异染色质
14
X染色质数 ＝ X染色体数 - 1
47，XXX 47，XXY 45，X
46,XX 46,XY 46,XX
15
Lyon假说的进展
基因逃避失活现象 15%的基因逃避，大 多数分布在Xp。 失活的分子机制 XIST (X chromosome
inactive specific transcript)
Chapter 4 人类染色体和染色体病
Human chromosome & chromosomal disorders
1
Outline
第一节：人类染色体的基本特征
第二节：染色体畸变
第三节：染色体病
2
第一节 人类染色体的基本特征
Normal chromosome
染色质与染色体 人类染色体的数目、结构和形态 性染色体与性别决定
(复制1次，分裂0次)
Back
53
非整倍体
Definition:整倍体中缺少或额外增加一条或几条 染色体染色体数目不是23的整倍数。 超二倍体(hyperdiploid):染色体数目>46 亚二倍体(hypodiploid):染色体数目<46
7
2.染色体
核小体
螺线管 超螺线管 染色单体
8
3.性染色质
Sex chromatin:间期细胞核中在异染色质部分
中显示出来的一种特殊结构，体现出生物学的 性别差异，这种差异被称为“核性别”。
X染色质 Y染色质
11
X染色质
女性间期核内用 碱性染料着色有一个1 微米大小的异固缩小 粒，贴于核膜内缘， 称为X染色质或巴氏小 体(Barr body)。
12
X染色质的形成机理
女性：XX 男性：XY
X染色体基因翻译蛋白质 的量在男女中的比例是相 同的吗？
相同
原因?
13
Lyon假说
不论细胞内有几条X染色体，只有一条是具有转
录活性的，其余的形成异固缩的X染色质。
异固缩的X染色体随机失活。
胚胎发育第16天，出现失活；卵子与精子受精后，
其中失活的X染色质变为常染色质恢复活性。
作用：可以准确识别每一 号染色体；可以鉴定染色 体的结构改变。
如何识别？ 如何描述？ ？？？
38
(1)显带染色体的国际命名体制
人类细胞遗传学国际命名体制(ISCN, 1995)
(An International System for Human Cytogenetic Nomenclature)
24
(三)睾丸决定因子
人类的男性性别由Y染色体决定，Y染色体短 臂上有睾丸决定因子(testis-determining factor, TDF)基因。 故一个个体不论有几条X染色体，只要有Y染 色体，就产生睾丸。
25
1990年，Sinclair 发现性别决定区域Y (sexdetermining region Y, SRY)基因。 SRY基因位于Y染色体短臂末端，是TDF的最佳 侯选基因，产物为SRY蛋白—决定睾丸形成。 但SRY不是性别决定的唯一决定基因，是激活睾 丸分化途径上其它基因的启动者。 back
基因
16
Y染色质
在男性间期细胞中 ，
用荧光染料染色，核内 有一直径0.3mm强荧光 小 体 ， 是 Y染 色 体 长 臂 远端部分异染色质，称 Y 染 色 质 (Y-chromatin) 。
临床应用：快速性别鉴定
17
back
二.人类染色体的数目、结构和形态
（一）数目
单倍体(haploid)：只有一 二倍体(diploid)：具有
50
整倍体
Definition:指染色体数目以单倍体(n)为基数作倍
数性改变，染色体数目是23的整倍数。
单倍体(momoploidy)：人类单倍体均流产
(n＝23) 。
Type:
三倍体(triploidy)：三倍体是流产的重要原 因之一，因而极罕见(3n＝69) 。 四倍体(tetraploidy)：四倍体活婴出生一周 左右死亡(4n＝92) 。
ISCN(1995)包括：1960、1963、1966、1971、 1978、1981、1985及1995年8次人类细胞遗传 学国际命名委员会所制定的国际法规。
39
常用简写符号
p q cen dic del fra Inv rob ter 短臂 长臂 着丝粒 双着丝粒体 缺失 脆性位点 倒位 罗伯逊易位 末端 mos chi chr i r der mal fem dup 嵌合体 异源嵌合体 染色体 等臂染色体 环状染色体 衍生染色体 男性 女性 重复
48
畸变发生的类别
数目畸变(numerical aberration) 结构畸变(structural aberration)
49
Numerical aberr来自tionDefinition: 染色体的数目发生异常→≠46。
整倍体(euploidy) 非整倍体(aneuploidy)
Type
Reason
for triploidy
双雌受精（digyny）： 双雄受精（diandry）： 一个精子与一个二倍体 同时有两个精子与一个 卵子受精。 卵子受精。
52
Reason
for tetraploidy
核内复制：是指在一次细胞 分裂中，染色体复制两次， 形成的两个子细胞均为四倍 体细胞。(复制2次，分裂1次) 核内有丝分裂：细胞核两次 分裂至前期末，无核膜破裂。
人类染色体显带核型1968年瑞典细胞化学家caspersson等应用瑞典细胞化学家等应用荧光染料氮芥喹吖因quinacrinemustard荧光染料氮芥喹吖因qm处理染色体后在荧光显微镜下观处理染色体后处理染色体后染色体沿长轴显示出一条条宽窄染色体沿长轴显示出一条条宽窄亮度不同的带纹染色体的带染色体的带band由此开创了染色体显带技术的先河
34
(1)染色体显带技术
经一定的处理和染色方法，将染
色体延其长轴显示出明暗(深浅)不
同、宽窄相间的带纹的技术称为染
色体显带技术(banding method)。
经染色体显带技术处理的染色体
称显带染色体。这些带纹称染色体 带(band)。
35
(2)常用的显带方法
G banding Q banding R banding C banding
44
亚带的命名
染色体号+臂符号+区+带+“.”+亚带编号
10p12
带再分为3条亚带，则依次编号为 10p12.1、10p12.2、10p12.3
45
次亚带的命名
若亚带再进一步分为次亚带，则 只在原亚带后依次加数字，不加 小数点
如：10p12.31、 10p12.32、 10p12.33。
40
(2)识别G带染色体标本的专用术语
深带：被Giemsa深染的带纹。
浅带：Giemsa不着色或浅染的带纹
近侧段、远侧段：以着丝粒为参照点
界标：是每一条染色体上具有重要意 义的、稳定的、有显著形态学特征的 标志。如：端粒、着丝粒以及某些显 著的带。
41
界标对染色体的划分：
臂:短臂p; 长臂q
------ Giemsa ------Quinacrine ------ Reverse ------Centromeric
36
G-banding
最常用的显带技术
方法：先用胰蛋白酶处理
染色体，再用Giemsa染色。
结果：因而在染色体上出
现深浅的带纹。
37
3.G显带染色体的识别
G-banding使每条染色体显 示出独特而恒定的带纹，构 成了每条染色体的带型。
30
染色体的分组 -----A, B, C, D, E, F, G
–A 1-3
–B 4-5
–C 6-12 + X
–D 13-15 –E 16-18 –F 19-20 –G 21-22 +Y
31
核型的书写方法
染色体的数目
Male: Female:
，
46， 46，
性染色体的种类 XY XX
32
1q31-42
back43
（二）高分辨显带染色体
70年代用中期染色体显带，每套单倍数染色体 带纹数为320条------低分辨
高分辨显带 （high resolution banding） 染色体： 70年代后期，用早中期、前中期、晚前期的染 色体显带，每套单倍数的染色体带纹数为550 条、850条，其中含有亚带、次亚带，利于对 染色体结构畸变的准确定位。
27
（一）染色体的核型分析
Karyotype: 一个体细胞中的全部染色体，按其大 小、形态特征顺序配对，分组排列所构成的图像。
核型分析(karyotyping)：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。
28
1.人类染色体非显带核型
制作过程
染色体非显带标本：常规染色体制片— Giemsa 染色—得到的标本，整条染色体染色均一，即染 色体非显带标本。
19
端粒(telomere)
次缢痕(secondary
constriction)
随体(satellite)：柄部次
缢痕为核仁组织区。
20
2.染色体的类型----按着丝粒的位置分
端着丝粒:末端 近端着丝粒:7/8-末端 亚中着丝粒:5/8-7/8 中着丝粒:1/2-5/8
21
back
三、性染色体与性别决定
常规染色体制片方法：取材(静脉血)→培养(PHA) →秋水仙素处理→收获→低渗处理→固定→制片 →Giemsa染色→分析。
29
命名方法
1960年、1963年、1966年分别在丹佛、伦敦 和芝加哥召开3次人类细胞遗传学国际会议， 制定并修改人类染色体国际命名体制。
人的体细胞的染色体数目为2n=46，依据染 色体长度和着丝粒的位臵排列、编号为23对 同源染色体。其中1~22号常染色体，1对为 性染色体。女性为XX；男性为XY。
组蛋白8聚体＋1分子 组蛋白H1。
5
染色质的类别
常染色质(euchromatin) 异染色质(heterochromatin)
6
异染色质的类别
专性(结构性)异染色质 (constitutive heterochromatin) 兼性异染色质(facultative heterochromatin)
难以精确识别染色 体的序号。 难以发现和确定染 色体的结构异常。 如何描述？
33
2.人类染色体显带核型
1968年，瑞典细胞化学家Caspersson等应用 荧光染料氮芥喹吖因(quinacrine mustard, QM)处理染色体后，在荧光显微镜下观察到 染色体沿长轴显示出一条条宽窄、亮度不同 的带纹—染色体的带(band) —Q带。 由此开创了染色体显带技术的先河。
套基因组/染色体组的细胞
或个体。如生殖细胞。
两套基因组/染色体组的
细胞或个体。如体细胞。
18
(二)人类染色体的结构、形态
1. 人类中期染色体的结构：
染色单体(chromatid)
主缢痕(primary constriction)
着丝粒(centromere)
动粒(kinetochore) 短臂(p)、长臂(q)
区:每相邻界标之间。
短臂与长臂各包括若干区，自着丝 粒起始至端粒排序：1区, 2区…。 每一区包括若干带，自近侧段至远 侧段排序1号带，2号带…。
着丝粒分别归属于长、短臂的1区1 带。
42
(3)特定带的表述方法
染色体号数
1
臂
p 1p32
区
3
带
2
着丝粒分别记 1 q 11 为长臂、短臂 的1区1带
26
四、染色体的研究方法
1888年Waldeyer(德)提出染色体的名称。 1923年Painter提出人类染色体数目为2n=48。
1956年华裔学者蒋有兴(Joe Hin Tjio)应用纺锤丝 抑制剂—秋水仙素和低渗技术清楚地观察到了人 类染色体数目为2n=46。
染色体的核型分析 高分辨染色体
46
第二节 染色体的畸变
Chromosomal Aberration :细胞中染 色体的数目或结构改变引起的一系列 变化称为染色体畸变。
发生原因 发生类别
47
畸变发生原因
1.化学因素：如药物(环磷酰胺等)、农药(敌百虫
类)、工业毒物(苯等)、防腐剂等。
2.物理因素：电离辐射、医疗放射线等。 3.生物因素：代谢毒素、病毒等。 4.母亲年龄：与减数分裂特点有关。 back
染色体的研究方法
3
一.染色质和染色体
是同一物质在细胞不同时相表现出的不同形态 Chromatin: 间期细胞的
形态，呈细胞网状，不规 则形态。
Chromosome: 分裂期
形态，呈高度浓缩的棒 状结构。
4
1.染色质
Chromatin:由一条DNA分子缠绕无数核小体核 心组成的核蛋白纤维。即染色体的一级结构。 200bpDNA片段＋
(一)性染色体与常染色体 (二)性别决定的方式 (三)睾丸决定因子
22
(一)性染色体与常染色体
常染色体(autosome)：1-22 性染色体(sex chromosome)：X，Y
X
23
Y
(二)性别决定的方式
XY型：如人类。男性为异型 性性染色体(异配性别)，女性 为同配性别。 ZW型：如蚕、鸡等。雌性为 异配性别，雄性为同配性别。 XO型：如蝗虫，XX为雌性， XO为雄性。 单倍型：如蜜蜂，单倍为雄性， 二倍体为雌性。
X染色质为兼性异染色质
14
X染色质数 ＝ X染色体数 - 1
47，XXX 47，XXY 45，X
46,XX 46,XY 46,XX
15
Lyon假说的进展
基因逃避失活现象 15%的基因逃避，大 多数分布在Xp。 失活的分子机制 XIST (X chromosome
inactive specific transcript)
Chapter 4 人类染色体和染色体病
Human chromosome & chromosomal disorders
1
Outline
第一节：人类染色体的基本特征
第二节：染色体畸变
第三节：染色体病
2
第一节 人类染色体的基本特征
Normal chromosome
染色质与染色体 人类染色体的数目、结构和形态 性染色体与性别决定
(复制1次，分裂0次)
Back
53
非整倍体
Definition:整倍体中缺少或额外增加一条或几条 染色体染色体数目不是23的整倍数。 超二倍体(hyperdiploid):染色体数目>46 亚二倍体(hypodiploid):染色体数目<46
7
2.染色体
核小体
螺线管 超螺线管 染色单体
8
3.性染色质
Sex chromatin:间期细胞核中在异染色质部分
中显示出来的一种特殊结构，体现出生物学的 性别差异，这种差异被称为“核性别”。
X染色质 Y染色质
11
X染色质
女性间期核内用 碱性染料着色有一个1 微米大小的异固缩小 粒，贴于核膜内缘， 称为X染色质或巴氏小 体(Barr body)。
12
X染色质的形成机理
女性：XX 男性：XY
X染色体基因翻译蛋白质 的量在男女中的比例是相 同的吗？
相同
原因?
13
Lyon假说
不论细胞内有几条X染色体，只有一条是具有转
录活性的，其余的形成异固缩的X染色质。
异固缩的X染色体随机失活。
胚胎发育第16天，出现失活；卵子与精子受精后，
其中失活的X染色质变为常染色质恢复活性。
作用：可以准确识别每一 号染色体；可以鉴定染色 体的结构改变。
如何识别？ 如何描述？ ？？？
38
(1)显带染色体的国际命名体制
人类细胞遗传学国际命名体制(ISCN, 1995)
(An International System for Human Cytogenetic Nomenclature)
24
(三)睾丸决定因子
人类的男性性别由Y染色体决定，Y染色体短 臂上有睾丸决定因子(testis-determining factor, TDF)基因。 故一个个体不论有几条X染色体，只要有Y染 色体，就产生睾丸。
25
1990年，Sinclair 发现性别决定区域Y (sexdetermining region Y, SRY)基因。 SRY基因位于Y染色体短臂末端，是TDF的最佳 侯选基因，产物为SRY蛋白—决定睾丸形成。 但SRY不是性别决定的唯一决定基因，是激活睾 丸分化途径上其它基因的启动者。 back
基因
16
Y染色质
在男性间期细胞中 ，
用荧光染料染色，核内 有一直径0.3mm强荧光 小 体 ， 是 Y染 色 体 长 臂 远端部分异染色质，称 Y 染 色 质 (Y-chromatin) 。
临床应用：快速性别鉴定
17
back
二.人类染色体的数目、结构和形态
（一）数目
单倍体(haploid)：只有一 二倍体(diploid)：具有
50
整倍体
Definition:指染色体数目以单倍体(n)为基数作倍
数性改变，染色体数目是23的整倍数。
单倍体(momoploidy)：人类单倍体均流产
(n＝23) 。
Type:
三倍体(triploidy)：三倍体是流产的重要原 因之一，因而极罕见(3n＝69) 。 四倍体(tetraploidy)：四倍体活婴出生一周 左右死亡(4n＝92) 。
ISCN(1995)包括：1960、1963、1966、1971、 1978、1981、1985及1995年8次人类细胞遗传 学国际命名委员会所制定的国际法规。
39
常用简写符号
p q cen dic del fra Inv rob ter 短臂 长臂 着丝粒 双着丝粒体 缺失 脆性位点 倒位 罗伯逊易位 末端 mos chi chr i r der mal fem dup 嵌合体 异源嵌合体 染色体 等臂染色体 环状染色体 衍生染色体 男性 女性 重复
48
畸变发生的类别
数目畸变(numerical aberration) 结构畸变(structural aberration)
49
Numerical aberr来自tionDefinition: 染色体的数目发生异常→≠46。
整倍体(euploidy) 非整倍体(aneuploidy)
Type