实验八姐妹染色单体交换试验
姐妹染色单体交换试验遗传学终点
姐妹染色单体交换试验是一种遗传学实验方法，用于研究染色体重组和遗传连锁。
通过染色体的染色单体交换，可以观察到不同等位基因之间的连锁程度，从而推断它们在染色体上的位置关系。
这一实验方法提供了对基因连锁和重组的直接证据，对于理解遗传变异和进化过程有着重要的意义。
1. 姐妹染色单体交换试验的基本原理姐妹染色单体交换试验是利用配子形成过程中的染色体分离和重新组合现象。
在该实验中，首先需要选择一对具有明显遗传特征的等位基因，在雌性生殖细胞的减数分裂过程中，这对基因所在的染色体会发生染色单体交换。
然后通过后续的配子形成和受精过程，可以得到一系列基因型不同的后代，通过统计分析后代的表型比例，可以确定基因之间的连锁程度以及它们在染色体上的位置关系。
2. 实验步骤及注意事项姐妹染色单体交换试验的具体步骤包括：(1) 选择实验材料：选择具有明显遗传特征的实验材料，保证基因型的稳定和清晰的表型特征。
(2) 实验前培养：对实验材料进行适当的培养和繁殖，以确保实验所用生物材料的数量和质量。
(3) 染色体减数分裂：观察生物材料的配子形成过程，确定染色单体交换发生的时间和位置。
(4) 配子形成和受精：观察配子形成和受精过程，收集各种基因型的后代生物，并进行表型统计和分析。
(5) 数据统计和分析：根据后代的表型比例，推断基因之间的连锁程度和位置关系。
在进行姐妹染色单体交换试验时，需要注意以下事项：(1) 实验材料的选择和保存：选择适宜的实验材料和种裙，确保实验所用生物材料的纯度和稳定性。
(2) 实验环境的控制：保持实验环境的稳定性和一致性，避免环境因素对实验结果的干扰。
(3) 数据的采集和统计：对后代生物的表型进行准确统计和记录，确保实验数据的可靠性和准确性。
(4) 结果的解释和推断：根据实验数据进行合理的结果解释和推断，提出对基因连锁和重组的相关假设和理论。
3. 实验在遗传学研究中的应用和意义姐妹染色单体交换试验作为一种重要的遗传学实验方法，在基因连锁和重组、遗传图谱绘制、遗传进化和种裙遗传结构等方面有着广泛的应用和重要的意义。
姐妹染色单体交换(SCE)的检测原理及其分子机理
姐妹染色单体交换(SCE)的检测原理及其分子机理郑科;潘建伟;姜志明;朱睦元【期刊名称】《细胞生物学杂志》【年(卷),期】2002(24)6【摘要】姐妹染色单体交换(sister-chromatid exchange,SCE)是当前生物学研究的热点之一。
SCE检测技术已广泛地应用于环境科学、医学、生物学等研究领域,具有重要的意义。
环境胁迫会造成细胞内DNA不同程度的损伤,并可能进一步导致染色体畸变,甚至引发癌变。
SCE作为一种灵敏而有效的指标,能够反映DNA损伤程度和遗传不稳定性。
本文主要介绍了有关SCE的由来,色差显示原理、分子机理、SCE与染色体畸变的关系以及SCE的诱导因子。
文章最后还对今后有关SCE 的研究及其应用提出一些新的看法。
【总页数】5页(P355-359)【关键词】姐妹染色单体交换;SCE;检测原理;分子机理【作者】郑科;潘建伟;姜志明;朱睦元【作者单位】浙江大学生命科学学院【正文语种】中文【中图分类】Q343.242;Q3－【相关文献】1.白血病牛姐妹染色单体交换（SCE）与染色体畸变的观察 [J], 张南2.服用甾体口服避孕药妇女妊娠胎儿染色体畸变和姐妹染色单体交换（SCE）的研究 [J], 丁延淑3.中华大蟾蜍淋巴细胞姐妹染色单体互换（SCE）对环境诱变性的检测 [J], 温昌祥;吕群;林绥恩;江绍慧;项维4.胃癌病人外周血淋巴细胞姐妹染色单体交换(SCE)和非程序DNA合成(UDS)分析[J], 张大锤;潘希愚5.广西大厂锡矿区职工外周血淋巴细胞姐妹染色单体交换(SCE)频率、染色体畸变率和微核率的观察 [J], 袁志刚;吴彤;余利贞;庞启平;吴开国;邹红梅;邱盛华;陆玉仙因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
姐妹染色单体交换标本的制备
姐妹染色单体交换标本的制备一、目的要求了解姐妹染色单体交换（SCE）标本制备及计数方法。
二、原理染色体复制过程中同一条染色体中的两条染色单体间发生遗传物质的互换称为姐妹染色单体交换（SCE），SCE是与DNA的损伤修复和DNA复制紧密相连的自然过程。
如果在DNA复制过程中进行DNA损伤的修复，就有可能发生姐妹染色单体交换。
在含有5溴脱氧尿嘧啶核苷（5～Bromodeoxyuriding,BrdU）的培养基中，BrdU能取代胸腺嘧啶脱氧核糖核苷（TdR）而渗入到新复制的DNA子链中，经过两次复制后形成的同一染色体的两条姐妹染色单体一条是由单股含BrdU的DNA 所组成，另一条是由双股含BrdU的DNA链所组成，而这种双股含有BrdU的DNA 链具有螺旋化程度较低的特性，可降低其对某些染色剂的亲和力，当用Giemsa 染色时，这种由双股都含有BrdU的DNA链所组成的单体着色较浅，而由单股含BrdU的DNA链所组成的单体着色较深（图13～1、图13～2）1 2 3 4图13～1 姐妹染色单体的分化染色机理1、复制前的DNA双股。
2、在BrdU中第一次复制（虚线代表含BrdU的单股）。
3、第一次复制结束。
4、在BrdU中第二次复制，一条DNA双股均含BrdU （染色浅），另一条DNA只含单股BrdU（染色深）三、实验用品1.材料：外用血2.器材：水浴锅、紫外灯、温度计、擦镜纸、培养箱、离心机、离心管、培养瓶3.试剂：Giemsa染液、2×SSC液、BrdU溶液、培养液图13～2 姐妹染色单体分化染色四、实验内容1.外周血培养及染色体标本制备：按常规方法采血、接种、培养至24小时，加入BrdU，至终浓度为10ug/ml，继续避光培养48小时，收获、制片。
制好片后，置37℃温箱中老化3～10天。
2.姐妹染色单体染色将标本片放入培养皿中，加2×SSC数滴于玻片上，盖一张擦镜纸为宜，并在培养皿中加入2×SSC使之浸在玻片底面，把培养皿置于预温75℃水浴锅平板上，距紫外灯管（15～30w）5cm，照射30分钟，其间滴加数次2×SSC，勿使擦镜纸干燥。
姐妹染色单体互换
姐妹染色单体互换
姐妹染色单体互换介绍：
姐妹染色单体交换是近年来细胞遗传学研究的一个新方法。
其原理是，当细胞接触到5-溴脱氧尿嘧啶核苷(Brdu)时，Brdu可作为核苷酸前体物，专一替代胸腺嘧啶掺入到新合成的DNA链中。
只要通过两个细胞复制周期，就可使姐妹染色单体中的一条单体的DNA双链中，有一股链是掺入有Brdu的，而另一条单体的DNA双链中，两股链全掺入有Brdu.这样的细胞经过分化染色处理，即可见到同一条染色体的两条姐妹染色单体有明显的差异，有一条单体为深色，另一条为浅色。
姐妹染色单体互换正常值：
SCE升高。
姐妹染色单体互换临床意义：
异常结果：
接触或服用某些有致变作用的药物或化学物质，以及某些病毒感染和短波射线辐射后，可致SCE升高(与正常对照比较)。
在研究一种新药的致变可能性时，SCE为一有益的指标且优于对染色体畸变的观察。
需要检测的人群：
需要检查人群：近期接触或服用了某些有致变作用的药物食物，或是染色体疾病的检查
姐妹染色单体互换注意事项：
做染色体检查没有什么特别的注意事项，随时都可以去做。
抽静脉血
姐妹染色单体互换检查过程：
抽血后，用电子显微镜检查人体细胞的染色体情况。
2021近年姐妹染色单体交换的临床研究简述范文2
2021近年姐妹染色单体交换的临床研究简述范文 姐妹染色单体交换（sisterchromatid exchange,SCE）是一条染色体的两条染色单体在同一位置发生同源片段易位。
SCE检测技术具有实验期短、结果稳定的特点，是公认的极为敏感的染色体损伤的检测方法。
SCE率反映了染色体断裂的频率，是研究细胞致畸的一个重要指标。
故被应用于医学、生物学等各个领域。
目前，有关SCE的临床研究性报道较多，而对SCE的综述性报道很少，因此本文就近些年SCE技术的临床研究相关文献作一简要概述。
SCE在肿瘤科的临床应用报道1.在耳鼻喉肿瘤的应用报道：孙彦等[1]观察37例头颈癌病人外周淋巴血细胞SCE的改变，认为检测外周淋巴血细胞SCE对头颈癌的辅助诊断具有临床意义。
王勇[2]等对10例涎腺混合瘤患者进行SCE检测，认为SCE长期升高作为涎腺肿瘤早期诊断的一项观察指标，具有一定的参考价值。
2.在消化道肿瘤的应用报道：翁立红等[3]对16例肝癌病人外周血淋巴细胞SCE检测，认为肝癌患者自发及诱变的较高SCE率主要是其体内固有的遗传不稳定性的表现。
有人分析20例胃癌患者、33例癌前病变患者SCE变化，以及胃癌患者22例及患者的一级健康亲属8例，对胃癌患者的淋巴细胞姐妹染色单体交换（SCE）进行检测，差异有高度显著性，认为SCE能敏感地反映DNA的损伤情况，故此SCE检测被用作快速检测环境中诱变、致癌因素的灵敏方法之一[4]. 3.在妇科肿瘤的应用报道：齐广涛等[5]对25例宫颈鳞癌患者放疗前与放疗中外周静脉血检测SCE率，认为姐妹染色单体交换率是评估放射损伤的有效生物指标。
有人对子宫内膜癌患者、子宫颈癌患者进行SCE检测，结果与正常对照组差异有显著性[6].张颜明等[7]对20例乳腺癌患者、19例乳腺纤维腺瘤患者进行SCE检测，认为乳腺癌患者具有对癌症的遗传易感性；观察淋巴细胞的SCE率对于乳腺肿块的鉴别诊断及乳腺癌的预防具有临床应用价值。
姐妹染色单体交换实验
姐妹染色单体交换实验［概要］用胰蛋白酶消化BudR标志的两个细胞周期并停歇在分裂中期的，在低张缓冲液中孵育细胞，然后固定。
用Hoechst33258处理细胞后制备载有细胞的载玻片，光降解染色体。
用吉姆萨举行染色体染色，在光学显微镜的油镜下举行观看。
【材料】 1.D-PBSA。
2.PE10mmol/LEDTA(溶于PBSA)。
3．消化液0.25%。
4.BudR(Sigma)用纯水制备1mmol/L储备液。
5.Karyomax秋水仙酰胺，10μg/ml。
6.Sorensen's缓冲液缓冲液，0.066mo1/L,pH6.8。
7．甲醇：醋酸（3:1），置于冰上，新奇配制。
8．吉姆萨原溶液（0.76%）将1g吉姆萨粉末置于66m1甘油中，56-60℃水浴1.5-2小时，待溶液冷却后，加入66m1无水乙醇。
9．吉姆萨稀释液用Sorensen's缓冲液稀释到3.5%,pH6.8。
10.Hoechst3325820μg/ml(溶于超纯水）。
11．乳胶照相封固剂或豁合剂。
12．二甲苯。
13.DPX封胶。
14．科普林缸。
15.短波紫外线灯及照耀盒。
【操作步骤】 1．细胞培养常规培养细胞，加入BrdU，终浓度为10μmol/L。
2．继续避光培养48小时，依据细胞周期时光的不同，在收获前1-6小时加入秋水仙酰胺。
3．消化细胞后离心，在沉淀上方留下约1.2ml上清，重悬细胞。
4．缓慢加入l0ml低张缓冲液，室温孵育细胞悬液10-15分钟。
5．离心，在沉淀上方留下约1.2m1上清，重悬细胞。
6．加入10ml冰冷的固定液，最初逐滴加入，每加入一滴都要充分混匀。
冰上放置10分钟。
7．重复第5-6步，将细胞留在固定液中4℃过夜，以充实制片效果。
8．离心细胞，用3-5ml 甲醇／醋酸重悬细胞。
9．将细胞储于-20℃。
10．用一根短的巴斯德玻璃吸管，吸取约500μl固定过的细胞。
姊妹染色单体区分染色法
姊妹染色单体区分染色法(Sister chromatid differentiation，SCD）是70年代中期发展起来的染色体处理技术。
Latt（1973）在培养的细胞中加入5-溴脱氧尿嘧啶核苷（BrdU），当用Hoechst33258 荧光染料染色时，发现了姊妹染色单体的色差反映和它们之间互换的现象。
1974年KO Renberg和Froeed-Lender改进了这一技术，建立了较简易的BrdU-Giemsa技术。
这种技术用于研究细胞周期、染色体半保留复制、染色体的分子结构和畸变，以及DNA的复制、损伤与修复等一系列重要理论问题，还可以用于分析姊妹染色单体互换（Sister chromatid exchange, SCE）频率。
由于SCE能灵敏地检测染色体的变化，表现出剂量-效应关系。
因此，目前已把SCE列为检测致突变物、致癌物地常规指标之一。
一、原理5-溴脱氧尿嘧啶核苷（5-Bromodeoxy-urdine, BrdU）在DNA的复制过程中，掺入新合成的链并占有胸腺嘧啶（thymidine, T）的位置。
根据DNA的半保留复制规律，哺乳动物或人的细胞在BrdU的培养液中经历了两个周期后，它的两条姊妹染色单体的DNA双链在化学组成上有了差别。
当染色体的DNA链的两条多核苷酸链都被BrdU所替换，Giemsa染色显示浅色，如果染色体的DNA链中仅有一条多核苷酸链被BrdU所替换，Giemsa染色显示深色。
应用姊妹染色单体区分染色法（SCD）研究来自一个染色体的两条单体之间在同一个位点发生同源片段的交换，称为姊妹染色单体互换。
二、用品和试剂45℃水浴，紫外线灯（20W）。
余同外周血染色体制备。
试剂：BrdU溶液：用无菌青霉素瓶，在普通条件下称取BrdU 2mg，然后在无菌室内加入无菌生理盐水4ml，用黑纸避光，4℃冰箱保存，新鲜配置。
1×SSC溶液：0.15mol/L NaCl，0.015mol/L 柠檬酸钠。
人类姐妹染色单体色差染色标本的制备和观察
标本片放在2×SSC溶液中，并置于 60℃水浴。
紫外灯照射30分钟（灯与玻片的距离 5cm）。
1：10 Giemsa染液染色8分钟。
蒸馏水冲洗后干燥、镜检。
分裂周期分析：
（1）染色体的两个单体均为深染的细胞记 为第一次分裂周期的细胞。
（2）染色体的两个单体一深一浅的细胞记 为第二次分裂周期的细胞。
人类姐妹染色单体色差染色标 本的制备和观察
姐妹染色单体交换（sister cromatid exchange，SCE）
在机体内外有害因素的作用下，染色体 的两条姐妹染色单体的片段会发生等位 点交换，称为姐妹染色单体交换。
由于SCE频率是DNA损伤的灵敏指标， 而且观察方便，故该技术已成为检测致 突变物对人染色体诱变效应大小的常用 手段。
原理：
当细胞在加有Brdu（5-溴脱氧尿核苷）培养基 中进行分裂时，Brdu能取代胸腺嘧啶核苷酸掺 入到新复制的DNA核苷酸链中。经过两个生长 周期后，这种细胞的同一染色体的两条姐妹染色 单体一条是由单股含Brdu的DNA链所组成，另 一条是由双股都含有Brdu的DNA链所组成，而 这种双股都含有Brdu的DNA链具有螺旋化程度 较低的特性，在热盐溶液中受光的照射后更易于 水解，从而影响了与Giemsa染料的亲和力，因 此染成较浅的颜色。而单股含Brdu的DNA链所 组成的染色单体则着色深。这样根据两条姐妹染 色单体所显示的深浅不同的颜色，可以区别中期 染色体的姐妹染色单体。即在普通显微镜下可见 到两条姐妹染色单体显出深浅不同的颜色。
（3）染色体的两个单体染色都为浅色的细 胞为第三次分裂周期的细胞。
SCE的计数
（1）凡是在染色单体端部出现互换记为1 次交换。
遗传性疾病检验技术—姐妹染色单体互换检验
遗传性疾病检验技术—姐妹染色单体互换检验姐妹染色单体互换（sister chromatid exchange，SCE）是指一条染色体的两条单体之间的同一位置发生同源片段对称性相互交换。
显示SCE的染色体技术亦称为姐妹染色单体分化技术。
它不仅能从细胞水平上研究检测染色体的结构变化和增殖周期动力学，而且能从分子水平上为DNA的损伤、修复、复制和细胞突变、癌变和畸变等，提供一种简便而准确的方法。
下面介绍姐妹染色单体分化染色法。
（一）检验原理在细胞培养的第一细胞周期，DNA发生自我复制。
当此时在培养液中加入BrdU时，作为胸苷的类似物在DNA链的复制过程中可取代胸苷。
由于DNA复制是半保留机制，在第1周期时，两条单体的DNA 双链中各有一条DNA单链被取代，因而两条单体没有什么不同，用Giemsa染色均为深色。
但到了第2次复制之后，两条单体就有了差别。
因为此时染色体的一条单体的双链中仍有一条未被取代的链，而另一条单体的两条链却已被BrdU所取代，并且这条DNA链具有螺旋化较低的特性，因而降低了该姐妹染色单体对Giemsa着色的亲和力，着色很浅，呈现两条染色单体一深一浅，形成鲜明对比，如果此时两条单体之间若有互换，就可以很清楚显示出来。
产生SCE的机制目前虽尚未完全阐明，但它显然与DNA损伤和修复过程有关。
作为一种简便和敏感的遗传学指标，它可以用来研究诱变的各种因素，在突变、肿瘤研究等领域中应用广泛。
（二）检验方法学1.器材与试剂（1）器材：同外周血培养染色体技术。
（2）试剂：①5-溴脱氧尿核苷（5-bromo deoxy uridine，BrdU）冷冻保存液：称取2mg溶于0.85%NaCl 4ml。
②Hoecst 33258液：称取1mg，溶于10ml蒸馏水中，即成100μg/ml原液，充分溶解后，避光冷冻保存。
使用0.01mol/ L PBS液50倍稀释，即成2mg/ml工作液。
③2×SSC液：称取氯化钠17.54g和枸橼酸钠8.82g，加蒸馏水至1000ml，混匀备用。
染色单体互换分类
染色单体互换分类
染色单体互换可以分为姐妹染色单体交换（SCE）和非姐妹染色单体交换（non-SCE）两大类。
首先，姐妹染色单体交换（SCE）是指在同一条染色体上，经过复制形成的两条染色单体之间发生的互换。
这种互换是一种特殊的同源重组，通常发生在DNA复制期间，当一个DNA 双链断裂后，其姐妹染色单体上相应的同源区域可以作为模板进行修复，从而发生交换。
其次，非姐妹染色单体交换（non-SCE）则涉及到不同染色体之间的染色单体或者同一染色体上非姐妹染色单体之间的互换。
这种类型的互换在遗传学中也非常重要，因为它可以导致基因的多样性和重新组合，有时也是某些遗传疾病的原因。
需要注意的是，染色单体互换是生物体遗传物质交换的一种方式，对于维持遗传多样性和修复受损的DNA具有重要作用。
在细胞分裂过程中，这种互换可能会自然发生，也可能由外界因素诱导，如化学物质或辐射的影响。
实验四、姊妹染色单体分染技术(3学时)(综合性、设计性...
组成上有了差别，一条染色单体的两条ＤＮＡ链均为
新合成的，因此Ｔ位完全由Brdu代替，另一条染色单
体的一条ＤＮＡ链是新合成的，所以只有一条ＤＮＡ
中含有Brdu，这样的细胞经染色后，一条为深染，一 条为淡染，所以称之为姊妹染色单体的差别染色。本
实验运用这一原理，利用大蒜根尖作为材料，经过适
当处理制片，可观察到姊妹染色单体分染现象。
五、实验说明
本实验需要综合应用到遗传学、动物学、植物学等相关
知识。 1. BrdU的参入是姊妹染色单体区分的重要基础。由于 植物种子萌发过程中自身合成的胸苷与外来的BrdU发 生竞争性矛盾，所以若处理不当往往会造成参入不进，
导致实验失败。因此一要注意选择饱满。发芽势强的蚕
豆种子；二是要注意抓住插入的时机，一定要在大多数 侧根长0.5-1.5cm时开始参入，因为此时侧根和幼芽的
(3)SO2含量： Schiff试剂中的SO2含量也影响孚尔根反
应的颜色表现。SO2含量低时呈红色，含量高时则偏向
蓝色。 (4)染色质中DNA的含量： 供试材料的染色质中DNA含 量的不同是影响显色反应强度的根本因素。不同生物和 不同的组织与细胞中DNA含量不同，显色强度也各异，
并且二者之间是正相关的。由于上述因素和实践了解，
使处理均匀分散，然后覆上两层吸水纸，以解剖针的木
柄端（或用铅笔上的橡皮头）敲击，使细胞进一步分离 铺展。
8、镜检观察: 选择染色体分散的离散细胞进行观察，在高 倍镜下即能看清姊妹染色单体间呈现的浓淡差 别。部分染色体上出现自发的姊妹染色单体互 换，凡在染色单体端部出现的互换计为一个 SCE，在中部出现的互换计为两个SCE。
水解是本实验成败的关键之一。温度应保持在600.5℃ 之间(用两支温度计相互校正)。如果温度过低或时间过 短，酸解不够，醛基暴露不充分，染色会过浅；若温度 过高或时间过长，会造成酸解过度，使DNA完全解聚， 糖与醛基之间的键被破坏，游离的核酸分子会扩散到细 胞质中，从而造成染色浅或不均一的现象。 水解的时间很重要，因为核酸的水解有两个过程。第 一，嘌呤碱很快被除掉，脱氧核糖中潜在的醛基显露出 来。第二，组蛋白和核酸越来越多地被除掉。在短时间 的水解作用以后，第一个过程占优势，这时候用Schiff试 剂染色，染色体的染色作用最强。随水解作用的继续进 行，第二个过程逐渐变成优势，因此水解液中的Schiff反 应增强，而染色体中的Schiff反应减弱。最后，第二个过 程超过第一个过程时，染色体也随之停止反应。
姊妹染色单体区分染色法
姊妹染色单体区分染色法(Sister chromatid differentiation，SCD）是70年代中期发展起来的染色体处理技术。
Latt（1973）在培养的细胞中加入5-溴脱氧尿嘧啶核苷（BrdU），当用Hoechst33258 荧光染料染色时，发现了姊妹染色单体的色差反映和它们之间互换的现象。
1974年KO Renberg和Froeed-Lender改进了这一技术，建立了较简易的BrdU-Giemsa技术。
这种技术用于研究细胞周期、染色体半保留复制、染色体的分子结构和畸变，以及DNA的复制、损伤与修复等一系列重要理论问题，还可以用于分析姊妹染色单体互换（Sister chromatid exchange, SCE）频率。
由于SCE能灵敏地检测染色体的变化，表现出剂量-效应关系。
因此，目前已把SCE列为检测致突变物、致癌物地常规指标之一。
一、原理5-溴脱氧尿嘧啶核苷（5-Bromodeoxy-urdine, BrdU）在DNA的复制过程中，掺入新合成的链并占有胸腺嘧啶（thymidine, T）的位置。
根据DNA的半保留复制规律，哺乳动物或人的细胞在BrdU的培养液中经历了两个周期后，它的两条姊妹染色单体的DNA双链在化学组成上有了差别。
当染色体的DNA链的两条多核苷酸链都被BrdU所替换，Giemsa染色显示浅色，如果染色体的DNA链中仅有一条多核苷酸链被BrdU所替换，Giemsa染色显示深色。
应用姊妹染色单体区分染色法（SCD）研究来自一个染色体的两条单体之间在同一个位点发生同源片段的交换，称为姊妹染色单体互换。
二、用品和试剂45℃水浴，紫外线灯（20W）。
余同外周血染色体制备。
试剂：BrdU溶液：用无菌青霉素瓶，在普通条件下称取BrdU 2mg，然后在无菌室内加入无菌生理盐水4ml，用黑纸避光，4℃冰箱保存，新鲜配置。
1×SSC溶液：0.15mol/L NaCl，0.015mol/L 柠檬酸钠。
生物技术遗传学实验指导
目录验一人体外周血淋巴细胞培养及染色体标本制备实验二小鼠骨髓细胞染色体标本的制备实验三人类染色体G显带技术实验四人类染色体C显带技术实验五核仁形成区银染技术实验六人类染色体G显带核型分析实验七X染色质标本的制备实验八姐妹染色单体交换实验九微核检测技术实验十ABO血型的测定及其基因频率的计算实验十一苯硫脲尝味试验及其基因频率的计算实验十二人类皮纹分析实验十三遗传咨询实验十四人类基因组DNA的提取实验十五聚合酶链式反应（PCR）实验十六DNA的琼脂糖凝胶电泳实验十七PCR-RFLP技术《遗传学》实验须知一、医学遗传学实验目的和要求医学遗传学实验课是医学遗传学课程的重要内容。
实验课有助于加深和巩固基础理论知识，并进一步了解和掌握本学科的基本实验内容和操作技能。
在培养学生分析问题、综合问题和解决问题能力方面具有重要作用。
为此，要求学生做到以下几点：1、实验课前做好预习，明确实验目的、实验原理。
2、复习有关理论内容。
3、熟悉实验的主要步骤。
4、初步估计和判定实验的可能结果。
二、实验操作过程中的注意事项1、认真操作，仔细观察和综合分析实验所出现的现象与结果并及时记录。
2、如果实验结果与理论结果不一致，须及时进行科学分析，判断结果的可靠性，寻找出现误差的原因。
3、各种实验试剂用后放回原处，瓶盖封严，轻拿轻放。
4、使用微量加样器时，一定调整好取用量，按使用要求操作。
5、实验室应保持肃静，注意清洁卫生，实验中用过的废弃物品要及时清理，避免堵塞下水管道。
三、实验后的注意事项1、实验后，整理清洁所用仪器、设备，注意放回原位，以备下次使用。
2、如有仪器损坏，要及时填写破损报告，并报告老师。
3、离开实验室前，检查并关闭门、窗、水、电。
四、实验室的意外处理实验室如遇着火、烫伤等意外事件发生，必须镇静做紧急处理，并立即报告老师。
1、着火：如遇酒精灯推倒或其它原因着火，首先将一切易燃品移至远处，然后用水扑灭或者切断电源。
2、火伤：皮肤被火灼伤，用烫伤软膏涂抹，如伤势较重，立即送医院治疗。
实验八姐妹染色单体交换试验
实验步骤）
四、实验步骤
（一）外周血培养及染色体标本片制备
按常规方法采血、接种，置37℃恒温培养
24h后，各加入BrdU（终浓度为10ug／ml）， 继续避光培养48小时后，按外周血培养及染 色体标本片制备常规方法收获、制片。制好 片后，自然老化1～7天。
作业
完成此次实验报告(包含实验原理、实验药品、
chromatid Brdu First duplication chromasome
Brdu
Second duplication
chromasome Brdu Third duplication
chromasome
三、实验用品
1、器材：水浴锅、紫外灯、温度计、擦镜纸、培 养箱、离心机、离心管、培养瓶、显微镜、滴管 2、试剂：RPMI1640培养基、2×SSC缓冲液、 Giemsa染液、BrdU溶液(500μg/ml)、甲醇、冰醋酸、 0.075M KCl、秋水仙素溶液（12.5μg/ml）、PH6.8 PBS、 3、材料：人外周血
实验八 姐妹染色单体交换试验
一、实验原理 在分裂的细胞中，每条染色体由两条姐妹染色单体组成，每条染色单体则由 一个双链DNA分子构成。当细胞在加有5溴脱氧尿嘧啶核苷（BrdU）的培养 基中进行培养时，BrdU取代胸腺嘧啶脱氧核糖核苷（TdR）掺入到新复制的 DNA核苷酸链中。细胞在BrdU中生长，第一个周期（DNA经过一次复制）后， 每条染色体的两条姐妹染色单体的DNA双链中各有一股链含有BrdU。经过第 二周期（经过两次复制）后，两条姐妹染色单体中，一条单体的DNA双链类 似第一周期，为单股链含BrdU，另一条单体两股链均含BrdU。两股都含有 BrdU的染色单体螺旋化程度较低，与某些染色剂的亲和力低，用Giemsa染 色时着色较浅，而仅有单股含BrdU的单体着色仍较深，两条姐妹染色单体显 出深浅不同的颜色，当姐妹染色单体间发生同源片段交换时，就可以根据每 条染色单体夹杂着深浅不一的着色片段加以区分。 在正常情况下，第二周期细胞的每条染色体的两条单体一条被深染，另一 条为浅染，当发生姐妹染色单体互换时，可在同一条染色单体上看到深浅不 同的颜色。如果环境中有对染色体或DNA损伤的物质时，姐妹染色单体可发 生部分部分片段互换，有毒物质毒性越高，对DNA或染色体损伤越严重，则 互换的频率越高。通过与正常对照组的对比，就可对被测物质的毒性作出安 全性评价。
姐妹染色单体交换试验
SCE ：可以看成是染色体同源位点上DNA复制 产物的相互交换，与DNA断裂、复源有关。SCE 频率可反映细胞在DNA合成期的受损程度。
样品的采集与保存
PART 01
样品的采集与保存
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采集水源
每点50～100L， 最好在现场初步处 理水样。
过滤水样
先用普通滤纸或多 层纱布将粗泥砂过 滤掉。
第一节 结晶基Biblioteka 原理在上述三个区域中，稳定区内，溶液处于不饱和状态， 没有结晶；不稳区内，晶核形成的速度较大，因此产生的结 晶量大，晶粒小，质量难以控制；介稳区内，晶核的形成速 率较慢，生产中常采用加入晶种的方法，并把溶液浓度控制 在介稳区内的养晶区，即AB线与C′D′线区域内，让晶体逐渐 长大。
第一节 结晶基本原理
（1）稳定区 又称不饱和区，为AB曲线以下的区域。此 区溶液尚未饱和，没有结晶的可能。
（2）介稳区或亚稳区 为AB曲线与CD曲线之间的区域。 在此区内，如果不采取措施，溶液可以长时间保持稳定，如 遇到某种刺激，则会有结晶析出。另外，此区不会自发产生 晶核，但如已有晶核，则晶核长大而吸收溶质，直至浓度回 落到饱和线上。介稳区又细分为两个区，第一个分区称第一 介稳区或第一过饱和区，位于平衡浓度曲线与超溶解度曲线 （标识溶液过饱和而能被诱导产生晶核的极限浓度曲线 C‘D’）之间，在此区域内不会自发成核，当加入结晶颗粒 时，结晶会生长，但不会产生新核，加入的结晶颗粒称为晶
姐妹染色单体课件
技术发展趋势与挑战
技术发展趋势
随着分子生物学和生物信息学技术的不断发 展，姐妹染色单体研究将更加深入和精确。
技术挑战
目前对于姐妹染色单体的研究还存在一些技 术难题，如染色体的精细结构和功能解析等， 需要进一步研究和探索。
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03
姐妹染色单体的复制与分离
复制过程
起始阶段
姐妹染色单体复制的起始阶段需 要依赖DNA复制酶和相关蛋白质 的参与，通过解旋酶的作用将双 螺旋DNA解开，形成单链模板。
延长阶段
在DNA聚合酶的作用下，以解开 的单链模板为模板，按照碱基互 补配对原则，合成新的DNA链。
终止阶段
复制终止后，姐妹染色单体形成。
原因
物理因素（如辐射）、化学因素（如药物）、生物因素（如病毒）等。
姐妹染色单体异常与遗传疾病的关系
遗传疾病
唐氏综合征、威廉姆斯综合征可能导致基因表达异常 或基因组不稳定，从而引发遗传疾病。
姐妹染色单体异常与肿瘤发生的关系
肿瘤类型
急性白血病、淋巴瘤、实体瘤等。
生物信息学方法
利用计算机模拟和数据分析，研究 姐妹染色单体的遗传信息传递和调 控机制。
常用技术与应用领域
遗传疾病诊断
通过分析姐妹染色单体的异常，诊断遗传疾病， 如染色体数目异常综合征等。
生物进化研究
通过比较不同物种的姐妹染色单体，研究生物进 化的规律和机制。
农业育种
利用姐妹染色单体技术，进行农作物新品种的选 育和改良。
分离过程
着丝粒分裂
有丝分裂过程中，着丝粒 分裂，姐妹染色单体开始 分离。
纺锤丝牵引
纺锤丝的牵引作用将姐妹 染色单体向两极移动。
分离完成
习惯性流产女性淋巴细胞姐妹染色单体互换的检测分析
（ 延 安 大 学 医 学 院 医学 遗 传 学 与 细胞 生 物 学 教研 室 ， 陕 西 延 安 ７ １ ６ ｏ ｏ ｏ ）
摘 要 ： 为分析 石 油作业 女性 外周 血淋 巴细胞 姐 妹 染 色单体 互 换 （ Ｓ Ｃ Ｅ ） 对 习惯 性 流 产 的影 响 ． 随 机 选择 习惯 性流 产 的石 油作 业 女性 ３ ４人 和 正常 的育龄 女性 ２ ０人 ， 检 测其 外周 血淋 巴细胞姐 妹 染 色 单体 互换 ， 记数 Ｓ Ｃ Ｅ发 生率． 结果 表 明 ， 观 察组 的 外周 血 淋 巴 细胞 Ｓ Ｃ Ｅ发 生 率 为 ８ ． ８ ３ ±０ ． ７ ４ ， 明 显 高于对 照组 （ Ｐ ｄ０ ． ０ ５ ） ． 说明Ｓ Ｃ Ｅ的发 生可作 为石 油作 业 习惯性 流 产女性 染 色体 结构稳 定性 的检 测
妹 染 色单 体 间同源 片 段 的交 换 ， 这 种 交换 是 完 全 性
的、 对 称性 的． 在职 业人 群遗 传毒 理学 效应 的监 护方 法中， Ｓ Ｃ Ｅ检 测是研 究 细胞 遗传 不稳 定 性 和早 期 染 色体 ＤＮＡ损 伤 与修 复 效 应 的 一 种 敏 感 方 法 ， 可 对 职业 人 群进 行 直 接 观 察 ］ ． 我 们 研 究 分 析 了 石 油 作业 习惯 性 流产 女性 淋 巴 细胞 遗 传 损 伤 ， 找 到 该 职 业 女性 习惯 性 流产 的病 因 ， 以期有 效地 指导 生育 ， 对 本 地 区降低 流产 的发 生提 供理 论指 导．
（ ２ ） Ｓ Ｃ Ｅ制 片 与 染 色 按染色体 常规法制 片，
姐妹 染 色单 体分化 染 色 ， 参 考文 献 ［ ７ ］ ， 略有修 改 ． 制
姐妹染色体交叉互换后的变化
姐妹染色体交叉互换后的变化染色体交叉互换（chromosomal crossover）是在有丝分裂或减数分裂过程中发生的一种遗传现象。
在遗传物质DNA复制过程中，父母个体的染色体会在某一区域发生断裂，然后互相交换断裂片段，导致子代个体的染色体组合发生变化。
染色体交叉互换是一种重要的遗传机制，它引入了基因重组的概念。
在人体细胞中，染色体通常以二倍体存在，也就是每条染色体都有两个相同的副本，称为姐妹染色体。
当染色体交叉互换发生时，姐妹染色体之间的对应位点会发生交换，这样就会形成新的组合，使得子代个体具有更多的遗传变异。
染色体交叉互换的具体过程如下：1. 断裂：染色体交叉互换首先发生断裂，也就是染色体上的一个或多个位点发生破裂，导致断裂的染色体之间分离。
2. 交换片段：断裂的染色体之间发生交换片段的过程。
这个过程类似于两根绳子之间发生了断裂，然后两根绳子互相交换了一部分，最后又重新连接起来。
在交换片段过程中，被交换片段的长度可以有所不同，从几个基因组成的小片段到整个染色体的一部分。
3. 重连：染色体交换完毕后，断裂的染色体会重新连接起来，形成新的染色体。
这个过程保证了染色体数量的不变，但是染色体的组合发生了变化。
染色体交叉互换对个体的遗传变异具有重要影响，它可以导致以下几个方面的变化：1. 基因组合：染色体交叉互换使得子代个体的基因组合变得更多样化。
父母个体原本只有两套基因组合，而经过交叉互换后，子代个体可以得到更多不同的基因组合，增加了遗传多样性。
2. 随机性：染色体交叉互换是一个随机的过程，发生断裂和交换的位置是不确定的。
因此，每一次交叉互换都会产生不同的结果，增加了遗传变异的随机性。
3. 重组率：染色体交叉互换的发生率不是固定不变的，而是与染色体的结构和特性有关。
不同染色体上的交叉互换率是不同的，同一染色体上不同区域的交叉互换率也有差异。
这个重组率的变化会导致不同染色体和基因区域的遗传连锁关系发生改变。
姐妹染色单体互换ppt课件
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SCE检测原理：在细胞培养过程中，加入5-溴脱氧尿嘧啶核苷酸，当细胞 的DNA复制时，BrdU可取代胸腺嘧啶而被掺入到新合成DNA链中。半保留 复制的新链被BUdR掺入,当细胞处于第二周期时，同一染色体的两条姐妹 染色单体，一条由双股都含有BrdU的DNA链构成，而另一条为单股含有 BrdU的DNA链。B/B型链的DNA螺旋化程度降低，经紫外线照射后与Giemsa
TB型
BB型
未掺入BrdU的为白链，掺入的BrdU的为黄链
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选择染色体分散良好、长度适中、轮廓清晰、数目完整、分化良好的的 第二周期的分裂相进行计数。人体姐妹染色单体交换（SCE）的计数方法： ①凡是在染色单体端部出现互换，记为1次交换； ②在染色单体中间出现互换，记为2次交换； ③如果在着丝粒处发生交换，需判明是否为扭转，不是扭转的为着丝粒部位交 换，记为1次交换。每一份标本至少需要计数20~50个细胞的染色体，计算 SCE平均交换频率。 SCE平均交换频率（次/细胞）= 交换总次数 / 细胞数
的亲和力降低，染色后BB型链比T/B型链着色浅而出现色差。
DNA双链
TTBiblioteka 复制第一周期TBTB
复制第二周期
TB
BB
未掺入BrdU的为白链，掺入的BrdU的为黄链
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实验步骤
1、SCE染色体标本片制备
BrdU掺入：细胞培养24h后于培养液中加入BrdU，最终浓度10μg/ml， 避光条件下继续培养。 ↓
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实验步骤）
chromatid Brdu First duplication chromasome
Brdu
Second duplication
chromasome Brdu Third duplication
chromasome
三、实验用品
1、器材：水浴锅、紫外灯、温度计、擦镜纸、培 养箱、离心机、离心管、培养瓶、显微镜、滴管 2、试剂：RPMI1640培养基、2×SSC缓冲液、 Giemsa染液、BБайду номын сангаасdU溶液(500μg/ml)、甲醇、冰醋酸、 0.075M KCl、秋水仙素溶液（12.5μg/ml）、PH6.8 PBS、 3、材料：人外周血
四、实验步骤
（一）外周血培养及染色体标本片制备
按常规方法采血、接种，置37℃恒温培养
24h后，各加入BrdU（终浓度为10ug／ml）， 继续避光培养48小时后，按外周血培养及染 色体标本片制备常规方法收获、制片。制好 片后，自然老化1～7天。
作业
完成此次实验报告(包含实验原理、实验药品、
实验五姐妹染色单体交换试验
一、实验原理 在分裂的细胞中，每条染色体由两条姐妹染色单体组成，每条染色单体则由 一个双链DNA分子构成。当细胞在加有5溴脱氧尿嘧啶核苷（BrdU）的培养 基中进行培养时，BrdU取代胸腺嘧啶脱氧核糖核苷（TdR）掺入到新复制的 DNA核苷酸链中。细胞在BrdU中生长，第一个周期（DNA经过一次复制）后， 每条染色体的两条姐妹染色单体的DNA双链中各有一股链含有BrdU。经过第 二周期（经过两次复制）后，两条姐妹染色单体中，一条单体的DNA双链类 似第一周期，为单股链含BrdU，另一条单体两股链均含BrdU。两股都含有 BrdU的染色单体螺旋化程度较低，与某些染色剂的亲和力低，用Giemsa染 色时着色较浅，而仅有单股含BrdU的单体着色仍较深，两条姐妹染色单体显 出深浅不同的颜色，当姐妹染色单体间发生同源片段交换时，就可以根据每 条染色单体夹杂着深浅不一的着色片段加以区分。 在正常情况下，第二周期细胞的每条染色体的两条单体一条被深染，另一 条为浅染，当发生姐妹染色单体互换时，可在同一条染色单体上看到深浅不 同的颜色。如果环境中有对染色体或DNA损伤的物质时，姐妹染色单体可发 生部分部分片段互换，有毒物质毒性越高，对DNA或染色体损伤越严重，则 互换的频率越高。通过与正常对照组的对比，就可对被测物质的毒性作出安 全性评价。