人类染色体的制备及G显带核型分析
染色体G带制备详细流程及核型分析
染色体G带制备详细流程及核型分析（一）染色体的形态结构体细胞的染色体是46个，23个，其中22对是常染色体。
一对是性染色体。
男性一对XY。
女性为XX。
染色体的形态随着细胞周期的不同而有所改变，在光学显微镜下所看到的染色体是细胞分裂中期染色体（metaphase chromsome）。
每个染色体含有两条染色单体，呈赤道状彼此分离。
只有着丝粒处相连。
根据着丝粒的位置分为三种类型，中部着丝粒型，亚中部着丝粒和端着丝粒型（图21-1）。
图21-1 正常人体细胞的三种染色体1．中部着丝点染色体；2.近中部着丝点染色体；3.近端部着丝点染色体1.非显带染色体特征分为七组A组（1～3）：为最大的具中部着丝粒染色体，这组染色体相互间很易区别。
第1号和第2号染色体大小相似，唯第2号染色体为近中部着丝粒染色体。
第3号染色体较1、2号染色体小，为中部着丝粒染色体。
B组（4～5）：为大的具中部着丝粒染色体。
2对染色体之间在形态和长度上较难区别。
C组（6～12号和X）：为中等大小的具中部或近中部着丝粒染色体。
这组染色体较难区分，其中第6、7、11号和X染色体为中部着丝粒染色体，第8、9、10和12号染色体为近中部着丝粒染色体。
女性为2个X染色体。
男性只有1个X染色体。
D组（13～15号）：为中等大小的具近端着丝粒染色体。
在其短臂上有随体。
与他组染色体有明显区别。
但3对染色体之间较难区别。
E组（16～18号）：为小的具中部或近中部着丝粒染色体。
第16号染色体为中部着丝粒染色体，第17号和18号染色体为近中部着丝粒染色体。
不过，着丝粒位置第18号较第17号染色体更近端部。
F组（19～20号）：为更小的中部着丝粒染色体。
2对染色体之间，形态上很难区别。
G组（21～22号和Y）：为最小的近端着丝粒染色体。
第21号和22号染色体大小相似，且短臂上常连有随体。
Y染色体常比第21和22号染色体大、染色深。
且无随体。
Y染色体长臂2个染色单体比较靠拢，长臂末端也较模糊。
人类外周血染色体标本制备及G带观察及核型分析
实验报告课程名称：分子医学实验 指导老师： 成绩： 实验名称： 人类外周血染色体标本制备G 带观察及核型分析 同组学生姓名：一、实验目的及原理三、实验结果二、操作步骤 四、讨论分析一、 实验目的及原理熟悉人类外周血淋巴细胞的培养方法。
初步掌握人类染色体标本培养和制备的基本方法。
通过实验掌握Ｇ带标本制备的基本方法，学会在显微镜下直接观察G 带分裂相。
在细胞周期的不同阶段，染色体的结构不同，在细胞分裂间期，染色体呈现细长的丝状结构，分散于细胞核中，且交织成网状，难以识别其数目和每个染色体特有的结构；在细胞有丝分裂中期,染色体凝缩形成短的棒状结构，排列在赤道板上，此时染色体的形态、数目最清楚，所以一般选择有丝分裂中期的细胞来观察染色体的形态、数目。
在人类遗传分析中，普遍采用外周血培养的方法制备染色体标本。
但是在正常情况下，外周血中的淋巴细胞，几乎都处在G1期或G0期，因而外周血细胞中是没有分裂相的。
在细胞培养过程中加入植物血凝素(phytohaemagglutinin, PHA) ，可以刺激外周血淋巴细胞转变为淋巴母细胞，进行有丝分裂，再通过秋水仙素处理，将细胞阻断在有丝分离中期。
再通过离心、低渗、固定和滴片，就可以获得大量有丝分裂相。
最后通过染色就可以观察染色体的结构和数目。
本方法已为临床医学、病毒学、药理学、遗传毒理学等方面广泛应用。
有许多显示Ｇ带的方法，最常用的是将已经过老化的染色体制片放到37℃胰酶中进行处理，然后用Giemsa 染色。
胰酶可以从染色体上抽取蛋白特定的组成部分。
通过胰酶处理使Ｇ带区的疏水蛋白被除去或使它们构型变为更疏水状态。
由此可见在Ｇ带区中抽取的蛋白往往是疏水蛋白。
关于显带机理有多种论点，总的来说，还不能完全解释显带的机理问题。
二、操作步骤人类外周血染色体标本制备１、采血２、培养RPMI1640培养液，37℃ 0.5℃恒温中培养72小时。
3、秋水仙素(colchicine)处理在终止培养前２-３小时，加入秋水仙素。
人类染色体G显带标本制备与核型分析
G显带染色体的主要特征带型
1秃 2蛇 3蝶飘 4均匀 5黑腰 6号小白脸 7似戴帽 8三长两短 9细颈长两条 10三条带型好 11低 12高 X染色体一担挑 13、14、15 四二一、低中高 16 深带连着点17深带跑得远18人小肚子大 19点黑腰 20 头重脚轻 21 似像角 22 戴小帽
G显带染色体的命名
染色体号---臂的符号---区号---带号--亚带---次亚带 如：1q34 5p23.3 14q22.23
三、实验报告
人类染色体G显带染色体照片 核型分析图
3、染色：入37℃预温的Giemsa染液中染色 10min
4、冲洗：用自来水流水冲洗2min，晾干。 5、镜检：显微镜下观察
二、人类染色体G显带照片核型分析
照片来源：取外周血---体外培养---秋水仙素处理--低渗---固定---制片---老化处理---胰酶处理----染色---观察--显微摄影。
人类染色体 G显带标本制备与核型分析
实验目的： 1、熟悉人类染色体G显带标本的制备 2、掌握人类染色体G显带核型分析的方法 实验内容： 1、人类染色体G显带标本的制备 2、人类染色体G显带核型分析
一、人类体玻片1张置于37℃预
温的PH7.0－7.2的0.025％胰蛋白酶缸中处理 15s、30s、45s、60s。 2、漂洗：快速入0.85%的生理盐水中漂洗两次。
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人类染色体G带核型分析
人类染色体G带核型分析摘要人类染色体G带核型分析是一项重要的遗传学检测方法，可以帮助鉴定染色体异常，为临床诊断和疾病预后提供重要依据。
本文将介绍人类染色体G带核型分析的原理、操作步骤和临床应用，并探讨其在遗传疾病研究中的意义。
引言人类染色体是一条条长短不一的DNA分子，其中包含了人类遗传信息的全部。
染色体异常可以导致不同的遗传疾病和癌症的发生。
人类染色体G带核型分析是一种常用的染色体检测方法，利用一种特殊染色技术对染色体进行染色，然后通过显微镜观察和分析染色体的形态和数量，从而鉴定染色体异常。
方法样本采集与培养人类染色体G带核型分析需要获取患者的外周血、羊水或胎盘组织等样本。
对于外周血样本，使用抗凝血管采集一定数量的血液。
对于羊水或胎盘组织样本，可以在妊娠期间进行采集。
采集的样本需要进行细胞培养，目的是获取足够数量的细胞进行分析。
细胞处理细胞培养后，采用适当的方法和药物对细胞进行处理，停止细胞分裂并保留染色体的形态。
常用的方法包括用胆碱能抑制剂停止细胞有丝分裂、用高渗溶液进行裂解和固定等。
染色体染色和显微镜观察经过处理的细胞用一种特殊染料（一般为吉姆萨染料）进行染色。
染色后，通过显微镜观察细胞的染色体形态和数量。
根据染色体的形态和大小，可以对染色体进行鉴定，并进行核型分析。
数据分析与结果解读通过显微镜观察，可以得到染色体的形态和数量信息。
根据染色体的数量和形态，可以判断是否存在染色体异常，如染色体缺失、染色体重复或染色体结构异常等。
根据结果，可以进行遗传辅助诊断，帮助确定疾病诊断和预后。
临床应用人类染色体G带核型分析在临床诊断中具有广泛的应用。
其主要应用包括：遗传疾病的诊断人类染色体G带核型分析可以帮助确定染色体异常与遗传疾病的关系。
例如，唐氏综合征、爱德华氏综合征和Patau综合征等遗传性疾病都与特定的染色体异常有关。
通过染色体核型分析，可以准确诊断这些疾病，为咨询和治疗提供依据。
复杂遗传疾病的研究对于一些复杂的遗传疾病，人类染色体G带核型分析可以帮助鉴定潜在的遗传因素。
实验十 人类染色体G显带技术及G带核型分析
实验十人类染色体G显带技术及G带核型分析实验目的1、初步掌握染色体G带标本的制备技术。
2、了解人类染色体的G显带的带型特征。
实验用品1、材料：常规方法制备的中期人类染色体标本（标本片龄不超过30天为宜）。
2、器材：显微镜、恒温培养箱、烤箱、恒温水浴箱、冰箱、染色缸、小镊子、玻片架、香柏油、二甲苯、擦镜纸、吸水纸。
3、试剂：0.125％胰蛋白酶溶液、0.02％EDTA溶液、胰蛋白酶一EDTA混合液、0.85％生理盐水、蒸馏水、Giemsa原液、Giemsa稀释液、1／15mol ／L磷酸缓冲液。
实验原理人们将用各种不同的方法，以及用不同的染料处理染色体标本后，使每条染色体上出现明暗相间，或深浅不同带纹的技术称为显带技术（banding technique）。
本世纪70年代以来，显带技术得到了很大发展，且在众多的显带技术中（Q带、G带、C带、R带、T 带），G带是目前被广泛应用的一种带型。
因为它主要是被Giemsa染料染色后而显带，故称之为G显带技术，其所显示的带纹分布在整个染色体上。
研究发现，人染色体标本经胰蛋白酶、Na0H、柠檬酸盐或尿素等试剂处理后，再用Giemsa染色，可使每条染色体上显示出深浅交替的横纹，这就是染色体的G带。
每条染色体都有其较为恒定的带纹特征，所以G显带后，可以较为准确的识别每条染色体，并可发现染色体上较细微的结构畸变。
关于G显带的机理目前有多种说法，例如，Lee等（1973）认为染色体上与DNA结合疏松的组蛋白易被胰蛋白酶分解掉，染色后这些区段成为浅带，而那些组蛋白和DNA结合牢固的区段可被染成深带。
有人认为，染色体显带现象是染色体本身存在着带的结构。
比如用相差显微镜观察未染色的染色体时，就能直接观察到带的存在。
用特殊方法处理后，再用染料染色，则带更加清楚，随显带方法不同，显出来的带特点也不一样，说明带的出现又与染料特异结合有关。
一般认为，易着色的阳性带为含有AT多的染色体节段，相反，含GC多的染色体段则不易着色。
实验三+G显带及核型分析1
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作业
1、每位同学完成一个人类染色体核型分析。
2、对染色体带型特征进行实验考核。
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实验三Βιβλιοθήκη 染色体G显带技术和核型分析
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一、目的要求：
•
1、掌握核型分析原理和方法。
2、掌握人类染色体G显带的方法。
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二、实验原理
（一）G显带技术 用不同的方法消化处理（热、碱、酶等）常规制备的 染色体标本，再进行Giemsa染色，便可得到G带标本。 疏水性蛋白质聚集的区域易受各种因素影响而被消化掉 或抽提掉。 （二）G显带核型分析 将清晰、完整、显带好的分裂相显微照相冲印成照片 逐一剪下 按附录所列染色体特征逐一分析、配对、 分组编号 粘贴成核型 。
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2、 G显带技术操作步骤
⑴老化、烤片 ⑵消化 37℃预温的0.02%胰酶处理10-60秒
（视标本老化程度而定）
⑶冲洗 立即蒸溜水冲洗 ⑷染色 Giemsa染液染色7-8min→冲洗→晾干 (5)油镜观察
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正常人女性G显带核型分析：46，XX
实验五 人类染色体标本制备
实验五人类染色体标本制备【目的要求】1．熟悉人外周血淋巴细胞培养的原理。
2．初步掌握人类外周血淋巴细胞染色体标本的制备方法。
3．了解正常人非显带染色体核型特征及核型分析方法。
【实验原理】人类间期细胞核中的遗传物质染色质，在细胞进入分裂期时，经逐级螺旋形成染色体。
在分裂期的中期，染色体达到最大程度的凝集，表现为短而粗的典型结构。
人外周血的有形成分中，只有白细胞有核，而白细胞中只有淋巴细胞(主要是小淋巴细胞)具有潜在的细胞分裂能力。
培养液中加入有丝分裂刺激剂植物血凝素(PHA)可使处于G0期、具有潜在分裂能力的淋巴细胞转化为具有分裂能力的淋巴母细胞，并进入旺盛的有丝分裂周期；加入纺锤体抑制剂秋水仙素可使处于分裂过程的淋巴细胞停滞在分裂中期，在收获细胞时，用低渗剂0.075mol/L KCl对细胞进行低渗处理，可使胞膜胀破，染色体均匀分散；经离心、固定、制片等过程，最终可获得便于观察分析的染色体标本。
制备的染色体标本片，不经特殊处理，直接染色，在显微镜下观察识别，并进行核型分析的过程称为染色体非显带核型分析。
【实验用品】(一) 材料：人外周静脉血。
(二) 器材：吸管、刻度离心管、量筒、5ml注射器、6号针头、台式离心机、试管架、冷藏载玻片（一端磨砂）、铅笔、酒精灯、超净工作台、恒温水浴箱、载玻片、止血带、酒精棉球、显微镜、废液缸。
(三)试剂1. RPMI1640培养液(1) RPMI1640：RPMI1640固体培养基10.4 g,溶于1000 ml双蒸水中，抽滤除菌。
(2) RPMI1640培养液：每100 ml RPMI1640培养液中含RPMI 1640 80 ml、灭活的小牛血清20 ml、PHA 50 mg、青霉素(终浓度100 U/ml)、链霉素10000 μg (终浓度100 μg /ml)，15磅、20min高压灭菌的NaHCO3调pH至7.2～7.4，分装20小瓶，每瓶5 ml。
(3) 配制方法配制过程所需的玻璃器具先用浅水洗刷干净，烘干，放入清洁液中浸泡2 d，取出后用自来水冲洗15次，蒸馏水冲洗3次，双蒸水冲洗1次，烤干后包装，15磅20 min高压灭菌。
人类染色体标本的制备及G显带核型分析
液，轻轻混匀，制成磨砂状悬液。 11.制片：取上述悬液1～2滴，滴至沾有冰水或干燥的
洁净载玻片上，吹散，过火，空气干燥。 12.37℃温箱放置3～4天或70℃烘烤2 h进行老化处
理，以备显带分析用。
【(二实)人验类染方色法体和的G步显带骤】
染色体的带纹是染色体标本经过特殊处理后，每条 染色体上沿纵轴显示出的一定数量、着色程度不同、 宽窄不等的横纹。染色体带是染色体固有的、稳定 的特征。染色体G显带是多种显带技术中的一种，是 将染色体标本经胰蛋白酶处理后再用吉姆萨 （Giemsa）染液染色。G显带技术因其方法简便， 重复性好，带纹清晰且可长期保存而应用最为广泛。
2. 超净工作台内将抗凝血加入RPMI-1640培养液中，
每 瓶加0.3～0.5 ml全血。轻轻混匀。 3. 37℃恒温培养箱静置培养72 h左右（培养24 h后水平 轻摇培养瓶一次，以悬浮混匀血细胞）。 4. 培养至68～72 h（即终止培养前2～4 h），每瓶加秋 水仙素(20 μg/ml)至终浓度0.1～0.2 μg/ml，轻摇 培养瓶混匀，继续培养2～4 h。 5. 终止培养，将培养物吹打混匀后转移到10 ml玻璃离 心管，配平，1800 rpm 离心6 min。
2. G显带过程中的关键因素包括胰蛋白酶的作用时间、 温度、pH等。其中胰蛋白酶溶液应37℃充分预热，溶 液pH应维持在6.8～7.2，以保证酶活性的发挥。另外 消化要适度，消化不足则带纹不清晰或不显示，消化过 度则带纹模糊甚至损失。
[作业与思考题]
1.简述人类染色体制备的操作过程和基本原理。 2.总结人类染色体制备过程中的关键步骤及注意
植 物血凝素（PHA）、秋水仙素(20μg/ml)、 0.075 mol/L氯化钾低渗液、0.85%生理盐水、 固定液（甲醇:冰醋酸=3:1，现配现用）、 Giemsa原液、0.25%胰蛋白酶溶液、磷酸盐缓冲 液。
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6. 低渗 弃上清。加入37℃预温的0.075 mol/L氯化钾 8 ml，吸管轻轻吹打混匀，37℃低渗处理20 min。 7. 预固定 加入1ml 新鲜配制的固定液（甲醇:冰醋酸 =3:1），轻轻混匀，1800 rpm 离心6 min。 8. 固定：弃上清，加入上述新鲜固定液8 ml，轻轻混 匀，室温下静置固定20 min。 9. 弃上清，重复固定1次。 10.弃上清，根据沉淀量多少加入适量滴数新鲜固定 液，轻轻混匀，制成磨砂状悬液。 11.制片：取上述悬液1～2滴，滴至沾有冰水或干燥的 洁净载玻片上，吹散，过火，空气干燥。 12.37℃温箱放置3～4天或70℃烘烤2 h进行老化处 理，以备显带分析用。
2
显带染色体： 用特殊的染色方法使 染色体沿其长轴显示 出明暗交替或染色深 浅不同的横纹——带。 q
1 1
2
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3
4
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正常人体细胞染色体带型模式图
[实验用品]
1．器具：采血器具、超净工作台、培养瓶、恒温 培养箱、恒温水浴锅、10 ml刻度离心管、低 速离心机、量筒、载玻片、托盘天平、光学 显微镜、染缸、电吹风、酒精灯、剪刀、胶水。 2．材料：人外周静脉血。 3．试剂：RPMI-1640培养液、小牛血清、肝素、植 物血凝素（PHA）、秋水仙素(20μg/ml)、 0.075 mol/L氯化钾低渗液、0.85%生理盐水、 固定液（甲醇:冰醋酸=3:1，现配现用）、 Giemsa原液、0.25%胰蛋白酶溶液、磷酸盐缓冲 液。
基因组与核型 基因组：生物体内单倍体染色体组成叫做生物体的 基因组(genome)，它代表了一个生物体染色体中储 存的全部遗传信息。 人类体细胞的正常核型
组 染色体号
1 2 3
主要特征
中央着丝粒染色体 亚中着丝粒染色体
大
A组 B组
4 ———— 5 6 ———— 12、X 13 ———— 15 17 16 18
(二)人类染色体的G显带 【实验方法和步骤】
1.胰蛋白酶准备：在盛有45 ml 0.85%生理盐水的染缸 中加3 ml 0.25%胰蛋白酶溶液，调节pH值至6.8～ 1、预处理：实验前 3---4小时，取健康小鼠，每只 7.2，置37℃恒温水浴锅中预温。 腹腔注射0．01％ 秋水仙素0．3-- 2.胰蛋白酶消化处理：将经老化处理的标本片放入胰蛋 0．4ml2 。注意不要伤及内脏。 白酶溶液中处理 ～3 min，不断轻摇载玻片以保证 2、取股骨：用一只手的拇指和食指按住小鼠 作用均匀充分。 的头部，另一只手 拉住它的尾巴，用 3.漂洗：迅速用0.85%生理盐水漂洗，以终止胰蛋白酶 的作用。 力向后拉断其颈椎。处死后立即用剪 刀剪 开后腿上的皮毛，取出小鼠的股 4.染色：用吉姆萨工作液染色10～15 min。 骨，剔除上面的肌肉，洗净。 5.冲洗干燥：用缓流自来水冲洗载玻片，空气干燥或电 吹风吹干。 6.镜检：光学显微镜下观察分析核型。
人类染色体标本的制备 及G显带核型分析
安徽医科大学基础医学院生物学教研室
[目的和要求]
1. 掌握染色体标本的制备方法和G显带技术。 2. 熟悉人类外周血淋巴细胞的培养方法及G显带 染色体的核型分析技术。
[实验原理]
染色体作为细胞遗传信息的载体，出现于有丝分 裂期。用于人类染色体标本制备的材料可为骨髓细胞、 外周血淋巴细胞、绒毛细胞、羊水细胞等。其中最简 便的就是抽取少量外周静脉血进行短期培养，经秋水 仙素处理（秋水仙素可阻断有丝分裂期细胞中微管的 聚集，使纺锤体不能形成，从而使有丝分裂停滞在中 期时相，此时染色体具有最典型的形态），再经低渗、 固定等处理，获得更多的中期分裂相以用于核型分析。
[实验步骤]
(一)人类外周血染色体标本的制备
1．采集人外周静脉血1ml，迅速与适量肝素混匀抗凝。 2. 超净工作台内将抗凝血加入RPMI-1640培养液中，每 瓶加0.3～0.5 ml全血。轻轻混匀。 3. 37℃恒温培养箱静置培养72 h左右（培养24 h后水平 轻摇培养瓶一次，以悬浮混匀血细胞）。 4. 培养至68～72 h（即终止培养前2～4 h），每瓶加秋 水仙素(20 μg/ml)至终浓度0.1～0.2 μg/ml，轻摇 培养瓶混匀，继续培养2～4 h。 5. 终止培养，将培养物吹打混匀后转移到10 ml玻璃离 心管，配平，1800 rpm 离心6 min。
染色体的带纹是染色体标本经过特殊处理后，每条 染色体上沿纵轴显示出的一定数量、着色程度不同、 宽窄不等的横纹。染色体带是染色体固有的、稳定 的特征。染色体G显带是多种显带技术中的一种，是 将染色体标本经胰蛋白酶处理后再用吉姆萨 （Giemsa）染液染色。G显带技术因其方法简便，重 复性好，带纹清晰且可长期保存而应用最为广泛。 核型是指一个体细胞有丝分裂中期的所有染色体， 并按其大小、形态特征顺序排列所构成的图像。每 一个体细胞含有两组同样的染色体，用2n表示。 染色体核型分析是细胞遗传学的重要研究手段，在 临床多种疾病如染色体病、白血病、肿瘤等的诊断 及研究中具有重要意义。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(三) G显带的核型分析
1.选取染色体分散良好、长度适中染色体G显带核型 照片，首先进行计数，然后将每条染色体剪下。 2.配对：同源染色体形态相同，带型一样；非同源染 色体的大小，形态等带型各异，根据这个原理，按照 染色体的大小、形态、着丝粒的位置，随体的有无和G 显带带型等特征将46条染色体配成23对。 3.染色体排列：将配成23对的染色体按大小次序排列， 一对性染色体排在最后，并把排列好的23对染色体分 组贴附于实验报告纸上。这样，经过剪贴配对好的正 常人体染色体图即为正常人体核型图，可写成 46,XX或46,XY。
亚中着丝粒染色体、无随体 亚中着丝粒染色体 近端着丝粒染色体、有随体
中央着丝粒染色体 亚中着丝粒染色体
C组
D组 E组 F组
19 ———— 20
21———— 22、Y
中央着丝粒染色体
近端着丝粒染色体、有随体 Y染色体略大、长臂平行伸展、无随体
小
G组
6
正常男性：46，XY 正常女性：46，XX
p
3
54 3 2 1 2 1 3 21 1 2 1 2 3