染色體的標本制作及其組型實驗

在真核生物中, 染色體的數量和形態具有物種的特異性一直可以作為此物種分類的基本依據之一。染色體作為遺傳物質-DNA的載體, 對生物的遺傳、變異、進化和個體發生, 以及細胞的增殖和生理過程的平衡控制等都具有十分重要的意義。每一個物種的細胞一般都有一定數目、形狀和大小的染色體。將體細胞核中全部染色體按照其大小、著絲粒位置，以至帶型有序地排列起來，此模式圖象排列即為核型(karyotype)或染色體組型。核型分析均是以中期染色體為標準，對制作出的染色體標本進行照相以獲得染色體的顯微圖象，并將其剪裁排列即成。華裔學者莊有興(Joe Hin Tjio)和瑞典學者A.Levan合作, 利用低滲法研究胎兒肺組織的染色體標本制做方法，終于在1956年首次確定了人類的染色體數目是46條，而不是前人所主張的48條，這為后來的人類核型研究奠定了基礎。
1.實 驗 目 的
1.1 初步掌握動物骨髓染色體標本制備基本過程，了解操作步驟的原理。
1.2了解常用實驗動物染色體的數目及特點。通過組型實驗，掌握染色體組型的基本方法
2.實 驗 原 理
凡細胞處于活躍增殖狀態，或者經過各種處理后，細胞就可進入分裂的任何動物組織，均可用于染色體分析。在正常動物體內，精巢和骨髓均為是活躍分裂的組織。給動物注射一定劑量的秋水仙堿即可使許多處于分裂的細胞停滯于中期，然后采用常規空氣干燥法制備染色體，即可得到大量可分析的染色體標本。本方法簡便、可靠，不需要經體外培養和無菌操作，易于推廣。骨髓細胞是用于動物細胞遺傳學研究很好的材料。但在取材方面，精巢又比骨髓要簡易一些，故本實驗也選用小鼠的精巢為實驗材料。
對于小鼠精巢染色體標本的制作，一般包括以下幾個要點: 1. 用一定劑量的秋水仙素破壞紡錘絲的形成，使細胞分裂停滯在中期, 使中期染色體停留在赤道面處; 2. 用低滲法使將細胞膨脹, 以至于在滴片時細胞被脹破, 使細胞的染色體鋪展到載玻片上; 3. 空氣干燥法可使使細胞的染色體在載片上展平, 經Giemsa染色后便可觀察到染色體的顯微圖象。

染色體組型又名核型，是指根據染色體的長度、形態和著絲粒的位置將中期染色體依照所規定的標準順序和組次予以系統排列而成的模式圖，它代表了一個個體或物種的染色體特征。進行染色體組型主要依據有以下幾個參數: 1. 相對長度(relative length): 指單個染色體的長度與包括X染色體在內的單倍體染色體總長度之比，相對長度=單條染色體的長度/(單倍體常染色體+X染色體)的總長度×100%。2. 臂指數(arm index): 指染色體長臂與短臂的比率，臂指數=長臂/短臂。3. 著絲粒指數(centromere index): 指短臂占整個染色體長度的比率，著絲粒指數=短臂/整個染色體長度×100%, 該比率決定了著絲粒在染色體中的相對位置。4. 染色體的臂數: 對于端部著絲粒染色體，臂數為1，其它為2。根據Levan(1964)所制定的人類染色體標準，臂指數在1.0~1.7之間的染色體為中央著絲粒染色體，在1.7~3.0之間為亞中央著絲粒染色體，在3.0~7.0間為亞端部著絲粒染色體，大于7.0為端部著絲粒染色體；著絲粒指數在 50.0~37.5之間的染色體為中央著絲粒染色體，在37.5~25.0之間為亞中央著絲粒染色體，在25.0~12.5之間為亞端部著絲粒染色體，小于12.5為端部著絲粒染色體。
3.實 驗 用 品
3.1 材料 小白鼠，蟾蜍或青蛙
3.2 器材
離心機、恒溫水浴，顯微鏡、刻度離心管（10ml）、注射器（1ml）、載玻片、燒杯（400ml）、量筒(100ml)、試管架、鑷子、手術剪和手術鑷，滴管，10ml小燒杯，試管架，染色用玻璃板, 香柏油，擦鏡紙，直尺，復印的染色體標本圖。
3.3 試劑
3.3.1. 秋水仙素: 稱取秋水仙素10mg加10ml的注射用水，即得0.1%的秋水仙素液, 以此作為原液。在使用時，需將原液稀釋50倍，即取0.1ml原液，加4.9ml注射用水，稀釋后秋水仙素的濃度為 20?g/ml。
3.3.2. 生理鹽水: 哺乳動物及人類為0.9%的NaCl溶液，兩棲類為0.7%的NaCl溶液。
3.3.3. Carnoy’s固定液: 甲醇:冰醋酸為3:1, 必須現用現配。
3.3.4. Giemsa染液的配制:
吉姆薩粉(Giemsa stain) l.0g
甘油(AR) 66ml
甲醇(AR) 66ml
將Giemsa粉放入研缽中，先加入少量甘油，研磨至無顆粒為止，然后再將全部甘油倒入，放56℃溫箱中2h后，加入甲醇，將配制好的染液密封保存棕色瓶內(最好于0~4℃保存)。