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染色体组型分析在高中生物教学中的应用

时间:2020/2/16 16:23:28   作者:admin   来源:www.blogome.com   阅读:769   评论:0
内容摘要:  摘 要:染色体组型分析是基于生物染色体大小亚博买球APP安全、形状和数量等信息的图像分析方法。通过对人类染色体组型的分析亚博买球APP安全,可以初步学会对染色体进行分类的方法亚博买球APP安全。同时也可以在一定程度上加深对必修二中同源染色体和染色体组概念的理解亚博买球APP安全,并与遗传疾病联系,分析染色体异常的原因,将学到的知识上升到对社会责任...
  摘 要:染色体组型分析是基于生物染色体大小亚博买球APP安全亚博买球APP安全、形状和数量等信息的图像分析方法亚博买球APP安全。通过对人类染色体组型的分析,可以初步学会对染色体进行分类的方法亚博买球APP安全亚博买球APP安全。同时也可以在一定程度上加深对必修二中同源染色体和染色体组概念的理解亚博买球APP安全,并与遗传疾病联系亚博买球APP安全,分析染色体异常的原因亚博买球APP安全,将学到的知识上升到对社会责任的思考亚博买球APP安全,有助于生物学科核心素养的养成亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全。
  
  关键词:染色体组型分析亚博买球APP安全亚博买球APP安全;同源染色体亚博买球APP安全;染色体组亚博买球APP安全;核心素养
  
  1染色体组型
  
  1.1人类染色体组型
  
  人类体细胞中含23对同源染色体亚博买球APP安全亚博买球APP安全,其中亚博买球APP安全,22对为常染色体,1对为性染色体亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全。很多学生不能理解为什么体细胞中会有同源染色体亚博买球APP安全,这是因为他们对减数分裂和受精作用没有完全理解。生命是从受精卵开始的亚博买球APP安全,受精卵是由精子和卵细胞结合形成的亚博买球APP安全亚博买球APP安全,所以受精卵中必定是有同源染色体的亚博买球APP安全,而所有体细胞的来源都是受精卵亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全,也就是说亚博买球APP安全,体细胞中是有同源染色体的亚博买球APP安全,且不同生物的染色体都具有物种的特异性。我们把每一物种细胞内的染色体数目以及每组染色体不同的形态特征称为该物种的染色体组型或核型(karyotype)亚博买球APP安全。
  
  1.2染色体组型分析
  
  染色体组型分析一般采用分散良好亚博买球APP安全、形态清楚的有丝分裂中期的染色体标本,少数物种也可以利用性母细胞减数分裂期的染色体标本[1]。
  
  人类染色体组型分析是将人类体细胞有丝分裂中期的染色体,在计数的基础上亚博买球APP安全,按照染色体的大小亚博买球APP安全、形态特征和着丝粒位置等信息亚博买球APP安全,对染色体进行分组、排队和配对[2],也称核型分析(karyotype analysis)。
  
  1.3染色体组型分析的意义
  
  染色体组型分析对于研究人类遗传病的发病机理亚博买球APP安全,探讨动物和植物的起源亚博买球APP安全,以及寻找物种间的亲缘关系等都具有重要意义亚博买球APP安全,并应用于生物学亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全、分子生物学亚博买球APP安全亚博买球APP安全、遗传学等多种学科中亚博买球APP安全,这是开展细胞遗传学亚博买球APP安全、现代分类学亚博买球APP安全、生物进化亚博买球APP安全、遗传育种学以及人类染色体疾病临床诊断等研究的重要手段亚博买球APP安全。
  
  2染色体组型分析实验
  
  2.1材料用具
  
  人类体细胞有丝分裂中期染色体放大照片亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全、剪刀亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全、镊子亚博买球APP安全、胶水。
  
  2.2方法步骤
  
  依据染色体的大小和着丝粒的位置等特征亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全,可以将人类的23对染色体分为7组(见表1)亚博买球APP安全亚博买球APP安全。
  染色体组型分析在高中生物教学中的应用
  表1 人类染色体的分组特点
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  图1 人类染色体
  
 亚博买球APP安全亚博买球APP安全。1)计数:统计图1中人类染色体的数目亚博买球APP安全,然后将每条染色体分别剪下。
  
 。2)测量:首先对染色体图片进行放大亚博买球APP安全,并且用细线和测量尺进行每条染色体长臂、短臂的测量,并在染色体旁做好标记,同时也需要关注是否有随体,并且统一规定随体的长度是否计入亚博买球APP安全亚博买球APP安全。染色体的着丝粒需一分为二亚博买球APP安全,分别计入长臂短臂中亚博买球APP安全。
  
 ⊙遣┞蚯駻PP安全亚博买球APP安全。3)配对亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全、分组[3]:按照长臂亚博买球APP安全、短臂测量结果亚博买球APP安全,算出臂比值亚博买球APP安全,并且确定好着丝粒的位置(见表2)亚博买球APP安全亚博买球APP安全。根据染色体的臂比值亚博买球APP安全、着丝粒位置、随体的有无等特征亚博买球APP安全亚博买球APP安全,对染色体进行配对亚博买球APP安全亚博买球APP安全、分组和排列亚博买球APP安全。
  染色体组型分析在高中生物教学中的应用
  表2 着丝粒位置的确定(Levan 1964年的标准)
  
 亚博买球APP安全。4)排列:将测量后配对的23对染色体按由大到小的顺序进行排列并且编号亚博买球APP安全亚博买球APP安全。若染色体等长,则短臂长的在前,有随体等特殊标记的染色体则应排在最后亚博买球APP安全。并且按照着丝粒的位置将所有的染色体排在一条直线上亚博买球APP安全,短臂在上亚博买球APP安全,长臂在下亚博买球APP安全。
  
 ⊙遣┞蚯駻PP安全亚博买球APP安全。5)分类:描述染色体的4个参数:
  
  A.相对长度(%)=(某染色体长度/染色体组总长度)×100%
  
  B.臂比=长臂长度(q)/短臂长度(p)
  
  根据臂比值确定着丝粒的位置[4]亚博买球APP安全,进而依照Levan 1964年“着丝粒位置的确定”标准,将染色体分为6类(见表2)亚博买球APP安全。着丝粒指数=(短臂长度/该染色体的长度)×100染色体臂数(NF),根据着丝粒的位置来确定。
  
  a.端部(t)和正端着丝粒染色体(T)亚博买球APP安全亚博买球APP安全,NF=1亚博买球APP安全亚博买球APP安全;
  
  b.正中部、中部亚博买球APP安全亚博买球APP安全、亚中部、近端部着丝粒染色体(M亚博买球APP安全,m亚博买球APP安全亚博买球APP安全,sm亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全,st)亚博买球APP安全,NF=2亚博买球APP安全。
  
 。6)将各种信息数据整理填表(见表3)亚博买球APP安全。
  
 ⊙遣┞蚯駻PP安全。7)粘贴:将以上各组染色体按顺序粘贴到组型分析表中亚博买球APP安全亚博买球APP安全。
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  表3 人类染色体组型分析数据指标
  
  3结果及分析
  
  3.1结果
  
  染色体组型分析结果如图2所示亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全。
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  图2 染色体组型分析
  
  由染色体组型分析图可看出亚博买球APP安全,该个体为正常男性。
  
  3.2分析
  
  3.2.1从同源染色体角度出发
  
  由染色体组型分析结果可以看出同源染色体概念的体现亚博买球APP安全。同源染色体在进行联会形成四分体时亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全,两条染色体的形状相似,大小相同亚博买球APP安全亚博买球APP安全,虽然在测量的时候会出现一定的误差,但是臂率以及着丝粒指数是可以将其配对的。同时,根据对同源染色体概念的理解亚博买球APP安全亚博买球APP安全,也可以与染色体组概念产生联系亚博买球APP安全。
  
  3.2.2从染色体组角度出发
  
  一个染色体组中应含有控制该种生物性状的一整套遗传信息,而每对染色体都是相互配对亚博买球APP安全亚博买球APP安全,成对存在的亚博买球APP安全亚博买球APP安全,所以每对染色体中的一条都携带了每对染色体中全部的基因类型亚博买球APP安全亚博买球APP安全。人类是典型的二倍体生物亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全,并且具有同源染色体亚博买球APP安全,所以人类的体细胞中含有两个染色体组亚博买球APP安全。
  
  3.2.3从染色体变异角度出发
  
  染色体组型分析可以在最初对胎儿的染色体进行分析, 由此分析胎儿是否患有染色体异常疾病。我国大约每20 min 就有一位唐氏儿出生亚博买球APP安全。享誉世界的著名“天才”音乐指挥家舟舟也是唐氏患儿亚博买球APP安全,病人由于智力严重低下亚博买球APP安全,常伴生殖器官、心脏亚博买球APP安全亚博买球APP安全、消化道亚博买球APP安全、骨骼畸形,但孕早期的唐氏筛查可筛检出60%~70%的唐氏症患儿?杉9娴脑衅诩觳榛故呛苡斜匾难遣┞蚯駻PP安全亚博买球APP安全。随着产妇年龄的增加亚博买球APP安全亚博买球APP安全,生下患病孩子的概率也在增加亚博买球APP安全,所以还要注意适龄生育,提倡孕前体检亚博买球APP安全,做好孕前准备工作亚博买球APP安全,进行遗传咨询和产前诊断亚博买球APP安全,并在怀孕期间进行定期检查亚博买球APP安全。
  
  4结语
  
  通过人类染色体组型分析实验亚博买球APP安全,可以加深学生对染色体组以及同源染色体概念的理解,同时也在一定方面训练了学生的动手和动脑能力,使学生在学习书本知识的同时又多了对生物医学以及其他方面知识的了解亚博买球APP安全,培养了学生的科学思维和科学探究能力亚博买球APP安全亚博买球APP安全。并通过对染色体变异的分析亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全,在一定的理论基础上增加了对社会价值的探讨,将课本学到的知识引申到对染色体异常遗传病等社会责任的思考,有助于培养学生的生物学科核心素养亚博买球APP安全。
  
  [参考文献]
  
  [1]刘永安亚博买球APP安全,冯海生,陈志国亚博买球APP安全,等.植物染色体核型分析常用方法概述[J].贵州农业科学亚博买球APP安全亚博买球APP安全,2006亚博买球APP安全亚博买球APP安全,34(1):98-102.
  
  [2]杨起简亚博买球APP安全,周 禾亚博买球APP安全,孙 彦亚博买球APP安全亚博买球APP安全,等.二倍体新麦草染色体核型分析[J].北京农学院学报,2001亚博买球APP安全亚博买球APP安全亚博买球APP安全,16(2):1-4.
  
  [3]刘丽琴亚博买球APP安全,胡玉林,石胜友亚博买球APP安全,等.基于MATLAB图像处理的染色体核型分析[J].广东农业科学,2013(1):185-187.
  
  [4]谭 伟.人类染色体核型分析系统研究[D].杭州:浙江大学亚博买球APP安全亚博买球APP安全,2008.

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