医学遗传学实验课手册

中国协和医科大学八年制临床医学专业本科生医学遗传学实验课手册黄尚志王欣主编中国协和医科大学基础医学院医学遗传学系分子细胞遗传实验教学中心(2006年2月)美国中华医学基金会项目资助（项目编号：03-785）医本医学遗传学实验课手册.doc2编写人员名单主编：黄尚志王欣编写人员:张为民高春生姚凤霞胡韶毅黄尚志王欣医本医学遗传学实验课手册.doc3前言医学遗传学是遗传学和医学相结合的一门边缘学科，是现代医学中发展最迅速的学科之一。它运用遗传学的理论和方法研究人类遗传病的发生机制、传递规律，探索遗传病的诊断、治疗及预防手段。医学遗传学又是一门依赖于实验技术的基础与临床密切结合的医学学科。因此，实验课应该是医学遗传学教学的重要组成部分。值得一提的是，实验课的功用究竟是什么？其实，大多数教学实验在技术上是比较成熟、易于成功的。但是我们不应该因此而轻视它，我们认为，实验课不仅给学生提供一个验证理论知识、学习这一领域中有关实验技术的机会，也给他们提供了一个当科学家的机会。实验可以训练他们观察、记录、分析、判断、推理等的能力；训练他们科学地解释实验结果，清晰而富有逻辑地将结果表达出来的能力。从某种意义上说，实验课是学生正式走上科学研究或其他工作岗位前的一种培训，而不仅仅是照着实验指导完成一系列操作、最后交份报告的课程。仔细观察、随时记录等基本素质的训练应该贯穿于每一堂实验课中，使它们最终成为学生良好的工作习惯。为此，本指导大部分实验都留有实验记录的位置，以便学生能将实验结果及时的记下来。为了让学生了解如何下手做好实验记录，记什么？我们在本指导的附录部分有较详细的解释，便于学会记录。当然，完整的记录一定会收益匪浅。在美国中华医学基金会（CMB）项目（03-785）的支持下，从2005年开始，我校医学遗传学教学增加了实验课教学内容。为配合八年制临床医学专业本科生实验课教学，特此编写了这本实验课手册。它是在总结了我校以往医学遗传学教学的基础上，吸取其宝贵经验，并参阅有关文献资料，进一步整理编写而成的。本手册包含细胞遗传学、分子遗传学和生化遗传学三个部分实验内容，共10个单项实验。这些实验项目即有一定的联系，又具有相对的独立性，编写的每一个实验项目，都对目的要求、实验原理、实验用品和材料、方法和步骤、注意事项等方面作了充分的阐述，并备有附录，共学生参考。本校基础医学院医学遗传学系黄尚志教授为本手册的完成倾注了心血，“分子遗传学实验”的初稿由他亲自编写；高春生老师编写了“细胞遗传学实验”相关部分的主要内容，还附上方便易记的染色体描述口诀；张为民老师承担了“生化遗传学实验”的全部内容，并花费了许多时间和精力增加了相关内容的代谢图；分子细胞遗传实验教学中心主任王欣老师编辑整理了该实验课手册的全部内容，并增编了附录等内容。由于水平和经验所限，有不足之处在所难免，我们诚挚希望得到使用本实验课手册同学们的反馈意见，以便不断改进和更新。医学遗传学系张学分子细胞遗传实验教学中心王欣2006-2-24于协和医本医学遗传学实验课手册.doc4目录绪论..................................................................................................................................5第一部分细胞遗传学实验............................................................................................7实验一、人类外周血淋巴细胞的培养及染色体标本制备技术..................................7实验二、人类染色体G显带标本的制备及观察.........................................................14第二部分分子遗传学实验........................................................................................18实验三、人类基因组DNA的提取与鉴定...................................................................18实验四、聚合酶链式反应（PCR）.............................................................................25实验五、核酸的凝胶电泳............................................................................................32实验五(1)琼脂糖凝胶电泳.........................................................................................32实验五(2)聚丙烯酰胺凝胶电泳.................................................................................37第三部分生化遗传学实验......................................................................................42实验六、三氯化铁试验................................................................................................42实验七、尿甲苯胺蓝斑点试验....................................................................................45实验八、Folin-酚法蛋白浓度测定..............................................................................49实验九、芳基硫酸酯酶A活性测定.............................................................................52第四部分附录..........................................................................................................57附录一如何做实验记录............................................................................................57附录二染色体标本及Giemsa显带制备的溶液配制................................................57附录三提取DNA的各种溶液的配制.......................................................................59附录四琼脂糖凝胶电泳实验试剂的配制................................................................60附录五聚丙烯酰胺凝胶电泳分离DNA实验试剂的配制.......................................61附录六生化遗传学实验的溶液配制........................................................................62医本医学遗传学实验课手册.doc5绪论医学遗传实验课的目的和任务1.实验是科学理论的实践与论证，通过实验，使学生了解医学遗传学知识和理论的由来。通过感性知识，加深对理性知识的理解。2.通过具体的实验操作，使学生掌握医学遗传学的基本实验方法和技能，锻炼学生的动手能力。3.通过实验训练学生观察、比较、记录、分析、判断、推理和综合等科学思维能力、独立工作能力和事实求实的科学作风。医学遗传实验课的程序和要求1.预习学生在实验课前应认真预习本手册，必须对该次实验的目的要求、实验内容、基本原理和操作方法有一定的了解。2.讲解教师对该实验内容的安排及注意事项进行讲解，让学生有充分的时间按实验课的顺序进行独立的操作和观察。3.独立操作与观察记录实验一般都由学生独立进行。如果条件允许，要按操作程序反复练习，以达到一定的熟练程度。同时，实验中要仔细观察，将实验结果及时的记下来。4.作业实验报告必须根据个人的观察，以实事求是和一丝不苟的精神忠实地记录、分析、综合。不应该抄袭教材或其他同学的报告。实验报告应于实验结束时或开始下一个实验之前呈交。5.总结实验结束后，由教师组织学生针对该次实验的主要收获及今后应注意如何改进加以讨论。实验室规则和注意事项1.严格遵守实验室的各项规章制度、遵守纪律、不得无故旷课、迟到或早退，自觉维护实验室秩序、不得大声喧哗。2.尊敬教师、服从指导，提倡独立思考、科学操作、细致观察、如实记录、自觉培养严谨、求实的科学作风和生动活泼、勇于探索的创新精神。着装整洁，进入实验室应穿白大衣，医本医学遗传学实验课手册.doc6不允许穿背心、拖鞋进入实验室，否则教师有权停止其实验。3.实验课前认真阅读实验课手册，熟悉实验有关的内容，认真听取实验的注意事项，按照器械清单对照检查有无缺失，各组仪器、器械不得混用。4.在操作时必须注意安全，使用易燃、易爆、有毒、带菌等材料进行实验时，应严格按规定要求进行操作，以防失火和避免污染。5.严格遵守操作规程，爱护仪器设备、实验器械用品及室内设施。实验过程中，不能将实验室各种设备及其他实验用品带到室外，因不听指挥、不遵守操作规程、违章使用仪器设备或器械，造成人身或仪器损坏的将按学校的有关规定解决处理。6.实验结束时应将实验用品、器械清洗干净，分类整理，放回原处，请带教老师检查认可后方能离开。7.实验结束后应认真总结，进行分析和讨论，及时填写实验报告，按时交给老师。8.严禁烟火、注意安全，自觉维护实验室公共卫生，保持实验室清洁整齐，不吃零食，不乱丢废弃物。9.节约用水、电、药品及实验材料，杜绝浪费。10.建立实验室值日制度，值日生离开实验室前需协同带教老师关好水、电、门、窗。11.认真保管好自己所带的财务如（数码相机、U盘等），如因自己保管不当造成损坏或丢失，实验室管理人员概不负责赔偿。医本医学遗传学实验课手册.doc7第一部分细胞遗传学实验实验一、人类外周血淋巴细胞的培养及染色体标本制备技术染色体制备的重要事件1952年美籍华人徐道觉（T.C.Hsu）发现了低渗方法。1956年美籍华人蒋有兴（JoeHinTjio）和AlbertLevan证实人染色体为46条。1960年Nowell发现PHA具有刺激淋巴细胞转化为淋巴母细胞的能力。1960年“人类有丝分裂染色体命名法标准体制（丹佛体制）”1963年伦敦会议（人染色体分7组以A—G表示）1966年芝加哥会议做了补充1971年发表了巴黎会议报告1976年Yunis等发明高分辨染色体制备技术1978年发表了“人类细胞遗传学命名法”的国际体制，简称ISCN（InternationalSystemChromosomeNomenclature）„实验目的通过外周血染色体标本的制备及观察，初步掌握染色体标本的制作方法，加深对细胞遗传学的认识，提高动手操作能力。„实验原理外周血淋巴细胞在含植物血球凝集素（PHA）的完全培养基中，可以转化为淋巴母细胞，而进行分裂，增殖。在细