宋立偉　劉莉

摘 要：本文簡(jiǎn)要概述熒光原位雜交技術(shù)的概念、原理及特點(diǎn)，并解釋了人教社2004年版《普通高中教科書·生物學(xué)（必修2）》第30頁(yè)的教材配圖，最后，輔以典型例題加深理解，以期對(duì)教師備課及學(xué)生學(xué)習(xí)提供幫助.

關(guān)鍵詞：熒光原位雜交技術(shù)

人教社2004年版《普通高中教科書·生物學(xué)（必修2）》第30頁(yè)中寫到：“現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)能夠用特定的分子，與染色體上的某一個(gè)基因結(jié)合，這個(gè)分子又能被帶有熒光標(biāo)記的物質(zhì)識(shí)別，通過(guò)熒光顯示，就可以知道基因在染色體上的位置.”教材旁欄配圖如圖1所示.上述文字中提到的現(xiàn)代分子生物技術(shù)即為熒光原位雜交技術(shù)（Fluorescence in situ hybridization FISH）.那么，什么是熒光原位雜交技術(shù)？該技術(shù)的原理是什么？為何教材配圖中每條染色體上同種顏色的熒光點(diǎn)是2個(gè)？以該技術(shù)為背景的習(xí)題是如何考查的？

1 熒光原位雜交技術(shù)簡(jiǎn)介

熒光原位雜交是20世紀(jì)80年代末期，在原有的放射性原位雜交技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種非放射性原位雜交技術(shù).該技術(shù)是利用被熒光染料標(biāo)記的核酸探針，按照堿基互補(bǔ)的原則，與待檢細(xì)胞或組織內(nèi)某一特定的RNA或者DNA序列進(jìn)行特異性結(jié)合，形成可被檢測(cè)的雜交雙鏈核酸，最后，經(jīng)熒光檢測(cè)體系在鏡下進(jìn)行定性、定量或相對(duì)定位分析.因該技術(shù)中特異的核酸序列仍然位于它們?cè)诩?xì)胞或染色體上的位置，故稱為原位雜交[1].

由于DNA分子在染色體上是沿著染色體縱軸呈線性排列，因而熒光標(biāo)記的探針可以直接與染色體進(jìn)行雜交，從而將特定的基因在染色體上定位.圖1中，因染色體已經(jīng)完成復(fù)制，每條染色體上有兩個(gè)DNA分子，故每一條染色體上有兩個(gè)熒光點(diǎn).

相對(duì)于放射性同位素標(biāo)記探針來(lái)說(shuō)，熒光原位雜交技術(shù)具有穩(wěn)定性好、操作安全、結(jié)果迅速、空間定位準(zhǔn)確、干擾擾信號(hào)少、一張玻片可以標(biāo)記多種顏色探針等優(yōu)點(diǎn).

2 經(jīng)典習(xí)題

例1 （2015年江蘇卷理綜33題）熒光原位雜交可用熒光標(biāo)記的特異DNA片段為探針，與染色體上對(duì)應(yīng)的DNA片段結(jié)合，從而將特定的基因在染色體上定位.請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）DNA熒光探針的制備過(guò)程如圖2所示，DNA酶Ⅰ隨機(jī)切開了核苷酸之間的鍵從而產(chǎn)生切口，隨后在DNA聚合酶Ⅰ作用下，以熒光標(biāo)記的為原料，合成熒光標(biāo)記的DNA探針.

（2）圖3表示探針與待測(cè)基因結(jié)合的原理.先將探針與染色體共同煮沸，使DNA雙鏈中鍵斷裂，形成單鏈.隨后在降溫復(fù)性過(guò)程中，探針的堿基按照原則，與染色體上的特定基因序列形成較穩(wěn)定的雜交分子.圖3中兩條姐妹染色單體中最多可有條熒光標(biāo)記的DNA片段.

（3）A、B、C分別代表不同來(lái)源的一個(gè)染色體組，已知AA和BB中各有一對(duì)同源染色體可被熒光探針標(biāo)記.若植物甲（AABB）與植物乙（AACC）雜交，則其F1有絲分裂中期的細(xì)胞中可觀察到個(gè)熒光點(diǎn);在減數(shù)第一次分裂形成的兩個(gè)子細(xì)胞中分別可觀察到個(gè)熒光點(diǎn).

答案 （1）磷酸二酯;脫氧核苷酸 （2）氫;堿基互補(bǔ)配對(duì);4 （3）6;2和4

例2 兩個(gè)基因型均為AABB的動(dòng)物精原細(xì)胞，用3種不同顏色的熒光物質(zhì)分別標(biāo)記基因A、B和B，兩細(xì)胞分別進(jìn)行了有絲分裂和減數(shù)分裂.不考慮基因突變和染色體變異，下列敘述正確的是（ ）.

A.精細(xì)胞中都有3種顏色的3個(gè)熒光點(diǎn)

B.初級(jí)精母細(xì)胞中可能有3種顏色的6個(gè)熒光點(diǎn)

C.一個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞中可能有3種顏色的4個(gè)熒光點(diǎn)

D.有絲分裂中期的細(xì)胞中有3種顏色的6個(gè)熒光點(diǎn)

答案 C

例3 等位基因A與a、B與b在染色體上可能的位置情況如圖4、5、6所示.對(duì)性腺組織細(xì)胞進(jìn)行熒光標(biāo)記，A、a都被標(biāo)記為黃色，B、b都被標(biāo)記為綠色.在熒光顯微鏡下觀察，下列有關(guān)推測(cè)不合理的是（ ）.

A.同一個(gè)細(xì)胞中最多可觀察到8個(gè)熒光點(diǎn)

B.通過(guò)觀察1個(gè)四分體上熒光點(diǎn)的顏色和種類，可區(qū)分甲、乙、丙

C.減數(shù)第一次分裂后期移向細(xì)胞同一極的熒光點(diǎn)的顏色有2種

D.黃色熒光點(diǎn)只有2個(gè)的細(xì)胞很可能處于減數(shù)第二次分裂過(guò)程

答案 B

參考文獻(xiàn)：

[1]B.艾伯茨，D.布雷，K.霍普金，等.細(xì)胞生物學(xué)精要（第三版）[M].北京：科學(xué)出版社，2012.

（收稿日期：2020-02-05）