2022年遗传试验讲义 .pdf

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1、遗传学实验教学大纲 （2009）一、遗传学实验项目及课时分配计划（45 学时）序号实验类别实验名称实验学时1 基础性实验果蝇的饲养、性别鉴定及性状观察3 2 减数分裂的制片与观察3 3 果蝇唾腺染色体的制片与观察3 4 综合性实验人类染色体组型分析3 5 果蝇的自由组合及伴性遗传实验6 6 三点测验的基因定位方法3 7 大肠杆菌杂交3 8 细菌的局限性转导6 9 人体指纹的遗传分析3 10 人类若干体表性状的遗传分析3 11 人群中 PTC 味盲基因的遗传分析3 12 研究创新型实验植物多倍体的诱发和鉴定6 13 野生果蝇的采集、培养、生活史观察和突变体筛选3 14 大肠杆菌营养缺陷型菌株的筛

2、选6 二、遗传学实验教学大纲及目的要求实验一 果蝇的饲养、性别鉴定及性状观察（3 学时）1. 实验目的与要求：掌握果蝇的基本特征及鉴别雌、雄果蝇的方法， 熟悉常见突变型； 了解果蝇生活周期特征及各阶段的形态变化。2. 实验内容：果蝇的饲养、性别鉴定及性状的观察实验二 减数分裂的制片与观察（3 学时）1. 实验目的与要求：了解动、植物的生殖细胞的形成过程；掌握制片方法。2. 实验内容：减数分裂的观察实验三 果蝇唾腺染色体的制片与观察（3 学时）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - -

3、 第 1 页，共 31 页 - - - - - - - - - 1. 实验目的与要求：练习取出果蝇等幼虫唾液腺的技术和制作太唾液腺染色体标本的方法；观察多线染色体的特征；绘制显微镜下观察到的唾液腺染色体图象。2. 实验内容：果蝇唾腺染色体的制片与观察实验四 人类染色体组型分析（ 3 学时）1. 实验目的与要求：了解人类染色体组型分析的原理；学习制作染色体核型模式图的基本方法。2. 实验内容：人类染色体组型分析实验五 果蝇的自由组合及伴性遗传实验（6 学时）1. 实验目的与要求：了解一对和两对基因遗传的原理；正确认识伴性遗传的正反交的差异；记录交配结果和掌握统计处理方法。2. 实验内容：果蝇两对

4、因子的自由组合及伴性遗传实验实验六 三点测验的基因定位方法（6 学时）1. 实验目的与要求：了解绘制遗传学图的原理和方法；学习实验结果的数据处理。2. 实验内容：果蝇的三点试验实验七 大肠杆菌杂交实验（ 3 学时）1. 实验目的与要求：掌握细菌杂交的基本方法；理解细菌低频重组和高频重组的机制。2. 实验内容：大肠杆菌的杂交实验八 细菌的局限性转导（ 6 学时）1. 实验目的与要求：理解局限性转导的原理及其与普遍性转导的区别；掌握局限性转导分析的实验操作。2. 实验内容：大肠杆菌噬菌体局限性转导分析实验九 人体指纹的遗传分析（ 3 学时）1. 实验目的与要求：掌握指纹分析的基本知识与方法；了解指

5、纹分析在遗传学上的应用；掌握典型的指纹改变在某些遗传病的辅助诊断中的应用。2. 实验内容：人体手部皮纹的遗传分析名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 31 页 - - - - - - - - - 实验十 人类若干体表性状的遗传分析（3 学时）1. 实验目的与要求：人类是随机婚配的群体，其性状的表现反映出群体的遗传组成，从群体性状的遗传分析，可以了解不同种族（民族）的基因频率和基因型频率。以期了解控制不同性状的基因的分布情况。2. 实验内容：人类 8 种体表性状及

6、 ABO 血型的群体遗传分析实验十一人群中 PTC 味盲基因的遗传分析（3 学时）1. 实验目的与要求：通过人味觉性状在人群体中分布调查结果，计算该性状的基因频率和不同基因型频率，并验证该群体是否属于Hardy-Weinberg 遗传平衡定律群体。2. 实验内容：苯硫脲（ PTC）味盲基因频率的遗传分析实验十二植物多倍体的诱发和鉴定（6 学时）1. 实验目的与要求：了解人工诱发植物多倍体的原理、方法及其在植物育种学上的意义；学会观察多倍体细胞染色体的方法。2. 实验内容：植物多倍体的诱发和鉴定实验十三野生果蝇的采集、培养、生活史观察和突变体筛选（3学时）1. 实验目的与要求：了解果蝇的生活史；

7、观察果蝇各发育时期的形态特征；掌握果蝇培养方法及筛选可能出现的突变体。2. 实验内容：野生果蝇的采集、培养、生活史观察和突变体筛选实验十四大肠杆菌营养缺陷型菌株的筛选（选做）1. 实验目的与要求：掌握基本的物理和化学诱变方法；学会和熟练运用根据菌株特征进行突变株筛选的基本技术；了解大肠杆菌营养缺陷型菌株的筛选方法。2. 实验内容：大肠杆菌营养缺陷型菌株的物理诱变（UV 诱导）与突变株筛选前言遗传学诞生至今，已有100 年的历史，已是当今生命科学中发展最快的一门前沿学科，它涉及生命科学的各个领域， 引领生命科学从各个水平探讨生命的奥秘。而且，遗传学与农、林、牧、渔、工业发酵、医药、优生优育等密切

8、相关，是动物、植物、微生物育种实践的理论基础，具有很强的实践性，因此，遗传学实验课是遗传学教学中的重要环节。通过实验验证遗传学基本规律、 掌握遗传学试验技术、 分析遗传学试验结果， 从而加深理解遗传学理论知识，初步掌握遗传学研究的基本实验技能。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 31 页 - - - - - - - - - 本实验教材适合本科生物科学、生物技术和生物工程等专业。随着生命科学的发展， 在基本遗传学实验基础上， 增加群体遗传学实验内容。实验共分为五

9、大部分：第一部分：遗传定律的验证第二部分：遗传的细胞学基础第三部分：染色体变异第四部分：微生物遗传第五部分：群体遗传实验课时： 45 学时；实验分组进行，每组20 30人。目录一、遗传定律的验证实验一：果蝇的饲养、性别鉴定及性状观察（3学时）实验二：果蝇的杂交实验（单、双因子；伴性遗传）（6 学时）实验三：三点测验（ 3 学时）实验四：野生果蝇的采集、培养、生活史观察和突变体筛选（3 学时）二、遗传的细胞学基础实验六：减数分裂染色体制片与及显微观察（3学时）实验七：人类染色体核型分析（3 学时）三、染色体变异实验八：果蝇唾腺染色体的制片与观察（3 学时）实验九：植物多倍体的诱发与鉴定（6 学时

10、）四、微生物遗传实验十：大肠杆菌的杂交（3 学时）实验十一：细菌的局限性转导（6 学时）实验十二：大肠杆菌营养缺陷型菌株的筛选（选做）五、群体遗传实验十三：人体指纹的遗传分析（3 学时）实验十四：人类若干体表性状的遗传分析（3 学时）实验十五：人群中PTC 味盲基因的遗传分析（ 3 学时）实验一 果蝇的饲养、性别鉴定及性状观察一、 目的和要求1.了解果蝇生活史中各个不同阶段的形态特点；2. 区别雌雄果蝇以及几种常见突变类型的主要性状特征；名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第

11、 4 页，共 31 页 - - - - - - - - - 3. 掌握实验果蝇的饲养、管理及实验处理方法和技术。二、 实验原理果蝇具有生活史短、繁殖率高、饲养简便等特点, 是研究遗传学的好材料。通过这一实验， 可以让学生了解果蝇生活史及各个阶段的形态特征，雌雄性别特征， 常见突变型的特征，掌握实验果蝇的饲养，以及实验的处理方法和技术，为果蝇的杂交实验做准备。雄蝇体型较小，末端钝而圆.颜色深 ,腹背面有4 个腹片，第一对足的跗节前端有性梳，而雌蝇体型较大，末端尖，颜色浅，腹背面的有条黑色条纹，腹面有6 个腹片，无性梳。三、实验材料、用具及试剂黑腹果蝇（ Drosophila melanogast

12、er），果蝇属于节肢动物门、昆虫纲、双翅目、果蝇科、果蝇属，与家蝇是不同的种。18野生型， 2红眼残翅， 22白眼， 6白眼小翅焦刚毛， 14黑檀体残翅双目解剖镜、放大镜、小镊子、麻醉瓶、白瓷板、新毛笔、乙醚、酒精四、实验内容1. 生活史观察：卵、幼虫、蛹、成虫。果蝇生活史长短及决定因素。2. 果蝇的麻醉及性状观察方法(1) 果蝇的麻醉处理在果蝇的性状观察、性别鉴定以及杂交亲本接种等操作中，应先将果蝇麻醉，使其保持安静状态。麻醉方法如下：准备一只与培养瓶口径相同的空瓶作为麻醉瓶，并配以脱脂棉塞。去掉培养瓶棉塞，立即与麻醉瓶口相对，培养瓶在上，一手稳住两瓶，另一手轻轻震拍培养瓶，使果蝇落入麻醉瓶

13、中。滴数滴乙醚于麻醉瓶棉塞内，迅速将两瓶塞住，约30s，麻醉瓶内的果蝇即处于麻醉状态。注意不能麻醉过度。若蝇翅与蝇体呈45o角翘起，表明麻醉过度，不能复苏而死亡。将麻醉后的果蝇放在白瓷板或白纸板上，用毛笔刷移动检查，根据需要用肉眼、放大镜或解剖镜观察。不再用的果蝇务必倒入死蝇盛留器中及时处死，防止品系间混杂。3. 雌雄成蝇的区别：腹部背面、体形、腹部形状、第一对前足跗节有无性梳。体形大小腹纹5 3 腹部末端尖圆性梳无有4. 果蝇常见突变型的形态特征果蝇常见突变形状特征名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理

14、- - - - - - - 第 5 页，共 31 页 - - - - - - - - - 突变性状基因符号形状特征所在染色体白眼w 复眼白色X 棒眼B 复眼横条形X 黑檀体e 体呈乌木色，黑亮IIIR 黑体b 体呈深色IIL 黄身y 体呈浅橙黄色X 残翅vg 翅退化，部分残留不能飞IIR 焦刚毛sn 刚毛卷曲如烧焦状X 小翅m 翅较短X 5. 果蝇的饲养培养基的配制：果蝇以酵母菌为食，常采用发酵的培养基繁殖酵母菌来饲养果蝇。本实验采用玉米培养基， 其配方如下： 水 160 ml，2 g 琼脂粉，13 g白糖，17 g玉米粉， 1.4 g 酵母粉， 1 ml 丙酸。配制时先将水分成两份：一份用于

15、溶解琼脂和糖，另一份煮玉米粉，待两份分别溶解煮好后再合到一起煮沸，关掉火后再加入丙酸，这时的培养基很粘稠，要充分搅拌后再分装培养瓶。待培养基冷却后， 在培养基的表面洒上一层酵母粉，插上一块经灭菌后的滤纸片做为幼虫化蛹的干燥场所。注：分装前将饲养瓶，棉塞，吸水纸及其它用具和器皿高压蒸气灭菌（15磅，15 min）。分装时若瓶口较小，用大漏斗将饲料倒入，勿使饲料粘附瓶壁。若无干酵母粉， 可于饲料分装后滴几滴酵母液于饲料表面。待饲料冷却后， 用酒精棉球或吸水纸将瓶壁上的水汽擦净，塞上棉塞。注意事项：1. 配制培养基时要将玉米粉及琼脂和白糖要分开煮。2. 转移果蝇时要防止果蝇飞走。3. 麻醉果蝇时要掌

16、握麻醉尺度，需要用活体时，不可以麻醉过度使果蝇致死。实验后不用的果蝇要及时处死，不可放飞。四、作业1. 绘制雄性果蝇性梳图。2. 如何区分果蝇的性别？3. 简述果蝇被麻醉死亡后的状态。实验二果蝇单双因子、伴性遗传及三点测验名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 31 页 - - - - - - - - - 一、实验目的1. 通过对果蝇的杂交实验，正确理解分离定律的实质，并验证与加深理解三个遗传规律。2. 认识伴性遗传的正、反交差别，掌握伴性遗传的特点。3. 掌握绘

17、制遗传学图的原理和方法，加深对重组值，遗传学图，双交换值，并发率和干涉等概念理解。4. 掌握果蝇的杂交技术，并学会记录交配结果和掌握统计处理方法。二、实验原理果蝇的单因子遗传是指常染色体上一对等位基因的传递规律。由于显隐关系， 在子一代只表现显性性状， 但基因型是杂合状态。 在形成配子时， 基因保持相对独立，又按原样分配到不同的配子中去，理论上的比例是1：1。雌雄配子各 1：1，结合的概率又相等， 子二代的基因型就有三种， 比例是 1：2：1，而表型就是 3：1。分离规律和自由组合规律，不仅适合于植物，也可用于动物。1910 年，摩尔根发现白眼果蝇突变体，观察到交叉遗传现象。因为白眼w在 X

18、染色体上，为性连锁遗传。遗传基本规律：分离规律、自由组合规律、伴性遗传规律、连锁与互换规律。1. 一对相对性状：长翅 (雌)残翅(雄)；残翅 (雌)长翅(雄) 2. 两对相对性状：灰残 (雌)檀黑长 (雄)；檀黑长 (雌)灰残(雄) 3. 伴性遗传：红 (雌)白(雄)；白(雌)红(雄) 4. 三点测交；三隐性(雌) 野生型 (雄)三、材料与试剂器材1. 材料：黑腹果蝇（Drosophila melanogaster ）野生型及4 种突变型（白眼，白眼小翅卷刚毛，红眼残翅，黑檀体）品系2. 试剂：乙醚、乙醇、琼脂、绵白糖、酵母粉、丙酸、玉米粉3. 器材：恒温培养箱、高压灭菌器、烧杯、量筒、天平、

19、培养瓶、棉塞、滤纸、毛笔、镊子、牛皮纸、记号笔、玻璃棒实验设计：1. 以小组为单位，根据所提供的果蝇品系，确定杂交组合（单因子、双因子、伴性遗传及三因子），选定所需亲本。2. 实验设计：包括时间安排3. 繁殖所需亲本，收集处女蝇4. 杂交及统计实验数据5. 自交验证6. 完成实验报告四、实验步骤1. 果蝇饲养2. 选择处女蝇：实验前2-3 d 陆续按组合收集 8 h 内羽化的果蝇，分离 。3. 果蝇杂交：转移 5-6 对亲本 ,记录杂交日期和亲本组合名称， 并注明班级学号。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心

20、整理 - - - - - - - 第 7 页，共 31 页 - - - - - - - - - 4. 去亲本：杂交后 7-8 d 5. F1代性状观察及自交：去亲本后4-5 d 进行，连续检查 2-3 d；移 5-6 对进行自交（无需处女蝇）。6. 再去亲本：个体间互交后7-8 d。7. 记录结果：去亲本后4-5 d 进行，连续统计 7-8 d。果蝇杂交注意事项：1. 母本必须是处女蝇2. 子一代羽化之前必须去掉亲本3. F1代必须转入新的培养基中进行自交4. 亲本果蝇麻醉时，麻醉时间不宜过长5. 麻醉果蝇时，必须倒入空瓶，严禁在培养瓶中进行麻醉。五、实验作业1. 说明此实验中选取处女蝇的重要

21、性。2. 本实验的注意事项是什么？把伴性遗传杂交实验结果填写在实验结果统计表内。并结合自己的数据简述伴性遗传规律。3. 简述双因子遗传规律及双因子杂交的步骤。4. 什么是连锁遗传？基因的连锁与交换的定律是什么？5. 计算基因间的重组值。画遗传学图，把三个基因定位在染色体上。实验三 野生果蝇的采集、培养、生活史观察和突变体筛选一、实验目的1. 掌握野外采集和实验室中饲养管理果蝇的方法。2. 了解果蝇的生活史中各阶段的形态特点。二、实验原理果蝇类昆虫与人类一样分布于全世界，并且在人类的居室内过冬。由于体型小，很容易穿过砂窗，因此居家环境内也很常见。有些果蝇生活在腐烂水果上，有些种则在真菌或肉质的花

22、中生活。在垃圾筒边或久置的水果上， 只要发现许多红眼的小蝇，即是果蝇；果蝇类幼虫习惯滋生于垃圾堆或腐果上。黑腹果蝇 在 1830年首次被描述。 1910 年，摩尔根 开始在实验室内培育果蝇并对它进行系统的研究。 之后，很多遗传学 家开始用果蝇作研究， 并且取得了很多遗传学方面的知识，包括这种蝇类基因组里的基因在染色体上的分布。雌蝇可以一次产下400 个 0.5 mm大小的卵，它们有绒毛膜和一层卵黄膜包被。其发育速度受环境温度影响。在25环境下， 22 h 后幼虫就会破壳而出 , 并且立刻觅食。 因为母体会将它们放在腐烂的水果上或其他发酵的有机物上，所以它们的首要食物来源是使水果腐烂的微生物，如

23、酵母和细菌， 其次是含糖的水果。幼虫 24 h 后就会第一次蜕皮，并且不断生长，以到达第二幼体发育期。经过 3 个幼虫发育阶段和4 天的蛹期，在 25下过一天，就会发育为成虫。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 31 页 - - - - - - - - - 三、实验材料、用具及试剂所用实验材料、用具及试剂同实验二。四、实验步骤1. 果蝇的采集果蝇主要以酵母为食，腐烂的水果，是酵母的天然培养基， 所以在葡萄架下，花坛里，樱桃树上，甚至水果店里，只要有烂水果的地方

24、， 都能采集到大批果蝇。采集时，将诱饵（烂水果）放在已用过的洋铁罐头盒里。再插入一块硬纸片以防果蝇被食物黏住而淹死， 然后将此罐置于选好的采集地点， 隔一天再去收集果蝇。收集时，先将一个有活叶门的硬纸盖，盖在罐头盒上，然后用右手拿住广口瓶，并将瓶口对准活叶门， 堵好盖，一手轻轻地打开活叶门， 这时罐内的果蝇由于趋光性而陆续飞入广口瓶。 再将广口瓶内的果蝇换入饲养瓶，塞好瓶口， 带回实验室做进一步分类鉴别。一般经10 天左右，在瓶壁上便可看到米黄色的果蝇幼虫爬动。经 4 5 天的培养，就可得到个大体壮的三龄幼虫了。2. 培养基制作取 1.5 g 琼脂，放在 50 ml 水中煮沸，直到琼脂完全溶解

25、为止。加入13.5 g红糖或白糖，边调和边加热，再把10 g 玉米粉与 25 ml 水混合调匀后，倒入正在加热的琼脂中，趁热分别注入消过毒的干燥培养瓶中 （勿使瓶口及瓶壁沾污） 。倒入培养基的厚度约2 cm，在培养基中插入一张消过毒的干燥硬纸片，以扩大果蝇的活动场所。 待培养基冷却后， 用酒精棉花擦去瓶壁上的水珠。因为瓶里有了积水，移入的果蝇容易淹死或粘住。然后撒稍许干酵母粉， 最后在瓶口塞上用纱布包棉花做成的、消过毒的棉塞。注意棉塞不可太紧，否则空气不易流通。饲养果蝇的用具，一般都必须经过消毒，若无高压消毒器，可放在蒸锅中消毒。3. 果蝇的检查和培养对果蝇进行检查时， 可用乙醚麻醉。 方法是

26、取一个与培养瓶口径大小相一致的干燥三角瓶（或牛奶瓶），配上一个合适的软木塞，软木塞的瓶口一端，用大头针牢牢固定上少许棉花，做为麻醉瓶。操作时，先把麻醉瓶的瓶塞打开，取盛有待检果蝇的培养瓶一只， 把瓶口倒转朝下，瓶底向强光源，因为果蝇有趋光性，所以大多数都集中于瓶底， 此时迅速打开培养瓶塞， 将瓶口对准麻醉瓶口， 轻轻敲击培养瓶， 使果蝇震落入麻醉瓶后， 在麻醉瓶塞的棉花上滴几滴乙醚，立即把麻醉瓶盖好。 由于果蝇对乙醚特别敏感， 过半分钟后便被麻醉。 然后把它倒在白纸（或白瓷板）上，用放大镜仔细检查其性别、眼睛及身体的颜色，翅的长短残缺。如果在性状上有差异， 则应该把它们分别放入到几个培养瓶中进

27、行培养（注意！麻醉的果蝇放入培养瓶时，应将培养瓶横卧放置，待果蝇清醒过来后，再将瓶直立起来，这样可避免果蝇粘在培养基上。培养瓶应该编上号数，注明名称，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 31 页 - - - - - - - - - 培养日期，并且登记在记录本上）。麻醉果蝇时，麻醉的时间不宜过长，否则会致死。如果麻醉的目的只是作观察，不需要保留，麻醉致死也无妨。如果需要留作种蝇，只宜轻度麻醉。假若果蝇身体与翅呈45角翘起，说明已经致死。死果蝇应扔入煤油瓶或酒精瓶

28、收集处理。作保留原种用的果蝇培养瓶中， 亲本的数量一般每瓶 5 10对（要注意千万不能混杂有别种果蝇），每一原种至少要保留两套。 培养温度可控制在10 15。 若作为扩大繁殖，温度也可以稍微升高几度。培养时要避免日光直射。 每 2 4 周更换一次培养基。 在换瓶后的三天以内， 注意检查食物是否已经发霉， 如果发现有少量霉点时， 应立刻调换培养基。 在调换下来的，已污染的培养瓶中，滴入些酵母菌液，使食料较快的发酵，或用烧红的铁丝，在发霉的部分烫过， 或将发霉的部分用消过毒的铲子刮去后，可用作一般扩大繁殖用的培养瓶，若发霉太严重，则应当弃之不用。4. 果蝇三龄幼虫的保存在实验过程中，经常碰到实验前

29、一天准备好的三龄幼虫，到实验时有的幼虫化了蛹。为了解决这一棘手难题， 可采用冷藏法保存三龄幼虫。当培养瓶壁上有大量三龄幼虫出现时，将培养瓶放到4 8冰箱内保存，幼虫处于休眠状态。待做实验时从冰箱中取出，几分钟后幼虫便可复苏，恢复正常活动。五、实验作业1. 果蝇主要以什么为食？培养基中加入酵母粉的目的是什么？2. 列时间表：亲本放入培养瓶后，以天为单位，果蝇的每个时期最早什么时间可见？生活史阶段卵幼虫蛹成虫天数平均温度实验四 减数分裂染色体制片与观察一、实验目的1学习和掌握细胞减数分裂染色体标本的制片技术和方法。2通过观察进一步熟悉减数分裂的全过程及各个时期染色体的动态变化和形态特征。二、实验原

30、理减数分裂是发生在配子形成过程中一种特殊形式的有丝分裂，分裂过程中染色体结构也呈周期性变化， 并在特定时期呈现稳定的形态特征，因而也是进行染色体形态、结构与数目鉴定的有利时期。减数分裂包含两次连续的有丝分裂减数第一分裂和减数第二分裂；每次分裂都可分为紧密衔接的前、中、后、末四个时期，以前期变化最为复杂，又可分为细线期、偶线期、粗线期、双线期和终变期。通过减数分裂所形成的四分体细胞（或雌、雄配子），其染色体数目只有体细胞的一半。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，

31、共 31 页 - - - - - - - - - 减数分裂过程中染色体出现同源配对、非姊妹染色单体间片段交换、同源染色体相互分离等一系列独特行为，为远缘杂种的分析及三大遗传定律的论证等遗传研究提供了直接或间接的证据。减数分裂细胞染色体制片取材以高等动、植物雄性生殖分裂较为方便。在适当的时机采集动物精巢或植物花蕾(花序 )，经适当技术处理，压片就可在显微镜下观察到细胞的减数分裂过程。三、实验材料大葱 (Allium fistulosum, 2n= 2x =16)的幼嫩花蕾四、实验器具、药品试剂显微镜，计时器；酒精灯，载玻片，盖玻片，镊子，解剖刀，解剖针，吸水纸，标签纸，铅笔等常用工具。卡诺氏固定

32、液，0.5醋酸洋红染液，无水乙醇，70乙醇五、实验方法1取材获得处于适当减数分裂期的材料是制片成败的关键因素，而最适的时期又因实验主要目的不同而异。田间取材的主要依据是植物外部形态指标，因此必需掌握各种植物减数分裂不同时期对应的外部形态指标。需要注意的是各种植物具体的外部指标，又依当年的温、水、光、肥等条件及植株的生长状况不同而异。取材时间也不是固定不变的，主要看植物生长发育的最适温度而定。气温过低会影响减数分裂的正常进行， 这时取材细胞常常处理前期、末期等时期， 而终变期、 后期、中期图像少；温度过高 (30以上 )时植株新陈代谢旺盛，减数分裂周期缩短，核质粘连严重，也不易获得理想的制片和观

33、察效果。所以取材时植物的形态指标和时间必须十分恰当，才能获得理想的减数分裂图像。在北方地里越冬的大葱，第二年春季3-4 月长出花序，待花序长出，颜色呈绿色，花蕾长度为 3-4 mm，花药长度为1 mm 时取材，上午9:00-10:00 为最佳取材时机。2. 固定最常用的固定液是卡诺氏液。将幼嫩花序或花蕾立即投入固定液中，处理12 24h。倒去固定液，用梯度乙醇(95-80-70)依次浸泡漂洗5 30min，直至去除乙酸味。固定后可置 70乙醇中保存， 于 4冰箱内可保存数年。幼小花药或临时检样时亦可不经专门固定处理，直接置于醋酸洋红中可同时达到固定和染色目的；但是先经过固定处理的材料更易于染色

34、、分色和保存。3涂抹用镊子直接从固定液或保存液中取出材料(花蕾、花序等 )，置吸水纸上除去固定液(保存液)；可用蒸馏水进行冲洗后再吸干，尤其是采用醋酸洋红染色法一定要将乙醇洗净。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 31 页 - - - - - - - - - 用镊子、 解剖针等工具取出一枚花药置洁净载玻片上；用洁净的刀片或镊子压在花药上向一端轻轻抹去， 将花粉母细胞压挤出来，注意勿使花药太过破碎；将挤出的花粉母细胞(呈半透明胶状 )小范围内涂成薄层。或将花药

35、置于载玻片，其上呈十字交叉方向盖一载玻片，用拇指紧压载玻片将花粉母细胞挤压出，并进行涂布。4染色在涂好的载玻片上滴加一滴或半滴染液(视滴管大小而定，由于花粉母细胞在压片过程中特别容易随染液溢出，所以滴加染液宜少不宜多)，稍后用镊子把所有可见花药壁残渣清除干净，如果清除不彻底，压片过程中细胞和染色体不容易分散压平，片面不清洁，影响观察，而且制作永久片时会引起材料的大量脱落。所用染液一般是醋酸洋红，有时为了促进染色可将载片在酒精灯上微烤轻微加热，但不可使染液煮沸。5初检与压片染色后置于低倍显微镜下初步检查，若花粉母细胞正处于分裂期，即可覆盖盖玻片；然后以吸水纸包覆，用拇指垂直紧压，使细胞平整、染色

36、体散开分布于同一平面，便于观察和记数； 同时吸水纸可吸去盖玻片周围多余的染液。应注意勿使盖玻片发生搓动，以免破坏细胞与染色体的完整性。6镜检观察在低倍镜下寻找适当视野，并正确区分处于减数分裂各个时期的花粉母细胞、二分体、四分体以及花粉粒、花药壁残留组织与细胞等不同类型。一般花粉母细胞大、呈圆形或椭圆形， 细胞核大、 着色较浅； 药壁组织细胞形状较小，比较整齐一致，着色较深；从四分体脱开后的小孢子或幼小花粉粒则大小中等，略呈扇形；成熟花粉粒形状较大，呈半透明状，并具有明显外壳。找到正在分裂的花粉母细胞，转换至高倍镜下仔细观察，鉴别各分裂时期，观察减数分裂各时期细胞特征与染色体的形态结构、数目及行

37、为变化。7临时封片保存同根尖压片进行临时保存封片处理。六、作业1制作能观察到较多分裂相，且各时期图象清晰的制片1 2 张。2绘制你所观察到的减数分裂典型时期细胞、染色体图象，并简要说明染色体的行为特征。3观察分析自己学习制片操作过程中出现的问题及可能原因。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 31 页 - - - - - - - - - 实验五 人类染色体核型分析一、实验目的1. 了解人类染色体核型分析的基本原理。2. 学习制作染色体核型模式图的基本方法。二、

38、实验原理各种生物染色体的形态，结构和数目都是相对稳定的。每一生物细胞内特定的染色体组成叫染色体组型。 染色体组型分析也称核型分析。 通过一定的方法制得染色体有丝分裂的玻片标本，经显微照相，冲洗放大等步骤获得染色体照片。从染色体玻片标本和染色体照片的对比分析，进行染色体分组， 并对组内各染色体的长度， 着丝点位置， 臂比和随体有无等形态特征进行观测和描述，从而阐明生物的染色体组成，确定其染色体组型，这种过程称为染色体组型分析。三、实验材料、器具人类染色体照片一份（男性或女性）。剪刀、镊子、胶水及直尺等。四、实验步骤1. 目测配对2. 从染色体照片中，将每条染色体注意剪下。3. 将同源染色体组合在

39、一起， 在纸上画一条基线， 将染色体按从长到短的顺序排列在纸上，分为A-G 共 7 组。4. 测量每条染色体的臂长，计算着丝粒指数，标上染色体号码。五、实验作业1. 提交人染色体核型剪贴图。2. 按照各号染色体的形态特征进行分组排列，剪贴成染色体核型图， 并区分女性或男性染色体核型。3. 简述本实验的染色体核型结果及核型公式。实验六 果蝇唾腺染色体标本的制备与观察一、实验目的1练习取出果蝇幼虫唾腺的技术和制作唾腺染色体标本的方法。2了解体细胞染色体联会现象，观察果蝇唾腺染色体的形态特征，并根据唾腺染色体上横纹的形态和排列，识别不同的染色体。3识别染色体结构变异的细胞学表现。二、实验原理名师资料

40、总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 31 页 - - - - - - - - - 二十世纪初， Kostoff 用压片法首先在黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）幼虫的唾腺细胞核中发现了特别巨大的染色体唾腺染色体（ salivary gland chromosome ）。由于它具有许多重要特点而成为细胞遗传学、发生遗传学、进化遗传学和分子遗传学研究中不可多得的好材料。果蝇是双翅目昆虫，幼虫期具有很大的唾腺细胞，其中的染色体是巨大的唾腺染色体。唾

41、腺染色体不断地进行自我复制而不分开，经过许多次的复制形成约1000 4000 拷贝的染色体丝，合起来达5 m 宽，400 m 长，比普通中期相染色体大得多（约 100 150倍），所以又称为多线染色体。唾腺染色体具有许多重要特征， 为遗传学研究的许多方面， 如染色体结构、化学组成、基因差别表达等提供了独特的研究材料。果蝇种间或种内不同品系与近缘种之间的遗传差异常表现为唾液腺染色体不联会，形成泡（puff） 、缢痕（ constrictions ） 、间带区（ interband）的伸缩性以及顶体（telomere）的形态等多方面的变异，特别重要的是可观察是否产生了倒位、染色体的断裂、融合或重排

42、，据此研究其基因序列的差异。因此，无论从细胞遗传学的角度研究基因与突变性状之间的关系，还是从进化遗传学方面研究染色体的系统发育，探讨近缘种间的遗传差异和生殖隔离机制等，唾液腺染色体的分析研究都是十分重要的。果蝇唾液腺染色体已广泛用于种内系统发育和种间亲缘关系的研究中。普通果蝇（ 2n= 2x= 8 ）唾腺染色体的特点表现在：各染色体着丝点附近异染色质区相互结合形成染色很深的染色中心，第、对染色体呈形（中着丝粒），各有两臂，染色体呈棒状，第对染色体呈粒状，观察时可见五条臂由染色中心向外蜿蜒伸展。三、实验材料果蝇三龄幼虫活体。四、实验器具、药品试剂显微镜，生化培养箱；果蝇培养瓶，镊子，解剖针，载玻

43、片，盖玻片，吸水纸等。0.7氯化钠（NaCl），1 mol/L HCl ；改良苯酚品红染色液； 果蝇培养基等。五、实验方法1培养果蝇三龄幼虫将果蝇放在营养丰富的培养基中，15 18下饲养，幼虫要生长肥大，才能获得较大的唾腺。培养要求：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 31 页 - - - - - - - - - 饲料松软，含水量较高，营养丰富，发酵良好（建议配方：玉米粉10 g，红糖 13 g，琼脂 1 g，酵母粉 2 g，丙酸 3 4 滴，加蒸馏水 10

44、0 120 ml）。追加酵母液。在一龄幼虫出现后，将成虫移入另一培养瓶中，在饲料表面滴加低浓度的酵母液（ 2 4.5），每天滴加 1 2 滴；2 龄 3 龄幼虫时期适当增加酵母液的浓度 （约 10左右）；滴加的量以覆盖在饲料表面薄薄的一层为宜。控制幼虫的密度。一般情况下，半磅牛奶瓶中10 对成虫交配后在12 h左右必须将成虫转移，一般要求每cm2培养基表面 20 40 只幼虫左右。低温培养：稍低的温度有利于幼虫的充分生长发育，一般15 18较为合适。2取唾腺挑选生长肥大的三龄幼虫放入表面皿中用0.7的生理盐水尽量洗去幼虫体表所沾附的培养基，然后将幼虫置载玻片上，滴2 滴 0.7生理盐水，找到具

45、有口器的头部（有一小黑点） ，一手用解剖针刺入（或压住）头部，将虫固定，一手用摄子夹紧幼虫下半部 （尾端 1/3 处） ，轻轻向两端拉开， 唾腺随头部拉出。唾腺是一对透明的棒状腺体，外有白色的脂肪组织（不透明）。去除幼虫其它组织部分，并把唾腺周围的白色脂肪剥离干净。在低倍显微镜下，调节好光亮度观察，可见一对半透明、隐约可见细胞界限的囊状物 唾腺。移去虫体其余部份， 用解剖针剔除附在唾腺一侧深色泡沫状的脂肪体，以保证制片质量。若载片上杂质较多，可用生理盐水适当冲洗，用吸水纸吸去多余的生理盐水。注意：在整个剥离过程中， 不能让载片上的生理盐水干涸，否则唾腺收缩而不易剥离；冲洗残渣和吸去多余水液时，

46、要避免唾腺被吸水纸吸走。3解离将剥好的唾腺移到载片中央， 加一滴 1 mol/L HCl 于腺体上，解离min，使组织疏松，以便压片时细胞分散，染色体展开。4染色用吸水纸吸去HCl ，加 1 滴蒸馏水轻轻冲洗后，小心吸干。 加 1 2 滴改良苯酚品红或其它染液，染色10 15 min。5压片名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 31 页 - - - - - - - - - 染色完成后，盖上干净的盖片，并覆一层滤纸。将片子放在实验台上，用大拇指均匀用力压片。 （

47、注意不要使盖片移动。 ）注意：压片时适当多加些染液有利于染色体臂的伸展，但要防止染液过多而造成材料随染液而溢出。6镜检在低倍镜选择唾腺细胞多且染色体分散好的视野，换高倍镜仔细观察唾腺染色体的染色中心、 染色体臂和横纹以及可能有的疏松区、裴氏环、或因易位而形成的十字形图象和因倒位而形成的倒位环等各种结构。六、注意事项1. 一定加生理盐水，否则唾腺易干。2. 将脂肪组织清除干净。3. 水不可太多，否则幼虫会漂浮而且活跃。4. 染色时间不可过长，否则背景也着色。5. 压片时要柔，用力要均匀。6. 染色完以后，将旧的染色液吸去，加新的染色液，再压片。7. 吸水时勿将唾腺一起吸走。七、作业1. 制备效果

48、较好的唾腺染色体临时片1 2 张。2. 绘出你所观察到的果蝇唾腺染色体略图，并仔细描绘各染色体臂末端5 10 条横纹。实验七植物多倍体的诱发与鉴定一、实验目的1. 了解人工诱导多倍体的原理、方法及其在植物育种上的意义。2. 初步掌握用秋水仙素诱发多倍体的一般方法。3. 观察多倍体植物，鉴别植物染色体数目的变化及引起植物其它器官的变异。二、实验原理植物染色体数目一般为二倍体 （2n），但是在自然条件下和人工条件下可以诱发染色体数目的变异。 染色体数目变异分为整倍性变异和非整倍性变异。整倍性变异有同源多倍体变异和异源多倍体变异。非整倍性变异有单体、 缺体、 三体、四体等。由于染色体数目的变异可以导

49、致有丝分裂和减数分裂过程出现不正常的细胞学行为以及形态特征的变化。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 31 页 - - - - - - - - - 人工诱导多倍体的方法很多。 用秋水仙碱诱发多倍体是常用而且是最有效方法。秋水仙碱是从秋水仙（Colchium autumnale）器官和种子的提炼出来的一种植物碱，其化学分子式为C22H25O6N，有剧毒。其作用是阻止分裂细胞形成纺锤丝，使复制了的染色体不能分向两极，细胞也不能分裂成二个细胞，仍处于同一个细胞中，

50、 于是每个细胞内的染色体数目发生了加倍。成为多倍性细胞， 进一步发育成多倍体植物。多倍体诱变结果鉴定：1多倍体植物的个别部分如气孔、花器、种子、果实等明显增大，叶片肥厚，植株比二倍体高大，叶表皮组织气孔明显增大。2多倍体植物在减数分裂时，由于同源染色体联会和分离不正常，导致育性降低。3经诱变的多倍体植物有丝分裂时，可以染色体数目成倍增加。三、实验材料、器材、药品和试剂大蒜（ Allium sativum, 2n16）鳞茎显微镜、培养箱、水浴锅、镊子、解剖针、载片、盖片、吸水纸0.10.2秋水仙碱、无水乙醇、冰醋酸、1 mol/L HCl 、醋酸洋红染液四、实验步骤1生根将搪瓷盘的盘口用线绳编织