遗传学实验

雄雌上饶师范学院生命科学系生物科学实验教学中心遗传学实验邓接楼

上饶师范学院 • 实验一有丝分裂（Mitosis）生命科学系生物科学实验教学中心

上饶师范学院 一、实验目的学习植物根尖压片方法的基本技术。熟悉细胞有丝分裂各个时期的形态特征及染色体的变化，并学会染色体简易永久片的制片技术。生命科学系生物科学实验教学中心

上饶师范学院 二、实验原理有丝分裂是体细胞分裂的主要方式，一般发生在植物根尖或茎尖的分生组织中。在有丝分裂时，细胞核与细胞质有很大的变化，但以细胞核内染色体的变化最为明显，而且是有规律地进行。各种生物染色体在数目上和形态上是相对恒定的，并随科属种的不同而具有一定的特征。洋葱体细胞中有8对共16条染色体，在有丝分裂过程中，每个染色体能复制一份，然后分配到两个子细胞中，所以两个子细胞与母细胞所含的染色体在数目、形态和性质上都是相同的。在细胞遗传学研究中，人们常常需要了解某一物种的染色体数目，而最有效的方法就是观察细胞有丝分裂的中期，这样能得到较为准确的结果。生命科学系生物科学实验教学中心

上饶师范学院 三、实验材料、器具与试剂（一）实验材料洋葱（Aillum cepa）根尖蚕豆（Vicia faba）根尖。（二）实验器具显微镜、培养箱、恒温水浴锅、温度计、镊子、解剖针、刀片、载玻片、盖玻片、烧杯、量筒、滴瓶、切片架、切片盒、凹面玻片、青霉素瓶、大培养皿、纱布、吸水纸、铅笔、吸管。（三）药品试剂卡诺氏固定液（甲醇或95%乙醇3份，冰醋酸1份）、0.1%秋水仙素溶液.解离液(95%乙醇和浓盐酸等量混合).石碳酸品红的配制:称取0.3克碱性品红溶于10ml70%乙醇中,然后加入90ml5%的石碳酸水溶液,再加11ml冰醋酸和11ml37%的甲醛即成染色有染色液、对二氯苯饱和水溶液、1N HCl、95%乙醇、正丁醇、加拿大树胶。生命科学系生物科学实验教学中心

上饶师范学院 四、实验方法（一）材料准备选取蚕豆（或小麦、玉米等）种子放在烧杯中，放清水浸泡过夜，使种子吸水胀大后倒出，再用清水洗几次，用多层纱布包好种子，放进20～25℃培养箱内培养。当根尖长1～3cm 时，即可以进行预处理。（二）预处理为利于有丝分裂中染色体的观察和计数，固定之前进行预处理，这样可改变细胞质的粘度，抑制或破坏纺锤丝的形成，促使染色体缩短和分散等。一般在分裂高峰前处理1.5小时以上，方法如下：秋水仙素水溶液常用浓度为0.05～0.1%，室温下处理2～4小时。对抑制纺锤体活动的效果明显，易于获得较多的中期分裂相，并且染色体收缩较直，有利于对染色体结构的研究。生命科学系生物科学实验教学中心

上饶师范学院 不同材料采用不同预处理方法获得的效果 * +++优 ++良。生命科学系生物科学实验教学中心

上饶师范学院 四、实验方法（三）固定通常采用的是卡诺氏固定液。目的是用化学的方法把细胞迅速杀死，使蛋白质变性，并尽量保持原来的分裂状态，同时更易于着色。固定时，将根尖投入固定液中室温处理3～24小时。材料若不及时用，可经过90%酒精和70%酒精浸洗一次，再换入新的70%酒精中，置于冰箱内0～4℃保存备用。（四）解离目的是使分生组织细胞之间的果胶质层解掉，并使细胞壁软化，便于压片。解离的时间视根尖的粗细老嫩不同而有差异。方法是：将固定后（或保存后）的根尖分装到青霉素小瓶子内，用清水洗几次，吸干水，加入1N HCl溶液，在60℃下水解8～20 min（洋葱用8min，蚕豆侧根用10min，玉米用20min），解离成功的根尖，分生组织发白，伸长区已呈半透明，似烂状。解离后的根尖用水轻洗2～3次，以利于着色。（五）染色、压片将解离后的根尖放在凹面玻片内（根尖较长的切除伸长区部位），滴加改良苯酚品红染色液染色10分钟左右。制片时，取一根尖放在洁净的载玻片上，用刀片切取1mm左右的生长区，其余部分弃掉，加半滴染色液，加盖玻片。用镊子在材料的地方轻压几下，使生长区的细胞分散开来，再在盖玻片上覆盖一层吸水纸，用解剖针或铅笔上的橡皮头敲击根尖部位，重复几次，力一次比一次大，以盖玻片不破裂为准。生命科学系生物科学实验教学中心

上饶师范学院 四、实验方法（六）观察将制好的标本片，置于显微镜下先作低倍观察，选取不同分裂时期的典型细胞，换高倍镜观察，注意核及染色体的动态变化。（七）永久装片由临时压片材料做成永久玻片标本，一般以正丁醇法最为简单可靠。步骤如下，取四个大培养皿，分别装入下列溶液：生命科学系生物科学实验教学中心

上饶师范学院 前期中期后期生命科学系生物科学实验教学中心

五、作业 上饶师范学院 • 绘有丝分裂中期、后期细胞图像。 • 交一张自制永久装片。 • 减数分裂的细胞与有丝分裂的细胞有何不同？生命科学系生物科学实验教学中心

上饶师范学院 • 实验二减数分裂（Meiosis）生命科学系生物科学实验教学中心

上饶师范学院 一、实验目的通过植物花粉母细胞的制片和观察，了解小孢子的形成过程以及减数分裂中染色体的变化情况，并进一步掌握细胞染色体制片的基本技能。生命科学系生物科学实验教学中心

上饶师范学院 二、实验原理在高等生物里雌雄性细胞形成的过程中，都是先由有性组织（如花药和胚珠、精巢和卵巢）中的某些细胞分化为孢母细胞（2n）,以及精母与卵母细胞（2 n）。进一步由这些细胞进行一种连续二次的减数分裂，即减数第一分裂和减数第二分裂，最终各自产生4个小孢子或精细胞，或是分别产生一个大孢子或卵细胞与三个退化的极体（1 n）。在分裂过程中，可以辩认染色体形态和数量上的动态变化，从而为遗传学研究中远缘杂种的分析、染色体工程中的异系鉴别、常规的组型分析以及三个基本规律的论证，提出了直接与间接的依据。生命科学系生物科学实验教学中心

上饶师范学院 三、实验材料、器具与试剂（一）实验材料蚕豆、水稻等花药。（二）实验器具显微镜、镊子、解剖针、刀片、载玻片、盖玻片、量筒、滴瓶、切片架、切片盒、15cm培养皿、小培养皿、广口瓶、吸水纸。（三）药品试剂甲醇、冰醋酸、95%乙醇、无水乙醇、树胶、改良苯酚品红染色液液。生命科学系生物科学实验教学中心

上饶师范学院 四、实验方法（一）取材固定取材的时间及材料大小必须十分恰当，才能获得更多的花粉母细胞分裂相，以供观察。 1．蚕豆　蚕豆现蕾后，于上午7～9时摘取茎顶幼小花序，将周围小叶和苞叶去掉，留长约1mm 左右的花苞，放入内装有卡诺氏固定液的广口瓶中，固定3～24小时，转入70%酒精中置冰箱内保存。 2．水稻剑叶与其下一叶的叶枕平齐，即叶枕距为零时取材，早熟品种应适当提前，叶枕距可为负；晚熟品种应延迟，叶枕距应为正。通常穗长6～8cm，颖花长3mm为花粉母细胞分裂始期；穗长13～15cm，颖花长4mm为减数分裂盛期；穗长达全长，颖花长6mm时为减数分裂终期。于上午6～9时依上述标准取材，固定保存方法同上。生命科学系生物科学实验教学中心

上饶师范学院 五、实验方法（二）制片方法先将蚕豆幼穗置于培养皿内，加进少许70%酒精，以防材料变干。实验时，取某一分枝，从不同部位剥离出颖花放在载玻片上。用解剖针或镊子剥开颖壳，取出花药，把颖壳清理干净后，用刀片把花药横切二至三段，滴一滴染液，用镊子将花粉母细胞从花药中挤压出来。先用低倍镜检查，如有所需时期的细胞，即可将花药移到另一块载玻片上，滴上染液，再次将花粉母细胞挤出来，可重复做二至三张片。待把空的花药壁清除干净后，再盖上盖玻片，换至高倍镜观察。（三）制作永久切片可参考实验一《有丝分裂》，按照其方法制作永久片。生命科学系生物科学实验教学中心

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上饶师范学院 六、作业 • 减数分裂的细胞与有丝分裂的细胞有何不同？ • 绘制终变期、中期I、中期II、后期I、后期II细胞图像。 • 交永久制片一张。交唾腺果蝇染色体永久制片一张。生命科学系生物科学实验教学中心

上饶师范学院 实验三果蝇唾腺染色体生命科学系生物科学实验教学中心

上饶师范学院 一、实验目的掌握剖离果蝇幼虫唾液腺的技术以及制作唾腺染色体玻片标本的方法；观察果蝇唾腺染色体的形态特征；了解体细胞染色体联会现象。生命科学系生物科学实验教学中心

上饶师范学院 二、实验原理双翅目昆虫的幼虫发育到一定时期后，唾液腺细胞数不再增加，仅增长细胞大小，而核内染色体却连续复制，着丝粒不分离，形成由上千条螺旋状的染色线构成的多线染色体。它比普通染色体大得多，宽约5μm，长约400μm，相当于普通染色体的100～150倍，因而又称为巨大染色体。唾腺染色体的同源染色体常处于紧密配对状态，称“体细胞联会”，因而镜下计数比一般体细胞染色体少一半。不同区段染色深浅不同，形成了明暗相间、宽窄不一的横带，这些横带的数目和位置往往是恒定的，代表着果蝇等昆虫的种的特征。如染色体有缺失、重复、倒位、易位等，很容易在唾腺染色体上识别出来。生命科学系生物科学实验教学中心

上饶师范学院 三、实验材料、器具与试剂（一）实验材料黑腹果蝇的三龄幼虫。（二）实验器具生化培养箱、干燥箱、高压灭菌锅、电磁炉、微波炉、锑锅、双筒解剖镜、显微镜、镊子、解剖针、培养皿、培养瓶、量筒、载玻片、盖玻片、切片架、切片盒、棉塞、纱布、牛筋、玻棒、烧杯、滴瓶、滤纸。（三）药品试剂 95%乙醇、无水乙醇、冰醋酸、树胶、二甲苯、0.7%生理盐水、改良苯酚品红染色液。生命科学系生物科学实验教学中心

上饶师范学院 四、实验方法（一）幼虫培养　实验前的两个星期，每一个培养瓶放1～2对果蝇（♀、♂），控制产卵数量，18～20℃条件下饲养。（二）取唾腺从瓶壁或培养基表面挑取一只肥大的三龄幼虫，先在盛有水的培养皿中清洗身上的污物，然后把幼虫放在干净的载玻片上，并滴一滴0.7%的生理盐水，在镜下辨认头部和尾部。头部稍尖，并且有一黑点即口器，不时地摆动。用两根解剖针同时插在口器即黑点的地方，左手或是右手轻缓地向前移动，便可将头部扯开，唾腺也随之被拉出。这时可以看到一对透明而微白的长形小囊，即唾腺。唾腺的侧面常常有一些沫状的脂肪体附着，可用解剖针剥离去。如果唾腺被拉断或未被拉出，可用解剖针在头部或身体处把其挤压出来。（三）染色压片染色前先将头部、身体等部位其它杂质清理干净，用一张吸水纸在远离唾腺的地方，将生理盐水吸干，滴一滴染色液染色4～7分钟。盖上盖片，将载片放在较平的桌面上，其上覆一张小的吸水纸，右手大拇指对准腺体的地方用力往下压（注意，不能让盖片滑动），唾腺染色体即被压展开来。生命科学系生物科学实验教学中心

上饶师范学院 四、实验方法（四）观察压好的玻片标本，先在低倍镜下检查，有好的典型细胞，再换成高倍镜观察。通过观察，可以看到在四对染色体中，第一对染色体(X＿)组成一个长条，第二和第三对各自组成了具有左右两臂的染色体对，它们都以中部的着丝区聚集，而第四对染色体很小，分布在着丝区呈点状(不易观察到)。这样，从压好的较为模式的片子中便可看到五条弯曲展开的染色体臂(X＿、ⅡL、ⅡR、ⅢL、ⅢR)，和一个点状的第四染色体对。（五）永久装片　唾腺染色体伸展较好的标本片，可通过下列步骤做成永久装片。准备四个大培养皿，第一个皿置一短玻棒，倒入固定液150ml，将有盖片的面朝下，一端搭在玻棒上，在固定液中浸泡到盖片落下来为准，然后将载玻片翻转1800，与盖片一起移到第二个皿处理一分钟，皿内装120 ml 95%乙醇，然后又移到第三和第四个皿中各处理一分钟，皿内各装120 ml无水乙醇。从第四个皿中夹出载片和盖片放到一张滤纸上，待片干之后即可封片。封片时特别注意，树胶不能过多，只要一小小滴就够了。生命科学系生物科学实验教学中心

上饶师范学院 果蝇三龄幼虫唾腺示意图生命科学系生物科学实验教学中心

上饶师范学院 果蝇唾腺染色体生命科学系生物科学实验教学中心

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上饶师范学院 五、作业 • 交唾腺果蝇染色体永久制片一张。 • 写好实验报告，并把您所看到的果蝇唾腺染色体图像描绘在画图纸上。生命科学系生物科学实验教学中心

上饶师范学院 实验四果蝇形态生活史观察生命科学系生物科学实验教学中心

上饶师范学院 一、实验目的 • 1、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； • 2、了解果蝇生活周期特征及各阶段的形态变化。生命科学系生物科学实验教学中心

上饶师范学院 二、实验原理 • ※果蝇(Drosophila )属于昆虫纲，双翅目，果蝇科、果蝇属。 • 双翅目：成虫具有一对发达、膜质的前翅，后翅特化为一对平衡棒。 • ※特点：生活史短，易饲养，繁殖快，染色体少，突变型多，个体小是一种很好的遗传学实验材料，是一种模式生物。生命科学系生物科学实验教学中心

上饶师范学院 二、实验原理双翅目：一对前翅+一对平衡棒生命科学系生物科学实验教学中心

上饶师范学院 三、实验材料 • 黑腹果蝇(Drosophilamelanogaster)品系 • 野生型黑腹果蝇：长翅、红眼、直刚毛、灰身等 • 突变型黑腹果蝇：小翅、残翅、白眼、焦刚毛、黑身等生命科学系生物科学实验教学中心

上饶师范学院 四、实验仪器设备及药品 • 体视显微镜、培养瓶、麻醉瓶、毛笔、滤纸、培养皿等，乙醚、酵母粉、蔗糖、丙酸、玉米粉等。生命科学系生物科学实验教学中心

上饶师范学院 （一）果蝇生活周期的观察五、实验内容与步骤 ※果蝇是完全变态昆虫，生活周期可分4个时期：卵、幼虫、蛹和成虫。 1.卵 2.一龄幼虫 3.二龄幼虫 4.三龄幼虫 5.蛹 6.成虫生命科学系生物科学实验教学中心

上饶师范学院 （一）果蝇生活周期的观察 ※最适培养温度：20～25℃，温度高，生长快，高于30℃不育甚至死亡。 25℃：卵幼虫蛹成虫，寿命15天。 ※卵：白色，椭圆形，长约0.5mm，前端背面伸出一触丝，附着在食物上。 ※幼虫：一龄——二龄——三龄，三龄体长4-5mm，幼虫头尖尾钝，头上有一黑色钩状口器。 ※蛹：化蛹前三龄幼虫停止摄食，爬到相对干燥的瓶壁上，形成菱形的蛹，形状由淡黄、柔软逐渐硬化为深褐色。 ※成虫：刚羽化的果蝇虫体较肥大，体表呈半透明，颜色逐渐加深，硬化。羽化后8小时即可交配，2天后雌蝇可产卵，雄蝇镜子可贮存雌蝇受精囊，逐步释放。果蝇生活周期特点生命科学系生物科学实验教学中心

（二）不同果蝇的形态特征比较 上饶师范学院 1、果蝇雌雄性别的鉴定生命科学系生物科学实验教学中心

雄雌上饶师范学院 1、果蝇雌雄性别的鉴定生命科学系生物科学实验教学中心

上饶师范学院 1、果蝇雌雄性别的鉴定生命科学系生物科学实验教学中心

上饶师范学院 1、果蝇雌雄性别的鉴定雄果蝇：在第一对足的跗节基部具有性梳生命科学系生物科学实验教学中心

上饶师范学院 1、果蝇雌雄性别的鉴定性梳：果蝇只有雄体在第一对足的跗节基部有一黑色鬃毛结构，形似一小梳，称为性梳。而雌体没有性梳。性梳的有无是鉴别雌雄成蝇的可靠标志之一，只是需要放大后才易观察。左：雄性果蝇的左前足中：跗节基部的性梳右：雌果蝇无性梳 C、基节　 TR、转节F、腿节 TI、胫节TA、跗节生命科学系生物科学实验教学中心

上饶师范学院 2、一些常见的突变性状生命科学系生物科学实验教学中心

上饶师范学院 （1）野生型果蝇形态特点野生型：灰体；翅膀呈圆卵型，静止时平放交叉重叠，长度约为腹部长度的两倍；翅膀有横隔脉；眼睛为砖红色，饱满圆形；刚毛平直，先端略弯粗黑硬毛。生命科学系生物科学实验教学中心

上饶师范学院 突变型：白眼（w）；小翅（m）；残翅（vg）（2）突变型果蝇形态特点生命科学系生物科学实验教学中心

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