遗传学实验教案1.doc

遗 传 学 实 验 教 案

任 课 教 师（一）：李 绍 波
任 课 教 师（二）：官 杰
2008年2月—7月

实验进程安排：
试验安排
周 次
时 间
实 验 名 称
班 级
任 课 教 师
实验一
4
2008上
人体X-小体的观察
06级各专业
李绍波、官杰
实验二
5
2008上
人的染色体组型分析
06级各专业
李绍波、官杰
实验三
6
2008上
黄膳红细胞微核观察
06级各专业
李绍波、官杰
实验四
7
2008上
果蝇唾腺染色体观察
06级各专业
李绍波、官杰
实验五
8
2008上
果蝇的形态与生活史
06级各专业
李绍波、官杰
实验六
9
2008上
植物减数分裂的观察
06级各专业
李绍波、官杰
实验七
10
2008上
根尖细胞有丝分裂观察
06级各专业
李绍波、官杰
实验八
11
2008上
黄鳝肾细胞染色体观察
06级各专业
李绍波、官杰
实验九
12
2008上
植物多倍体的诱导观察
06级各专业
李绍波、官杰

实验一：人体X-小体的观察

一、 实验原理：
人类或其他哺乳动物胚胎发育早期，雌性体细胞中2条x染色体中的任意1条异染色质化，即x染色体失活，失活的x染色体称为巴氏小体。
二、 实验目的：
1、 对剂量补偿现象的进一步理解。
2、 掌握制片与显微技术。
3、 把观察到的好图像画下来。
三、 实验材料：女性口腔两侧细胞
四、 实验主要器具、药品：玻片，吸水纸，压片板，油镜瓶，擦镜纸，醋酸乳酸地衣红，生理盐水
五、 实验操作
1、 在载玻片上滴一小滴生理盐水，用清洁牙签从女性口腔两侧粘膜部刮2-3次，在生理盐水中涂布，待干后，滴加1-2滴醋酸乳酸地 红，室温下染色10-15min，勿使干燥，然后加盖片复以吸水纸，用手指轻压后镜检。
2、 在低位镜下，选取核膜完整，染色适度的细胞以轴镜观察。
3、 X小体多位于核膜边缘或靠近内侧，形状有微凸形三角形卵形、短棒形及双球形等。
六、 作业：画出你所看到的具X小体的细胞。
实验二：人的染色体组型分析

一、 实验目的：了解人类染色体形态大小和分类，掌握染色体组型分析的基本方法
二、 实验原理：
1、 染色体的形态：长臂，短臂，着丝粒，次级缢痕，随体（SRT）
2、 染色体的组型：是指染色体组在有丝分裂中期的表型，包括这一组染色体的数目（即基数），大小、形态、着丝点的位置以及副缢痕，随体的有无等。染色体组型分析就是对染色体组中的染色体作上述各种形态特征的描述。
3、 国际上通常用的染色体3个参数(测量指标)：
臂率=长臂（q） 着丝粒指数=短 臂 *100%
短臂（p） 该染色体长度
相对长度：某条染色体长度占一套单倍体染色体长度总和的百分比
4、 根据臂率对染色体分类：
正中部着丝点染色体（M） 臂率（长/短） 1.0
中部着丝点染色体（m） 臂率 1.0-1.7
近中部着丝点染色体 (sm) 臂率 1.7-3.0
近端着丝点染色体 (s t ) 臂率 3.0-7.0
端部着丝点染色体 （t） 臂率 7.0以上
5、 人类染色体的分组：
A组（1-3号）
1号：最大的中央着丝粒染色体，长臂靠近着丝粒外有次缢痕。
2号：最大的亚中着丝粒染色体。
3号：中央着丝粒染色体，比1号小三分之一。
B组（4-5号）：为较大的亚中央着丝粒染色体，二者不易区分。
C组（6-12号，X）：中等近中央着丝粒染色体，彼此难区分。
6、7、9、11号：着丝粒略近中央。
8、10、12号：偏离中央。
9号：q有次缢痕。
X：位于6、7之间。
D组（13-15号）：中等近端着丝点染色体，p常有随体。
E组（16-18号）：
16号：中等中央着丝粒染色体，q上有次缢痕。
17号：较小，近中央着丝粒染色体。
18号：较小，近中央着丝粒染色体，p比17号更短。
F组（19-20号）：小的中央着丝粒染色体，彼此不易区分。
G组（21-22号，Y）：小的近端着丝粒染色体。
21、22号：p常有随体，q常呈分枝状彼此不易区分。
Y：p无随体，q通常平行靠近。
三、 实验材料：人类处于有丝分裂中期的染色体图
四、 器具：剪刀、尺子
五、 实验步骤：
① 对每条染色体编号，测量每条染色体的长臂(q)和短臂(p)长度，算出臂率；
② 按照臂率进行染色体配对；
③ 剪下染色体，按照臂率由小到大的顺序、分成七组、排成四行、成对地粘贴在实验报告纸上，要求同一行的着丝粒要贴在一条直线上。
④ 在每对染色体下标注臂率及根据臂率确定的染色体类型。
六、作业：制作人类（雄性）染色体核型图，并将小图片附着于染
色体核型图上方。（注：将小图剪下贴在实验报告纸的前部。）

实验三：黄鳝红细胞微核观察

一、 实验原理：重金属离子等环境因子与带负电的核酸结合，引起核酸裂解，使正在进行细胞分裂的细胞染色体被阻断而产生微核，属于细胞水平上的染色体畸变现象。
二、 实验目的：
1、 加深理解环境因子引起的染色体畸变现象。
2、 掌握制片方法和显微镜操作。
3、 把观察到的好图像画下来。
三、 实验材料：黄鳝的新鲜血。
四、 实验主要器材、溶液：剪刀、载玻片、甲醇、Giemsa染液、磷酸缓冲液、显微镜。
五、 实验步骤：
1、 以剪刀剪去黄鳝尾巴，滴一小滴血于载玻片一端，以另一块载玻片推片制成血涂片，自然晾干。
2、 晾干后的血涂片在甲醇中固定5-10min，转入Giemsa染液中染色5-10min后取出，以PH7.4磷酸缓冲液冲洗。
3、 以滤纸擦干染片上水分，镜检。
4、 微核的鉴定标准为：位于细胞质中，与主核完全分开，多为圆形或椭圆形，染色与主核一致，大小为主核三分之一以下。
六、 作业：
画出所看到的微核。
实验四：唾腺染色体

一、 实验目的：
1、 练习果蝇幼虫唾腺剖离技术和制作唾腺染色体压片的方法。
2、 观察多线染色体的特征：如巨大性、横纹等。
二、 实验原理：
摇蚊（Chironomns）和果蝇（Drosophila）等双翅目昆虫幼虫的唾腺细胞都很大，某染色体称唾腺染色体（Sa rary Chronosome）为普通染色体的100-150倍又称巨染色体，经多次复制而不分开，所以它实际上是具有100-4000条染色丝的复制品。故又称多线染色体，经染色后可见深浅，疏密有致的横纹，横纹（或称带）的数目与位置恒定，具有种的特征，染色体的畸变中的缺失、倒位、重复、易位等都可在唾腺染色上识别出来。因此，是研究染色体畸变的好材料。
多线染色体具有以下几个特征：
1、 唾腺染色体巨大，超过一般染色体。
2、 唾腺细胞始终处于分裂前期状态，染色配对如粗线期，故染色体为n。
3、 在各染色体上，具异染色质的着丝粒部分，相互靠拢，形成染色体中心。
4、 有横纹处，DNA双链螺旋化程度稍高或稍低，故疏密有致，深浅有别，对应排列，这意味着基因的排列。
三、 实验准备
1、 材料：黑腹果蝇的三龄幼虫
2、 用具，实体显微镜，镊子，解剖针，载玻片，盖玻片
3、 药品：1NHCL ，0.7%NaCL，蒸馏水，醋酸，洋红。
四、 实验步骤
1、 幼虫的培养：
在果蝇的培养瓶中，经常将羽化的新果蝇除去避免产卵过多，培养瓶中幼虫过多。这样，幼虫就有较好的培养条件。培养温度宜在较低温度下进行，约在19℃左右，在这样条件下培养的三龄幼虫，色白、肥大、行动迟缓。三龄幼虫即将蛹化，常离开饲料爬到培养瓶壁上，容易用解剖针挑出。不要选择虽然肥大，但不行动，顔色转黄的正在化蛹的幼虫做实验材料。
2、 唾腺剖取：
A、 辨认头部：将幼虫放在载玻片上滴加一小滴0.7%Nacl如滴加太多，则影响解剖；如滴加太少，则容易使标本干燥，然后将此载玻片置于实体镜下，因幼虫为乳白色半透明状，故应取载物台板黑色的一面，便于观察。
辨认头部的方法有三：①有黑点（口器）者是头部②幼虫蠕动方向一端是头部③与有二黄色突起相对的一端为头部。只有正确地辨认头部，才能顺利拉出唾腺。
B、拉出腺体：双手各持一解剖针，解剖针宜尖锐，可事先
用砂纸打磨。用左手将所持的解剖针按在虫体头部稍前（约
在虫体前三分之一处），用右手将所持的解剖针按在头部口器
（黑色）稍后处，轻轻向前拨动，将头部与虫体扯开，腺体
随即拉出，漂在生理食盐水中，若头部扯开后，未找见唾腺，
可针解剖针在虫体前三分之一处轻轻向前挤压，唾体也可漂
出。
C、辨认腺体：果蝇唾腺成球棍状，由单层细胞构成，在实体
镜下边缘常附有一小泡沫状脂肪，腺体经确认后，应尽量将脂肪剔去。
3、 染色压片：腺体剖取后，将腺体留在载玻片上，然后将虫体及0.7%的生理盐水用吸纸拭去。有腺体上加一滴1nNHcl，2-3分钟后，吸去，再加蒸馏水，吸去（注意：不要将腺体随Hcl或蒸馏水一同吸去），再加醋酸洋红一滴，染色10分之后可在酒精灯上稍微加热（注意：不能将醋酸洋红烘干），然后加盖玻片并以吸水纸盖住，用解剖针木柄垂直轻敲数下后，再用拇指用力揿压，以唾腺细胞核已压破，染色体已伸展开来，但又不支离破碎为度，因此用力应适度，用力过小，则唾腺细胞核未压破，染色体未伸展；用力过大，则染色体支离破碎，可反复多压几片，用力大小由自已体会掌握。
五、 作业：
1、 用显微镜观察所制作的唾腺压片。
2、 绘制在显微镜所观察到的唾腺染色体图象。
实验五、果蝇的形态和生活史

一、实验目的：
1、掌握果蝇生活史中各阶段形态与特征
2、区别果蝇性别和几种常见突变型的主要性状
3、学习实验中果蝇的培养和繁殖技术
二、实验原理和方法
1、果蝇作为遗传学实验材料的优点 ：
① 生活史短，② 繁殖频率高，③ 饲养方便。
2、果蝇的生活史
① 温度与生存周期：30℃以上，25℃，10℃
② 生活史各阶段介结：卵→幼虫→蛹→成虫
3、果蝇的饲养
① 饲料及培养基的配制
a. 饲料
b. 培养基
c. 瓶及盖，纸灭菌
d.装瓶及装瓶的工作
② 果蝇的麻醉
a. 麻醉瓶的制作
b. 转瓶方法
c. 麻醉度
③ 果蝇的饲养
a. 保种饲养：10-15℃，1-2周换培养基
b. 杂交实验：处女蝇的收集，7-8天去亲代，20天安全期
c. 培养基被污染的处理：
三、主要材料：正常与突变的果蝇
四、主要用具：果蝇装片，实体镜、乙醚，麻醉瓶， 笔，解剖针
五、观察内容：
1、 果蝇的性别鉴定（见表一）
2、 果蝇突变性状的观察（见表二）
六、作业：画出你所看到的具两个突变性状的果蝇。

表一 雌雄果蝇的形态区别

雄性果蝇
雌性果蝇
腹片数目
4片
6片
腹部条纹
5条
7条
腹尖形状
腹尖饨圆
腹尖稍大
腹尖顔色
顔色较深
顔色较浅
有无性梳
第一对脚跗节前端有黑色鬃毛梳苏
无性梳

二 果蝇的突变性状
突变名称
基因符号
观察部位
性状特征
野生型
＋
眼，毛，翅长
眼红色，毛正常，翅长超过体长1/3
残翅
Vg
翅长
翅长仅为体长的1/2左右，不能飞行
黑檀体
e
体色
体色为黝黑如黑檀木
棒眼
B
复眼形状
复眼如棒状
焦刚毛
Sn
刚毛
刚毛稀疏而短，末端卷曲如烧焦状
白眼
W
眼色
眼为淡黄色
小翅
m
翅长
翅长与身体等长或稍长
试验六：植物减数分裂的观察

一、 实验目的：了解植物花粉形成中的减数分裂过程，通过实践掌
握压片，染色体制片技术，增加对三个遗传学基本
规律的认识。
二、 实验原理：
1、 花粉形成过程：小孢子母细胞→减数分裂→四分体之后花粉
的形成
2、 实验材料的准备：采取小花穗→固定24h→70%乙醇保存
3、 减数分裂图片的讲解（结合遗传学三大定律）
① 细线：可见染色体，一团于核内
② 偶线：开始配对，一团中飘出几根，交换定律
③ 粗线：可见着色粒
④ 双线：明显辨出染色体，可看见同源染色体的交叉
⑤ 终点：核膜开始消失，可见染色体交叉的端化
⑥ 中期：排列整齐，两个角度不同看到的景象
⑦ 后期：分离规律与自由组合规律
⑧ 末期：
⑨ 第二次分裂：两细胞同步
三、 主要材料：植物的处于减数分裂的花
四、 实验器具与溶液：实体镜，玻片，解剖针，吸水纸，压片板，擦镜纸，油镜瓶，生理盐水，改良苯酚品红，固定液，90%、80%和70%的乙醇。
五、 实验步骤
1、 取干净载玻片，滴上一小滴生理盐水，尽量挑取小花穗，在实体镜下挑出花药，在生理盐水中以解剖针剥开后，挤压几次，让分裂中的花粉母细胞飘进生理盐水，除去花药。
2、 待生理盐水干后，滴加1-2滴改良苯酚品红染液，染色20-30min，勿使干燥。
取盖玻片覆以吸水纸压片后镜检。
六、 作业
画出你所看到的两个处于不同分裂时期的小孢子母细胞
实验七 根尖细胞有丝分裂的观察

一、 实验目的
通过实验，学会以压片法观察植物染色体的操作，加深对细胞有丝分裂的理解。
二、实验原理
1、 染色原理：苏木精素在进入了细胞内部的铁钒溶液的媒介作用下，通过苏木精与铁的结合，使其能进入核内对DNA进行染色。
2、 材料处理
① 减去主根：减去主根有利于侧根的生长与分化，便于获得大量材料
② 以低浓度秋水仙素预处理：使根细胞能正常分裂，使分裂受到一定抑制
③ 控制温度：温度与分裂高峰出现的时间有关
3、 预处理
① 秋水仙素：纺 丝在细胞分裂的中期出现，秋水仙素可抑制纺 丝活动，打断纺 丝，使细胞分裂停留于中期
② 8 – 羟基喹啉：能降低细胞质的粘滞度，使染色体更易于在细胞质中散开
③ 秋水仙素的作用相对较平衡，而8 – 羟基喹啉对染色体有一定伤害作用，时间长了易造成染色体间交联，优点在于能较好的显示缢痕与副缢痕
④ 预处理以8 – 羟基喹啉（0.002m）以2h为宜，如学生 不需进行核型分析则可处理2个半小时，时间太长则缩短过于严重
⑤ 以低温预处理可降低细胞质粘度，有利于染色体散开
4、 固定
① 时间：以12-24h为宜，小根，嫩根时间较短，太长了则易引起细胞变脆（冰乙酸）
② 如不长久保存材料，可将材料自固定液中一步浸入70%乙醇，但需洗得无冰乙醇味，如需长久保存则自固定液中从90%-80%-70%乙醇中，并在保存瓶中加入2-3滴甘油冰箱保存
5、 水解
① 用孚尔根法与改良苯酚品红法 以1NHd 60℃下水解，时间以10-12min为宜，短则不易敲片（参见后）
6、 分色
① 45%冰乙酸：脱去细胞质内染色，并将细胞核内的染色变淡
② 烤片：以不烫手为宜，太热则烤焦细胞
烤片作用：a.使分色更为容易，b.通过加热使细胞胀大，利于压片时染色体更好的分散。
三、实验材料：植物根尖细胞
四、实验用具与溶液：
显微镜，玻片，镊子，青霉素瓶，长吸管，解剖针，刀片，水溶锅，（酒清灯），吸水纸，压片板，擦镜纸，油镜瓶、改良苯酚品红，45%乙酸、固定液、90%，80%，70%乙醇
五、实验步骤
1、 取1-2条根，加入少量经预热的1NHd，于60℃下水溶水解 min（准确），小心吸出Hd，以蒸馏水小心洗三洗，加入少量改良苯酚品红染液，染色20-30min，小心吸出染液，加入蒸馏水小心洗3次。
2、 取出根，在载玻片上小心切取根尖处0.1cm，以吸水纸吸去水份，加入1滴染液，加上盖玻片，覆以吸水纸压片后，以解剖针柄轻轻敲打，将细胞打散后镜检。
六、作业
画出你所看到的两个处于不同分裂时期的细胞。
实验八 黄鳝肾细胞染色体观察

一、 实验目的和原理：
本实验目的是通过黄鳝肾细胞染色体标本的制作过程，初步掌握动物染色体制片技术。
由于气候转冷，黄鳝的活动能力低，新陈代谢不够旺盛，黄鳝肾细胞中处于分裂期的细胞数目减少，不利于观察染色体，给黄鳝注射适量鲤鱼脑垂体数素，增强其新陈代谢，使更多的细胞进行分裂期，因PHA是人和其他动物有丝分裂刺激素，在只有一定数目的分裂细胞的情况下，注射适量的秋水仙素，破坏有丝分裂纺锤体的活动，可使较多的细胞停留在中期分裂相,经制片可观察计数染色体。
二、 材料：黄鳝
三、 实验准备：
1、 器材：注射器，大小剪刀各一把，镊子二把，培养皿，筛绢，有刻度离心管，离心机，吸管，恒温水浴锅，烧杯，小玻棒，显微镜，天平
2、 药品
① 鲤鱼脑垂体注射液：用鲤鱼0.7%NaCL配制
② 0.5%的PHA注射液
③ 0.5%秋水仙素注射液：0.85 %NaCL配制
④ 0.85%的NaCL溶液
⑤ 0.075MKCL低溶液
⑥ 固定液：甲醇3份，冰醋酸1份（需用时临时配制）
⑦ Giemsa原液
⑧ 磷酸缓冲液
⑨ 加拿大树胶
⑩ 二甲苯
四、 实验步骤
1、 于研钵中加少许0.7%NaCL将鲤鱼脑垂体磨成浆状，注射适量于所选的黄鳝腹腔内（一粒鲤鱼脑垂体大约能处理20条左右黄鳝）
2、 24小时按体重每100克注射0.2ml 0.5%PHA，作肌肉的注射
3、 三天后用0.1%秋水仙素（用0.85%的NaCL配制），按体重每100克注射0.2ml作肌肉注射。
4、 4-5小时后剪断黄鳝的颈动脉放血，用小镊子取肾组织，放入盛有0.85NaCL的培养皿中，洗净血污及附着的其他组织，将条形肾脏剪成若干段，放掉血细胞。
5、 将洗净肾组织转入5ml小烧杯中，用小剪刀将其尽量剪碎，通过筛绢过滤于另一5ml小烧杯中，滤液倒放有刻度离心管。
6、 将离心管两端均衡后离心6分钟（800转/分）
7、 去上清液，沿离心管滴加35℃预热的0.095MKCL心溶液理理，从滴加低溶液始计算时间，低渗40分钟。
8、 于低渗后的细胞悬液中加入等体积的固定液，加固定液时注意用吸管沿壁加入，然后用吸管温和吹打，将低溶液造成的细胞团块吹散开，静置15分钟。
9、 同6
10、 去上清液，沿壁加入1mS固定液，用吸管温和吹打后静置固定20分钟。
11、 同6
12、 同10
13、 同6
14、 吸去大部分固定液，只留0.1-0.5ml固定液，用吸管吹打成细胞悬液，吹打时注意不要将细胞吸到管上部，也不要接触离心管上部，否则会丢失许多细胞。
15、 滴片：用吸管吸取细胞悬液，距玻片5cm左右的距离滴片，每张滴片滴1-3滴（根据细胞悬液的浓度）为了避免由于滴片距离掌握不好造成染色的分散程度不佳，可在一张片子上滴3滴采取不同的滴片距离。
16、 Giemsa封片
17、 镜检与封片
五、 作业
绘典型的中期分裂细胞图，并计算染色体数。
实验九 植物多倍体的诱导与观察

一、实验目的：
1、了解人工诱发多倍体植物的原理、方法及其在植物育种中的应用。
2.、观察多倍体植物，鉴别植物染色体数目的变化及其引起植物其它器官的变异。
二、实验原理：
自然界中各种生物的染色体数目是相当恒定不变的。但是，在自身或外界环境条件的作用下，生物染色体的数目也会发生改变。秋水仙素、异生长素、富民农等物质均可诱发植物的多倍体。多倍体的产生，属于一种染色体数目变异现象，这一变异可引起植物性状的改变，而这些改变既有有害的，也有有利的。
三、材料：
玉米、大麦或水稻种子
四、器具和药品：显微镜、载波片、盖玻片、培养皿、镊子、剪刀、滴管、吸水纸、测微尺、0.1%和0.025%的秋水仙素、1mol/L的HCl溶液、改良石炭酸品红溶液、碘化钾。
五、实验步骤：
1. 把玉米种子浸泡在0.1%的秋水仙素溶液24小时；
2. 转移萌发种子(清洗)到含有0.025%的秋水仙素溶液的培养皿中，20℃培养发芽。
3. 48小时后冲洗幼苗，移栽到大田或盆子中
4. 同期种植未经秋水仙素处理的玉米种子作对照
5. 制作四倍体、二倍体玉米根尖细胞压片，检查染色体数。
6. 观察四倍体玉米根尖细胞的有丝分裂过程。
六、作业：
画出四倍体玉米根尖细胞分裂中期的染色体图像。
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