遗传学自选小实验

普通人群及视力障碍人群中嗅阈的检测

一实验介绍

1.1 本学期的遗传学课上，有一次PTC尝味实验，通过对PTC尝味能力测试来进行人群体遗传的分析。考虑到PTC试剂的毒性，以及在实验室内品尝试剂的危险性，我们可以对实验方法进行修改，采用闻的方法，无毒无苦。

1.2 盲人虽然失去视力，但却往往有着超出常人的嗅觉与听觉——从小看的小说、电视中总是这么说的。那么事实真的是这样吗？通过对盲人、正常人的嗅阈进行测试，并将数据作统计学上的比较分析，或许可以得到比较可靠的结论。

二实验目的

2.1 通过对一定人群中若干嗅阈的测量与分析,学会人类群体遗传调查的基本方法，并以此进一步学习掌握Hardy-Weinberg定律。

2.2 通过对一定数量的视力障碍人群的嗅阈进行测试，并将得到的数据与普通人的数据进行分析比较，研究盲人的嗅觉与普通人相比是否存在显著性差异？

三实验原理

3.1嗅觉：嗅觉是一种由感官感受的知觉。它由两种感觉系统参与，即嗅神经系统和鼻三叉神经系统。嗅觉和味觉会整合和互相作用。嗅觉是外激素通讯实现的前提。嗅觉的感受器位于鼻腔上方的鼻黏膜上，其中包含了支持功能的皮膜细胞和特化的嗅细胞。嗅觉是一种远感，即是说它是通过长距离感受化学刺激的感觉。相比之下，味觉是

一种近感。

脊椎动物的嗅觉感受器通常位于鼻腔内由支持细胞、嗅细胞和基细胞组成的嗅上皮中。在嗅上皮中，嗅觉细胞的轴突形成嗅神经。嗅束膨大呈球状，位于每侧脑半球额叶的下面；嗅球和端脑是嗅觉中枢。1

3.2 在听觉、视觉损伤的情况下，嗅觉作为一种距离分析器具有重大意义。盲人、聋哑人运用嗅觉就象正常人运用视力和听力一样，他们常常根据气味来认识事物，了解周围环境，确定自己的行动方向。2

3.3嗅阈值浓度（threshold concentration）：人的感觉器官能够嗅觉到的最低嗅觉浓度

计算方法：X=M/22.4×C×273/(273+T)×(Ba/101325) 3

X：浓度mg/m3

C：浓度ppm

T：温度K

Ba：压力Pa

M：分子量

人对有害气体的平均嗅觉灵敏度为0.1，但不同人差异很大，低到0.5的人很多，眼和咽的刺激阈分别为0.5和0.6.

3.4 Hardy-Weinberg定律是群体遗传学中的基本定律又称遗传平衡定律该定律于1908年由英国数学家G. H. Hardy和德国医生W. Weinberg共同建立的。它的基本含义是指在一个大的随机交配的群

体中，在无突变、无任何表式的选择、无迁入迁出、无遗传漂变的情况下，群体中的基因频率和基因型频率可以世代相传不发生变化，并且基因型频率是由基因频率决定的。推导过程包括三个主要步骤。一、从亲本到其产生的配子。二、从配子结合到产生合子的基因型。三、从合子基因型到子代的基因频率。p2+ 2pq + q2= 1是在一对等位基因的情况下的遗传平衡公式。是假定影响基因频率的因素不存在的情况下进行的。实际上，自然界的条件千变万化，任何一个群体都在不同程度上受到各种影响群体平衡因素的干扰。而使群体遗传结构不断变化。研究这些因素对群体遗传组成的作用，具有十分重要的理论与实践意义。影响群体平衡的主要因素包括突变、选择、迁移、遗传漂移和交配系统。

四实验材料与操作步骤8

4. 1材料与用具

普通人群嗅阈测试对象：本校各院系学生或某一区域人群

视力障碍人群嗅阈测试对象：推荐可以联系上海盲童学校进行相关实验

桂花、薄荷等常见香料可以购自附近的便利店。乙醇、乙酸、氨水等可用国产AR 级试剂,双蒸水水可用复旦泉代替。烧杯、锥形瓶、量筒、试剂瓶等用具均经高压灭菌后,冷却待用。

4. 2溶液配制

以双蒸水作为14号试样。配制1000ml 0. 03 %(W/ V) 的薄荷香精于1000ml容量瓶中，标记为1号母液。将倒出500ml的1号液的

1000ml容量瓶中再加双蒸水至1000ml，充分混匀，为2号液。这样用容量瓶一次倍比喜事，共配制14种浓度。乙醇与乙酸的试液则分别以25 %(V/ V) 乙醇和1 %(V/V) 乙酸为1号母液,同样按之前的方法以0.5倍作倍比系列依次稀释成第2～13号溶液。

4. 3实验方法与步骤

采用简易的溶液嗅阈测定法测定受试者的嗅觉察觉阈和识别阈。标准的嗅味方法为：轻轻摇晃试液瓶,打开瓶塞,将鼻子凑近瓶口,用手将瓶口的空气扇至鼻口，稍稍吸气并试着说出自己的感觉。然后依次从低浓度溶液向高浓度溶液逐一闻过,并说出第几号溶液感觉有味道(此号数即为察觉阈) ;之后,应当再继续闻下去,直到说出所测物质的准确名称为止(此号数即为识别阈)。如此反复测试三次,以其中相同的2 次或3 次数据为准。最后,记下所得数据。实验可以分组进行。因嗅味溶液容易挥发,试液应当现配现用。

本实验操作比较简单，测试者应当要采用一些技巧迷惑受试者，避免使受试者由于心理作用而影响结果的准确性。同时，为防止学生之间相互影响,最好逐个单独测试,并尽量不使测试过的学生与待测学生接触。

普通人群与视力障碍人群的嗅阈测试方法相同。

五可以预见的实验结果与讨论分析（因为没有进行真正的实验）

5.1嗅阈结果的H-W定律检验

对实验得到的每一种嗅觉物质的嗅阈测量结果均记录到表格中，同时以散点图的形式绘出实验结果。（以乙醇为例）可以预见，试验

群体对乙醇的察觉阈和识别阈曲线是不同的,且察觉阈的范围大于识别阈。这说明人体控制这两项机能的分子机理很可能是不同的，且由不同的嗅觉受体组合及传导途径所执行。根据实验结果，可以将测试群体对乙醇的察觉阈分为两类。一为敏感型,阈值范围为第7～13号试液,另一为不敏感型,其阈值范围为第1～6 号试液;对乙醇的识别阈可分为三种类型:高度敏感型,阈值范围为第7～13 号试液;中度敏感型,阈值范围为第3～6号液;不敏感型或称嗅盲型,阈值范围为第1～2 号液。若对乙醇嗅味的识别能力由一对等位基因A - a控制,敏感为不完全显性( A ) ,不敏感为隐性( a) 。则可统计出高敏型AA ？人, 中敏型Aa ？人。不敏感型或嗅盲aa ？人。根据H-W定律可以得到嗅盲率，基因频率。

5.2嗅阈结果普通人群与视力障碍人群的分析比较

生物统计上的检测方法有很多。较常用的方法是由R.A.Fisher发明的ANOVA方差分析法。ANOVA用于两个及两个以上样本均数差别的显著性检验。由于各种因素的影响，研究所得的数据呈现波动状。造成波动的原因可分成两类，一是不可控的随机因素，另一是研究中施加的对结果形成影响的可控因素。

具体的分析方法可见《生物统计学导论》（清华大学学出版社）第8，9章。

生物统计软件可使用MINITAB 16。

5.3关于可能的实验结果的一些讨论分析

5.31研究教材中的味盲测试实验，我想之所以使用PTC而不是辣