普通遗传学实验指导书

《普通遗传学》实验指导书生命科学与技术实验教学中心目录实验一植物细胞减数分裂实验二玉米一对相对性状的遗传分析实验三果蝇的生活史及形态观察实验四果蝇唾腺染色体的观察实验五果蝇的双因子杂交实验实验六果蝇的伴性遗传实验七果蝇的连锁交换与基因定位实验八细胞核内脱氧核糖核酸的定性鉴定实验九植物多倍体的诱发与鉴定实验十蚕豆根尖微核检测技术实验十一人群中PTC味盲基因频率的分析实验十二植物基因组DNA的提取实验课是普通遗传学课程教学中的一个重要环节，遗传学实验的目的主要有两方面：一是验证遗传学的基本规律，帮助理解和记忆遗传学的基本理论；二是学习和掌握遗传学研究的基本操作技能，为将来从事遗传研究或继续深造打好基础。

本实验指导书是参考有关资料，结合农学、园艺专业的特点编写而成，所选材料主要是植物，在教学过程中，根据实验条件和学时数，从中选开有关实验，实验的顺序视材料的准备情况会有变动。

实验一植物细胞减数分裂一、实验目的与要求1.掌握植物花粉母细胞减数分裂的取材、固定和染色制片方法。

2.了解减数分裂各个时期染色体变化特征。

二、实验原理减数分裂是保证各物种世代间染色体数目恒定的基础，仅在配子形成过程中发生，包括连续两次细胞分裂，而染色体只复制一次，结果形成四个核，每个核只含有单倍数的染色体，即染色体数目减少一半，所以称作减数分裂。

减数分裂的连续两次分裂都包括前期、中期、后期、末期等各个时期，但第一次分裂的前期的变化最为复杂，又可分为细线期、偶线期、粗线期、双线期和终变期，出现同源染色体的配对、交换等现象。

三、实验材料、用具和药品1.材料：玉米、小麦、蚕豆的花序固定材料。

2.用具：显微镜、解剖针、镊子、刀片、恒温箱、载玻片、盖玻片、染色缸、试剂瓶、酒精灯、纱布、吸水纸等。

3. 药品：无水乙醇、冰醋酸、卡诺固定液、蒸馏水、醋酸洋红、改良品红。

四、实验方法与步骤1.取材固定：掌握各植物的最适时期和最适时间，保证大量花粉母细胞处于减数分裂时期，一般在上午9~11时取材效果较好；取好的材料立即放入卡诺固定液中，在低温处固定2~24h，在80%乙醇中处理半小时后，用70%乙醇保存于冰箱中。

2.解离：挑出花药，经过70%酒精，再用蒸馏水冲洗，在1N HCl中60℃恒温下解离5~15min，用蒸馏水冲洗后用于染色压片。

3.染色：取出花药吸去多余液体，放在载玻片上，加一滴醋酸洋红或改良品红，用镊子反复挤压花药，使花粉母细胞完全溢出来，尽可能去除残渣药壁，酒精灯上稍加热，放置2~3 min，使染色体充分着色。

4.压片：盖上盖玻片，用刀片架起盖玻片一角，中指和食指按住盖玻片边缘，用镊子尖轻敲几下，使花粉母细胞分散，移去刀片，在酒精灯上迂回稍加热后，用手指垂直压片。

5.观察：在显微镜下观察花粉母细胞减数分裂的各个时期的图象。

五、思考与作业题1.绘出所观察到的减数分裂各时期的典型图像。

2.在形成生殖细胞的过程中，染色体数目是怎样减数的？3.减数分裂与有丝分裂的主要区别是什么？实验二玉米一对相对性状的遗传分析一、实验目的与要求通过玉米一对相对性状的杂交试验，观察和分析杂种后代的性状表现，加深分离规律的理解。

二、实验原理玉米籽粒胚乳非糯性和糯性由一对等位基因(Wx和wx)控制，且非糯(Wx)对糯(wx)为显性，由非糯和糯亲本杂交的F1植株能形成Wx和wx两类配子，由于带有Wx和wx基因的花粉对I-KI液有不同的颜色反应，可通过测定得出1:1之比。

三、实验材料、用具和药品1.材料：玉米籽粒胚乳非糯性(Wx)和糯性(wx)杂交F1代的花粉。

2.用具：普通生物显微镜、载玻片、盖玻片、镊子、计算器等。

3.药品：1％I-KI溶液。

四、实验方法与步骤取糯性与非糯性杂交F1花粉，用1％I-KI溶液染色，低倍显微镜下观察，计数蓝黑色(非糯)和红褐色(糯性)花粉粒数目。

五、思考与作业题将统计数据全班汇总填入下表，每人进行χ2测验或仅检验自己的结果是否相符。

实验三果蝇的生活史及形态观察一、实验目的与要求1.了解果蝇生活史各阶段的形态特征，观察果蝇的几种常见的突变类型。

2.掌握辨别雌雄果蝇的方法。

3.了解果蝇的饲养方法和处理方法。

二、实验原理果蝇属于昆虫纲，双翅目，完全变态，生活周期短，生长迅速，繁殖能力强，每交配一次可排卵400~500个，其生活周期与温度密切相关，大于30℃时大部分死亡或不育，20℃时，生活周期为15天，25℃时，其生活周期为10天，在小于10℃的环境下，其生活周期为57天，所以，果蝇培养的最适温度是20~25℃。

果蝇形体小，生长迅速，繁殖率高，饲养简便，突变性状多，是遗传学研究的极好材料。

三、实验材料、用具和药品1.材料：野生型和常见的突变型果蝇。

2.用具：体视显微镜、放大镜、小镊子、培养瓶、麻醉瓶、白瓷板、培养皿、毛笔。

3.药品：乙醚、琼脂、玉米粉、蔗糖、酵母粉、苯甲酸。

四、实验方法与步骤1.果蝇培养基的配制1）按下表4倍量取样3）取2/3水将琼脂煮溶→加红糖→加搅好的玉米面(1/3水)+苯甲酸→煮沸→50℃左右加入酵母粉(液)→培养瓶（1-2cm）处理：150℃，3min 干热灭菌（带瓶塞）。

2.果蝇的生活史观察透过培养瓶观察果蝇生活史各阶段的形态：幼虫、蛹、成虫，卵因极其微小而无法观察到。

3.果蝇的麻醉将果蝇移入三角瓶，乙醚麻醉0.5min（翅张角小于45°）后转入培养皿中，麻醉状态一般可维持5~10min。

如观察中苏醒，可在培养皿内放一个滴有乙醚的滤纸条补救。

4.果蝇的性状观察用放大镜观察白瓷板上的麻醉后的果蝇，区别雌雄体，观察果蝇常见的几种突变类型。

五、思考与作业题1.描述果蝇的生活史。

2.如何区别雌雄果蝇？实验四果蝇唾腺染色体的观察一、实验目的与要求1.掌握果蝇幼虫唾腺的解剖方法和唾腺染色体的制片方法。

2. 观察果蝇的唾腺染色体，加深对染色体结构和功能的认识。

二、实验原理果蝇唾腺染色体是果蝇幼虫期唾腺细胞核内染色线连续复制，但细胞核不分裂，而形成的多线染色体，又称为巨型染色体。

它比果蝇其它细胞的染色体长100~200倍，有1000~4000条染色体的拷贝。

这种染色体可以观察到由一个“中心”和五个臂组成(2n＝8)。

这是由于各染色体的着丝粒周围的异染色质部分相互结合在一起，形成一个“中心”，又由于同源染色体紧密配对，第Ⅱ、第Ⅲ中位着丝粒的染色体各有左右两条臂，Ｘ染色体是端着丝粒染色体，只能看到一条染色体臂，第Ⅳ染色体则呈点状，所以可见五条臂。

而且每条染色体臂上还呈现不同的横纹(band)。

根据果蝇的表现型和它的唾腺染色体上横纹染色的深浅、宽窄及其他特征可为基因与性状的关系提供一定的依据，并可作出基因的细胞学图。

所以，唾腺染色体是细胞遗传学研究的极好材料。

三、实验材料、用具和药品1.材料：果蝇的三龄幼虫。

2.用具：体视显微镜、普通生物显微镜、解剖针、镊子、载玻片、盖玻片。

3.药品：1％醋酸洋红、0.7％生理盐水、1mol/LHCl、蒸馏水等。

四、实验方法与步骤1.取16~18℃条件下培养的果蝇三龄幼虫置于载玻片上，滴加0.7％生理盐水。

2.双筒解剖镜下，用解剖针针尖掀住幼虫靠前端三分之一处，以固定幼虫，再用镊子或解剖针夹紧其口器的头部，用力把头部从身体中拉开。

位于幼虫前端食道两侧的唾腺便随之而出，弃去殊余部分，并剔除唾腺上白色脂肪。

3.将唾液置于载玻片上，滴一滴1％醋酸洋红染色数分钟，盖上盖玻片，外复吸水纸，用大拇指轻压，使细胞分散，吸去多余的染色液。

4.镜检。

先在10 倍镜下观察找到染色体后，再换高倍镜下观察，比较各染色体的横向纹带、带宽大小、带纹排列顺序，以及由着丝点纠集组成的染色体中心。

五、思考与作业题1.绘出所观察到的果蝇唾腺染色体的图像，标明染色中心和5条臂。

2.果蝇唾腺染色体与其他染色体在形态结构上有什么区别？实验五果蝇的双因子杂交实验一、实验目的与要求通过果蝇两对相对性状的杂交试验结果分析，验证独立分配规律。

二、实验原理果蝇长翅与残翅是一对相对性状，由位于第Ⅱ染色体上的基因＋/vg决定，灰体和黑檀体是另一对相对性状，由位于第Ⅲ染色体上的基因＋/e决定，因此取长翅黑檀体(++、ee)的雌蝇与残翅、灰体(vgvg++)的雄蝇交配(或反交)，F1代全部是长翅灰体，F1代自交而得的F2将产生性状分离和重组，出现四种表现型，即长翅灰体、长翅黑檀体、残翅灰体、残翅黑檀体，比例为9:3:3:1。

三、实验材料、用具和药品1.材料：长翅黑檀体(++、ee)与残翅、灰体(vgvg++)的果蝇。

2.用具：体视显微镜或放大镜、饲养瓶、麻醉瓶、海棉板、白瓷板、解剖针、镊子、毛笔等。

3.药品：乙醚、酒精等。

四、实验方法与步骤1.麻醉。

取麻醉瓶(与饲养瓶口径大小相同)，在其棉塞上滴几滴乙醚并塞好，将饲养瓶轻轻振动使果蝇全部落在培养基上，然后迅速拨去饲养瓶和麻醉瓶上的棉塞，口对口相吻合，饲养瓶在上，麻醉瓶在下，轻轻将麻醉瓶在海棉块上振动，使饲养瓶中的果蝇掉进麻醉瓶里，然后迅速塞好两只瓶的棉塞子。

当观察到麻醉瓶中的果蝇昏迷不动时，就可将果蝇倒在白瓷板上进行性状观察和雌雄的区别。

如仅观察统计可延长时间麻醉致死，其翅膀外展45°时说明已死亡。

如需继续培养以轻度麻醉呈昏迷状态为宜。

2.选取长翅、黑檀体处女蝇和残翅、灰体雄蝇5~6对(或反交)，一起放入事先装有培养基的饲养瓶内。

3.一周后倒出亲本果蝇，等F1羽化后进行观察、记录。

4.任意选取正交或反交组合的F1雌雄果蝇(雌蝇必须处女蝇)7~8对，放入一个培养瓶中。

5.一周后倒去F1果蝇，待F2羽化后10天进行观察统计四种表现型的具体数目，或F2羽化后，每2~3天统计一次，连续统计7~8天。

6.将观察结果填入下表：五、思考与作业题1.对观察资料进行χ2测验，讨论实验结果是否符合独立分配规律。

2.果蝇杂交时应注意哪些事项？实验六果蝇的伴性遗传一、实验目的与要求通过性连锁个体正、反交试验结果的分析，认识由性染色体上的基因所控制的性状分离规律以及了解伴性遗传在正、反交中的差异。

二、实验原理果蝇有四对染色体，第一对为性染色体，其余三对为常染色体，果蝇的性别决定是XY 为雄，XX为雌，伴性遗传也就是指位于性染色体上的基因所控制的性状在后代的表现因性别而转移，果蝇中已知红色眼和白色眼是一对相对性状，由位于Ｘ染色体上的基因＋/w决定，而Ｙ染色体没有对应的等位基因，将红眼和白眼果蝇交配，其后代眼色的表现就和性别有一定的关系，并且，正、反交的结果不一样。

三、实验材料、用具和药品1.材料：果蝇红眼和白眼品系。

2.用具：放大镜、饲养瓶、麻醉瓶、海棉板、白瓷板、解剖针、镊子、毛笔等。

3.药品：乙醚等。

四、实验方法与步骤1.麻醉，同实验五。

2.选取红眼或白眼处女蝇5~6只，选取相对性状的雄果蝇5~6只，和雌果蝇一起放入事先盛有饲料的饲养瓶内，分别做正、反交组合各一瓶。