遗传学-实验指导

遗传学实验（附名词解释）河南农业大学农学院遗传组二00六年七月1目录实验室工作规程------------------------------------------------------------------------------------------(2)实验一有丝分裂与减数分裂的观察------------------------------------------------------------(3)实验二玉米种子的变异性状及分离规律------------------------------------------------------(6)实验三独立分配规律与基因互作---------------------------------------------------------------(9)实验四基因的连锁交换与基因定位-----------------------------------------------------------(12)实验五红色面包霉的分离和交换--------------------------------------------------------------(15)实验六染色体结构变异的观察-----------------------------------------------------------------(18)实验七染色体数量变异的观察-----------------------------------------------------------------(20)实验八植物多倍体的诱发与鉴定--------------------------------------------------------------(22)实验九遗传率的估算-----------------------------------------------------------------------------(24)实验十花粉母细胞涂抹制片技术--------------------------------------------------------------(27)实验十一植物细胞有丝分裂制片技术-----------------------------------------------------------(29)附1：一般细胞学压片药液的配制-------------------------------------------------------------------(30)附2：玻片的清洁方法----------------------------------------------------------------------------------(30)附3：卡方值表-------------------------------------------------------------------------------------------(31)附4：名词解释-------------------------------------------------------------------------------------------(31)2实验室工作规程一、守则为了获得准确的实验结果，避免在工作中发生差错和意外事故，实验室必须严格遵守下列各项规则。1.实验前，预习实验指导书，复习有关内容，带实验报告纸和铅笔。2.按照指导教师的规定进行操作，认真仔细地观察，并随时把实验中出现的情况和最后结果详细记录下来。3.认真写好实验报告，一律用铅笔绘图。4.爱护实验仪器、设备和材料，保持实验用具的洁净，用显微镜观察时，切勿使染料或药剂沾污镜头和镜台，如有沾污须用擦镜纸擦试干净；实验果穗标本一律不准脱粒。5.保持实验室安静整洁，不准高声喧闹、随地吐痰，不得乱扔纸屑和脏物。6.实验完毕，将用过的仪器、用具擦洗干净，并放回原处；关闭电源水源，各小组轮流打扫卫生。二、显微镜的清洁与保养显微镜是遗传学实验中最重要的工具，必须注意防尘、防湿、防高温、防药品腐蚀。1.提取镜箱时，右手提镜箱，左手托箱底，取镜时，右手紧握镜柄，左手托镜底，防止显微镜滑落损坏。2.镜检时，先用低倍镜观察，转换高倍物镜后，只能用细调螺旋调焦距，切勿乱用，以防损坏镜头。3.如果发现镜头被药物或者脏物沾污，应立即用擦镜纸沾少许二甲苯擦掉脏物或药液，并迅速用擦镜纸擦干。4.使用完毕后，转动物镜不要对着聚光镜，并将镜筒降至最低点，放回镜箱，归还原处。5.使用带光源的显微镜时，先把灯光亮度调至最小，然后打开电源开关，观察时调至最适亮度；停止观察时，把亮度调至最小后，再关闭开关。6.显微镜必须与化学药物分开放置，严禁混藏。3实验一有丝分裂与减数分裂的观察一、实验目的1.观察有丝分裂中染色体的变化，了解有丝分裂全过程。2.观察并熟悉减数分裂的全过程及各个时期染色体的变化，为学习遗传基本规律奠定细胞学基础。二、实验材料大蒜、蚕豆、玉米、洋葱根尖的有丝分裂制片，玉米、小麦和黑麦花粉母细胞的减数分裂制片。三、实验用品显微镜四、实验原理和实验内容1.有丝分裂植物细胞的有丝分裂是植物体细胞增殖的主要方式之一，有丝分裂间期，细胞核内的每个染色体进行复制，分裂开始后染色体发生一系列的变化，可分为紧密衔接的前期、中期、后期和末期。前期：在细胞核中出现丝状染色体，缠绕成团，可见明显的核仁，随后，丝状染色体通过螺旋化逐步变短加粗，分散在核膜的内缘，这时每条染色体由两条染色单体组成，但在着丝点处仍相互连系在一起，随着核仁和核膜的消失而进入中期。中期：进入中期时，染色体向细胞当中集结，排列在赤道面上，这时纺锤丝的一端连着染色体的着丝点，另一端集中于细胞的极处，构成了纺锤体。由于这个时期染色体盘曲、折迭，形成了具有一定形态的染色体，因此，这个时期是染色体计数和观察染色体形态的最适时期。后期：每个染色体上的两条染色单体，随着着丝点的分裂而开始分离，在纺锤丝的牵引下，每条染色单体分别向两极移动，成为独立的染色体。染色体上着丝点位置不同，后期染色体呈现各种不同的形状(J形、V形和棒形等)。末期：染色体到达两级，逐渐解螺旋，染色体伸长变细，回复到间期的染色质状态。核膜开始重新形成，核仁出现，随着纺锤体的解体，在细胞的赤道板处形成膜体，于是，由一个细胞分裂成为两个细胞，完成了细胞有丝分裂的全过程。有丝分裂是染色体复制分裂的过程，染色体一分为二，均等分配，其结果，母细胞与子细胞之间、子细胞与子细胞之间染色体的数目和组成完全相同，生物遗传信息的正4确传递正是由于染色体的准确复制和均等分配的结果。2.减数分裂减数分裂是染色体数目减半的有丝分裂，也叫成熟分裂。生物在个体发育过程中，生长发育到一定阶段进入性成熟时，产生胚囊母细胞和花粉母细胞，它们经减数分裂，分别形成染色体数目减半的大、小孢子，再经过若干次有丝分裂，发育为雄配子体(花粉粒)和雌配子体(胚囊)，通过授粉雄雌配子结合成合子，恢复了2n的染色体数目，新的一代就是从合子开始的。可见，减数分裂对于生命的延续和生物的遗传变异均具有十分重要的作用。在减数分裂的全过程中，染色体只复制一次，而细胞则分裂两次，其结果，使每个子细胞的染色体数目比性母细胞减少了一半，即由2n变为n。这两次连续的细胞分裂都可以分为前期、中期、后期和末期。其中以第一次分裂的前期变化最为复杂，可将之细分为细线期、偶线期、粗线期、双线期、终变期。前期Ⅰ细线期：核内出现明亮空腔，染色体呈细长丝状，首尾难分，相互缠绕，靠近核的一边，在电子显微镜下可以看到染色体成双的状态。偶线期：同源染色体配对，同源染色体首先在端粒处靠拢，然后逐渐扩展到整个染色体，同源染色体的这种相互吸引和纵向靠拢称为联会，这是减数分裂和有丝分裂中染色体行为的主要区别之一。联会时，在两个同源染色体之间形成由蛋白质和DNA构成的联会复合体，其作用是使同源染色体的配对更加稳定，利于交换的完成。粗线期：配对的染色体随着螺旋化的加强而逐渐缩短变粗，染色体的个别性逐渐明显，是观察染色体形态的最好时期，这个时间，由于每一对染色体均由四个染色单体所组成，故称四合体，此期间同源染色体各染色单体之间可能发生节段互换，染色体节段的交换是生物变异的重要来源之一。双线期：染色体缩得较粗较短，同源染色体的两个成员之间，相互排斥而彼此分开。但发生过交换的部位仍粘连在一起，形成交叉结，这是交换的直接结果，交叉结的数目一般在1—13个之间，在同种生物中交叉的数目一般与染色体长度成正比，所以双线期联会在一起的染色体好象“麻花”一样。终变期：染色体缩得更短，交叉结逐渐移至端部，各二价体分散在细胞核中，因此是染色体计数的良好时期。终变期末核仁、核膜逐渐消失。中期Ⅰ核仁、模膜完全消失，染色体排列在赤道板上，成对染色体上的着丝点朝向两极，纺锤丝出现。后期Ⅰ二价体的两个成员开始分开，在纺锤丝的牵引下，分别向两极移动，使得所形成的两个子细胞的染色体数目减少了一半。此时着丝点尚未分裂，每根染色体仍包括两条染色单体。两条同源染色体分向哪一级是随机的，因而非同源染色体之间则以同等机会随机结合，进入不同子细胞中，这是后代变异的另一重要来源。末期Ⅰ5分向两极的染色体又聚合起来，核仁、核膜开始形成，中央纺锤丝形成细胞板，于是一个母细胞分成两个子细胞，叫做二分孢子。在豌豆、番茄等双子叶植物中细胞质并不进行分裂，两个新的细胞核仍然留在共同的细胞质中。间期每个子细胞中核仁、核膜形成，染色体慢慢伸长，这个时期很短促，紧接着进入下一次分裂。前期Ⅱ染色体又开始缩短，每个染色体有两条染色单体，这时染色体臂张开，可以观察到每个染色体上具有四个臂。中期Ⅱ染色体明显缩短变粗，排列在两个子细胞的赤道板上。后期Ⅱ染色体的着丝点分裂，每个姊妹染色单体各具一个着丝点，成为独立的染色体。在纺锤丝牵引下，它们分别移向两极。末期Ⅱ分向两极的染色体聚集起来，形成新核，在赤道面上出现膜体，于是由一个母细胞分裂成为四个子细胞，植物花粉母细胞减数分裂刚结束时，这四个子细胞仍联合在一起，叫做四分孢子(简称四分子)。五、实验作业1.认真观察制片，绘有丝分裂和减数分裂图各三个。2.减数分裂和有丝分裂有何不同?它们的遗传学意义如何?6实验二玉米种子的变异性状及分离规律一、实验目的1.识别玉米籽粒各部分的变异性状，并了解其遗传基础。2.通过观察玉米一对相对性状杂种果穗的籽粒和花粉粒的分离现象验证分离规律。二、实验材料玉米各种性状的籽粒，固定的杂交F1雄穗(冰箱存放)及杂交F2分离果穗。三、实验用品显微镜、载玻片、解剖刀、弯头针、镊子、碘—碘化钾稀溶液、电子计算器。四、实验原理和实验内容1.玉米籽粒构造和花粉直感现象玉米籽粒包括胚、胚乳和果皮三部分，其中胚与胚乳是双受精后发育形成的，其性状表现决定于父母本的遗传基础，杂交当代将表现出具显性基因的亲本性状。当父本的花粉中含有控制胚与胚乳性状的显性基因时，在母本植株所结籽粒的胚及胚乳上就可以表现出父本的这一显性性状来，这种现象称为“花粉直感”。果皮是由子房壁及珠被发育而成，属于母本的体细胞组织，其性状发育是由母本的基因型决定的，通常不受父本花粉的影响。2.玉米籽粒的变异性状及其遗传基础(1)果皮：有红色、棕色、花斑和无色等颜色变异，一般是由A1、P和BP等基因互作的结果。(2)胚乳性状：有甜(su)和非甜(Su)、糯(wx)与非糯(Wx)、凹陷(sh)与饱满(Sh)等性状。(3)糊粉层颜色：糊粉层是果皮下面属胚乳部分的最外层细胞，内含糊粉粒，其颜色常见的有无色、紫色、红色三种，颜色的产生涉及A1、A2、C、R、BZ、In和Pr等多对基因。(4)淀粉层颜色：有黄色(Y)及白色(y)两种。(5)胚尖颜色：有紫色(Pu)和无色(pu)两种。3.性状分离和配子分离(1)性状分离：玉米中，甜玉米和非甜玉米表现为一对基因的差别，以隐性甜玉米为母体，与纯合显性非甜玉米杂交，由于花粉直感作用，当代得到