《遗传学》试验指导

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福建农林大学作物科学学院遗传育种教研室

前言

遗传学诞生至今，已有一百多年的历史，已是当今生命科学中发展最快的一门前沿学科，它涉及生命科学的各个领域，引领生命科学从各个水平探讨生命的奥秘。而且，遗传学与农、林、牧、渔、工业发酵、医药、优生优育等密切相关，是动物、植物、微生物育种实践的理论基础，具有很强的实践性，因此，遗传学试验课是遗传学教学中的重要环节。通过试验验证遗传学基本规律、把握遗传学试验技术、分析遗传学试验结果，从而加深理解遗传学理论知识，初步把握遗传学研究的基本试验技能。

本试验教材适合本科生物技术、生物科学专业和农业院校的农学、植物保护等专业。随着生命科学的发展，在基本遗传学试验基础上，增加群体遗传学试验内容。试验共分为五大部分：第一部分：遗传的细胞学基础其次部分：染色体变异第三部分：验证遗传规律第四部分：数量遗传第五部分：群体遗传

生物技术专业和生物科学专业遗传学试验课为18学时，开设6次试验，每一部分内容为1-2次试验，并结合多媒体示范试验。

农学专业遗传试验课为15学时，开设5次试验，内容为第一，三、四、五部分，同时也结合多媒体示范试验。

植物保护专业遗传试验为9学时，开设了3次试验，内容为第一、三、四个部分。试验分组进行，每组30－40人。

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目录

前言

一、遗传的细胞学基础

试验一：有丝分裂制片技术及显微观测????????????????????3试验二：染色体核型分析??????????????????????????5试验三：染色体显带技术和带型分析?????????????????????8试验四：减数分裂制片技术及显微观测????????????????????二、染色体变异

试验五：染色体结构变异??????????????????????????试验六：染色体数目变异??????????????????????????三、验证遗传规律

试验七：分开规律的验证??????????????????????????试验八：独立分派规律的验证????????????????????????四、数量遗传

试验九：概率和统计原理在遗传研究中的应用?????????????????试验十：数量性状的遗传分析????????????????????????试验十一：杂种优势表现的观测分析?????????????????????五、群体遗传：

试验十二：人类ABO血型的测定与分析???????????????????试验十三：同工酶遗传标记分析???????????????????????试验十四：人类性状的遗传分析???????????????????????

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试验一有丝分裂制片技术和显微观测

一、试验目的

通过对植物组织的取材、预处理、解离、染色、压片等制片步骤的学习，把握植物制片技术，奠定细胞遗传学的研究技术；通过对植物根尖细胞的观测，把握有丝分裂过程中染色体的形态特征和动态变化。二、试验原理

有丝分裂是植物细胞分裂的主要方式，细胞分裂过程中，核内染色体确凿地复制，并有规律地、均匀地分派到两个子细胞中去，使子细胞和母细胞的遗传组成一样，保证了植物细胞的遗传性状的一致。各种生长旺盛的植物组织中，如根尖组织、茎尖组织、居间分生组织、愈伤组织等，常进行着猛烈的细胞有丝分裂。在细胞分裂的适当（分裂旺盛期）时候取材，进行预处理，固定、解离、染色和涂抹压片等方法，使细胞、染色体分散，便于在显微镜下观测染色体的形态特征和变化特点及进行染色体计数。三、试验材料

蚕豆（Viciafaba,2n=12）干种子洋葱（Alliumcepa,2n=16）鳞茎四、试验仪器及用具

多媒体显微演示系统、显微镜、培养箱、分析天平、水浴锅、酒精灯、剪刀（或刀片）、镊子、解剖针、载玻片、盖玻片、滤纸、铅笔、标签纸、胶水、棕色瓶等。五、药品和试剂

秋水仙碱、8－羟基喹啉、苏木精、水合三氯乙醛、铁矾［铁钾矾KFe(SO4)2?12H2O或铁铵矾NH4Fe(SO4)2·12H2O］、无水酒精、冰醋酸、1N盐酸、50％丙酸六、试验步骤（一）材料准备：

1.蚕豆根尖：选取新鲜无病斑的蚕豆干种子，经日晒后，放在烧杯内，室温下清水浸泡一昼夜。种子吸水膨胀后，放在搪瓷盘上20℃左右保湿培养（双层纱布覆盖），待根长1~2cm时，于上午9:00~10:30或下午14:00~16:00进剪下根尖备用。

2.洋葱根尖：通过休眠的洋葱鳞茎，经日晒后，置于盛有清水的小烧杯上，根部与水接触，20~25℃光照条件下培养2~3天，待根长1~2cm时，于上午9:00~11:00剪下根尖备用。（二）预处理

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为了获得较多中期分裂相的细胞，同时使染色体缩短和分散，可对根尖进行预处理，处理方法如下：

1.0.05％~0.2％的秋水仙碱水溶液处理2~4小时。2.0.002M的8~羟基喹啉溶液处理3~4小时。3.根尖浸在蒸馏水中于在1~4℃低温下处理24小时。（三）固定：

用蒸馏水洗净材料，再用卡诺氏（冰醋酸:无水酒精=1:3）固定液（用量应为材料体积的15倍以上）室温下固定30~60分钟。固定的材料如暂不制片，可经90％酒精→80％酒精→70％酒精（各半小时）浸泡进行转换，最终置于70％酒精内放入0~4℃冰箱，约可保存半年。如保存时间太长，需重新固定后再用。（四）解离：

根尖、茎尖等体细胞需经处理，除去细胞间的果胶层，并使细胞壁软化，才便于压片。这种处理过程称为解离，解离时间的长短依植物材料和解离液的不同而不同。时间短细胞不易压散，时间过长，细胞被压破，且影响染色效果。

方法1：固定的材料（洋葱或蚕豆根尖）用蒸馏水冲洗2遍，然后放入预热的60℃的1N盐酸中，60℃恒温处理5分钟左右，倒去盐酸，用蒸馏水冲洗3遍后，将材料浸泡在蒸馏水中2小时。

方法2：固定的材料用蒸馏水冲洗清白后，置1N的盐酸中，蚕豆根尖在室温（约28~30℃）处理30分钟左右，洋葱根尖室温处理15分钟左右。然后倒去盐酸，蒸馏水洗3遍后，置于蒸馏水中浸泡2个小时以上。将材料中的酸洗净。

方法3：取材料的根尖，在生长点处切取1毫米左右（一般一个根尖可取4~5段），放入1NHCl酸解10分钟左右，取出，用水漂洗三遍。

注：1NHCl由36%~38%浓盐酸取83ml定容至1升配置而成。

（五）染色液和制片

1.染色液：

（1）丙酸－铁矾苏木精

贮存组：A液：苏木精2克，溶于100ml50％丙酸，B液：铁钾矾0.5克溶于100ml50％丙酸。

染色液：A液和B液等量混合，每5ml的A液和B液的混合液中参与2克水合三氯乙醛，充分溶解摇匀，存放一天后使用。贮存液可较长久保存，染色液只能保存一个月，在两周内使用效果最好。

（2）改良卡宝品红

甲液：3克碱性品红，溶于70％酒精100ml（可长期保存），

乙液：甲液10ml，参与5％苯酚（石炭酸）水溶液90ml（限2周内使用），

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染色液母液：B液45ml，

37％甲醛6ml，

冰醋酸6ml。

改良卡宝品红染色液：染色液母液10ml，45％醋酸90ml，

山梨醇1克

配制后马上使用着色能力差，两周后着色能力加强。2.制片：

选（挑）取已处理过的根（茎）尖一枚，放在清白载玻片中央，除去非分生组织的部分，并吸去多余水分。另取一张清白载玻片，呈十字形交织盖在有根尖的载玻片上，用大拇指按压在载玻片的中央，使根（茎）尖压成一簿层，然后将两载玻片分开，各滴一小滴上述染色液进行染色，稍等片刻，取一盖玻片，盖玻片一边靠在离材料不远的载玻片上，左手握镊子顶着盖玻片，右手握解剖针托住盖玻片徐徐放下，若染色液不能布满盖玻片时，可在盖玻片边缘稍加染色液，然后用一张大小适合的滤纸覆盖在盖玻片上，一手固定盖玻片，另一手持铅笔橡皮头，对准材料轻敲，使根尖细胞分散均匀。制好的片子若不能及时进行显微镜观测，可用矾士林临时封住盖玻片四周。（六）显微观测

制备好的细胞学片子，置于显微镜的载物台上，先用低倍镜（10×10）调焦观测，寻觅具有分裂相的细胞后，再转换到高倍镜（10×40）下观测。（七）试验作业

1.制作细胞有丝分裂各时期图象片子1－2张

2.描绘所观测到的细胞有丝分裂过程中各时期的图象，并简要说明染色体的行为特征。

试验二染色体组型分析

一、试验目的

分析植物细胞有丝分裂中期染色体数目、大小、着丝粒位置和随体等形态特征，学习染色体组型分析的方法。为物种起源和进化提供依据，为遗传育种研究提供细胞学证据。二、试验原理

各种生物染色体的形态，结构和数目都是相对稳定的。每一生物细胞内特定的染色体组成叫染色体组型。染色体组型分析也称核型分析。通过一定的方法制得染色体有丝分裂的玻片标本，经显微照相，冲洗放大等步骤获得染色体照片。从染色体玻片标本和染色体照片的对比分析，进行染色体分组，并对组内各染色体的长度，着丝点位置，臂比和随体有无等形态特征进行观测和描述，从

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三、试验材料

以班级的每一位同学的8种性状作为研究小群体。四、试验用具：笔