遗传学实验课程 生物技术系遗传学研组 College of Life Science and Technology,XINJIAN 目录 实验一 果蝇生活史及形态观察 实验一 果蝇的单、双因子杂交 实 果蝇的伴性遗传 实验四 果蝇唾 染色体的观察 实验五 植物有丝分裂染色体压片技术 实验六 植物多倍体的人工诱导 实验七 植物细胞微核检测技术 实验九 实验十 染色体分带技术 实验十一人类细胞中Barr小体的观察 实验十二人类几种常见遗传性状的调查 实验一果蝇遗传形状的观察 果蝇是在世界各地常见的昆虫，属于昆虫纲，双翅目，果蝇科，果蝇属。果 蝇属(Drosophila)有3000种，中国己发现800多种，遗传学研究中通常用的是 黑腹果蝇(D.melanog aster)。作为遗传学研究的材料，果蝇具有非常突出的优点」 它体形小，生长迅速 殖率高 饲养方便：世代周期短（约12d即可繁 代) 突变性状多：染色体数目少，基因组小：实验处理十分方便，容易重复实验，便 于观察和分析。果蝇的遗传学研究广泛而深入，尤其在基因分离，连锁，互换， 等方面十分突出，为遗传学的发展作出了突出的贡献。目前果蝇仍然是遗传学， 细胞生物学，分子生物学，发有生物学等研究中常用的模式动物。 实验目的 1、掌握果蝇的基本特征及鉴别雌、雄果蝇的方法，熟悉常见突变型。 2、了解果蝇生活周期特征及各阶段的形态变化。 二、实验原理 果蝇(Drosophila)属于昆虫纲，双翅目 双翅目：成虫具有一对发达、膜质的前翅 ,后翅特化为一对平衡棒。 特点：生活史短，易饲养，繁殖快，染色体少，突变型多，个体小，是一种很好的 遗传学实验材料，是一种模式生物。 三、实验材料 野生型和几种常见的突变型黑腹果蝇（小翅、残翅、白眼、焦刚毛） 四、实验仪器设备 体视显微镜、培养瓶、麻醉瓶、毛笔、滤纸、培养皿 五、实验内容 (一)果蝇生活周期的观察
遗传学实验课程 生物技术系遗传学教研组 College of Life Science and Technology, XINJIANG Univercity 目 录 实验一 果蝇生活史及形态观察 实验二 果蝇的单、双因子杂交 实验三 果蝇的伴性遗传 实验四 果蝇唾腺染色体的观察 实验五 植物有丝分裂染色体压片技术 实验六 植物多倍体的人工诱导 实验七 植物细胞微核检测技术 实验八 小白鼠骨髓细胞染色体制标本的制备 实验九 精巢减数分裂标本的制备及观察 实验十 染色体分带技术 实验十一 人类细胞中 Barr 小体的观察 实验十二 人类几种常见遗传性状的调查 实验一 果蝇遗传形状的观察 果蝇是在世界各地常见的昆虫，属于昆虫纲，双翅目，果蝇科，果蝇属。果 蝇属（Drosophila）有 3000 种,中国已发现 800 多种，遗传学研究中通常用的是 黑腹果蝇（D.melanogaster）。作为遗传学研究的材料，果蝇具有非常突出的优点。 它体形小，生长迅速，繁殖率高，饲养方便；世代周期短（约 12d 即可繁殖一代）； 突变性状多；染色体数目少，基因组小；实验处理十分方便，容易重复实验，便 于观察和分析。果蝇的遗传学研究广泛而深入，尤其在基因分离，连锁，互换， 等方面十分突出，为遗传学的发展作出了突出的贡献。目前果蝇仍然是遗传学， 细胞生物学，分子生物学，发育生物学等研究中常用的模式动物。 一、实验目的 1、掌握果蝇的基本特征及鉴别雌、雄果蝇的方法，熟悉常见突变型。 2、了解果蝇生活周期特征及各阶段的形态变化。 二、实验原理 果蝇(Drosophila )属于昆虫纲，双翅目。 双翅目：成虫具有一对发达、膜质的前翅，后翅特化为一对平衡棒。 特点：生活史短，易饲养，繁殖快，染色体少，突变型多，个体小，是一种很好的 遗传学实验材料，是一种模式生物。 三、实验材料 野生型和几种常见的突变型黑腹果蝇（小翅、残翅、白眼、焦刚毛） 四、实验仪器设备 体视显微镜、培养瓶、麻醉瓶、毛笔、滤纸、培养皿 五、实验内容 （一）果蝇生活周期的观察
果蝇的生活史 1卵2.一龄幼虫3.二龄幼虫4.三龄幼虫5.蛹6.成虫 果蝇是完全变态昆虫，生活周期可分4个时期：卵、幼虫、蝇和成 最适培养温度20~25℃，温度越高，生长越快，但高于30℃不有甚至死亡 卵：白色，椭圆形，长约0.5mm,前端背面伸出一触丝，附若在食物上。 幼虫：一龄一 一 三龄，三龄体长4-5mm,幼虫头尖尾纯，头上有一黑色状口器。 蛹：化蛹前三龄幼虫停止摄食，爬到相对干燥的瓶壁上，形成菱形的蛹，形状由淡黄 柔软逐渐硬化为深褐自 成虫： 刚羽化的果蝇虫体较肥大，体表呈半透明，颜色逐渐加深，硬化。 (二)果蝇的形态特和常见的突变类型 表1果蝇雌雄性别的鉴定 大小 大 形态 腹部末端稍尖 腹部末端呈钝圆形 颜色 腹部末端色浅，腹部背 腹部末端黑色，腹背3条条纹，最后 面呈5条黑色条纹 条极宽，并延伸到腹面，呈一明显 黑 性梳 无 第一对足跗节基部有性梳 腹部6个腹片 4个腹片 果蝇雌雄外形判别（体形大小）大雄小 腹部体节数目：雌果蝇6节，腹部底部为产卵管，呈现圆锥状凸出 腹部体节数目：谁果蝇4节，腹部底部为交尾器，呈现黑色圆形外观。 雄果蝇在第一对足的跗节基部具有性梳 性梳：果桶只有雄体在第一对是的附节基部有一里色影毛结构，形似一小梳，称为性梳。 而雌体没有性梳。性梳的有无是鉴别雄成蝇的可靠标志之 ,只尽需要放大后木易 表2 一些常见的突变性状 突变性状 基因符号 染色体号 性状特征 棒眼 B 1 复眼呈狭窄垂直棒形，小眼数少 褐眼 限呈褐色 卷曲翅 翅膀向上卷曲，纯合致死 小翅 翅膀小，长度不超过身体 白眼 1 复眼白色 黑檀体 3 身体呈乌木色，黑亮 黑体 b 体黑色，比黑檀体深
果蝇的生活史 1.卵 2.一龄幼虫 3. 二龄幼虫 4.三龄幼虫 5.蛹 6.成虫 果蝇是完全变态昆虫，生活周期可分 4 个时期：卵、幼虫、蛹和成虫。 最适培养温度 20～25℃，温度越高，生长越快，但高于 30℃不育甚至死亡。 卵：白色，椭圆形，长约 0.5mm，前端背面伸出一触丝，附着在食物上。 幼虫：一龄——二龄——三龄，三龄体长 4-5mm，幼虫头尖尾钝，头上有一黑色状口器。 蛹：化蛹前三龄幼虫停止摄食，爬到相对干燥的瓶壁上，形成菱形的蛹，形状由淡黄、 柔软逐渐硬化为深褐色。 成虫： 刚羽化的果蝇虫体较肥大，体表呈半透明，颜色逐渐加深，硬化。 （二）果蝇的形态特和常见的突变类型 表 1 果蝇雌雄性别的鉴定 果蝇雌雄外形判别 （体形大小） 雌大雄小。 腹部体节数目：雌果蝇 6 节，腹部底部为产卵管，呈现圆锥状凸出。 腹部体节数目：雄果蝇 4 节，腹部底部为交尾器，呈现黑色圆形外观。 雄果蝇在第一对足的跗节基部具有性梳 性梳：果蝇只有雄体在第一对足的跗节基部有一黑色鬃毛结构，形似一小梳，称为性梳。 而雌体没有性梳。性梳的有无是鉴别雌雄成蝇的可靠标志之一，只是需要放大后才易观 察。 表 2 一些常见的突变性状 突变性状 基因符号 染色体号 性状特征 棒眼 B 1 复眼呈狭窄垂直棒形，小眼数少 褐眼 bw 2 眼呈褐色 卷曲翅 Cy 2 翅膀向上卷曲，纯合致死 小翅 m 1 翅膀小，长度不超过身体 白眼 w 1 复眼白色 黑檀体 e 3 身体呈乌木色，黑亮 黑体 b 2 体黑色，比黑檀体深 ♀ ♂ 大小 大 小 形态 腹部末端稍尖 腹部末端呈钝圆形 颜色 腹部末端色浅，腹部背 面呈 5 条黑色条纹 腹部末端黑色，腹背 3 条条纹，最后 一条极宽，并延伸到腹面，呈一明显 黑斑 性梳 无 第一对足跗节基部有性梳 腹部 6 个腹片 4 个腹片
黄体 y 1 全身呈浅橙黄色 残翅 g 翅明显退化，部分残留，不能飞 叉毛 毛和刚毛分叉且弯曲 猩红眼 复眼呈明亮猩红色 墨色眼 se 羽化时眼呈褐色并深化成墨色 野生型：体色灰：栩膀呈圆卵型，静止时平放交叉重叠，长度约为腹部长度的两倍：翅 膀有横隔脉。眼睛颜色为砖红色，饱满圆形。刚毛一一头胸部以及复眼的周围具有平直， 先端略弯的长型粗黑硬毛 突变型：白眼(w 小翅(m) 残翅(vg) (三)果蝇的麻醉方法 果蝇具有趋光性，并且喜欢向上爬。利用这些特性，我们就能很方便地将果蝇转移到麻 醉瓶中进行麻醉。 1、轻拍培养瓶，使果蝇落于培养瓶底部： 2、右手两指取下培养瓶塞，将培养瓶与麻醉瓶紧密对接 3、左手握紧两瓶接口处，倒转使培养瓶向上： 4、右手轻拍培养瓶将果蝇震落到麻醉瓶中： 5、分开两瓶，将瓶盖各自盖好： 6、将麻醉瓶的果蝇轻拍到瓶底，迅速拔出塞子，滴上几滴乙联，重新塞上麻醉瓶平放 在桌面上：（不能将培养瓶竖立，以免果蝇落入培养基中不便取出） 7、半分钟后，观察果蝇，不再爬动，并在瓶壁上站不稳，麻醉完成。注意不能麻醉过 度，如果果蝇的翅膀与身体呈45角翘起，表明麻醉过度，不能复苏而死亡。 补教措施：如果蝇在观察中苏醒过来，可用一平皿，内贴一带乙醚的滤纸条，罩住 果蝇进行麻醉补救： 果绿计数：取一白纸，沿对角线对折然后展平，平留于卓面，将底醉之果铞倒于对 角线折痕上，以尺、毛笔或解剖针拨弄果蝇使其均匀分散于对角线折痕上，然后沿对角 线将雌雄果蝇分类拨入各侧。 六、实验步骤 果蝇生活史四个时期的观察 果蝇野生型成虫外形的观察和雄雄性鉴别 突变型的观察 分别挑取5对野生果蝇和5对白眼果蝇到空瓶中饲养，贴上标签，写明杂交组合、日期、 实验者姓名。饲养两周后供下次实验使用 作业： 1、果蝇生活史四个时期的观绕 2、 果蝇成虫外形的观察 3、 雌雄性鉴别 4、 常见突变体的观察 实验二果蝇的单因子杂交 根据孟德尔的颗粒遗传学理论，基因是一个独立的结构与功能单位，在杂合
黄体 y 1 全身呈浅橙黄色 残翅 vg 2 翅明显退化，部分残留，不能飞 叉毛 f 1 毛和刚毛分叉且弯曲 猩红眼 st 3 复眼呈明亮猩红色 墨色眼 se 3 羽化时眼呈褐色并深化成墨色 野生型：体色灰；翅膀呈圆卵型，静止时平放交叉重叠，长度约为腹部长度的两倍；翅 膀有横隔脉。眼睛颜色为砖红色，饱满圆形。刚毛——头胸部以及复眼的周围具有平直， 先端略弯的长型粗黑硬毛 突变型：白眼（w） 小翅（m） 残翅（vg） （三）果蝇的麻醉方法 果蝇具有趋光性，并且喜欢向上爬。利用这些特性，我们就能很方便地将果蝇转移到麻 醉瓶中进行麻醉。 1、轻拍培养瓶，使果蝇落于培养瓶底部； 2、右手两指取下培养瓶塞，将培养瓶与麻醉瓶紧密对接； 3、左手握紧两瓶接口处，倒转使培养瓶向上； 4、右手轻拍培养瓶将果蝇震落到麻醉瓶中； 5、分开两瓶，将瓶盖各自盖好； 6、将麻醉瓶的果蝇轻拍到瓶底，迅速拔出塞子，滴上几滴乙醚，重新塞上麻醉瓶平放 在桌面上；（不能将培养 瓶竖立，以免果蝇落入培养基中不便取出） 7、半分钟后，观察果蝇，不再爬动，并在瓶壁上站不稳， 麻醉完成。注意不能麻醉过 度，如果果蝇的翅膀与身体呈 45。角翘起，表明麻醉过度，不能复苏而死亡。 补救措施：如果蝇在观察中苏醒过来，可用一平皿，内贴一带乙醚的滤纸条，罩住 果蝇进行麻醉补救； 果蝇计数：取一白纸，沿对角线对折然后展平，平置于桌面，将麻醉之果蝇倒于对 角线折痕上，以尺、毛笔或解剖针拨弄果蝇使其均匀分散于对角线折痕上，然后沿对角 线将雌雄果蝇分类拨入各侧。 六、实验步骤 果蝇生活史四个时期的观察 果蝇野生型成虫外形的观察和雌雄性鉴别 突变型的观察 分别挑取 5 对野生果蝇和 5 对白眼果蝇到空瓶中饲养，贴上标签，写明杂交组合、日期、 实验者姓名。饲养两周后供下次实验使用 作业: 1、 果蝇生活史四个时期的观察 2、 果蝇成虫外形的观察 3、 雌雄性鉴别 4、 常见突变体的观察 实验二 果蝇的单因子杂交 根据孟德尔的颗粒遗传学理论，基因是一个独立的结构与功能单位，在杂合
状态时不发生混淆，完整地从一代遗传到下一代，由该基因的显隐性决定其在下 代的性状表现。单因子杂交是指一对等位基因间的杂交。孟德尔第一定律指出 合状态的等位基因保持相对的独立性， 交后代中表型分离比为31 本实验将观察果蝇单因子杂交后代的表型及其分离情况。 对于非同源染色体上的两对等位基因，其杂合体在形成配子时，等位基因间必然按分离 定律分离进入不同配子，而非等位基因间则可以自由组合进入同一配子，这样分配的结果就 是：产生4种基因型的配子，且每种类型产生的概帝相等。在杂合体自交产生的F2代中就 表现出9种基因型，若显性完全，就表现出4种表现性，且表型比为9：33：1，这就是基因 自由组合定律。 果蝇的灰体(E)与黑檀体(e)为一对相对性状，决定这对性状的基因位于第Ⅲ染色 体上：长翅(g)与残翅(g)为另一对相对性状，决定这对性状的基因位于第Ⅱ染色体上。 本实验将探讨这两对性状的贵传规律。 一、实验目的 1、通过实验深刻理解孟德尔分离定律。 2、学习遗传学实验结果记录及统计处理方法。 二、实验材料 野生型：长翅(+/+) 突变型：残翅(g/g 果蝇长翅座位是Ⅱ67.0，长翅对残翅完全显性。残翅果蝇的双翅几乎没有，只有少量残 痕，不能飞翔。 三、实验仪器设备 立体解剖镜、恒温培养箱、培养瓶、麻醉瓶、毛笔、滤纸、培养皿。 四、实验原理 单因子杂交是指一对等位基因间的杂交 正交 反交 P: 长翅（♀）×残翅（♂） 残翅（♀）×长翅() (+/+) (va/vg) (vg/vg) (+/+) F1: 长翅 长翅 (+/vg) (+/vg) F2: 长翅 残翅 长翅 残翅 (+/++wg)(vg/vg) (+/++Wg)(vg/vg) 12 一对杂合状态的等位基因，在遗传上保持相对的独立性，在配子形成时按原样 分离到不同的配子中去，配子分离比为1：1，其自交后代中基因型分高比为1：2：1， 表型分离比为3：1。 五、实验步骤 1、选处女蝇：将旧瓶中的果蝇麻醉处死，在812h内收集处女蝇，每组做正交、反 交各1瓶，每瓶中5对果蝇，确保杂交瓶中各只果蝇麻醉苏醒，没有死蝇。贴好标签 于25℃培养： 2、7d后，处死杂交亲本： 3、再过4-5天，1成蝇出现，在处死亲本7天后，集中观察记录1表型
状态时不发生混淆，完整地从一代遗传到下一代，由该基因的显隐性决定其在下 一代的性状表现。单因子杂交是指一对等位基因间的杂交。孟德尔第一定律指出， 一对杂合状态的等位基因保持相对的独立性，其自交后代中表型分离比为 3:1。 本实验将观察果蝇单因子杂交后代的表型及其分离情况。 对于非同源染色体上的两对等位基因，其杂合体在形成配子时，等位基因间必然按分离 定律分离进入不同配子，而非等位基因间则可以自由组合进入同一配子，这样分配的结果就 是：产生 4 种基因型的配子，且每种类型产生的概率相等。在杂合体自交产生的 F2 代中就 表现出 9 种基因型，若显性完全，就表现出 4 种表现性，且表型比为 9:3:3:1，这就是基因 自由组合定律。 果蝇的灰体（E）与黑檀体（e）为一对相对性状，决定这对性状的基因位于第 III 染色 体上；长翅（Vg）与残翅（vg）为另一对相对性状，决定这对性状的基因位于第 II 染色体上。 本实验将探讨这两对性状的遗传规律。 一、实验目的 1、通过实验深刻理解孟德尔分离定律。 2、学习遗传学实验结果记录及统计处理方法。 二、实验材料 野生型：长翅（+ / +） 突变型：残翅（vg / vg） 果蝇长翅座位是Ⅱ67.0，长翅对残翅完全显性。残翅果蝇的双翅几乎没有，只有少量残 痕，不能飞翔。 三、实验仪器设备 立体解剖镜、恒温培养箱、培养瓶、麻醉瓶、毛笔、滤纸、培养皿。 四、实验原理 单因子杂交是指一对等位基因间的杂交 一对杂合状态的等位基因，在遗传上保持相对的独立性，在配子形成时按原样 分离到不同的配子中去，配子分离比为 1：1，其自交后代中基因型分离比为 1：2：1， 表型分离比为 3：1。 五、实验步骤 1、选处女蝇：将旧瓶中的果蝇麻醉处死，在 8-12h 内收集处女蝇，每组做正交、反 交各 1 瓶，每瓶中 5 对果蝇，确保杂交瓶中各只果蝇麻醉苏醒，没有死蝇。贴好标签， 于 25℃培 养； 2、7d 后，处死杂交亲本； 3、再过 4-5 天，F1 成蝇出现，在处死亲本 7 天后，集中观察记录 F1 表型；
4、选取正、反交各5对1果蝇，分别转入一新培养瓶，于25℃培养，其余F1代果 蝇处死， 57后，处死1亲本 6、再过5d,2成蝇出现，开始观察记录，连续统计7d。 六、实验结果 1、观察并统计正、反交1代表型及个体数，比较正、反交结果，分析基因间的显、 隐性关系： 紧转统计正、反交户代表型及个体数。计算不同表型个体数的比储.比 3、根据你的结果，对该实验F2代的统计结果作X2测验： F1代： 观察结果 长翅（♀）×残翅() 残翅（♀）×长翅() 统计日期 长翅数 残翅数 长翅数 残翅数 合计 对2代的统计结果做x2测验 野生型 突变型 (正、反交合并) (正、反交合并) 总计 实际观察数(O) 预期数(E) 偏差(OE) (O-E)/E 自由度=n一1 查2表，进行差异显著水平检 0.99 0.95 n 0.50 0.10 0.05 0.02 1 0.00016 0.0039 0.15 2.71 3.84 5.41 2 0.0201 0.103 1.39 4.61 5.99 7.82 3 0.115 0.352 2.37 6.25 7.82 9.84 4 0.297 0.711 3.36 7.78 9.49 11.67 50.554 1.145 4.35 9.24 11.07 13.39 102.558 3.940 9.34 15.99 18.31 21.16
4、选取正、反交各 5 对 F1 果蝇，分别转入一新培养瓶，于 25℃培养，其余 F1 代果 蝇处死； 5、7d 后，处死 F1 亲本； 6、再过 5d，F2 成蝇出现，开始观察记录，连续统计 7d。 六、实验结果 1、观察并统计正、反交 F1 代表型及个体数，比较正、反交结果，分析基因间的显、 隐性关系； 2、观察并统计正、反交 F2 代表型及个体数，计算不同表型个体数的比例，比较正、 反交实验结果； 3、根据你的结果，对该实验 F2 代的统计结果作 X2 测验； F1 代： 观察结果 统计日期 长翅（♀）×残翅（♂） 残翅（♀）×长翅（♂） 长翅数 残翅数 长翅数 残翅数 合 计 对 F2 代的统计结果做 x2 测验： 野生型 （正、反交合并） 突变型 （正、反交合并） 总计 实际观察数（O） 预期数（E） 偏差（O-E） (O-E)2/E 自由度＝n－1＝ x 2＝∑(O-E)2/E＝ 查 x2 表，进行差异显著水平检 P n 0.99 0.95 0.50 0.10 0.05 0.02 1 0.00016 0.0039 0.15 2.71 3.84 5.41 2 0.0201 0.103 1.39 4.61 5.99 7.82 3 0.115 0.352 2.37 6.25 7.82 9.84 4 0.297 0.711 3.36 7.78 9.49 11.67 5 0.554 1.145 4.35 9.24 11.07 13.39 10 2.558 3.940 9.34 15.99 18.31 21.16