遗传学实验教材

遗传学实验

张文锐黄丽华高永翔编

中国科学技术大学

生命科学学院实验教学中心

目录

实验一有丝分裂（Feulgen染色）制片技术3

实验二减数分裂制片技术7

附：临时制片与永久制片技术

实验三果蝇的形态、生活周期及饲养11

实验四果蝇的伴性遗传16

实验五果蝇的唾腺染色体制片技术20

实验六粗糙链泡霉的杂交23

实验七染色体数目变异27

实验八染色体结构变异29

实验九诱变物质的微核测定33

实验十基因分离的验证34

实验T-一自由组合规律的验证37

实验十二人类AB0血型检查40

实验十三人类X染色质的观察42

实验十四小白鼠骨髓细胞染色体制片技术45

实验十五小白鼠骨髓细胞染色体显带（C带）技术48

实验十六人体外周血淋巴细胞培养及染色体制片51

实验十七人类染色体核型分析54

实验十八植物染色体组型分析57

实验十九植物染色体显带技术和带型分析61

实验二十同功酶遗传标记分析65

实验二H^一荧光原位杂交实验70

附录一：X2测验表75

实验一有丝分裂（Feulgen染色）制片技术

一、实验目的

1、通过本实验的学习，初步掌握植物染色体制片，奠定细胞遗传学研究的

基本技术；

2、通过对植物根尖细胞的观察，掌握有丝分裂过程中染色体的形态特征和

动态变化；

3、掌握Feulgen染色方法。

二、基本原理

有丝分裂（mitosis）是植物细胞分裂的主要方式，细胞分裂过程中，核内

染色体准确地复制，并有规律地、均匀地分配到两个子细胞中去，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，每天都有分裂高锋时间，此时经预处理，固定、解离、

染色和涂抹压片等方法，在显微镜下可以观察到处于有丝分裂各时期的细胞和染

色体。

孚尔根染色法是鉴别细胞中DNA反应的组织化学方法。细胞内的DNA（通常

位于核及染色体上）在INHC160C水解时部分地破坏了脱氧核糖与喋吟碱之间

的糖甘键而使喋吟碱脱掉，从而使脱氧核糖的第一个碳原子上潜在的醛基获得了

自由状态。而无色的亚硫酸品红是由偏重亚硫酸钠、盐酸和碱性品红配制成的。

偏重亚硫酸钠与盐酸能产生亚硫酸根，当具有醍式结构的碱性品红分子与亚硫酸

根结合后，配式结构的共辄双键被打开，碱性品红变为无色。当用这种无色的亚

硫酸品红去染经酸解的细胞时，就会与染色体DNA上游离的醛基结合，又出现了

呈现红色的醍式结构，从而使DNA分子着色。这一反应是1924年由Feulgen和

Rossonbek所发现和确定的，已广泛用作鉴别DNA的一种特异性检查方法。

三、材料和器材

1、实验材料：

蠢［（Viciafaba,2n=12）（或其它植物）干种子；洋葱cepa,2n=16）

根尖。

2、实验仪器及用具:

水浴锅（60℃水浴）、显微镜、培养箱、电子天平、酒精灯、100C温度计、

具塞试管、吸管、滤纸条等。

3、药品和试剂：

卡诺氏固定液（冰醋酸:无水酒精=1:3）、秋水仙碱（或8—羟基瞳咻）、无

水乙醇、INHC1、45%醋酸、0.2%秋水仙素、碱性品红、偏重亚硫酸钠（钾）

Schiff试剂的配制

Schiff试剂：即脱色亚硫酸品红。溶解1g碱性品红于200ml煮沸的重蒸

锦水中，轻加摇动。继续煮5分钟使之完全溶解，冷却至50-55C时过滤到棕色

试剂瓶中，冷却至25℃时，加入20ml1NHC1和l-3g偏重亚硫酸钾（K2s2O5）或偏

亚硫酸钠（Na2s2O3）。摇动使溶解，密闭瓶口置黑暗低温处或冰箱内（4℃左

右）18-24h后检查。溶液呈无色透明或淡黄色即可。如有不同程度的红色，可加

入0.5Tg活性炭，激烈震荡1分钟，仍在低温下静止1小时或过夜。然后用粗

滤纸迅速过滤后使用。密封瓶口，包以黑纸，在0-5C可以保存5-6个月。

偏重亚硫酸钾（K2s2O5）或偏亚硫酸钠（Na2s&）与INHC1反应，放出S02>SO2

与碱性品红反应生成碱性品红——亚硫酸溶液，呈无色。

漂染液的配制

取10%亚硫酸钠10ml,加200ml蒸储水，再加10mllNHC1即可。

四、实验方法和步骤

1、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，20C左右保湿培养（双层纱布覆盖），待

根长l—2cm时,于上午9:00—10:30或下午14:00-16:00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l—2cm时，于上午

9:00—11:00剪下根尖备用。

2、预处理

为获得较多中期分裂相的细胞，且使染色体缩短和分散，可对根尖进行预处

理，方法如下（取其一即可）：

（1）、0.05%—0.2%的秋水仙碱水溶液处理2—4小时；

（2）、0.002M的8—羟基喳琳溶液处理3—4小时；

（3）、根尖浸在蒸储水中于在1一4℃低温下处理24小时。

3、固定

用蒸储水洗净材料，再用卡诺氏固定液（冰醋酸:无水酒精=1:3）（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%酒精一80%酒精~70%酒精（各半小0寸）浸泡进行转换，最后置于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。

4、Feulgen染色法

（1）、取经预处理并固定好的洋葱根尖，用水洗2-3分钟，放入室温条件下的

INHcl处理根尖材料2-3分钟。

（2）、将根尖换入60℃预热的HC1,置于恒温水浴中，在60±0.5℃的条件下水

解8-10分钟。

（3）、吸出热HC1,换入室温INHC1再处理1-2分钟,然后水洗2-3次。

（4）、吸净水分，加入Schiff试剂，盖上盖子，在黑暗条件下染色至少30分钟,

也可过夜。

（5）、漂染液冲洗三次，每次至少5分钟去、去掉细胞中残存的品红分子。

（6）流水冲洗10T5分钟，再用蒸饵水冲洗并放于蒸佣水中待用。

（6）、取根尖（紫红色部分）置载玻片上，用镶子夹碎后，加一滴45%醋酸，盖

上盖片、压片。

（每组另做未经HC1处理的为对照）

5、显微观察：

制备好的细胞学片子，置于显微镜上，先用低倍镜（10X10）寻找具有分裂

相的细胞，再转换到高倍镜（10X40）下观察。

6、影响孚尔根（Feulgen）反应的主要因素

（1）水解时间和温度：这是实验的主要关键。水解适当时，染色体着色较深

而细胞质不显颜色，水解不足，染色体着色浅淡，细胞质中可能有其他醛基存在

而显示扩散的红色。水解过度，则染色体着色不匀，这是由于DNA解聚而产生的

游离核酸分子从染色体扩散到细胞质中，使细胞普遍着色。随着时间的过度，会

使水解液中的反应增强，而细胞不能着色。

(2)固定液的成分：不同成分的固定液常出现不同的颜色反应。含铭酸的固

定液产生红色，酒精-醋酸固定液产生红色、紫红色，只用酒精的呈现紫色，用

含甲醛的固定液则呈现强烈的紫红色。当需要对染色体中的DNA定量测量时，

一般只能用不含金属离子和甲醛的固定液，如酒精-醋酸固定液等。

(3)S()2含量：Schiff试剂中的SO?含量也影响孚尔根反应的颜色表现。SO,

含量低时呈红色，含量高时则偏向蓝色。

(4)染色质中DNA的含量：供试材料的染色质中DNA含量的不同是影响显

色反应强度的根本因素。不同生物和不同的组织、细胞中DNA含量不同，显色强

度也各异，并且二者之间是正相关的。实践证明，具有大、中型染色体的材料，

如百合科及部分禾本科植物材料•，适于用孚尔根反应，小型染色体的材料特别是

玉米、水稻等不适于用孚尔根法染色。

五、实验报告

1、绘制你所观察到的图象，并说明是有丝分裂的哪一个时期。

2、直接固定和经过预处理后固定的材料，其分裂相有何不同？

3、经温HC1处理和不经处理的制片有何区别，为什么？

实验二减数分裂制片技术

一、实验目的

1、了解植物生殖细胞的形成过程；

2、熟悉减数分裂各时期的特点，加深对减数分裂的认识；

3、掌握植物花粉母细胞的压片技术和方法。

二、基本原理

减数分裂(meiosis),又称成熟分裂(maturationdivision)是在性母细

胞成熟时一，配子形成过程中所发生的一种特殊方式的有丝分裂。性母细胞(2n)

连续进行两次核分裂(第一次分裂和第二次分裂)，形成四个染色体数目减半的

配子(n)。经过受精，雌雄配子(n)融合为合子，又恢复了体细胞染色体数目(2n)。

确保了亲代与子代间染色体数目的恒定性，从而保证了物种相对的遗传稳定性。

在适当的时候采集植物的花蕾制备染色体标本就可在显微镜下观察到植物

细胞的减数分裂。整个减数分裂可分为下列各个时期：

第一次分裂

前期I减数分裂的特点之一就是前期I特别长，而且又较复杂。通常根据

细胞核内结构变化特征又将这一期分成五个时期，即细线期、偶线期、粗线期、

双线期和终变期。

细线期(leptotene)：这是减数分裂的开始时期，染色质开始浓缩为细而长

的丝状，首尾不分，且细线局部可见到念珠状颗粒，即染色粒。此时，虽然染色

体已经复制为二个染色单体，但在显微镜下还看不出结构上的双重性。

偶线期(zygotene)：各同源染色体开始配对(pairing),出现联会现象。2n

个染色体联会为n对染色体。染色体形态与细线期差别不大。在显微镜下不易与

细线期分开，但可根据染色体分散状态及粗细变化判断其是靠近细线期还是趋于

偶线期。

粗线期(pachytene)：二价体逐渐缩短变粗，同源染色体配对完毕，这种二

价体包含了四条染色单体，又称四合体(tetrad)。此时，非姊妹染色单体间出现

交换(crossingover),造成遗传物质的重组。

双线期(diplotene)：配对的同源染色体进一步缩短变粗，由于同源染色体

间发生过互换，开始分离而出现交叉(chiasmata)现象。此时染色体呈现扭花

状。

终变期(diakinesis)：由于交叉端化(terminalization),染色体显著收缩

变粗，并向核周边移动，在核内较均匀地分散，二价体往往呈X、0、V形态，核

膜、核仁才开始消失。此时有利于染色体计数。

另外，玉米花粉母细胞在整个前期I都具有较明显的核仁，这是前期的一个

显著标志，进入中期,核膜、核仁才开始消失。

中期I核膜、核仁才消失，各个二价体排列在赤道面上，纺锤体形成。双价

体开始分离。此时也是鉴定染色体数目和形态的最好时期。

后期I由于纺锤丝的牵引，各个二价体分开，移向两极，每一极得到n条

染色体，每一染色体含有两个染色单体。实现了染色体数减半(2n-n)。

末期I移到二极的染色体，解旋、松散变细，逐渐形成两个子核，核膜重

新形成，胞质分裂，成为两个子细胞，称为二分体(dyad)。

中间期(interkinesis)在第二次分裂开始之前，两个子细胞进入间期。

但有的植物和大多数动物不经过间期，直接进入第二次分裂。间期的时间短，无

DNA复制，故DNA含量没有变化。

第二次分裂

前期H染色体缩短变粗，开始清晰起来。每个染色体含有一个着丝粒和纵

向排列的两条染色单体。前期快结束，染色体变得短粗、清晰可见，核膜消失。

中期II染色体排列在赤道面上，两条染色单体开始分裂。此时细胞的染色

体数为n,每一染色体有两条染色单体。

后期II着丝点分裂为二，两条染色单体由纺锤丝分别拉向两极，每极含有

n条染色体。

末期n染色体逐渐解旋，核膜重建，核仁重新形成，同时细胞质又分为两

部分，各成为两个子细胞。

这样，一个花粉母细胞经过两次连续分裂形成四个子细胞，称四分体

(tetrad)或四分抱子(tetraspore)。各细胞的核里的染色体只有最初细胞染色

体的一半，即从2n减数为n。

三、材料和器材

1、实验材料：

玉米雄花序（2n=20）

2、实验仪器及用具：

显微镜、镶子、解剖针、载玻片、盖玻片等。

3、药品和试剂：

Carnoy固定液（甲醇：冰醋酸=3：1）、醋酸洋红、45%醋酸等。

四、实验方法和步骤

1、采集玉米不同花期的雄花序用新配制的Carnoy固定液（甲醇：冰醋酸=3：

1）固定18—24小时，经80%和70%酒精各半小时，保存于70%酒精中备用。

这样处理的材料可保存使用2—3年。

2、取经过固定的雄花序，选取长0.5cm左右的小花，用解剖针或镶子挑出花药

（每一朵小花有3个花药），置于载玻片上。

3、在花药上滴一滴醋酸洋红，然后用解剖针把每个花药截成几段，尽可能挤出

花药中的花粉母细胞。

4、去除花药残渣，适当涂匀玻片，盖上盖玻片，垫一张滤纸，以大拇指均匀按

压，注意，不要滑动盖玻片！吸去多余染液即可镜检。若高倍镜观察颜色太

深，可在酒精灯火焰上过几遍，微烫，使细胞质透明，增大反差，注意不要

拷过度！

5、显微镜下观察，寻找减数分裂各期图象，熟悉各时期特点。

五、实验报告

1.绘制观察到的典型的减数分裂各期分裂相。

2.为什么说减数分裂是经典遗传学的根本？

3.简述减数分裂各个时期染色体的特征。

附：临时制片与永久制片

将做好的比较理想的片子，可以临时封片以保存一段时间，也可制成永久制

片，以长期保存。

I、临时制片：暂时封固良好的片子，可以用解剖针烧熔石蜡密封盖玻片四周，

置低温下一般可保存数星期。

II、永久制片：

1、将制好的片子有盖玻片的一面向下浸入95%酒精1：冰醋酸1的混合液中，从

盖玻片脱落载玻片时算起1-2分钟。

2、轻取载、盖玻片，不使材料丢失并注意其位置，放入95%酒精2：正丁醇1的

混合液中厂2分钟。

3,移入95%酒精1：正丁醇2的混合液中1-2分钟。

4,移入正丁醇中1-2分钟（至少两次）。

5,加拿大树胶（或中性树胶）封存。

实验三果蝇的形态、生活周期及饲养

-、实验目的

1、了解果蝇生活史中各个不同阶段的形态特点；

2、区别雌雄果蝇以及几种常见突变类型的主要性状特征；

3、掌握实验果蝇的饲养、管理及实验处理方法和技术。

二、基本原理

1、果蝇的生活史

果蝇属于昆虫纲，双翅目，果蝇属，与家蝇是不同的种。

果蝇的生活周期长短与温度关系很密切。30C以上的温度能使果蝇不育和死

亡，低温则使它的生活周期延长，同时生活力也降低，果蝇培养的最适温度为

20-25℃0

10℃15℃20℃25℃

卵T■幼虫8天5天

幼虫T■成虫57天18天6.3天4.2天

从表中可以看出，25℃时，从卵到成虫约10天；在25c时成虫约活15天。

卵：羽化后的雌蝇一般在12小时后开始交配，两天后才能产卵。卵长0.5mm,

为椭圆形，腹面稍扁平，在背面的前断伸出一对触丝，它能使卵附着在食物（或

瓶壁）上，不致深陷到食物中去。

幼虫：从卵孵化出来后，经过两次蜕皮，发育成三龄幼虫，此时体长可达

4-5mm。肉眼可见其前端稍尖部分为头部，上有一黑色斑点即为口器。口器后面

有一对透明的唾液腺，透过体壁可见到一对生殖腺位于躯体后半部上方的两侧，

精巢较大，外观上是一明显的黑点，而卵巢则较小，可以此作为鉴别。幼虫活动

力强而贪食，它们在培养基上爬行时，留下很多条沟，沟多而且宽时，表明幼虫

生长良好。

蛹：幼虫生活7-8天准备化蛹，化蛹前从培养基上爬出，附着在瓶壁上，逐

渐形成一梭形的蛹.在蛹前部有两个呼吸孔，后部有尾芽，起初蛹壳颜色淡黄而

柔软，以后逐渐硬化，变为深褐色，表明即将羽化了。

成虫：幼虫在蛹壳内完成成虫体型和器官的分化，最后从蛹壳前端爬出。刚

从蛹壳里羽化出来的果蝇虫体比较长，翅膀尚未展开，体表尚未完全几丁质化，

故呈半透明的乳白色。透过腹部体壁，可以看到黑色的消化系统。不久，变为短

粗圆形，双翅展开。体色加深。如野生型初为浅灰色，然后呈灰褐色。

2、形态构造

头部有一对复眼，三个单眼和一对触角；胸部有三对足，一对翅和一对平衡

棒；腹部背面有黑色环纹，腹面有腹片，外生殖器在腹部末端，全身有许多体毛

和刚毛。

雄果蝇雌果蝇

维果蝇雌果蝇

3、成虫雌雄的鉴别

性状雌果蝇雄果蝇

体型较大较小

第一对足跑节无性梳有性梳

腹末端钝而圆稍尖

腹片6个4个

腹背面条纹5条3条

外生殖器简单复杂

4、果蝇常见的几种突变形状特征

突变形状名称基因符号形状特征所在染色体

白眼W复眼白色X

棒眼B复眼横条形X

檀黑体e体呈乌木色，黑亮IIIR

黑体b体呈深色IIL

黄身y体呈浅橙黄色X

残翅Vg翅退化，部分残留不能飞IIR

焦刚毛sn刚毛卷曲如烧焦状X

小翅m翅较短X

5、果蝇的性别决定

(1)染色体组成

果蝇为二倍体2n=8。核内有丝分裂：不涉及细胞分裂和核分裂的染色体分

裂方式。体联会：一些特殊的体细胞中(如果蝇唾腺细胞)的染色体经多次复制

却不分开，依旧紧密地排列在一起就象减数分裂中的联会现象一样。染色体组：

来自二倍体生物的正常配子的所有染色体。连锁群：来自配子中的每条染色体及

其携带的基因。雌雄基因平衡理论：对果蝇而言，X染色体上有决定雌性的基因，

常染色体上有决定雄性的基因存在，其比值决定果蝇的雌或雄，Y染色体只与育

性有关，而与性别无关。

(2)果蝇的性别决定

果蝇的性别决定为XY型，Y染色体在性别决定上不起作用，只与育性有关。

含有Y染色体，可产生正常的配子，不含Y染色体，则配子不育。性别决定与性

比值(性指数)有关。

X/A=l则为雌性；X/A=O.5则为雄性。

X/A>1,为超雌；X/A<0.5,则为超雄；0.5VX/AV1则为中间性。

雌雄基因平衡理论：果蝇X染色体上有很多雌性基因，常染色体上有很多雄

性基因，Y染色体上很少或没有与性别决定有关的基因，因此性别决定于基因的

平衡。

（3）果蝇的连锁群

X染色体上有141个基因；第2染色体上有228个基因；第3染色体上有156

个基因；第4染色体上有12个基因。

（4）同源染色体：来源相同、结构相似、控制的形状相同，在减数分裂中配对

的一对染色体。

三、材料和器材

1、实验材料：

黑腹果蝇。

2、实验仪器及用具：

双目解剖镜、放大镜、小镣子、麻醉瓶、白瓷板、新毛笔等。

3、药品和试剂：

果蝇培养基、乙醛等。

四、实验方法和步骤

1、培养基的配制

果蝇培养基的配置（1000ml用量）

玉米面红糖琼脂干酵母丙酸

（或蔗糖）

85g65g8.5g7g5ml

水溶琼脂一加红糖（或蔗糖）一加搅好的玉米面f煮沸一加水到1000ml-

冷却一50℃左右加入酵母粉一加入丙酸（防腐剂）。

配制好的培养基进行高压灭菌，121℃,20min,待用。

2、果蝇培养

将每3-5对雌雄果蝇转入待用培养基中，进行培养，隔天观察其生长情况，

视其生长周期。

3、果蝇的性状观察

对果蝇进行检查时:可用乙醛麻醉，使它保持静止状态。因为果蝇对乙醛很

敏感，易麻醉，麻醉的深度看实验的要求而定（作种蝇以轻度麻醉为宜，做观察

可深度麻醉，致死也无妨。果蝇翅膀外展45度角表示已死亡）。

麻醉的方法是将果蝇转移到干净的三角瓶中，迅速加入滴有适量乙醛的滤纸

条，盖上瓶塞，稍等片刻果蝇便麻醉。

4、记录观察结果

将麻醉后的果蝇倒在白瓷板上检查，分辨雌雄蝇，观察各种突变形状特征。

观察完毕，将全部果蝇倒入煤油或酒精瓶中（死蝇盛留器），统一处理。

五、实验报告

将观察到的果蝇常见突变形状特征填在下表中。

+eywBwyvg勺翅缺刻三隐性

体色

眼色形

翅形

刚毛

实验四果蝇的伴性遗传

一、实验目的

1、正确认识伴性遗传的正、反交的差别，进一步认识伴性遗传的特点。

2、记录杂交结果，掌握统计处理方法。

二、基本原理

位于性染色体上的基因叫作伴性基因，其遗传方式与位于常染色体上的基因

有一定差别，它在亲代与子代之间的传递方式与雌雄性别有关，伴性基因的这种

遗传方式称为伴性遗传（sex-linkedinheritance）。

果蝇的染色体有X和Y两种，雌性是XX,为同配性别；雄性是XY,为异配

性别。伴性基因主要位于X染色体上，而Y染色体上没有相应的等位基因，所以

这类遗传也叫X一连锁遗传。

果蝇的红眼与白眼是一对相对性状，由单基因控制，位于X染色体上，基因

之间的关系为红眼对白眼完全显性。当红眼果蝇（宇）和白眼果蝇（3）杂交，

件代中的果蝇均为红眼，J代中红眼果蝇：白眼果蝇=3：1,但在雌果蝇中全为

红眼，在雄果蝇中红眼果蝇：白眼果蝇=1：1。当反交时，件代中的雌果蝇为红

眼，雄果蝇却为白眼。Fz代中红眼果蝇：白眼果蝇=1：1,在雌果蝇或雄果蝇中

红眼果蝇与白眼果蝇的比例均为1：lo

交配方式如下所示，其中设A为正交，则B是A的反交

A：红眼雌［辛］X白眼雄［&］B：白眼雌［辛］X红眼雄［金］

P：X+X+XX''YP：xwxwxx+Y

1

Fl：XY'XX'YFl：X*X"XX"Y

II

F2：X*X*X+XwX+YXWYF2：X+XffXWXWX+YXWY

表型:早[+]早[+]6[+]6[w]表型：早[+]?[w]&[+]i

注意：

1、常染色体性状遗传的正、反交所得子代早、金性状相同，而伴性遗传则不同。

2、在进行伴性遗传实验时，也有例外个体产生，这是由于两条X不分离造成的

（B杂交组合），R中出现了不应该出现的孕性白眼，但这种情况极为罕见，约几

千个体中有一个。不分离现象如下图所示：

三、材料和器材

1、实验材料：

黑腹果蝇（Drosophilame1anogaster）品系:

野生型（红眼）：xY,X+Y

突变型（白眼）：XY,X''Y

2、实验仪器及用具：

大试管、麻醉瓶、瓷板、毛笔等。

3、药品和试剂：

乙醛、果蝇培养基等。

四、实验方法和步骤

1、收集处女蝇：由于雌蝇生殖器官中有贮精囊，一次交配可保留大量精子，供

多次排卵受精用，因此做杂交实验前必须收集未交配过的处女蝇。由于孵化

出的幼蝇在12小时内（更可靠是8小时）不交尾，因此必须在这段时间内把

早、6蝇分开培养，所得的早蝇即为处女蝇。

2、准备好培养基，按正、反交组合，把已麻醉的红眼早、白眼&和红眼6、白

眼早分别放入不同试管内进行杂交，每管3—5对。贴上标签，注明杂交组合、

杂交日期、操作者姓名。

3、6—7天后，见到有我幼虫出现，即除去亲本果蝇（一定要除干净！）。

4、再过3—4天，观察R成蝇的性状（正、反交有什么不同？眼色与性别的关系

如何？）o

5、将所出现的区代早、3果蝇麻醉后，挑3—5对换入新的培养基继续饲养（此

处无需处女蝇）。两组合后代不能混合，应分别培养。

6、6—7天后又需除干净R代亲本果蝇。

7、再过3—4天，F?代成蝇出现，麻醉后倒出观察眼色和性别，进行统计。

8、每隔1—2天统计一次，累积6—7天数据，填入下列表中：

件代正交反交

类型红眼早X白眼&白眼宇X红眼。

红眼辛红眼含红眼辛白眼&

观察H期

合计

比例

H代类正交组合F2反交组合F2

型红眼白眼红眼白眼红眼白眼红眼白眼

观察46早早3早早

日期

合计

比例

X,测定：

X2=S(观察值-理论值)2/理论值

根据X2测定，查X2表,n=4-l=3,Po.os=7.815;n=2-1,Pa,o5=3.841o若所得的

X2<P0.05,可以认为观察值是符合假设的。具体对这个实验来说，所得到的实验

结果应该是符合伴性遗传的假设，也就是说眼色的这对性状是由位于性染色体X

上的一对等位基因控制的。若所得的>P().O5,则说明所得到的结果不符合伴性

遗传的结果。

五、实验报告

1、完成上面的统计表格，并做X2测验，解释实验结果。

2、在杂交过程中，当见到有3幼虫出现时为什么一定要将亲本果蝇去除干净？

3、在挑取％代果蝇进行继续杂交时为什么不需要处女蝇？

实验五果蝇唾腺染色体制片技术

一、实验目的

1、练习分离果蝇幼虫唾腺的技术，学习唾腺染色体的制片方法；

2、观察果蝇唾腺的形态学及遗传学特征；

3、了解体细胞染色体配对现象；

二、基本原理

本世纪初，D.Kostoff用压片法首先在〃.加果蝇幼虫的唾液腺

细胞核中发现了特别巨大的染色体一唾液腺染色体(salivarygland

chromosome)o事实上，双翅目昆虫(如摇蚊、果蝇等)的幼虫期都具有很大的

唾腺细胞，其中的染色体就是巨大的唾液腺染色体。相当于普通染色体的100-150

倍，这些巨大的唾液腺染色体具有许多重要特征，为遗传学研究的许多方面，如

染色体结构、化学组成、基因差别表达等提供了独特的研究材料。

双翅目昆虫的整个消化道细胞发育到一定阶段后就不再进行有丝分裂，而停

止在分裂间期。但随着幼虫整体器官以及这些细胞本身体积的增大，细胞核中的

染色体，尤其是唾液腺染色体仍不断地进行自我复制而不分开，经过许多次的复

制形成约1000—4000拷贝的染色体丝，合起来达511m宽，400um长，比普通

中期相染色体大得多(约100—150倍)，所以又称多线染色体(polytene

chromosome)和巨大染色体(giantchromosome)□

唾腺染色体形成的最初，其同源染色体即处于紧密配对状态，这种状态称为

“体细胞联会”。在以后不断的复制中仍不分开，由此成千上万条核蛋白纤维丝

合在一起，紧密盘绕。所以配对的染色体只呈现单倍数。黑腹果蝇的染色体数为

2n=2X4,其中第H、第HI染色体为中部着丝粒，第IV和第I(X染色体)染色

体为端着丝粒。而唾腺染色体形成时，染色体着丝粒和近着丝粒的异染色质区聚

于一起形成一染色中心(chromocenter)，所以在光学显微镜下可见从染色中心

伸出6条配对的染色体臂，其中5条为长臂，一条为紧靠染色中心的很短的臂(如

图示)。

由于唾腺细胞在果蝇幼虫时期一直处于细胞分裂的间期状态，所以每条核蛋

白纤维丝都处于伸展状态，因而不同于一般有丝分裂中期高度螺旋化的染色体。

唾腺染色体经染色后，呈现深浅不同，疏密各异的横纹（band）。这些横纹的数

目、位置、宽窄及排列顺序都具有种的特异性。研究认为这些横纹与染色体的基

因是有…定关系的。从其横纹分布特征可对物种的进化特征进行比较分析，而一

旦染色体上发生了缺失、重复、倒位、易位等，也可较容易地在唾腺染色体上观

察识别出来。可见唾腺染色体技术是遗传学研究中一项基本的技术。

果蝇巨大染色体

三、材料和器材

1、实验材料：

黑腹果蝇三龄幼虫。

2、实验仪器及用具：

显微镜、解剖针、载玻片等。

3、药品和试剂：

1%醋酸洋红等。

四、实验方法和步骤

1、从培养果蝇的大试管中挑取一发育充足、肥大的三龄幼虫置于事先滴有一滴

蒸得水或生理盐水的裁玻片上，如幼虫带有饲料，可先用蒸馀水将其洗净。

2、取两根解剖针，一根压住幼虫的头部，压点尽可能靠近口器处，当头部固定

后，用另一根针压住尾短，平稳快速一拉，使口器处断开，体内各器官也从

切口挤出，一对唾腺随之而出。唾腺是一对透明的香蕉状腺体，仔细观察可

发现是由一个个较大的唾腺细胞组成。

3、在显微镜的低倍镜下找到唾腺，其周围可能伴有消化道和脂肪体。确定腺体

后，仔细剔除杂物，仅让腺体留下。

4、用滤纸将多余的蒸储水吸去，注意不要碰着腺体，以防被吸走。然后滴上一

滴醋酸洋红染液，覆盖染色10分钟。

5、染色后，盖上盖玻片，用滤纸吸去多余染液，然后放平在桌面，用大拇指向

下冲压盖玻片，注意要有一定的力度，且盖玻片与载玻片之间不能滑动。多

练习几次，可望获得分散较好的制片。

6、将制好的片子放到显微镜下进行观察。先用低倍镜找到好的染色体图象，再

换用高倍镜观察之。

五、实验报告

1、绘制形态良好、分散适中的果蝇唾腺染色体图象。

2、本次实验对实验材料有何要求？为什么？

3、通过反复实践，你认为该实验的关键步骤是什么？为什么？你对本次实验有

何改进设想？

实验六粗糙链抱霉的杂交

-、实验目的

通过对链泡霉杂交所产生的子囊胞子的观察，了解分离和交换现象，并进行

统计，计算交换值。

二、基本原理

粗糙链抱霉即。recrassa）属于真菌类，子囊菌纲，球壳目，脉孑包菌

属，又称为红色面包霉。

粗糙面包霉的营养体是由单倍性（n=7）的多核菌丝组成的。生殖方式有无性

生殖和有性生殖两种。无性生殖是菌丝片段或分生泡子经有丝分裂直接发育成菌

丝体。有性生殖是不同接合型的菌丝产生有性抱子的过程，主要有两种方式：（1）

未受精的营养体菌丝上产生灰白色的原子囊果，可以接受另一不同接合型的分生

抱子，通过杂交形成合子。（2）不同接合型的菌丝靠在一起，通过核融合产生异

核体。两种有性生殖方式形成的二倍性合子都可以经减数分裂形成四个子细胞，

每个子细胞又经一次有丝分裂形成8个子细胞，进一步发育形成8个子囊泡子，

并以一定顺序排列在子囊中，许多子囊又被包在黑色的子囊果中。若两个亲代菌

株有某一遗传性状的差异，那么经杂交所形成的子囊必定有四个子囊抱子属于一

种类型，其它四个子囊池子属于另一类型。成熟的子囊泡子在适当条件下可发育

成菌丝，形成新的一代。它们的子囊泡子的性状的分离比例是严格的1：1,而

且有一定的顺序。不同接合型的子囊泡子具有黑色、白色两种类型，在子囊中8

个子囊胞子常呈4黑4白的排列方式，因此可在显微镜下直接观察基因的分离现

象。当基因发生了互换时，8个子囊抱子又会排列成2黑2白2黑2白或排列成

2黑4白2黑或2白4黑2白，因此在显微镜下也可以观察基因的连锁互换现象。

粗糙链抱霉的优点：

1、野生型的子囊抱子成熟较早，在一定时期呈现黑色，赖氨酸缺陷型的子囊泡

子成熟较晚，在…定时期呈现灰白色。以上两种接合型的粗糙链泡霉杂交在适当

时期可以观察到六种子囊类型。

2、子囊抱子排列的顺序固定，可直接观察到基因的交换。

3、可以计算基因与着丝粒的距离。

4、如果出现A6、a2、A5、a3则表示基因转变。

粗糙链抱霉子囊抱子的分离及分析:

1正常分离

------------A------------A

An

-----------------------------a*-----------------------------a---aAAAAaaaa非交换型（MJ

aa

A

n------------a

nAA

_A

a*A---*aaAAAAaa(1>3线交换）交换型GL）

cla

AA

AA

A

A

a一*A---*AAaaAAaa(2、3线交换）交换型（MJ

aa

2异常分离（全部为减数后分离）

------------A—A

A甘用桃蜘A

A♦AAAAAAcc«9\

aAfAA/\AAAaaVO:L)乐UI串VM与义

a----------------a

-A------------

-A

-A

-A------------(5：3)

■a--------------半染色单体转换

-A

-A

-A(3：1：1：3)

•a半染色单体转换

■a

■a

三、材料和器材

1、实验材料：

粗糙链泡霉(/Veurosporecrassa)野生型菌株和Lys缺陷型菌株。

2、实验仪器及用具：

显微镜、接种针、我玻片、试管、三角瓶

3、药品和试剂：

粗糙链抱霉培养基、5%石炭酸等。

四、实验方法和步骤

1、菌种活化

为使菌种生活得更好，先要进行菌种的活化。从冰箱中取出保存的野生型和

Lys缺陷型的原种，在无菌条件下分别接种在两支完全培养基试管的斜面上,28℃

温箱培养5-6天左右。直至在试管中长成许多菌丝，并且在菌丝上部有许多分生

抱子时表明菌种活化成功。

2、杂交

取野生型和Lys缺陷型的少许菌丝接种到同一试管的玉米琼脂培养基上，共

接两支试管；或者将两种菌丝分别接种到培养皿中“桥”的两侧。在25℃恒温

箱中培养2-3周，直至在菌丝上有子囊果出现，子囊果为棕黑色，用镜子或解剖

针触摸时有坚实感。

3、观察

（1）在长有子囊果的试管中加少量无菌水，摇动片刻，把水倒在空三角瓶

中，加热煮沸，以防止分生抱子飞扬。

（2）取一载玻片，滴厂2滴5%次氯酸钠，然后用接种针挑出子囊果放在载

玻片上（若附在子囊果上的分生抱子过多，可先在5%次氯酸钠中洗涤，再移到

载玻片上），有另一载玻片盖上，用手指压片，将子囊果压破，置显微镜下（10

X15倍）检查，即可见30-40个子橐果。观察子囊中子囊死子的排列情况。用

载玻片盖上压片而不用盖玻片，是因为子囊果很硬，若用盖玻片会破碎。如发现

30-40个子囊果象一串香蕉一样，可加一滴水，用解剖针把子囊拨开。此过程无

需无菌操作，但要注意不能使分生抱子散出。观察过的载玻片、用过的镜子和解

剖针等物都需放入5%石碳酸中浸泡后取出洗净，以防止污染实验室。

五、实验报告

1.绘出显微镜下观察到的完整子囊图。

2.计算Lys与着丝粒的距离。

M2/（Ml+M2）X100%Xl/2（必须是完整的子囊；灰色的不算；异常分离的不算）

异常分离的百分数=异常分离数/（M1+M2+异常分离数）X100%

附：实验用培养基配方

1、基本培养基（又称土豆培养基，供接种野生型菌株）50ml用量。

（1）将土豆洗净削皮，挖去发芽部分，切成黄豆粒大小的碎块，每管放5-6粒。

（2）称琼脂1.2克，蔗糖1克，加水到50ml,煮沸溶解。

（3）将B分装到A中，每管放3-4ml。

（4）做好试管塞，用牛皮纸包好，贴好标签。8磅条件下高压灭菌30分钟。

2、补充培养基（供接种Lys缺陷型菌株）

在基本培养基中加入少许Lys,其它同上。

3、玉米琼脂培养基（供杂交实验用）

将玉米粒在水中浸泡24小时后晾干，每试管放2-3粒，配2%的琼脂放入蒸

锦水中煮沸，每试管倒3-4ml,其它方法同基本培养基。

实验七染色体数目变异

一、实验目的

1、了解人工诱发多倍体植物的原理、方法及其意义；

2、观察植物染色体数目的各种变异及其在有丝分裂过程中的细胞学特征。

二、基本原理

植物染色体数目一般为二倍体（2n）,但是在自然条件下和人工条件下可以

诱发染色体数目的变异。染色体数目变异分为整倍性变异和非整倍性变异。整倍

性变异有同源多倍体变异和异源多倍体变异。非整倍性变异有单体、缺体、三体、

四体等。由于染色体数目的变异可以导致有丝分裂和减数分裂过程出现不正常的

细胞学行为以及形态特征的变化。

人工诱导多倍体的方法很多。用秋水仙碱诱发多倍体是常用而且是最有效方

法。秋水仙碱是从秋水仙（Coichiumaittunmale.L.）器官和种子的提炼出来的一

种植物碱，其化学分子式为C22H25O6N,有剧毒。其作用是阻止分裂细胞形成纺

锤丝，使复制了的染色体不能分向两极，细胞也不能分裂成二个细胞，仍处于同

一个细胞中，于是每个细胞内的染色体数目发生了加倍。成为多倍性细胞，进一

步发育成多倍体植物。

多倍体诱变结果鉴定：

1、多倍体植物的个别部分如气孔、花器、种子、果实等明显增大，叶片肥

厚，植株比二倍体高大，叶表皮组织气孔明显增大。

2、多倍体植物在减数分裂时，由于同源染色体联会和分离不正常，导致育

性降低。

3、经诱变的多倍体植物有丝分裂时，可以染色体数目成倍增加。

三、材料和器材

1、实验材料：

蚕豆（Viciafaba,2n=12）种子；洋葱Alliumcepa,2n=16）鳞茎

2、实验仪器及用具：

显微镜、培养箱、分析天平、水浴锅、酒精灯、剪刀（或刀片）、镜子、解

剖针、载玻片、盖玻片、滤纸、铅笔、标签纸、胶水

3、药品和试剂：

秋水仙碱、苏木精、水合三氯乙醛、铁镂矶、酒精、冰醋酸、盐酸、丙酸

四、实验方法和步骤

1、材料准备

取蚕豆干种子或洋葱鳞茎，经浸种催芽后，待根长1厘米左右时，吸干水分,

将根部用01~0.2%秋水仙碱药液浸没，根尖朝下，20℃继续催芽生长，一直浸

到根尖明显膨大时，(大约36~48小时)，冲洗干净取下根尖0.5厘米部位，经卡

诺氏固定液固定0.5~1小时，然后70%酒精保存。

2、解离：

(1)取70%酒精保存的根尖，冲洗后置入1N的盐酸中，室温处理20分钟,

将酸冲洗干净备用。

(2)取出经固定的备用根尖，切取具分生组织部分约1~2毫米，(去除根冠

和伸长区细胞)置1NHC1中解离10分钟。然后用蒸储水洗尽材料上盐酸，准备

制片和染色

3、染色制片

取一枚经解离的蚕豆根尖，置载玻片正当中，两片载玻片呈十字形对压，然

后揭开，在有材料的部位各滴上一小滴丙酸一铁机苏木精染色，再用盖玻片压片。

4、镜检

观察有丝分裂中期和早后期细胞，并进行染色体计数。

五、实验报告

1、交染色体数目变异的有丝分裂制片一张，

2、绘制观察的染色体数目变异的形态并说明。

实验八染色体结构变异

一、实验目的

了解染色体结构发生变异后，在有丝分裂的细胞中，可以观察到在后期出现

染色体桥或染色体断片，在间期的细胞可以观察到微核。

二、基本原理

染色体结构变异主要有缺失、重复、倒位、易位四种。其发生过程是由于同

源染色体或非同源染色体之间发生断裂，然后发生错误重接的结果。各种结构变

异的杂合体，在细胞分裂过程中常常表现不正常的细胞学行为，可以进行细胞学

鉴定。在减数分裂过程粗线期，可以观察到缺失杂合体的“缺失环”，重复杂合

体的染色体突出的环或瘤，倒位杂合体的“倒位圈”或者后期的染色体桥，易位

杂合体的“十字形”联合或者终变期“四体环”“四体链”“8字形环”。在有丝

分裂细胞中可见到后期的染色体桥，染色体断片，以及间期的细胞核显出现“微

核”等。

染色体结构变异一般可导致花粉和胚珠的部分不育，或者半不育，产生遗传

性状的变异，以及假显性，假连锁、剂量效应、位置效应等等改变基因连锁关系

遗传后果，严重的可造成个体死亡。通过染色体行为观察和遗传效应实验相互印

证，鉴别染色体结构变异的类型。

三、材料和器材

1、实验材料：

蚕豆iviciafaba,2n=12）干种子

2、实验仪器及用具：

显微镜、培养箱、分析天平、水浴锅、酒精灯、剪刀、镒子、解剖针、载玻

片、盖玻片、滤纸、铅笔、标签纸、胶水

3、药品和试剂：

醋酸洋红、改良苯酚品红、无水酒精、70%酒精、1N盐酸、

四、实验方法和步骤

1、材料准备

选购具强生活力的蚕豆干种子，经45格伦钻60照射（或用植物诱变剂等）

处理后。浸种24小时，然后置搪瓷盘上摊平催芽，上盖三层纱布保温，于20℃

上培养，待根长1~2厘米时，切取顶端根尖5毫米左右于卡诺氏固定液0.5小时,

然后换入70%酒精保存备用。

2、解离

取出经固定的备用根尖，切取具分生组织部分约1~2毫米，（去除根冠和伸

长区细胞）置1NHC1中解离10—20分钟。然后用蒸储水洗尽材料上盐酸，准备

制片和染色

3、染色制片

取一枚经解离的蚕豆根尖，置载玻片正当中，两片载玻片呈十字形对压，然

后揭开，在有材料的部位各滴上一小滴染色（醋酸洋红或改良苯酚品红），再用

盖玻片压片（见实验一）。

4、镜检:

观察有丝分裂细胞后期的染色体桥和染色体断片，间期细胞的微核。

五、实验报告

1、交染色体结构变异的细胞学制片一张

2、绘制经染色体结构变异处理所观察到的变异染色体，并说明变异特点。

实验九诱变物质的微核测定

一、实验目的

1、了解微核测定的方法与意义

2、寻找新的测试系统及新的更安全有效的植物诱变剂

二、实验原理

微核(micronuclei)简称(MCN)是真核类生物细胞中的一种异常结构，往

往是细胞经辐射或化学药物的作用而产生的。在细胞间期，微核呈圆形，游离于

主核之外，大小应在主核1/3以下。微核的折光率及细胞化学反应性质和主核一

样，也具有伍万DNA的能力。一般认为微核是由有丝分裂后期丧失着丝粒断片产

生的。研究工作证实：整条染色体或好几条也能形成微核。这些断片或染色体在

比细胞分裂未期被两个子细胞核所排斥便形成了第三个核块。已经证实微核率的

大小是和用药的剂量或辐射累积效应呈正相关，这一点和染色体畸变的情况是一

样的。所以许多人认为可用简易的间期微核计数来代替繁杂的中期畸变染色体计

数。由于大量新的化合物的合成，原子能的应用，各种各样的工业废物的排出，

使人们需要有一套高度灵敏，技术简单的测试系统来监视环境的变化。只有真核

类的测试系统更能直接推测诱变物质对人类或其它高等生物的遗传危害。在这方

面，微核测试是一种比较理想的方法。目前国内外不少部门已把“微核测试用于

辐射损伤、辐射防护、化学诱变剂、新药试验、染色体遗传疾病及癌症前期诊断

等各方面。

现有的微核测试系统多数是用哺乳动物的骨髓细胞或外周血细胞，其缺点是

需要一定的培养条件与时间，且细胞同步化困难，微核率低，一般只在0.2%左

右。近年来，有人采用高等植物花粉抱子，利用天然的同步性作微核测试材料。

取得良好的效果。其中马德修用一种原产于美洲的鸭跖草(Tradescantia

pa/udosa),建立四分苑子期微核率计数(MCN-in-Tetrad)的测试系统，是近年

来普遍认为较好系统之一。该系统用低剂量的化学药物处理或辐射处理，其微核

率可达10%-67%»

本实验改用简单易行的烟草种子进行发芽，用一定浓度的盐酸平阳霉素进行

处理，以计微核的诱变率。

三、实验材料

将烟草种子用40℃温水中浸泡40分钟，用布包住种子轻轻撮，之后，置具

有吸水纸的培养皿中于25-28C下催芽，大约三天左右，待幼根长到2-4mm左右,

将萌芽的种子置入一定浓度的盐酸平阳霉素中进行诱变5