遗传学实验参考

遗传学实验参考

实验一 有丝分裂( 洋葱根尖有丝分裂染色体标本制备及观察)

〖实验原理〗：有丝分裂是细胞均等增殖的过程, 是体细胞分裂的主要方式.在有丝分裂过程中.细胞内每条染色体都能复制一份, 然后分配到子细胞中,因此两个子细胞与母细胞所含的染色体在数目,形态和性质上均是相同的，在各种生长旺盛的植物组织中均存在着有丝分裂。

分生组织→固定→解离→染色→压片→观察（间期、前期、中期、后期、末期） 材料

洋葱或大蒜、凤眼莲或其它种子根尖

方法：(1)取材:清水培养根、当根长约2厘米时,从顶端剪取0.5—1厘米长的一段, 2、预处理：药物处理（秋水仙素0.1%）12-24H或冷冻处理（冰箱）

(2)固定:使用卡诺氏固定液(甲醇:冰醋酸=3:1)。一般在室温下,材料固定1～24小时（40分钟）,如果材料比较大可以适当延长时间。固定完毕后将根尖取出,再用吸水纸将液体吸干。如暂时不用，可将根尖放入酒精中,在4℃冰箱中保存待用,保存时间不能超过两个月。 (3)解离:无论酸解还是酶解都可以很好的软化细胞壁,使细胞分散开。酸解比较经济,效果也很好。将根尖取出用1mol/L的盐酸解离,在60℃水浴恒温处理4分钟左右。时间要掌握好,如果时间过长,则易使分生区和伸长区脱节,既不利于操作又会影响染色:过短则解离不足,压片时细胞不易分散,互相重叠,不易观察。?

(4)染色:在各种碱性染料中,卡宝品红(石炭酸品红)和苏木精等染色剂、0.2％龙胆紫溶液在此实验中的效果都比较好。用镊子将大蒜根尖取出来,在清水中漂洗后放在载玻片上,用镊子将根尖前端乌白色的根冠去掉,用镊子尖把根尖弄碎,用卡宝品红染色,这样可以使大多数细胞都充分的染色,3～5分钟后,盖上盖玻片,用拇指压盖玻片,使细胞分散开来,用吸水纸吸干多余的液体,即可观察。?

(5)观察:用低倍镜在生长点附近可观察到已被染成淡紫色的、单层、排列紧密的呈正方形的细胞。换上高倍镜进行观察，即可找到处于细胞分裂间期和有丝分裂前期、中期、后期、末期的细胞，可清晰地辨认出有丝分裂各时期染色体行为的变化

植物多倍体诱发实验

多倍体普遍存在于植物界，目前已知道被子植物中有1/3或更多的物种是多倍体，除了自然界存在的多倍体物种之外，又可采用分为物理的（温度剧变、机械损伤、各种射线处理等）和化学方法的（各种植物碱、麻醉剂、植物生长激素等）诱导方法。在诱发多倍体方法中，以应用化学药剂更为有效。如秋水仙素、萘嵌戊烷、异生长素、富民农等，都可诱发多倍体，其中以秋水仙素效果最好，使用最为广泛。其中，秋水仙素是诱导多倍体的最有效的方法之一。

秋水仙素具有麻醉作用，对植物种子、幼芽、花蕾、花粉、嫩枝等可产生诱变作用。它的主要作用是抑制细胞分裂时纺锤体的形成，使染色体不走向两极而

被阻止在分裂中期，这样细胞不能继续分裂，从而产生染色体数目加倍的核。若染色体加倍的细胞继续分裂，就形成多倍性的组织，由多倍性组织分化产生的性细胞，所产生的配子是多倍性的，因而也可通过有性繁殖方法把多倍体繁殖下去。 多倍体已成功地应用于植物育种，用人工方法诱导的多倍体，可以得到一般二倍体所没有的优良经济性状，如粒大、穗长、抗病性强等。三倍体西瓜、三倍体甜菜、八倍体小黑麦已在生产上应用。

二、实验目的

1．了解人工诱导多倍体的原理，初步掌握用秋水仙素诱发多倍体的方法 2．了解植物多倍体细胞染色体加倍的特点

实验器具和药品；洋葱鳞茎和其它种子。0.2％秋水仙素溶液，1mol／L HCl溶液 、改良苯酚品红溶液等。 实验步骤

1．待新长出的不定根长约1.5－2mm左右时，移到盛有秋水仙素溶液的培养皿中，直到根尖膨大为止（或冰箱冷冻处理）。再恢复生长24小时，诱导后细胞为多倍体细胞。

2．取下已膨大的根尖或幼芽，水洗后进行常规制片（固定，保存，水洗，酸解，水洗，染色，压片等过程），染色时滴上一、二滴改良苯酚品红染液，10－15分钟以后压片。

3．观察多倍体细胞染色体的形态并统计其染色体数目。

观察与鉴定

处理后的植株和未处理植株在外部形态上和结构上，是有区别的。常采用的方法是观察和比较两者气孔的大小。将叶面表皮撕下在显微镜下观察，多倍体叶面气孔比二倍体大很多，从外部形态上加倍后生长的植株比二倍体高大，叶片肥厚。在形态观察的基础上，可进一步进行镜检观察染色体数目的变化。 六 注意事项：

1. 秋水仙素处理时间应根据供试材料的细胞周期而定，当处理时间介于供试材料细胞周期的一倍到两倍之间时，可观察到细胞由二倍体变为四倍体，当处理时间多于供 试材料细胞周期的两倍以上时，供试材料的细胞可从四倍体变为八倍体，因此，在培养多倍体细胞时，应注意用秋水仙素的处理时间；此外，秋水仙素的浓度对处理 效果也有影响，应注意掌握。

2. 多倍体细胞中染色体的形态有两种，一种为一条染色体含有一条单体，另一种为一条染色体含有两条单体，应注意观察，并思考其形成原因。

3. 秋水仙素为剧毒药品，实验中应注意不要将药品沾到皮肤上，眼睛中。如果沾到皮肤上，应用大量自来水冲洗。 附：0.2－0.4%秋水仙素的配制：

取秋水仙素1克（先用少许95%酒精助溶），溶于250－500亳升蒸馏水中，配成0.2－0.4%秋水仙素溶液。亦可制成较高浓度的母液，放入棕色玻璃瓶内，用时再稀释到所需的浓度。

五、实验说明

本实验采用种子浸渍法。处理种子时，可先在一定浓度秋水仙素中浸种24小时左右，在铺有滤纸的器皿上浸渍种子，再注入0.1％—0.025％浓度的秋水仙素溶液，为避免蒸发宜加盖并置于暗处，放入20℃培养箱中，保持适宜的发芽温度，干燥种子处理的天数应比浸种多1天左右。一般发芽种子处理数小时至三天，或多至十天左右。对于种皮厚发芽慢的种子，应先催芽后再行处理。已发芽的种子宜用较低的浓度处理较短的时间，秋水仙素能阻碍根系的发育，因而最好能在发根以前处理完毕。处理后用清水冲洗，移栽于盆钵或田间。

染色体加倍后必须进行鉴别。同源多倍体主要是根据形态特性来判断，如叶色、叶形及气孔和花粉粒的大小。最为可靠的方法，是待收获大粒种子后，再将这些大粒种子萌发，制片根尖压片，然后检查细胞内的染色体数目，只有染色体数目加倍了，才能证明植株已诱变成多倍体。

六、实验步骤

（一）把玉米2n=20（或大麦2n=18、水稻2n=24）种子浸在0.1％秋水仙素溶液24小时。

（二）用自来水冲洗2—3次。

（三）将萌发种子移到盛有0.025％秋水仙素溶液润湿了吸水纸的培养皿里。

（四）置入20℃培养箱，培养发芽。 （五）48小时后取出幼苗。 （六）用自来水缓缓冲洗幼苗。

（七）把处理后的幼苗栽种在大田或盆钵内。 （八）同期播种未经处理的玉米种子作为对照。 （九）田间给以良好管理。

七、实验结果

鉴定多倍体植物

1.制作四倍体玉米、二倍体玉米根尖细胞压片，检查染色体数目。 2.观察四倍体玉米、二倍体玉米表皮细胞气孔的大小。

（1）在四倍体玉米叶的背面中部划一切口，用尖头镊子夹住切口部分，撕下一薄层下表皮，放在载玻片的水滴里，铺平，盖上盖玻片，制成表皮装片。

（2）按上述同样方法制作一张二倍体玉米的表皮装片，作为对照。 （3）镜检比较四倍体与二倍体气孔和保卫细胞的大小，用测微尺测量记载其大小。

3.观察比较花粉粒的大小

（1）从四倍体、二倍体玉米植株上分别采集花粉。 （2）将采集到的花粉分别浸入45％冰醋酸。

（3）用滴管分别各取一滴花粉粒悬浮液，移到载玻片上。 （4）滴上碘化钾溶液，盖上盖玻片，制成花粉粒制片。 （5）镜检四倍体及二倍体玉米花粉粒大小。 （6）用测微尺测定并记载其大小。

在植物中多倍体的植株比正常二倍体植株茎粗、叶大、花大、果大、矮生，成熟迟，气孔大、气孔密度小、花粉粒大、叶片肥厚

实验二 减数分裂

一、实验原理：减数分裂是一种特殊方式的细胞分裂，仅在配子形成过程中发生。这一过程的特点是：连续进行两次核分裂，而染色体只复制一次，结果形成四个核，每个核只含单倍数的染色体，即染色体数减少一半，所以称作减数分裂。另外一个特点是前期特别长，而且变化复杂，包括同源染色体的配对、交换与分离等。

二、实验目的：1.了解动、植物的生殖细胞的形成过程。2.掌握制片方法。 三、实验材料

蚕豆（Viciafaba）花蕾 蝗虫精巢 四、实验器具和药品

1.用具：镊子，解剖针，载玻片，盖玻片，大培养皿，立式染缸，酒精灯，量筒，吸水纸，显微镜。

2.药品：无水乙醇，冰醋酸，洋红（carmine），甘油，松香石蜡。 Carnoy固定液：无水乙醇3份，冰醋酸1份。

醋酸洋红：45％醋酸100毫升，加洋红1克，煮沸（沸腾时间不超过30秒），冷却后过滤即成。也可以再加1—2％铁明矾水溶液5—10滴，色更暗红。 封蜡：用等量的松香（balsam）和52℃石蜡加热混合而成，所以又称松香石蜡。 五、实验说明

在植物花粉形成过程中，花药内的一些细胞分化成小孢子母细胞（2n），每个小孢子母细胞进行二次连续的细胞分裂（第一次减数分裂和第二次减数分裂）。每一小孢子母细胞产生四个子细胞，每个子细胞就是一个小孢子。小孢子内的染色体数目是体细胞的一半（图1-1）。

在动物的有性生殖过程中，也有一个由双倍体到单倍体的减数过程。动物的精巢分化出精母细胞，精母细胞减数分裂，形成单倍染色体的精子。

在适当的时机采集植物的花蕾或动物的精巢，经固定、染色压片后，就可以在显微镜下观察到细胞的减数分裂。整个减数分裂可分为下列各个时期。下面图1-2至图1-9是以雄性雏蝗（Chorthippusbrunmeus）的减数分裂各个时期的照片。

第一次减数分裂

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