1、遗传学实验指导一、实验项目1、减数分裂的观察2、果蝇唾液腺染色体的观察3、花粉母细胞涂抹制片4、分离规律5、等位基因分离的验证6、独立分配规律7、基因的连锁与交换8、有丝分裂9、石蜡切片技术10、染色体数目变异的诱发及鉴定11、显微摄影技术12、植物染色体组型分析13、细胞核内 DNA 的鉴定14、高等植物核 DNA 的简易快速提取15、外源 DNA 的花粉管道导入技术16、大肠杆菌 E.coli DH5 感受态细胞的制备和转化二、实验项目实验一 减数分裂的观察一、实验目的观察并熟悉减数分裂的全过程，以及各个时期染色体的行为和变化，为学习遗传学基本规律奠定基础。二、实验说明减数分裂是在性母细胞
2、成熟时，配子形成过程中所发生的一种特殊的有丝分裂。在性母细胞形成过程中，先由有性组织（如花药、胚珠）中的某些细胞分化为孢母细胞（2n） ，以后进一步由这些孢母细胞进行两次连续的分裂，而染色体只分裂一次，结果产生四个染色体数目减半的大（小）孢子（n） 。这些孢子进一步发育为雌（雄）配子，通过雌雄配子的受精结合，新个体的染色体又恢复到与亲本相同的数目，从而保证了亲代和子代间染色体数目的恒定性。减数分裂各时期的主要特点如下：第一次分裂前期 这一时期较长，变化也较复杂，一般又分为五个时期。1、细线期：这是减数分裂开始时期，染色体细长如线，首尾不分，绕作一团，核仁明显，电子显微镜下观察，数目成双。2、偶
3、线期：由于螺旋化，染色体开始变短、变粗，同源染色体配对，出现联会，呈二价体状态是这一时期的主要特征。3、粗线期：配对后的染色体逐渐缩短变粗，由于各染色体是由已复制的两条染色单体通过着丝粒连接起来，故每一配对的染色体中就含有四条染色单体，又称四合体。4、双线期：四合体继续缩短变粗，同源染色体虽因非姊妹染色单体相互排斥而分开，但由于非姊妹染色单体之间发生交换，而在同源染色体的一定区段出现交叉结。5、终变期：染色体变得更短更粗，交叉结向端部移动（端化） ，核仁、核膜开始消失，染色体分散在整个核内，此时观察染色体最为清楚，便于计数。中期 核仁、核膜消失，染色体排列在赤道板上，成对染色体的着丝粒转向两极
4、，纺锤丝出现。后期 同源染色体由纺锤丝牵引着丝粒，向两极移动，由于各染色体的着丝粒尚未分裂，每一极只分到每对同源染色体中的一个，故两个子细胞将只有半数的染色体，从而实现了染色体数目的减半（2nn） 。末期 染色体移到两极后，松开变细，形成子核，细胞质分裂，在中央由纺锤丝形成细胞板，形成二分体。第二次分裂前期 染色体又开始明显缩短，二分染色体的两个染色单体相互散开，但仍和着丝粒连在一起，没有分开。中期 每个二分染色体又整齐地排列在各个分裂细胞的赤道板上。后期 每个二分染色体的着丝粒纵裂为二，姊妹染色单体分别移向两极。末期 拉向两极的染色单体形成新的细胞核，同时细胞质又分为两部分。这样经过两次分裂
5、，形成四个子细胞，又叫四分体或四分孢子，每个孢子内只含有最初细胞的半数染色体，以后就开始了配子体的发育。三、实验材料用具1、材料玉米（2n=20） 、普通小麦（2n=42） 、水稻（2n=24） 、黑麦（2n=14） 、蚕豆（2n=12）花粉母细胞减数分裂各时期的永久制片。2、用具 显微镜、二甲苯、擦镜纸等。四、实验方法根据前述减数分裂各时期的特点，在显微镜下，先低倍后高倍寻找花粉母细胞分裂相，仔细观察，并分析确定时期，最后按显微镜下观察的实际情况绘图。五、作业绘出减数分裂各时期的图象。实验二 果蝇唾液腺染色体的观察一、实验目的学习解剖果蝇三龄幼虫的唾液腺及唾液腺染色体的制片方法，观察果蝇唾液
6、腺染色体。二、实验原理果蝇的唾液腺位于幼虫前端的食道两侧和神经球附近（图 2-1） 。剖取果蝇唾液腺细胞进行制片观察，可见到一个由 4 对染色体的着丝粒结合形成的染色中心，以及向四周伸展的 5 条染色体臂（X、2L、2R、3L、3R） ，其中第 4 对染色体为粒状，与染色中心密切相联，总称为唾液腺染色体（图 2-2） 。果蝇唾液腺染色体是一种典型的多线染色体。它是果蝇唾液腺细胞核内有丝分裂所致，即核内染色体中的染色线连续复制而染色体并不分裂，结果使每条染色体中的染色线可多达5001000 条，长度和体积分别比其它细胞的染色体长 100200 倍、大 10002000 倍，因此也称巨型染色体。由
7、于每条染色体的染色线在不同的区段螺旋化程度不一，因而出现一系列宽窄不同、染色深浅不一或明暗相间的横纹。不同染色体的横纹数量、形状和排列顺序是恒定的。利用这些特征不仅可以鉴别不同的染色体，还可以结合遗传实验结果进行基因定位。此外，由于其体细胞同源染色体的配对，故易于进行染色体的缺失、重复、倒位和易位的细胞学观察和研究。三、实验材料用具药品1、材料 果蝇的三龄幼虫活体。2、用具 显微镜、双筒解剖镜、培养皿、载玻片、盖玻片、镊子、解剖针、吸水纸、洒精灯、火柴等。3、药品 无水洒精、冰醋酸、1%醋酸洋红、生理盐水（0.7%NaCl） 、1M 盐酸、蒸馏水。4、培养基 采用玉米粉培养基。玉米粉培养基配方
8、水 150ml琼 脂 1.5g蔗 糖 13g玉米粉 17g酵母粉 1.4g丙 酸 1ml配制时根据各成分的配比（配制量根据所用培养瓶和实验人数而定） ，先取应加水量的一半，加入琼脂和蔗糖，煮沸使之充分溶解。取另一半水混和玉米粉，加热调成糊状。将上述两者混和煮沸。待稍冷后加入酵母粉及丙酸，充分调匀，最后分装到经灭菌的培养瓶中。四、实验步骤1、幼虫饲养 选野生型雌雄果蝇各 5 只，放入培养瓶中繁殖，置于 1618下饲养，当幼虫爬上瓶壁准备化蛹前，即为三龄幼虫，此时虫体肥大，便于解剖，是制备唾液腺染色体的最理想时期。2、唾液腺剖取 选取发育良好、虫体肥大的三龄虫，置于载玻片上，加几滴 0.7%生理盐
9、水，在双筒解剖镜下左手持镊子压住虫体中后部，右手持解剖针按住头剖（即口器稍后处），轻轻向前拉动，使头部扯离虫体，从而拉出唾液腺。这时可看到一对透明微白的长形小囊，即是由单细胞层构成的唾液腺，在解剖镜下隐约可见其细胞界限，唾液腺的一侧有一条泡沫状脂肪体，可用解剖针剔除，以保证制片质量。整个剖取过程须在生理盐水中进行。3、解离 把载玻片上的幼虫其它部分除去，用吸水纸小心吸去生理盐水（注意吸水纸应离唾液腺远些，以免吸附唾液腺） ，加 1 滴 1M 盐酸，解离 23min，使组织疏松，以便压片时细胞分散，染色体展开。4、染色 用吸水纸吸去盐酸，加 1 滴蒸馏水轻轻冲洗后吸干，加 2 滴 1%醋酸洋红染
10、色1520min。5、压片 盖上盖玻片（如染液不够，可在盖玻片四周再加 1 滴渗入） ，在酒精灯上略作加热，然后用吸水纸包被载玻片，吸干多余染色液，并用手指轻压盖玻片，再用铅笔的橡皮头或解剖针柄垂直轻敲，或进一步用拇指在盖玻片上适当用力压片，注意勿使盖玻片移动。6、观察 先在低倍镜下找到分散相好的唾液腺染色体，然后调高倍镜观察，对染色体分散、个体清楚的片子，应仔细观察染色体的横纹数量、形状和排列顺序，以便对照模式照片辨认出不同的染色体臂。五、实验作业每人制 2 张染色体分散、横纹清晰的临时片。实验三 花粉母细胞涂抹制片一、实验目的学习并掌握花粉母细胞涂抹制片的基本方法，加深对植物减数分裂的认识
11、和理解。二、实验说明花粉母细胞涂抹制片技术是一种良好的速成制片法。它具有操作简便省时，能尽快得到植物细胞染色体的分散而清晰的图象等优点，是近代细胞学上常用的研究细胞分裂的手段。学习并掌握花粉母细胞涂抹制片技术，也是我们从事遗传育种研究的基本功之一。三、实验材料用具药品1、材料 经过固定，处于减数分裂中的玉米雄穗。2、用具 显微镜、解剖针、镊子、载玻片、盖玻片、纱布、表面皿、吸水纸、酒精灯、培养皿等。3、药品配制（1）卡诺氏固定液配方 纯酒精（或 95%酒精） 3 份冰醋酸 1 份配方 纯酒精 6 份氯 仿 3 份冰醋酸 1 份（2）醋酸洋红染液 量取 45ml 冰醋酸加入 55ml 蒸馏水中，
12、即成 100ml45%的醋酸。加热至沸，移去火焰徐徐加入 2g 洋红粉末,加热至沸 12min 并同时悬入一生锈的小铁钉,或者等冷却后加入几滴 2%铁明矾（硫酸铁铵） ，过滤后贮藏于棕色瓶中备用。（注：放入铁钉或铁明矾或氢氧化铁的 45%醋酸饱和液，是使染色剂略具铁质，可以增强染色性能。 ）（3）脱水、透明剂配方 叔丁醇法 45%冰醋酸 1/2 冰醋酸+1/2 叔丁醇 纯叔丁醇配方 正丁醇法 1/2 95%乙醇1/2 冰醋酸+正丁醇（数滴） 1/2 95%乙醇1/2 正丁醇 正丁醇（4）封片剂 加拿大树胶，可用对应的叔丁醇或正丁醇稀释。四、实验方法1、取材固定 取材的时间和材料的大小必须适当，
13、才能获得较多的花粉母细胞分裂相，此外及时固定，也是观察染色体减数分裂的重要条件。（1）取材 在玉米抽雄前 7 至 10 天，即大喇叭口期，用手挤捏喇叭口下部叶鞘，在感觉松软处，以刀片划一纵向切口，剖开取出数条花序分枝观察，如先端小花苞长 34mm，即可取用。时间在上午 7:0010:00，气温 2530左右，此时正是玉米花粉母细胞分裂的高峰期。（2）固定：利用化学药剂把细胞迅速杀死，使蛋白质变性和沉淀，并尽量保持各种结构的原有状态，便于染色及染色体观察分析等细胞遗传学研究。固定方法：取样后应立即投入固定液中，即随取随浸。有芒的穗应剪去，较大的应分段固定，固定时应在低温下，一般在冰箱内固定 12
14、4h。将固定后的材料用 95%酒精洗两次，每次 10min,再经 80%酒精泡洗10min 至无酸味时，最后放入 70%酒精中保存。2、染色制片 选择理想的分裂时期是染色制片成功与否的重要前提条件。玉米雄穗分枝，主茎最老，从上至下逐渐幼嫩；每一侧枝的中上部最老，由此向上向下越发幼嫩。每一侧枝小穗成对着生，无柄小穗发育略早于相邻的有柄小穗。每个小穗有两朵小花，第一小花（上部）老于第二小花（基部） ，每朵小花内有 3 个花药，第一小花的分裂最有规律，可沿侧枝连续找到各个分裂时期。先取玉米雄穗分枝置于表面皿中，加少许保存液，以防干去。用镊子取适当部位花药13 个（最好同一朵花） ，移置载玻片上，滴一
15、滴染液，用解剖针切断花药，并轻轻挤压，使花粉母细胞从切口处散出。而后将花药壁残渣捡除干净，再搅动染液，使花粉母细胞散开。置低倍镜下初检，如花粉母细胞正处于分裂期，即可加上盖玻片，将载玻片在酒精火焰上来回烘烤几次，注意勿使染液沸腾或干燥，而后用拇指垫上吸水纸轻压盖玻片，注意不能平移。这样才能使染色体染色较深，细胞质染色较淡，两者对比明显且染色体比较分散并处于同一平面内便于观察。如果染色太浅（或太深）可在盖玻片四周稍加染液（或 45%醋酸） ，待其渗透，再烘，再压，直至染色体明显清晰为止。3、镜检 观察确定分裂时期时应识别以下几种细胞：体细胞、花粉母细胞、四分体脱开后刚发育的幼小花粉粒以及成熟的花
16、粉粒等。一些形态较小而且整齐均一的细胞，就是花药壁体细胞。一些形态显著较大，比前述细胞大十来倍，圆形或扁圆形，其细胞核较大，几乎充满整个细胞，就是花粉母细胞。比体细胞大但比花粉母细胞小，略呈扇形的细胞，就是从四分体脱开的小孢子或幼小花粉粒。形态较大的椭圆形、似有明亮外壳、内部较透明的细胞，就是长大的花粉粒。凡形状大小同花粉母细胞相近且范围内有似空腔的核仁，出现丝状、条状、棒状物者，即正在减数分裂的花粉母细胞，注意对这类细胞进行细致的观察分析，判断所处时期，典型的制成永久制片。4、永久制片 将配制好的脱水透明液、号培养皿顺序排好。将制好的临时片翻转，使盖玻片朝下，浸入号液中，使载玻片一端置于玻棒
17、上且呈倾斜，让盖玻片自行脱落。此时载玻片材料面朝下，盖玻片相反。将载玻片翻转过来，并将盖玻片材料面向上放于载玻片一端，用镊子从号液取出，稍控干，依次放入、号内进行脱水、脱酸、脱色12min。取出盖玻片和载玻片，吸去多余的液体，滴一滴树胶于载玻片上有材料的地方，再将盖玻片翻转（有材料的一面向下）盖于载玻片的原位上，最后用镊子轻点盖玻片，使树胶布满为宜。再经镜检材料仍在且符合要求，则贴标签，注明时期、姓名、日期，置阴凉处晾干保存。五、作业每人至少交两张减数分裂永久制片。实验四 分离规律一、实验目的通过一对相对性状的遗传杂交实验，分析杂种后代的性状表现，验证分离规律。二、实验说明在减数分裂形成配子时
18、，同源染色体上的等位基因，必然随着所在染色体的分离而分离。已知这些相对性状分别受一对基因控制，且这一对基因之间具有显性和隐性的关系。将具有一对相对性状差异的两个亲本杂交，其 F1产生的雌雄配子各有两种,其比例为 1:1，F 2表现型也有两种，其比例为 3:1。三、实验材料用具1、材料 玉米：甜非甜 F1 自交的果穗和测交的果穗。棉花：正常阔叶鸡脚叶 F1植株及 F2植株群体。2、用具 显微镜、培养皿、载玻片、盖玻片、镊子、解剖针、玻棒、育苗箱等。四、实验方法1、玉米 观察玉米子粒甜与非甜的分离 玉米子粒的淀粉层非甜（SuSu）对甜（susu）为显性，非甜的粒形较饱满、光滑，甜的粒形呈皱缩状。每
19、人取玉米杂合体（Susu）F 1株上自交和测交的两种果穗，按子粒形状计数各果穗上非甜粒数与甜粒数。最后按各小组观察的数据汇总进行统计分析。2、棉花 观察棉花叶形的分离 以正常阔叶鸡脚叶 F1株的叶形与双亲植株的叶形进行对比观察，并调查田间 F2株群体中正常阔叶、中间叶和鸡脚叶的株数，进行统计分析。为了验证分离规律，对所观察的数据须按下式进行 2（卡方）测验。（o-e） 2 d2 2= e e 其中：o 为实际观察值；e 为预期理论数；d=o-e, d 为实际观察数与预期理论数的差数。 为各项总和。求得 2值后,根据自由度 df（即分离类型组数 n 减去 1） ，查 2值表，求出概率 P。再根据
20、 P 值确定实得结果与理论数是否有显著差异。P0.05，表明差异显著如 P0.05，则表示差异不显著，即说明实际观察数符合预期理论数。五、作业1、上述各实验材料所获得的观察数据，全班汇总填入下表，然后分别进行 2测验，根据自由度和估算的 2值，查阅 2值表，求出概率值 P。2、通过分析，对各相对性状的遗传表现作出解释。一对性状的遗传分析玉 米 棉 花项 目 观察数（o）预期数（e）偏差 d=o-e差方 d2=(o-e)2d2e df=n-1= 2= P=实验五 等位基因分离的验证一、实验目的通过对玉米（或水稻）非糯与糯杂种 F1花粉粒性状的观察，验证等位基因分离。二、实验说明等位基因位于同源染
21、色体上，减数分裂中同源染色体必然分离，染色体上的基因跟随一道行动而表现分离，形成不同基因的孢子，进而产生不同的配子。具有一对基因之差的两亲本杂交，那么 F1产生的雌雄配子，应各有两种，并理论上数目相等，F 1自交时，各种雌雄配子随机结合，因此 F2中有三种基因型，比例为 121，完全显性时有两种表现型，比例为 3：1；F 1与隐性亲本测定时，后代分离比例为 11。通过自交或测交后代的表现型比例，只可以间接推测等位基因的分离形式，而植物某些花粉粒性状或粗糙链孢霉子囊孢子的分离为等位基因的分离提供了直接证据。在一些植物中，如水稻、玉米、高粱、谷子等禾谷类作物，它们的粒常有糯性与非糯性两种类型，这种
22、性状受一对基因控制，它们分别控制着子粒及花粉粒中的淀粉性质，非糯为直链淀粉，由显性基因 Wx 控制，糯性为支链淀粉，由隐性基因 wx 控制，如果用稀碘液处理花粉，前者呈蓝黑色反应，后者呈红棕色反应，通过这种颜色反应，可以直接观察到 F1花粉的不同颜色来判断等位基因是否分离。例如非糯玉米与糯玉米杂交的 F1花粉经稀碘液处理后，在显微镜下观察，可以清楚地看到花粉粒具有两种不同的颜色反应，而且红棕色和蓝黑色的花粉粒的数目大致相等，因此证实了等位基因分离的原则。三、实验材料用具药品1、材料 以非糯与糯杂种玉米（或水稻）F 1的花粉为材料，取材时于前一天将雄花套袋，次日上午 9:0011:00 盛花期抖
23、落花粉，分藏于冷凉干燥处备用，或于头天取欲将开花散粉的雄花序，放在卡诺氏固定液中保存备用。2、用具 显微镜、小镊子、解剖针、载玻片、盖玻片、烧杯、培养皿、铅笔等3、药品配制 1IKI 碘碘化钾液：取 2g 碘化钾溶于 5ml 蒸馏水中，加入 1 克碘，待其溶后再加入 295ml 水，保存于棕色试剂瓶中。四、实验方法1、镜检 检查杂种花粉粒时应以亲本花粉作为对照，其镜检方法如下，挑取少量花粉或整个花药置载玻片上，夹破花药后置低倍镜观察，注意调节镜下反光，稍暗一点，花粉便呈现亮晶晶乳白色光泽。滴少许 IKI 溶液，盖上盖玻片，静观花粉粒颜色变化，呈蓝色的是非糯花粉粒，呈红棕色的为糯性花粉粒。对杂种
24、材料每张片子按 5 点取样，记录 5 个视野各类花粉粒数目，如此重复检查，检查花粉粒总数应在 5000 以上。注意：(1)解剖用具如针、镊子用后随时用水冲洗，洗去粘附的花粉粒，以免混杂干扰结果；(2)调节照明，不用强光以及直射光，调节光栏，直至两种颜色明显区别，先在 100倍左右观察，然后在 200 倍左右计数；(3)仔细鉴别花粉颜色，准确归类，凡畸形瘪皱、特小发育不良的花粉均不计入。2、适合性测定 用 2（卡平方）法测验实际分离比例是否与理论预期相符，将各数填入下表：玉米糯与非糯 F1花粉粒分离的卡方测验花粉粒观 察 数理论数（1：1） 偏 差 差 方 差方/理论数 颜色 o e d（o-e
25、） d 2 d 2/e 深蓝色 红棕色 合计 2= （oe） 2 2 自由度 df211e查 2表，若 2值3.84（即 P0.05） ，说明实际结果不符合 11 的分离比例；若 2值3.84（即 P0.05） ，表示符合分离比例。五、作业每人检查玉米（或水稻）糯非糯 F1花粉粒 200 个，记录不同类型的花粉数，综合全班镜检结果，做卡平方测验，并解释实验结果。实验六 独立分配规律一、实验目的通过两对相对性状的遗传杂交实验，分析杂种后代的性状表现，验证独立分配规律。观察分析玉米杂种后代的胚乳性状、糊粉层及果皮颜色的表现，了解基因互作现象。二、实验说明在减数分裂过程中，位于非同源染色体上的两对等
26、位基因在形成配子时，每对等位基因既随同源染色体的分离而分离，又随非同源染色体的重组而自由组合，形成四种类型的配子，其比例相等。因此，两对基因的杂合体在完全显性的条件下，其自交子代的表现型分离比例为 9:3:3:1，测交子代的表现型分离比例为 1:1:1:1。如果基因间发生互作，则随着互作方式的不同而产生的表现型分离比例有所不同。玉米子粒是由果皮、胚乳和胚三部分组成，其中胚乳包括糊粉层和淀粉层。已知控制玉米子粒各种性状的基因，具有下列的遗传表现。果皮颜色性状有红色、棕色和无色。在基本色素基因 A1 存在时，果皮颜色的表现一般是由 P 和 Bp 两对基因互作的结果。胚乳性状有非甜粒和甜粒。非甜子粒
27、外形饱满，甜子粒外形皱缩。已知甜粒性状是受位于第六染色体上的隐性基因 su 所控制。糊粉层颜色性状有紫色、红色和无色。它主要由 7 对基因（花青素基因 A1a1,A2a2，A3a3；糊粉粒色基因 Cc,Rr 和 Prpr；色素抑制基因 Ii）所控制。只有当显性基因 A1、A2、A3、C、R 同时存在，而抑制基因又呈现隐性纯合 ii 时，色素才能形成。而色素形成的类别是由 Prpr 确定的，当显性基因 Pr 存在时，表现紫色，当隐性基因纯合prpr 存在时则表现红色。当显性基因 A1、A2、A3、C、R 中缺少任何一个或所有这些色素基因均为显性，但有显性抑制基因 I 存在时，均表现为无色。由于控
28、制玉米子粒、果皮和糊粉层颜色，以及胚乳性状的基因分别位于非同源染色体上，故这些性状的遗传表现为独立分配和基因互作现象。三、实验材料用具1、材料 玉米果穗(有色、非甜无色、甜)F1 植株的自交果穗;(有色、非甜无色、甜)F1无色、甜的测交果穗；用于观察基因互作的不同杂交组合的果穗材料。2、用具 计算器、计数器等。四、实验步骤1、验证独立分配规律（1）配制玉米子粒有色、非甜无色、甜的杂交组合，并产生 F1 植株的自交果穗，然后观察果穗上子粒性状的分离现象。每一果穗的子粒按有色、非甜，无色、非甜，有色、甜，无色、甜四种表现型计数。（2）将上述有色、非甜无色、甜的 F1植株与无色、甜的亲本进行测交。取
29、 F1植株上测交的果穗，观察子粒性状的分离现象，每一果穗的子粒同样按上述四种分离类型分组计数。2、观察基因互作现象（1）互补作用 由于 A、C、R 中缺少任何一个色素显性基因，子粒均为无色，因而将子粒无色，基因型分别为 aaCCRR,AAccRR 或 AACCrr 亲本间杂交，例如 aaCCRRAAccRR 产生F1为 AaCcRR，由于显性基因 A 和 C 的互补作用，其 F1子粒表现有色。让 F1植株自交产生 F2果穗，观察 F2果穗上子粒的分离现象,按有色和无色两种表现型计数，其 F2子粒颜色的分离比例为 9 有色（9A_C_RR）：7 无色（3aaC_RR+3A_ccRR+1aaccR
30、R） 。（2）抑制作用 将有色子粒 CCii 与无色子粒 ccII 的亲本杂交，让 F1植株自交产生 F2果穗。然后观察 F2果穗上子粒性状的分离现象，按无色和有色两种表现型计数。上述组合中，由于抑制基因 I 能抑制所有色素基因的表达，故其双亲虽均具有纯合的 A 和 R 基因，但其 F2 穗子粒性状表现为 13 无色（9C_I_+3ccI_+1ccii）：3 有色（3C_ii） 。（3）隐性上位作用果皮颜色 将表现棕色果皮子粒性状的亲本（PPbpbp）与白色果皮子粒形状的亲本（ppBpBp）杂交，让 F1植株自交产生 F2果穗。观察 F2果穗上子粒性状的分离现象。按红色、紫色和白色三种表现型计
31、数，由于上述组合中，玉米子粒 P 和 Bp 这两对基因具有互补效应，因此，当具有 P_Bp_时，玉米子粒的果皮颜色表现为红色；P_bpbp 为棕色；当有 pp 基因存在时，则表现为无色，这里一对 pp 隐性纯合基因具有隐性上位作用，从而使 F2子粒果皮颜色的分离为三种表现型，其比例为 9 红色（9P_Bp_）：3 棕色（3P_bpbp）:4 无色（3ppBp_+1ppbpbp） 。糊粉层颜色 将玉米子粒糊粉层颜色表现为紫色的亲本（CCPrPr）与无色的亲本（ccprpr）杂交，让 F1植株自交产生 F2果穗。观察统计 F2果穗上子粒糊粉层颜色的分离现象。由于 cc 隐性纯合基因对产生紫色糊粉层
32、的基因 Pr 具有隐性上位作用，故 F2子粒糊粉层颜色的分离比例为 9 紫色（9C_Pr_）：3 红色（3C_prpr）:4 无色（3ccPr_+1ccprpr） 。五、作业1、观察上述各杂交实验的性状分离和重组的表现型，并写出它们的基因型。各实验观察结果分别按下表填写和分析。两对性状的遗传分析表 现 型观察数（o）预期数（e）偏差 d=o-e差方 d2=(o-e)2d2edf=n-1= 2= P=2、对以上各实验结果进行 2测验,从而对各性状的遗传表现作出解释。（1）验证独立分配规律玉米有色、非甜无色、甜 F1植株的自交果穗上的 F2子粒色性状的分离现象。玉米有色、非甜无色、甜 F1植株与无
33、色、甜的亲本测交，在 F2植株上所结测交果穗上的 Ft子粒色性状的分离现象。（2）观察基因互作现象互补作用 玉米子粒无色自交系间杂交，产生 F1植株的自交果穗上的 F2粒色性状的分离现象。抑制作用 玉米子粒有色和子粒无色自交系间杂交，产生 F1植株的自交果穗上的 F2粒色性状的分离现象。隐性上位作用 玉米棕色果皮和白色果皮自交系间杂交，产生 F1植株的自交果穗上的 F2 粒色性状的分离现象。实验七 基因的连锁与交换一、实验目的通过玉米三对连锁遗传的相对性状的杂交实验，验证基因的连锁与交换的原则，并掌握基因定位的基本方法。二、实验说明生物体在形成配子减数分裂中，位于同源染色体上的等位基因必然分开
34、，表现分离规律；位于非同源染色体上的非等位基因表现独立遗传；位于同一染色体上的非等位基因，往往有保持原来组合状态随同所在染色体一道遗传的趋势，也可能随着非姊妹染色单体的片段交换而交换，从而产生各种可能组合的配子。但总是亲本型配子多，重组型配子少，即表现连锁遗传现象。基因间的连锁强度以交换率即重组配子数占总配子数的百分率来表示，在测交条件下，测交后代重组型个体数交换率（%）100测交后代总个体数基因在染色体上相距越近，交换机会就越少，交换率就越低，反之越高。基因在染色体上的位置是固定的，基因间的交换率便也是相当恒定的，因此交换率的大小可以作为衡量基因距离的尺度，将 1交换率作为一个遗传单位。根据
35、交换率的大小，可以确定基因在染色体上的相对位置，经典遗传学基因定位的方法有两点测验和三点测验。连锁基因的交换是生物变异来源之一。连锁与交换的试验结果，提供了基因存在于染色体上的证据，论证了基因在染色体上的线性排列，为遗传工程研究和动植物育种工作提供了基本资料。三、实验材料用具1、材料 玉米紫色糊粉层、饱满、非糯自交系与褐色糊粉层、凹陷、糯性自交系的杂种F1与褐色、凹陷、糯性亲本测交的果穗。已知玉米糊粉层色泽（紫色与褐色）子粒形状（饱满与凹陷）及胚乳质地（非糯性与糯性）基因都位于第 9 染色体上，此染色体短臂上几个主要基因的位置如下图：wx sh c 2、用具 计数器，计算器等。四、实验方法 1
36、、观察计数 针对子粒的紫色与褐色、饱满与凹陷、非糯性与糯性三对性状，同时进行观测，杂种 F1果穗上的子粒全为紫色、饱满、非糯，测交果穗中应有八种不同的子粒表现类型，仔细观察鉴定，准确无误地进行记数，将结果记入下表：测交后代表现型 F1 配子基因型 交换类别 粒 数 交换率饱满、紫色、非糯 无交换 凹陷、褐色、 糯 饱满、褐色、 糯 单交换 凹陷、紫色、非糯 饱满、紫色、 糯 单交换 凹陷、褐色、非糯 饱满、褐色、非糯 双交换 凹陷、紫色、 糯 合 计 2、分析计算（1）确定三种性状（基因）的关系：全部独立遗传，或一个独立两个连锁，或三个基因都连锁。（2）确定各种交换类型：测交后代中数量最少的类
37、型为双交换型，最多的为无交换型，中间的为单交换型。（3）确定三种基因的排列顺序：在双交换后代中，有两个性状出现了原亲本的组合类型，则第三个改变了原有组合性状的基因必在中间。（4）计算交换率单交换 I 粒数双交换粒数交换率 I（%）100总粒数单交换粒数双交换粒数交换率（%）100总粒数3、绘制连锁图按基因顺序，以 1交换率作为一个遗传距离单位，依比例绘图。五、作业每人观察两个果穗，综合全班结果，求交换率，进行基因定位，交表，并附连锁图。实验八 有丝分裂一、实验目的观察有丝分裂中染色体的行为变化，并掌握染色制片技术和操作方法。二、实验说明 有丝分裂是生物体细胞增殖的主要方式。在有丝分裂过程中，细
38、胞核内染色体能准确地复制，并能有规律地、均匀地分配到两个子细胞中去，使子细胞遗传组成与母细胞完全一样，从而可以推断生物性状的遗传与染色体的准确复制和均等分配有关，支配生物性状的遗传物质主要存在于细胞核内的染色体上。细胞有丝分裂是一个连续过程，可分为前期、中期、后期和末期。有丝分裂在整个细胞周期中约占 10%的时间，而其余大部分时间是处于细胞连续两次分裂之间的间期。有丝分裂各时期染色体变化的特征如下：前期 核内染色质逐渐浓缩为细长而卷曲的染色体，每一染色体含有两个染色单体，它们具有一个共同的着丝点；核仁和核膜逐渐模糊不明显。中期 核仁和核膜逐渐消失，各染色体排列在赤道板上，从两极出现纺锤丝，分别
39、与各染色体的着丝点相连，形成纺锤体。在中期染色体呈分散状态，便于鉴别染色体的形态和数目。后期 各染色体着丝点分裂为二，其每条染色单体也相应地分开，并各自随着纺锤丝的收缩而移向两极，每极有一组染色体，其数目和原来的染色体数目相同。末期 分开在两极的染色体各自组成新的细胞核，在细胞质中央赤道板处形成新的细胞壁，使细胞分裂为二，形成两个子细胞。这时细胞进入分裂间期。间期 细胞分裂末期到下一次细胞分裂前期之间的一段时期。在光学显微镜下，看不到染色体，只看到均匀一致的细胞核及其中许多的染色质。实质上间期的核是处于高度活跃的生理生化的代谢阶段，为细胞连续分裂准备条件。高等植物有丝分裂主要发生在根尖、茎生长
40、点及幼叶等部位的分生组织。由于根尖取材容易，操作和鉴定方便，故一般采用根尖作为观察有丝分裂的材料。三、实验材料用具药品1、材料 蚕豆、玉米、黑麦、洋葱等的种子或根尖。2、用具 显微镜，盖玻片，载玻片，培养皿，量筒，烧杯，玻棒，酒精灯，镊子，解剖针，刀片，纱布，吸水纸等。3、药品配制（1）0.1%秋水仙碱溶液 取 0.1g 秋水仙碱溶于 100ml 蒸馏水中。或者，将原装 1g 秋水仙碱以少量 95%酒精作溶媒，将其溶解后，加蒸馏水定溶 100ml 即成 1%秋水仙碱母液，存于棕色瓶中，放入冰箱保存。用时取一定量的母液稀释至所需的浓度。（2）果胶酶与纤维素酶混合液混合浓度 1% 2.5%果胶酶
41、1g 2.5g纤维素酶 1g 2.5g蒸馏水 100ml 100ml（3） 1M 盐酸浓盐酸（比重 1.19） 82.5ml蒸馏水 917.5ml（4） 对二氯苯饱和水溶液 取 10g 对二氯苯加蒸馏水 100ml。（5）0.002M 的 8羟基喹啉水溶液：用分析天平称 0.2901g8羟基喹啉用蒸馏水定溶于 1000ml 容量瓶中,在 60下溶解后备用。（6）卡诺氏固定液、醋酸洋红、脱水透明封片剂配制方法同实验三花粉母细胞涂抹制片 。四、实验步骤1、材料准备 选取蚕豆等种子，在 4050的热水中催芽 1224h，然后将萌动的种子放于铺有吸水纸的培养皿或放有 35cm 厚锯末或沙子的盆中,置于
42、 2528的温箱内发芽,待根长到 12cm 时取出洗净，将水吸干备用。2、预处理 为了获得较多的中期分裂相，使染色体缩短、分散，便于压片观察，对剪下的根尖可采用下列任一方法进行预处理。（1）冷冻处理 将根尖浸入蒸馏水中，置于 03的冰箱内，处理 2024h，对某些禾本科植物效果良好。（2） 药剂处理 预处理常用的药剂及其处理时间为：0.01%0.2%秋水仙碱水溶液处理 24h; 对二氯苯饱和水溶液处理 34h;0.002M 的 8羟基喹啉水溶液处理 34h。用以上各种药剂处理时，应注意温度不能过高，以 1015为宜。3、固定 经过预处理的材料冲洗干净后，用卡诺氏固定液固定 24h,经固定的材料
43、如不立即使用，可置于 95%酒精和 80%酒精中各半小时，再换到 70%酒精中，置于 4下保存。如保存时间太长，需要重新固定后再用。4、解离 其作用是除去未固定下来的蛋白质，同时使胞间层的果胶类物质解体，细胞分散便于制片观察。解离所需时间长短，依材料和解离液的成分而不同。 酸解 用 1M 盐酸在 60恒温下处理 620min,或用盐酸（1M）酒精液（1:1） ，在室温下处理 820min； 酶解 用 0.5%果胶酶和 0.5%纤维素酶的等量混合液，在 25下处理 23h，在 37恒温箱内只需 0.51h。较难压的材料可先以 1M 盐酸处理几分钟，经水洗后再移入 1%的两酶混合液中处理。5、染色
44、压片 取处理好的材料，即根尖白色糊状组织置于表面皿中，加几滴醋酸洋红染色 0.51h,然后纵向分成 24 块,分置几张载玻片上，滴一滴 45%醋酸后加盖片，复以吸水纸压片，先用铅笔的橡皮头轻敲几下，再用拇指适当用力下压，注意勿使盖玻片平移，压好片子即可镜检。或者取处理好的根尖分别置于 24 个载玻片上,各加 12 滴醋酸洋红,静置1015min 烤片,在酒精灯上反复 35 次,以载玻片上出现水汽又刚好消失为度，随即拨碎根尖，加盖玻片，复以吸水纸，压片镜检。6、镜检 根据前述有丝分裂各时期的特点，在显微镜下，先低倍后高倍寻找有丝分裂相，仔细观察，并分析确定时期。如效果理想，即可制成永久制片。7、
45、永久制片 方法同实验三花粉母细胞涂抹制片五、作业每人做两张良好的有丝分裂中期图象的永久制片。实验九 石蜡切片技术一、实验目的了解石蜡切片的全过程；掌握取材的原则、切片的方法和染色技术。二、实验说明石蜡切片法是动物、植物和病理组织切片制作上最重要、最常用的一种方法。除某些材料确实经不住石蜡法中各种药剂的处理或加温而不能应用外，一般的材料都可以采用石蜡切片法。石蜡切片法的优点是可以切出极薄的切片，并可制作大批或连续的切片。而且用石蜡包埋的组织块还能长期保存。三、实验材料用具药品1、材料 蚕豆、小麦等作物的根、茎、叶、花、果实及子房、花药、胚胎等。2、用具 单面刀片、温台、镊子、解剖针、载玻片、盖玻片、烧杯、毛笔、切片机等。 3、药品配制（1）福尔马林醋酸酒精混合固定液（F.A.A.）50%或 70%酒精 90ml冰 醋 酸 5ml福尔马林（37%40%甲醛） 5ml（2） 1%番红酒精（50%）溶液取 1g
