《普通遺傳學(xué)實驗指導(dǎo)》

普通遺傳學(xué)

實驗指導(dǎo)

PUTONGYICHUANXUESHIYANZHIDAO

鄭茂波編著

哈爾濱學(xué)院

刖s

遺傳與變異問題是生命科學(xué)研究的核心。隨著其他相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，遺傳學(xué)逐步實現(xiàn)

從對生物個體的表現(xiàn)型描述向較為精密的實驗科學(xué)的飛躍，從而成為生命科學(xué)研究的前沿

領(lǐng)域。遺傳學(xué)與許多學(xué)科相結(jié)合形成許多交叉學(xué)科，如遺傳學(xué)與細胞學(xué)結(jié)合形成細胞遺傳

學(xué)；遺傳學(xué)與生物化學(xué)相結(jié)合形成分子遺傳學(xué)；遺傳學(xué)與數(shù)學(xué)相結(jié)合形成數(shù)量遺傳學(xué)；遺

傳學(xué)與物理學(xué)相結(jié)合形成輻射遺傳學(xué)等，反映在實驗手段上比遺傳學(xué)發(fā)展的早期更為多元

化。20世紀(jì)50年代，DNA雙螺旋模型的建立標(biāo)志著分子遺傳學(xué)的誕生，是生物學(xué)發(fā)展史上

的里程碑。

普通遺傳學(xué)實驗是配合遺傳學(xué)理論教學(xué)而設(shè)置的一門基礎(chǔ)課程，通過實驗課的教學(xué)，

力求使同學(xué)們能夠?qū)z傳學(xué)的基本理論和概念有更加深刻的認(rèn)識，激發(fā)同學(xué)們對探索遺傳

學(xué)規(guī)律的濃厚興趣。更為重要的是，在實驗過程中培養(yǎng)同學(xué)們觀察問題、分析問題和解決

問題的能力，鍛煉同學(xué)們實際操作能力。

哈爾濱學(xué)院遺傳學(xué)教研室通過多年的教學(xué)實踐，在綜合考慮到培養(yǎng)目標(biāo)、學(xué)時設(shè)置、

本門課程與其他課程教學(xué)內(nèi)容重疊情況等因素的情況下，選用了本書所包括的實驗內(nèi)容，

其中有經(jīng)典遺傳學(xué)實驗、細胞遺傳學(xué)實驗、微生物遺傳實驗和分子遺傳學(xué)實驗。通過這些

實驗，可以使同學(xué)們對遺傳學(xué)的主要研究方法和手段有一概括的了解，并在實驗課中得到

一定的訓(xùn)練。初步具備進行遺傳學(xué)研究的基本實驗方法和手段。由于課程設(shè)置的變化，現(xiàn)

已經(jīng)把原來遺傳實驗中有關(guān)質(zhì)粒DNA的提取和分子雜交等實驗內(nèi)容列入到分子生物學(xué)實

驗教學(xué)之中，因此，請同學(xué)們在學(xué)習(xí)過程中注意參考有關(guān)課程的實驗內(nèi)容，從而對遺傳學(xué)

的實驗方法有較為全面的認(rèn)識。教師可以根據(jù)課時安排和學(xué)生情況對實驗內(nèi)容作適當(dāng)調(diào)整。

書中采用的圖片除特殊說明外，均為本實驗室在遺傳學(xué)研究和實驗教學(xué)過程中所拍攝

和制作的。許多教師和工作人員在教學(xué)實踐中對實驗內(nèi)容和教學(xué)方法提出過許多寶貴的意

見和建議，使得遺傳學(xué)實驗的教學(xué)得到不斷完善。學(xué)院多屆同學(xué)參與了大部分實驗內(nèi)容的

操作和改革，并編寫和提供了部分實瞼素材，對此我們深表謝意！

由于時間倉促以及我們的水平有限，教材之中可能會有不妥之處，希望各位同仁給予

批評指導(dǎo)，我們將不勝感激。

作者

2010年9月于哈爾濱

目錄

實驗1植物染色體標(biāo)本制備....................................................1

實驗2小鼠骨髓細胞染色體標(biāo)本的制備和觀察...................................4

實驗3孚爾根核反應(yīng)染色法....................................................6

實驗4減數(shù)分裂與配子形成...................................................11

實驗5果蠅的培養(yǎng)與性狀觀察..................................................29

實驗6果蠅唾腺染色體的制備和觀察...........................................32

實驗7果蠅雜交實驗..........................................................36

實驗8高等植物有性雜交......................................................39

實驗9四分子遺傳分析：粗糙鏈抱霉的分離和交換...............................43

實驗10染色體組型分析........................................................47

實驗11去壁低滲法制備植物染色體標(biāo)本.........................................52

實驗12人類染色體分析：外周血培養(yǎng)及制備染色體標(biāo)本..........................59

實驗13植物染色體分帶技術(shù)....................................................66

實驗14姐妹染色單體差別染色..................................................69

實驗15植物多倍體誘導(dǎo)及其細胞學(xué)鑒定.........................................85

實驗16性染色質(zhì)：人體X染色質(zhì)觀察.........................................90

實驗17細胞微核(micronucleus)檢測技術(shù)......................................96

實驗18植物總DNA的提取....................................................100

實驗19細菌基因組DNA的提取.......................................106

實驗20質(zhì)粒的提取...........................................109

實驗21細菌的轉(zhuǎn)化實驗...................................................90

實驗22細菌轉(zhuǎn)導(dǎo).................................................96

實驗23基因突變分析與檢測...............................100

實驗24熒光原位雜交實驗..................................................106

實驗25數(shù)量性狀的遺傳分析................................109

實驗26遺傳平衡定律......................................................113

附錄1實驗室常用試劑的配制..............................................116

附錄2不同的x值及自由度時的P值表.....................................119

實驗一植物染色體標(biāo)本制備

一、實驗?zāi)康?/p>

1、學(xué)習(xí)植物根尖壓片標(biāo)本制備方法的基本技術(shù)。

2、熟悉細胞有絲分裂各個時期的形態(tài)特征及染色體形態(tài)和結(jié)構(gòu)上的動態(tài)變化，并學(xué)會染色

體簡易永久片的制片技術(shù)。

二、實驗原理

有絲分裂是高等動植物體細胞分裂的主要方式，高等植物有絲分裂主要發(fā)生在根尖、莖

生長點、幼葉等部位的分生組織。在有絲分裂時，細胞核與細胞質(zhì)有很大的變化，但以細胞

核內(nèi)染色體的變化最為明顯，而且是有規(guī)律地進行。在有絲分裂過程中，真核細胞的染色質(zhì)

凝集成染色體，每個染色體能復(fù)制一份，復(fù)制的姐妹染色單體在紡錘絲的牽拉下分向兩極，

精確地平均分配到兩個子細胞中去，從而使產(chǎn)生得兩個子細胞及與其母細胞所含的染色體在

數(shù)目、形態(tài)和性質(zhì)上都是相同的。由于染色體上有遺傳物質(zhì)DNA,因而在生物的親代和子

代之間保持了遺傳性狀的穩(wěn)定性。染色體的這種特異性、恒定性、連續(xù)性和在細胞分裂過程

中的正確復(fù)制及分配被確認(rèn)為是遺傳物質(zhì)的載體，是遺傳傳遞規(guī)律的細胞學(xué)基礎(chǔ)?？梢?，細

胞的有絲分裂對于生物的遺傳有重要意義。

三、實驗材料

洋蔥(Aillu/ncepa)根尖，蠶豆(Viciafaba)根尖。

四、實驗器具和藥品試劑

顯微鏡、培養(yǎng)箱、恒溫水浴鍋、溫度計、鏡子、解剖針、刀片；Camoy固定液、改良

苯酚品紅染色液、0.002M8-羥基喳琳水溶液、0.05~0.2%秋水仙素溶液、對二氯苯飽和水

溶液、1MHC1、加拿大樹膠。

五、實驗方法和步驟

(-)材料準(zhǔn)備

1、培養(yǎng)洋蔥根尖選取底盤大的洋蔥做生根材料，剝?nèi)ネ鈱永掀?，用刀削去老根，?/p>

意不要削掉四周的根芽，將洋蔥的鱗基置于盛水的小燒杯(或廣口瓶)上，讓洋蔥的底部接

觸杯內(nèi)的水面。把小燒杯放進20?25℃培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)。培養(yǎng)時注意每天換水1?2次，防止

爛根。待根長約1.5cm時，在上午九時取健壯的根尖進行預(yù)處理。

2、種子培養(yǎng)根尖選取蠶豆(或小麥、玉米等)種子放在燒杯中，放清水浸泡過夜，

使種子吸水脹大后倒出，再用清水洗幾次，用多層紗布包好種子，放進20?25℃培養(yǎng)箱內(nèi)

培養(yǎng)。當(dāng)根尖長1?1.5cm時，即可以在上午九時取生長旺盛的根尖進行預(yù)處理。

(-)預(yù)處理目的，使獲得中期分裂相較多的細胞，使染色體縮短，分散，形態(tài)結(jié)構(gòu)

穩(wěn)定，便于壓片，有利于對有絲分裂中染色體的觀察和計數(shù)。預(yù)處理機理：阻止或破壞紡

紡錘體微管的形成，使有絲分裂過程被抑制在分裂中期階段，以便累積較多的處于分裂中期

的分裂相；改變細胞質(zhì)的粘度；導(dǎo)致染色體高度濃縮、變短，利于染色體的分散。

在固定之前應(yīng)用理化因素進行預(yù)處理，這樣可以，抑制或破壞紡錘絲的形成，促使染色

體縮短和分散等。一般是在分裂高峰前處理1.5小時以上。處理的方法如下：

1.秋水仙素水溶液常用濃度為0.05?0.2%,室溫下處理3?4小時。對抑制紡錘體活

動的效果明顯，易于獲得較多的中期分裂相，并且染色體收縮較直，有利于對染色體結(jié)構(gòu)的

研究。

2.對二氯苯飽和水溶液室溫下處理3?5小時，對阻止紡錘體活動和縮短染色體效果

也較好，對染色體小而多的植物中，計數(shù)染色體制片效果最好。

3.8-羥基喳琳水溶液使用濃度為0.002?0.004M,一般認(rèn)為它將引起細胞粘滯度的改

變，進而導(dǎo)致紡錘體活動受阻。通常處理2?4小時，可使中期染色體在赤道面上保持其相

應(yīng)的排列位置，另一優(yōu)點是處理后的縊痕區(qū)較為清晰。

4.低溫處理將材料如小麥，浸入蒸鐲水內(nèi)，放置到1?4℃冰箱中（玉米及水稻6?8℃）

處理20?24小時，也起到良好的效果。

（三）固定通常采用的是Carnoy固定液。固定的目的是用化學(xué)的方法把細胞迅速殺

死，使蛋白質(zhì)變性，并盡量保持原來的分裂狀態(tài)，同時更易于著色。固定時，將根尖投入固

定液中室溫處理3?24小時。材料若不及時用，可經(jīng)過90%酒精和70%酒精浸洗一次，再

換入新的70%酒精中，置于冰箱內(nèi)0?4℃保存?zhèn)溆?。?jīng)過較長時間保存的材料，在進行觀

察前可用固定液再處理一次，效果較好。

（四）解離目的是使分生組織細胞之間的果膠質(zhì)層解掉，并使細胞壁軟化，便于壓片。

解離的時間視根尖的粗細老嫩不同而有差異。方法是：將固定后（或保存后）的根尖分裝到

小燒杯內(nèi)，用蒸儲水漂洗，再加入INHC1溶液，在60C下水解8?20分鐘（洋蔥用8分鐘，

蠶豆側(cè)根用10分鐘，玉米用20分鐘），解離成功的根尖，分生組織發(fā)白，伸長區(qū)已呈半透

明，似爛狀。

（五）漂洗解離后的根尖用蒸譙水漂洗3?4次，用吸管吸干水。漂洗時間和次數(shù)一定

要足夠，否則影響染色效果或染不上色

（六）染色、壓片將解離漂洗后的根尖放在小培養(yǎng)皿里，滴加改良苯酚品紅染色液染

色10分鐘左右。制片時，取一根尖放在潔凈的載玻片上，用刀片切取hnm左右的生長區(qū)，

其余部分棄掉，加1滴染色液，加蓋玻片。用鑲子在材料的地方輕壓幾下，使生長區(qū)的細胞

分散開來，再在蓋玻片上覆蓋一層吸水紙用拇指適當(dāng)用力下壓，用解剖針（或竹簽）敲擊根

尖部位，重復(fù)幾次，力一次比一次大，使材料分散成薄薄的一層，以蓋玻片不破裂為準(zhǔn)。

（七）觀察將制好的標(biāo)本片，置于顯微鏡下先作低倍觀察，選取不同分裂時期的典型

細胞，換高倍鏡觀察，注意核及染色體的動態(tài)變化。

（A）永久裝片由臨時壓片材料制做成永久玻片標(biāo)本，可以將玻片放在CO2干冰或

生物切片半導(dǎo)體冰凍機上，待玻片結(jié)冰后，取出玻片，用刀片迅速揭開蓋玻片，放在空氣中

干燥后，用封臧劑（加拿大樹膠）封固。

六、作業(yè)

1、每人制作兩張洋蔥根尖細胞分裂的臨時裝片。

2、根據(jù)自己在實驗中觀察到的各時期的細胞特點，繪制有絲分裂前期、中期、后期的簡

圖，并能區(qū)分各時期細胞的特點。

3、解釋什么是染色單體？什么是子染色體？子細胞中的染色體與母細胞中的染色體是否

相同，為什么？有什么生物學(xué)意義？

七、學(xué)習(xí)資料

有絲分裂，又稱為間接分裂，由W.Fleming（1882）年首次發(fā)現(xiàn)于動物及E.Strasburger

（1880）年發(fā)現(xiàn)于植物。特點是有紡錘體染色體出現(xiàn)，子染色體被平均分配到子細胞，這種

分裂方式普遍見于（動物和高等植物）。是真核細胞分裂產(chǎn)生體細胞的過程。

通過有絲分裂，每條染色體精確復(fù)制成的兩條染色單體并均等地分到兩個子細胞，使子

細胞含有同母細胞相同的遺傳信息。有絲分裂過程是一個連續(xù)的過程，為了便于描述人為的

劃分為六個時期：間期(interphase)、前期(prophase)、前中期(premetaphase)、中期(metaphase)、

后期(anaphase)和末期(telophase)。不同時期的染色體的形態(tài)和行為是各不相同的。

間期是DNA合成和細胞生理代謝活動旺盛的時期，占細胞周期的大部分時間。根據(jù)細

胞內(nèi)染色體的形態(tài)和DNA合成情況，又可將間期劃分成：G1期——此時沒有DNA復(fù)制，

但有RNA和蛋白質(zhì)合成。S期——此時細胞內(nèi)進行DNA合成，將DNA總量增加一倍。G2

期一此時細胞里含有兩套完整的二倍體染色體，不再進行DNA合成。M期(分裂期)—

此時染色體真正開始分裂。

在間期結(jié)束時，DNA以染色質(zhì)的狀態(tài)存在于細胞核中，細胞運作正常。

前期：染色質(zhì)絲螺旋纏繞，縮短變粗，高度螺旋化成染色體。每條染色體包括兩條并列

的姐妹染色單體，這兩條染色單體有一個共同的著絲點連接著。并從細胞的兩極發(fā)出紡錘絲。

梭形的紡錘體出現(xiàn)，染色體散亂分布在紡錘體的中央,細胞核分解，核仁消失，核膜逐漸解

體。

中期：細胞分裂的中期，紡錘體清晰可見。這時候，每條染色體的著絲點的兩側(cè)，都有

紡錘絲附著在上面，紡錘絲牽引著染色體運動，使每條染色體的著絲點排列在細胞中央的一

個平面上。這個平面與紡錘體的中軸相垂直，類似于地球上赤道的位置，所以叫做赤道板。

分裂中期的細胞，染色體的形態(tài)比較固定，數(shù)目比較清晰，便于觀察清楚。

在細胞遺傳學(xué)研究中，人們常常需要了解某一物種的染色體數(shù)目，而最有效的方法就是

觀察細胞有絲分裂的中期，這樣能得到較為準(zhǔn)確的結(jié)果。各種生物染色體在數(shù)目上和形態(tài)上

是相對恒定的，并隨科屬種的不同而具有一定的特征。

后期：由于紡錘絲蛋白收縮，著絲?？v向分裂，每個染色體的二個染色單體分別向兩極

移動。由于著絲粒在每個染色體上位置的不同，可呈現(xiàn)不同的形狀。染色單體就成為子染色

體。

末期：分裂后的兩套染色體到達兩極后開始在兩極聚集并解螺旋形成染色質(zhì)絲，逐漸變

細變長，紡錘絲消失，核仁、核膜重新重建，細胞扳在細胞中央赤道扳形成，一個細胞分裂

形成了二個子細胞。

動、植物細胞有絲分裂的過程的不同點是：

1、動物細胞有中心體，在細胞分裂的間期，中心體的兩個中心粒各自產(chǎn)生了一個新的中心粒,

因而細胞中有兩組中心粒.在細胞分裂的過程中，兩組中心粒分別移向細胞的兩極.在這兩組

中心粒的周圍，發(fā)出無數(shù)條放射線，兩組中心粒之間的星射線形成了紡錘體.

2、動物細胞分裂末期,細胞的中部并不形成細胞板,而是細胞膜從細胞的中部向

內(nèi)凹陷,最后把細胞縊裂成兩部分,每部分都含有一個細胞核.這樣,一個細胞就

分裂成了兩個子細胞

表不同材料采用不同預(yù)處理方法獲得的效果(供參考)

植物名稱染色體數(shù)(2n)處理因素處理時間溫度效果*

小麥420.2%秋水仙素水溶液9:00-11:0025℃+++

小麥42對二氯苯飽和水溶液10:00-14:00室溫+++

小麥421?4C冰箱20-24小時1?4℃+++

小黑麥56對二氯苯飽和水溶液10:00-14:00室溫+++

豌豆14對二氯苯飽和水溶液10:00-11:30室溫+++

煙草48對二氯苯飽和水溶液8:30-11:30室溫+++

蠶豆120.05?0.1%秋水仙素水溶液20:00-23:00室溫+++

蠶豆120.05?0.現(xiàn)秋水仙素水溶液14:30-17:308℃+++

洋蔥160.05?0.1%秋水仙素水溶液7:30-11:3015c+++

茄子240.002M8-羥基喳琳9:00-13:0015℃+++

大麥140.05?0.1%秋水仙素水溶液8:00-11:0025℃++

*+++優(yōu)++良。

根尖細胞的有絲分裂

圖片資料

(f)E-rtvIciopha^e(c)AIMOKAVC

實驗二動物染色體標(biāo)本制備

一、實驗?zāi)康?/p>

1、掌握動物骨髓細胞染色體標(biāo)本制備的基本原理及技術(shù)。

2、觀察動物骨髓細胞分裂中期染色體形態(tài)及數(shù)目特征.

二、實驗原理

染色體是基因的載體。真核細胞染色體的數(shù)目和結(jié)構(gòu)是重要的遺傳指標(biāo)之一。制備染色

體標(biāo)本無疑是細胞遺傳學(xué)最基本的技術(shù)，優(yōu)良的染色體制片是進行染色體顯帶、組型分析、

原位雜交等的先決條件。

染色體的制備在原則上可以從所有發(fā)生有絲分裂的組織和細胞懸浮液中得到。最常用的

途徑是從骨髓細胞、血淋巴細胞和組織培養(yǎng)的細胞中制備染色體。

小型動物的染色體制片最好最有效的材料就是骨髓組織。利用骨髓的制片技術(shù)雖然需要

離心以及細致的操作，但其基本程序是簡便的。另外，在骨髓細胞中，有絲分裂指數(shù)相當(dāng)高,

因此可以直接得到中期細胞而不必象淋巴細胞或其它組織那樣要經(jīng)過體外培養(yǎng)。主要的中期

相來自成紅細胞系統(tǒng)，也來自各種骨髓母細胞，單核細胞和淋巴細胞的分裂相是較少的。不

過，在染色體制片上已無法區(qū)別上述來源。多倍體的中期相（4n、8n和16n）往往來自于巨

核細胞。

對大型動物通常采用對骼骨、脊或胸骨穿刺術(shù)吸取紅骨髓，小型動物多采用剝離術(shù)取股

骨以獲得骨髓細胞。通過骨髓得到的染色體是比較簡便的，一般也無需無菌操作。在臨床上

多用于白血病的研究。在實驗條件下，這種染色體是機體內(nèi)真實情況的反映，因此在藥品檢

驗、環(huán)境監(jiān)測、食品檢驗等工作以及致畸、致癌、致突變等研究中，利用骨髓制片的方法易

于觀察毒性物質(zhì)在體內(nèi)對細胞和染色體的影響。

為了提高有絲分裂的指數(shù)，在動物實驗時，可在取材前經(jīng)腹腔注射有絲分裂抑制劑，'

般采用秋水仙素。這些方法對于動物的核型分析是非常有用的。

三、實驗材料

小白鼠sLinnaeus）,無尾兩棲類蛙屬（Rana）或蟾蛛（Bufo）。

四、實驗器具和藥品試劑

解剖器具、2ml注射器、5號針頭、10ml刻度離心管、吸管、試管、載玻片、離心機、

顯微鏡、水浴鍋；肝素、秋水仙素（0.01%）,檸檬酸鈉溶液（2%）、KC1、甲醇、冰醋酸、

磷酸緩沖液（pH6.8）,Giemsa原液。

五、實驗方法和步驟

1、取成年健康小鼠，每只腹腔注射0.01%秋水仙素0.3?0.4ml。（見圖A）

2、3?4小時后，以脫頸椎法處死（見圖B、C）,立即用剪刀剪去大腿處的皮膚和肌肉，連

同關(guān)節(jié)頭一起取下兩側(cè)股骨和脛骨，剔凈其上肌肉，用2%檸檬酸鈉溶液洗凈（見圖D、E）。

剪去關(guān)節(jié)頭，使其露出骨髓腔，用吸有適量2%檸檬酸鈉溶液的注射器，將針頭插入骨髓腔,

將骨髓用檸檬酸鈉溶液吹洗入刻度離心管，反復(fù)吹洗直至骨腔變白。用剪刀將骨充分剪碎，

并用吸管吹打，使骨髓細胞全部釋放出來（見圖F）。

3、將所得的骨髓細胞懸液lOOOrpm離心10分鐘，吸去上清液，加0.075mol/LKC15?8ml,

立即用吸管吹打均勻，室溫下靜置低滲25分鐘。

4、低滲后立即lOOOrpm離心10分鐘，去上清，沿管壁加5?8ml甲醇-冰醋酸（3：1）固

定液，立即吹散打勻，靜置30分鐘。重復(fù)一次固定，第三次改用甲醇-冰醋酸（1：1）固定

液再固定20分鐘，然后離心去上清，留約01?0.2ml的沉淀細胞和上清液，視細胞多少可

再加甲醇-冰醋酸（1：1）固定液2?3滴，搖勻制成細胞懸液（見圖G、H、I）?

5、滴片：取潔凈冰水中預(yù)冷的載玻片，稍作傾斜，用吸管吸取?滴上述細胞懸液，于載玻

片上適當(dāng)高度滴在載玻片上，立即吹散吹勻載玻片上細胞，空氣中自然干燥（所得制片可留

作顯帶實驗）（見圖J）。

6、染色:載玻片充分干燥后，用pH6.8的磷酸緩沖液按1份Giemsa原液9份磷酸緩沖液混

勻后染色。將玻片平放在支架上，材料面（即細胞面）朝上，用染液覆蓋載玻片，染色10?

15分鐘（見圖K）。染色亦可在載玻片上用醋酸洋紅染色數(shù)分鐘即可。

7、沖洗干燥：在自來水下細流沖洗8T0秒，去掉多余的Giemsa染色液，自然干燥（或用

吸水紙吸干多余水分）。

8、鏡檢觀察：玻片干躁后，先用低倍鏡找分裂細胞區(qū)，在分裂細胞區(qū)內(nèi)尋找典型分裂相細

胞。當(dāng)找到含有紅色條狀物質(zhì)的細胞輪郭圖象后，再用高倍鏡觀察染色體，把染色體數(shù)目齊

全、分散度高、重疊很少的圖象，記錄其染色體數(shù)目、坐標(biāo)及圖象，作實驗報告。正常情況

下，常規(guī)染色時雄性小鼠有3個最短的染色體，1對19號染色體和1個Y染色體，而雌性

小鼠只有2個最短的染色體（見圖L）。在顯微鏡下觀察動物骨髓細胞分裂中期染色體形態(tài)

特征，盡可能地尋找典型的中期染色體，觀察到染色體的長臂、短臂、著絲點位置及某些染

色體次縊痕、隨體。

9、永久片的制作：理想的制片如欲制成永久片，可以直接在載玻片上滴一滴DAMAR樹脂，

選用合適大小的蓋玻片封片，晾干后，貼上標(biāo)簽注明有關(guān)內(nèi)容（如材料名稱，制片時間，工

作者姓名）即可。

六、作業(yè)

1、找出分散適度的中期染色體圖象，在油鏡下進行仔細觀察，熟悉小鼠染色體的形態(tài)，

統(tǒng)計2n的染色體數(shù)目。

2、繪制一個你所觀察到的小鼠骨髓細胞染色體中期分裂相。

3、本實驗中秋水仙素、低滲液、固定液各起什么作用？

4、骨髓細胞染色體制片與植物細胞染色體制片有何不同？

七、學(xué)習(xí)資料

1、小鼠骨髓細胞有絲分裂

染色體制片過程（如圖2-1）。

2、染色體標(biāo)本片質(zhì)量評價：

（1）細胞密度合適、均勻；

（2）背景干凈，細胞核和

染色體清晰；

（3）有較多分裂相；

（4）染色體分散較好。

圖27小鼠骨髓細胞有絲分裂染色體制片過程

A、取材前3?4h,向腹腔內(nèi)注射秋水仙素：B、腹腔內(nèi)注射秋水仙素3~4小時后，斷頭處死小鼠；C、取

出小鼠的后肢骨，注意不要將股骨剪斷，否則容易造成骨髓細胞的流失；DE、滴加適量生理鹽水進行沖洗,

并仔細地將皮膚、肌肉等組織清除干凈；F、加入適量低滲液，用剪刀將骨充分剪碎，并用吸管吹打，使骨

髓細胞全部釋放出來；GH、用濾網(wǎng)將獲得的液體過濾到離心管中，加低滲液至8ml左右，室溫下靜置20~30

分鐘，進行低滲。低滲結(jié)束后，加入1ml左右的Carnoy's固定液進行預(yù)固定，輕輕混勻后，離心；I、1200

轉(zhuǎn)/分，離心5分鐘，棄上清，加入固定液，混勻后，室溫放置30分鐘，再次離心去上清，重復(fù)固定一次，

離心后，向沉淀中加入1ml預(yù)冷的固定液，將細胞重懸：J、滴片；K、滴片后，將片子晾干，滴加適量Giemsa

染液染色10-15分鐘，棄去?染液，水洗，鏡檢：L、顯微鏡下觀察結(jié)果顯示。

實驗三孚爾根（Feulgen）核反應(yīng)染色法

一、實驗?zāi)康?/p>

學(xué)習(xí)和掌握孚爾根（Feulgen）反應(yīng)染色方法，鑒定植物組織及細胞中DNA的存在與分

布，以及染色體在有絲分裂中的行為。

二、實驗原理

DNA是主要的遺傳物質(zhì)，集中于染色體上。1924年孚爾根首先用席夫試劑（Schiff）作試

驗，鑒定了染色體上DNA的存在，故稱為孚爾根染色法。孚爾根染色法的反應(yīng)原理主要與

席夫試劑的化學(xué)性質(zhì)有關(guān)，此試劑的基本成分是堿性品紅，偏亞硫酸氫鈉（NaHSO-3）和鹽酸.

堿性品紅的主要成分是三氨基三苯甲烷氯化物。

堿性品紅原為桃紅色，當(dāng)與亞硫酸作用時還原，使醛型變?yōu)楸叫?，山桃紅色變?yōu)闊o色透

明的N-亞磺酸亞硫酸副品紅堿，當(dāng)它與醛基作用時，其分子式又恢復(fù)為醍型結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)紫

紅色，其反應(yīng)式（見圖3-1）。

利用1NHC1、60C下水解時，可將DNA分子中口票吟堿基與去氧核糖之間的糖背鍵打

斷，使喋吟脫下，并使去氧核糖C-1位置釋放醛基（即使脫氧核糖中潛在的醛基獲得自由狀

態(tài)）。水解后，組織要經(jīng)水洗再移至希夫（Schiff）試劑中，希夫試劑即同露出來的醛基發(fā)

生反應(yīng)，呈現(xiàn)紫紅色。細胞中只有DNA才具有這種專一的孚爾根反應(yīng)，因此利用孚爾根反

應(yīng)，可以鑒定DNA的存在。并廣泛應(yīng)用于核及染色體的研究中，這個反應(yīng)還可對細胞內(nèi)的

脫氧核糖核酸（DNA）進行定位和定量側(cè)定。

水解的時間很重要，因為核酸的水解有兩個過程，第一，漂吟堿很快被除掉，脫氧核糖

中潛在的醛基顯露出來，第二，組蛋白和核酸愈來愈多地被除掉。在短時間的水解作用以后，

第一個過程占優(yōu)勢，這時候用希夫試劑染色，染色體的染色作用最強。隨著水解作用的繼續(xù)

進行，第二個過程逐漸變成優(yōu)勢，因此水解液中的希夫反應(yīng)增強，而染色體中的希夫應(yīng)減弱。

最后，第二個過程超過第一過程時，染色體也隨之停止反應(yīng)。

對品紅（堿性品紅的主要成分）品紅硫酸豆合物（無色）Sd訪試劑

圖3-1Schiff試劑的反應(yīng)過程

三、實驗材料

洋蔥、（Ail/umcepa）根尖，蠶豆（Viciafaba）根尖，小麥（油勿zLinn）

幼穗，洋蔥（Ail/umcepa）葉片表皮、愈傷組織等。

四、實驗器具和藥品試劑

顯微鏡、恒溫水浴鍋、溫度計、冰箱、溫箱、天平；乙醇、冰醋酸、堿性品紅、偏亞硫

酸氫鈉、鹽酸、活性炭、亮綠、Carnoy固定液、0.05~0.2%秋水仙素溶液、1MHC1、漂洗

液。

五、實驗方法和步驟

（一）材料準(zhǔn)備

取一洋蔥鱗莖，置于盛滿水的小燒杯上使其長出新根。待根尖長1cm時，于上午8時

剪下根尖進行預(yù)處理、固定、保存（請參考實驗一）。

（-）水解

實驗忖，從冰箱取出預(yù)先準(zhǔn)備好的洋蔥根尖，分裝到若干個小試管中，用清水洗三次，

換INHC1洗一次，傾去，換入預(yù)熱60℃的INHCI3ml,放入恒溫水浴鍋中在60±0.5七

下水解10分鐘（視材料而定，水解時間可以從10分鐘延長至30分鐘）。然后吸去熱INHC1,

換入冷INHC1洗一次，再用清水將根尖洗三次。

水解是本實驗成敗的關(guān)鍵之一。重要的是溫度，應(yīng)保持在60土0.5C之間。如果溫度過

高或時間過長，造成水解過度，醴與醛基之間的鍵被破壞，醛基流失到水解液中，反之，不

能出現(xiàn)潛在的醛基，都不能呈現(xiàn)顏色反應(yīng)。

（三）染色

吸凈水分，加入Schiff試劑避光染色30分鐘，然后用漂洗液漂洗2?3次，經(jīng)水洗后準(zhǔn)備

壓片。

（四）壓片觀察

取一根尖置于載玻片上，切下生長區(qū)部位（染成紫紅色），加一滴0.1%亮綠水溶液對

染一分鐘，吸去亮綠液，加滴清水或45%醋酸水溶液壓片鏡檢。

六、作業(yè)

1、驗交Feulgen反應(yīng)制片一?張。

2、總結(jié)實驗成敗的原因。

3、簡圖表示Feulgen反應(yīng)的染色結(jié)果。

4、說明Feulgen反應(yīng)中設(shè)上對照組的必要性。

七、學(xué)習(xí)資料

（-）Feulgen方法應(yīng)注意的幾個問題：

1.對照切片的制做

進行Feulgen反應(yīng)時，一般要做一對照切片以便驗證反應(yīng)結(jié)果。對照切片應(yīng)不經(jīng)水解直

接放在schiff劑內(nèi)，且應(yīng)為負(fù)反應(yīng)。但需要注意的是，對照切片在schiff試劑中最多不要超

過lh（0.5h即可），時間過長，試劑本身的酸性也會使DNA水解，從而出現(xiàn)假的正反應(yīng)。

2.固定劑的選擇

以前很多人認(rèn)為，選用的固定劑不應(yīng)含有醛基或含有氧化劑。后來發(fā)現(xiàn)含醛基或氧化劑

的固定劑對反應(yīng)的專一性并沒有影響。實踐證明，一切好的組織學(xué)固定劑均適用于Feulgen

反應(yīng)。如Bhampy固定劑、Helly固定劑、Flemming固定劑、OsO4固定劑］、Carnoy固定劑、

zenker固定劑和Bouin-Aller固定劑。

但在上述固定劑中，以O(shè)sO4和Camoy效果較好，OsO4（l%或0.5%）是Feulgen反應(yīng)的

理想固定劑，只是因OsO4價錢較貴，故一般多采用Camoy固定液。在Feulgen反應(yīng)中，不

能單獨使用Bouin定液，因為它是Feulgen反應(yīng)的最壞固定劑，但經(jīng)Aller改進后的Bouin-Aller

固定液效果卻較好。

3.水解忖間

Feulgen反應(yīng)通常用稀酸進行水解，但水解的時間一定要適當(dāng)。如水解時間不夠，反應(yīng)

就會變?nèi)?如水解時間過長?；蛩獾剡^于劇烈，則脫氧核糖也易掉下來，反應(yīng)也會減弱。

適當(dāng)?shù)乃鈺r間一般為8?12min。但是水解時間長短也要視標(biāo)本的類型（如厚薄等）、固定劑

的性質(zhì)以及酸的濃度而定。

4.Schiff試劑的作用

Feulgen反應(yīng)成功與否的一個非常關(guān)鍵的因素，就是schiff試劑的質(zhì)量?有一大類試劑

均稱為堿性品紅，它們實際上是由幾種產(chǎn)品分別組成的。因此只能選用注明“DNA染色反

應(yīng)用”的堿性品紅才行。此外，Schiff試劑的配制方法也可影響DNA的染色反應(yīng)。

（-）Sohiff液的配制

將1g堿性品紅溶于200ml煮沸的蒸儲水中，使其完全溶解，然后冷卻到60C過濾。加

入30mlINHC1和3g焦亞硫酸鉀或亞硫酸鈉，塞緊瓶塞，置于暗處或外包黑紙24小時。1N

HC1與焦亞硫酸鹽生成的SO：將溶液中堿性品紅脫色成為無色堿性品紅（即白亞磺酸）。如

溶液尚有淺黃色，可用0.5g活性炭脫色，搖動幾分鐘后迅速用粗濾紙過濾.濾液應(yīng)為清亮

五色?制成的Schiff"試劑應(yīng)置于棕色瓶中，瓶塞需擰緊并用黑紙包裹，避光保存于4℃,保

質(zhì)期可達半年。若暴露于空氣，或加熱則使Schiff試劑中的S02逸出，變性的Schiff"試劑則

不能使用。除堿性品紅外。其他堿性染料也可制成能與醛基反應(yīng)的類似Schie反應(yīng)液，但

是。不能達到五色。在染色時可用1%鹽酸乙醇洗去不起反應(yīng)的余色。Schiff試劑在不同的

pH條件下可顯示不同的物質(zhì)，如Sehiff試劑在pH3.0?4.3時，對Feulgen反應(yīng)效果好，

而pH2.4時，對PAS（糖原）反應(yīng)效果好。

注意：Schiff試劑雖無色，但氧化后為紫紅色。同時要防止污染環(huán)境，用后要回收。

實驗四減數(shù)分裂與配子形成

一、實驗?zāi)康?/p>

1、觀察減數(shù)分裂過程并熟悉減數(shù)分裂各個時期的特征及染色體的形態(tài)、數(shù)目的變化，為研

究遺傳基本規(guī)律奠定細胞學(xué)基礎(chǔ)。

2、學(xué)習(xí)并進一步掌握動、植物減數(shù)分裂玻片標(biāo)本的制作方法和基本技能。

3、了解動、植物的生殖細胞的形成過程。

二、實驗原理

減數(shù)分裂是一種特殊方式的細胞分裂，僅在配子形成過程中發(fā)生。這一過程的特點是：

連續(xù)進行兩次核分裂，而染色體只復(fù)制一次，結(jié)果形成四個核，每個核只含單倍數(shù)的染色體,

即染色體數(shù)減少一半，所以稱作減數(shù)分裂。另外一個特點是前期特別長，而且變化復(fù)雜，包

括同源染色體的配對、交換、分離和非同源染色體的自由組合等。

在高等生物里雌雄性細胞形成的過程中，都是先由有性組織(如花藥和胚珠、精巢和卵

巢)中的某些細胞分化為胞母細胞(2n),以及精母與卵母細胞(n)o進一步由這些細胞進

行一種連續(xù)二次的減數(shù)分裂，即減數(shù)第一分裂和減數(shù)第二分裂，最終各自產(chǎn)生4個小抱子(n)

或精細胞(n),或是分別產(chǎn)生一個大抱子或卵細胞(n)與三個退化的極體(n)。再經(jīng)受

精作用，雌、雄配子融合為合子，染色體數(shù)目恢復(fù)為2n。這樣，在物種延續(xù)的過程中，確

保了染色體數(shù)目的恒定，從而使物種在遺傳上具有相對的穩(wěn)定性。在分裂過程中，可以詳細

地到染色體的形態(tài)、數(shù)目、組成和染色體的鑒定和分析等，從而為遺傳學(xué)研究中遠緣雜種的

分析、染色體工程中的異系鑒別、常規(guī)的組型分析以及三個基本規(guī)律的論證，提出了直接與

間接的依據(jù)和細胞學(xué)基礎(chǔ)。并可導(dǎo)致了各種遺傳重組的發(fā)生，為生物的進化提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

三、實驗材料

小麥(TrificumaesfiyumLinn)幼穗，短角斑腿蝗(Catamopsbrachycerus)精巢。

四、實驗器具和藥品試劑

顯微鏡、解剖針、鑲子、刀片、載玻片、蓋玻片、吸水紙、小廣口瓶等；卡諾氏固定液

(Camoy'sFluid)>45%醋酸和改良苯酚品紅等。

五、實驗方法和步驟

(-)小麥花藥壓片標(biāo)本的制作與觀察

1、取材

當(dāng)大田中的小麥處于孕穗早期時，選取旗葉葉耳與其下面一葉葉耳之間相距1?2cm的

主穗，剝?nèi)ネ獠咳~鞘，剪下幼穗，投入Carnoy固定液中，固定4?24h后用70%酒精換冼

兩次，保存在70%酒精中。

2、壓片

從70%酒精中取出一段幼穗，剝下一朵穎花，置載玻片上，用解剖針剝開內(nèi)外穎，將

花藥剔出(花藥長度以1?2nlm為宜)，在花藥上加?滴改良苯酚品紅染液，染色3?5min,

然后持解剖針橫切花藥成2—4段，再用針頭輕壓，使花粉母細胞從花粉囊中擠出，盡量擠

凈，棄去藥壁碎片，蓋上蓋玻片即可在顯微境下觀察。蓋上玻片時，不必施加壓力，有多余

的染液時，可用吸水紙吸去，但加上玻片后，不能來回移動。若染色太淡，可在蓋玻片邊緣

加一滴染液，讓它滲進去繼續(xù)染色并進行烤片，靜置1?2分鐘再壓片，即可獲得較清楚的

制片。

如果染色效果不甚理想，可以置于酒精燈火焰上烘烤加強染色效果。烘烤壓片是一項很

重要技術(shù)，比較烘烤前面細胞質(zhì)與染色體的著色情況。通常將片子在酒精燈光焰上來回移動,

直到氣泡逐漸擴大時為止，烘烤要反復(fù)多次進行，可使細胞染色盡量褪去，染色體得到充分

鮮明的著色，如染色過深，可以在蓋玻片邊緣注一滴45%的冰醋酸，而在相對的邊緣用吸

水紙吸收在蓋玻片下流動的染色液，直到胞質(zhì)脫色而染色體仍清晰可見為止。

3、減數(shù)分裂時期的觀察

先在低倍鏡下找到花粉母細胞，然后轉(zhuǎn)用高倍鏡觀察?；ǚ勰讣毎c體細胞明顯不同，

主要特征是細胞及核的體積都較大。觀察辨認(rèn)壓片標(biāo)木中的花粉母細胞處于減數(shù)分裂的哪個

時期。換用稍大或較小的花藥進行壓片與觀察，簡圖表示你所看到的各個分裂時期.實驗中

同學(xué)之間可以相互參觀和交流，借以擴大觀察內(nèi)容和范圍。

(-)蝗蟲精巢壓片標(biāo)本的制作與觀察

1、取材

蝗蟲以夏秋兩季采集為宜?；认x雌雄個體的形態(tài)特征有明顯的差別.雄體腹部末端為交配器,

形似船尾，而雌體末端分叉，與雄體明顯不同.捕到雄蟲后用鑲子夾住雄蟲尾部，向外拉。

可見到一團桔黃色團狀結(jié)構(gòu)組織塊，這就是蝗蟲的精巢。剔除精巢上的其它組織，將其放到

Camoy固定液中固定1.5?2小時后用70%酒精換洗兩次，70%酒精中保存?zhèn)溆谩?/p>

雌體

圖4-1蝗蟲雌雄個體的腹部末端形態(tài)特征

2、壓片

挑起精細管，置載玻片上，除去外圍脂肪，從中間切成兩段，棄去后半段(近輸精管端)，

留下前半段(因為前半段細胞分裂旺盛而后半段多為精于)。滴一滴改良苯酚品紅染液，同時

以小鑲子輕輕擠壓精細小管外壁，以使性母細胞或減數(shù)分裂中各時期的細胞流出精細小管管

壁，以利于觀察。染色10?15分鐘后蓋上蓋玻片，用手指隔著吸水紙略加壓力，使細胞散

開，鋪成單層。隨后便可放顯微鏡下觀察。

3、減數(shù)分裂過程的觀察

制成的臨時壓片標(biāo)本中，除了正在進行減數(shù)分裂的細胞之外，還可看到精原細胞的有絲

分裂過程。仔細區(qū)分精母細胞和精原細胞，確定減數(shù)分裂各個時期，畫圖表示各期特征。如

制永久片，可以將玻片放在CO2干冰或生物切片半導(dǎo)體冰凍機上，待玻片結(jié)冰后，取出玻

片，用刀片迅速揭開蓋玻片，放在空氣中干燥后，用封藏劑(加拿大樹膠)封固。

六、作業(yè)

1、每人至少作出二張良好的臨時片。

2、繪出下列各分裂時期的簡圖。

(1)終變期(2)中期I(3)后期I

(4)中期n(5)后期H(6)四分電子

3、聯(lián)系有絲分裂實驗，說明高等植物的染色體周史，染色體的恒定性、特異性和連續(xù)性。

4、減數(shù)分裂與有絲分裂有何區(qū)別？子代與親代的差異是由哪一種分裂造成的？

七、學(xué)習(xí)資料

1、實驗材料的采集

在實驗過程中，取材的時間對實驗效果影響很大，除小麥以外，常用來進行減數(shù)分裂過

程觀察的植物有蠶豆、玉米、棉花和水稻等，其取材時間分別為：

1、蠶豆：蠶豆現(xiàn)蕾后，于上午7?9時摘取莖頂幼小花序，將周圍小葉和苞葉去掉，留長約

1mm左右的花苞，放入內(nèi)裝有卡諾氏固定液的廣口瓶中，固定3?24小時，轉(zhuǎn)入70%酒精中

置冰箱內(nèi)保存。

2、棉花：棉花現(xiàn)蕾不久就開始進行減數(shù)分裂，由于花序分節(jié)著生，連續(xù)生長，所以常常按

照花蕾的長度進行取材。例如：陸地棉，一般當(dāng)三角苞長到1cm左右，花萼與花瓣等長，

整個花蕾長約3-5mm時取樣較好。于上午6?9時依上述標(biāo)準(zhǔn)取材，固定保存方法同上。

3、水稻：劍葉與其下一葉的葉枕平齊，即葉枕距為零時取材，早熟品種應(yīng)適當(dāng)提前，葉枕

距可為負(fù)；晚熟品種應(yīng)延遲，葉枕距應(yīng)為正。通常穗長6?8cm,穎花長3mm為花粉母細胞

分裂始期；穗長13?15cm,穎花長4mm為減數(shù)分裂盛期；穗長達全長，穎花長6mm時為減

數(shù)分裂終期。于上午6?9時依上述標(biāo)準(zhǔn)取材，固定保存方法同上。

4、玉米：玉米孕穗初期，早熟品種約10片完全展開葉，中熟品種約12?14片展開葉，晚

熟品種約14?16片展開葉時取材。從喇叭口往下捏葉鞘，有松軟感覺，即為雄花序所在部

位，用刀片縱向劃一切口，剖開取出數(shù)條花序分枝檢查，如果先端小穎花長3?4mm，花藥長

2?3mm時，花粉母細胞減數(shù)分裂相較多，即可取用。取材時間一般為上午7?9時，固定保

存方法同上。

2、減數(shù)分裂與配子形成過程

在適當(dāng)?shù)臅r機采集植物的花蕾或動物的精巢，經(jīng)固定、染色壓片后，就可以在顯微鏡下

觀察到細胞的減數(shù)分裂。整個減數(shù)分裂可分為下列各個時期。下面（圖4-1）是以小麥

（TriticumaestivumLinn）的減數(shù)分裂各個時期的照片。

第一次減數(shù)分裂

前期I

細線期（圖4-1B）：染色體呈很細的染色線，螺旋卷曲分散在細胞核內(nèi)，沿著整條染

色線分布著許多染色粒，形似念珠，在細胞核內(nèi)，核仁清晰可見。

偶線期（圖4-10：同源染色體彼此接近，發(fā)生聯(lián)會。在細線期末，偶線期初，染色

體或染色絲在細胞中的部位發(fā)生變化。在植物細胞中，染色絲凝集成團，偏于細胞核的一邊,

稱為凝線期，在這一時期，還出現(xiàn)染色質(zhì)（絲）穿壁轉(zhuǎn)移運動。在動物細胞中，染色絲的一端

聚集到核的一側(cè)，而另一端呈放射狀擴散，呈花束狀，特稱花束期。凝線期或花束期一直延

續(xù)到偶線期結(jié)束粗線期開始為止。

粗線期（圖4-1D）：同源染色體完成配對，成為二價染色體（或成對的同源染色體），

染色體由于螺旋卷曲的結(jié)果而縮得很短，每粗線期的染色體具有兩條并列的染色單體，成

對的同源染色體含有四條染色單體，稱為四分體，核仁附著于特定的染色體上。

雙線期（圖4-1E）：同源染色體之間彼此開始分離，但是在一個或多個點上互相交叉

而又保持在一起，形似麻花。在該期，同源染色體的兩個染色單體之間發(fā)生交換。

終變期（圖4-1F）：染色體縮得更短，交叉移向染色體的中間或末端，呈現(xiàn)V型、8

型、0型或x型。染色體常移到核的周圍靠近核膜的地方，是統(tǒng)計染色體的最好時期。該期

結(jié)束時，伴隨著核膜的破裂和核仁的消失。

中期I（圖4TG、H）：核膜和核仁已消失，染色體排列在赤道面上，兩極出現(xiàn)紡錘體井

與染色體的著絲點相連。此時所有四分體都排列在紡錘體的中部，但并不發(fā)生著絲點的分裂

現(xiàn)象，與有絲分裂不同。

后期I（圖4TI）：每個四分體中的兩個同源染色體，由于著絲粒的作用而彼此分離，

逐漸向兩極移動，形成兩組染色體。

末期I（圖4TJ）：當(dāng)兩組染色體移動到兩極后又聚集起來，核膜重新出現(xiàn)。在第一次

核分裂之后，有些物種緊接著就進行胞質(zhì)分裂，如百合，洋蔥等，但有些物種則不接著進行

胞質(zhì)分裂，而是在第二次核分裂后才進行胞質(zhì)分裂，如蠶豆，聚合草等。

中間期（圖4TK）：當(dāng)減數(shù)第一次分裂后，兩個子細胞（或核）經(jīng)過個很短的間期（即

中間期），便進入減數(shù)第二次分裂。隨著物種的不同，中間期的長短不一。但有的植物如延

齡草（Trillium）和大多數(shù)動物不經(jīng)過末期和間期，直接進入第二次減數(shù)分裂的晚前期。

第二次減數(shù)分裂

前期II（圖4-LL）：染色體縮短變粗，染色體開始清晰起來。每個染色體含有一個著

絲粒和縱向排列的兩條染色單體。前期快結(jié)束，染色體更短粗，核膜消失。

中期II（圖4-1M）：染色體排列在赤道面上，每個染色體含一個著絲粒、兩條染色單

體。兩條染色單體開始分離。此時細胞的染色體數(shù)為n,每一染色體有兩條染色單體。

后期II（圖4TN）：兩條染色單體分離，移向兩極，每極含n條染色體。

末期H（圖4-10）：染色體逐漸解螺旋，變?yōu)榧毥z狀，核膜重建，核仁重新形成。胞

質(zhì)分裂，各成為兩個子細胞。

減數(shù)分裂結(jié)束，一個細胞經(jīng)減數(shù)分裂形成四個子細胞（圖4-1P）,每個子細胞中只有n

個染色體。因為細胞分裂兩次，染色體只復(fù)制一次。

圖4-1小麥（TriticumaestivumLinn）的減數(shù)分裂過程

終變期中期1（極面觀）

3—

中期1（側(cè)面觀）后期I末期I

舞

末期I前期II中期II

形

成

花

粉

粒

玉米花粉母細胞減數(shù)分裂過程（自Willian等）

實驗五果蠅(Drosophila)的培養(yǎng)與性狀觀察

一、實驗?zāi)康?/p>

1、了解果蠅生活史中各個階段的形態(tài)特征。

2、區(qū)別雌、雄和幾種常用突變型的主要形狀。

3、掌握果蠅的飼養(yǎng)管理，以及實驗的處理方法和技術(shù)。

二、實驗原理

果蠅是遺傳學(xué)實驗中最常用的動物。屬于昆蟲綱(Insecta)、雙翅目(Diptera)、果

蠅科(Drosophilidae)、果蠅屬(Drosophila)。全球均有分布,現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)3000多種。遺

傳學(xué)研究通常用黑腹果蠅(Drosophilamelanogaster)。

果蠅作為遺傳材料具有很多突出的優(yōu)點：染色體數(shù)目少，2n=8；具有許多可遺傳的突變

性狀；世代周期短，在25℃下約9~10天就能完成一個世代；個體小，易于飼養(yǎng)，培養(yǎng)費

用低廉；繁殖能力強，每只受精的雌蠅約可產(chǎn)卵400-500個，因此在短時間內(nèi)即可獲得較大

的子代群體，加之突變性狀多達400以上，且多數(shù)是形態(tài)變異，便于觀察、統(tǒng)計及遺傳分析。

因此在遺傳學(xué)研究中得到廣泛應(yīng)用，尤其在基因分離、連鎖、交換等方面積累了許多典型材

料。約在1909年，摩爾根(ThomasH.Morgan)開始用果蠅做遺傳學(xué)實驗。在前后30余年

時間里，他與他的學(xué)生、同事利用這種昆蟲解決了一系列重大的遺傳學(xué)問題。摩爾根等的成

功，很大部分得益于他的選材。正因為如此，果蠅至今仍是遺傳學(xué)、細胞學(xué)、發(fā)育生物學(xué)

等研究中是一種很好的遺傳學(xué)實驗材料，是一種模式生物。

三、實驗材料

飼養(yǎng)的野生型和幾種習(xí)見的突變型果蠅。

四、實驗器具和藥品試劑

雙筒解剖鏡、放大鏡、小鑲子、麻醉瓶、培養(yǎng)瓶、白磁板(15X15cm2或玻璃板)、新

毛筆、乙酸、苯甲酸、丙酸、酒精、瓊脂、玉米粉、紅糖、酵母(新鮮或干粉)、香蕉等。

五、實驗方法和步驟

(-)生活史的觀察

用放大鏡從培養(yǎng)瓶外觀察果蠅生活史中的四個時期。果蠅的生活史同昆蟲，經(jīng)歷卵一幼

蟲f蛹一成蟲四個階段，每個階段的持續(xù)時間隨著溫度的不同而不同。

卵：在25℃下，孵化后的雌蠅?般在12小時后開始交配，交配后精子可在雌蠅的受精

囊中貯存一段時間，然后逐漸釋放到輸卵管中。所以，在雜交實驗中母本必須選用未交配的

雌蠅(處女蠅)。交配后交配后兩天以后才能產(chǎn)卵。卵長約0.5毫米，為橢圓形，腹面稍扁

平，在背面的前端伸出一對能絲(filecmnnt),它能使卵附著在食物(或瓶壁)上，不致

深陷到食物中去。

幼蟲：受精卵在24小時內(nèi)就可以孵化成幼蟲，幼蟲經(jīng)過兩次蛻皮到第三齡期，此時體

長可達4、5毫米，肉眼觀察下可見一端稍尖為頭部，并且有一黑點即口器；稍后有一對半透

明的唾腺管向前延伸，然后匯合成一條導(dǎo)管通向消化道。神經(jīng)節(jié)位于消化道前端的上方。通

過體壁，還可以看到一對生殖腺位于身體后半部的上方兩側(cè)，精巢較大，外觀為一明顯的黑

色斑點，卵巢則較小，熟悉觀察后可借以鑒別雌雄。幼蟲的活動力強而貪食，在培養(yǎng)基上爬

過時便留下一道溝，溝多而寬時，表明幼蟲生長良好。

蛹：幼蟲生活7-8天即化蛹，化蛹

峽蠅雄蠅

前從培養(yǎng)基上爬出伏在瓶壁上，逐漸形x

成一個梭形的蛹，起初顏色淡黃,柔軟,

而后逐漸硬化變成深褐色，這就顯示將

要羽化了。

成蟲：剛從蛹殼里孵化而出的果

蠅，蟲體較長、大，翅還沒有展開，體

表也未完全角質(zhì)化，所以呈半透明的乳

白色，透過腹剖體壁還可以看到消化道

和性腺。不久，蠅體變?yōu)槎檀謾E圓形，

雙翅伸展體色加深，如野生型果蠅初為

淺灰色，而后成灰褐色。..二齡幼蟲

果蠅全部生活史所需要的時間，常

三齡幼蟲

因飼養(yǎng)溫度和營養(yǎng)條件等而有所不同。

圖5-1黑腹果蠅(Drosophilamelanogaster)生活史

當(dāng)營養(yǎng)條件適宜時，在20℃下飼養(yǎng)，

卵一幼蟲期平均為8天，蛹一成蟲期約

為6.3天；若在25℃下飼養(yǎng)，卵一幼蟲期平均為5天，蛹一成蟲期約為4.2天。因此當(dāng)營

養(yǎng)條件適合而在25c下飼養(yǎng)時，只需10天即可完成一代生活史。普通果蠅生活的最適溫度

為20-25℃,當(dāng)溫度低至10℃時，生活周期將延長至57天以上，而且生活力明顯降低，如

果高于30℃時則將引起不育和死亡。

(-)成蠅的外部形態(tài)和常見的突變型

1、成蠅雌雄性別的辨認(rèn)：雌雄在幼蟲期區(qū)分較難，雌雄成蠅的區(qū)別很明顯，可以用放大鏡

或直接觀察鑒別，性梳的有無是鑒別雌雄果蠅的明顯標(biāo)志之一，其特點如下：

表5T雌、雄果蠅性狀比較

性狀雌蠅雄蠅

體型較大較小

腹部性狀末端尖末端鈍圓

腹部背面5黑紋3黑紋，最后1條寬至腹面，呈一黑斑

腹部腹面6腹片4腹片

第一對前足無性梳有性梳

野生型雎