遗传学教案.

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1、遗 传 学 教 案实验一 植物细胞减数分裂一、实验目的 (1)掌握制备植物细胞减数分裂玻片标本的技术和方法。 (2)了解高等植物细胞减数分裂过程，观察染色体的动态变化。二、实验原理 分裂是生物在形成性细胞过程中的一种特殊方式的细胞分裂，在此过程中先由有性组织(花药或胚珠)中的某些细胞分化为二倍性的小孢子母细胞或大孢子母细胞，这些细胞连续进行两次细胞分裂即减数第一次分裂和减数第二次分裂。结果一个小孢子母细胞形成4个小孢子一个大孢子母细胞形成一个大孢子，它们都只具有单倍的染色体。 减数分裂在遗传上具有重要意义。性母细胞(2n)经过减数分裂形成染色体数目减半的配子(n)。经过受精作用雌雄配子融合为合

2、子，染色体数目恢复2n。这样在物种延续的过程中确保了染色体数目的恒定，从而使物种在遗传上具有相对的稳定性。另外在减数分裂过程中包含有同源染色体的配对、交换、分离和非同源染色体的自由组合，这些都是遗传学分离自由组合和连锁互换规律的细胞学基础。在这些基本规律的作用之下，导致了各种遗传重组的发生，而遗传重组又是生物变异的重要源泉。 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。 三、实验材料 蚕豆(Viciafaba，2n=12)花药、玉米(Zea mays，2n=20)花药、小麦(Triticum spp2n=42)花药、大葱(Allium fistulosum

3、2n=16)花药、桔(Citrus sinensis 2n=18)花药、洋葱(Allium cepa 2n =16)花药、番茄(Lycopersicum escuSentum 2n=24)花药。 四、实验器具和药品 1器具 显微镜、镊子、解剖针、载玻片、盖玻片、大培养皿、酒精灯、吸水纸。 2药品 无水乙醇、醋酸洋红染液、石蜡、二甲苯、固定液(甲醇：冰醋酸：3：1)、加拿大树胶、正丁醇或叔丁醇。五、实验步骤 1取材 在一朵花的减数分裂的全过程中能观察染色体的时间是很短的，一般在终变期，中期I，后期I。因此，选取刚现蕾的花序是观察花粉母细胞减数分裂的关键步骤,要注意花蕾的形态和大小，适时选材。 (

4、1)玉米 北方的玉米5月份取材，时间以上午8:30为好，夏玉米一般在7月份取材，以上午7:00一8:00为好,在玉米雌穗未抽出前的710天手摸植株上部(喇叭口下部)有松软感觉，表明雄花序即将抽出。用刀在顶叶近喇叭口处纵向划一刀，切口长10一15cm，剥出雄花序，顶端花药长35mm，花药尚未变黄时取材。 (2)蚕豆：从现蕾开始，上午10:0011:00可选取23mm大小的花莆或一小段花序。蚕豆开花的次序是由下而上，由外而内。 (3)小麦：在植株开始挑旗，旗叶与下一叶片的叶耳间距约为3一4Cm,花药长度大致在1.52.0mm,黄绿色时取材最好。如花药为绿色时取材则为时过早,花药为黄色，则已过时。上

5、午7:00一8:00为取材最佳时间。 (4)大葱：在北方地里越冬的大葱，第二年春季34月长出花序，待花序长出，颜色呈绿色，花蕾长度在34mm，花药长度为11.1mm时取材。上午9:00一10:00为最佳取材时机。 (5)洋葱：45月长出花序，同上。 (6)番茄：59月均可取材，时间以上午8:309:30为好，花蕾以34mm为宜(番茄花期持续时间长，可随时取材)。 (7)桔：桔花吐蕾时,在上午8:00一12:00取39mm的花蕾为宜。 2固定 通常制作幼小花药压片时，可不经固定，直接放在醋酸洋红染液中，同时进行固定和染色，但是先经固定的材料容易着色、分色及便于保存。固定时将采集的材料置于卡诺氏固

6、定液1224小时，若不及时制片，可将固定后的材料用70%的乙醇冲洗直至闻不到醋酸味为止，后放入70%乙醇中存于4冰箱内，可随时取用。 3染色制片 用蒸馏水将从固定液或从70酒精保存液中取出的花蕾冲洗数遍，然后剥开花雷，放在载玻片上，用解剖针及虹膜刀将花药横切成34段(或纵切)，加一滴醋酸洋红染液于材料上，用解剖针轻压花药使花粉母细胞从切口出来，静止染色510分钟，除去花药壁。加上盖玻片使染液刚好布满载玻片与盖玻片之间成一薄层(不可过多，过多花粉母细胞会逸出盖玻片边缘)，加上盖玻片后，在酒精灯上轻微加热，以利于进一步着色和染色体的分散。在盖玻片上覆以吸水纸用拇指适当加压把周围的染液吸干(勿使盖片

7、移动)，若细胞质染色过深，可在盖玻片的一边滴加45的醋酸，在另一边用吸水纸吸，让醋酸从盖玻片下流过，减轻细胞质的着色程度。 4镜检 在显微镜下查找花粉母细胞，二分体、四分体，花粉粒以及各个时期的细胞。 5永久片的制作 较好的临时压片，可制成永久玻片标本。 (1)将已制好的玻片浸入副盛有95乙醇和45 G醋酸各半的培养皿中，有盖玻片的一面朝下，载玻片的一端架在玻片棒上使其倾斜，盖玻片脱落后立即把盖玻片和载玻片转入盛有95乙醇的培养皿中35分钟，再转入盛有95乙醇和叔丁醇各半的培养皿中35分钟，最后纯叔丁醇中3一5分钟进行脱水、透明，脱水后用溶于叔丁醇的加拿大树胶封片。 (2)由于正丁醇价格较便宜

8、，因此也可用正丁醇代替叔丁醇。操作过程是将制好的临时玻片以同样的方法浸入盛有95乙醇和45X醋酸各半的培养皿中5一6分钟，并滴加几滴正丁醇，依次再移入95%乙醇中1一2分钟；95%乙醇和正丁醇各半的培养皿中25分钟；纯正丁醇12分钟，最后吸去多余的正丁醇，用溶于正丁醇的加拿大树胶封片。六、实验结果 细胞的减数分裂包括减数第一次分裂(减数分裂I)和减数第二次分裂(减数分裂)。 1减数分裂I (1)前期I： 细线期：染色体很细很长，呈细线状在核内交织成网。每一染色体含两个染色单体，但显微镜下看不到双线结构染色体呈丝状结构。 偶线期：染色体的形态与细线期差别不大，同源染色体配对，形成二价体，每个二价

9、体有两个着丝点，染色丝比细线期粗。 粗线期：染色体螺旋化，进一步缩短变粗，显微镜下可明显看到每个染色体的两个姊妹染色单体。二价体由四个姊妹染色单体和两个着丝粒组成，这时非姊妹染色单体间可能有交换的发生。 双线期：染色体进一步螺旋化，变得更为粗短，更为清晰可见，二价体中的两条同源染色体相互分开出现交叉现象，呈“X”“V”“”“O”等形状。 终变期：染色体高度浓缩，染色体均匀分散在核膜附近。此时是检查染色体数的最好时期，这时核内有多少个二价体，说明有多少对同源染色体。 核仁和核膜在前期I始终存在，在终变期时核仁、核膜开始消失。 (2)中期I：核仁、核膜消失，二价体均匀排列在赤道面上，纺缍体形成，从

10、纺缍体的侧面看，一个个二价体就像一列横队排列在细胞中，从纺锤体的极面看，一个个二价体分散在细胞质中。这时也是染色体计数的好时期。 (3)后期I：二价体的两个同源染色体分开，由纺锤丝拉向两极。染色体又变成了染色丝状。 (4)末期I：同源染色体分别到达细胞两极染色体变成了染色质状，核膜，核仁重新出现，形成两个子核，每个子核染色体数目减半为n。同时细胞质分开形成两个子细胞叫二分体。 2减数分裂 (1)前期：染色体呈线状，每个染色体具两个姊妹染色单体，共用一个着丝粒二者间有明显互斥作用(分开趋势)。前期快结束时核膜消失。 (2)中期：染色体排列在赤道面上，每条染色体有两个染色单体和一个着丝粒。 (3)

11、后期：每个染色体从着丝粒处分裂为二，分别向两极移动。 (4)末期：移到两极的染色体解螺旋，出现核仁、核膜，形成单倍的子核，这时减数分裂I形成的两个单倍核形成四个单倍核，最后形成四个子细胞叫四分体。 理想的植物细胞减数分裂玻片标本在显微镜下可观察到减数分裂各个时期的典型细胞。七、作业 绘制观察到的植物细胞减数分裂不同时期的典型细胞(示染色体动态特征)。实验二根尖有丝分裂制片和观察一、实验目的1.实验目的：理解植物有丝分裂各个时期规律性的变化；掌握植物细胞有丝分裂的制片技术；学会用显微镜观察植物细胞染色体在不同分裂时期的分裂相及其特点。2.实验要求：必做实验。二、实验原理生物在体细胞产生体细胞的过

12、程中，主要采用有丝分裂方式。母细胞将核内的染色体均等地分配给子细胞，母细胞的染色体数目与子细胞一致，因为分裂过程中可形成纺锤丝，故称为有丝分裂。染色体在细胞分裂的间期、前期、中期、后期、末期具有不同的行为。在此过程中，细胞核和细胞膜也呈规律性变化。各种分裂旺盛的组织经过适当的取材处理，加以固定、离析、染色、压片，可以迅速将细胞分散在载片和盖片之间，进行有丝分裂和染色体观察。三、实验材料洋葱或大蒜根尖四、实验用品用具：眼科镊子，刀片，广口瓶，解剖针，盖玻片，大培养皿，小培养皿，立式染缸，染色板，酒精灯，量筒100毫升、10毫升。所需药品及配制 ：无水乙醇，二甲苯，醋酸洋红。五、实验内容和步骤1.

13、材料准备：将洋葱去皮后，放在盛满水的烧杯中25左右培养，每天换水一次，待长出根尖3-5厘米后，在上午10：50和下午5：20，细胞处于分裂高峰期，用刀片取下，放在广口瓶中，进行预处理。2.预处理：用0.05-0.2%秋水仙素处理根尖，2-4h。3.固定：用Carnoy固定液(卡诺固定液 ，冰醋酸：95%酒精=1：3）固定2-24 h，再放在95%、85%、75%酒精中各0.5 h，最后在70%的酒精中保存2个月。一般是新固定的材料为好。保存在乙醇里的材料，在观察前最好用Carnoy固定液再固定1-2 h。4.水解：将固定材料加一滴离析液（95%乙醇：浓盐酸=1：1）离析10 min，然后用水反

14、复冲洗，材料为白色，用针易压碎。5.染色：在载片上滴一滴醋酸洋红染色15 min左右，待根尖为暗红色时，将染色后的根尖放在一清洁的载片上，去除根冠和伸长区，再加少量染液染色。6.分色：在染好的根尖上加一滴45%的醋酸分色，使细胞质变浅，染色体清晰。7.压片：以双层吸水纸覆在盖片上，左手按住按住盖片，右手拇指用力压片；或用一个双面刀片插到载片和盖片之间的一角，然后用解剖针柄轻敲盖片，然后将刀片撤出，再用针柄种敲盖片，细胞很容易散开（注：用力适当、均匀，防止盖片破坏、滑动）。然后在酒精灯上过3-4次。加盖片附以吸水纸压片。8.镜检和烤片：先用低倍镜显微镜下检查有丝分裂四个时期典型特征的细胞，再转到

15、高倍镜进行观察。若染色过深，片子不请，可以烤片。方法是让片子在火焰上过几次，以盖片上的水气刚消失为止，不可沸腾。烤片时应将片子不断在手背上试温，以不烫手为宜，反复镜检。六、实验结果1.通过实验观察绘制植物有丝分裂各个时期的分裂图象。2.总结各个时期的特点：（1）间期：细胞核看不到染色体结构， DNA在间期进行复制合成。 （2）前期：染色体开始缩短变粗。在动物和低等植物细胞中，核旁的两个中心粒向相反方向移动而形成纺锤体。高等植物细胞内看不到中心粒，但仍可看到纺锤体的出现。前期快结束时，核仁逐渐消失，最后核膜也崩解。（3）中期：染色体排列在赤道面上，染色体的两臂分布在细胞的空间内。染色体纺锤丝连接起来。（4）后期：每一染色体的着丝粒分裂为二，被纺锤丝拉向两极，染色单体也跟向两极移动，形成两条单染色体。（5）末期：染色体到达两极，染色体的螺旋结构逐渐消失，出现核的重建过程，两个子核的膜重新形成，核仁重