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1、遗传学实验 朱琪璋 121140083 果蝇唾液腺染色体的制片与观察 121140083 朱琪璋一实验目的1观察果蝇的唾腺染色体，练习果蝇幼虫唾腺分离技术及唾腺染色体的制片方法2观察了解果蝇唾液腺染色体的形态特征3了解果蝇唾腺染色体在遗传学研究中的意义二实验原理（预备知识）1果蝇唾液染色体的介绍果蝇、摇蚊幼虫唾液腺细胞中的巨大染色体。双翅目昆虫的唾液腺细胞发育到一定阶段之后就不再进行有丝分裂，而永久停留在分裂间期。但随着幼虫的生长，唾液腺染色体仍不断地进行自我复制而且不分开，经过许多次的复制形成约1 0004 000拷贝的染色体丝，合起来直径达5m，长度达400m，比普通细胞中期染色体约大10
2、0150倍，所以又称为多线染色体或巨大染色体。 唾液腺染色体的另一特点是体细胞中同源染色体处于紧密配对状态，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唾液腺染色体是一类存在于双翅目昆虫，如果结合在一起，紧密盘绕。所以细胞中染色体只呈单倍数。黑腹果蝇的染色体数目2n=8其中第、第染色体为中部着丝粒染色体，第染色体和第IX染色体为端着丝粒染色体。唾液腺染色体形成时，染色体着丝粒和近着丝粒的异染色质区聚于一起形成一个染色中心，所以在光学显微镜下可见从染色中心处伸出6条配对的染色体臂，其中5条为长臂，l条为紧靠染色中心的很短的臂。 唾液腺染色体经染色后，呈现深浅
3、不同，疏密各异的横纹。这些横纹的数目，位置，宽窄及排列顺序都具有物种的特异性。研究认为这些横纹与染色体的基因是有一定关系的。通过一定的实验方法使果蝇唾液腺染色体各臂分散开，并且使带纹、膨突等特征不受杂质影响清晰地显示出来，是进行果蝇遗传学研究的很重要的一个环节果蝇唾液腺染色体在不同种间的共同点是染色体的着丝点位于一个染色区域，但不同的种类往往其染色体臂数目不同每条染色体臂上分布着染色深浅不同、粗细各异的磺纹，这些横纹的宽窄疏密程度以及排列顺序和数目又都有种的特异性和种内的差异由此，果蝇唾液腺染色体近几十年来，已广泛用于种内系统发生和种间亲缘关系的研究中，因为种间及种内不同品系和近缘种中的遗传差
4、异经常反映在唾液腺染色体的不联会、形成泡、缢虞和间带区的伸缩性以及顶体的形态等多方面的差异，而特别重要的是研究它的基因序列的差异(观察是否产生了例位以及染色体的断裂、融合和重排)。因此，无论从细胞遗传学的角度研究基因与突变性状之间的联系，还是从进化遗传遗传学方面研究染色体的系统发生，探讨种间以及近缘种间的遗传差异和生殖隔离的机制等，唾液腺染色体的分析研究都是十分重要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。易位等结构变化，也可较容易地在唾液腺染色体上观察识别出来。2拉唾液腺的操作方法图示解剖针三实验材料与器材仪器设备：双筒解剖镜，显微镜，恒温培养箱
5、，镊子，解剖针，载玻片及盖玻片，吸水纸材料:黑腹果蝇三龄幼虫试剂：醋酸洋红染液，蒸溜水，1NHCL，生理盐水四实验步骤1材料准备发育充足、肥大的三龄幼虫，唾液腺和唾液腺细胞发育良好。利用这样的唾液腺细胞才能制备出理想的染色玻片标本。因此要求培养基营养丰富，含水量较高。比较松软，发酵良好。2剥离唾腺 在一干净载玻片上滴一滴生理盐水，选择行动迟缓、肥大、爬在管壁上即将化蛹的三龄幼虫，或者选择经低温处理的果蝇三龄幼虫置于载玻片上。如果分不清头尾着可以从它爬行的时候确认其头尾，由于果蝇的唾液腺位于幼虫体前1314处，所以在解剖镜下左手持解剖针按压住幼虫后端13处。固定幼虫，右手持解剖针扎住幼虫头部口器
6、处，适当用力向后拉，把头部与身体拉开，唾液腺腺体随之而出。把载玻片移到显微镜下查找唾液腺。果蝇的唾液腺是位于口器后端神经节两侧的一对透明而微白的类似香蕉形的长形小囊，由单层细胞构成。细胞大，细胞核大，细胞轮廓清晰。用解剖针先将含有腺体的一团组织与其它组织分开然后再将腺体与脂肪等组织分开得到透明的香蕉状的唾液腺。3低渗处理将唾液腺放于低浓度的Nacl溶液中处理10-15min,以使细胞充分吸水而容易弄破。4解离 将唾液腺在载玻片上滴一滴lmolL HCI，让唾液腺在lmolL HCI中解离23分钟，以松软组织，利于染色体分散。5染色 解离后的腺体可用水冲洗2-3次后滴2滴品红染液染色30分钟(解
7、剖和染色过程勿使腺体于燥)。在酒精灯上加热以增强染色效果。可以不经解离一步而直接染色，也可以在将幼虫头部与身体拉开后马上加染液染色，然后慢慢剖离腺体。6滴片当腺体被染成红色后，用滤纸擦去染液周围一圈的黑色沉淀物，再用蒸馏水冲洗23次，然后加上盖玻片，在盖玻片上方再植盖一层滤纸，用镊子在盖玻片，轻轻敲击几下。再用拇指按住盖玻片用力下压，把腺体细胞压破，把染色体压散开压片时放载玻片的桌面要干，不要使盖片滑动。制好的玻片标本用蜡封住盖玻片四周以防干燥。经低温冷冻处理的材料经解离，染色加盖片后不必敲击镜检即可看到分散良好的染色体。7观察 将制好的片子先用低倍显微镜观察。找到好的染色体于视野中心，再用高
8、倍镜观察之。如果制片理想，可做成永久制片。8采集图片仔细观察的唾液腺染色体的形态结构并采集图片。五实验结果1标准示意图2实验示意图分离出的果蝇唾液腺染色后的果蝇唾液腺染色体六注意事项1.果蝇幼虫应尽量选取大而肥的。2.唾液腺在解剖镜下是透明的“香肠”状，注意同幼虫的肠道区别开。3.注意要仔细剔除唾液腺旁的脂肪，由于唾液腺很容易“破”，所以要非常小心。4.注意在染色时千万不能让唾液腺暴露在空气中，或是让装片“干”掉。5.在压片时，要使劲压，这样才能使染色体舒展开来，便于观察。七问题讨论1.何谓先染色体？ 答：一种缆状的巨型染色体，见于有些生物生命周期的某些阶段里的某些细胞中。由核内有丝分裂产生的
9、多股染色单体平行排列而成。各染色单体上的染色粒（见灯刷染色体）并排排列，构成多线染色体的带，带与带之间则称间带。多线染色体的这种结构可用光学显微镜观察，也能在多线染色体上用原位分子杂交法进行基因定位，并就其结构与功能之间的关系进行系统研究，因此是细胞学和遗传学研究的有用材料。 核内DNA多次复制产生的子染色体平行排列, 且体细胞内同源染色体配对, 紧密结合在一起, 从而阻止了染色体纤维进一步聚缩, 形成体积很大的由多条染色体组成的结构叫多线染色体。多线化的细胞处于永久间期, 体积也相应增大, 它存在于双翅目昆虫的幼虫组织内, 如唾液腺、气管等。2.如何区别你看到的就是唾腺染色体？答：1由于在唾
10、液腺细胞中8条染色体之间以着丝粒互相连结在一起形成染色盘或异染中心和同源染色体之间的假联会，经碱性染料染色后，可以观察到一个染色较深的染色盘和以染色盘为中心向外辐射出的5条染色体臂。 2在这些染色体臂上可以看到染色深浅不同，被称做明带、暗带的横纹，这些横纹的位置，宽窄、数目都具有物种的特异性。不同物种，不同染色体的不同部位形态位置是固定的。因此根据染色体各条臂带纹特征和各条臂端部带纹特征能准确识别各条染色体。 3在染色体臂上还可看到某些带纹通过染色体的解旋、膨大形成的疏松区和巴尔比尼氏环，其富含转录出来的RNA，因此不着色。 4唾液腺细胞处于永久早期，染色体解旋呈伸展状态在幼虫发育过程中细胞核
11、中的DNA多次复制，但细胞、细胞核不分裂。复制后的染色单体DNA不分开，从而形成了多线染色体 5每一臂上所有的横纹的大小和位置是恒定的，即具有种的特征。3. 在昆虫学中，二龄幼虫，三龄幼虫有何生物学意义？答：果蝇是完全变态发育的生物之一，二龄幼虫，三龄幼虫是其变态发育的重要特点。从初生卵发育至新羽化的成虫为一个完整的发育周期，在25，60相对湿度条件下，大约为10天。通过控制养殖的温度，可以加速和减缓果蝇的发育。果蝇个体很小，幼虫在三龄时达到最大，约2毫米，成年果蝇也仅为23毫米。新羽化的雌性成虫大约8小时之后即可进行交配，交配之后大约40小时开始产卵，第4-5天出现产卵高峰。性成熟雌性果蝇生殖能力很强，产卵初期每天可达5070枚，累计产卵可达上千枚。黑腹果蝇是最普遍应用于遗传学的果蝇，也是奠定经典遗传学基础的重要模式生物之一，对其染色体组成和表型、基因编码和定位的认识，是其它生物无法比拟的。基于清晰的遗传背景和便捷的遗传操作，果蝇在发育生物学、生物化学、分子生物学等领域也都占据了不可替代的位置。随着神经科学的兴起，许多遗传操作在该领域不断发展和成熟，为在果蝇中进行神经科学的研究打下了坚实的基础。总之，果蝇在近一个世纪以来的生物学舞台上占有举足轻重的地位，在各个领域的广泛应用使其成为一种理想的模式生物，不论在已往、现在和将来都将为人类探索生命科学的真谛做出不可磨灭的贡献。
