遗传学实验指导doc.docx
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遗传学实验指导doc
实验指导书
院系：
生态与资源工程
专业：
生物工程
课程：
遗传学
编者：
生物工程教研室
实验一人类指纹的分析（数量性状的遗传分析）………………………………1
实验二普通果蝇的培养、生活史及形态观察
（一）………………………………5
实验三普通果蝇的培养、生活史及形态观察
（二）……………………………8
实验一人类指纹的分析（数量性状的遗传分析）
一、实验原理和目的
人类皮纹是受基因控制的遗传性状，具有高度的稳定性，即出生后已定型（胚胎第13－19周形成），而且终生不变。
同时还具有个体特异性。
掌握其调查方法可以为遗传病诊断提供资料。
人类指（趾）、掌（跖）部位的皮肤表层隆起的纹理称皮嵴，凹陷的纹理称皮沟。
根据皮嵴和皮沟的方向不同而形成的皮肤纹理总称皮纹。
其中的指纹就是手指尖端的皮肤纹理图象。
1.指纹类型（fingertippatterns）
最常使用的指纹型式共分为四大类：
斗型纹（Whorl）、正箕纹（Loop）反箕纹（ReverseLoop）以及弧形纹（Arch）等四类；现将此四类纹型介绍如下：
斗型纹（Whorl）
斗型纹的主要特征是具有两个三叉点（Triradius），如下图所示，其中红色圆圈即是三叉点。
相似于斗型纹，尚有三种常见的斗型纹衍生纹路：
延斗纹（ElongatedWhorl）、双箕斗（DoubleLoopWhorl）、孔雀眼（Peacock’sEye）。
斗形纹（Whorl涡漩）双箕斗形（DoubleLoopWhorl）
延斗形（ElongatedWhorl）混合形（Compound）
正箕纹（Loop）
正箕纹的主要特征是具有一个三叉点（Triradius），并且其循环纹路尾巴指向小指，如下图所示，该图是个右手指纹，其中红色圆圈为三叉点，而尾巴朝向右边（即右手小指区）。
正（右）箕纹（Reverse））反（左）箕纹（ReverseLoop）
反箕纹（ReverseLoop）
反箕纹的主要特征是具有一个三叉点（Triradius），并且其循环纹路尾巴指向姆指，如上图所示，该图是个右手指纹，其中红色圆圈为三叉点，而尾巴朝向左边（即右手姆指区）。
弧（弓）形纹（Arch）
弧形纹的主要特征是没有三叉点（Triradius），呈现有弧度的纹路。
如下图所示，依弧形纹的弧度不同，还可发现其它类型的相似弧形纹。
弧形纹（Arch）拱形弧纹（TendedArch）
2.总指嵴纹数
从箕形纹或斗形纹的中心点到三叉画一直线，计数这条直线跨过的嵴纹数目，称为嵴纹计数（ridgecount）。
弓形纹无三叉，其嵴纹数为0，箕形纹有一个三叉故有一个嵴纹数，斗形纹有两个三叉故有二个嵴纹数（取两个中较大的为准），将十指嵴纹数相加，即为总指嵴纹数（totalfingerridgecount,TFRC）。
二、实验用品
指纹遗传调查记录表,指纹遗传分析表,碳沫，透明胶纸带，剪刀,放大镜,直尺,量角器,铅笔。
三、实验内容
1．本人的指纹图制备。
2．本人的指纹类型辨析。
3．总指箕数统计。
4．全班统计，总结指纹应用。
5．几种身体特征的遗传
针对以下性状进行调查，统计数据，记录各性状在本班的百分比。
不过，这个百分比不能说明这一性状是否遗传，更不能确定是隐性还是显性。
要了解这些性状是否是遗传性状，可以通过系谱分析法确定，每个同学调查自己的家庭成员，或别的家庭的成员，画出家庭系谱图，从一个或几个家庭的系谱结果分析并确定这一性状的遗传特性。
（1）卷舌
许多人可以将舌尖两侧卷起。
在班级里检测每个人能否卷舌，并记录数据，算出卷舌和不能卷舌的百分比。
（2）发涡旋转方向
在每个人头顶，头发都有一发涡，有的呈顺时针方向，有的呈逆时针方向。
同学之间可互相观察确定各自的发涡旋转方向，记录全班的结果。
看看哪种旋向占多数?
（3）美人尖
前额正中发际线向下凸一尖，称美人尖。
观察统计全班同学具这一性状的百分比。
（4）反叠舌
不用上齿帮助将舌头向上反折的能力，在人群中较少具备，一般比率低于干分之一。
（5）耳垂的形状
不同的人耳垂的形状有可能不同，有的肉质下垂，有的沿耳廓与颊部连接。
同学之间可相互观察这—性状，统计全班具有这—性状的同学的百分比。
（6）指甲类型
这些指甲类型表现为四种基本形状：
曲线型（类型A），扁平型（类型B），向下钩型（类型C）和向上翘型（类型D）。
（7）拇指端关节外展：
这一性状的纯合隐性个体的拇指关节可向后卷曲60o。
检查全班同学表现这一性状的百分数。
（8）正常视力：
显性性状；近视：
隐性性状。
（9）大眼睛：
显性性状；小眼睛：
隐性性状。
四、操作步骤
1.将碳沫适量倒入报纸上,涂抹均匀。
2.洗净双手,晾干。
3.将事先印制好的指纹遗传调查表平铺在课桌上。
4.将要取印的手指均匀地涂上碳沫。
5.将透明胶纸带移至课桌的边缘,取印的手指伸直,其余手指弯曲,由外向内滚动取印,逐一将指纹印取在胶带上，并用剪刀逐一剪下，帖于调查分析表上的相应位置。
五：
注意事项
1.印指纹,时碳沫涂抹要均匀,不能来回涂抹且不宜涂得过多。
2.取印时不可施压过大,不可移动手指、手掌或纸张,以免皮纹模糊不清或重叠。
3.4印指纹时,要有三面指纹,滚动时用力要轻而均匀,一个好的指纹应该是方形。
六、皮纹分析
1.指纹分析先对指印进行分类计数,然后计算每指的嵴纹计数,最后统计出TFRC。
我国汉族正常男性的TFRC平均值为144.7,正常女性TFRC平均值为138.50
2.人的一些显、隐性性状表现：
显性性状 隐性性状
皮肤毛发眼睛正常颜色 白化现象
黑色皮肤（不完全显性） 白色皮肤
黑色毛发 浅色毛发
非棕黄色毛发 棕黄色毛发
卷缩发 直发
头发中有一绺白发 同种颜色的头发
身体有相当大的部分多毛 身体只有一部分多毛
男人秃顶蓝色或黑色眼睛 头发正常褐色眼睛
大眼睛 小眼睛
长睫毛 短睫毛
正常视力 近视
辨色能力正常 色盲
下悬的耳垂 长合的耳垂
正常听觉 先天性耳聋
厚嘴唇 薄嘴唇
舌头有卷成槽型的能力 舌头无卷成槽型的能力
宽鼻孔 窄鼻孔
高而窄的鼻梁 矮而宽的鼻梁
大而凸的鼻子 笔直的鼻子
矮身量（多基因决定） 高身量
多指、趾 指趾数正常
血型A、B、AB 血型O
血液凝集正常 血友病
高血压 正常血压
味觉有感觉苯硫尿的能力 味觉无感觉苯硫尿的能力
正常状态 苯酮尿
偏头痛 正常状态
七、实验报告
写出各自指纹分析报告、群体中人类遗传性状及其他几种身体特征的遗传调查表。
注意：
实验报告包括实验目的、实验原理、材料与仪器、实验步骤、实验结果、分析讨论等。
实验二普通果蝇的培养、生活史及形态观察
（一）
——培养与生活史
一．实验目的
了解普通果蝇的生活史。
二.实验原理
普通果蝇是双翅目的昆虫，它的生活史从受精卵开始，经历幼虫、蛹和成虫阶段，因此是一个完全变态的过程。
果蝇体型小，在培养瓶内易于人工饲养。
而其繁殖力很强，在适宜的温度和营养条件下每只受精的雌蝇可产卵400个左右，每2个星期就可完成1个世代，因此在短时间内就可以获得大量的子代。
三.实验用具及材料
双筒解剖镜（每人1台）、麻醉瓶、毛笔、白板纸、普通果蝇、玉米粉、蔗糖、酵母粉、琼脂等。
四.实验方法及步骤
1）生活史观察（图3—1）
①卵成熟的雌蝇交尾后（2—3d）将卵产在培养基的表层。
用解剖针的针尖在果蝇培养瓶内沿着培养基表面挑取一点培养基将其置于载玻片上，然后滴上1滴清水，用解剖针将培养基展开后放在显微镜低倍镜下仔细进行观察。
果蝇的卵为椭圆形，白色，长约0.5mm，腹面稍扁平，背面的前端伸出一对触丝，它能使卵附着在培养基表层而不陷入深层。
②幼虫果蝇的受精卵经过一天的发育即可孵化为幼虫。
幼虫在培养基内及瓶壁上都有，培养基内的幼虫一般要小一些。
这是因为果蝇的幼虫从一龄幼虫开始经两次蜕皮，形成二龄和三龄幼虫，随着发育而不断长大，三龄幼虫往往爬到瓶壁上来化蛹，其长度可达4—5mm。
幼虫在培养基内和瓶壁上蠕动爬行。
在解剖镜下观察幼虫可见一端稍尖为头部，黑点处为口器。
稍后有一对半透明的唾腺，每条唾腺前有一条唾腺管向前延伸，然后会合成一条导管通向消化道。
神经节位于消化道前端的上方。
③蛹幼虫经过4—5d的发育开始化蛹。
一般附着在瓶壁上，渐次形成一个棱形的蛹。
起初颜色淡黄、柔软。
随着发育的继续，逐渐硬化，颜色也逐渐加深，最后变为深褐色，这就显示即将羽化了。
在瓶壁上看到的几乎透明的蛹是已经羽化完而遗留的蛹的空壳。
④成虫刚羽化出的果蝇虫体较长，翅膀也没有完全展开，体表未完全几丁质化，所以成半透明乳白色。
此时野生型体色与黑檀体体色都是一样的，没有多大区别。
随着发育，蝇体变为粗短椭圆形，双翅展开，体色加深，体表完全几丁质化，如野生型果蝇的体色成为灰褐色，突变型黑檀体果蝇的体色成为乌黑色。
羽化出的果蝇在8～12h后开始交配，成体果蝇在25℃条件下的寿命为37d。
果蝇生活周期的长短与温度关系密切，30℃以上时果蝇则将不育且濒临死亡，低温则使它的生活周期延长，同时生活力也降低。
培养果蝇的最适温度是20～25℃。
表3-1果蝇生活周期的长短与温度的关系
10℃
15℃
20℃
25℃
卵→幼虫
幼虫→成虫
57天
18天
8天
6.3天
5天
4.2天
从表3-1中可以看出，25℃时，从卵到成虫约10天，20℃时约为15天。
盛夏时，果蝇应该放在生化培养箱内饲养或放在有空调的房间内饲养。
图3-1果蝇生活史
1．卵2．一龄幼虫3．二龄幼虫4．三龄幼虫5．蛹6．成虫（雄）7．成虫（雌）
2）配置培养基
培养果蝇用的容器可以采用较粗的指管或用广口瓶，这些容器均需在实验前进行高温灭菌才能使用。
可以按如下成分进行培养基的配制：
玉米粉28g糖22g琼脂2.5g酵母粉2.5g水250mL丙酸2mL
将上述成分（除酵母和丙酸）放在一烧杯内混合在一起，在电炉上加热，不断用玻璃棒搅拌以免将玉米粉煮糊。
煮沸后将烧杯从电炉上取下，稍放置冷却一会儿，将酵母和丙酸加入，用玻璃棒搅拌均匀后分装到5个经高温灭菌的培养瓶内，塞好棉塞备用。
注意在分装时不要把培养基倒在瓶壁上。
刚配制完的培养基放凉后在瓶壁上会有许多水滴，这时如果把果蝇放进去，水滴可能将果蝇的翅膀粘住，为避免发生此事，可将配好的培养基放在温箱内2—3d，待水分蒸发后再使用，或用酒精棉将瓶壁上的水分擦掉。
3）原种培养
在作新的留种培养时，应仔细检查果蝇有没有混杂，有没有突变个体的产生。
一般一瓶放两对亲本为宜。
果蝇移入新瓶时，需将瓶子横放，待果蝇清醒过来后再把培养瓶竖起。
原种每2～4周换一次培养基，最好每一个品种分成两套分别培养。
标签上标明品种名称和日期，温度控制在18℃左右。
原种果蝇培养常遇到的麻烦是培养基发霉。
导致发霉的原因很多，用具没有消毒，空气污染，在接种时，果蝇掉在桌面上粘有污染源，又将果蝇捡到瓶中。
发现培养基有少量的霉点时，可用烧过的解剖针挑出，或用70%的酒精棉球将霉点消毒，然后挑出霉点。
若大量霉菌污染时，则考虑换新的培养基对原种进行继续饲养了。
4）选处女蝇
一般来说，刚羽化出来的果蝇在12h之内是不进行交配的，所以在这段时间内选出的雌蝇即为处女蝇。
为了保险起见，可以在羽化后的8h内挑选。
五.作业及思考题
（1）果蝇的生活史分几个阶段，你所观察到的不同类型果蝇在整个生活史阶段有什么差异?
（2）配制果蝇培养基时应注意什么问题?
实验三普通果蝇的培养、生活史及形态观察
（二）
——形态观察
一．实验目的
了解普通果蝇的一些突变型的表现性状。
二.实验原理
普通果蝇是双翅目的昆虫，它的生活史从受精卵开始，经历幼虫、蛹和成虫阶段，因此是一个完全变态的过程。
果蝇中有许多突变类型，据不完全统计突变性状有四百多种，这些突变型大多属于形态突变，如白眼、残翅、黄体等，因此很容易进行观察。
此外，由于果蝇具有多线染色体以及生活史不同发育阶段的特点和基因组结构特点使其成为生物学研究中的模式生物，同时在遗传学研究中得到广泛而深入的研究。
三.实验用具及材料
双筒解剖镜（每人1台）、麻醉瓶、毛笔、白板纸、普通果蝇野生型及不同突变型果蝇、乙醚等。
四.实验方法及步骤
1）雌雄鉴别
果蝇有雌雄之分，幼虫期较难区别，成虫期则较易区别。
为了准确地配制果蝇的杂交组合和果蝇遗传性状分析，必须首先能够正确辨别果蝇的性别。
①麻醉对果蝇实施麻醉是为了便于性状观察和转移果蝇，因此麻醉时一定要根据实验目的而确定麻醉的深度。
如果只是进行观察，可以将果蝇麻醉至死。
死亡时表现为翅膀与身体呈45度角。
但如果是麻醉鉴别后再进行转移培养，就应避免麻醉至死。
麻醉时，在麻醉瓶的瓶盖内塞入沾有乙醚的棉花，待乙醚气体在瓶内充满后将果蝇培养瓶的瓶口与麻醉瓶瓶口对准，将果蝇转入麻醉瓶内，盖好瓶盖。
观察果蝇的表现，若果蝇从瓶壁上纷纷落到瓶底，表示麻醉已生效。
转移麻醉后的果蝇时，应用毛笔的笔尖粘取。
②将麻醉后的果蝇放在解剖镜下仔细观察，区别雌雄的差异（图4—1）。
可以着重从以下几方面观察雌雄果蝇主要差异，见表4—1。
在雌雄差异中，以性梳的差异最为准确。
如刚羽化出的果蝇，身体都较长，颜色很浅，难以区分雌雄。
但是，用性梳的有无就可以很快将雌雄分开，在熟练操作几次后，就可以不必借助解剖镜也能很快区分雌雄。
在观察性梳时可以用解剖镜观察，也可以用低倍的显微镜观察。
图4-1果蝇外形
表4-1雌雄果蝇主要差异比较
雌蝇
雄蝇
体型
较大
较小
腹部末端
腹部椭圆型，末端稍尖
钝圆
腹部背面
明显5条黑纹
3条黑纹，前两条细，后一条宽，延伸至腹面，肉眼可见其腹部末端呈现一明显黑点
腹部腹面
较明显的6个腹片
4个腹片
性梳
无
第一对足第一跗节基部外侧有鬃毛状性梳
图4-2左：
雄性果蝇的左前足中：
跗节基部的性梳右：
雌果蝇无性梳
C、基节 TR、转节 F、腿节 TI、胫节 TA、跗节
2）突变型观察
将果蝇麻醉后，在解剖镜下仔细辨认各种突变类型。
与野生型果蝇作对照，观察突变型果蝇的性状表现，如残翅、黑身、白眼等。
果蝇中的一些突变性状和控制该性状的基因如表4—2。
表4-2果蝇中的一些突变体性状及控制性状的基因
突变型
基因符号
表型特征
基因所在的染色体
白眼
W
复眼白色
X
残翅
vg
翅退化，不能飞
Ⅱ
短翅（小翅）
M
翅膀短小，不超过身体
X
焦毛
Sn
刚毛卷曲如烧焦状
X
黑檀体
E
身体呈乌木色，黑亮
Ⅲ
黑体
B
颜色比黑檀体深
Ⅱ
黄体
Y
全身呈浅橙黄色
X
五.作业及思考题
你如何能准确鉴定果蝇的雌雄个体?
要领是什么?
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