1、校本课程高中生命课程拓展实验南师附中 沈静丹背景资料：遗传学基础知识一、基本概念1、 性状：生物体所表现出来的可以遗传的特征。2、 基因：控制生物体性状遗传的基本单位。3、 染色体：基因的载体，基因的运动是通过染色体的运动来实现的。4、 P：亲本：F1 ：子一代：F2 ：子二代。5、 显性性状：F1 表现出来的那个亲本的性状。6、 隐性性状：F1 没有表现出来的那个亲本的性状。7、 显性基因：控制显性性状的基因。8、 隐性基因：控制隐性性状的基因。9、 同源染色体：一条来自父方，一条来自母方的两条大小、形状相同，功能相似的染色体。10、等位基因：在同源染色体的相同位置上，控制相对性状的基因。1
2、1、纯合体：有相同的显性基因或相同的隐性基因组成的基因型。12、杂合体：有一个显性基因和一个隐性基因组成的基因型。二、遗传的两个基本规律1、 基因分离规律：在杂合体细胞中，位于一对同源染色体上的等位基因，彼此保持相互的独立性，互不影响。在减数分裂过程中，等位基因随着同源染色体的分离而分开，分别进入两个配子中去，独立地随着配子遗传给后代。2、 基因自由组合规律：控制两对（或多对）相对性状的两对（或多对）等位基因，如分布在不同的同源染色体上，则在减数分裂形成配子时，同源染色体上的等位基因彼此分离，而位于非同源染色体上的非等位基因可以自由组合。三、伴性遗传1、 性染色体（如 X、Y 染色体）与性别决
3、定2、 伴性遗传：如果某些基因位于性染色体上，那么由它们控制的遗传性状，在遗传上势必和性别有联系。这种与性别相联系的遗传现象，叫做伴性遗传。实验一 果蝇的形态观察和雌雄鉴别一、实验目的学会使用解剖镜观察果蝇熟悉果蝇的形态特点能够在不借助解剖镜区分果蝇性别二、实验材料与仪器解剖镜 载玻片 乙醚 毛笔 镊子 活果蝇三、实验步骤1、 麻醉：取各种性状的活果蝇（如：红眼、白眼） ，用乙醚麻醉 12 分钟。2、 初步观察：用毛笔取麻醉后的果蝇至于干净的载玻片上，先用肉眼观察每一只果蝇的形态特征。3、 镜下观察：将载玻片放在解剖镜的载物台上，调节至合适的放大倍数并调节焦距使观察到的像清晰。仔细观察果蝇各部
4、分的形态特征，特别注意腹部横纹和性梳等区分性别的标志。4、 性别区分：在解剖镜观察的基础上找出肉眼可以区别果蝇性别的方法并进行实际练习和检验。四、检测：a) 你肉眼区分性别的方法是：_b) 请区分十只果蝇的雌雄，并填写下表：果蝇编号 肉眼区分结果（/） 解剖镜检验结果（/） 肉眼识别是否正确12345678910你肉眼识别果蝇性别的正确率是_%实验二 果蝇的伴性遗传一、实验目的了解伴性遗传以及伴性基因在正、反杂交中的差异。初步学会果蝇杂交的实验方法学会运用统计学的手段来分析实验结果，得出结论二、实验原理非伴性遗传的杂种一代均表现显性性状，而伴性基因，在一定的杂交组合下，杂种一代会出现隐性性状，
5、如图解：A：X +X+（红眼） x XWY（白眼） / XW YX+ X+XW X+Y红眼 红眼B：X WXW（白眼） x X+Y（红眼）/ X+ YXW X+XW XWY红眼 红眼三、实验准备1、材料：普通果蝇的两个品系：野生型（+） ，白眼（W） ，X 染色体连锁。2、用具：解剖镜、培养管、麻醉瓶、毛笔、白纸、标签纸等3、药品：乙醚四、实验步骤1、选取处女蝇。果蝇杂交，必须选用从未交配过的雌果蝇处女蝇，与另一种类型的雄果蝇交配。一般于前一天晚上 8 点以后将所有的成蝇从培养管中移出，第二天早上 8 点从该培养管中收集到的由涌孵化的雌果蝇为处女蝇。2、选取红眼、白眼果蝇进行交配，分别做正交：
6、红眼处女蝇与白眼雄果蝇交配：反交：白眼处女蝇与红眼雄果蝇交配。 （注意重复）放入装有饲料的培养管中，每管放果蝇 35 对，瓶上贴好标签，注明杂交组合、日期和实验者姓名等。完成后放入 23的恒温箱中进行培养。3、一周后全部移去亲本。4、待 F1成蝇孵出后，检查 F1颜色和性别，在下面的表格中记录正、反交结果（总数和百分数） 。5、如果需要，将计数后的 F1继续培养，一周后全部移去。6、待 F2成蝇孵出后，检查 F2颜色和性别，记录结果。7、进行 X2检验，解释所得结果。五、按下列格式记录所得结果试验编号 开始日期 月 日正交：X +X+（红眼） x XWY（白眼）F1统计日期 红眼个体数 白眼个
7、体数： 只，： 只 ： 只，： 只： 只，： 只 ： 只，： 只： 只，： 只 ： 只，： 只： 只，： 只 ： 只，： 只总数 ： 只，： 只 ： 只，： 只百分数（占所有 F1 的百分数） ： %，： % ： %，： %F2统计日期 红眼个体数 白眼个体数： 只，： 只 ： 只，： 只： 只，： 只 ： 只，： 只： 只，： 只 ： 只，： 只： 只，： 只 ： 只，： 只总数 ： 只，： 只 ： 只，： 只百分数（占所有 F2 的百分数） ： %，： % ： %，： %反交：X WXW（白眼） x X+Y（红眼）F1统计日期 红眼个体数 白眼个体数： 只，： 只 ： 只，： 只： 只，：
8、 只 ： 只，： 只： 只，： 只 ： 只，： 只： 只，： 只 ： 只，： 只总数 ： 只，： 只 ： 只，： 只百分数（占所有 F1 的百分数） ： %，： % ： %，： %F2统计日期 红眼个体数 白眼个体数： 只，： 只 ： 只，： 只： 只，： 只 ： 只，： 只： 只，： 只 ： 只，： 只： 只，： 只 ： 只，： 只总数 ： 只，： 只 ： 只，： 只百分数（占所有 F2 的百分数） ： %，： % ： %，： %六、统计检验及实验结果分析正交：X +X+（红眼） x XWY（白眼）F1X2 检验：红眼 白眼试验观察数（O）理论数（1：0） （C）偏差（O-C）(O-C)/C
9、X2=(O-C) 2/C=P=F2X2 检验：红眼 白眼试验观察数（O）理论数（3：1） （C）偏差（O-C）(O-C)/CX2=(O-C) 2/C=P=反交：X WXW（白眼） x X+Y（红眼）F1X2 检验：红眼 白眼试验观察数（O）理论数（1：1） （C）偏差（O-C）(O-C)/CX2=(O-C) 2/C=P=F2X2 检验：红眼 白眼（W）试验观察数（O）理论数（1：1） （C）偏差（O-C）(O-C)/CX2=(O-C) 2/C=P=附：P 值表F P 0.99 0.95 0.80 0.70 0.50 0.30 0.20 0.05 0.011 0.0000 0.0003 0.06
10、4 0.074 0.455 1.074 1.642 3.841 6.6352 0.020 0.103 0.456 0.713 1.386 2.403 3.219 5.991 9.2103 0.115 0.352 1.005 1.424 2.366 3.665 4.642 7.815 11.3454 0.297 0.711 1.649 20915 3.357 4.878 5.989 9.488 13.277实验结论：_七、实验反思与体会_第二节 影响生物变异的环境因素示例：探究化学因子对蚕豆根尖细胞变异的影响实验原理：一些化学、物理因子会引起细胞发生变异，应用化学药品 ZnCl2 浸泡蚕豆，会引
11、起根尖细胞分裂异常，导致少数细胞内出现小于正常蚕豆细胞核三分之一的小细胞核（微核） ，这是由于细胞核物质在分裂过程中相互异常（染色体断裂）所造成的。测定蚕豆根尖细胞中微核出现的频率，可作为监测环境污染程度的指标。材料选择：蚕豆侧根、蚕豆根压片永久封片仪器和试剂：显微镜、载玻片、盖玻片、镊子、解剖针、培养皿、吸水纸、0.2%龙胆紫染液、20%盐酸、10-30mol/L ZnCl2 溶液实验方法：1、 材料准备实验前 10d 左右取若干蚕豆浸泡于浓度为 10-30mol/L ZnCl2 溶液中，待主根长至23cm 时，切去主根顶部 5mm，促使产生侧根。25d 后，待侧根长至 23cm 时取侧根进
12、行实验。2、 根尖压片制作解离、染色、压片、盖片。3、 观察蚕豆根尖压片的永久封片先观察蚕豆根尖的永久装片，熟悉根尖正常细胞的形态结构，以便于与临时装片中找到的含微核的细胞对比。4、 镜检，临时装片低倍镜下观察分生区和伸长区的细胞，分生区的细胞正方形，核在整个细胞中所占比例较大；伸长区的细胞逐渐伸长。注意观察那些靠近分生区的伸长区细胞，这些细胞略呈长方形，核在细胞中的比例要小于分生区细胞核在细胞中所占的比例，在此部位容易观察到核的异常形态。转高倍镜进一步观察，可见细胞内除了有一个近似正常大小的核以外，旁边还有有 12 个只有正常核 1/10-1/3 大小的核，这就是微核，细胞核与微核间有时有丝
13、状物质相连。绘简图记录观察到的微核细胞形态。5、 观察观察临时装片中微核较多的 3 个视野，分别记录这 3 个视野内的细胞数和微核数，然后计算微核发生率。分析和讨论：1、 实验中 ZnCl2 主要引起蚕豆细胞哪部分结构发生变化？这种变化对细胞的遗传物质将产生什么影响？2、 为什么该实验要选用根尖细胞？用叶片细胞或其他部位细胞行吗？进一步探究：1、 探究不同因子对细胞变异的影响。请应用上述实验技术，设计实验来探究不良环境（例如，污水、烟丝浸出液、废电池等）对细胞变异的影响。2、 上网收集微核技术原理和应用的相关资料，在班内交流讨论。实验要求：23 位同学一组，每一个小组完成一个实验设计方案，探究
14、一种环境因子对蚕豆根尖细胞的致变异作用，上面给出的实例可以参照。谈论完善后按照自己小组设计的实验方案实施实验，观察实验结果，得出结论，撰写实验报告。请填写以下评价表对小组成员进行评价：小组成员互评表遗传变异成员 1 成员 2 成员 3 成员 4成员姓名积极地参与小组实验活动（25分）开动脑筋，为小组实验献计献策（20 分）很好地完成所负责的任务（25分）互评成绩：（请参照右边的指标为小组成员打分）与小组成员和睦相处，共同探讨（20 分）突出有创意的建议，使小组的实验内容更加丰富（10 分）总分示例：人类巴氏小体观察实验目的1、掌握人类 x 小体（巴氏小体）玻片标本制作方法2、观察识别巴氏小体形
15、态特征及所在部位，鉴定个体的性别。实验原理巴氏小体又称 X 小体：正常女性，位于间期细胞核中，紧贴核膜内缘，大小约11.5um，呈现三角或椭圆形小体，数量为 x 染色体数减一。巴氏小体是由于女性两个 X染色体中的一个失活形成的。 Lyon 的剂量补偿学说认为：女性有两个 X 染色体，但所表达的绝大部分遗传物质与只有 1 个 X 染色体的男性是一样多的。这是因为女性的 X 染色体中只有 1 个保持活性，而另一个是晚复制的，没有活性。该失活的染色体在形态学上呈异染色体，即 DNA 螺旋压的很紧，染色深而致密，称之为巴氏小体。实验用品（一）材料：口腔粘膜细胞（二）仪器：显微镜，载玻片，盖玻片，香柏油
16、，牙签，酒精棉球（三）试剂：吸管固定液（甲醇:冰醋酸3:1 ） ，生理盐水，苯酚品红染液实验方法1、取材：口腔粘膜细胞：受检者清水漱口数次，用洁净牙签从女性口腔两侧刮取粘膜，原位刮 23 次，第一次舍去，第 2，3 次分别涂于滴有一滴生理盐水的干净载玻片上，晾干。 2、固定：在口腔粘膜细胞上滴加新配置的固定液（甲醇:冰醋酸3:1 ） ，37下固定1520min，空气干燥，或以酒精灯烘干。 3、染色、制片：滴加 12 滴苯酚品红染液，静置染色 20min（勿干） ，加盖玻片，用吸水纸吸干染液，垫上滤纸，用手指轻轻加压即可。 4、镜检：在高倍镜或油镜下观察（巴氏小体） ，在女性间期细胞核内侧靠近核
17、膜处有约 1微米大小的反光性强的颗粒状两点，即为巴氏小体。材料不同，观察结果可能不同，且必须和核仁区别开来（核仁往往离核膜较远或接近核重要部位） 。实验作业1、分别观察男女各 50 个可数细胞，计算显示 X 染色质所占百分比。2、观察选绘 4-5 个典型细胞，示明 X 染色质体的形成和部位。（正常女性口腔黏膜细胞中越 30-50%有一个巴氏小体，男性则低于 1-2%。 ）注意事项1、刮口腔上皮细胞前要漱口，要用灭菌牙签的宽头，以免划破口腔；2、第一次刮下的脱落细胞用酒精棉球擦去，在原位重复刮一下纸片；3、涂片略干再加苯酚品红；4、染色时间不要太长，否则核质着色深，X 染色质体不易区分；5、可数细胞的标准：核质染色呈网状或颗粒状，核膜清晰，无缺损，染色适度，周围无杂质。
