遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教程

內(nèi)容概要

遺傳學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性學(xué)科，實(shí)驗(yàn)操作在教學(xué)中起著重要作用。根據(jù)遺傳學(xué)教學(xué)內(nèi)容和要求，本書選擇編寫了49個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，涵蓋經(jīng)典遺傳學(xué)，如關(guān)于模式動(dòng)物果蠅的多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)等；細(xì)胞遺傳學(xué)，如減數(shù)分裂中染色體行為的觀察、動(dòng)植物有絲分裂染色體標(biāo)本制備等；微生物遺傳學(xué)，如細(xì)菌的誘發(fā)突變、轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導(dǎo)等；分子遺傳學(xué)，如細(xì)胞核及細(xì)胞器 DNA的提取、利用分子標(biāo)記分析植物的遺傳多樣性等領(lǐng)域。    本書可作為綜合性大學(xué)、師范院校、農(nóng)林院校、醫(yī)學(xué)院校等生命科學(xué)領(lǐng)域本科生遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教材。

書籍目錄

實(shí)驗(yàn)1 果蠅遺傳性狀的觀察實(shí)驗(yàn)2 果蠅的單因子雜交實(shí)驗(yàn)3 果蠅的兩對(duì)因子雜交實(shí)驗(yàn)4 果蠅的伴性遺傳實(shí)驗(yàn)5 果蠅的三點(diǎn)測(cè)交與遺傳作圖實(shí)驗(yàn)6 果蠅X染色體隱性突變的檢出實(shí)驗(yàn)7 環(huán)境對(duì)果蠅基因表達(dá)的效應(yīng)實(shí)驗(yàn)8 果蠅數(shù)量性狀的遺傳分析實(shí)驗(yàn)9 果蠅唾液腺染色體制片實(shí)驗(yàn)10 小鼠骨髓細(xì)胞有絲分裂染色體制片實(shí)驗(yàn)11 人外周血淋巴細(xì)胞的培養(yǎng)及染色體制片實(shí)驗(yàn)12 人類細(xì)胞中巴氏小體的觀察實(shí)驗(yàn)13 人類染色體組型分析實(shí)驗(yàn)14 植物有絲分裂染色體壓片技術(shù)實(shí)驗(yàn)15 去壁低滲法制備植物染色體標(biāo)本實(shí)驗(yàn)16 植物染色體組型分析實(shí)驗(yàn)17 植物多倍體的人工誘導(dǎo)實(shí)驗(yàn)18 植物原生質(zhì)體的分離和培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)19 植物細(xì)胞微核檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)20 減數(shù)分裂的觀察實(shí)驗(yàn)21 精糙脈胞菌順序四分子分析實(shí)驗(yàn)22 紫外線對(duì)枯草芽孢桿菌的誘變效應(yīng)實(shí)驗(yàn)23 亞硝基胍的誘變作用與營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株的篩選實(shí)驗(yàn)24 細(xì)菌的接合作用與基因轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)25 大腸桿菌質(zhì)粒DNA的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)26 P1噬菌體的普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)實(shí)驗(yàn)27 噬菌體的局限性轉(zhuǎn)導(dǎo)實(shí)驗(yàn)28 酵母菌原生質(zhì)體的融合實(shí)驗(yàn)29 細(xì)菌質(zhì)粒DNA的大量制備實(shí)驗(yàn)30 快速少量提取質(zhì)粒DNA的改良方法——TENS法實(shí)驗(yàn)31 DNA的制備與純化實(shí)驗(yàn)32 并發(fā)轉(zhuǎn)導(dǎo)與基因定位——三點(diǎn)雜交實(shí)驗(yàn)33 細(xì)菌接合與基因定位——中斷雜交實(shí)驗(yàn)34 缺失定位——基因精細(xì)結(jié)構(gòu)分析實(shí)驗(yàn)35 噬菌體DNA限制性內(nèi)切梅圖譜分析實(shí)驗(yàn)36 基因互補(bǔ)測(cè)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)37 動(dòng)物基因組總DNA的分離實(shí)驗(yàn)38 植物基因組總DNA的分離——CTAB法實(shí)驗(yàn)39 植物基因組總DNA的分離——CTAB微量法實(shí)驗(yàn)40 植物基因組總DNA的分離——SDS法實(shí)驗(yàn)41 DNA純度、濃度及分子量的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)42 植物細(xì)胞線粒體DNA的提取實(shí)驗(yàn)43 植物細(xì)胞葉綠體DNA的分離純化實(shí)驗(yàn)44 真核生物基因組DNA的限制性內(nèi)切酶反應(yīng)實(shí)驗(yàn)45 DNA的瓊脂糖凝膠電泳及向尼龍膜的轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)46 DNA探針的非同位素標(biāo)記實(shí)驗(yàn)47 探針與尼龍膜上DNA的Southern雜交實(shí)驗(yàn)48 隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性DNA分析實(shí)驗(yàn)49 植物細(xì)胞總RNA的分離附錄1 果蠅培養(yǎng)基的配制附錄2 染液的配制附錄3 菌種名錄附錄4 細(xì)胞培養(yǎng)基的配制附錄5 粗糙脈胞菌培養(yǎng)的配制參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　實(shí)驗(yàn)17　植物多倍體的人工誘導(dǎo)　　染色體是基因的載體，隨著染色體的復(fù)制和細(xì)胞分裂，基因從親代傳遞到子代。自然界各種生物的染色體數(shù)目一般是相當(dāng)穩(wěn)定的，這是物種的重要遺傳學(xué)特征。我們將配子中的染色體數(shù)目記做n，將合子及體細(xì)胞中的染色體數(shù)目記做2n，而用x表示單倍體（1aaploid）染色體數(shù)目，即染色體基數(shù)?！　∮捎诟鞣N生物的來(lái)源不同，細(xì)胞核內(nèi)可能具有一個(gè)或一個(gè)以上的染色體組，凡是細(xì)胞核內(nèi)含有一套完整染色體組的就叫做單倍體；具有兩套染色體組的生物體稱為二倍體；細(xì)胞核內(nèi)多于兩套染色體組的生物體則稱為多倍體。如三倍體、四倍體、六倍體等，這類染色體數(shù)目的變化是以染色體組為單位的增減，所以稱做整倍體變異。　　對(duì)于二倍體（diploid）生物來(lái)說(shuō)，x=n，例如可以把洋蔥的染色體數(shù)目記為2n=2x。16。2n代表體細(xì)胞染色體數(shù)日，2x告訴我們這種植物是二倍體，具有兩個(gè)染色體組?！　?duì)于多倍體生物來(lái)說(shuō)，x≠n，例如，對(duì)于小麥屬（Triticum，x=7）植物我們常用　　下列方式來(lái)表示染色體數(shù)目：　　一粒小麥2n=2x=14，二倍體　　二粒小麥2n=4x=28，四倍體　　普通小麥2n=6x=42，六倍體　　用4n、6n等來(lái)表示倍性水平是不合適的。從嚴(yán)格意義來(lái)講，多倍體生物的配子、合子染色體數(shù)目仍分別用n、2n表示?！　《啾扼w普遍存在于植物界，目前已知被子植物中有50％或更多的物種是多倍體，包括許多重要農(nóng)作物，如小麥、大豆、油菜、馬鈴薯等，都是多倍體。根據(jù)多倍體中染色體組的來(lái)源，可將其分為同源多倍體和異源多倍體。凡增加的染色體組來(lái)自同一物種或者是原來(lái)的染色體組加倍的結(jié)果，稱為同源多倍體；如果增加的染色體組來(lái)自不同的物種，則稱為異源多倍體。異源多倍體通常由雜交和染色體加倍過(guò)程形成，目前已發(fā)現(xiàn)雜交和多倍化是植物進(jìn)化和物種形成的重要方式。　　鑒于多倍體植物具有一些比二倍體更優(yōu)良的性狀，我們也可采用物理或化學(xué)方法人工誘發(fā)多倍體植物，其中秋水仙素誘導(dǎo)法效果最好，使用最為廣泛。秋水仙素是從百合科植物秋水仙（Colchicum autumhale）的種子及其他器官中提煉出來(lái)的一種生物堿，對(duì)植物種子、幼芽、花蕾、花粉、嫩枝等都可產(chǎn)生誘變作用。它的主要作用是抑制細(xì)胞分裂時(shí)紡錘體的形成，使染色體不走向兩極而被阻止在分裂中期，染色體數(shù)目加倍，當(dāng)秋水仙素處理停止后，細(xì)胞繼續(xù)分裂，就形成多倍體的組織。由多倍體組織分化產(chǎn)生的性細(xì)胞，所產(chǎn)生的配子是多倍性的，因而可以通過(guò)有性生殖途徑把多倍體特性遺傳下去?！　《啾扼w已成功應(yīng)用于植物育種，用人工方法誘導(dǎo)的多倍體，如三倍體西瓜、三倍體甜菜、八倍體小黑麥已在生產(chǎn)上應(yīng)用。在單倍體育種中，如花粉培養(yǎng)、花藥培養(yǎng)等，最終也席進(jìn)行染色體加倍才能獲得育性的品系，這也要用到多倍體誘導(dǎo)技術(shù)?！　∫?、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹　?．了解多倍體植物及其在植物遺傳與進(jìn)化中的重要作用?！　?．了解人工誘導(dǎo)植物多倍體的原理、方法及其在植物育種中的應(yīng)用?！　?．應(yīng)用植物染色體制片技術(shù)，鑒別誘導(dǎo)后染色體數(shù)目的變化?！　《?shí)驗(yàn)材料　　黑麥（Secale cereale，2n=14）或大麥（Hordum vulgare，2n=14）種子?！　∪儀器設(shè)備　　顯微鏡，恒溫培養(yǎng)箱，恒溫水浴鍋，鑷子，載玻片及蓋玻片?！　∷摹藥品試劑　　0．02％秋水仙素，冰醋酸，甲醇。1mol／l鹽酸，石炭酸品紅。　　五、操作步驟　　1．種子催芽：將黑麥或大麥種子用自來(lái)水洗凈并浸泡半小時(shí)．然盾轉(zhuǎn)入有漫潤(rùn)吸水紙的平皿中。于25"（2培養(yǎng)箱中催芽36—48h?！　?．秋水仙素處理：種子萌發(fā)至根長(zhǎng)0．5一1．Oem．留下發(fā)芽的種子。用水洗凈。吸干水，加入0．02％秋水仙索溶液。使萌發(fā)出的根尖浸泡在秋水仙素溶液中。蓋上平皿，置25攝氏度溫箱中處理24h。　　3．根尖的觀察及固定：經(jīng)處理之后。根尖膨大，形如蚊棰。取此種根尖，置青霉素瓶中，用甲醇：冰醋酸（3：1）固定液固定6h后棄去固定液。繼續(xù)下列步驟攻加入70％酒精于4℃冰箱中保存。　　4．根尖處理及壓片：棄去固定液或酒精。加入60"（2預(yù)熱的1mol／L，鹽酸，于60℃水浴鍋中解寓10min。棄去鹽酸，用自來(lái)水將根尖反復(fù)清洗幾遍，以徹底洗凈鹽酸．用石炭酸品紅染色后．即可進(jìn)行壓片觀察。鑒別根尖細(xì)胞染色體加倍情況。詳細(xì)方法參閱實(shí)驗(yàn)14?！　×?、實(shí)驗(yàn)結(jié)果　　本實(shí)驗(yàn)采用秋水仙素處理根尖的方法，使細(xì)胞中的染色體熬目加倍。以便于直接壓片進(jìn)行染色體加倍情況的檢查鑒別。壓片中可觀察到2n=14，2n=28，甚至2n=56等幾種情況的根尖細(xì)胞?！　∪粢@得多倍體植株及種子?？刹捎们锼伤亟莘N子或幼苗頂端分生組織的方法，使植物營(yíng)養(yǎng)器官、生殖器官細(xì)胞中染色體數(shù)目加倍，產(chǎn)生染色體加倍的配子，經(jīng)受精后形成多倍體的種子?！　≡趯?shí)驗(yàn)教學(xué)安排中，可將本實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)14安排在一起，以節(jié)約實(shí)驗(yàn)課時(shí)?！　∏闆r的根尖細(xì)胞?！　∪粢@得多倍體植株及種子?？刹捎们锼伤亟莘N子或幼苗頂端分生組織的方法，　　使植物營(yíng)養(yǎng)器官、生殖器官細(xì)胞中染色體數(shù)目加倍，產(chǎn)生染色體加倍的配子，經(jīng)受精后形　　成多倍體的種子?！　≡趯?shí)驗(yàn)教學(xué)安排中，可將本實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)14安排在一起，以節(jié)約實(shí)驗(yàn)課時(shí)。

媒體關(guān)注與評(píng)論

　　自1900年孟德?tīng)柖杀恢匦掳l(fā)現(xiàn)以來(lái)，遺傳學(xué)取得了很大的發(fā)展，闡明了許多遺傳學(xué)現(xiàn)象和規(guī)律，特別是進(jìn)入21世紀(jì)之后，線蟲、果蠅、擬南芥、水稻等動(dòng)植物與人類基因組計(jì)劃的初步完成，更加突現(xiàn)出遺傳學(xué)在生命科學(xué)中的核心與前沿學(xué)科地位。遺傳學(xué)的迅速發(fā)展也對(duì)遺傳學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作提出了更高的要求，為了適應(yīng)學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)，國(guó)內(nèi)部分專家已編寫出版了若干部遺傳學(xué)教材，并在教學(xué)工作中廣泛應(yīng)用，但根據(jù)遺傳學(xué)進(jìn)展編寫的實(shí)驗(yàn)方面的教材仍較缺乏。　　眾所周知，遺傳學(xué)與生命科學(xué)其他分支學(xué)科一樣，是一門實(shí)驗(yàn)性的學(xué)科。遺傳學(xué)本身的發(fā)展離不開(kāi)大量設(shè)計(jì)周密的實(shí)驗(yàn)研究，同樣，遺傳學(xué)教學(xué)中也必須重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不僅可以使學(xué)生加深對(duì)遺傳學(xué)現(xiàn)象和規(guī)律的認(rèn)識(shí)，還可以培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行遺傳學(xué)及相關(guān)學(xué)科研究工作的能力，這也正是我們編寫這本實(shí)驗(yàn)教材的目的?！　「鶕?jù)遺傳學(xué)教學(xué)內(nèi)容和要求，并考慮國(guó)內(nèi)高等學(xué)校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件，我們選擇編寫了49項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，涵蓋經(jīng)典遺傳學(xué)、細(xì)胞遺傳學(xué)、微生物遺傳學(xué)及分子遺傳學(xué)等領(lǐng)域，既有驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生從個(gè)體形態(tài)、細(xì)胞、染色體到分子水平，逐漸加深對(duì)遺傳學(xué)知識(shí)的理解，也有綜合性、探索性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生了解遺傳學(xué)不同層次水平研究工作的方法和技術(shù)，培養(yǎng)他們的思維和動(dòng)手能力，各學(xué)?？筛鶕?jù)教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)條件選擇完成書中的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?！　”緯木帉懪c出版得到武漢大學(xué)教務(wù)部和出版社的大力支持，被列為武漢大學(xué)“十五”規(guī)劃教材。編寫過(guò)程中參閱了國(guó)內(nèi)外部分遺傳學(xué)教材和有關(guān)實(shí)驗(yàn)技術(shù)指導(dǎo)，在此向這些著作的作（譯）者表示衷心的感謝，同時(shí)感謝宋文貞、周云珍、沈小玲同志在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施過(guò)程中的大力協(xié)助?！　∵z傳學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)發(fā)展很快，新的研究方法與技術(shù)不斷涌現(xiàn)，加之編者知識(shí)水平有限，書中遺漏和錯(cuò)誤之處在所難免，熱情歡迎讀者不吝批評(píng)指正，以便在今后進(jìn)行修訂。

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