第一篇：遗传育种实验一范文
遗传学实验教案
《现代遗传学》实验
实验一
植物细胞有丝分裂的制片与观察
实验类型：验证型。 学
时： 4 。 内
容：
一、实验目的
1. 学习和掌握植物细胞有丝分裂制片技术。
2. 观察植物细胞有丝分裂过程中染色体的形态特征及染色体的动态变化行为。
二、实验原理
有丝分裂是植物体细胞进行的一种主要分裂方式。有丝分裂的目的是增加细胞的数量而使植物有机体不断生长。在有丝分裂过程中，细胞核内的遗传物质能准确地进行复制，然后能有规律地均匀地分配到两个子细胞中去。植物有丝分裂主要在根尖、节间、茎的生长点、芽及其它分生组织里进行。将生长旺盛的植物分生组织经取材，固定、解离、染色、压片，可以观察到细胞有丝分裂的全过程。若进行染色体计数，则需进行前处理，即取材之后要用物理的或化学的方法，阻止细胞分裂过程中纺垂体的形成，使细胞分裂停止在中期，这时的染色体不排到赤道板上，而是散在整个细胞核中，便于对染色体的形态、数目进行观察。
三、试剂与器材
恒温培养箱、显微镜、水浴锅、载玻片、盖玻片、单面刀片、镊子、培养皿、量筒、吸水纸等。
四、实验材料
蚕豆根尖。
五、实验内容
生根→取材→前处理→固定→解离→水洗与低渗→染色与压片→镜检→永久制片。
六、关键步骤及注意事项
1. 取材要找分裂高峰期。
2. 前处理、固定、解离、染色等步骤，注意药品与时间的选择。
七、思考题
选择有丝分裂各期的优秀细胞绘图，在典型的前、中、后、末各期之间选择一个过渡期细胞以连接染色体的动态行为。
实验二
植物细胞减数分裂的制片与观察
实验类型：验证型 学
时：4 。 内
容：
一、实验目的
1. 学习和掌握植物细胞减数分裂制片方法。
2. 了解植物生殖细胞的形成过程及减数分裂过程各期的细胞学特征。
二、实验原理
减数分裂是生物在形成配子时的一种特殊的分裂方式。减数分裂是在性母细胞中进行的。减数分裂的目的是使二倍染色体数减为单倍染色体数，以便两性配子结合时恢复形成二倍体生物。减数分裂的特点是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，而染色体只复制一次。结果一个小孢子母细胞形成四个小孢子，每个细胞只含单倍数染色体，使染色体数目减少一半，所以叫减数分裂。减数分裂的另一个特点是前期特别长，而且变化复杂，包括同源染色体配对、交换与分离等。
三、试剂与器材
酒精灯、镊子、解剖针、50ml烧杯、10ml烧杯、载玻片、吸水纸、量筒、显微镜等。
四、实验材料
玉米雄穗。
五、实验内容
取材→固定→保存→花药剥离→媒染→水洗→染色→压片→镜检。
六、关键步骤与注意事项
1. 花药剥离时大、中、小花药都要有，量要充足。
2. 镜检时首先要区分花粉母细胞和花药壁细胞，要注意第一次分裂的前期的不同型态。
七、思考题
试绘制减数分裂过程中各期的典型细胞。要求双线期、终变期染色体数目清楚。
实验三 果蝇唾腺染色体的制备和观察
实验类型：验证型 学
时：4 。 内
容：
一、实验目的
1. 练习分离果蝇幼虫唾腺的技术，学习唾腺染色体的制片方法。 2. 观察了解果蝇唾腺染色体的形态学及遗传学特征。
二、实验原理
果蝇是双翅目昆虫，其唾腺细胞发育到一定阶段后停止在间期，但紧密配对的同源染色体(实为伸展的染色质丝)，仍能不断复制，复制后产生的子染色体彼此不分开。复制可达9次之多，因此一对染色体最终可产生2×2=1024条染色质丝。它们集结在一起形成了一条多线染色体，宽度可达5m，长度可达400m，约为普通中期染色体的，在显微镜下清晰可见。染色质丝的不同部位螺旋化程度不同，其中螺旋化程度较高的部位形成染色粒。这些染色粒经由多线染色体的放大，形成染色较深的横纹，而染色粒间螺旋化程度较低的部分则形成了染色较浅的间纹。研究表明，对一种果蝇来说，带纹的宽窄、数目、位置等是恒定的，标志着物种的特征。当染色体上有结构畸变，如缺失、重复、倒位、易位等，很容易在唾腺染色体上鉴别，使唾腺染色体成为染色体变异研究的独特材料。
三、实验材料
黑腹果蝇三龄幼虫。
四、实验步骤
1.剥离唾腺：在一干净的载玻片上滴一滴生理盐水，选择行动迟缓、肥大、爬在瓶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。每只手各持一个解剖针，在解剖镜下进行操作。果蝇的唾腺位于幼虫体前约1/3处，找到具有口器的头部(有一小黑点)，一手用解剖针刺入(或压住)头部，将虫固定，一手用解剖针刺入体前约1/3处，适当用力向两端迅速拉开。唾腺是一对透明的棒状腺体，外有白色的脂肪组织(不透明)。去除幼虫其它组织部分，并把唾腺周围的白色脂肪剥离干净。
2.染色：吸去生理盐水，注意操作时要边观察边吸湿，最好用解剖针轻压，防止连同唾腺一起吸走;滴加卡宝品红染色液，染色5-10min。
3.压片：染色完成后，盖上干净的盖片，并覆一层滤纸。将片子放在实验台上，用大拇指均匀用力压片。(注意不要使盖片移动。)
4.镜检：在低倍镜选择唾腺细胞多且染色体分散好的视野，换高倍镜仔细观察唾腺染色体的染色中心、染色体臂、横纹、蓬突(puff)等结构。
五、注意事项
1. 一定加生理盐水，否则唾腺易干。 2. 将脂肪组织清除干净
3. 水不可太多，否则幼虫会漂浮而且活跃。 4. 染色时间不可过长，否则背景也着色 5. 压片时要揉，用力要均匀
6. 染色完以后，将旧的染色液吸去，加新的染色液，再压片。 7. 吸水时勿将唾腺一起吸走。 9
六、实验作业
1.制做效果较好的唾腺染色体临时片1～2张。检查你制作的制片，寻找形态良好、分散适中的图象仔细观察各条臂的特点。
2.画出所制染色体的形态，大小，并标出明显的横纹特点。
实验四 染色体数目变异的观察
实验类型：验证型。 学
时：4 。 内
容：
一、实验目的
1. 观察和鉴别洋葱、小麦等植物单倍体、二倍体、三倍体等染色体永久装片，了解倍性变化在植物育种上的应用。
2. 观察和分析人类染色体数目变异装片，了解染色体数目变化导致的遗传疾病。
二、实验原理
自然界各种生物的染色体数目是相当恒定的，这是物种的重要特征。例如玉米体细胞染色体有20 个，配成10 对。遗传学上把一个配子的染色体数，称为染色体组(或称基因组)用n 表示。如玉米染色体组内包含10 个染色体，它的基数n=10。一个染色体组内每个染色体的形态和功能各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长和发育、遗传和变异。
由于各种生物的来源不同，细胞核内可能具有一个或一个以上的染色体组，凡是细胞核中含有一套完整染色体组的就叫做单倍体，也用n 表示。具有两套染色体组的生物体称为二倍体，以2n 表示。细胞内多于两套染色体组的生物体称为多倍体。例如三倍体(3n)、四倍体(4n)、六倍体(6n)等，这类染色体数的变化是以染色体组为单位的增减，所以称作整倍体。
在整倍体中，又可按染色体组的来源，区分为同源多倍体和异源多倍体。凡增加的染色体组来自同一物种或者是原来的染色体组加倍的结果，称为同源多倍体。如果增加的染色体组来自不同的物种，则称为异源多倍体。
多倍体普遍存在于植物界，目前已知道被子植物中有1/3 或更多的物种是多倍体，如小麦属(Triticum)染色体基数是7，属二倍体的有一粒小麦，四倍体的有二粒小麦，六倍体的有普通小麦。除了自然界存在的多倍体物种之外，又可采用高温、低温、X 射线照射、嫁接和切断等物理方法人工诱发多倍体植物。在诱发多倍体方法中，以应用化学药剂更为有效。如秋水仙素、萘嵌戊烷、异生长素、富民农等，都可诱发多倍体，其中以秋水仙素效果最好，使用最为广泛。 秋水仙素是由百合科植物秋种番红花——秋水仙(Colchicumautumnale)的种子及器官中提炼出来的一种生物碱。化学分子式为
具有麻醉作用，对植物种子、幼芽、花蕾、花粉、嫩枝等可产生诱变作用。它的主要作用是抑制细胞分裂时纺锤体的形成，使染色体不走向两极而被阻止在分裂中期，这样细胞不能继续分裂，从而产生染色体数目加倍的核。若染色体加倍的细胞继续分裂，就形成多倍性的组织，由多倍性组织分化产生的性细胞，所产生的配子是多倍性的，因而也可通过有性繁殖方法把多倍体繁殖下去。
多倍体已成功地应用于植物育种，用人工方法诱导的多倍体，可以得到一般二倍体所没有的优良经济性状，如粒大、穗长、抗病性强等。三倍体西瓜、三倍体甜菜、八倍体小黑麦已在生产上应用。
三、实验材料
洋葱、小麦、人等永久装片。
四、实验器具
显微镜。
五、实验步骤
用光学显微镜观察各种染色体数目变异永久装片。
六、实验作业
绘出至少3种染色体数目变异材料观察结果。
实验五 人类染色体核型分析
实验类型：综合型。 学
时：4 。 内
容：
一、实验目的
1. 学习染色体组型的分析方法。 2. 了解人类染色体的特征。
二、实验原理
各种生物的染色体数目是恒定的。大多数高等动植物是二倍体(diploid)。也就是说，每一个体细胞含有两组同样的染色体，用2n 表示。其中与性别直接有关的染色体，即性染色体，可以不成对。每一个配子带有一组染色体，叫做单倍体(haploid)，用n 表示。两性配子结合后，具有两组染色体，成为二倍体的体细胞。如蚕豆的体细胞2n=12，它的配子n=6，玉米的体细胞2n=20，配子n=10。水稻2n=24，n=12。有些高等植物还是多倍体。
染色体在复制以后，纵向并列的两个染色单体(chromatids)，往往通过着丝粒(centromere)联在一起。着丝粒在染色体上的位置是固定的。由于着丝粒位置的不同，可以把染色体分成相等或不等的两臂(arms)，造成中间着丝粒，亚中间着丝粒、亚端部着丝粒和端部着丝粒等形态不同的染色体。此外，有的染色体还含有随体或次级缢痕。所有这些染色体的特异性构成一个物种的染色体组型。染色体组型分析是细胞遗传学、现代分类学和进化理论的重要研究手段，也是一种简便的方法。
三、实验材料
由实验室提供的正常男性染色体放大照片。
四、实验器具和药品
镊子、剪刀、绘图纸。
五、实验内容
染色体组型分析方法分为两大类，一类是分析体细胞有丝分裂时期的染色体数目和形态。另一类是分析减数分裂时期的染色体数目和形态，均能得到染色体组型。这里我们要做的是有丝分裂时期的分析。
各染色体的长臂与短臂之比称为臂率。
臂率为1.0—1.7 的归为中间着丝粒染色体，用(M)表示。
1.7—3.0 的归为亚中间着丝粒染色体，用(Sm)表示。 3.0—7.0 的归为亚端部着丝粒染色体，用(St)表示。 7.0—更大的归为端部着丝粒染色体，用(Ot)表示。
用SAT 代表具随体的染色体，计算染色体长度时，可以包括随体也可以不包括，但均要注明。
六、实验步骤
1、测量：根据放大照片测量、记录染色体形态测量数据如下： (1)臂比=长臂(q)长度/短臂(p)长度 (2)着丝粒指数=短臂长度/该染色体长度×100 (3)总染色体长度=该细胞单倍体全部染色体长度(包括性染色体)之和 (4)相对长度=每条染色体长度/总长度×100
2、填表(表格于实验结果中)。
3、配对：根据测量数据，即染色体相对长度、臂率、着丝粒指数、次缢痕的有无及位置、随体的形状和大小等进行同源染色体的剪贴配对。
4、染色体排列：染色体对从大到小，短臂向上、长臂向下，各染色体的着丝粒排在一条直线上。有特殊标记的染色体(如含有随体的)以及性染色体等可单独排列。
5、绘图：完成上述步骤的染色体剪贴，可以通过翻拍摄影或描图成为染色体组型图。
七、实验作业
填表并说明人类染色体的各种测量值并列出核型公式。K(2n)=2X=46=xm+xSm+xSt+xOt
第二篇：遗传实验教案学生版
实验
一、 减数分裂(3学时)
一、实验目的
了解高等植物的花粉减数分裂过程，观察其染色体的动态变化，领会减数分裂过程在遗传学基本理论中的意义。
二、实验原理
减数分裂的定义
减数分裂各时期的主要特征：前期I:细线期——染色体成细长的线状，核膜完整;偶线期——同源染色体开始配对;粗线期——非姊妹染色单体间可能发生交换;双线期——出现交叉;终变期——交叉端化，染色体最为短粗，是计数染色体最佳的时期。
中期I染色体排列在赤道板上，后期I同源染色体分开移向两极，末期I形成两个子细胞
第二次减数分裂同有丝分裂
遗传学意义：1)遗传 2)变异 粗线期及后期I可产生变异
三、用具及药品
显微镜、解剖针、盖玻片、载玻片、镊子、醋酸洋红、卡诺固定液、乙醇
四、实验步骤
1、 取材和固定
培养大葱，当花蕾呈嫩绿色表面光滑时进行取材，时间是上午7-10时，将花序总苞剥去，立即投入到卡诺固定业中固定4-24小时，经95%乙醇和70%乙醇各冲洗30分钟，然后换入70%乙醇中保存，4度下可保存一年以上。
2、 染色
取发育程度不同的花序，每个花序按上、中、下不同部位分别镊取2-3个花蕾放于载片上，用解剖针剥出花药，加1滴醋酸洋红染色液，用解剖针反复挤压花药，使花粉母细胞进入染液中，染色5-10分钟。较大的花药可以用刀片横切成3-4段，然后再挤压。
3、 压片
将载玻片放在酒精灯上微烤几次，在材料处加上盖玻片覆以吸水纸，用拇指均匀用力压片。
4、 观察
五、作业
绘出所观察的花粉母细胞减数分裂各个时期的分裂相。
六、注意事项
1、 操作过程尽量减少花粉母细胞的遗失
2、 注意区分第一次减数分裂和第二次减数分裂的细胞(第一次细胞为一个大的圆形的细胞，第二次为两个长椭圆型的细胞)
3、 区分花粉母细胞和花药壁细胞(后者为半月型细胞核均匀)
4、 前期、中期区别——核膜有无，后期、末期区分——细胞板是否形成 需要配制药品：
实验
二、 染色体组型分析(6学时)
一、实验目的
学习染色体组型分析的方法，了解染色体组型分析的意义
二、实验原理
染色体组(genome)：一个二倍体生物配子所含有的全套染色体，称为一个染色体组。而染色体组在细胞分裂中期的表型称为染色体组型或称核型，包括染色体数目(即基数)、形态、大小、着丝点位置及副缢痕、随体的有无等特征。
染色体组型分析就是通过对染色体标本和其照片进行测量、对比分析、配对分组、排列，对组内各染色体的形态进行测量、描述，从而阐明生物染色体组成的过程。
染色体组型分析的意义：
1) 分析未知生物的染色体数目，推断其倍数。首先计数总的染色体数目，然后根据2) 3) 染色体的形态特征进行分组、配对。
将未知生物的染色体组型特征与已知生物的染色体组型特征进行比较，进而对未知生物进行分类，归属于具体的门、纲、目、科、属、种、甚至亚种。 染色体组型分析可以用来鉴别染色体变异包括结构变异和倍数性变异。
三、用具与药品
剪刀、镊子、直尺、硬纸板、浆糊等
四、实验步骤
1、 制作有丝分裂中期染色体玻片标本
采用植物根尖(如蚕豆、洋葱、大蒜、玉米等)去壁低渗法
培养材料——预处理——前低渗——固定——酶解去壁——后低渗——滴片——染色
2、 选材与显微摄影
选材：细胞间无重叠，胞内染色体数目完整，每条染色体间无重叠，分散良好，染色体粗细适中，都伸展开，处于同一平面上，并且染色鲜明、形态清晰、着丝粒明显，随体可见。
选取上述的细胞进行显微照相。取清楚的底片放大成8cm x 4cm左右的黑白照片。 万寿菊7对=14条
3、 测量(首先对每条染色体随机标号)
测量每条染色体的长臂长度和短臂长度。以着丝粒为起点(若着丝粒过大将其一分为二)分别量至长臂末端和短臂末端(以中间为准)单位为毫米，有随体的染色体，随体的长度可以记入也可以不记入染色体长度之内，但应说明。另外染色体弯曲不能用直尺测量的，可以先用细线量取与染色体等长的长度，再用尺子量出线的相应长度。
4、 计算
绝对长度、相对长度、臂比、着丝粒指数 总长度=1/n所有染色体长度之和(即染色体组内全部染色体长度之和)。相对长度可降低误差，臂比表示两臂相对长度，比值越大，说明二者长度相差越悬殊，进而推断着丝粒位置，长度相近着丝粒位于中央，悬殊时着丝粒靠近短臂末端。
着丝粒指数：为整数如37表示37%，即短臂长度占染色体总长的37%，用短臂所占的比例来描述着丝粒的位置。
5、 配对
依据：同源染色体特征相似(形态、大小、着丝粒位置、随体有无)
1) 从形态上初步推断 2)在形态相似染色体的基础之上比较相对长度 3)着丝粒位置，依据臂比值或着丝粒指数判断 4)有随体的根据随体的大小和位置判断。
对照片上的染色体进行粗剪并进行配对。
6、 排列
先画一直线，将染色体由大到小，短臂在上，长臂在下，着丝粒在直线上进行排列。等长的染色体以短臂长的在前，带随体的染色体及性染色体排在最后。
7、分类： 根据臂比值或着丝粒指数确定着丝粒位置，进而依照着丝粒的位置将染色体分为四类。
1)中部着丝粒染色体(M)：臂比1.0-1.7 着丝粒指数 37-50 2)近中着丝粒染色体(SM)：1.7——3.0 25——37 3)近端着丝粒染色体(ST)： 3.0——7.0 12——25 4)端部着丝粒染色体(T)： 7.0以上 12一下
8、剪贴 并写出核型公式
如：K=2n=10=6m+2sm+2st核型公式的意义：
sat 作业：完成一种作物的染色体组型分析图
实验
三、 Hardy-Weinberg遗传平衡定律的验证(3学时)
一、实验目的
在调查本班同学某些遗传性状的基础上，学会计算控制各性状的基因频率和基因型频率，掌握运用Hardy-Weinberg 遗传平衡定律进行遗传性状分析的方法。
二、实验原理
群体：指一群同种个体所组成的集合。群体遗传学中的群体不是许多个体的简单集合，而是一种特定的孟德尔群体，特指能进行随机交配的群体。在有性繁殖的生物中，一个物种就是一个最大的孟德尔群体。
随机交配：指在有性生殖的生物中，一种性别的任何一个个体都有同样的机会和相反性别的个体交配的方式称为随机交配。自花授粉植物形成的群体不是孟德尔群体，无性繁殖的群体也不是孟德尔群体。
研究群体中的遗传结构，主要通过研究基因频率和基因型频率来表达，使之具有可分析的形式，观察其在上下代之间的变化。
基因频率：指一个群体中某种基因的数量与群体中该基因的全部等位基因的比例。 基因型频率：指群体中某种基因型的数量与该群体中全部等位基因组成的基因型总数之比。
遗传平衡定律：1908年英国数学家Hardy和德国物理学家Weinberg各自独立地运用数学方法探讨基因在群体中的行为规律时得出一致的结论。内容：在一个充分大的Mendel群体中，其个体间进行随机交配，假设没有自然选择的作用，没有新的突变发生，也没有个体的大规模迁移，则群体中的基因频率和基因型频率为一个常数，可以一代代传下去，保持不变。
人类一些相对性状是由一对等位基因控制的，按孟德尔方式遗传，假定某群体在某位点上的基因A的频率为p、基因a的频率为q，如群体处于遗传平衡，则基因频率和基因型频率保持如下关系：
[p(A)+q(a)]2=p2(AA)+2pq(Aa)+q2(aa) 现分两种情况介绍：
2、 不完全显性时 如人类对PTC尝味能力的差异表现不完全显性的遗传。也就是可以观察到三种表现型，这样就能直接从三种表现型(基因型)的观察数算出表现型频率，进而算出基因频率。现假定某人群为： 基因型 AA Aa aa 基因型观察数 P’ H’ Q’ P’+H’+Q’=N 三种基因型的频率为P(AA)=P’/N H(Aa)=H’/N Q(aa)=Q’/N
于是基因频率为p(A)=P+1/2H q(a)=Q+1/2H 或q=1-p 又假定该人群处于遗传平衡状态，根据已估出的p和q即可算出三种基因型的理论频率及其相应人数。再与相应的实际观察人数比较，运用卡方检验，即能得出该人群是否处于遗传平衡状态的结论。
2、完全显性时 另外一些性状，如卷舌与非卷舌，有耳垂与无耳垂，由于基因A对基因a为显性，所以只能区别两种表现型，因而不能用表现型观察数直接算出基因频率。但我们可以假定该性状处于遗传平衡状态，于是表现型【A】(包括AA和Aa)的频率为p2+2pq,另一表现型【a】(基因型aa)的频率为q2，由此可用下式分别计算出p和q。
q= p=1-q 根据已算出的p和q值，推算出各基因型频率。最后算出显性表型中纯合体和杂合体的比例。
三、实验用品
苯硫脲(PTC)溶液1-14号，或乙醇1-13号
称取1.3gPTC定溶于1000ml蒸馏水中，该溶液为1号，按等量对半稀释到14号为止。 取25%乙醇为13号，按等量对半稀释到1号为止。
四、实验步骤
1、PTC味盲基因测试
从14-1号逐个品尝，根据尝到苦味的阈值推测基因型。尝试阈值≥11号为纯合尝味者TT，10-7号为杂合尝味者Tt，﹤7号为味盲型tt。
2、嗅阈测试
从1-13号逐个闻下去，直到有味为止，高度敏感型阈值为第1-6号，中度敏感型为7-11号，不敏感型或嗅盲型为12-13号。
3、卷舌和耳垂的调查
能将舌的两侧卷起呈“U”型为卷舌者表型为[F]，非卷舌者为[f];有耳垂指耳朵下缘与头部连接处向上有凹陷者表型为[E]，无耳垂为[e]。
五、作业
1、分别计算本班嗅觉基因的频率，检验分析该性状在本班是否处于遗传平衡状态。
2、计算卷舌和耳垂的基因型频率，并推算显性表型中纯合体和杂合体的比例。
实验
四、果蝇的性状观察及饲养(3学时)
一、实验目的
1、了解果蝇生活史及各个阶段的形态特征
2、区别雌雄果蝇及常见突变型的主要特征
3、掌握果蝇的饲养管理技术
二、实验原理
黑腹果蝇为双翅目昆虫，个体发育为完全变态。用作实验材料有以下优点：1)容易饲养，生活周期短，25度左右10天繁殖一代。2)繁殖能力较强，一只受精的雌蝇可产卵400-600个，因此可在短期内获得较大的子代群体，有利于遗传学分析。3)突变类型多，有400个以上，且多数为形态特征的变异，便于观察。4)唾腺染色体较大。因此，在遗传学研究中，果蝇作为实验材料被广泛使用。
三、材料与用品
1、材料 野生型及突变型果蝇
2、用具及药品
双筒解剖镜，放大镜，麻醉瓶、培养箱、白瓷板、毛笔、棉塞、载片、恒温培养箱、吸水纸;乙醚。
四、实验步骤
1、果蝇生活史的观察
1)卵：白色长椭圆型，0.5mm左右，在其背面的前端具有两个触丝。
2)幼虫：从卵中孵化出来后即为一龄幼虫，一龄幼虫蜕皮后成为二龄幼虫，二龄蜕皮后成为三龄幼虫，三龄幼虫较大，活动力强，常爬在培养基表面或培养瓶壁上。 3)蛹：幼虫经6-7天后即化蛹，附于瓶壁上，呈梭型，初期柔软呈淡黄色，以后逐渐硬化变成深褐色，深褐色的蛹就要羽化了。
4)成虫：刚羽化出来的果蝇，虫体较长，半透明乳白色，翅未完全展开。过12小时后，双翅伸展开，体色加深，各种性状趋于明显。
5)影响果蝇生活史的因素：
I、营养条件：果蝇的食物是酵母菌，培养基发酵良好，酵母菌充足即可。
II、温度：适宜温度为10-25度，并随温度升高生活周期缩短，10度57天，15度18天，20度15天，25度10天，低于10度、高于30度果蝇不育或死亡。
2、麻醉果蝇
1)制备麻醉瓶：用培养瓶或与培养瓶口径相同的玻璃瓶及橡胶塞棉花图钉组成
2)引出果蝇：将有果蝇的培养瓶用手轻拍，使果蝇震落瓶底，迅速拔出棉塞，将麻醉瓶与培养瓶的两口相对，培养瓶在上，麻醉瓶在下，用手轻拍瓶壁或轻轻摇晃使果蝇落入麻醉瓶。或培养瓶在下，麻醉瓶在上，并朝向灯光处，双手遮住培养瓶，利用果蝇的趋光性和向上性，将果蝇引人麻醉瓶。
3)麻醉：在麻醉瓶瓶塞的棉花上滴1-2滴乙醚，迅速塞入麻醉瓶瓶口，0.5-1分钟左右大部分果蝇即被麻醉落入瓶底，摇动麻醉瓶，全部果蝇震落瓶底，之后立即将果蝇倒在白瓷板上，用毛笔小心拨动观察，若翅膀外展45度角表明果蝇已被麻醉致死。若中途有复苏的，需在滤纸上滴加1滴乙醚，并用培养皿盖住。
观察后要将果蝇放回原来的培养瓶，将培养瓶横放，然后用毛笔将果蝇扫入培养瓶中，待果蝇苏醒后再将瓶竖起。
3、成虫雌雄性别的区别：
体型 腹部 第一对足
4、果蝇常见突变型性状的观察 突变名称 白眼 黑檀体 残翅 焦刚毛
雌果蝇
大，末端尖，背部环纹5节，无黑斑 腹片7节 跗节基部无性梳
雄果蝇
小，末端钝，背部环纹3节，有黑斑 腹片5节
跗节基部有黑色鬃毛状性梳
基因符号 W E Vg sn
性状特征
复眼白色
身体成乌木色，黑亮 翅明显退化，部分残留，不能飞
刚毛卷曲如烧焦状
在染色体上座位 X1.5
IIIR70.7 IIR67.0 X21.0
5、果蝇培养基的配制 水 100ml
五、作业
写出果蝇性状观察中的注意事项及原种保存中应注意的事项。 琼脂 1g
玉米粉 10g
蔗糖 10g
酵母粉 0.5g
丙酸 0.5ml 实验
五、果蝇杂交大实验(6学时)
一、实验目的
验证分离定律、自由组合定律、伴性遗传定律
二、实验原理
1、分离定律 F2分离比3：1
2、自由组合定律 F2分离比为9：3：3：1
3、伴性遗传 正反交结果是否相同
例：培养灰身果蝇过程中出现黑身果蝇，请问1)黑身为显性、隐性?
2)该基因位于常染色体还是性染色体?3)由几一对等位基因控制?
4、卡方检验
三、实验步骤
1、设计杂交组合
2、挑选处女蝇
因为雌蝇体内有一贮精囊，一次交配后可保存大量精子供多次排卵受精用。刚孵化出的果蝇一般8小时之内不进行交配，所以将雌雄分开，所得的雌蝇即为处女蝇。
3、F1幼虫出现时移去亲本果蝇
4、从F1中挑选3-5对转移到新的培养瓶中培养F2代
5、F2幼虫出现时移去F1成蝇
6、观察F2成蝇
7、统计分析
实验
六、果蝇唾腺染色体的观察(3学时)
一、实验目的
1、练习分离果蝇幼虫唾腺的技术
2、学习唾腺染色体制片方法
3、观察唾腺染色体结构的特点，了解其在遗传学中的意义。
二、实验原理：
双翅目昆虫如果蝇、摇蚊等的幼虫期都具有很大的唾腺细胞，其中的染色体就是巨大的唾腺染色体。这些巨大的染色体具有许多重要特征，为遗传学研究的许多方面(如染色体结构、化学组成、基因差别表达等)提供了独特的研究材料。
双翅目昆虫的整个消化道细胞发育到一定阶段之后就不再进行有丝分裂，而停止在分裂间期。但随着幼虫整体器官以及这些细胞本身体积的增大，细胞核中的染色体，尤其是唾液腺染色体仍不断地进行自我复制而不分开，经过许多次的复制形成约1000—4000拷贝的染色体丝，合起来达5μm宽、400μm长，比普通中期分裂相染色体大得多(约100—150倍)，所以又称为多线染色体和巨大染色体。
唾腺染色体形成的最初，其同源染色体即处于紧密配对状态，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丝合在一起，紧密盘绕。所以配对的染色体只呈现单倍数。黑腹果蝇的染色体数位2n=2×4，其中第II、第III染色体为中部着丝粒染色体，第IV和第I(X染色体)染色体为端部着丝粒染色体。而唾腺染色体形成时，染色体着丝粒和近着丝粒的异染色质区聚在一起形成一染色中心，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，1条为紧靠染色中心的很短的臂。
由于唾腺细胞在果蝇幼虫期一直处于细胞分裂的间期状态，每条核蛋白纤丝都处于伸展状态，因而不同于一般有丝分裂中期高度螺旋化的染色体。唾腺染色体经染色后，呈现深浅不同、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。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，也可较容易地在唾腺染色体上观察识别出来。可见唾腺染色体技术上遗传学研究中一项基本的技术。唾腺染色体上的横纹宽窄、浓淡是一定的，但在果蝇的特定发育时期会出现不连续的膨胀，称为疏松区。目前人们认为这是这部分基因被激活的标志。
多线染色体的特征：1)染色体巨大，远远超过一般体细胞染色体大小;2)唾腺细胞始终处于分裂的前中期状态，且同源染色体配对在一起，故观察到的多线染色体数为n;3)各条多线染色体上具有异染色质的着丝粒部分相互靠
拢，形成染色中心;4)由于DNA螺旋化程度不同，多线染色体上的横纹，表现深浅不同、疏密相间，是基因所在的位置。
三、材料及用品
生理盐水(NaCl 7.5g, KCl 0.35g CaCl2 0.21g顺次溶于1000ml蒸馏水中) 解离液(20%HCl ： 45%醋酸=3：1或4：1或5：1)，1%龙胆紫染液
四、实验步骤
1、幼虫的培养
18度，水分多的培养基，酵母菌充足
2、剖取唾腺
3、解离
在唾液腺上加解离液解离3分钟，用吸水纸将解离液吸去，并用蒸馏水冲洗2-3次。
4、染色
滴一滴甲苯胺蓝染色液染色3-5分钟，之后用吸水纸吸去染液，并用蒸馏水冲洗多余的染液。
5、压片 加一滴蒸馏水放上盖片、覆以吸水纸用针柄轻敲几下，然后用拇指用力朝一个方向揉片。
6、观察
光圈尽量调暗些
五、作业
绘出果蝇唾腺染色体图
实验
七、观察不同诱变因素对染色体结构的影响(3学时)
一、实验目的
1、了解不同诱变因素对遗传物质的效应及诱变机制
2、学习诱发植物染色体结构变异的方法
3、认识畸变的几种类型
二、实验原理
常见畸变有染色体粘着、着丝点区域断裂、破坏纺锤丝形成、染色体或染色单体的断裂，出现环状染色体及“染色体桥”和落后染色体异常等现象。
微核：是在理化因素作用下，细胞质内产生的一种小核。在不同的细胞中，这些小核的数目不等。小核中如有核仁则具有合成DNA的能力。微核的来源可能来自染色体损伤后的一些无着丝点断片;也可能是纺锤丝受损后，由各别落后的染色体形成。微核存在于细胞分裂的各个时期，容易观察。
染色体畸变检测方法：1)在有丝分裂中、后期细胞中，统计染色单体断裂、无着丝点断片和桥等的出现频率，这是一种比较客观、准确的遗传毒理学技术。2)微核检测法：由于微核可以出现在细胞分裂的所有时期，因而观察时，不必考虑分裂相的多少，这种方法简便、敏感。实践中往往将上述两种方法结合使用，效果可更为精确。
在遗传学研究、遗传疾病的诊断以及致突变致癌致畸变物质的检测方面应用较多。
三、材料及用品
R射线处理的种子，硫酸二乙脂处理的种子 盐酸酒精解离液 龙胆紫染液 45%醋酸
四、实验步骤
1、根尖培养
2、固定
3、解离
根尖——解离10分钟——水洗——45%醋酸软化5分钟——水洗
4、染色及压片
染色5-8分钟
5、观察
五、作业
1、叙述诱变原理及检测方法
2、观察不同诱变统计细胞中畸变频率
3、绘出辐射处理后染色体发生畸变的有丝分裂制片图
实验八 拟南芥的有性杂交
一、实验目的
1. 了解拟南芥作为模式生物的特点 2. 学习并掌握植物有性杂交的方法
二、实验原理
1. 拟南芥的形态学特征
拟南芥(Arabidopsis thaliana)为十字花科拟南芥属。一年生细弱草本植物。株高15至30厘米，随生长环境或培养条件变化。基生叶多数，长圆形或椭圆形，呈莲座状排列。茎生叶具短柄或无柄。总状花序顶生，花瓣白色;雄蕊6枚(4强2短)，花药黄色;雌蕊圆柱状。长角果线形，长约10至16毫米，成熟时开裂。种子呈卵形，长约1毫米，成熟时红褐色。
2. 拟南芥的培养方法
将种子用10%的漂白水(或0.5%次氯酸钠)消毒20-30分钟，经无菌水冲洗3-4遍后，在无菌条件下播种到MS培养基上，4℃春化2-4天后，在22℃,16h光照、相对湿度70%左右的条件下培养，当幼苗具有4-6片真叶时，移入培养土中在温室中生长即可。由于个体小，很容易在面积有限的温室或人工气候室内大批量地种植;而且，拟南芥对生长条件的要求并不十分严格，这一特点使得在实验工作中很容易实现拟南芥的栽培管理。
在一般的栽培条件下，完成一个生长周期大约需8周左右的时间。还可人为控制条件(如改变温度、延长光照时间)缩短生长周期。拟南芥的这一特性使实验工作周期大大缩短，特别是对于许多遗传分析工作，比利用一般的高等植物材料(如麦类、豆类作物)可以成倍的地节约时间。
3. 拟南芥的遗传学特性
既可以自交、又可人工杂交，在自然条件下，拟南芥是典型的自交繁殖植物，这使得拟南芥在种植繁种过程中得以保持其遗传上的稳定性。同时在实验过程中，根据研究目的又可
方便地实施人工杂交，使得遗传分析工作很容易完成。
在培养条件良好的情况下，一个角果可结实数十粒种子;单株结实量可达数千粒甚至上万粒之多!这使得很容易进行后代的遗传分析工作，也很容易扩增所需突变体的种子库，容易被诱变产生所需突变体。
二倍体拟南芥有5对染色体，单倍体的基因组总长约为125Mb，已完成全基因组测序。另外，在分子遗传学水平上，拟南芥具有基因组小、重复序列少、易于遗传转化等特点。
三、实验用品
处于开花期的拟南芥植株;尖头镊子;线绳等
四、实验步骤
1. 播种并培养拟南芥至开花期 2. 选择母本
选择刚刚露白的花蕾作为母本。这是杂交成功与否的关键所在。太幼嫩的花蕾去雄后雌蕊会死亡，而发育稍过的花蕾其内部已在进行或完成自花授粉过程，因此难以达成人工杂交的目的。
3. 去雄
用干净的尖端稍细的镊子由外向内依次剥去花萼、花瓣、雄蕊(共6枚，4长2短;此时雄蕊的长度明显短于雌蕊，尚未进行自花授粉)，只留下雌蕊。
注意不要触伤柱头，否则难以完成授粉作用。另外，雄蕊一定要去完全，如果留下一或多根雄蕊，待第二天花柱伸长后依然可以进行自花授粉作用，使人工设计的杂交失败。 4. 授粉
刚刚去雄的雌蕊柱头还未发育成熟，一般在去雄后第二天，柱头处于膨胀毛茸茸的状态时，为最适合接受花粉的状态。
选择处于盛花期(四个花瓣完全展开呈十字状，花药为鲜黄色)的花朵作为父本，用镊子夹住雄蕊柄部取下小花，在母本花的柱头上轻轻擦拭数次，做好标记。为保证授粉成功率，可以连续两天进行授粉。
一般授粉在上午10点之前进行为宜;下午两三点钟花朵盛开较多时亦可。 5. 观察记录
两三天后，如果柱头明显发育长大，形成细长形的角果，则表明杂交成功。 为了验证杂交结果，一般F1植株还需取材进行鉴定(如相应抗性的筛选或者基因组PCR等)
五、作业
论述拟南芥有性杂交的意义及杂交过程中的注意事项?
实验九 根癌农杆菌介导的植物遗传转化
一、实验目的
1. 了解Ti质粒作为基因工程载体的特点及根癌农杆菌介导的植物基因转化的原理。 2. 掌握浸花法转化拟南芥的方法。
二、实验原理 1. 双元Ti载体
Ti质粒为根癌土壤杆菌菌株中存在的质粒(染色体外自主复制的环形双链DNA分子)，能够通过感染植物的伤口，将其上一段含有植物激素和冠瘿碱合成酶基因的DNA转移并整合至植物受体的基因组中，天然的Ti质粒整合入植物基因组中的基因能够控制根瘤的形成(Ti即tumor-inducing 肿瘤诱发的缩写)。
Ti质粒中有2个独立的区域决定DNA转移及整合：T-DNA区(transferred DNA)
和vir区(virlence region)。在Vir区基因产物的帮助下，T-DNA区能够插入植物基因组中，并随植物基因组复制及遗传给后代。研究发现，T-DNA插入植物基因组时，其左右两个边界区是必须的，而中间部分的序列可以去除或替换。利用此特点，可以将目的基因插入该区域内。
基于Ti质粒这个结构特点，1983年Hoekema等提出双元载体策略：将去除致瘤基因的T-DNA区从Ti质粒中分离，放置在一个能在农杆菌和大肠杆菌中复制的穿梭质粒中。这个穿梭载体称为双元Ti载体。Vir区则存在于一个已经除去T-DNA的Ti质粒中，在农杆菌中作为辅助质粒，通过反式激活使T-DNA能转移到植物细胞基因组中。通过基因工程改造，将筛选标记基因、多克隆位点及能在植物中高表达的启动子和终止子等按照一定的顺序放入T-DNA区中，即构成Ti衍生载体，作为单、双子叶植物转基因的工程载体。
2.浸花法转化拟南芥
为了得到能够稳定遗传的转基因植物，一般用农杆菌转化的植物材料会选择愈伤组织或者植物的生长点部位。前者可以通过分化和再生得到携带目的基因的转基因植株;而利于转化的生长点部位主要包括根尖分生组织及花分生组织。浸花法转化拟南芥即是用携带目的基因的农杆菌菌液浸泡拟南芥幼嫩花蕾中的分生组织，使得T-DNA区携带目的基因插入到花分生组织细胞基因组DNA中，而花作为拟南芥的生殖器官结实后产生的种子中即携带目的基因，在繁殖过程中可以将外源基因稳定地遗传给后代。
利用此法转化拟南芥的转化率较高，常可以达到1%(即后代中阳性转化植株所占比例)甚至更高。实际上，由于拟南芥的种子结实量大，即便转化率低一些，也还是很容易从大量的后代中筛选获得转化植株。
三、实验用品
已抽薹但有许多未开花的幼嫩花蕾的拟南芥野生型(Clo0)哥伦比亚型植株;经带有目的基因的Ti质粒转化的根癌农杆菌;抗性MS培养基等。
四、实验步骤
1. 含有目的基因的Ti质粒的构建及转化受体农杆菌菌株
选择合适的限制性内切酶组合，将目的基因按照正确的方向插入Ti质粒的多克隆位点中。构建好的重组质粒通过化学转化或电转化的方法转入根癌农杆菌感受态细胞中，从而得到含有携带目的基因Ti质粒的农杆菌菌株。 2. 植物材料的准备
将拟南芥种子用0.5%次氯酸钠消毒10-20分钟、用无菌水清洗3-4次后将消毒后的种子在4℃下春化2至3天，直接播种于营养土与蛭石的混合物(营养土与蛭石的体积比为1:1或2:1)，培养室温度控制在22℃(昼)/18℃(夜)，光周期为12h，光强为80-120mol/m2/s。培养幼苗至2对真叶后间苗，在直径为10cm的花盆中每盆保留4-5株。待植株抽薹至3-5厘米左右高时剪去茎的尖端使次生花序生长，剪切位点应在最顶端茎生叶的上方(使腋生花序的茎位于茎生叶的基部)。继续培养大约4-5天后的植株可用于转化，此时的植株已有侧枝发生、并已有一些花蕾。 3. 农杆菌准备
将前述用含目的基因的Ti质粒转化的农杆菌接种于含有相应抗生素的YEB或LB培养基中，28℃,200r震荡培养至菌液混浊，转化前一天接种于含相同抗生素的YEB或LB培养基中扩大培养至OD600为1.2-1.6，离心收集菌体，重新悬浮于转化拟南芥的渗入缓冲液(1/2MS盐、5%蔗糖溶液，现用现配)，调节农杆菌密度使OD600为0.8。
4. 拟南芥的转化
准备一盛有50ml悬浮液的容器，将前述种有拟南芥的花盆翻转、使植株茎部所有花序均浸入悬浮菌液，保持10-20秒时间，然后将花序取出，使花盆侧躺于托盘中、并用塑料薄膜覆盖。待第二天取下塑料薄膜，直立放置花盆中，浇水，继续培养至收获种子(T1代)。为提高转化率，可在植物恢复正常生长后(约3-5天)再用同样的方法浸泡花序一次。
5. 转化植株筛选
如果转化试验的目的是要研究一个稳定插入的外源基因的表达情况，那么就有必要从未转化的材料中筛选出真正转化的转基因植株。使用最多的选择性标记基因是编码抗生素或除草剂的抗性基因。例如，编码抗生素抗性的基因有新霉素磷酸转移酶基因nptII(具有对卡那霉素、新霉素的抗性)，潮霉素磷酸转移酶基因hpt(具有对潮霉素抗性)和氨基糖苷酰基转移酶基因aadA(具有对链霉素抗性)。编码除草剂抗性的基因有膦丝素乙酰转移酶基因bar(具有对膦丝菌素和双丙氨膦的抗性)和突变型5-稀醇丙酮酰草酸3-磷酸合酶EPSPS。本实验所用的抗性筛选基因是潮霉素磷酸转移酶基因。
制备MS选择平板，将T1代种子用0.5%次氯酸钠消毒20分钟，再用无菌水清洗3-4次后，将种子平铺在含有20ug/ml潮霉素的MS选择培养板上(密度为1000-2000粒种子/皿)，4℃下春化2-3天后移入生长箱中，7天后挑选转化植株。转化植株的生长正常，真叶健康呈深绿色，根伸长至培养基中;而非转化植株基本不能生长，萌发的幼苗呈黄白色。将转化植株转移至正常MS培养基，培养10天后转入土壤继续培养至收获T2代种子。单株收种，备下一步观察检测及深入研究。
五、作业
查资料了解植物遗传转化的方法及适用的植物
第三篇：遗传学实验读书笔记
读《生物学思想的发展史》
从古至今，很多人对生物学进行了阐述，其中也发展起来了一门学科叫做遗传学，从希波克拉底认为“从身体各个部分产生的‘种子物质’由体液运到生殖器官受精作用就是父母的种子物质互相混合。”亚里士多德认为“雌性总是提供材料，雄性则提供塑造材料成形的工具;就我们看来，这就是雌雄性的特点：雄性之所以是雄性和雌性之所以是雌性。”到现代的遗传学里“基因”、“染色体”的概念的提出，遗传学经历了2000多年的发展，但是在18世纪以前，人们脑海里的关于遗传学的概念一直都是沿用亚里士多德等人提出的，因此，从发展速度来看，遗传学在近300年时间里发展的最快。
在现代人看来，古代人所提出的有关遗传学方面的假设是很可笑的，但是正是有了他们对遗传学的关注，我们才会慢慢的去发展对遗传学的研究，最后才有了现在发展起来的遗传学，而且，由于在古代的时候，设备条件极其有限，人们最多只能通过解剖动物来大致的去推测一些遗传问题，而且还有人们的信仰等制约了人们去更深更广泛的探索遗传学的问题，到了现代，思想更加自由了，人们也会不断的去追求自己所不知道的却感兴趣的东西。
正当人们踌躇的时候，孟德尔通过他的豌豆实验，找出了两个重大的遗传定律，并且提出了遗传因子这一概念，当时所称作的遗传因子就是现在所说的基因。基因位于染色体上，几乎所有的生物都有染色体，染色体由DNA和蛋白质共同组成，在真核生物的体细胞中，有些细胞是能够进行分裂的细胞，这些细胞内的染色体能够先进行复制，然后平均分配到两个子细胞中，由于可能出现基因突变，因此每个子细胞中所含的染色体都只能达到和母细胞相似，相同的可能性很小。除了有丝分裂外，能够进行有性生殖的生物体内还有一种特殊的细胞分裂方式，那就是减数分裂，减数分裂是进行有性生殖的生物产生生殖细胞的基础，染色体在减数分裂过程当中也是起着主角的角色。减数分裂分为两个阶段，第一阶段有部分和有丝分裂相似，那就是染色体要进行复制，但是在复制完之后，同源染色体会排列在赤道板上，到第一阶段后期的时候，同源染色体相互分开，非同源染色体自由组合，然后分裂成两个子细胞，这两个子细胞内的染色体数只有正常细胞的一半，并且每条染色体都是由姐妹染色单体在着丝粒的作用下组成的，这些细胞在经过一段时间后，姐妹染色单体也分开，每个细胞又产生两个子细胞，如果这些子细胞经过发育长成成体，那么这个成体就是我们所说的单倍体。而精细胞和卵细胞在形成这种细胞的过程中也是有些差异的，一个初级精母细胞能够形成四个精子，并且每个精细胞的大小一样，而一个初级卵母细胞只能形成一个卵细胞，在第一阶段的分裂当中产生一个大的次级卵母细胞和一个小的极核，大的次级卵母细胞又会分裂成一个大的卵细胞和一个小的极核，原来的极核则分裂成两个大小一样的极核。
在有丝分裂当中，如果用秋水仙素处理分裂的细胞24小时，那么就会导致细胞内的纺锤体不能正常形成，最后导致细胞的染色体数加倍，这就是我们通常所说的多倍体，而多倍体还能够正常产生配子，只是配子的染色体数有异常，如果与正常配子结合，所产生的后代就是三倍体。
前面说到，很多基因都是存在与染色体上，染色体又分为常染色体和性染色体，这两种染色体上都有能够控制生物性状的基因存在，因此，各基因之间就有
了下面几种关系：位于同源染色体上、位于同一染色体上、位于非同源染色体上、位于性染色体上等，这些分布关系在生物个体的后代性状上都有一个的比例分布，而果蝇由于繁殖周期较短，数量大，性状易于观察，也经常作为遗传学上常用研究基因位置关系的实验材料。用果蝇进行的遗传学实验通常有伴性遗传和连锁与交换。两个实验都是通过对果蝇从亲代培养到F2代中，各代果蝇性状进行统计，然后分析控制被观察性状的基因间的位置关系。
基因不仅能够在自身细胞中复制、转录、表达，还有可能在一定情况下连接、转化、转导等进入到别的细胞中进行上述过程，这都是源于生物界统一的遗传密码。
我们可能会认为DNA只能在细胞内进行复制，但是随着现代技术的不断进步，PCR扩增技术的发展，DNA在体外也能够进行，复制，而且只要条件适宜，复制能够做到让其进行指数倍数复制，而且复制周期也短，这样的话，我们就能够在很短的时间内得到很多目的DNA了，从而让其他实验更高效的进行。
遗传学的发展非常迅速，特别是在各种各样的精密设备被创造出来之后，再小的分子也能够被我们研究的很透彻，遗传学又与我们的生活密切相关，而现在的各种环境问题也在给遗传学提出了很大的挑战，越来越多对遗传物质产生影响的环境问题被提出，我想这也应该是遗传学以后可以研究的一个方向。
第四篇：育种学参观实验报告
实验地点：青圃园
实验目的：增强我们对课堂内容的理解;课堂内容与实际相结合 实验材料：小麦，大麦
实验内容：常规育种手段：杂交育种，诱变育种，品种选择，回交育种，远缘杂交
实验步骤;：首先我们在小麦地里观察了杂交实验，老师强调了亲本的选择条件;一是在主要性状上互补，二是适应当地条件，综合性状较好，三是亲本间的遗传差异，选用生态类型差异较大，亲缘关系较远;四是亲本应具有较好得配合力。杂交重点就是父母本花期相遇，为了花期相遇：一是调节花期，分期播种将父每七天播种:水促旱控等措施。二是控制授粉即去雄。并且介绍了杂交方式;单交，复交，三交，双交以及杂交后代的选择。
然后我们观察了回交育种的田块，在这个田块有父本，母本，回交一代，回交二代，回交三代等回交一系列。通过老师对父母本典型性状的介绍，我们自己观察从自交一代到自交6代典型性状越来越像母本。加深了我们对于回交的应用以及回交特点的理解。回交作用越来越像母本，所以可以用来改良品种的个别缺点而保持其他的优良性状。
我们随后参观了远缘杂交的田块，我们通过对杂交一代到杂交六代的观察，我们更加深刻的体会到了远缘杂交的特点;疯狂分离并且没有规律，分离类型丰富但是都逐渐向双亲分化，分离世代长，稳定慢。现在可以利用转基因的技术把我们所需要的基因导入我们的受体里。
在诱变育种的试验田里我们看到了诱变的多个世代，它们之间彼此差异非常大，诱变育种的诱变方向和性质尚难掌握，杂交育种与诱变育种都会出现疯狂分离但是诱变育种改良单一性状比较有效，改良多个性状比较困难，而且性状稳定快，育种年限短。而且诱变育种很多植株根本就不生长，成活力低。
在杂交种的田块我们见到了杂交种的优势，长势比父母本都好，充分展示了杂种优势，它们的变现不仅是复杂多样的而且是有条件的，并不是所有的杂种以及杂种的任何性质都比双亲优良杂种优势利用的基本条件一是强优势的杂交组合二异交结实率三繁殖与制种技术简单易行。 实验总结：加强了我们对课堂知识的理解，几种常规育种的相互比较增强了我们的综合能力。
第五篇：遗传算法求解TSP问题实验报告
人工智能实验报告
实验六
遗传算法实验II
一、实验目的：
熟悉和掌握遗传算法的原理、流程和编码策略，并利用遗传求解函数优化问题，理解求解TSP问题的流程并测试主要参数对结果的影响。
二、实验原理：
旅行商问题，即TSP问题(Traveling
Salesman
Problem)是数学领域中著名问题之一。假设有一个旅行商人要拜访n个城市，他必须选择所要走的路径，路经的限制是每个城市只能拜访一次，而且最后要回到原来出发的城市。路径的选择目标是要求得的路径路程为所有路径之中的最小值。TSP问题是一个组合优化问题。该问题可以被证明具有NPC计算复杂性。因此，任何能使该问题的求解得以简化的方法，都将受到高度的评价和关注。
遗传算法的基本思想正是基于模仿生物界遗传学的遗传过程。它把问题的参数用基因代表，把问题的解用染色体代表(在计算机里用二进制码表示)，从而得到一个由具有不同染色体的个体组成的群体。这个群体在问题特定的环境里生存竞争，适者有最好的机会生存和产生后代。后代随机化地继承了父代的最好特征，并也在生存环境的控制支配下继续这一过程。群体的染色体都将逐渐适应环境，不断进化，最后收敛到一族最适应环境的类似个体，即得到问题最优的解。要求利用遗传算法求解TSP问题的最短路径。
三、实验内容：
1、参考实验系统给出的遗传算法核心代码，用遗传算法求解TSP的优化问题，分析遗传算法求解不同规模TSP问题的算法性能。
2、对于同一个TSP问题，分析种群规模、交叉概率和变异概率对算法结果的影响。
3、增加1种变异策略和1种个体选择概率分配策略，比较求解同一TSP问题时不同变异策略及不同个体选择分配策略对算法结果的影响。
4、上交源代码。
四、实验报告要求：
1、画出遗传算法求解TSP问题的流程图。
2、分析遗传算法求解不同规模的TSP问题的算法性能。
规模越大，算法的性能越差，所用时间越长。
3、对于同一个TSP问题，分析种群规模、交叉概率和变异概率对算法结果的影响。
(1)
种群规模对算法结果的影响
x
0
1.1
3.5
3
7
8
4
4.5
9
2
y
1.1
3
2
4
5.1
8
4
4.5
9
2
实验次数：10
最大迭代步数:100
交叉概率：0.85
变异概率：0.15
种群规模
平均适应度值
最优路径
10
25.264
4-5-8-7-6-3-1-0-9-2
20
26.3428
2-9-1-0-3-6-7-5-8-4
30
25.1652
1-3-6-7-5-8-4-2-9-0
50
25.1652
0-1-3-6-7-5-8-4-2-9
80
25.1652
9-0-1-3-6-7-5-8-4-2
100
25.1652
1-0-9-2-4-8-5-7-6-3
150
25.1652
5-8-4-2-9-0-1-3-6-7
200
25.1652
1-3-6-7-5-8-4-2-9-0
250
25.1652
3-1-0-9-2-4-8-5-7-6
300
25.1652
5-8-4-2-9-0-1-3-6-7
如表所示，显然最短路径为25.1652m,最优路径为1-0-9-1-3-6-7-5-8-4-2或3-1-0-9-2-4-8-5-7-6，注意到这是一圈，顺时针或者逆时针都可以。当种群规模为10，20时，并没有找到最优解。因此并不是种群规模越小越好。
(2)
交叉概率对算法结果的影响
x
9
1.1
3.5
3.5
7
8
4
4.5
3
2
y
1.1
3
1
4
5.1
3
1
8.5
9
1
实验次数：15
种群规模：25
最大迭代步数:100
变异概率：0.15
实验结果：
交叉概率
最好适应度
最差适应度
平均适应度
最优解
0.001
28.0447
36.6567
32.6002
9-2-6-0-5-4-8-7-3-1
0.01
27.0935
34.9943
32.1495
7-8-3-1-9-2-6-0-5-4
0.1
28.0447
35.3033
31.9372
7-3-1-9-2-6-0-5-4-8
0.15
28.0447
34.1175
31.2183
0-5-4-8-7-3-1-9-2-6
0.2
28.7108
33.9512
30.9035
3-1-9-2-6-5-0-4-7-8
0.25
28.0447
35.1623
30.7456
1-3-7-8-4-5-0-6-2-9
0.3
27.0935
31.9941
29.9428
8-3-1-9-2-6-0-5-4-7
0.35
27.0935
32.8085
30.9945
9-1-3-8-7-4-5-0-6-2
0.4
27.0935
32.5313
30.1534
1-3-8-7-4-5-0-6-2-9
0.45
27.0935
33.2014
30.1757
8-3-1-9-2-6-0-5-4-7
0.5
28.0934
33.6307
30.9026
5-0-2-6-9-1-3-8-7-4
0.55
27.0935
33.5233
29.1304
1-9-2-6-0-5-4-7-8-3
0.6
27.0935
33.2512
30.7836
3-1-9-2-6-0-5-4-7-8
0.65
28.0447
33.7003
30.9371
5-4-8-7-3-1-9-2-6-0
0.7
27.0935
32.0927
29.9502
9-1-3-8-7-4-5-0-6-2
0.75
28.0447
32.4488
30.3699
0-5-4-8-7-3-1-9-2-6
0.8
27.0935
32.1551
29.9382
7-4-5-0-6-2-9-1-3-8
0.85
27.0935
34.5399
30.3594
5-0-6-2-9-1-3-8-7-4
0.9
27.0935
32.6273
30.69
6-0-5-4-7-8-3-1-9-2
0.95
27.0935
32.4672
29.919
6-2-9-1-3-8-7-4-5-0
(注:红色表示非最优解)
在该情况下，交叉概率过低将使搜索陷入迟钝状态，得不到最优解。
(3)
变异概率对算法结果的影响
x
9
1.1
3.5
3.5
7
8
4
4.5
3
2
y
1.1
3
1
4
5.1
3
1
8.5
9
1
实验次数：10
种群规模：25
最大迭代步数:100
交叉概率：0.85
实验结果：
变异概率
最好适应度
最差适应度
平均适应度
最优解
0.001
29.4717
34.732
32.4911
0-6-2-1-9-3-8-7-4-5
0.01
29.0446
34.6591
32.3714
8-4-5-0-2-6-9-1-3-7
0.1
28.0934
34.011
30.9417
5-0-2-6-9-1-3-8-7-4
0.15
27.0935
32.093
30.2568
6-0-5-4-7-8-3-1-9-2
0.2
27.0935
32.2349
30.3144
8-7-4-5-0-6-2-9-1-3
0.25
27.0935
32.718
30.1572
4-5-0-6-2-9-1-3-8-7
0.3
27.0935
32.4488
30.2854
0-5-4-7-8-3-1-9-2-6
0.35
27.0935
33.3167
30.7748
1-3-8-7-4-5-0-6-2-9
0.4
29.0446
34.3705
31.3041
2-0-5-4-8-7-3-1-9-6
0.45
27.0935
31.374
29.6816
2-6-0-5-4-7-8-3-1-9
0.5
27.0935
32.3752
30.2211
2-9-1-3-8-7-4-5-0-6
0.55
27.0935
33.3819
30.6623
1-3-8-7-4-5-0-6-2-9
0.6
28.0934
33.2512
30.36
1-3-8-7-4-5-0-2-6-9
0.65
27.0935
32.7491
30.0201
3-1-9-2-6-0-5-4-7-8
0.7
28.7108
32.4238
30.785
1-3-8-7-4-0-5-6-2-9
0.75
27.0935
31.8928
30.2451
1-9-2-6-0-5-4-7-8-3
0.8
28.0934
31.6135
30.3471
9-1-3-8-7-4-5-0-2-6
0.85
29.662
33.2392
31.1585
2-9-1-3-7-8-4-0-5-6
0.9
28.0447
32.0387
30.4152
0-5-4-8-7-3-1-9-2-6
0.95
28.0447
31.3036
30.0067
9-1-3-7-8-4-5-0-6-2
从该表可知，当变异概率过大或过低都将导致无法得到最优解。
4、增加1种变异策略和1种个体选择概率分配策略，比较求解同一TSP问题时不同变异策略及不同个体选择分配策略对算法结果的影响。
不同变异策略和不同个体选择分配策略几乎不影响算法运行的时间，但会影响适应度。
五、实验心得与体会
通过本实验，更加深入体会了参数设置对算法结果的影响。同一个算法，参数值不同，获得的结果可能会完全不同。
同时通过本次实验，使自己对遗传算法有了更进一步的了解。遗传算法是一种智能优化算法，它能较好的近似求解TSP问题，在问题规模比较大的时候，遗传算法的优势就明显体现出来，当然不能完全保证能得到最优解。