遗传学实验设计模板

2024-09-23

遗传学实验设计模板(精选8篇)

遗传学实验设计模板 篇1

汞胁迫对小麦根尖染色体的影响

闵令霞朱英秀王丽娟张媛媛

临沂大学生命科学院生物科学2班

摘要:对小麦根尖的取材、预处理、固定、解离、染色、制片等技术环节的探索,并用不同浓度汞离子处理小麦根尖,结果表明,小麦染色体发生不同程度的变化,并阐述了汞胁迫对小麦染色体的影响。

关键词:小麦;染色体;染色体数目;染色体形态变化

染色体是物种特有的遗传信息携带者,有很高的稳定性和再现性。通过汞的不同浓度对小麦的染色体进行分析,并对细胞核染色体的数目,各染色体的大小和形态特征进行综合描述,进而能够得到汞小麦根尖染色体的影响。

重金属污染是当今污染面积最广、危害最大的环境问题之一。据报道,我国受重金属污染的耕地面积近2000万hm,约占耕地总面积的1/5[1 3]。而汞是一种极具毒性的重金属元素,其毒性位于各金属元素之首,其对环境的污染主要来源于工业废物、废水、开采矿产活动、生活垃圾及汽车排放的尾气等。随着人口增长、工业的发展、汞矿的不断开采、废渣废水及矿山废弃物的排放,环境严重受到污染。而汞进入土壤环境后不易被降解,不仅影响作物的产量和品质,并且还会通过微生物的分解进人食物链,引起生物细胞内遗传物质的改变,影响细胞正常的生理、生化和代谢活动等,危害人体健康。目前,许多研究仅注重于汞对土壤和作物质量的影响,而关于汞对植物染色体影响的报道很少。本研究拟通过对受汞污染的小麦与正常小麦根尖染色体进行分析比较,从染色体水平上探讨汞污染对小麦的影响。

1.材料和方法

1.1 材料

所用材料为小麦种子萌发的根尖。

1.2 方法

1.2.1材料处理与取材,选用饱满、大小均匀的小麦种子在25℃恒温下浸泡24h,待其充分吸涨后,放入铺有湿纱布的培养皿中,置于25~C的培养箱中催根培养2-3d。当初生根长到1.5—2cm时,选取发育良好,大小相近的幼根作为研究对象。

1.2.2 材料的预处理

本试验设计6个不同浓度的氯化汞溶液,分别为:0.1,0.5,1.0,1.5,2.0mg/L,以蒸馏水为对照。将选取的小麦幼根放入盛有汞溶液或蒸馏水的培养皿中浸泡5h后,洗净吸附在根表面的汞溶液并恢复培养19h。剪下根尖用0.2%秋水仙素处理8h【4 后用蒸馏水清洗并将材料上的水吸干,放人配置好的卡诺氏固定液(冰醋酸:无水乙醇=1:3)中进行固定。

1.2.3 材料的固定

将材料放入配置好的卡诺氏固定液(冰醋酸:无水乙醇=1:3)中固定2Ah左右。固定好的材料 如不能及时解离,可将其保存在70%的酒精中。

1.2.4 材料的解离

将固定好的材料用蒸馏水冲洗2-3次后放人预热为60~C,1mol/L的盐酸溶液中解离 10一l5min。

1.2.5 材料的染色及制片

用龙胆紫染色[5-6,10],常规压片方法压片[11-12]、镜检。将解离好的根尖用蒸馏水冲洗2—3次后截取生长点部分l—2mm用龙胆紫染色。染色后将染料清洗干净,用50% 的甘油压片后用显微镜进行观察。

2.结果与分析

2.1 染色体数目

小麦染色体形态及数目如图1(依次是蒸馏水、0.5mg/L氯化汞、1.Omg/L氯化汞、1.5mg/L氯化汞处理后的图像)。小麦根尖的染色体数目为2n=2x=12。蒸馏水处理的小麦根尖染色体分散良好,数目恒定。0.5mg/L氯化汞和1.Omg/L氯化汞处理的蚕豆染色体分散良好,数目恒定;而1。5mg/L氯化汞处理的小麦根尖染色体数目大多数为12,少数细胞的染色体则多于或少于12(这些可能是因为染色体丢失或汞污染使染色体发生断裂引起)。

3. 结论与讨论

重金属胁迫会使生物的染色体产生变异。不同种类的重金属及其不同浓度梯度对生物造成的影响不同。汞是一种重要的重金属,其对环境的污染主要来源于工业废物、废水、开采矿产活动、生活垃圾及汽车排放的尾气等。

染色体畸变是外界环境有害因子作用于机体或培养的细胞后所导致的最常见的细胞染色体损伤指标之一,也是细胞遗传毒理学研究中最常用的检测手段之一。它具有许多其他检测手段无法比拟的优点。首先,它的可靠性和灵敏性较高;其次,植物核型分析试验的成本较低,这对于一种致突变性检测方法是十分重要的;第三,它的检测物谱较广;第四,在方法学上,它也特别适合环境致突变性监测。与其它动物试验或细胞学试验相比,试验材料容易获得,仪器设备简单。与其它植物测试法相比,它还具有个体差异小及不受地理、气候条件限制等优点。本实验以0.5mg/L、1.0mg/L、1.5mg/L的HgC1 溶液为胁迫压力对蚕豆根尖进行处理,比较其染色体的数目,形态的变化。结果表明,随着汞离子浓度的不断升高,染色体在数量及形态上的变异都非常显著,其直接影响了植物的有丝分裂,故汞离子的毒性不容忽视。而汞是一种累积性毒物,虽然人体对其具有一定的排泄能力,但只要摄人量超过人体的排泄能力,就会在人体内累积,对人体造成危害,影响人类染色体的正常分裂。参考文献:

[1]李懋学,陈瑞阳.关于植物核型分析的标准化问题[J].武汉植物学研究,1985,3(4): 297—-302.

[2]李懋学,张赞平.作物染色体及其研究技术[M].北京:国农业出版社,1996,1-_6O.

[3]杨大翔.遗传学实验[M].北京:科学出版社,2004,75—84.

[4]中国科学院植物研究所.中国高等植物图鉴(四)[M].北京:科学出版社,1975,201 .

[5]西南林学院云南省林业厅.云南树木图志(下)[M].昆明:云南科技出版社,1991,1102— 1 106.

[6]张磊,王启超,李志博,等.中国城市汞污染及防治对策[J].生态环境,2004,13

(3):410-_413.

[7]陈彦云,曹君迈,李国旗,等.罗布麻染色体核型分析[J].北方园艺,2O08,(1):21X)--202.

[8]熊大胜,王文龙.鱼腥草染色体核型分析[J].湖南文理学院学报,2004,16(1):39—40.

[9]段承俐,李一果,杨艳琼,等.三七的染色体核型分析[J].西南农业学报,2007,20

(3):565—567.

[10]郑万钧.中国树木志(四)[M].中国林业出版社,2004:4611一_4613.

[11]祝长青,李明敏.铅胁迫对甜瓜染色体核型的影响[J].种子,2008,27(5):29_31.

[12]吴松权,王立平,孙丽娜,等.黄芪染色体核型分析[J].湖北农业科学,2006,45

(5):631__633.

[1 3]Levan A,Fregga K,Sandlberg A A.Nomenclacture for centromeric position on chromosomes

遗传学实验设计模板 篇2

关键词:生物实验,调查,遗传,相对性状

调查是生物探究活动中常见的调查方法之一。而“调查人群中的遗传病”是高中生物教学中的一项重要调查类实验。本实验的主要的目的是:1.初步学会调查和统计人类遗传病的方法。2.通过对几种人类遗传病的调查, 了解这几种遗传病的发病情况。3.通过实际调查, 培养接触社会, 并从社会中直接获取获取资料或数据的能力。遗传病的发病率及该遗传病的遗传方式是本实验的主要调查结果。

一、确定调查的目的要求

1. 通过此活动关注身边的遗传现象, 关注遗传的基本规律。

2. 通过此活动能够掌握基本调查技能, 为将来其他调查奠定技术基础和心理基础。

3. 通过活动的讨论, 能够有所延伸, 能确定几个研究新课题。

4. 通过社会实践活动, 接触社会, 增强交流能力, 增加从社会中直接获取资料或数据的能力。

二、制订调查的计划

1. 确定调查小组, 确定组内人员。

建议以小组为单位, 有利于对数据的分析处理, 对发现的问题有所讨论。分组的依据可以灵活, 并没过多限定。考虑到是周末的时间进行调查, 我建议学生以家庭住址划分小组, 靠得近有利于组织。对于个别特殊情况, 如一些住宿生住在较远, 难以成组, 可以以个人进行调查, 将其调查的数据与发现的问题融入大组内讨论。然后将四个大组同学调查的数据和发现问题进行汇总, 进一步研讨。然后再将班级的进行汇总, 最后将年级的进行汇总。形成由小组到大组, 由大组到班级, 由班级到年级的调查组结构层次。

2. 确定调查的相对性状。

人的脸和手上的相对性状比较直观, 便于快速统计。故选择有无发际、单双眼皮、有无耳垂、舌头能不能向中弯卷、大拇指能否弯曲、双手合拢左、右拇指哪个在上、食指与无名指哪个更长、小拇指能不能超过无名指第一关节等相对性状供学生参考, 学生可以根据自己的兴趣爱好选择和添加, 还可以根据自己的观察与思考, 认为的哪些也是相对性状进行探究。充分发挥学生的观察力与想象力, 不加以调查对象的控制。

3. 制订调查记录表 (略) 备注:

(1) “兄弟或姐妹”一栏是指与自己同父同母的; (2) 第“9、10”可根据自己的兴趣去调查一些其他的相对性状。思考: (1) 能否判断出各对相对性状的显隐性? (2) 你的发现?

4. 明确调查方式。

为了使统计结果更准确, 更接近实际, 参加调查的人要尽可能越多越好, 为此决定我校高一年级全体学生参加, 共有8个班407名学生, 印表420份。由于是全体学生担任调查员, 因此, 为了保证调查质量, 在表印好后, 生物教师在调查前需专门用1节课的时间向学生进行动员培训和调查说明, 并且事先要争取得到学校、年级组和班主任的支持与配合, 班主任起监督和保证作用, 生物教师起专业指导作用。考虑到一定会有部分学生不重视, 不愿意认真负责地调查填表, 因此, 教师在进行动员培训工作时, 要特别注意增强态度观念教育的实效性, 引导学生热爱科学, 对学生进行克服困难的科学精神和实事求是的科学态度教育。告知学生, 若在回收的调查表中发现有弄虚作假或抄袭他人数据, 或内容前后矛盾者, 将要受到曝光批评。发放表后, 教师需要向学生具体说明的还有: (1) 讲清楚几对相对性状的特征和区分方法, 可借助图片和真人示范; (2) 调查时, 先记录每个调查对象的各种性状, 最后统计出多个数据; (3) 学会培养人际交往的能力和技巧, 克服困难找到每个被调查家庭的每个成员, 如实记录, 不能遗漏; (4) 调查时间要充足, 利用课外时间进行, 一星期之后交回表 (此为个人调查表) 。

三、数据统计与结果分析

数据统计分三步, 第一步是每张个人调查表上多个数据的统计, 由调查员在调查时完成。第二步, 各班收回个人调查表后, 生物老师要逐一检查, 把数据不全或统计有错误的表清理出去, 把有效的个人调查表交给各班生物课代表, 每班另发一张表, 分别对全班个人调查表上的多个数据进行求和统计, 形成班级统计表。第三步, 各班上交班级统计表, 生物老师另用汇总表分别对班级统计表上的个个数据进行求和统计, 形成年级汇总表, 并向全体学生公布, 最后个人调查表发回学生本人。至此, 年级汇总表上的数据和所有有效的个人调查表上记录的实例成为全体师生共有的资料, 是对结果进行分析和写调查报告的主要依据。结果分析包括以下内容。

1. 根据年级汇总表上的数据可以计算出各种性状的人数的百分率 (或某种遗传病的发病率) 。

2. 从年级汇总表上统计的各对相对性状的男女人

数可以分析它们与性别的关系, 进而判断是常染色体遗传还是伴性遗传。

3. 根据大量的个人调查表上关于同一对相对性状

的遗传实例看是否符合学过的遗传规律, 并运用遗传规律判断性状的显、隐性, 写出每个被调查家庭成员可能的基因型。

四、调查报告的设计

教师利用机动课时指导学生写调查报告, 可以发展他们的语言文字表达能力, 写成之后提供给当地卫生保健部门, 达到科技活动为社会服务的目的, 更能使学生产生成就感和责任感。为了降低难度, 可以先让学生任选一对相对性状的遗传写成调查报告, 再综合几对相对性状的遗传写成“×××人类性状遗传调查报告”。

遗传调查的高中生物实验设计 篇3

关键词:生物实验;调查;遗传;相对性状

调查是生物探究活动中常见的调查方法之一。而“调查人群中的遗传病”是高中生物教学中的一项重要调查类实验。本实验的主要的目的是:1.初步学会调查和统计人类遗传病的方法。2.通过对几种人类遗传病的调查,了解这几种遗传病的发病情况。3.通过实际调查,培养接触社会,并从社会中直接获取获取资料或数据的能力。遗传病的发病率及该遗传病的遗传方式是本实验的主要调查结果。

一、确定调查的目的要求

1.通过此活动关注身边的遗传现象,关注遗传的基本规律。

2.通过此活动能够掌握基本调查技能,为将来其他调查奠定技术基础和心理基础。

3.通过活动的讨论,能够有所延伸,能确定几个研究新课题。

4.通过社会实践活动,接触社会,增强交流能力,增加从社会中直接获取资料或数据的能力。

二、制订调查的计划

1.确定调查小组,确定组内人员。建议以小组为单位,有利于对数据的分析处理,对发现的问题有所讨论。分组的依据可以灵活,并没过多限定。考虑到是周末的时间进行调查,我建议学生以家庭住址划分小组,靠得近有利于组织。对于个别特殊情况,如一些住宿生住在较远,难以成组,可以以个人进行调查,将其调查的数据与发现的问题融入大组内讨论。然后将四个大组同学调查的数据和发现问题进行汇总,进一步研讨。然后再将班级的进行汇总,最后将年级的进行汇总。形成由小组到大组,由大组到班级,由班级到年级的调查组结构层次。

2.确定调查的相对性状。人的脸和手上的相对性状比较直观,便于快速统计。故选择有无发际、单双眼皮、有无耳垂、舌头能不能向中弯卷、大拇指能否弯曲、双手合拢左、右拇指哪个在上、食指与无名指哪个更长、小拇指能不能超过无名指第一关节等相对性状供学生参考,学生可以根据自己的兴趣爱好选择和添加,还可以根据自己的观察与思考,认为的哪些也是相对性状进行探究。充分发挥学生的观察力与想象力,不加以调查对象的控制。

3.制订调查记录表(略)备注:(1)“兄弟或姐妹”一栏是指与自己同父同母的;(2)第“9、10”可根据自己的兴趣去调查一些其他的相对性状。思考:(1)能否判断出各对相对性状的显隐性?(2)你的发现?

4.明确调查方式。为了使统计结果更准确,更接近实际,参加调查的人要尽可能越多越好,为此决定我校高一年级全体学生参加,共有8个班407名学生,印表420份。由于是全体学生担任调查员,因此,为了保证调查质量,在表印好后,生物教师在调查前需专门用1节课的时间向学生进行动员培训和调查说明,并且事先要争取得到学校、年级组和班主任的支持与配合,班主任起监督和保证作用,生物教师起专业指导作用。考虑到一定会有部分学生不重视,不愿意认真负责地调查填表,因此,教师在进行动员培训工作时,要特别注意增强态度观念教育的实效性,引导学生热爱科学,对学生进行克服困难的科学精神和实事求是的科学态度教育。告知学生,若在回收的调查表中发现有弄虚作假或抄袭他人数据,或内容前后矛盾者,将要受到曝光批评。发放表后,教师需要向学生具体说明的还有:(1)讲清楚几对相对性状的特征和区分方法,可借助图片和真人示范;(2)调查时,先记录每个调查对象的各种性状,最后统计出多个数据;(3)学会培养人际交往的能力和技巧,克服困难找到每个被调查家庭的每个成员,如实记录,不能遗漏;(4)调查时间要充足,利用课外时间进行,一星期之后交回表(此为个人调查表)。

三、数据统计与结果分析

数据统计分三步,第一步是每张个人调查表上多个数据的统计,由调查员在调查时完成。第二步,各班收回个人调查表后,生物老师要逐一检查,把数据不全或统计有错误的表清理出去,把有效的个人调查表交给各班生物课代表,每班另发一张表,分别对全班个人调查表上的多个数据进行求和统计,形成班级统计表。第三步,各班上交班级统计表,生物老师另用汇总表分别对班级统计表上的个个数据进行求和统计,形成年级汇总表,并向全体学生公布,最后个人调查表发回学生本人。至此,年级汇总表上的数据和所有有效的个人调查表上记录的实例成为全体师生共有的资料,是对结果进行分析和写调查报告的主要依据。结果分析包括以下内容。

1.根据年级汇总表上的数据可以计算出各种性状的人数的百分率(或某种遗传病的发病率)。

2.从年级汇总表上统计的各对相对性状的男女人数可以分析它们与性别的关系,进而判断是常染色体遗传还是伴性遗传。

3.根据大量的个人调查表上关于同一对相对性状的遗传实例看是否符合学过的遗传规律,并运用遗传规律判断性状的显、隐性,写出每个被调查家庭成员可能的基因型。

四、调查报告的设计

教师利用机动课时指导学生写调查报告,可以发展他们的语言文字表达能力,写成之后提供给当地卫生保健部门,达到科技活动为社会服务的目的,更能使学生产生成就感和责任感。为了降低难度,可以先让学生任选一对相对性状的遗传写成调查报告,再综合几对相对性状的遗传写成“×××人类性状遗传调查报告”。

遗传学实验教学改革论文 篇4

关键词:遗传学实验;教学方法;改革

在新的历史时期,高等教育面临着前所未有的发展机遇,人才的培养模式发生了深刻的变化,相比以前更加注重素质教育,特别是创新精神和实践能力的培养。

科学实验是认识世界最重要手段,大学培养人才的重要手段。

高水平实验教学是创新人才培养的高效载体。

突出实验教学,有利于学生主动建构科学的知识体系,加强实验技能训练,有助于促进理论与实践结合科学研究,有助于培养学生创新意识和能力。

一、遗传学实验教学存在的问题

遗传学是生命科学最重要的学科之一,即是一门理论科学,也是一门紧密联系实际的基础科学,对动植物、微生物育种和医药等产业具有重要的指导作用。

遗传学近年来发展非常迅速,分支已经延伸到了生命科学的各个领域, 由此产生了基因工程、医学遗传学、植物遗传学、动物遗传学、微生物遗传学、分子遗传学、免疫遗传学等分支学科[1]。

随着遗传学的迅猛发展, 遗传学的实验教学在学生的学习中占有越来越为重要的位置。

遗传学是一门实验性很强的学科,遗传学实验内容的创新和方法的改革,是我们面临的新课题和新任务。

同其它生物学实验教学一样,面临着许多的困境,比如在实验内容上,验证和检验的目的多,探索性项目少。

教师主导多,学生自主少;规定实验多,自选空间小;班级同步上课多,有效针对和自主开放的少;前沿学科教授参与少,深层次指导不足;如何解决这些问题,已成为提高遗传学实验教学质量的当务之急[2]。

二、遗传学实验教学的改革措施

1. 充分发挥学生的主观能动性

目前的实验教学中,实验课大都附属于理论教学。

长期的应试教育,导致了学生重视理论学习,轻视实验学习的思想,所以学生常常对实验课敷衍了事。

实践是理论的源泉,理论是实践的总结和升华,从理论到实践,从实践到理论,是掌握和创新知识的基本规律和基本途径。

因此,理论教学与实践教学的关系不是主从关系,而是辨证统一的关系,是相对独立、相互依存、相互促进的统一教学体系的两个方面[3,4]。

激发学生对科学实践的兴趣,提高学生参与实验教学的积极性,是提高实验教学质量的首要举措。

在遗传学实验的教学过程中,我们发现实验课上,学生大部分时间都是重复实验步骤,观察实验结果和撰写实验报告,而对于实验步骤的设计,实验方法的关键,如何分析实验结果中的一些异常不是很关注。

掌握遗传学实验技术是遗传学实验的重要目标,但简单的让学生照着葫芦画瓢,重复实验过程达不到理想的教学效果。

在实验过程中培养学生观察能力,思考能力,耐心,综合分析能力,合作精神等品质也是实验教学的目标之一。

因此,实验教学中我们鼓励学生多提问题,通过质疑、判断和争论,更好的主动参与实验教学,引导学生学会遗传分析和掌握相关实验技术。

2. 优化实验教学内容

在遗传学实验课时有限的前提下,优化实验教学内容, 提高教学效果, 使学生在有限的时间内尽快提高实验技能越发显得重要。

作为一门传统的生物学实验课程,遗传学实验课的可取之处是内容广泛,技术成熟,操作规范,结果可靠。

而不足之处在于实验内容重复,技术陈旧,深度不够,缺乏分析。

实验内容主要包括两部分:一是验证遗传学的基本规律,例如果蝇的单因子遗传和伴性遗传,链孢酶的分离和交换,细菌的转导等;二是与遗传学有关的实验技术,例如,生物杂交(植物杂交,细菌杂交等)和DNA的操作技术等。

随着分子生物学的迅猛发展, 尤其是多种生物基因组计划的实施, 利用分子手段对遗传基础以及遗传性状进行直接分析已经成为可能。

为了提高学生对学科发展迅速的适应,提高学生在分子研究中的实验设计能力和动手能力。

我们在遗传学实验项目的选择上,开设的实验项目本着经典遗传学和分子遗传学实验两大块并重的思想,除了开设“细胞分裂、染色体结构及数目变异的鉴定、染色体核型分析”等传统遗传学实验项目,增加了“DNA提取和检测,分子标记”等分子水平的实验项目。

在遗传学的实验教学中, 我们需要尽可能地创造条件, 提高开放式教学在实验教学中的比重, 以提高学生分析问题、设计实验以及解决问题的综合性能力。

在原来普通遗传学实验的基础上,我们考虑设计出可以把细胞水平、分子水平综合到一起的大实验,使得目前的遗传学实验更能体现现代生物学的特色,而学生也可以根据自己的兴趣,现有的理论知识和实验技术去选择实验项目、设计实验方案,实验方法的优化。

几年来,我们开设的设计性实验有“利用分子标记技术的辅助育种实验”和“植物基因分离和载体构建”等,取得了较满意的教学效果。

3. 精心设计教学环节

(1)增加探索性、趣味性,提高学生的积极性。

遗传学实验当中有很多为验证遗传学规律的,不仅需要时间长,而且需要有相当大的统计数字,比如孟德尔自由组合定律的验证实验,我们可以不告诉学生符合哪一条遗传学规律,不是让学生验证遗传学规律,而是让学生自己发现规律,提高他们对实验的主动性。

(2)重视对预习报告以及实验记录。

预习报告要求学生在实验前掌握实验原理和实验过程。

实验原理的阐述有助于学生对实验的总体设计、操作方法进行透彻的了解,指导学生进行正确的实验操作。

可以培养学生的科研写作表达能力,同时是提高学生主观能动性的一个重要的方面。

实验成绩评定时,预习报告占有一定的比重。

另外,我们还应该教导学生养成一个好的实验记录习惯,便于对结果进行科学系统的分析,提高他们的科研素养。

(3)考虑结合本学院的实际科研特色,开设一些与学院科研相关的实验项目。

授课过程中,与实验内容相关的学院科研情况简单讲解,激发学生对科学研究的兴趣,开阔学生视野。

例如,“利用分子标记技术的辅助育种实验”,以水稻自交群体为材料,利用SSR分子标记,进行遗传分析。

这个实验的材料就是由学院一个长期从事水稻育种的老师提供。

(4)完善评价体系。

一个好的实验教学评价体系是激励学生参与实践教学的重要保证。

在评价体系中,鼓励学生大胆创新,细节做得好可以加分,如实验设计上具有新意,提出不同于教科书且具有可行性的实验方法;结果分析中能够提出自己独到的见解,实验中一些问题能进行合理性分析。

4.加强实验教师队伍建设

Ernest Boyer博士在《学术的反思》一文中指出:“教学是教育和塑造未来的学者,优秀教师能营造一个氛围,激励主动而非被动式的学习,鼓励学生成为批判性和创造性的思考者,在大学学习结束后,具有继续学习的能力”。

教师在改变学生对实验课认识不足的思想观念方面有着积极的引导作用。

实验内容的创新和方法的改革,是当今实验教学面临的新课题和新任务[5]。

对此,可采取由院系、教研室组织实验教师和主讲教师针对这方面的问题,定期举办讲座和开展观摩研讨活动,激发和开拓教师的创造性思维。

由于实验课是学生理论联系实际,培养学生实验、研究和独立工作的重要教学环节,要求教师必须具备本专业系统而扎实的实验基本技能和基础知识以及相关的专业知识,并及时掌握国内外本学科实验领域的新技术、新方法和发展动态。

通过讲座和开展观摩研讨活动,可进一步提高实验教师指导实验和创新能力。

在实验教学中从多方面提高学生的综合素质,是我们教学中的宗旨。

培养学生的创新能力是实验教学永远追求的目标。

通过优化教学内容, 精心设计教学环节, 尽量为学生进行自主性学习创造条件,在充分调动学生的思维活动的基础上, 锻炼培养学生的动手能力和分析问题的能力。

参考文献:

[1] 张羽. 生物教育专业《遗传学》教学改革的探索. 遗传,, 30(2): 246-250

[2] 苟本富. 遗传学设计性实验的研究探索. 黑龙江畜牧兽医, , 11: 164-165

[3] 姜艳萍. 实验教学与创造性人才的培养. 实验研究与探索, , 20(5): 9-11

[4] 常春耘, 陆南. 实验教学存在的问题及改革措施. 实验室研究与探索, , 25(2): 235-237

遗传学实验设计模板 篇5

实验教学是教学环节中不可或缺的重要组成部分,在培养学生综合素质、实践能力和创新能力等方面发挥着重要的作用。实验教学是对学生动手能力的一种很好的培养手段,通过亲自参与,可以增强学生的学习积极性,加深印象,锻炼其操作能力。医学遗传学由于具有系统的理论知识和极强的实践性,已成为高等医学院校的一门重要的专业基础课,因此在教学过程中不单单要加强理论教学,更要注重实验教学,只有把二者很好的结合起来,才能更好地激发学生的实验兴趣、优化实验效果,培养其动手能力。贵州医科大学针对大学二年级春季学期的临床专业和护理专业开设本课程,共设9次实验,每次2学时。在本课程多年的实验教学过程中,作者总结了如下经验来进行教学改革,以期达到更好的教学效果。

1。优化实验内容

内容滞后的传统医学遗传学实验已不再适应现代医学教育的要求,因此,实验课程内容的改革就显得尤为迫切。经过充分调查研究后,我校该门课程共安排了9个实验,包括人类外周血淋巴细胞培养及染色体标本的制备技术、正常人非显带染色体的核型分析、人类染色体G显带标本的核型分析、人类异常核型的观察和分析、骨髓细胞染色体的制备和核型观察、性染色体标本的制作与观察、人类皮肤纹理分析、人类性状的遗传学分析和遗传病的系谱分析。实验教学是理论教学的实践,将新的理论与检测实验技术引入实验教学,并补充前沿知识,有利于优化实验内容,加强实验效果。

2。多种教学方法相结合

2。1PBL教学法在实验教学中的应用

PBL(problem—basedlearning,简称PBL)教学法的核心是以问题为导向,是基于现实世界并以学生为中心的教育方式,已广泛应用于理论教学00,在实验教学中也有应用02,我们在实际教学中也贯彻该种方法。如进行遗传病的系谱分析这节实验课的讲授时,我们采取的方法是将课堂还给学生,让学生成为学习的主体,每个班级分成5组,每组同学在课前分配1个系谱图,同学之间分工协作,上课时请每组推选一位代表进行讲解,讲解结束之后,其他组学生可以提问,同学之间可以开展有益的讨论,最后由教师进行点评、小结。这种教学法具有很多优点:首先,学生在课前就会对课程的内容有较深入的了解,由于需要弄清楚很多概念、相关问题,学生除了看指定的参考教材之外,还会参考其他书目和查阅相关文献,这对学生的分析、综合能力以及同学之间相互协作的能力都有较大提高;其次,在课堂上由学生进行讲解,会引起其他同学的兴趣,对讲授的学生来说,也是一次不可多得的锻炼机会;最后,教师作为学生学习的主导,其恰到好处的点评对学生来说意义显著,由于有了之前同学的讲授,加之老师专业的点评,两者之间的对比会使学生产生深刻的印象,取得较好的教学效果。

2。2虚拟实验室的利用

虚拟实验室在教学中具有自由度大、节省投入、安全系数高、教学效果好、可延续性等优势H,本次实验课程我们选择性的使用了我校的虚拟仿真实验教学中心的虚拟实验室,如骨髓细胞染色体的制备和核型观察这个实验,在虚拟的实验环境下,学生获得了身临其境的实验体验,在有限的时间领会和掌握课程设计的知识,有更多动脑、动手的时间。实验进行直观的演示,很好地提高了学生的学习兴趣,教学效果非常明显。

3。融入科研理念

教学过程中,我们还充分融入了科研理念来拓展学生思路,培养学生分析问题、解决问题的能力。如在性染色质标本的制作与观察这一实验中,人类正常女性个体的体细胞的2条X染色体,其中一条在分裂间期失去活性,形成X小体,染色后显微镜下可见,而正常男性由于只有1条X染色体,故无法形成X小体。我们要求同学们对男性、女性都要做玻片,之后交换观察,这样可行形成鲜明的.对照,形成了科学的思维,加强了印象。

鼓励学生运用所学理论知识分析实验现象、过程和结果,鼓励学生提出不同的意见和观点,以期通过实验,端正学生的学习态度,逐步融入科研理念,增强学生的创新能力。

4。创新改革评价体系

以实验报告作为单一的评价标准无法全面的评价学生的实验能力和学习效果。这种传统的评价模式使得学生在课堂上过于关注实验报告,以至于利用大量的时间进行实验报告的撰写和绘图工作,有的同学甚至直接参照教科书或实验指导上的插图进行绘图,不利于对其科学思维能力的锻炼、实事求是精神的培养。因此我们对评价体系进行了改革,应用多种评价方法对学生进行有效的考核评价。这就要求教师在课堂上仔细全面地观察每位学生的实验操作,包括他们的动手能力、实验效果、协作能力等,同时认真批改学生的实验报告,综合评价学习效果,对于学有余力或感兴趣的同学,也可指导他们进行文献阅读及论文的写作。通过多种评价模式,使学生真正地掌握相关知识,得到思维、能力的全方位提升,进而完成实验教学大纲的基本要求。

5。小结

遗传实验教案学生版 篇6

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

动物遗传学实验管理的优化改革 篇7

1 优化实验室管理体制

1.1 加强实验室队伍建设及角色转变

实验室队伍是实验室建设与管理的主力。原来从事实验室工作的人员通称为“教辅人员”, 也就是教学辅助人员[6]。这种称谓有一定的历史背景, 特别是在当时的高校教育资源奇缺的情况下, 为保证教学的顺利进行而设置的, 而原来在实验室工作的人员主要是承担实验的日常管理, 保证实验设备的完好率和实验环境的良好。伴随着高校教育的快速发展, 实验室的人员组成及所承担的任务也发生了变化, 现已经从教学辅助位置向教学主体位置转变, 实验室工作人员要逐渐参与理论与实验教学, 不但直接参与各种科研项目和教改课题的研究, 同时也直接申请科研项目, 充分发挥在实验室工作的优势。目前, 吉林大学畜牧兽医学院实验中心的教辅人员已全部具有硕士以上学历, 具有中级以上职称人员占75%, 形成了一支结构合理、经验丰富的实验教学队伍, 保证了本科生实验教学的质量。

1.2 完善实验室管理

实验教学环节在实现培养方案上有着不可替代的作用。实验教学的整个过程都要在实验室完成, 日常实验室的管理水平将直接影响这一重要教学环节完成的质量和效果[7,8]。科学管理好实验室才能最大限度地发挥出硬件作用, 才能为教师的教学提供方便条件, 才能为学生提供一个探究未知、验证假说、寻求规律的理想场所, 而这一切工作的开展离不开实验室工作人员的努力, 建立健全切实可行的管理模式, 既能调动实验室工作人员的积极性, 又能保证日常教学的顺利进行。

1) 建立一套行之有效的管理制度, 实行人性化管理, 调动工作人员的积极性和创造性。人性化管理是以尊重人、关心人、理解人为出发点, 是以制度约束为基础的管理模式, 在坚持“以人为本”的前提下, 制订合理规范的制度, 并实施有效的激励机制, 才能发挥良好的团队协作精神。吉林大学畜牧兽医学院实验中心在安排实验教学内容及开设时间时, 一方面强化实验工作人员的团结协作, 不再采用过去各管一摊的工作方式, 而是分工明确, 在实验中心统一部署下完成实验教学工作;另一方面对在正常教学时间内无法完成的实验, 如果蝇杂交实验通常需要50 d左右, 因而需要实验人员提前做好实验准备, 无形中占用了部分实验人员的休息时间, 实验中心采取了相应的保证措施, 对这部分工作在时间安排上给予充分的自主权限, 摒弃原有的作息模式。

2) 根据实验课的内容, 对常用仪器、药品、易耗品建库归档管理。由原来的各项物品集中管理逐步转向以实验课内容为主体的细化管理, 这样既有利于实验课的准备工作, 也有利于实验物品的管理。

3) 根据每次实验课的内容建立实验用品明细登记, 包括各种物品的使用情况, 是否在使用过程中出现破损及仪器设备运行状况等, 通过合理安排既能保证实验的顺利开展, 也能为下一次课程的进行提供保证, 避免出现混乱现象。

4) 建立账目。通过账目管理能够清楚实验室内各种物品配备及使用情况, 从而更好地对仪器设备进行必要的维护, 并对需要报损的器材及时更新、统一购置, 使各类物品能够达到最合理的配备, 提高利用率。

5) 加强特殊仪器和物品的管理。由于在实验过程中涉及到一些高精尖设备, 如梯度PCR仪、冷冻离心机、凝胶成像分析系统等, 在使用操作过程中应由专业人员进行指导使用, 以保证设备的使用效率;对于有毒试剂如秋水仙素、乙醚、溴化乙锭 (EB) 等要设置专门的保管场所, 避免更多的人接触, 减少不必要的污染和危害。

1.3 充分发挥实验工作人员的积极性

随着教学质量的提高, 实验室工作人员已经不是单纯的管理人员, 而是具备一定的专业知识, 能够与理论教学人员合作直接参与实验教学, 使其达到学有所用的目的, 并适当地承担部分实验教学任务。这样既能保证实验室工作人员的责任感, 也能增加其工作的积极性, 确立教学一线的工作价值, 避免出现消极管理的现象。

2 完善动物遗传学实验教学体系

按照传统的实验教学模式, 动物遗传学实验教学课时不多, 内容单调, 且考核方法不够科学, 学生的积极性不高, 甚至处于被动学习状态[9,10]。为了培养高素质的人才, 利用吉林大学畜牧兽医学院教师素质较高、实验条件较好的优势, 在动物遗传学实验教学的各个环节鼓励学生采用新思想、新方法, 在不断探索和总结中逐渐提高自己的研究能力, 培养创新意识, 取得了较好的效果。

2.1 充分认识动物遗传实验的重要性

在实验教学过程中不断加强思想教育, 引导学生充分认识实验课学习的重要性, 实验课不仅是验证理论知识、学习遗传学领域中有关实验技术的环节, 也是为学生提供参与研究的机会。

2.2 完善实验体系

由单一实验向综合性、设计性、研究性实验转化, 使实验内容更加丰富。新型遗传学实验体系的建立包括果蝇遗传学、动物及医学遗传学、微生物遗传学、分子遗传学、数量与群体遗传学等几个综合实验系列。根据动物遗传学实验教学的需要, 实验中心开展的综合性实验项目主要有:果蝇性状的遗传分析、人类性状的遗传分析、染色体畸变的遗传分析、哺乳类及鸟类性别决定的遗传分析等。果蝇性状的遗传分析是传统的基础性实验项目, 通过优化整合为综合设计性实验, 由学生自主设计果蝇杂交组合, 并按自定的设计方案实施, 培养了学生遗传学实验的综合设计能力、实验操作能力和数据分析能力。

2.3 实验课的准备

在条件允许的情况下, 让学生参与实验准备过程, 能使学生进一步了解动物遗传学实验设计、原理、目的及掌握基本的操作技能。实验教师可以将实验的基本要求、目的及注意事项告知学生, 让学生参与实验材料的准备、药品试剂的配制和仪器设备的调试等。如动物外周血淋巴细胞培养及染色体制片观察实验, 学生参与实验准备可以掌握采血、培养基的配制及淋巴细胞的培养技术, 这些基本技能实验课上是无法学到的。另外, 学生可以根据兴趣选择不同动物进行实验, 激发学生的求知欲, 从而使学生对遗传学产生浓厚的兴趣。

3 优化动物遗传学实验考核方式

在传统的实验教学过程中, 通常以小组为单位开展实验, 多数学生只是当做一项任务来完成, 由于操作方法相对固定, 有些学生在实验过程中会产生惰性, 实验报告容易出现雷同, 学生对所记录内容不求甚解, 为避免这些现象、保证教学效果, 建立了量化考核方式, 以引起学生的重视, 提高教学质量。

3.1 建立实验考核标准

以往学生的考试内容只是通过基本操作和实验报告来完成, 无形中忽略了学生对实验目的、实验内容和实验意义的学习。为了提高实验教学效果, 建立和完善考核方法尤为重要, 为加强对实验内容的考核, 在理论试卷中增加了实验技术的考试内容 (单独对实验技能进行考试) , 通过考试内容的变化来激发学生的学习动力。通过对2006届和2007届2个年级动物医学专业的学生进行的问卷调查 (共发放问卷476份, 收回有效问卷476份) 和考试成绩的统计学分析, 结果表明改革前后学生的满意度和考试成绩差异显著 (P<0.05) , 说明完善考核内容有益于提高实验教学效果。

3.2 改革实验课量化考核标准

在以往实验教学中, 实验成绩占动物遗传学课程总成绩的20%, 现已提高到40%。以往实验课成绩主要通过实验报告和出勤情况来判定, 而且相对分值较高, 没有具体的参照标准, 往往由任课教师来决定。在建立量化考核后, 实验课成绩由平时成绩、笔试成绩、实验操作成绩、实验报告成绩4个方面组成, 采取考核与考试相结合的方式综合评定实验成绩。实验成绩实行百分制, 平时成绩占实验总成绩的20%, 包括出勤、预习、课堂回答问题等, 其中出勤率占实验总成绩的10%, 每缺勤1次扣2分, 满分10分;笔试为实验理论考试, 占实验总成绩的20%, 根据卷面实得分进行核算;实验操作占实验总成绩的30%, 考核学生实验操作全过程, 按评分标准分步赋分或扣分, 并控制操作时间;实验报告占实验总成绩30%, 根据实验报告的规范性、完整性及正确性等给出成绩, 不能及时上交或出现抄袭现象者酌情扣分。实验考核须成立专门的实验考核小组, 考核教师对每名学生都要给予客观、公正地评价。

4 结论

通过实验教学的优化改革, 使实验中心工作人员转变了角色, 工作积极性得到了提高, 减少了实验教学过程中互相推诿的现象, 同时学生在实验中的学习兴趣也得到激发, 有利于培养学生学习的能动性, 95%的学生认为这样的实验方式更合理、更公平、更贴近实际, 避免了为成绩而实验的现象, 提高了实验教学质量。

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遗传学实验设计模板 篇8

关键词:生物科学;遗传学实验;教学改革

中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2015)18-156-02

The Exploration of Teaching Reform of Genetics Experiment in Biological Science

Wang Zhong et al.

(College of Life Sciences,Jiamusi University,Jiamusi 154007,China)

Abstract:The problems in the teaching of biological science major in our school are analyzed,and the teaching reform of genetics is explored,including time setting,assessment method and improving students' enthusiasm,in order to improve the teaching quality and teaching reform.

Key words:Biological sciences;Genetics experiment;Teaching reform

遗传学实验课是生物科学专业为加深学生对所学的遗传理论课内容的理解而开设的专业必修课,目的是使学生系统学习和掌握遗传学实验理论和实验技术,巩固和验证课堂教学内容,同时培养学生运用理论知识进行实验设计,以及综合分析问题、解决问题的能力。但是,在实际教学中,往往由于条件限制或其他因素影响,开设的实验一般很难达到预期效果,同时也限制了学生的学习热情。为此,笔者对遗传学实验的教学进行了改革探索,分析了生物科学专业的遗传学实验教学中存在的问题,从多角度适当加以调整和改进,以期达到提高教学质量,实现教学改革的目的。

1 遗传学实验教学中存在的问题

1.1 实验学时设置不灵活 本校开展的遗传学实验都是理论课开始后的第3周或第4周开始进行,一般每周安排一个3学时的实验,这种安排对于一些简单的规范的实验流程比较合适,而对于遗传学实验而言较为不妥。因为本学科中的经典的基础实验,如植物根尖细胞有丝分裂制片等,需要事先培养根尖并在适宜时间固定2~24h,课堂计划学时内根本无法完成,只能事先由老师代做;又如综合性和设计性的实验,像果蝇杂交实验,整个流程至少需要30d左右,尤其是处女蝇搜集,要求间隔12h之内搜集,如果不开放实验室,就无法让学生参与实验的全程,而短短的3学时根本无法满足实验要求。此外,本门课程针对的是生物科学专业的学生,这些学生毕业后很多都是从事初、高等教育教学工作的,如果不能全程参与实验,很有可能在以后的教学中无法独立开展相关实验,从而影响教学。

1.2 实验讲授及考核方式单一 目前教学主要是利用板书,即教师事先在实验室黑板上写好实验目的、原理、步骤等,上课时由教师详细讲解,并结合实际进行演示实验,学生都是被动地参与实验,导致教学效果不佳。而对学生实验的考核,通常仅依据实验是否缺勤和守纪律,实验报告的撰写是否工整,思考题是否回答正确等,不能全面反映其真正水平。

1.3 学生学习积极性不高 传统遗传学实验课程中,实验前期准备工作都很充分,如植物同工酶技术主要是用电泳方式分离同工酶,本实验中存在一个问题,即灌制电泳所需分离胶,等胶凝固至少要1h左右,再灌浓缩胶,凝固还需0.5h左右,而电泳又需2~3h,所以实验一般都是事先灌制好凝胶,学生只是负责点样及观察结果,学生亲自参与内容较少,缺乏主动性,从而导致一些学生相互抄袭实验报告,做完实验后对需要掌握的实验技能仍是一知半解。再者,有的实验都是验证性实验,实验结果已知,而有的学生本身对实验课程的重视程度就不够,导致其学习积极性也不高。

2 遗传学实验教学改革的对策建议

2.1 灵活设置实验学时,鼓励学生参与实验准备 对于像根尖细胞有丝分裂、减数分裂制片及果蝇唾腺染色体制片和观察等简单的操作技术实验课,可以设置3学时,而像果蝇杂交大实验,可以适当增加学时,设为12学时;其他实验学时可以适当增减,如植物同工酶技术考虑改为4学时,染色体核型分析改为2学时等。同时,多数遗传学实验存在一个问题,即课外补助时间完成的实验多,如植物根尖细胞有丝分裂制片观察实验,实验前期需要较长的根尖培养时间,当根尖长到1.5~2.0cm左右时,需要水洗,并选择适宜的时间固定2~24h等。而课堂计划学时内完成的实验较少,都是固定好后的材料学生直接取来操作,从而限制了学生的学习主动性,同时学生对实验的完整掌握程度不够,因此,可以考虑实验材料的培养、预处理,药品的配制等,这些准备工作可以由学生来完成,鼓励学生积极的参与到实验的准备中来,同时可以提高学生的动手能力和学习热情。

2.2 讲授形式灵活多样,考核方式细化、量化 针对传统的实验主要以讲授法为主,学生只是被动的接受,学习积极性不高及生物科學专业自身特点,可以考虑对于一些实验技术是经典的,或是经过多年科学实验证明方法是成熟的,结果是可信的,重演性好的操作简单的实验,如人工诱发多倍体植物,该实验具体操作方法与植物根尖细胞有丝分裂制片有许多相似之处,可以考虑让学生课前做好充分准备,课上由几名同学换位讲解,以提高学生学习兴趣,同时加深对该实验的理解和掌握。在考核方式上,应制定科学合理的实验考核评价体系,兼顾实验课教学中的每一个环节,不能仅以实验报告作为考核标准;应该客观地考核学生的实验操作能力及综合分析问题和解决问题的能力,对于实验报告应坚决杜绝学生抄袭或修改实验结果,同时提高撰写质量。具体考核内容应包括预习实验报告(10%),平时实验操作能力(20%),实验报告主体(30%)及期末考评(40%),包括操作及简单的问答。如:可以事先准备好不同性状的果蝇,只提供标好的序号,要求每名同学观察并鉴定,作为操作能力的考查,同时提供事先准备好的实验教学中涉及到的问题的题签,要求每名同学抽取不同题签进行回答,这样考核才够全面。

2.3 提高教学效果,调动学生学习积极性 传统的实验设置多数都是验证性实验,且实验基本都是板书教学,缺乏新意,导致学生学习积极性不高。针对这一特点,可以考虑从以下2个方面进行改革:首先应用现代教学手段,像一些经典的实验,如细胞的减数分裂制片观察,除了指导学生自己制片外,可以提供一些永久装片,同时结合多媒体教学,将观察不全或效果不好的分裂时期及时给全示范图像,从而提高教学效果。再有,遗传学实验中涉及许多染色体观察方面的内容,可以引进高倍电脑型视频显微镜进行观察,该显微镜最大的优点是不仅可以在目镜上作显微观察,还能在计算机显示屏幕上观察实时动态图像,这样便于师生之间的互动交流,加深学生对显微图像的感性认识,从而提高学生的学习热情。其次,应全面开放实验室,利用科研项目,带动遗传学实验教学,进而提高教学效果。现在高等院校都是教学和科研并重,而遗传学方面的科研课题又很多,因此可以考虑利用教师现有的一些科研项目,结合教学实践,开创一些开放性、创新性实验内容,引起学生学习兴趣。但前提必须是开放实验室,即实验时间、场地都应该充分保证。再有,经典的果蝇杂交实验也是要求全天开放实验室才能满足实验需求的,因为实验前期需要收集处女蝇,一般是早7:00、晚7:00各一次,实验中又要求多次观察及培养等,因此,开放实验室势在必行。

参考文献

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