遗传学是研究生物遗传信息传递和表达规律的学科。遗传学实验是配合遗传学理论教学而设置的,目的在于帮助学生巩固、加深和丰富对遗传学基本原理的认识和理解,并通过基础性、综合性、设计性实验研究,培养学生的相关实验操作技能和独立进行科学研究的能力。本实验课程以多种模式生物为材料,从经典遗传学实验和分子遗传学实验两大方面,让学生训练和掌握遗传学研究的主要实验方法和技术,并完成实验报告以培养分析实际问题的能力。
实验一、实验名称:植物减数分裂过程中染色体行为的观察 学时: 5 实验类型:基础性实验
实验内容:以玉米的雄花序为实验材料, 制备和观察植物减数分裂染色体标本。
教学要求:学习植物花粉母细胞减数分裂的制片方法和技术,并通过对植物花粉母细胞减数分裂制片的观察,熟悉减数分裂的全过程,以及各个分裂时期染色体的形态特征,染色体减半发生的时期及其遗传学意义。
重点、难点:玉米花药的取材时间和压片程度。
实验二、实验名称:果蝇的性别鉴定、性状观察及饲养方法 学时:4 实验类型:基础性实验
实验内容:果蝇的麻醉,接种,雌雄果蝇的辨别和突变性状的观察,培养基的制备和灭菌。
教学要求:掌握果蝇的基本特征及鉴别雌、雄果蝇的方法,熟悉常见突变型,了解果蝇生活周期特征及各阶段的形态变化。
重点、难点:鉴别雌、雄果蝇的方法和突变性状的观察。
实验三、实验名称:孟德尔分离定律和自由组合定律的验证(Ⅰ) 学时:6 实验类型:基础性实验
实验内容:以野生型果蝇和突变型品系残翅和黑檀体果蝇为实验材料,设计单因子和双因子杂交实验,挑选亲本杂交后子一代自交,观察子二代性状的分离比例,并进行数理统计分析。
教学要求:通过实验掌握果蝇杂交技术,深刻理解孟德尔分离定律和自由组合定律,学习遗传学实验结果记录及统计处理方法。
重点、难点:处女蝇的挑选和实验结果的分类统计处理。
实验四、实验名称:孟德尔分离定律和自由组合定律的验证(Ⅱ) 学时:6 实验类型:基础性实验
实验内容:以野生型果蝇和突变型品系残翅和黑檀体果蝇为实验材料,设计单因子和双因子杂交实验,挑选亲本杂交后子一代自交,观察子二代性状的分离比例,并进行数理统计分析。
教学要求:通过实验掌握果蝇杂交技术,深刻理解孟德尔分离定律和自由组合定律,学习遗传学实验结果记录及统计处理方法。
重点、难点:处女蝇的挑选和实验结果的分类统计处理。
实验五、实验名称:果蝇的伴性遗传 学时:6 实验类型:综合性实验
实验内容:以野生型果蝇和白眼突变型果蝇为实验材料,设计正交和反交实验方案,挑选亲本后杂交后子一代自交,观察子二代白眼和红眼性状的分离。
教学要求:了解伴性遗传并认识果蝇伴性遗传的特点。
重点、难点:处女蝇的收集。
实验六、实验名称:果蝇的三点测交及遗传学作图 学时:6 实验类型:综合性实验
实验内容:以野生型果蝇和三隐性突变型果蝇为实验材料,设计实验方案后挑选亲本,杂交后子一代自交,观察子二代各种表型,并进行子代分类统计分析。
教学要求:掌握三点测交的原理及方法,学习三点测交的数据统计处理及分析方法,了解绘制遗传学图的原理和方法。
重点、难点:处女蝇的收集和F2果蝇的分类统计。
实验七、实验名称:果蝇唾腺染色体的制片和观察 学时: 4 实验类型:综合性实验
实验内容:以果蝇的三龄幼虫为实验材料制备唾腺染色体标本,固定、染色后观察。
教学要求:了解果蝇唾腺染色体的结构,掌握唾腺染色体制片的基本方法。
重点、难点:果蝇唾腺染色体的剥离和盐酸的解离时间。
实验八、实验名称:人体性染色质小体的制备和观察 学时: 4 实验类型:基础性实验
实验内容:取人的口腔黏膜和毛囊细胞,固定染色后镜检观察。
教学要求:了解X染色体失活假设及剂量补偿效应的机制,学习人类性染色质的检查方法。
重点、难点:对实验材料的固定处理和透明分色。
实验九、实验名称:植物多倍体的诱导和鉴定 学时:4 实验类型:基础性实验
实验内容:用适当浓度的秋水仙素处理洋葱或大蒜根尖,待根尖膨大后制片观察,可诱导多倍体。
教学要求:学习并掌握用秋水仙素诱导多倍体的一般方法及细胞学鉴定。
重点、难点:盐酸解离的时间和敲片,压片的程度。
实验十、实验名称:染色体核型分析 学时:4 实验类型:综合性实验
实验内容:选取上一个实验制备好的根尖染色体好的分裂相,进行显微摄影,选取好的照片2-3张,进行染色体形态分析。
教学要求:学习并掌握染色体核型分析的基本方法,了解和认识某一物种染色体的形态特征。
重点、难点:好的染色体分裂相和染色体配对。
实验十一、实验名称:粗糙脉胞菌的顺序四分子分析 学时:6 实验类型:综合性实验
实验内容: 培养赖氨酸缺陷型(Lys-)和野生型(Lys+)的粗糙孢霉,将突变型和野生型杂交,培养后通过观察、统计不同类型的子囊,进行顺序四分子的分析,确定基因和着丝粒的距离。
教学要求:掌握四分子分析的原理和方法,了解粗糙脉胞菌的生活周期和特性。
重点、难点:子囊果的发育时间的选择和压片的程度。
实验十二、实验名称:数量性状的遗传分析:人类指纹花样的遗传分析 学时:4 实验类型:设计型实验
实验内容:观察人类的性状-血型或掌纹,进行统计分析。
教学要求:掌握皮纹分析的基本知识和方法,了解皮纹分析在遗传学中的应用。
重点、难点:嵴纹计数和分类。
四、教材与学习资源
1、汤志宏编著,遗传学实验,中国海大出版社,2011
2、杨大翔编著,遗传学实验,科学出版社,2010
3、王建波编著,遗传学实验进程,武汉大学出版社,2004
五、考核方式
考查,平时成绩(包括出勤和实验操作)占50%,实验报告占50%。
六、教学策略与方法建议
以讲授法和讨论法为主,充分调动学生的积极性,让学生多动手并参与到实验的准备中,提高学生的实验技能和独立分析能力。