遺傳學綜合創(chuàng)新性實驗課程設計與指導黎雙飛`王娟`聶曉云老師

1、遺傳學綜合創(chuàng)新性實驗,課程設計與指導：黎雙飛、王娟、聶曉云老師2012年4月,一、實驗目的與實驗要求,目的培育自信；訓練自主學習和拓展知識的能力。提高動手能力、創(chuàng)新能力與綜合素質(zhì)。為提前參與科學研究活動打下基礎。實驗要求: 3-4人一組。鼓勵自己選擇植物種子。利用課外時間(雙休日)自主管理、實施實驗計劃。實驗結(jié)束后，每個項目組成員可以充分利用本小組的實驗數(shù)據(jù)和資料信息；論文必須獨立完成。,二 教學方式與輔導時間

2、,同學實驗時間與教師輔導答疑時間正常實驗教學時間內(nèi)，進行集中教學和輔導。周一～周五課外時間(包括晚上),接受學生咨詢和實驗項目問題的探討。雙休日，實驗室對參加本課程學習的同學開放，開放時間：9：00～21：00。各位同學自己安排實驗時間。,三 可選主題,1 多倍體花卉的誘導和培育 2 誘導物對果蠅生物量及酶活性影響的研究 3 植物的染色體顯帶和分型研究,因人數(shù)太多，老師人手不足，本學期暫定為都做題目1 。,,實驗目的　　1．熟悉

3、人工誘導多倍體的原理，初步掌握用秋水仙素誘發(fā)多倍體的方法?！?．掌握植物多倍體細胞染色體加倍的特點及染色體制片的一般方法； 3. 熟悉常用的生物量統(tǒng)計方法。,3.1 人工誘導多倍體種子萌發(fā)、發(fā)育形態(tài)觀察及其染色體研究,人工誘導多倍體的方法很多，分為物理的（溫度劇變、機械損傷、各種射線處理等）和化學方法的（各種植物堿、麻醉劑、植物生長激素等）誘導方法。其中，秋水仙素是誘導多倍體的最有效的方法之一。 多倍體植

4、物的特點：巨大性、不育性、代謝合成強、適應性強、克服遠緣雜交的不結(jié)實性。,實驗原理,秋水仙素溶液的主要作用是抑制細胞分裂時紡錘體的形成，使染色體向兩極的移動被阻止，而停留在分裂中期，但染色體的復制不受影響，這樣細胞不能繼續(xù)分裂，從而產(chǎn)生染色體數(shù)目加倍的核。若染色體加倍的細胞繼續(xù)分裂，就形成多倍性的組織．由多倍性組織分化產(chǎn)生的性細胞，可通過有性繁殖方法把多倍體繁殖下去。將種子用秋水仙素浸漬，也可誘導多倍體植株產(chǎn)生。,實驗材料 黃豆、綠

5、豆、蠶豆、大蒜種子，或其他植物的種子。實驗儀器及用具顯微鏡、載玻片、蓋玻片、鑷子、刀片、滴管，吸水紙、培養(yǎng)皿藥品和試劑 1%秋水仙素溶液，1 mol／L HCl溶液 、改良苯酚品紅等,種子材料：1、黃豆、綠豆、紅豆種子浸在0.5%的秋水仙素溶液24小時(浸沒種子的2/3)。用自來水沖洗2－3次。2、將萌發(fā)種子移到盛有0.025%秋水仙素溶液潤濕了吸水紙的培養(yǎng)皿中，培養(yǎng)發(fā)芽。48小時后取出幼苗，用自來水緩緩沖洗幼苗。3、把處

6、理后的幼苗栽種在盆缽內(nèi)，同期栽種未經(jīng)處理的的種子作為對照。4、栽種期間給以良好的管理。,觀察與鑒定,處理后的植株和未處理植株在外部形態(tài)上和結(jié)構(gòu)上，是有區(qū)別的。常采用的方法是觀察和比較兩者氣孔的大小。將葉面表皮撕下在顯微鏡下觀察，多倍體葉面氣孔比二倍體大很多，從外部形態(tài)上加倍后生長的植株比二倍體高大，葉片肥厚。 　在形態(tài)觀察的基礎上，可進一步進行鏡檢觀察染色體數(shù)目的變化。方法同前。,,煙草2倍體，4倍體和8倍體葉片表皮細胞的比較,注意

7、事項：1、 秋水仙素處理時間應根據(jù)供試材料的細胞周期而定，當處理時間介于供試材料細胞周期的一倍到兩倍之間時，可觀察到細胞由二倍體變?yōu)樗谋扼w，當處理時間多于供試材料細胞周期的兩倍以上時，供試材料的細胞可從四倍體變?yōu)榘吮扼w，因此，在培養(yǎng)多倍體細胞時，應注意用秋水仙素的處理時間；此外，秋水仙素的濃度對處理效果也有影響，應注意掌握。2、 秋水仙素為劇毒藥品，實驗中應注意不要將藥品沾到皮膚上，眼睛中。如果沾到皮膚上，應用大量自來水沖洗。,注

8、意藥劑濃度和處理時間的選擇,溶液的濃度不宜過高或過低。過高，會引起傷害，以至致死；過低，又不起作用。一般采用臨界范圍內(nèi)的高濃度、短時間處理。 通常，草本濃度較低，木本濃度較高。 果樹、樹木：1-1.5%，蔬菜、草本花卉：0.01-0.2% 甘藍、白菜、南瓜、蘿卜的試驗表明，在0.01-0.2%的范圍內(nèi)，隨濃度增高，突變的百分率也顯著提高。處理時間以細胞分裂周期為轉(zhuǎn)換。,3.2 誘導物對果蠅生物量及酶活性影響的研究,選擇不同種類

9、的環(huán)境污染物、植物提取液、食品添加劑等，通過半致死劑量分析確定誘導物的濃度梯度，通過分析不同濃度組和對照組之間果蠅生物量集體內(nèi)相關(guān)酶活性的檢測，分析污染物對生物個體可能產(chǎn)生的相關(guān)影響，為毒理遺傳 提供實驗依據(jù)。實驗項目的研究內(nèi)容主要包括：1. 查詢資料，選擇的污染物種類；2．確定實驗組污染物的濃度梯度；3. 開展試驗，數(shù)據(jù)統(tǒng)計；4．果蠅的勻漿液制備和酶活測定；5． 實驗結(jié)果的總結(jié)、比較和分析。6．撰寫實驗論文,3.2 誘

10、導物對果蠅生物量及酶活性影響的研究,【要求】（1）具備遺傳基礎實驗的基礎，工作細心，具有耐心；熟悉統(tǒng)計學軟件（如SPSS等）的同學優(yōu)先考慮；（2） 并要求學生自行設計實驗，學生可以在此基礎上適當自行增加一定與本實驗相關(guān)的研究內(nèi)容。（3）學生自行安排時間進行實驗，實驗過程中要求學生盡量做到獨立思考、獨立解決實際問題，遇到難題與指導老師共同商量或者征求實驗方法指導。（4）老師在實驗過程中要了解、及時跟蹤學生的實驗動態(tài)、實驗進展和實驗

11、結(jié)果，并就實驗中解決問題的能力打分。（5）實驗結(jié)果最終要求以科學論文的格式進行撰寫，要求格式規(guī)范、方法清晰、結(jié)果詳實、分析得當、結(jié)論明確。,3.3植物的染色體顯帶和分型研究,【主要內(nèi)容】擇常見的屬內(nèi)生物（動物或植物）作為實驗材料，采用擬定的染色體制備技術(shù)獲得染色體分型好的裝片，確定不同物種的染色體數(shù)目及屬內(nèi)生物之間的差異。采用不同的染色體顯帶技術(shù)，分析不同生物之間經(jīng)顯帶后的差異。研究結(jié)果將為研究生物的進化和物種間的親緣關(guān)系等提供實驗

12、依據(jù)。實驗項目的研究內(nèi)容主要包括：1. 查詢資料，選擇分類地位接近的物種（應該易于完成染色體裝片）。2．確定適合該物種的染色體制備方法。3. 不同顯帶方法的應用和結(jié)果比較。4．獲得不同物種染色體的核型信息和完成生物之間顯帶結(jié)果的比較。5．撰寫實驗論文,3.3植物的染色體顯帶和分型研究,【要求】（1）具備遺傳基礎實驗和植物學相關(guān)知識的基礎，工作細心，要有承擔實驗失敗風險的心理素質(zhì)；（2）學生在老師的指導下完成實驗設計，學生

13、可以在此基礎上適當自行增加一定與本實驗相關(guān)的研究內(nèi)容；（3）學生自行安排時間進行實驗，實驗過程中要求學生盡量做到獨立思考、獨立解決實際問題，遇到難題與指導老師共同商量；（4）老師在實驗過程中要了解、及時跟蹤學生的實驗動態(tài)、實驗進展和實驗結(jié)果，并就實驗中解決問題的能力打分；（5）實驗結(jié)果最終要求以科學論文的格式進行撰寫，要求格式規(guī)范、方法清晰、結(jié)果詳實、分析得當、結(jié)論明確；（6）至少要完成兩種以上植物的染帶分析或者同一種植物3種以

14、上的染帶分析結(jié)果。,四 論文格式與撰寫技巧,題目（2號，全文宋體）姓名（小四）（學院 專業(yè) 年級 學號 ）（5號）組員：指導教師：姓名（小四）摘要 簡述方法、實驗結(jié)果、目的和意義。（不超過300字；5號）前言：1、簡述與本實驗相關(guān)的文獻資料。2、敘述做本實驗的目的和當前文獻的不同之處以及可能的意義。（小四）,三 、論文格式與撰寫技巧;,1 材料與方法（一級標題為加粗四號，其他標題加粗小四號；內(nèi)容一律為小四號宋體）1

15、.1 種子來源1.2 實驗處理方法1.3 幼苗培育1.4 觀察方法,四、論文格式與撰寫技巧,2 結(jié)果2.1 2.22.3,四、論文格式與撰寫技巧,3 討論 3.1 敘述本實驗的新發(fā)現(xiàn)。如………舉例和推理說明，表明意義，對不能下結(jié)論的做出適當?shù)姆治龊徒窈蟮挠媱潯?3.2 敘述本實驗的成功和不足，簡單總結(jié)。參考文獻1 作者姓名。文獻題目。期刊名，年，卷（期）：X～Y。（必須是正式學術(shù)刊物上發(fā)表的論文

16、）,注意事項：附：0.1%秋水仙素的配制： 　　取秋水仙素0.5克（先用少許95%酒精助溶），溶于500亳升蒸餾水中，配成0.1－0.025%秋水仙素溶液。亦可制成較高濃度的母液，放入棕色玻璃瓶內(nèi)，用時再稀釋到所需的濃度。,實驗安排,1：種子選擇、開始時間（每個小組實驗開始時間由指導老師決定）； 2：需要的實驗材料和藥品； 3：預期試驗進度安排，第16周匯報，匯報實驗進展和遇到的問題； 4：第18周結(jié)束，提交

17、論文。,注意事項,1 試劑問題：所有試劑均有，其中0.1%、1%秋水仙素溶液在冰箱，使用多少配多少，不要浪費??！ 改良苯酚品紅在實驗室臺面長期保存！ 70%、無水乙醇、冰醋酸、1 mol／L HCl溶液在靠窗戶臺面下，如果沒有了，則臨時配置！,注意事項,耗材問題 常規(guī)耗材（培養(yǎng)皿、紗布、濾紙、一次性吸管、一次性手套等）在S201第一排7.8.9號抽屜備有。 花盆每個小組1個，小組長領取、簽名，最后交

18、花盆要有老師簽名。,注意事項,實驗安排 進度由各位老師掌握，具體工作實行小組長負責制，試驗時間可以安排的下午、晚上或周末。晚上值班時間：18：00-20：30。周日值班臨時安排，會在201門上貼有聯(lián)系電話。 周日值班時間：上午9：00-11：30，下午2：00-5：00，晚上根據(jù)需要臨時約定。,注意事項,實驗室安全不準帶無關(guān)人員入內(nèi)；不準私自使用不需要的儀器設備，對不會使用儀器設備要先請教老師或值班同

19、學；所有藥品非經(jīng)老師同意，不準帶出實驗室；儀器進出實驗室要及時切斷電源；,注意事項,5 實驗分組自愿組合，結(jié)果自我承擔；組長負責，登記小組名單和組長；結(jié)果小組共享；小組出現(xiàn)問題，全體組員連帶承擔責任,注意事項,6 綜合性實驗成績平時占10%（包括器材、安全等）結(jié)果占60%；論文不能互相抄襲，論文占30%。,其他注意事項,大蒜不要剝外表皮； 大培養(yǎng)皿裝水量最適體積為25-30 毫升； 培養(yǎng)土首次要完全濕潤，栽培后要