课程名称：	遗传学实验
英译名称：	Genetic Lab
课程代码：	071002X108a
适用专业：	生物技术
课程学分：	1.0
制定人：	杨美娜
审核人：

          二〇二二年七月

              课程基本信息

课程名称

遗传学实验

课程学时

32

课程学分

1.0

授课学期

4

授课对象

专业

生物技术

学制

4

教材名称

遗传学实验指导（第2版）

教材出版信息

《遗传学实验指导》（第2版），张文霞主编，高等教育出版社。

考核方式

□考试     R实验设计或实验报告   □其他

实验（实践）地点

生物医学科学学院A201，A205

辅助实践场地

无

课程成绩

平时考核（％）

30

单元测试（％）

20

期末成绩（％）

50

课程负责人及团队骨干（5人以内）

姓名

性别

学历

学位

职称

从教时间

杨美娜

女

研究生

博士

中级

2016.08

周小艳

女

研究生

博士

中级

2012.08

 

课程教学大纲

 

一、课程介绍

1. 内容概述

遗传学实验是开展遗传学研究的重要基础，是生命科学领域基础且重要的实验课程之一，是生命科学生物技术专业本科生的一门专业必修课程。主要从个体、细胞和分子三个不同水平揭示遗传学的基本现象和规律。

实验课程内容包括三个模块，一是经典遗传学模块，主要利用果蝇野生型和突变型的杂交，来验证经典的遗传学规律，从个体水平上分析和深入理解遗传学基本原理；二是细胞遗传实验模块，通过制备果蝇的唾腺染色体来观察巨大染色体，从染色体水平观察和理解遗传的染色体基础。三是分子遗传实验模块，通过多基因遗传的人体皮纹遗传分析及哺乳动物性别决定的基因分析，从分子水平上验证遗传特点。这些实验模块既有验证性实验也有综合型、探索性实验，使学生从个体形态、细胞、染色体到分子水平，逐步加深对遗传学理论知识和对遗传学各层次研究技术和方法的理解，规范使用基本遗传学方法，掌握先进的遗传学研究技术。

2. 学习目标

配合遗传学的理论学习，帮助理解遗传学规律和理论知识，加深记忆。熟练掌握和规范使用遗传学研究的基本技术，学习并会独立使用当前先进的研究方法和技能。开展小组讨论、课上汇报，能够围绕课题自学并制定研究方案，提高团队合作能力和流利的语言表达能力。通过综合型、探索式实验的训练，培养和提高实验设计能力、深入探索和优化实验的能力、科学的思维能力、比较和分析问题的能力。通过实验课程的训练，具备全面的科学研究素质和创新能力，为进一步开展创新研究打下坚实的基础。

3. 先修知识技能

遗传学理论知识，普通生物学、微生物学。

4. 学时安排

 

二、课程教学计划

1. 教学方法

实验课程内容包括三个模块，一是经典遗传学模块，主要利用果蝇野生型和突变型的杂交，来验证经典的遗传学规律，从个体水平上分析和深入理解遗传学基本原理；二是细胞遗传实验模块，通过制备果蝇的唾腺染色体来观察巨大染色体，从染色体水平观察和理解遗传的染色体基础。三是分子遗传实验模块，通过多基因遗传的人体皮纹遗传分析及哺乳动物性别决定的基因分析，从分子水平上验证遗传特点。这些实验模块既有验证性实验也有综合型、探索性实验，使学生从个体形态、细胞、染色体到分子水平，逐步加深对遗传学理论知识和对遗传学各层次研究技术和方法的理解，规范使用基本遗传学方法，掌握先进的遗传学研究技术。

 

2. 拓展资源

（1）左伋《医学遗传学》（第七版），人民卫生出版社，2018年。

（2）赵寿元、乔守怡《现代遗传学》（第2版），高等教育出版社，2010年。

（3）徐晋麟、徐沁、陈淳《现代遗传学原理》（第2版），科学出版社，2011年。

（4）《遗传学实验指导》（第2版），张文霞主编，高等教育出版社，2019。 

三、课程思政计划

1. 方法与内容

通过在不同的实验中讲授不同科学故事，使各个有血有肉的遗传学家屹立于学生眼前，令其耳目一新，印象深刻，同时，科学家们的质疑和探索精神对于学生也同样重要，可以借此鼓励学生以后在工作中大胆创新、敢于质疑并不断探索。

2. 实践与拓展

在实验原理讲授中，将真实遗传病病例、遗传咨询情境模拟、遗传热点新闻事件、科学研究前沿成果等渗透到课堂教学中，让学生在掌握遗传学相关基础理论知识、方法以及手段的同时，了解我国最新重要研究成果，培养了他们灵活运用所学知识去分析解决实际问题的能力。

四、实践（实验）教学内容大纲

第一次实验 认识常用仪器及果蝇培养基配制

（一）目标与要求

1. 知识目标

学习仪器设备操作规范和安全注意事项，制备果蝇培养基。

2. 技能目标

掌握常用仪器的使用方法，掌握果蝇培养基配制方法。

（二）教学内容

1. 重点讲练

进入实验室必须严格遵守实验室的各项规章制度，仪器设备操作规范和安全注意事项，对有特殊要求的实验，必须按要求穿戴安全防护用具，学习果蝇培养基配制方法。

2. 难点分析

果蝇培养基配制，注意每种材料放入的时间和用量。

 

第二次实验 果蝇形态生活史观察

（一）目标与要求

1.知识目标

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，为以后进行以果蝇为材料的遗传试验作好准备；了解果蝇生活周期特征及各阶段的形态变化。

2.技能目标

掌握果蝇的基本特征及鉴别雌、雄果蝇的方法。

（二）教学内容

1.重点讲练

果蝇（Drosophila melanogaster）是生物学研究中一种重要的模式生物。约在1909年，摩尔根就开始用果蝇作为材料进行遗传学实验，解决了一系列重大的遗传学问题。个体小，易于饲养，费用低廉；繁殖能力强，一次杂交可产生大量后代供统计分析。

本次实验重点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；熟悉果蝇生活周期特征及各阶段的形态变化。

2.难点分析

果蝇的麻醉方法，注意麻醉时间和乙醚用量。

3.自学内容

果蝇的繁殖方法。

第三次实验 果蝇的伴性遗传

（一）目标与要求

1.知识目标

了解伴性遗传，认识伴性遗传正、反交的差别；掌握伴性遗传的实验和统计方法。

2.技能目标

掌握处女蝇的挑选方法；掌握伴性遗传的实验和统计方法。

（二）教学内容

1.重点讲练

遗传学上，将位于性染色体上的基因所控制的性状遗传方式叫伴性遗传。果蝇的性染色体属于XY型，雄性XY型，是异配性别；雌性为XX型是同配性别。通过果蝇眼色遗传的研究，可以观察到果蝇眼色性状的遗传与性别有着密切的关系，可知控制果蝇眼色的基因位于X染色体上。法。正确认识伴性遗传正、反交的差别，以及掌握伴性遗传的实验和统计方法。

2.难点分析

处女蝇的挑选。

 

第四次实验 果蝇的三点测交

（一）目标与要求

1.知识目标

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。

2.技能目标

掌握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。

（二）教学内容

1.重点讲练

用野生型纯合体与三隐性个体杂交，获得三因子杂种（F1），再使F1与三隐性基因纯合体测交，通过对测交后（Ft）代表现型及其数目的分析，分别计算三个连锁基因之间的交换值，从而确定这三个基因在同一染色体上的顺序和距离。通过一次三点测验可以同时确定三个连锁基因的位置，即相当于进行三次两点测验，而且能在试验中检测到所发生的双交换。

2.难点分析

三点测交的原理，基因图距的计算。

 

第五次实验 果蝇唾腺染色体标本制备与观察

（一）目标与要求

1.知识目标

掌握剥离果蝇幼虫唾腺的技术和制作唾腺染色体标本的方法；观察果蝇唾腺染色体的特征。

2.技能目标

掌握剥离果蝇幼虫唾腺的技术和制作唾腺染色体标本的方法。

（二）教学内容

1.重点讲练

双翅目昆虫（如果蝇）幼虫期的唾液腺细胞很大，其中的染色体称为唾液腺染色体。其幼虫发育到一定时期后，唾液腺细胞数不再增加，仅增长细胞大小，唾腺染色体经过多次复制并不分开,约有1000-4000根染色体丝的拷贝,着丝粒不分离，形成由上千条螺旋状的染色线构成的多线染色体。它比普通染色体大得多，宽约5μm，长约400μm，相当于普通染色体的100～200倍，因而又称为巨大染色体。唾腺染色体的同源染色体常处于紧密配对状态，称“体细胞联会”，因而镜下计数比一般体细胞染色体少一半。经染色后，不同区段染色深浅不同，形成了明暗相间、宽窄不一的横带，这些横带的数目和位置往往是恒定的，代表着果蝇等昆虫的种的特征。如染色体有缺失、重复、倒位、易位等，很容易在唾腺染色体上识别出来。

2.难点分析

剥离果蝇幼虫唾腺的技术。

 

第六次实验 人类X染色质的观察

（一）目标与要求

1.知识目标

掌握人类X染色质标本的制备、观察与分析方法，在显微镜下正确识别X染色质，即Barr小体的形态特征及所在部位。

2.技能目标

掌握Barr小体的染色及镜检方法。

（二）教学内容

1.重点讲练

1949年Barr和Bertran在研究猫的间期神经细胞时，发现雌猫体细胞核膜边缘有一个可被碱性染料染色的小体而雄猫没有。后来发现人类正常女性口腔粘膜细胞、皮肤、羊水等细胞中都有一个这样的小体，继而有人进一步发现所有哺乳动物雌体细胞中都有同样的一个小体。一般认为这种小体是两个X染色体中的一个在间期发生异固缩形成的，故而将其称为X小体，X染色质，又称为Barr小体。

Barr小体出现在哺乳动物雌性个体细胞的细胞核膜边缘，这主要是因为这条染色体处在失活状态所致，在DNA复制时总落后于其他常染色质，且大多出现在核膜边缘。性染色质的数目是X染色体数减1。故可以根据X小体的有无、数目来鉴定胎儿的性别和性别畸形。

由于雌性哺乳动物体细胞中失活的X染色体在间期细胞核中呈异固缩状态（染色质高度螺旋化），形成直径约1μm大小，贴近于核膜边缘的染色小体，又称为X染色质或性染色质。

2.难点分析

Barr小体染色时间的准确控制。

 

第七次实验 人工诱发多倍体生物

（一）目标与要求

1.知识目标

了解人工诱导植物多倍体的原理、方法及其在植物育种中的应用；应用植物染色体制片技术，鉴别诱导后染色体数目的变化。

2.技能目标

掌握染色体制片方法。

（二）教学内容

1.重点讲练

进入自然界各种生物的染色体数目是相对恒定的，这是物种的重要特征。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。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。

多倍体人工诱导：包括物理因素，如温度的剧变，射线处理，嫁接和切断等，还有化学因素，如植物碱，植物生长激素，秋水仙素、茶嵌戊烷、异生长素、富民农等等。

秋水仙素的作用：是抑制纺锤丝的形成，使细胞有丝分裂中期纺锤丝断裂或纺锤体的形成受到抑制，在有丝分裂后期染色体不能移向两极，细胞加大而不分裂，着丝粒分裂后的染色体仍在一个细胞中，细胞中的染色体数目加倍。如果用秋水仙素处理根尖，则在根尖分生区内可以检测到大量染色体加倍的细胞，如处理植物幼苗的芽，则可以得到染色体加倍的植株。

2.难点分析

多倍体人工诱导的方法，多倍体的染色观察。

 

第八次实验 群体中人类遗传性状的调查和分析

（一）目标与要求

1.知识目标

学习调查和统计人类遗传性状或遗传病的基本方法；通过对遗传性状的调查，了解并查阅其遗传方式；通过实际调查，培养从社会中直接获取资料或数据的能力；学习设计性实验的原理和方法。

2.技能目标

掌握调查和统计人类遗传性状或遗传病的基本方法；掌握设计性实验的原理和方法。

（二）教学内容

1.重点讲练

人类的遗传性状有许多是单基因性状，易于观察且具有典型的显隐性关系，如单眼皮还是双眼皮、酒窝的有无等，在一定群体中调查可了解其遗传方式及频率分析。通过对遗传性状的调查，了解并查阅其遗传方式，通过实际调查，培养从社会中直接获取资料或数据的能力

2.难点分析

设计性实验的原理和方法。

 

课程考核大纲

一、考核形式

实验报告为主。

二、考核内容

成绩由以下几个部分构成：预习报告（20%）+实验记录（10%）+实验报告（30%）+平时成绩（25%）+ 分组讨论（15%）。