遺傳學(xué)綜合創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)與指導(dǎo)黎雙飛`王娟`聶曉云老師

1、遺傳學(xué)綜合創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn),課程設(shè)計(jì)與指導(dǎo)：黎雙飛、王娟、聶曉云老師2012年4月,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c實(shí)驗(yàn)要求,目的培育自信；訓(xùn)練自主學(xué)習(xí)和拓展知識(shí)的能力。提高動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力與綜合素質(zhì)。為提前參與科學(xué)研究活動(dòng)打下基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)要求: 3-4人一組。鼓勵(lì)自己選擇植物種子。利用課外時(shí)間(雙休日)自主管理、實(shí)施實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，每個(gè)項(xiàng)目組成員可以充分利用本小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和資料信息；論文必須獨(dú)立完成。,二 教學(xué)方式與輔導(dǎo)時(shí)間

2、,同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)間與教師輔導(dǎo)答疑時(shí)間正常實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間內(nèi)，進(jìn)行集中教學(xué)和輔導(dǎo)。周一～周五課外時(shí)間(包括晚上),接受學(xué)生咨詢和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目問(wèn)題的探討。雙休日，實(shí)驗(yàn)室對(duì)參加本課程學(xué)習(xí)的同學(xué)開(kāi)放，開(kāi)放時(shí)間：9：00～21：00。各位同學(xué)自己安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間。,三 可選主題,1 多倍體花卉的誘導(dǎo)和培育 2 誘導(dǎo)物對(duì)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(xué)期暫定為都做題目1 。,,實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹　?．熟悉

3、人工誘導(dǎo)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(xì)胞染色體加倍的特點(diǎn)及染色體制片的一般方法； 3. 熟悉常用的生物量統(tǒng)計(jì)方法。,3.1 人工誘導(dǎo)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(dǎo)多倍體的方法很多，分為物理的（溫度劇變、機(jī)械損傷、各種射線處理等）和化學(xué)方法的（各種植物堿、麻醉劑、植物生長(zhǎng)激素等）誘導(dǎo)方法。其中，秋水仙素是誘導(dǎo)多倍體的最有效的方法之一。 多倍體植

4、物的特點(diǎn)：巨大性、不育性、代謝合成強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)、克服遠(yuǎn)緣雜交的不結(jié)實(shí)性。,實(shí)驗(yàn)原理,秋水仙素溶液的主要作用是抑制細(xì)胞分裂時(shí)紡錘體的形成，使染色體向兩極的移動(dòng)被阻止，而停留在分裂中期，但染色體的復(fù)制不受影響，這樣細(xì)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(xì)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(xì)胞，可通過(guò)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(dǎo)多倍體植株產(chǎn)生。,實(shí)驗(yàn)材料 黃豆、綠

5、豆、蠶豆、大蒜種子，或其他植物的種子。實(shí)驗(yàn)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(shí)(浸沒(méi)種子的2/3)。用自來(lái)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(rùn)濕了吸水紙的培養(yǎng)皿中，培養(yǎng)發(fā)芽。48小時(shí)后取出幼苗，用自來(lái)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(duì)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(zhǎng)的植株比二倍體高大，葉片肥厚。 　在形態(tài)觀察的基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步進(jìn)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(xì)胞的比較,注意

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

8、意藥劑濃度和處理時(shí)間的選擇,溶液的濃度不宜過(guò)高或過(guò)低。過(guò)高，會(huì)引起傷害，以至致死；過(guò)低，又不起作用。一般采用臨界范圍內(nèi)的高濃度、短時(shí)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(lán)、白菜、南瓜、蘿卜的試驗(yàn)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(shí)間以細(xì)胞分裂周期為轉(zhuǎn)換。,3.2 誘導(dǎo)物對(duì)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(guò)半致死劑量分析確定誘導(dǎo)物的濃度梯度，通過(guò)分析不同濃度組和對(duì)照組之間果蠅生物量集體內(nèi)相關(guān)酶活性的檢測(cè)，分析污染物對(duì)生物個(gè)體可能產(chǎn)生的相關(guān)影響，為毒理遺傳 提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的研究?jī)?nèi)容主要包括：1. 查詢資料，選擇的污染物種類；2．確定實(shí)驗(yàn)組污染物的濃度梯度；3. 開(kāi)展試驗(yàn)，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)；4．果蠅的勻漿液制備和酶活測(cè)定；5． 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的總結(jié)、比較和分析。6．撰寫實(shí)驗(yàn)論文,3.2 誘

10、導(dǎo)物對(duì)果蠅生物量及酶活性影響的研究,【要求】（1）具備遺傳基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，工作細(xì)心，具有耐心；熟悉統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件（如SPSS等）的同學(xué)優(yōu)先考慮；（2） 并要求學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以在此基礎(chǔ)上適當(dāng)自行增加一定與本實(shí)驗(yàn)相關(guān)的研究?jī)?nèi)容。（3）學(xué)生自行安排時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要求學(xué)生盡量做到獨(dú)立思考、獨(dú)立解決實(shí)際問(wèn)題，遇到難題與指導(dǎo)老師共同商量或者征求實(shí)驗(yàn)方法指導(dǎo)。（4）老師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要了解、及時(shí)跟蹤學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)態(tài)、實(shí)驗(yàn)進(jìn)展和實(shí)驗(yàn)

11、結(jié)果，并就實(shí)驗(yàn)中解決問(wèn)題的能力打分。（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)果最終要求以科學(xué)論文的格式進(jìn)行撰寫，要求格式規(guī)范、方法清晰、結(jié)果詳實(shí)、分析得當(dāng)、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(jiàn)的屬內(nèi)生物（動(dòng)物或植物）作為實(shí)驗(yàn)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(jìn)化和物種間的親緣關(guān)系等提供實(shí)驗(yàn)

12、依據(jù)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的研究?jī)?nèi)容主要包括：1. 查詢資料，選擇分類地位接近的物種（應(yīng)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(yīng)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(shí)驗(yàn)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(chǔ)實(shí)驗(yàn)和植物學(xué)相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)，工作細(xì)心，要有承擔(dān)實(shí)驗(yàn)失敗風(fēng)險(xiǎn)的心理素質(zhì)；（2）學(xué)生在老師的指導(dǎo)下完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，學(xué)生

13、可以在此基礎(chǔ)上適當(dāng)自行增加一定與本實(shí)驗(yàn)相關(guān)的研究?jī)?nèi)容；（3）學(xué)生自行安排時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要求學(xué)生盡量做到獨(dú)立思考、獨(dú)立解決實(shí)際問(wèn)題，遇到難題與指導(dǎo)老師共同商量；（4）老師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要了解、及時(shí)跟蹤學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)態(tài)、實(shí)驗(yàn)進(jìn)展和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并就實(shí)驗(yàn)中解決問(wèn)題的能力打分；（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)果最終要求以科學(xué)論文的格式進(jìn)行撰寫，要求格式規(guī)范、方法清晰、結(jié)果詳實(shí)、分析得當(dāng)、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(hào)，全文宋體）姓名（小四）（學(xué)院 專業(yè) 年級(jí) 學(xué)號(hào) ）（5號(hào)）組員：指導(dǎo)教師：姓名（小四）摘要 簡(jiǎn)述方法、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、目的和意義。（不超過(guò)300字；5號(hào)）前言：1、簡(jiǎn)述與本實(shí)驗(yàn)相關(guān)的文獻(xiàn)資料。2、敘述做本實(shí)驗(yàn)的目的和當(dāng)前文獻(xiàn)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(jí)標(biāo)題為加粗四號(hào)，其他標(biāo)題加粗小四號(hào)；內(nèi)容一律為小四號(hào)宋體）1

15、.1 種子來(lái)源1.2 實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的新發(fā)現(xiàn)。如………舉例和推理說(shuō)明，表明意義，對(duì)不能下結(jié)論的做出適當(dāng)?shù)姆治龊徒窈蟮挠?jì)劃。 3.2 敘述本實(shí)驗(yàn)的成功和不足，簡(jiǎn)單總結(jié)。參考文獻(xiàn)1 作者姓名。文獻(xiàn)題目。期刊名，年，卷（期）：X～Y。（必須是正式學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表的論文

16、）,注意事項(xiàng)：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?jī)?nèi)，用時(shí)再稀釋到所需的濃度。,實(shí)驗(yàn)安排,1：種子選擇、開(kāi)始時(shí)間（每個(gè)小組實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)間由指導(dǎo)老師決定）； 2：需要的實(shí)驗(yàn)材料和藥品； 3：預(yù)期試驗(yàn)進(jìn)度安排，第16周匯報(bào)，匯報(bào)實(shí)驗(yàn)進(jìn)展和遇到的問(wèn)題； 4：第18周結(jié)束，提交

17、論文。,注意事項(xiàng),1 試劑問(wèn)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(fèi)?。?改良苯酚品紅在實(shí)驗(yàn)室臺(tái)面長(zhǎng)期保存！ 70%、無(wú)水乙醇、冰醋酸、1 mol／L HCl溶液在靠窗戶臺(tái)面下，如果沒(méi)有了，則臨時(shí)配置！,注意事項(xiàng),耗材問(wèn)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(hào)抽屜備有。 花盆每個(gè)小組1個(gè)，小組長(zhǎng)領(lǐng)取、簽名，最后交

18、花盆要有老師簽名。,注意事項(xiàng),實(shí)驗(yàn)安排 進(jìn)度由各位老師掌握，具體工作實(shí)行小組長(zhǎng)負(fù)責(zé)制，試驗(yàn)時(shí)間可以安排的下午、晚上或周末。晚上值班時(shí)間：18：00-20：30。周日值班臨時(shí)安排，會(huì)在201門上貼有聯(lián)系電話。 周日值班時(shí)間：上午9：00-11：30，下午2：00-5：00，晚上根據(jù)需要臨時(shí)約定。,注意事項(xiàng),實(shí)驗(yàn)室安全不準(zhǔn)帶無(wú)關(guān)人員入內(nèi)；不準(zhǔn)私自使用不需要的儀器設(shè)備，對(duì)不會(huì)使用儀器設(shè)備要先請(qǐng)教老師或值班同

19、學(xué)；所有藥品非經(jīng)老師同意，不準(zhǔn)帶出實(shí)驗(yàn)室；儀器進(jìn)出實(shí)驗(yàn)室要及時(shí)切斷電源；,注意事項(xiàng),5 實(shí)驗(yàn)分組自愿組合，結(jié)果自我承擔(dān)；組長(zhǎng)負(fù)責(zé)，登記小組名單和組長(zhǎng)；結(jié)果小組共享；小組出現(xiàn)問(wèn)題，全體組員連帶承擔(dān)責(zé)任,注意事項(xiàng),6 綜合性實(shí)驗(yàn)成績(jī)平時(shí)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(xiàng),大蒜不要?jiǎng)兺獗砥ぃ?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(rùn)，栽培后要