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《遗传学》实验教学大纲

课程名称：遗传学
课程编号：0321006
课程性质：独立设课 课程属性：专业基础课
学时学分：生物工程专业 总学时：50 实验学时 30
应开实验学期 三 年级 五 学期
适用专业：生物工程、生物技术、植物检疫
先修课程：普通生物学

一、实验课程简介
《普通遗传学》是生物工程、草业科学专业开设的一门专业基础课，总学时50，学分2.5，实验学时分别为30、14学时，包括了经典遗传学、细胞遗传学、群体遗传学、分子遗传学等内容。是一门综合性、知识性比较强的学科。
二、教学目的与基本要求
本实验包括了经典遗传学的内容、细胞遗传学、分子遗传学等内容、要求通过实验掌握细胞核型分析的方法，细胞有丝分裂、减数分裂及受精的原理，并观察各期动态变化过程中的形态特征。并从减数分裂中的染色体行为，说明分离、自由组合及连锁互换的原理。
掌握果蝇的形态构造、生活史及各种突变性状，并学会饲养果蝇的方法。掌握果蝇的杂交技术，并以果蝇为材料，验证遗传学的分离、自由组合、伴性遗传和连锁互换规律，并作出遗传分析。熟练掌握果蝇唾腺的剥制技术及唾腺染色体标本的制作，并能正确观察和辨认。
要求了解和掌握细菌转化的机理及实验方法。了解和掌握质粒DNA的提取和鉴定方法。了解和掌握动物血细胞DNA的提取和鉴定方法。掌握琼脂糖电泳的机理和实验方法。
三、实验项目名称与学时分配
序号
实验项目名称
学时
要求
类型
每组人数
0321006+01
核型分析
4
必做
基础
1
0321006+02
有丝分裂
3
必做
基础
1
0321006+03
减数分裂
3
必做
基础
1
0321006+04
果蝇形态观察、培养
2
必做
基础
2
0321006+05
果蝇的单因子实验
2
必做
基础
2
0321006+06
果蝇的伴性遗传
2
必做
基础
2
0321006+07
果蝇的两因子实验
2
选做
综设性
2
0321006+08
果蝇唾液染色体观察
2
必做
综设性
2
0321006+09
人类X染色质的观察
2
必做
综设性
2
0321006+10
人群中PTC味盲基因频率的分析
2
选做
创新性
2
0321006+11
重组基因的分析
2
必做
综设性
2
0321006+12
质粒DNA的提取
2
必做
创新性
2
0321006+13
血细胞总DNA的提取
2
必做
创新性
2
0321006+14
琼脂糖凝胶电泳
2
选做
基础性
2
0321006+15
大肠杆菌的转化实验
4
选做
创新性
2
0321006+16
PCR实验
2
选做
创新性
2
四、实验方式与基本要求
实验方式以小组为单位进行，按不同的实验目的和要求进行
五、考核方式与成绩评定
考核的评分标准以学生完成实验的情况和实验报告的分析情况而定，不同的实验有不同的评判标准。实验教学成绩占期末总成绩的30%。
六、教学参考书
1．刘祖洞、江绍慧，《遗传学实验》、高等教育出版社，1987年（第二版）
2．张贵友，吴琼，林琳，《普通遗传学实验指导》，清华大学出版社，2003
3．金龙金，李红智，刘永章，梁万东，《细胞生物学与遗传学实验指导》，2005，浙江大学出版社
4．季道藩，《遗传学实验》，农业出版社，1990
七、实验内容安排

实验一、 染色体的核型分析
一、实验学时:4学时
二、实验目的
了解人类染色体研究简史，掌握人类染色体核型分析方法。
三、实验内容
细胞分裂的中期是染色体形态结构最典型的时期，通过显微镜摄影，选取染色体伸展良好、形态清晰、有代表性的细胞分裂中期相进行高倍拍摄、放大、冲洗、得出照片，进行核型分析。该核型可以代表个体的一切细胞的染色体组成。
四、实验要求：
掌握染色体的形态特征和分类，制作一张核型分析的图及其染色体核型分析的有关数据。
五、实验材料与仪器
（一）剪刀、游标卡尺、胶水、白纸、染色体标本片。
（二）放大的染色体标本照片。

实验二、有丝分裂
一、实验学时：3学时
二、实验目的：
了解植物或者动物细胞有丝分裂的动态变化过程。
三、实验内容：
制备动物、植物细胞有丝分裂玻片，染色、镜检。
四、实验要求：
找到细胞有丝分裂各个分裂时期的代表典型特征的照片，并进行画图。
五、工具和材料：
普通光学显微镜、洋葱、秋水仙素 洋葱 改良苯酚品红 1N Hcl (浓HCl82.5ml→1000ml)
或者动物细胞

实验三、减数分裂
一、实验学时：2学时
二、实验目的：
1.掌握制备细胞减数分裂玻片标本的技术和方法。
2.了解减数分裂过程，观察染色体的动态变化。
三、实验内容：
制备动物、植物细胞减数分裂玻片，染色、镜检。
四、实验要求：
绘制你所观察到的减数分裂过程的分裂相。
五、实验所需材料及药品:
普通光学显微镜、固定的玉米雄穗 改良苯酚品红。

实验四、 果蝇的形态、生活周期及其饲养
一、实验学时：2学时
二、实验目的:
   了解果蝇生活周期中各阶段的形态特征。掌握区别雌雄果蝇的方法。
三、实验内容
1、果蝇的生活史
2、形态构造
3、成虫雌雄的鉴别
4、果蝇常见的几种突变类型
5、果蝇的饲养
四、实验要求：
学会果蝇的饲养管理、雌雄鉴别。
五、实验材料、器具和试剂:
野生型和常见的突变型果蝇。放大镜、小镊子、培养瓶、麻醉瓶、白瓷板、培养皿、毛笔、乙醚、琼脂、玉米粉、蔗糖、酵母粉、丙酸。

实验五、 果蝇单因子杂交实验
一、实验学时：2学时
二、实验目的:
理解孟德尔分离定律的基本内容；掌握基本的遗传结果记录及统计处理方法。
三、实验内容:
 1、性状特征：
2、 交配方式：
四、实验要求：
掌握处女蝇的筛选方式和果蝇的杂交方式，观察F2代果蝇的性状分离情况，并进行X2检验。
五、实验材料、器具和试剂
    野生型黑腹果蝇（+/+），残翅果蝇（vg/vg）
麻醉剂、白瓷板、放大镜、毛笔、镊子、培养瓶。

实验六 果蝇的伴性遗传
一、实验学时：2学时
二、实验目的:
    通过果蝇野生型和白眼突变型遗传杂交实验，了解由性染色体上基因所控制的性状分离规律，以及伴性遗传在正反交中的差异。
三、实验内容:
   亲本红眼和白眼果蝇的饲养，收集处女蝇，并进行杂交，观察F2的性状。
四、实验要求:
    掌握处女蝇的筛选方式和果蝇的杂交方式，观察F1和F2代果蝇的性状分离情况，并进行X2检验。
五、实验用具、药品:
    放大镜、培养瓶、麻醉瓶、白瓷板、标签、毛笔、  玉米粉、酵母粉、蔗糖、丙酸、琼脂、蒸馏水。
实验七、 果蝇二因子的自由组合杂交实验
一、实验学时：2学时
二、实验目的：
理解孟德尔自由组合定律的基本内容；掌握基本的遗传结果记录及统计处理方法。
三、实验内容：
    亲本红眼长翅和白眼残翅果蝇的饲养，收集处女蝇，并进行杂交，观察F2的性状是否符合9：3：3：1，进行X2检验。
四、实验要求:
    掌握处女蝇的筛选方式和果蝇的杂交方式，观察F1和F2代果蝇的性状分离情况，并进行X2检验。
五、实验用具、药品:
    放大镜、培养瓶、麻醉瓶、白瓷板、标签、毛笔、  玉米粉、酵母粉、蔗糖、丙酸、琼脂、蒸馏水。

实验八 果蝇唾腺染色体的观察
一、实验学时：2学时
二、实验目的：

练习取出果蝇等幼虫唾腺的技术和制作唾腺染色体标本的方法。同时，根据唾腺染色体上带纹的形态和排列识别不同的染色体，也是进一步研究和鉴别果蝇染色体结构变异的有用方法之一。
三、实验内容：
制备唾腺压片，染色、镜检。
四、实验要求：
能够剥离到果蝇唾腺染色体，绘制所看到的果蝇唾腺染色体。
五、所需药品及材料：
三龄幼虫 0.7%生理盐水 1NHCl 碱性品红 解剖镜 解剖针 吸水纸

实验九 人类X染色质的观察
一、实验学时：2学时
二、实验目的：
掌握观察与鉴别X染色质的简易方法，识别其形态特征及所在部位，为进一步研究人体染色体的畸变与疾病提供参考条件。
三、实验内容：
1.口腔颊部粘膜细胞巴氏小体观察
2.发根细胞巴氏小体观察
四、实验要求:
1．分别观察男女各50个可数细胞，计算显示X染色质所占百分比。
2．观察中选绘4～5个典型细胞，示明X染色质体的形成和部位。
五、所用器材与药品:
解剖镜、灭菌玻璃片 60%冰醋酸 45%冰醋酸 改良苯酚品红 酒精棉球

实验十 人群中PTC味盲基因频率的分析
一、实验学时：2学时
二、实验目的:
1、通过对PTC味盲基因频率的分析，了解基因在群体水平上的传递规律。
2、掌握遗传平衡定律，了解改变平衡的因素。
三、实验内容:
称取PTC结晶1.3g，加蒸馏水1000ml，置室温1～2天即可完全溶解，其间应不断摇晃加以快速溶解过程。由此配成的溶液浓度为1～750mol/L，称为厚液，也就是1号液。2～14号溶液均由上一号溶液倍比稀释而制成。让受试者品味，然后用蒸馏水做同样的实验。
tt基因型的阈值范围为1～6号液，Tt基因型的阈值范围为7－10号液；TT基因型的阈值范围为11－14号液。根据受试者最初察觉苦味溶液的编号，而查出相应的基因型。
四、实验要求:
根据一个实验班的测定结果，求出基因T和t的频率，应用X2检验法确定实验班这个群体是否为平衡群体。如果不是平衡群体，可能的原因是什么？
五、实验所需仪器设备: PTC

实验十一 基因的重组定位
一、实验学时：2学时
二、实验目的:
掌握基因重组定位的方法（二点定位，三点定位）
三、实验内容:
基因重组定位，绘出二个基因在X染色体上的相对位置；绘出三个基因在X染色体上的相对位置。
四、实验要求：
比较二点、三点定位的区别。

实验十二 简易法提取动物总DNA
一、 实验学时：2学时
二、 实验目的:
掌握总DNA的抽提方法和原理
三、实验内容: 从动物体内采血，并处理，提取总的DNA。
四、实验要求:学会从动物血细胞中提取DNA的原理和方法。
五、实验所需的仪器设备: 高速台式离心机，振荡器，水浴箱，微量进样枪。

实验十三 质粒的提取
一、 实验学时：2学时
二、实验目的： 通过实验，掌握质粒DNA提取的方法
三、实验内容：学会提取质粒DNA
四、实验要求：
注意安全，掌握提取质粒DNA的原理和方法。
五、实验所需的仪器设备 ：
高速台式离心机，振荡器，水浴箱，微量进样枪。

实验十四 琼脂糖凝胶电泳
一、实验学时：2学时
二、实验目的：
学习琼脂糖凝胶电泳分离DNA的原理和方法。要求学生理解琼脂糖凝胶电泳鉴定DNA的原理。掌握制胶和灌胶等电泳技术，会对电泳胶板进行染色和观察。
三、实验内容：
对实验十二和实验十三提取的总DNA和质粒DNA进行电泳。
四、实验要求：绘制出你所做的DNA电泳图
五、材料、器具及药品 ：
上次实验提取的总DNA。 电泳仪，电泳槽，电子天平，移液器，枪头，点样板，微波炉等。

实验十五 大肠杆菌的转化实验
一、实验学时：4学时
二、实验目的：
通过实验了解质粒转化大肠杆菌的方法。
三、实验内容：
1、感受态细胞的制备
2、转化及筛选
四、实验要求：
得到转化的细胞
五、实验所需的仪器设备：
电转化仪，培养箱、朝净工作台、治冰机。

实验十六 多聚酶链式反应（PCR）
一、实验学时： 4学时
二、实验目的：
了解PCR的基本原理，掌握PCR的基本操作技术。
三、实验内容：
1.PCR反应
2．PCR反应程序设计如下:
 3.PCR产物的检测
四、实验要求：
掌握PCR操作的过程。
五、实验材料、用具及试剂：
PCR仪，电泳仪，电泳槽，台式离心机，紫外检测仪，1.5ml离心管架，移液器，1.5ml离心管，0.2ml离心管，枪头等。