遗传学设计性实验方案
遗传学科学教案教学设计
现代遗传技术简介
基因编辑技术
介绍CRISPR-Cas9等基因 编辑技术的原理、应用和 发展趋势。
基因组学
阐述基因组学的概念、研 究方法和在医学、生物学 等领域的应用。
遗传诊断与治疗
介绍遗传性疾病的诊断方 法、基因治疗和细胞治疗 等新型治疗手段。
伦理道德问题探讨
基因编辑技术的伦理争议
讨论基因编辑技术可能带来的伦理道 德问题，如人类胚胎基因编辑的争议 、基因增强和基因歧视等。
基因治疗的伦理规范
讨论生物技术在应用过程中应承担的 社会责任，如确保技术应用的公正性 、关注弱势群体的利益等。
遗传信息的隐私保护
探讨如何保护个人遗传信息的隐私， 防止遗传信息被滥用或泄露。
生物技术的社会责任
阐述基因治疗应遵循的伦理原则和规 范，如尊重患者自主权、确保治疗安 全性和有效性等。
THANKS
情感、态度和价值观目标
培养学生对生命科学的兴趣和探索精神，树立正确的科学价值观和伦理观。
课程安排与时间
课程安排
本课程包括理论授课、实验操作和课堂讨论三个部分。理论 授课主要介绍遗传学的基本概念和原理；实验操作部分将指 导学生完成一些基本的遗传学实验；课堂讨论部分将引导学 生对遗传学热点问题进行深入探讨。
遗传学科学教案教学设计
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2024-01-20
目录
• 课程介绍与目标 • 基础知识梳理 • 实验教学设计与实施 • 互动环节：课堂讨论与答疑 • 拓展知识：现代遗传技术应用及
伦理道德问题探讨
01
课程介绍与目标
遗传学科学概述
1 2
3
遗传学定义
遗传学是研究生物遗传信息传递、表达和变异的科学。
遗传学实验教学大纲
遗传学实验教学大纲一、实验目的本实验旨在通过实际操作，让学生掌握遗传学基本实验技能，深入了解遗传学的基本原理和方法，并培养学生的观察力、分析能力和解决问题的能力。
二、实验内容及步骤1. 实验前准备：- 确定实验室所需材料和设备，并检查其完好度。
- 将实验材料分类整理，确保有序，方便学生使用。
- 确定实验操作规范和安全注意事项，向学生作出详细讲解。
2. 实验一：显微镜观察染色体- 学生按照实验指导书的步骤，取得待观察的样本。
- 学生准备好显微镜和玻璃载玻片，将样本制作成干片，并放置于显微镜下观察。
- 学生观察各种细胞类型的染色体形态和数量，并记录相关数据。
3. 实验二：交配试验- 学生按照实验指导书的步骤，选择不同性状的实验材料，进行交配实验。
- 学生观察和记录各代子代的表型，并根据观察结果进行分析和推理。
4. 实验三：基因型检测- 学生准备好实验所需的基因型检测试剂和仪器。
- 学生将待测标本提取DNA，并根据实验步骤进行基因型检测。
- 学生记录检测结果，并进行数据分析和统计。
5. 实验四：变异诱发- 学生按照实验指导书的步骤，选择适当的变异诱发方法。
- 学生诱发变异，并观察和记录变异结果和表型。
- 学生根据观察结果进行数据分析和推理，探讨变异的原因和机制。
6. 实验后总结：- 学生针对每个实验进行总结和思考，分析实验结果和现象的原因，并与相关理论知识相对照。
- 学生撰写实验报告，包括实验目的、实验方法、实验结果和分析等内容。
三、实验要求1. 学生要严格遵守实验室规则和安全操作规范，确保实验过程安全。
2. 学生要准备充足，并提前预习实验内容，了解实验原理和相关背景知识。
3. 学生要认真观察实验现象，并及时记录相关数据和结果，保持实验结果的准确性。
4. 学生要积极参与实验讨论，与同学合作完成实验和分析，共同探讨问题和解决方案。
四、实验评估1. 实验报告：学生根据实验内容和观察结果撰写实验报告，包括实验目的、方法、结果及讨论等，并逻辑清晰、表达准确。
人类遗传学的经典实验设计和案例分析
人类遗传学的经典实验设计和案例分析近年来，人类基因组的解析已经越来越成为了科技行业的热门话题。
与此同时，人类遗传学也逐渐成为了一门引人入胜的科学。
人类遗传学旨在研究遗传基因、基因突变、基因组和表现型之间的关系。
在这篇文章中，我将介绍一些关于人类遗传学的经典实验设计和案例分析。
第一个经典实验设计是孟德尔的豌豆实验。
这个实验设计是在19世纪末期提出的，他的目的是研究遗传因素是如何传递给后代的。
孟德尔在他的实验中选择了豌豆来进行繁殖实验。
他从两个纯合子的豌豆植株中获得了不同的性状，例如花色、花形和种子形状。
然后将它们交叉，研究他们的第一代杂种的性状。
孟德尔的研究表明，遗传物质的不同方式是由遗传因子在每个后代中的不同分配决定的，而且这些遗传因子以稳定的遗传比率进行遗传。
接下来，我们看一下第二个经典实验设计——克雷布斯实验。
这个实验是在20世纪初期提出的，它旨在研究自然选择如何塑造生物的适应性特征。
克雷布斯选择了20只老鼠，将它们放在一个没有外界光线的箱子里。
然后，他安置了一只水瓶，并在水瓶边上安置了一个按钮，这个按钮需要老鼠按下，才能给它们提供水。
在整个实验期间，克雷布斯不会给老鼠提供食物，他旨在研究老鼠如何适应没有食物的条件下生活。
随着时间的推移，一些老鼠学会了按下按钮，并能获取水。
但是，一些老鼠并没有学会如何获取水，它们最终死亡。
这个实验向我们展示了适应性特征是如何形成和演变的。
在遗传领域中，德瓦克实验也是非常经典的研究案例。
德瓦克实验旨在研究基因突变如何影响生物体的特征。
德瓦克使用肺癌细胞来开展这个实验。
他使细胞分裂并将其分为两半，以研究突变后在细胞遗传物质中出现的特定特征。
他最终成功地发现了多个关键的基因突变并证实了基因突变在生物体遗传中起重要作用的假说。
在人类遗传学领域中，托马斯·亨特·摩根（Thomas Hunt Morgan）是一位备受尊敬的遗传学家。
他的研究发现了苍蝇的染色体和遗传组成，这些研究结果不仅揭示了苍蝇序列的细节，也揭示了基因在生物体中起多大的作用。
遗传学实验
实验一细胞减数分裂观察实验原理减数分裂是有性繁殖生物形成配子时的一种特殊的细胞分裂方式，减数分裂和受精作用成为多细胞生物世代间传递的中间环节，这种分裂方式保证了生物在世代传递过程中体细胞染色体数目的恒定不变，即都含有两个基本染色体组（二倍体生物），又可以实现物种内个体间遗传上的多样性。
减数分裂包括两次细胞分裂阶段，第一次是细胞染色体数目减半的分裂，第二次分裂是细胞染色体数目等数的分裂。
３．试剂：卡诺氏固定液（乙醇: 冰乙酸= 3 : 1）；醋酸洋红染色液（45%乙酸100mL+洋红1g 加热煮沸不超过30秒，冷却，加一枚生锈的铁钉，静置片刻过滤）。
1. 玉米花药压片（2n = 20）⑴取材：玉米抽穗前的大喇叭口期，取出花序分枝备用；⑵固定：雄花序在卡诺氏固定液中固定12～24小时后，可用于制片。
⑶染色和压片；取一枚花蕾，去除颖片，取出花药，置于干净的载玻片上，吸去多余的固定液，滴加一滴醋酸洋红染色液，用解剖针将花药切断成碎段并压出花粉母细胞。
静置15～20分钟。
加盖玻片，再在上面覆盖吸水纸，用大拇指压片（切勿使盖玻片滑动），也可以用解剖针柄轻敲盖玻片以使细胞和染色体分开。
⑷镜检：低倍镜下寻找花粉母细胞，再用高倍镜观察减数分裂各个时期染色体的形态和运动特征。
蝗虫精巢压片（2n = 24）⑴取材并固定：从野外捕获的雄性蝗虫经卡诺氏固定液固定，即可用于制作减数分裂标本片。
⑵剖解精巢：实验前将蝗虫置于培养皿中，剖取蝗虫的精巢。
剔除精巢周围的其他组织后，就可以进行染色处理。
⑶染色和压片；挑取一小段精巢置于干净的载玻片上，滴加一滴醋酸洋红染色液，用解剖针反复将精巢切断成碎段（尽可能碎），挑出肉眼可见的组织碎块，静置15～20分钟。
再加盖玻片并在上面覆盖吸水纸，用大拇指压片（切勿使盖玻片滑动），也可以用铅笔头等轻敲盖玻片以使细胞和染色体分开。
⑷镜检：低倍镜下寻找具有清晰分裂相的细胞，再用高倍镜观察减数分裂各个时期染色体的形态和运动特征。
微核
遗传学实验自主设计性实验实验名称：泡椒汁液对大麦根尖微核率的影响专业年级：2012级生物科学类成员: 童雪晨王赛赛李志云陈其印指导教师：张婷婷摘要随着时代的发展，人体健康也逐渐成为人们所关心的话题，生活离不开食物，那么本小组这次试验将用平时食用的泡椒水处理大麦种子，并计算微核率；用大麦根尖细胞微核技术检测不同浓度泡椒液对微核的诱变效果。
设置了阴性对照：自来水处理组，实验组：20ul、40ul、60ul、80ul、100ul泡椒水分别处理大麦根尖，发现泡椒液在诱导微核产生方面影响明显。
关键字大麦根尖泡椒水微核千分率前言微核（micronucleus, 简称MCN），也叫卫星核，是真核类生物细胞中的一种异常结构，是染色体畸变在间期细胞中的一种表现形式。
微核往往是各种理化因子，如辐射、化学药剂对分裂细胞作用而产生的。
在细胞间期，微核呈圆形或椭圆形，游离于主核之外，大小应在主核1/3以下。
微核的折光率及细胞化学反应性质和主核一样，也具合成DNA的能力。
一般认为微核是由有丝分裂后期丧失着丝粒的染色体断片产生的。
有实验证明，整条染色体或几条染色体也能形成微核。
这些断片或染色体在分裂过程中行动滞后，在分裂末期不能进入主核，便形成了主核之外的核块。
当子细胞进入下一次分裂间期时，它们便浓缩成主核之外的小核，即形成了微核。
实验材料1.大麦种子泡椒2. 显微镜、镊子、载玻片、盖玻片、培养皿、盐酸、70%乙醇、90%乙醇、冰醋酸、染液实验内容选取发育优良大麦种子大概一盒，平均一小把一组分5组实验，编号为1、2、3、4、5；按20ul泡椒水、40ul泡椒水、60ul泡椒水、80ul泡椒水、100ul泡椒水分别加入100ml水中制作5个浓度梯度。
浸泡处理24小时。
恢复培养24小时，用冰醋酸处理24小时，再用70%乙醇长期保存。
实验步骤（1）浸种催芽：将实验用大麦按需要量放入盛水培养皿中，在室温下浸泡24小时，此间至少换水两次，所换水应预温。
遗传学实验操作指导
遗传学实验操作指导天津科技大学遗传学课程组2006.12目录遗传学实验教学大纲（修订稿） (1)实验一：摇蚊唾腺染色体观察 (4)实验二：小鼠骨髓细胞染色体标本制作 (6)实验三：人类染色体组型分析 (8)实验四：植物细胞有丝分裂观察及多倍体的诱发与鉴定 (10)附 录 (13)1.实验规则 (13)2.显微镜的使用方法 (14)3.显微镜的维护与保养 (15)4.实验报告的写作 (16)遗传学实验教学大纲一、制定本大纲的依据根据2006级生物技术专业培养计划和遗传学课程教学大纲制定本实验教学大纲。
二、本实验课程的具体安排实验项目的设置及学时分配序号 实验项目名称 内容简介（50字左右）实验学时实验要求实验类型实验类别每组人数1 摇蚊唾腺染色体的观察学习分离摇蚊幼虫唾腺的技术及其染色体的制片方法。
观察摇蚊唾腺染色体的结构特点。
3 必修综合基础 32 小鼠骨髓细胞染色体标本制作掌握小鼠骨髓细胞染色体标本的制作方法。
6 必修综合基础 33 人的染色体组型分析了解人类染色体形态大小和分类，掌握染色体核型分析的基本方法。
3 必修综合基础 34 植物细胞有丝分裂观察及多倍体的诱发与鉴定学习对植物组织、细胞的固定、解离、压片方法。
观察有丝分裂各时期的动态变化。
应用秋水仙素溶液诱发植物多倍体及掌握对多倍体的细胞学鉴定方法。
6 必修综合基础 3三、本实验课在该课程体系中的地位与作用遗传学实验是遗传学课程的重要组成部分，属于学科基础实验范畴。
作为与相关教学内容配合的实践性教学环节，应在遗传学理论课教学过程中开设。
学生应具有普通生物学、生物化学的基础知识。
四、学生应达到的实验能力与标准有丝分裂和染色体形态观察是遗传学研究的基础，学生通过实验应能够观察描述生物体有丝分裂行为和染色体核型分析的基本方法。
通过自行选择实验材料，自行设计实验，锻炼学生独立自主的科研能力。
五、讲授实验的基本理论与实验技术知识实验一摇蚊唾腺染色体观察1. 实验的基本内容学习剖取摇蚊唾腺及制片方法，识别多线染色体上的斑带。
(完整版)遗传实验设计及解题方法归纳(超实用)
遗传实验设计一、显、隐性性状判断二、纯合子和杂合子的判断三、基因位置的确定四、可遗传变异和不可遗传变异的判断五、显性突变和隐性突变的判断六、基因突变和染色体变异的判断一、显、隐性性状判断1、相同性状个体杂交：（使用条件：一个自然繁殖的种群中，显隐性基因的基因频率相等）（1）实验设计：选多对相同性状的雌雄个体杂交（植物则自交）。
（2）结果预测及结论：①若子代中出现性状分离，则所选亲本性状为显性；②若子代只有一种表现型且与亲本表现型相同，则所选亲本性状为隐性。
例1、已知牛的有角与无角为一对相对性状，由常染色体上的等位基因A与a控制。
在自由放养多年的一群牛中（无角的基因频率与有角的基因频率相等），随机选出1头无角公牛和6头有角母牛分别交配，每头母牛只产了1头小牛。
在6头小牛中，3头有角，3头无角。
（1)根据上述结果能否确定这对相对性状中的显性性状？请简要说明推断过程。
(2）为了确定有角与无角这对相对性状的显隐性关系，用上述自由放养的牛群（假设无突变发生）为实验材料，再进行新的杂交实验，应该怎样进行？（简要写出杂交组合、预期结果并得出结论）例1；答案：（1)不能确定。
（2分）①假设无角为显性，则公牛的基因型为Aa,6头母牛的基因型都为aa，每个交配组合的后代或为有角或为无角，概率各占1/2，6个组合后代合计会出现3头无角小牛，3头有角小牛。
（5分）②假设有角为显性，则公牛的基因型为aa,6头母牛可能有两种基因型，即AA和Aa。
AA的后代均为有角。
Aa的后代或为无角或为有角，概率各占1/2，由于配子的随机结合及后代数量少，实际分离比例可能偏离1/2。
所以，只要母牛中具有Aa基因型的头数大于或等于3头，那么6个组合后代合计也会出现3头无角小牛，3头有角小牛。
（7分）综合上述分析，不能确定有角为显性，还是无角为显性。
（1分）(2)从牛群中选择多对有角牛与有角牛杂交（有角牛×有角牛）。
如果后代出现无角小牛，则有角为显性，无角为隐性；如果后代an h 2、根据亲代与子代出现的表现型及比例直接推测 （1）根据子代性状判断①已知亲本为纯合子：不同性状亲代杂交→后代出现的性状即为显性性状②未知亲本是否纯合：不同性状亲代杂交→后代只出现一种性状（量大）→该性状为显性性状→具有这一性状的亲本为显性纯合子相同性状亲本杂交→后代出现不同于亲本的性状→该性状为隐性性状→亲本都为杂合子（2）根据子代性状分离比判断①具有一对相对性状的亲本杂交→子代性状分离比为3:1→分离比为3的性状为显性性状②具有两对相对性状亲本杂交→子代性状分离比为9:3:3:1→分离比为9的两性状都为显性例2、经大量研究，探明了野生型拟南芥中乙烯的作用途径，简图如下。
(标准格式)遗传学实验指导
《遗传学》实验指导书适用专业(农学、园艺、中草药等)前言遗传学实验是为了配合遗传学的教学而开设的一门非独立性设课的实验课程。
要求学生根据所掌握的理论基础和实验技能，独立完成实验操作，并撰写实验报告。
本课程由验证性、操作性和综合性等多层次实验内容构成，主要从个体、细胞、分子三个水平揭示遗传学的基本现象与规律。
通过本课程的学习，使学生加深对遗传学基础理论和原理、遗传学试验技术和分析方法的理解和掌握、验证遗传学理论，并通过综合性、设计性实验研究，培养学生的基本实验思想、实验方法、实验技能和综合应用能力和初步独立进行科学研究的能力。
本实验指导包括各类实验9个，共28学时，必做14学时，选做14学时，可以根据学时数和具体情况，酌情选择。
此外还有附录四个，供教师准备实验时参考。
至于一些分子水平上的实验技术，限于时间而未收集，有待以后补充。
实验要求一、实验前预习实验指导书并复习有关内容；准备好实验报告纸、铅笔、橡皮、尺子、钢笔(或圆珠笔)等；二、按实验指导及教师的要求进行观察、记载，写好实验报告。
字迹要整洁、清楚。
绘图一律用铅笔，解答用兰色或黑色圆珠笔书写。
三、爱护实验仪器、设备，注意节约药品和各种实验材料；按操作规程使用仪器，严禁私自拆卸仪器及调整仪器附件，如有损坏，照价赔偿。
四、注意安全，严格遵守操作规程，如遇特殊情况应及时报告指导教师。
五、保持实验室安静，不得在实验室内喧哗。
实验完毕后，将实验用品放回原来位置,打扫卫生。
目录实验一：植物细胞有丝分裂的制片与观察························································4 实验二：植物细胞减数分裂的制片及观察························································6 实验三：植物染色体组型分析··········································································8 实验四：一对相对性状的遗传分析·······················································11 实验五：两对相对性状的遗传分析··································································14 实验六：植物多倍体的诱发及细胞学鉴定·······················································15 实验七：数量性状的遗传分析·········································································17 实验八：蛋白质遗传标记分析·········································································21 实验九：人类性状的遗传分析·········································································2310、实验报告基本内容要求············································································ 2511、实验报告格式···························································································26实验一：植物细胞有丝分裂的制片与观察实验学时：3学时实验类型：综合实验要求：必做一、实验目的：掌握植物细胞有丝分裂的制片方法，并通过植物细胞有丝分裂制片的观察，熟悉有丝分裂的全过程，以及各个时期染色体的形态特征。
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遗传学设计性实验方案
实验课题：果蝇有关性状的遗传学分析
一、目的和要求：
1、掌握处女果蝇和雌雄果蝇的选取方法；
2、掌握果蝇的性状遗传分析方法
3、了解由性染色体上基因所控制的性状分离规律；
4、要求能独立查阅相关资料，要求每组做正反交，并进行预假设和适合度检验。
5、掌握实验结果的统计分析方法
二、实验材料、试剂及仪器
（1）实验材料：长翅白眼、残翅红眼果蝇、玉米粉、糖、琼脂、酵母粉
（2）实验试剂：乙醚、苯甲酸、水
（3）实验仪器：40试管、白瓷板、毛刷、小烧杯、显微镜、解剖针、玻璃棒、量筒、电炉、旧报纸、高压蒸汽灭锅、试管架、标签纸橡皮筋、万分之一天平、麻醉瓶、培养瓶、培养皿、胶带、棉球
三、实验方法
1、培养基的制备
A、称量，配方及用量如下:
B、溶解（一部分煮玉米粉，一部分溶琼脂）
C、分装按要求将配置的培养基分装到试管，并标号为1—10号
D、加棉塞、包扎
E、高压蒸汽灭菌
加水——装物——加盖——排气——加热（121摄氏度20分钟）——取物
2、取材
取亲本果蝇即野生型和白眼残翅型，并将原种瓶中的成虫全部清除。
3、果蝇的饲养
将装有果蝇的试管放在阴暗室温下饲养
4、处女蝇的鉴别与收集
此后隔6个小时收集刚羽化的成虫，并麻醉，将准确鉴别的雌性和雄性果蝇分别放入1号（♀）和2号（♂）试管中备用。
（注♀：腹部背面有五条黑条纹；♂：腹部背面有三条黑条纹，最后一条极宽，并延伸到腹面）
5、杂交
（1）、将1号管中的雌蝇麻醉后用鉴别雌性蛹的方法分离出处女蝇，并将长翅白眼处女蝇放在3号试管中，将残翅红眼处女蝇放在4号试管中。
（2）、处女蝇与雄果蝇正反交。
按下述将2号管中相应雄蝇分离出来分别放入3、4号管中。
正交：长翅白眼（♀）X残翅红眼（♂）4对（置于3号试管）
反交：残翅红眼（♀）X长翅白眼（♂）4对（置于4号试管）
分别培养得到F1，贴上标签（注明亲本表现型、杂交日期、实验者姓名）
（3）、将F1培养7天后，待幼虫出现后移去P亲本果蝇（记录日期），再过4天取出F1 观察其表型（眼色、翅形）统计各种性状，并挑出3号试管中F1的处女蝇（置于5号试管）和雄果蝇（置于6号试管）；挑出4号试管中F1的处女蝇（置于7号试管）和雄果蝇（置于8号试管）。
（4）、7天后移去F1成虫果蝇
（5）、将5号和6号的6对F1雌雄蝇（置于9号试管）做兄妹交；将7号和8号的6对F1雌雄蝇（置于10号试管）做兄妹交。
（注明亲本表现型，日期，实验者姓名）
（6）、6～7d后清除F1代（记录日期）。
（7）、3～4d后，F2代成蝇出现，连续观察统计各种性状及性别比例，F3代出来后停止统计。
（8）、进行遗传分析
6、结果预估及分析
P: 1、长翅白眼（♀）X残翅红眼（♂）2、残翅红眼（♀）X长翅白眼（♂）
↓↓
F1: 红眼长翅（雌性）：白眼长翅（雄性）雌雄全部为红眼长翅
1 ：1
↓↓
F2: 长翅红眼（♀）3|16 长翅红眼（♂）3|16 长翅红眼（♀）6|16长翅红眼（♂）3|16
长翅白眼（♀）3|16 长翅白眼（♂）3|16 长翅白眼（♂）3|16残翅红眼（♀）2|16
残翅红眼（♀）1|16 残翅红眼（♂）1|16 残翅红眼（♀）1|16 残翅白眼（♂）1|16 残翅白眼（♀）1|16 残翅白眼（♂）1|16
长翅红眼:长翅白眼:残翅红眼:残翅白眼长翅红眼:长翅白眼:残翅红眼:残翅白眼
3 : 3 : 1 : 1 9 : 3 : 3 : 1
如实将各代正反交的结果填入表格。
将记录结果整理，分别做X2测验，看其是否符合遗传规律。
记
χ2=∑（O-E）2/E
χ2的定义为：O是实测值；E是理论值；S是各项比值的总和
确定实得结果跟假设有显著性差异的概率水平：
当P＜0.05时，存在显著性差异；
当P＜0.01时，存在极显著差异；
当P≤0.05时，没有显著性差异。
四、注意事项
1、麻醉剂的使用：乙醚有毒, 挥发性强，使用时，要注意随时盖好瓶盖,防止乙醚挥发。
2、麻醉深度：麻醉果蝇时，要防止麻醉过度，影响继代培养。
3、雌雄果蝇的准确识别。
4、做好标记：新转移的培养瓶上需贴好标签，注明继代培养日期及实验者姓名。
5、处女蝇的选择要准确。
6、若F1性状混杂，暂停；
7、培养基不够用，自行配制，注意配方和数量；。