遗传定律教学设计与反思

1、教学设计基本信息名称孟德尔豌豆杂交实验（一）教学设计执教者葛红莲课时 2所属教材目录人教版高中生物必修二第一章第一节教材分析本节内容，由“一对相对性状的杂交实验”，“对分离现象的 解释”，“性状分离比的模拟实验”，“对分离现象的解释的验证” 和总结“分离定律”五部分内容构成。本节的教学内容是以孟德 尔发现遗传因子的实验过程为主线，突出科学史和科学研究方法 的教育。教材中以问题为线索，引导学生思考、分析孟德尔遗传 实验的科学方法，达到阐明分离定律，最终能够运用分离定律解 释一些遗传现象的教学目标。教材用科学方法教育统领了教学全 过程，学生在分析实验的过程中，体验“假说一演绎法”这一科 学研究的过

2、程，体验孟德尔敢于质疑、敢于创新、勇于实践以及 严谨、求实的科学态度和科学精神。本节可分为2课时进行教学。 考虑到让学生更好理解、接受孟德尔“对分离现象的解释”及“分 离定律”的内容，在学习本章之前先学习了第 2章第1节 减 数分裂和受精作用学情分析学生在初中已经学习了 “基因控制生物性状” 和“基因的显性和 隐性”等知识，初步了解了基因与生物个体性状的关系、控制相 对性状的成对基因之间的关系以及为什么具肩相对性状差异的 双亲，后代会有复杂的表现等问题，对本节课的学习有f的帮 助。但高中这部分的教学对学生的生物素养要求较高，学生在学习”对分离现象的解释”中对于孟德尔提出的四点假说的理解和 领悟

3、有f的难度，教师应该引导学生从分析杂交实验的过程中 尝试自己提出几点假说，并通过亲自动手做“性状分离比模拟实 验”来体验孟德尔假说。在演绎推理假说的止确性过程中，教师 也不能主观臆断的直接告诉学生孟德尔的测交实验， 而没有进行 必要的分析为什么要这样做。课堂中教师可以给学生提供一些实 验的方案，让学生分析讨论确定检验假说的合适的实验方案， 这样学生才真正理解测交的目的，最终能够灵活运用。教学目标知识与能力 目标(1)理解孟德尔一对相对性状的杂交实验及其解释 和验证。(理解)(2)区别性状分离、显性性状、隐性性状、杂合子 和纯合子等基本概念。(理解)(3)阐明分离定律并能运用分离定律解释和预测一

4、 些遗传现象，并尝试杂交实验的设计。(理解)过程与方法 目标(1)通过学习孟德尔一对相对性状的杂交实验过程，体验科学研究的一般过程。(2)通过课前的调查实验和课堂模拟实验培养学生 的动手能力和观察、分析、整理归纳能力，学会科学 的思维方法。情感态度与 价值观目标(1)通过科学家的事迹，对学生进行热爱科学、献身科学的教育。(2)体验孟德尔遗传实验的科学方法和创新思维， 逐渐养成敢于质疑、勇于创新、勇于实践，以及严谨 求实的科学态度和科学精神。教学重难点重点(1)对分离现象的解释，阐明分离定律。(2)以孟德尔的遗传实验为素材进行科学方法教育。(3)运用分离定律解释一些遗传现象。难点(1)对分离现象

5、的解释。(2)假说一演绎法。教学策略与设计说明为提高学生的生物科学素养，在整个教学过程中始终遵循以学生 为主体,教师为主导的教学原则。课前通过完成小组任务激发学 生的学习兴趣，培养了动手能力；课堂中首先以孟德尔的生平事 迹引导学生参与到孟德尔的遗传实验中去，结合教材提出环环相 扣的问题，采用“问题渐进探究”的教学模式引导学生对实验现 象展开思考和讨论，尝试自己设计实验、自己提出假说，并演绎 推理实验验证假说的正确性,在体验科学研究方法的同时也成功 分析了孟德尔的科学研究方法(假说一演绎法)。如何充分理解 和领悟对分离现象的解释中孟德尔所提出的四点假说， 教学中采 取了将模拟实验和杂交实验有机结

6、合的方式，从而突破教学的难 点。通过学生对杂交实验的分析和讨论以及实验小组的课外实验汇报，使学生确立了严谨的科学态度和勇于创新的科学精神。教学的过程中适时地进行技能训练和课堂练习，加强了学生对概念的理解，同时结合生活和生产中的生物遗传实例， 训练学生运用分离定律解决问题的能力。最终实现教学目标。教学过程教学环节（注明每 个划、节预教师活动学生活动设计意图设的时间）第1课时 章引言“龙生龙，凤生凤，老鼠生仔会打洞”这 体现了一种什么现象？生答：遗传现象联系日常生活激发生兴趣。第L节孟德 尔的豌豆杂 父试验（一*）大家请看章引言，有何感想？R引入1以“问题探讨”引入。的引言点提示1 1.粉色。因为

7、按照融合遗传的观 ,双亲遗传物质在子代体内混合，子代学生阅读“问题探激发学生的呈现双亲的中介性状， 即红色和白色的混讨”，思考讨论回探究欲望和合色粉色。答。学习兴趣。2.此问题是开放性问题，目的是引导学生观察、分析身边的生物遗传现象，学生通过对遗传实例的分析，辨析融合遗传观点是否正确。有些学生可能举出的实例是多个遗传因子控制生物性状的现象（如人体的高度等），从而产生诸多疑惑，教师对此可以不做过多的解释。只要引导学生能认真思索，积极探讨，投入学习状态即可。孟德尔的初 步介绍设疑：在140多年前孟德尔通过杂交实验 揭示了生物遗传的基本规律。孟德尔为什 么能揭示这一科学奥秘？组织学生交流 对孟德尔的

8、初步了解。根据自己已用的 知识，交流对孟德初步了解孟德尔在遗传实验研究中讲述：结合学生的汇报，主要对孟德尔做尔的初步认识。方法的创以下简介。新、思维方孟德尔自幼酷爱自然科学，通过对自然科学和数学的学习，孟德尔具有了杂交可 使生物产生变异的进化思想，以及应用数式的创新、敢于冲破原学方法分析遗传学问题的意识。有观念的精在实践中孟德尔选用豌豆、玉米、山柳神。豌豆做遗传菊等植物，连续进行了多年的杂交实验研 究，其中最成功的是豌豆实验。当时科学界开展对多种动植物的杂交 实验，孟德尔总结了前人的经验，创新研 究方法，如从单一性状入手观察分析遗传 结果；用前人从未在生物学研究领域用过 的数学统计方法进行分析

9、研究；敢于挑战传统的观点，提出了颗粒遗传的思想等。设疑：为什么用豌豆做遗传实验容易取得学生带着问题阅培养学生阅实验容易成成功？读、思考讨论、回读收集信息功的原因讲述：结合挂图、课件和学生的回答，讲 述豌豆的结构特点：答。的能力豌豆自花传粉（且闭花受粉），结果是：自花传粉（自交），产生纯种；豌豆花大，易于进行人工杂交；即去雄 一套袋（防止其他花粉的干扰）一授粉（采 集另一种豌豆的花粉，授到去掉雄蕊的花 的柱头上），获得真正的杂种；具有稳定遗传的、易于区分的性状，如豌豆茎的舒度有悬殊的差异，通过观察很容易区分，进行数据统计。讲述：结合上述内容，引导学生给出 性状、 相对性状、自交、杂交、止交和反交

10、 等概O一、一对相对 性状的实验孟德尔一对相对性状的杂交实验时怎样设计的？K讲述利用挂图让学生比思考边讲结合图解，分析总 结，得出答案。师生共同解 决问题，为 学生阐明“一对相对解。性状的遗传纯种局茎豌豆x纯种矮茎豌豆实验”做铺或$）1（$或第）F垫。培养学 生的概括能 力和理解能F1：Wj茎豌亘力。自交F2: tWj茎豌豆:矮茎豌豆787:2773:1给出显性性状、O隐性性状、性状分离 的概F2中出现3:1的性状分离比是偶然的吗？讲解:孟德尔8年一共做了很多种性状，其 中非常有成就的是 7对相对性状，（课件 展示他做的豌豆杂交实验的结果）发现显性和隐性不是偶然的， 它带有相当的必然 性，另外

11、它还带有普遍性，而且 F2代还 带有特定的比例，大致都在3: 1左右。为什么会出现这种现象呢？结合一对相对性状的遗传图解，引导学生分析：孟德尔是如何解释子一代只出现显性性状的？为什么子二代会出现性状分离，且分离比为3 ： 1 ?教师结合图1 5讲解孟德尔的解释P:D Xdd 1.遗传因子是 独立J J 存在的.互不融合F1配子D d2.遗传因子在体细胞/中是成对存在的F1Dd3.F1在形成配子的时F1:Dd 3 Dd候成对的遗传因八八F2 配子：D d DdF2:DD Dd Dd dd于要发生分离,.分别进入不同的 配子中，随配子遗 传给后代。4.受精时，雌雄配子的结合是随机的。 DD : D

12、d :dd1:2:1引出纯合子和杂合子的概念 假如雌雄配子的结合不是随机组合的能 出现F23 ： 1的结果吗？R提示1因为满足孟德尔实验条件之一是雌、雄配子结合机会相等，即任何一个雄 配子（或雌配子）与任何一个雌配子（或雄配子）的结合机会相等，这样才能出现3 ： 1的性状分离比。学生看表1 1, 得出结论学生阅读思 考讨论回答：略不能培养学生的 问题意识， 给予学生发 散思维、启 动已用知识 的空间。使 学生理解孟 德尔的科学 研究方法和 解释:、对分离现 象的解释第2课时实验针对上节课提出的问题组织学生交 流自己的见解。设疑：孟德尔在不知道遗传因子是什 么的情况下，用抽象的遗传因子来分析杂

13、交实验结果。提出了遗传因子在体细胞中 成对存在，在配子中单个出现的假说，是 超越自己时代的一种非凡的设想。生物体在进行有性生殖时，遗传因子分离，配子 随机组合真能出现 3： 1的性状分离现象 吗？让我们通过模拟实验来体验孟德尔 的假说。指导学生阅读实验的目的要求，明确相关的问题。在学生阅读的基础上，帮助学生明确实验 要求。1 .两个小桶代表什么？两个小桶中的D小球和d小球代表什么？2 .两个小桶分别代表生物体的精巢和卵 巢；D小球和d小球分别代表含有显性遗 传因子和隐性遗传因子的配子。3 .为什么每个小桶内的 d小球和D小球数 目都是10个?2.每个小桶内的d小球和D小球数目 都是10个，确保

14、雌、雄配子数目相等。3.分别从两个小桶内抓取一个小球组合 在一起的含义是什么？3.分别从两个小桶内抓取一个小球 组合在一起的含义是：模拟雌、雄配子的 随机结合。4.将抓取的小球放回原来的小桶内，摇 匀，按步骤（3）重复做50100次的含 义是什么？4.将抓取的小球放回原来的小桶内， 摇匀，按步骤（3）重复做50100次， 是为了确保观察样本数目足够多。雌、雄 配子结合的机会相等。准备实验材料用具。 巡回检查、指导 学生做实验。组织学生汇报，统计全班的实验结果，引 导学生将每个小组的实验结果与全班总 的实验结果作比较， 比较的结果说明了什 么？思考：为什么全班的实验结果与预期的结依据自己已用的

15、知识，讲述自己的 看法。学生阅读性状分 离比的模拟实验， 思考左边问题。4人一组，进行实 验记录，统计结 果。各小组汇报实验 结果。激发探 究心理，明 确模拟实验 的目的。理解遗 传因子分离 与配子随机 组合的意 义。理解模 拟实验是进 行科学研究 的一种方 法。培养学生的 实验记录能 力、合作能 力。三、对分离现象的解释的验证果更接近？如果孟德尔在研究遗传实验 时，只统计10株豌豆杂交结果，他还能 正确解释性状分离现象吗？与每个小组的实验结果相比， 全班实验的 总结果更接近预期的结果， 即彩球组合类 型数量比DD： Dd： dd=1 ： 2 ： 1,彩球代表 的显性与隐性类型的数值比为 3

16、： 1。因为 实验个体数量越大，越接近统计规律。如果孟德尔当时只统计10株豌豆杂交的结果，则很难正确地解释性状分离现象，因为实验统计的样本数目足够多，是孟德尔能够正确分析实验结果的前提条件之一。当对10株豌豆的个体做统计时，会 出现较大的误差。设疑：孟德尔假说合理地解释了豌豆一对 相对性状杂交实验。但是作为一种正确的 假说，仅能解释已有的实验结果是不够 的，还应该能预测另一些实验结果。孟德 尔是如何实现这一目的的呢？讲述：孟德尔的测交实验，给出测交概念， 指导学生通过绘制遗传图解， 预测测交实 验的结果。巡视检查学生习作的情况。通过课件或板图，展示规范的测交遗传图 解，对学生出现的错误给予及时

17、的纠正。杂交子一代 隐 性纯合子高茎矮茎测交Dd x dd配子 D d d测交后代一 *卡Dd dd *高茎矮茎1:1遗传图解2 一对相对性状测交实 验图解展示孟德尔的测交实验结果，即用子 一代高茎豌豆（Dd）与矮茎豌豆（dd）测 交，在得到的64株后代中，30株是高茎， 34株是矮茎，两种性状之比接近 1 ： 1。设疑：引导学生分析：实验结果与预绘制遗传图 解，进一步掌握绘 制遗传图解的方 法，理解测交实验 的过程，预测实验 结果。体验用数学 统计方法分 析实验结果 的必要性。使学生在习作中巩固绘制遗传图解的基本方法四、分离定律技能训练测结果是否相同，这一结果说明了什么？ 孟德尔设计测交试验

18、的巧妙之处是什 么？介绍假说一演绎法。依据一对相对性状的遗传实验，引导学生归纳分离定律。在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传 因子成对存在，不相融合；在形成配子时， 成对的遗传因子发生分离， 分离后的遗传 因子分别进入/、同的配子中， 随配子遗传 给后代。R提示1将获得的紫色花连续几代自交，即将每次自交后代的紫色花选育再进行自交，直至自交后代不再出现白色花为止。学生归纳阅读思考讨论回 答。体验孟德尔 实验方法的 创新之处培养学生的 归纳能力拓展思维课堂小结2分钟简单回顾孟德尔揭示分离定律的过程（观察实验、发现问题一分析问题、提出假说一设计实验、验证假说一归纳综合、总结规律），提出“假说一演绎法

19、”。布置作业1分钟一、判断题1、兔的白毛和黑毛，绵羊的长毛和细毛都是相对性状。（）2、隐性性状是指生物体不能表现出来的性状。（）3、纯合子的自交后代中不会发生性状分离，杂合子的自交后代中不会出现纯合子。（）二、选择题1 .鼠的毛皮黑色（M）对褐色（m）为显性，两只杂合黑鼠生出纯种小黑鼠 的可能性是（）A. 1/2B. 1/3C. 1/4D. 100%2 . 一对杂合黑豚鼠产仔 4只，4只鼠仔的性状可能是（）A.三黑一白B,全部黑色C.二黑二白D.以上三种都后可能3 .家兔的黑毛对褐毛是显性，要判*只黑色兔是否是纯合子，选用与它交配的兔最好是（）A.纯种黑毛兔B.褐毛兔C.杂种黑毛兔D. A、B

20、、C都不对4 .小麦的抗病（T）对不抗病是显性，两株抗病小麦杂交，后代中有一株不抗病，其余未知，这个杂交组合可能的遗传因子组合是A. TT X TtB. TT X TTC. Tt X TtD. Tt X板书设计计节孟德尔的豌豆杂交实验（一）A课时：一、一对相对性状的杂交实验1、实验过程2、实验结果：L代（F1）表现为高茎（显性性状）。子二代（F2）出现性状分离，高茎：矮茎=3:1二、对分离现象的解释（孟德尔四点假说要点电脑附板）第二课时：一、性状分离比的模拟实验二、对分离现象解释的验证二、分离定律教学反思1、本节课的内容是遗传学的第一章第，节，由于学生A次接触这些 内容，并且新的名词解释也较多

21、，所以对知识的掌握程度较浅，理解程度不 够。针对出现的问题，在下节新课之前T要做进一步的巩固与练习。不过，即使初次接触遗传学，大多数同学表现出了极大的兴趣，所以能积极地投入 到课堂中，使得课堂气氛很活跃。2、本节安排了两个课时，但第二个课时要做性状分离比模拟实验，还 要引导学生演绎推理设计测交实验，学生还要做课堂练习巩固知识，实验小 组介绍实验，整节课的学生活动很多，所以时间有些紧张。可以设计成三课 时，把课堂练习巩固和课本上的“技能训练”以及自交、杂交和测交等概念 的区别及运用放在第三课时。这样会提高学生对基本概念的理解和运用分离定律的能力。3、在对分离现象解释的验证的问题上并非主观臆断地直

22、接告诉学生孟 德尔做了测交实验，而是在教师的引导下学生主动分析思考，演绎推理出测 交实验方案。学生在感到成功喜悦的同时也真正理解了测交的意义，这样才 能灵活地解决生产中的一些实际问题。同时培养学生严密的逻辑推理能力和 思维的想像能力，提高学生的生物科学素养。在这一部分的学习的过程中学 生再次体验到孟德尔实验方法的创新之处，同时领悟了 “假说一演绎法”这 一科学的研究方法。最后进行相关的训练，巩固基本知识并培养知识运用能 力。4、本节课涉及到的基本概念比较对，可否通过构建概念图的方法梳理 相关的知识网络，加深学生对概念以及概念之间内在联系的理解。实验一、减数分裂（3学时）一、实验目的了解高等植物

23、的花粉减数分裂过程，观察其染色体的动态变化，领会减数分裂过程在遗传学基本理论中的意义。二、实验原理减数分裂的定义减数分裂各时期的主要特征：前期I：细线期一一染色体成细长的线状，核膜完整；偶线期一一同源染色体开始配对；粗线期一一非姊妹染色单体间可能发生交换；双线期一一出现交叉；终变期一一交叉端化，染色体最为短粗，是计数染色体最佳的时期。中期I染色体排列在赤道板上， 后期I同源染色体分开移向两极， 末期I形成两个子细 胞第二次减数分裂同有丝分裂遗传学意义：1）遗传 2 ）变异 粗线期及后期I可产生变异 三、用具及药品显微镜、解剖针、盖玻片、载玻片、镣子、醋酸洋红、卡诺固定液、乙醇 四、实验步骤1、

24、取材和固定培养大葱，当花蕾呈嫩绿色表面光1t时进行取材，时间是上午 7-10时，将花序总 苞剥去，立即投入到卡诺固定业中固定 4-24小时，经95%乙醇和70%乙醇各冲洗30分钟, 然后换入70%乙醇中保存，4度下可保存一年以上。2、染色取发育程度不同的花序，每个花序按上、中、下不同部位分别镣取2-3个花蕾放于载片上，用解剖针剥出花药，加1滴醋酸洋红染色液，用解剖针反复挤压花药，使花粉母细胞进入染液中，染色 5-10分钟。较大的花药可以用刀片横切成3-4段，然后再挤压。3、压片将载玻片放在酒精灯上微烤几次，在材料处加上盖玻片覆以吸水纸，用拇指均匀用 力压片。4、观察五、作业绘出所观察的花粉母细

25、胞减数分裂各个时期的分裂相。六、注意事项1、操作过程尽量减少花粉母细胞的遗失2、注意区分第一次减数分裂和第二次减数分裂的细胞（第一次细胞为一个大的圆形的细胞，第二次为两个长椭圆型的细胞）3、区分花粉母细胞和花药壁细胞（后者为半月型细胞核均匀）4、前期、中期区别一一核膜有无，后期、末期区分一一细胞板是否形成 需要配制药品：实验二、染色体组型分析（6学时）一、实验目的学习染色体组型分析的方法，了解染色体组型分析的意义二、实验原理染色体组（genome）： 一个二倍体生物配子所含有的全套染色体，称为一个染色体组。而染色体组在细胞分裂中期的表型称为染色体组型或称核型，包括染色体数目（即基数）、形态、大

26、小、着丝点位置及副缢痕、随体的有无等特征。染色体组型分析就是通过对染色体标本和其照片进行测量、对比分析、配对分组、排列，对组内各染色体的形态进行测量、描述，从而阐明生物染色体组成的过程。染色体组型分析的意义：1） 分析未知生物的染色体数目，推断其倍数。首先计数总的染色体数目，然后根据染色体的形态特征进行分组、配对。2） 将未知生物的染色体组型特征与已知生物的染色体组型特征进行比较，进而对未知生物进行分类，归属于具体的门、纲、目、科、属、种、甚至亚种。3） 染色体组型分析可以用来鉴别染色体变异包括结构变异和倍数性变异。三、用具与药品剪刀、镣子、直尺、硬纸板、浆糊等四、实验步骤1、制作有丝分裂中期

27、染色体玻片标本采用植物根尖（如蚕豆、洋葱、大蒜、玉米等）去壁低渗法培养材料一一预处理一一前低渗一一固定一一酶解去壁一一后低渗一一滴片一一染色2、选材与显微摄影选材：细胞间无重叠，胞内染色体数目完整，每条染色体间无重叠，分散良好，染色体 粗细适中，都伸展开，处于同一平面上，并且染色鲜明、形态清晰、着丝粒明显，随体 可见。选取上述的细胞进行显微照相。取清楚的底片放大成8cm x 4cm 左右的黑白照片。万寿菊7对=14条3、测量（首先对每条染色体随机标号）测量每条染色体的长臂长度和短臂长度。以着丝粒为起点（若着丝粒过大将其一分为二）分别量至长臂末端和短臂末端（以中间为准）单位为毫米，有随体的染色体

28、，随体的长度可以记入也可以不记入染色体长度之内，但应说明。另外染色体弯曲不能用直尺测量的，可以先用细线量取与染色体等长的长度，再用尺子量出线的相应长度。4、计算绝对长度、相对长度、臂比、着丝粒指数总长度=1/n所有染色体长度之和（即染色体组内全部染色体长度之和）。相对长度可降低误差，臂比表示两臂相对长度，比值越大， 说明二者长度相差越悬殊， 进而推断着丝粒位置， 长度相近着丝粒位于中央， 悬殊时着丝粒 靠近短臂末端。着丝粒指数：为整数如 37表示37%,即短臂长度占染色体总长的37%,用短臂所占的比例来描述着丝粒的位置。5、配对依据：同源染色体特征相似（形态、大小、着丝粒位置、随体有无）1）从

29、形态上初步推断2）在形态相似染色体的基础之上比较相对长度3）着丝粒位置，依据臂比值或着丝粒指数判断4 ）有随体的根据随体的大小和位置判断。对照片上的染色体进行粗剪并进行配对。6、排列先画一直线，将染色体由大到小，短臂在上，长臂在下，着丝粒在直线上进行排列。等 长的染色体以短臂长的在前，带随体的染色体及性染色体排在最后。7、分类：根据臂比值或着丝粒指数确定着丝粒位置，进而依照着丝粒的位置将染色体分为四类。1 ）中部着丝粒染色体（M）:臂比1.0-1.7着丝粒指数 37-503.025377.012254 ）端部着丝粒染色体（T）:7.0 以上12一下8、剪贴并写出核型公式 ,sat如：K=2n=

30、 10=6m+2sm+2st核型公式的意义：作业：完成一种作物的染色体组型分析图实验三、Hardy-Weinberg遗传平衡定律的验证（3学时）一、实验目的在调查本班同学某些遗传性状的基础上，学会计算控制各性状的基因频率和基因型频 率，掌握运用Hardy-Weinberg遗传平衡定律进行遗传性状分析的方法。 二、实验原理群体：指一群同种个体所组成的集合。群体遗传学中的群体不是许多个体的简单集合，而是一种特定的孟德尔群体，特指能进行随机交配的群体。在有性繁殖的生物中， 一个物种就是一个最大的孟德尔群体。随机交配：指在有性生殖的生物中，一种性别的任何一个个体都有同样的机会和相反性别的个体交配的方式

31、称为随机交配。自花授粉植物形成的群体不是孟德尔群体，无性繁殖的群体也不是孟德尔群体。研究群体中的遗传结构，主要通过研究基因频率和基因型频率来表达，使之具有可分析的形式，观察其在上下代之间的变化。基因频率：指一个群体中某种基因的数量与群体中该基因的全部等位基因的比例。基因型频率：指群体中某种基因型的数量与该群体中全部等位基因组成的基因型总数 之比。遗传平衡定律：1908年英国数学家Hardy和德国物理学家 Weinberg各自独立地运用数 学方法探讨基因在群体中的行为规律时得出一致的结论。内容：在一个充分大的Mendel群体中，其个体间进行随机交配，假设没有自然选择的作用，没有新的突变发生，也没

32、有个体的大规模迁移，则群体中的基因频率和基因型频率为一个常数，可以一代代传下去， 保持不变。人类一些相对性状是由一对等位基因控制的，按孟德尔方式遗传，假定某群体在某位点上的基因A的频率为p、基因a的频率为q,如群体处于遗传平衡，则基因频率和基因型 频率保持如下关系：p(A)+q(a) 2=p2(AA)+2pq(Aa)+q 2(aa)现分两种情况介绍：2、 不完全显性时如人类对PTC尝味能力的差异表现不完全显性的遗传。也就是可以观察到三种表现型，这样就能直接从三种表现型(基因型)的观察数算出表现型频率，进而算出基因频率。现假定某人群为:基因型 AA基因型观察数PAa aa' H '

33、;三种基因型的频率为P(AA)=P' /N H(Aa)=H于是基因频率为 p(A)=P+1/2H q(a)=Q+1/2H 又假定该人群处于遗传平衡状态，根据已估出的 率及其相应人数。再与相应的实际观察人数比较， 遗传平衡状态的结论。Q ' P ' +H' +Q =N'/N Q(aa)=Q ' /N或 q=1-pp和q即可算出三种基因型的理论频运用卡方检验,即能得出该人群是否处于2、完全显性时A对基因a为显性，所但我们可以假定该性p2+2pq,另一表现型a另外一些性状，如卷舌与非卷舌，有耳垂与无耳垂，由于基因 以只能区别两种表现型，因而不能用表现型

34、观察数直接算出基因频率。 状处于遗传平衡状态，于是表现型【AJ (包括AA和Aa)的频率为(基因型aa)的频率为q2,由此可用下式分别计算出 p和q。q= p=1-q根据已算出的p和q值，推算出各基因型频率。最后算出显性表型中纯合体和杂合体 的比例。三、实验用品苯硫月( PTC溶液1-14号，或乙醇1-13号称取1.3gPTC定溶于1000ml蒸储水中，该溶?夜为1号，按等量对半稀释到14号为止。取25 %乙醇为13号，按等量对半稀释到 1号为止。四、实验步骤1、PTC味盲基因测试从14-1号逐个品尝，根据尝到苦味的阈值推测基因型。尝试阈值R 11号为纯合尝味者 TT, 10-7号为杂合尝味者

35、 Tt, <7号为味盲型tt 。2、嗅阈测试从1-13号逐个闻下去，直到有味为止，高度敏感型阈值为第1-6号，中度敏感型为7-11 号，不敏感型或嗅盲型为12-13号。3、卷舌和耳垂的调查能将舌的两侧卷起呈“ U”型为卷舌者表型为F,非卷舌者为f;有耳垂指耳朵下缘与 头部连接处向上有凹陷者表型为 E,无耳垂为e。 五、作业1、分别计算本班嗅觉基因的频率，检验分析该性状在本班是否处于遗传平衡状态。2、计算卷舌和耳垂的基因型频率，并推算显性表型中纯合体和杂合体的比例。实验四、果蝇的性状观察及饲养（3学时）一、实验目的1、了解果蝇生活史及各个阶段的形态特征2、区别雌雄果蝇及常见突变型的主要特征

36、3、掌握果蝇的饲养管理技术二、实验原理黑腹果蝇为双翅目昆虫，个体发育为完全变态。用作实验材料有以下优点：1）容易饲养，生活周期短，25度左右10天繁殖一代。2）繁殖能力较强，一只受精的雌蝇可产卵 400-600 个，因此可在短期内获得较大的子代群体，有利于遗传学分析。3）突变类型多，有 400个以上，且多数为形态特征的变异，便于观察。4）唾腺染色体较大。因此，在遗传学研究中，果蝇作为实验材料被广泛使用。 三、材料与用品1、材料野生型及突变型果蝇2、用具及药品棉塞、载片、恒温培养箱、双筒解剖镜，放大镜，麻醉瓶、培养箱、白瓷板、毛笔、 吸水纸；乙醛。 四、实验步骤 1、果蝇生活史的观察 1）卵：白

37、色长椭圆型，左右，在其背面的前端具有两个 触丝。2）幼虫：从卵中孵化出来后即为一龄幼虫，一龄幼虫蜕 皮后成为二龄幼虫，二龄蜕皮后成为三龄幼虫，三龄幼虫 较大，活动力强，常爬在培养基表面或培养瓶壁上。3）蛹：幼虫经 6-7天后即化蛹，附于瓶壁上，呈梭型， 初期柔软呈淡黄色，以后逐渐硬化变成深褐色，深褐色的 蛹就要羽化了。4）成虫：刚羽化出来的果蝇，虫体较长，半透明乳白色，翅未完全展开。过12小时后，双翅伸展开，体色加深，各种性状趋于明显。5）影响果蝇生活史的因素：I、营养条件：果蝇的食物是酵母菌，培养基发酵良好，酵母菌充足即可。II、温度：适宜温度为 10-25度，并随温度升高生活周期缩短，10

38、度57天，15度18天，20度15天，25度10天，低于10度、高于30度果蝇不育或死亡。2、麻醉果蝇1）制备麻醉瓶：用培养瓶或与培养瓶口径相同的玻璃瓶及橡胶塞棉花图钉组成2）引出果蝇：将有果蝇的培养瓶用手轻拍，使果蝇震落瓶底，迅速拔出棉塞，将麻醉瓶与 培养瓶的两口相对，培养瓶在上，麻醉瓶在下，用手轻拍瓶壁或轻轻摇晃使果蝇落入麻醉瓶。或培养瓶在下，麻醉瓶在上，并朝向灯光处，双手遮住培养瓶，利用果蝇的趋光性和向上性， 将果蝇引人麻醉瓶。3）麻醉：在麻醉瓶瓶塞的棉花上滴1-2滴乙醍，迅速塞入麻醉瓶瓶口，0.5-1分钟左右大部分果蝇即被麻醉落入瓶底，摇动麻醉瓶，全部果蝇震落瓶底， 之后立即将果蝇倒在

39、白瓷板上，用毛笔小心拨动观察，若翅膀外展45度角表明果蝇已被麻醉致死。若中途有复苏的，需在滤纸上滴加1滴乙醛，并用培养皿盖住。观察后要将果蝇放回原来的培养瓶，将培养瓶横放，然后用毛笔将果蝇扫入培养瓶中，待果蝇苏醒后再将瓶竖起。3、成虫雌雄性别的区别：雌果蝇雄果蝇体型大，末端尖，背部环纹 5节，无黑 斑小，末端钝，背部环纹 3节，有黑斑腹部腹片7节腹片5节第一对足跑节基部无性梳跑节基部有黑色鬃毛状性梳4、果蝇常见突变型性状的观察突变名称基因符号性状特征在染色体上座位白眼W复眼白色黑檀体E身体成乌木色，黑亮残翅vg翅明显退化，部分残留，不能飞焦刚毛sn刚毛卷曲如烧焦状5、果蝇培养基的配制水琼脂玉米

40、粉蔗糖酵母粉丙酸100ml1g10g10g五、作业写出果蝇性状观察中的注意事项及原种保存中应注意的事项。实验五、果蝇杂交大实验（6学时）一、实验目的验证分离定律、自由组合定律、伴性遗传定律二、实验原理1、分离定律F2分离比3: 12、自由组合定律 F2分离比为9: 3: 3: 13、伴性遗传正反交结果是否相同例：培养灰身果蝇过程中出现黑身果蝇，请问1）黑身为显性、隐性？2）该基因位于常染色体还是性染色体？3）由几一对等位基因控制？4、卡方检验三、实验步骤1、设计杂交组合2、挑选处女蝇因为雌蝇体内有一贮精囊，一次交配后可保存大量精子供多次排卵受精用。刚孵化出的 果蝇一般8小时之内不进行交配，所以

41、将雌雄分开，所得的雌蝇即为处女蝇。3、F1幼虫出现时移去亲本果蝇4、从F1中挑选3-5对转移到新的培养瓶中培养 F2代5、F2幼虫出现时移去 F1成蝇6、观察F2成蝇7、统计分析实验六、果蝇唾腺染色体的观察（3学时）一、实验目的1、练习分离果蝇幼虫唾腺的技术2、学习唾腺染色体制片方法3、观察唾腺染色体结构的特点，了解其在遗传学中的意义。 二、实验原理：双翅目昆虫如果蝇、摇蚊等的幼虫期都具有很大的唾腺细胞，其中的染色体就是巨大的唾腺染色体。这些巨大的染色体具有许多重要特征，为遗传学研究的许多方面（如染色体结构、化学组成、基因差别表达等）提供了独特的研究材料。双翅目昆虫的整个消化道细胞发育到一定阶

42、段之后就不再进行有丝分裂，而停止在分裂间期。但随着幼虫整体器官以及这些细胞本身体积的增大，细胞核中的染色体， 尤其是唾液腺染色体仍不断地进行自我复制而不分开，经过许多次的复制形成约10004000拷贝的染色体丝，合起来达5dm宽、400 dm长，比普通中期分裂相染色体大得多（约100150倍），所以又称为多线染色体和巨大染色体。唾腺染色体形成的最初，其同源染色体即处于紧密配对状态，称为体细胞联会、 在以后不断的复制中仍不分开，由此成千上万条核蛋白纤丝合在一起，紧密盘绕。所以配对的染色体只呈现单倍数。 黑腹果蝇的染色体数位 2n=2X4,其中第II、第III染色体为中部着丝粒 染色体，第IV和第

43、I （X染色体）染色体为端部着丝粒染色体。而唾腺染色体形成时，染色 体着丝粒和近着丝粒的异染色质区聚在一起形成一染色中心，所以在光学显微镜下可见从染色中心处伸出6条配对的染色体臂，其中 5条为长臂，1条为紧靠染色中心的很短的臂。tv由于唾腺细胞在果蝇幼虫期一直处于细胞分裂的间期状态，每条核蛋白纤丝都处于伸展状态，因而不同于一般有丝分裂中期高度螺旋化的染色体。唾腺染色体经染色后，呈现深浅不同、疏密各异的横纹。这些横纹的数目、位置、宽窄及排列顺序都具有种的特异性。研究 认为，这些横纹与染色体的基因是有一定关系的。从其横纹分布特征可对物种的进化特征进行比较分析，而一旦染色体上发生了缺失、重复、倒位、

44、易位等，也可较容易地在唾腺染色体上观察识别出来。可见唾腺染色体技术上遗传学研究中 一项基本的技术。唾腺染色体上的横纹宽窄、浓淡是一定 的，但在果蝇的特定发育时期会出现不连续的膨胀，称为 疏松区。目前人们认为这是这部分基因被激活的标志。多线染色体的特征：1）染色体巨大，远远超过一般体 细胞染色体大小；2）唾腺细胞始终处于分裂的前中期状态， 且同源染色体配对在一起，故观察到的多线染色体数为n；3）各条多线染色体上具有异染色质的着丝粒部分相互靠 拢，形成染色中心；4）由于DNA螺旋化程度不同，多线染色体上的横纹，表现深浅不同、疏密相间，是基因所在的位置。三、材料及用品生理盐水（NaCl , KCl

45、CaCl2顺次溶于1000ml蒸储水中）解离液（20%HCl : 45%醋酸=3: 1或4: 1或5: 1）, 1%龙胆紫染液 四、实验步骤 1、幼虫的培养18度，水分多的培养基，酵母菌充足2、剖取唾腺3、解离在唾液腺上加解离液解离 3分钟，用吸水纸将解离液吸去，并用蒸储水冲洗2-3次。4、染色滴一滴甲苯胺蓝染色液染色 3-5分钟，之后用吸水纸吸去染液，并用蒸储水冲洗多余的 染液。5、压片 加一滴蒸储水放上盖片、覆以吸水纸用针柄轻敲几下，然后用拇指用力朝一个方 向揉片。6、观察光圈尽量调暗些五、作业绘出果蝇唾腺染色体图实验七、观察不同诱变因素对染色体结构的影响（3学时）一、实验目的1、了解不同

46、诱变因素对遗传物质的效应及诱变机制2、学习诱发植物染色体结构变异的方法3、认识畸变的几种类型二、实验原理常见畸变有染色体粘着、着丝点区域断裂、破坏纺锤丝形成、染色体或染色单体的断裂， 出现环状染色体及“染色体桥”和落后染色体异常等现象。微核：是在理化因素作用下，细胞质内产生的一种小核。在不同的细胞中，这些小核的数目不等。小核中如有核仁则具有合成 DNA勺能力。微核的来源可能来自染色体损伤后的一 些无着丝点断片；也可能是纺锤丝受损后， 由各别落后的染色体形成。 微核存在于细胞分裂 的各个时期，容易观察。染色体畸变检测方法：1）在有丝分裂中、后期细胞中，统计染色单体断裂、无着丝点 断片和桥等的出现

47、频率，这是一种比较客观、准确的遗传毒理学技术。2）微核检测法：由于微核可以出现在细胞分裂的所有时期，因而观察时，不必考虑分裂相的多少，这种方法简便、敏感。实践中往往将上述两种方法结合使用，效果可更为精确。在遗传学研究、遗传疾病的诊断以及致突变致癌致畸变物质的检测方面应用较多。 三、材料及用品R射线处理的种子，硫酸二乙脂处理的种子盐酸酒精解离液 龙胆紫染液 45 %醋酸四、实验步骤1、根尖培养2、固定3、解离根尖一一解离10分钟一一水洗一一45%醋酸软化5分钟一一水洗4、染色及压片染色5-8分钟5、观察五、作业1、叙述诱变原理及检测方法2、观察不同诱变统计细胞中畸变频率3、绘出辐射处理后染色体发

48、生畸变的有丝分裂制片图实验八拟南芥的有性杂交一、实验目的1 . 了解拟南芥作为模式生物的特点2 .学习并掌握植物有性杂交的方法 二、实验原理1 .拟南芥的形态学特征拟南芥（Arabidopsis thaliana ）为十字花科拟南芥属。一年生细弱草本植物。株高 15至30厘米，随生长环境或培养条件变化。基生叶多数，长圆形或椭圆形，呈莲座状排列。茎生叶具短柄或无柄。总状花序顶生，花瓣白色；雄蕊 6枚（4强2短），花药黄色；雌蕊 圆柱状。长角果线形，长约 10至16毫米，成熟时开裂。种子呈卵形，长约 1毫米，成熟时 红褐色。2 .拟南芥的培养方法将种子用10%勺漂白水（或0.5%次氯酸钠）消毒20

49、-30分钟，经无菌水冲洗 3-4遍后， 在无菌条件下播种到 M所养基上，4c春化2-4天后，在22C,16h光照、相对湿度 70%£ 右的条件下培养，当幼苗具有4-6片真叶时，移入培养土中在温室中生长即可。由于个体小， 很容易在面积有限的温室或人工气候室内大批量地种植；而且，拟南芥对生长条件的要求并不十分严格，这一特点使得在实验工作中很容易实现拟南芥的栽培管理。在一般的栽培条件下，完成一个生长周期大约需 8周左右的时间。还可人为控制条件（如 改变温度、延长光照时间）缩短生长周期。拟南芥的这一特性使实验工作周期大大缩短，特 别是对于许多遗传分析工作，比利用一般的高等植物材料（如麦类、豆

50、类作物）可以成倍的地节约时间。3 .拟南芥的遗传学特性既可以自交、又可人工杂交，在自然条件下，拟南芥是典型的自交繁殖植物，这使得拟 南芥在种植繁种过程中得以保持其遗传上的稳定性。同时在实验过程中，根据研究目的又可方便地实施人工杂交，使得遗传分析工作很容易完成。在培养条件良好的情况下，一个角果可结实数十粒种子；单株结实量可达数千粒甚至上万粒之多！这使得很容易进行后代的遗传分析工作，也很容易扩增所需突变体的种子库，容易被诱变产生所需突变体。二倍体拟南芥有5对染色体，单倍体的基因组总长约为125Mb,已完成全基因组测序。另外，在分子遗传学水平上，拟南芥具有基因组小、重复序列少、易于遗传转化等特点。

51、三、实验用品处于开花期的拟南芥植株；尖头镣子；线绳等四、实验步骤1 .播种并培养拟南芥至开花期2 .选择母本太幼嫩的花蕾去雄后雌因此难以达成人工杂交6枚，4长2短；此选择刚刚露白的花蕾作为母本。 这是杂交成功与否的关键所在。 蕊会死亡，而发育稍过的花蕾其内部已在进行或完成自花授粉过程， 的目的。3 .去雄用干净的尖端稍细的镣子由外向内依次剥去花萼、花瓣、雄蕊（共时雄蕊的长度明显短于雌蕊，尚未进行自花授粉），只留下雌蕊。注意不要触伤柱头，否则难以完成授粉作用。另外，雄蕊一定要去完全，如果留下一或多根雄蕊，待第二天花柱伸长后依然可以进行自花授粉作用，使人工设计的杂交失败。4 .授粉刚刚去雄的雌蕊柱

52、头还未发育成熟，一般在去雄后第二天，柱头处于膨胀毛茸茸的状态 时，为最适合接受花粉的状态。选择处于盛花期（四个花瓣完全展开呈十字状，花药为鲜黄色）的花朵作为父本，用镣子夹住雄蕊柄部取下小花，在母本花的柱头上轻轻擦拭数次，做好标记。为保证授粉成功率，可以连续两天进行授粉。一般授粉在上午10点之前进行为宜；下午两三点钟花朵盛开较多时亦可。5 .观察记录两三天后，如果柱头明显发育长大，形成细长形的角果，则表明杂交成功。为了验证杂交结果，一般F1植株还需取材进行鉴定（如相应抗性的筛选或者基因组PCR等）五、作业论述拟南芥有性杂交的意义及杂交过程中的注意事项？实验九根癌农杆菌介导的植物遗传转化一、实验目

53、的1 . 了解Ti质粒作为基因工程载体的特点及根癌农杆菌介导的植物基因转化的原理。2 .掌握浸花法转化拟南芥的方法。二、实验原理1 .双元Ti载体Ti质粒为根癌土壤杆菌菌株中存在的质粒（染色体外自主复制的环形双链DNA分子），能够通过感染植物的伤口，将其上一段含有植物激素和冠瘤碱合成酶基因的DNA转移并整合至植物受体的基因组中，天然的 Ti质粒整合入植物基因组中的基因能够控制根瘤的形成（Ti即tumor-inducing肿瘤诱发的缩写）。Ti质粒中有2个独立的区域决定 DNA转移及整合：T-DNA区（transferred DNA）和 vir区（virlence region）。在Vir区基因产物的帮助下，T-DNA区能够插入植物基因组中，并随植物基因组复制及遗传给后代。研究发现，T-DNA插入植物基因组时，其左右两个边界区是必须的，而中间部分的序列可以去除或替换。利用此特点，可以将目的基因插 入该区域内。基于Ti质粒这个结构特点，1983年Hoekema等提出双元载体策略：将去除致瘤基 因的T-DNA区从Ti质粒中分离，放置在一个能在农杆菌和大肠杆菌中复制的穿梭质粒中。 这个穿梭载体称为双元 Ti载体。Vir区则存在于一个已经除去 T-DNA的Ti质粒中，在农 杆菌中作为辅助质粒，通过反式激活使T-DNA能转移到植物细胞基因组中。通过基因工