第一篇:遗传实验教案学生版
实验
一、减数分裂(3学时)
一、实验目的
了解高等植物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——染色体成细长的线状,核膜完整;偶线期——同源染色体开始配对;粗线期——非姊妹染色单体间可能发生交换;双线期——出现交叉;终变期——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、镊子、醋酸洋红、卡诺固定液、乙醇
四、实验步骤
1、取材和固定
培养大葱,当花蕾呈嫩绿色表面光滑时进行取材,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、下不同部位分别镊取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——核膜有无,后期、末期区分——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2)3)染色体的形态特征进行分组、配对。
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。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、镊子、直尺、硬纸板、浆糊等
四、实验步骤
1、制作有丝分裂中期染色体玻片标本
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——预处理——前低渗——固定——酶解去壁——后低渗——滴片——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,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 37-50 2)近中着丝粒染色体(SM):1.7——3.0 25——37 3)近端着丝粒染色体(ST): 3.0——7.0 12——25 4)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
如:K=2n=10=6m+2sm+2st核型公式的意义:
sat 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)+q2(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 Aa aa 基因型观察数 P’ H’ Q’ P’+H’+Q’=N 三种基因型的频率为P(AA)=P’/N H(Aa)=H’/N Q(aa)=Q’/N
于是基因频率为p(A)=P+1/2H q(a)=Q+1/2H 或q=1-p 又假定该人群处于遗传平衡状态,根据已估出的p和q即可算出三种基因型的理论频率及其相应人数。再与相应的实际观察人数比较,运用卡方检验,即能得出该人群是否处于遗传平衡状态的结论。
2、完全显性时 另外一些性状,如卷舌与非卷舌,有耳垂与无耳垂,由于基因A对基因a为显性,所以只能区别两种表现型,因而不能用表现型观察数直接算出基因频率。但我们可以假定该性状处于遗传平衡状态,于是表现型【A】(包括AA和Aa)的频率为p2+2pq,另一表现型【a】(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
苯硫脲(PTC)溶液1-14号,或乙醇1-13号
称取1.3gPTC定溶于1000ml蒸馏水中,该溶液为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≥11号为纯合尝味者TT,10-7号为杂合尝味者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
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
双筒解剖镜,放大镜,麻醉瓶、培养箱、白瓷板、毛笔、棉塞、载片、恒温培养箱、吸水纸;乙醚。
四、实验步骤
1、果蝇生活史的观察
1)卵:白色长椭圆型,0.5mm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滴乙醚,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滴乙醚,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:
体型 腹部 第一对足
4、果蝇常见突变型性状的观察 突变名称 白眼 黑檀体 残翅 焦刚毛
雌果蝇
大,末端尖,背部环纹5节,无黑斑 腹片7节 跗节基部无性梳
雄果蝇
小,末端钝,背部环纹3节,有黑斑 腹片5节
跗节基部有黑色鬃毛状性梳
基因符号 W E Vg sn
性状特征
复眼白色
身体成乌木色,黑亮 翅明显退化,部分残留,不能飞
刚毛卷曲如烧焦状
在染色体上座位 X1.5
IIIR70.7 IIR67.0 X21.0
5、果蝇培养基的配制 水 100ml
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。琼脂 1g
玉米粉 10g
蔗糖 10g
酵母粉 0.5g
丙酸 0.5ml 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3:1
2、自由组合定律 F2分离比为9:3:3:1
3、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1000—4000拷贝的染色体丝,合起来达5μm宽、400μm长,比普通中期分裂相染色体大得多(约100—150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=2×4,其中第II、第III染色体为中部着丝粒染色体,第IV和第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。
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、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 7.5g, KCl 0.35g CaCl2 0.21g顺次溶于1000ml蒸馏水中)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,并用蒸馏水冲洗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,并用蒸馏水冲洗多余的染液。
5、压片 加一滴蒸馏水放上盖片、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的能力。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——解离10分钟——水洗——45%醋酸软化5分钟——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%的漂白水(或0.5%次氯酸钠)消毒20-30分钟,经无菌水冲洗3-4遍后,在无菌条件下播种到MS培养基上,4℃春化2-4天后,在22℃,16h光照、相对湿度70%左右的条件下培养,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。
三、实验用品
处于开花期的拟南芥植株;尖头镊子;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
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。太幼嫩的花蕾去雄后雌蕊会死亡,而发育稍过的花蕾其内部已在进行或完成自花授粉过程,因此难以达成人工杂交的目的。
3.去雄
用干净的尖端稍细的镊子由外向内依次剥去花萼、花瓣、雄蕊(共6枚,4长2短;此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,用镊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瘿碱合成酶基因的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。通过基因工程改造,将筛选标记基因、多克隆位点及能在植物中高表达的启动子和终止子等按照一定的顺序放入T-DNA区中,即构成Ti衍生载体,作为单、双子叶植物转基因的工程载体。
2.浸花法转化拟南芥
为了得到能够稳定遗传的转基因植物,一般用农杆菌转化的植物材料会选择愈伤组织或者植物的生长点部位。前者可以通过分化和再生得到携带目的基因的转基因植株;而利于转化的生长点部位主要包括根尖分生组织及花分生组织。浸花法转化拟南芥即是用携带目的基因的农杆菌菌液浸泡拟南芥幼嫩花蕾中的分生组织,使得T-DNA区携带目的基因插入到花分生组织细胞基因组DNA中,而花作为拟南芥的生殖器官结实后产生的种子中即携带目的基因,在繁殖过程中可以将外源基因稳定地遗传给后代。
利用此法转化拟南芥的转化率较高,常可以达到1%(即后代中阳性转化植株所占比例)甚至更高。实际上,由于拟南芥的种子结实量大,即便转化率低一些,也还是很容易从大量的后代中筛选获得转化植株。
三、实验用品
已抽薹但有许多未开花的幼嫩花蕾的拟南芥野生型(Clo0)哥伦比亚型植株;经带有目的基因的Ti质粒转化的根癌农杆菌;抗性MS培养基等。
四、实验步骤
1.含有目的基因的Ti质粒的构建及转化受体农杆菌菌株
选择合适的限制性内切酶组合,将目的基因按照正确的方向插入Ti质粒的多克隆位点中。构建好的重组质粒通过化学转化或电转化的方法转入根癌农杆菌感受态细胞中,从而得到含有携带目的基因Ti质粒的农杆菌菌株。2.植物材料的准备
将拟南芥种子用0.5%次氯酸钠消毒10-20分钟、用无菌水清洗3-4次后将消毒后的种子在4℃下春化2至3天,直接播种于营养土与蛭石的混合物(营养土与蛭石的体积比为1:1或2:1),培养室温度控制在22℃(昼)/18℃(夜),光周期为12h,光强为80-120mol/m2/s。培养幼苗至2对真叶后间苗,在直径为10cm的花盆中每盆保留4-5株。待植株抽薹至3-5厘米左右高时剪去茎的尖端使次生花序生长,剪切位点应在最顶端茎生叶的上方(使腋生花序的茎位于茎生叶的基部)。继续培养大约4-5天后的植株可用于转化,此时的植株已有侧枝发生、并已有一些花蕾。3.农杆菌准备
将前述用含目的基因的Ti质粒转化的农杆菌接种于含有相应抗生素的YEB或LB培养基中,28℃,200r震荡培养至菌液混浊,转化前一天接种于含相同抗生素的YEB或LB培养基中扩大培养至OD600为1.2-1.6,离心收集菌体,重新悬浮于转化拟南芥的渗入缓冲液(1/2MS盐、5%蔗糖溶液,现用现配),调节农杆菌密度使OD600为0.8。
4.拟南芥的转化
准备一盛有50ml悬浮液的容器,将前述种有拟南芥的花盆翻转、使植株茎部所有花序均浸入悬浮菌液,保持10-20秒时间,然后将花序取出,使花盆侧躺于托盘中、并用塑料薄膜覆盖。待第二天取下塑料薄膜,直立放置花盆中,浇水,继续培养至收获种子(T1代)。为提高转化率,可在植物恢复正常生长后(约3-5天)再用同样的方法浸泡花序一次。
5.转化植株筛选
如果转化试验的目的是要研究一个稳定插入的外源基因的表达情况,那么就有必要从未转化的材料中筛选出真正转化的转基因植株。使用最多的选择性标记基因是编码抗生素或除草剂的抗性基因。例如,编码抗生素抗性的基因有新霉素磷酸转移酶基因nptII(具有对卡那霉素、新霉素的抗性),潮霉素磷酸转移酶基因hpt(具有对潮霉素抗性)和氨基糖苷酰基转移酶基因aadA(具有对链霉素抗性)。编码除草剂抗性的基因有膦丝素乙酰转移酶基因bar(具有对膦丝菌素和双丙氨膦的抗性)和突变型5-稀醇丙酮酰草酸3-磷酸合酶EPSPS。本实验所用的抗性筛选基因是潮霉素磷酸转移酶基因。
制备MS选择平板,将T1代种子用0.5%次氯酸钠消毒20分钟,再用无菌水清洗3-4次后,将种子平铺在含有20ug/ml潮霉素的MS选择培养板上(密度为1000-2000粒种子/皿),4℃下春化2-3天后移入生长箱中,7天后挑选转化植株。转化植株的生长正常,真叶健康呈深绿色,根伸长至培养基中;而非转化植株基本不能生长,萌发的幼苗呈黄白色。将转化植株转移至正常MS培养基,培养10天后转入土壤继续培养至收获T2代种子。单株收种,备下一步观察检测及深入研究。
五、作业
查资料了解植物遗传转化的方法及适用的植物
第二篇:园林遗传实验考试
1,什么叫核型分析,核型分析过程中应遵守哪些原则?
2,根据着丝粒的位置,染色体可分为哪几种类型?
3,核型分析实验中,测量染色体总长度时是否应包括随体,次缢痕?
4,核型分析实验中,测量染色体短臂长度时是否应包括随体,次缢痕?
5,减数分裂按染色体的行为变化可分为哪些时期?各时期具有什么特点?
6,减数分裂染色体数目减半发生于第几次减数分裂之后?
7,简述有丝分裂和减数分裂的异同点。
8,用含两对同源染色体(一对中着丝粒染色体,一对近端着丝粒染色体)的细胞模式图说
明有丝分裂中期与减数分裂中期Ⅰ,中期Ⅱ的染色体行为特征。
9,染色体制片实验中,对实验材料的选择有什么要求?
答:
10,染色体制片实验中,常使用秋水仙素处理实验材料,其作用何在?
答:通过秋水仙素预处理,来降低细胞质的粘度,促使染色体缩短分散,阻碍纺锤体形成。11,染色体显带可分哪几种?
答:C/G/R/N/T带。
12,染色体显带有什么意义?
13,简述BSG法显示C带的原理?
答:染色体经过比较湿和的Ba(OH)2,变性处理后DNA众链解开。再在盐液(SSC)中温育复性,复性时异染色质较常染色质快,可以优先与Giemsa结合,染色较深,而常染色质则着色浅,从而在整条染色体上形成深浅不一的带纹。
14,简述CTAB法提取DNA的原理。
答:CTAB是一种阳离子去污剂,它可以溶解生物膜,使细胞中DNA复合体,释放出来,并使Pro变性,使DNA与Pro分离。最后用乙醇使DNA沉淀。
15,DNA有哪几部分组成,根据其结构组成,可用哪些方法鉴定DNA?
16,CTAB法提取DNA时,加入氯仿-异戊醇的作用是什么?
17,简述DNA和RNA核蛋白溶解性受盐浓度影响的差异。
18,DNA提取实验中,加入氯仿-异戊醇混合液后离心会出现什么现象,每一层分别是什么
物质?
19,DNA具有紫外吸光性,其最大吸收波峰和最小吸收波谷的波长分别是多少? 20,已知OD260=0.800,OD280=0.600,试分析DNA的纯度。
21,已知纯的双链DNA在260nm的吸光值是0.545,计算双链DNA的浓度。22,在DNA提取实验中,最后通常加入什么试剂使DNA沉淀?
23,画出DNA在220-300nm的紫外吸收光谱图
24,在琼脂糖凝胶电泳实验中,影响DNA电泳速率的因素有哪些?
25,在琼脂糖凝胶电泳试验中,DNA点样端应放在正极还是负极,为什么?
26,在琼脂糖凝胶电泳实验中,DNA一般与什么试剂混匀后点样,该试剂主要有哪些成分?分别有什么作用?
27,遗传平衡定律:遗传平衡定律是在一个大的群体中,进行随机婚配而非选择性婚配,没有自然选择,没有突变发生,没有大规模迁移等条件下,群体中的基因频率和基因型频率在一代代繁殖过程中保持稳定的现象,也称Hardy-Weinber。
28,PTC尝味能力的孟德尔群体进行遗传分析,强味觉(显性纯合体)的有150人,中味
觉(杂合体)的有800人,味盲(隐性纯合体)有50人,计算p、q、D、H、R
第三篇:性状的遗传教案
m 教学目标: 知识目标
①识别生物的性状和相对性状,举例说出身边生物的性状和相对性状;(重点)②描述染色体与基因的关系;
③举例说出显性性状、隐性性状、显性基因、隐性基因的概念及关系。(重点)④尝试用遗传图解说出亲代与后代的基因组成和性状表现。(难点)能力目标
①通过资料分析,提高学生分析、推理、表达能力; ②开展调查活动,培养学生统计及数据处理能力。情感、态度与价值观目标
①通过调查活动,让学生了解自己,悦纳自己;了解父母,热爱父母 ②培养学生实事求是的科学态度。教学方法及学法指导:
课前准备: 制作课件;学生课前进行相关调查及预习工作。教学过程: 教学环节 及
时间安排教师活动学生活动设计意图 复习提问
3分钟回顾所学知识,思考并回答下列问题: 1.什么是基因?基因与染色体的关系是怎样的? 2.在生物的体细胞中,染色体是如何存在的?
3.在人类生殖的过程中,父母的染色体是怎样传给后代的?学生回忆、看书复习。
回答问题,并及时纠正。复习所学过的知识,为本节课的学习做好知识铺垫,起到温故而知新的作用。创设情景 导入新课
3分钟导入语:同学们好!很高兴和大家一起学习《性状的遗传》,老师想对同学们有所了解,咱们先来做一个小调查,好不好? 展示问题:
1.同位之间相互观察一下,你具有下列哪些特征?(展示图片:单双眼皮、有无耳垂、能否卷舌等。)
2.请双眼皮的同学站起来。
3.在站着的同学中,不能卷舌的请坐下,请无耳垂的同学再坐下。
师:大家看,现在只剩下了一个同学!可见,每个人都有与别人相似的特征,也有自己独特的特征,在这个世界上,你是独一无二的,请相信你也是最棒的!刚才我们调查的这些人体特征叫生物的性状,大家想一想,你的哪些特征与父亲的相似?哪些特征与母亲的相似? 为什么你与父母之间有这么多的相似之处呢?那么父母的这些性状是如何遗传给后代的呢?这节课我们就一起来探究这一问题。
板书课题:性状的遗传学生按照老师的指令进行课堂调查活动。
并思考自身的性状与父母有哪些相似之处?父母又是如何将这些性状传递给自己的?以调查活动导入,学生通过观察了解自身的特征,感性认识自身的性状。既创设情景,使学生产生疑问,迅速激发学生的求知欲望,为学生的探究学习进行了铺垫。又自然而然的引入课题。这样设计还可以培养学生悦纳自己,热爱父母的思想感情。引导探究 层层推进
8分钟知识点一:生物的性状
继续以问题串的形式引导学生的思考:
1.除了我们刚才列举的外部形态特征,父母还可以遗传给子女一些什么呢? 2.植物和动物的一些特征也能遗传给后代吗?谁能举例说明?
归纳总结:大家列举的人的身高、眼睛、肤色、花的颜色、叶的形状、动物的毛色等都属于生物的形态、结构特征;而血型、免疫力等属于生理特征;走路的姿势、说话的声音、动物的叫声、运动等属于行为方式,我们把这些特征和行为方式统统称为生物的性状。3.组织学生进行观察力比赛:在下列生物性状中找出不同之处。(展示图片:果蝇翅、番茄果实的颜色、兔毛的颜色等。)通过观察、分析,总结相对性状的概念。
过渡:同学们观察的很仔细、认真,回答也比较准确。我们把这样的一对性状叫相对性状。4.判断:下列性状是不是一对相对性状? a.黄皮肤和黑眼睛 b.豌豆的高茎和矮茎 d.大嘴唇和厚嘴巴
5.谁还能举出一些相对性状的例子?
过渡:通过以上研究,我们发现每一种生物的不同个体之间都有许多相对性状,那么这些性状在亲代和后代之间的遗传又有什么规律呢?让我们继续探究。学生要根据身边的实例及教材的学习等积极回答教师的问题。
仔细观察图片,迅速的找出不同之处,体会同一生物、同一性状,但却有不同的表现,从而理解并总结出相对性状的概念。
学生根据自己的对相对性状概念的理解,迅速做出判断,并举例说明。在学生初步认识人体的一些性状的基础上,进一步引导学生从大量的生活经验中去寻找其他生物的性状,比如花的颜色,猫的叫声、血型等。从而感性的了解生物的性状包括三个方面,这样设计有利于学生全面理解生物性状的含义,并能自己总结出生物性状的概念。
组织学生快速的抢答,鼓励学生提取平时积累的知识,给他们表现的机会,激起竞争意识。教师始终处于“导”的状态,学生始终处于动眼、动口、动脑的参与状态。该组判断题的设计,检查学生对概念的理解和掌握情况。
组织交流 点拨建构 18分钟
1.指导学生观察教材84页图4.4—10,分析:
(1)在豌豆花色、鹦鹉体色的遗传中,我们要研究的分别是哪一对相对性状?(2)豌豆花色和鹦鹉羽色的遗传中哪是显性性状?哪是是隐性性状? 过渡:同学们分 析的真好!生物性状的遗传为什么有这样的规律呢?我们要从生物的遗传物质上来寻找原因。大家想一想:生物体内的主要遗传物质是什么?(染色体、dna、基因)究竟是什么控制着生物的性状呢? 2.指导学生分析转基因鼠的培育过程图(课件展示),讨论:
(1)子代巨型小鼠比亲代小鼠的个体大许多,这是什么原因呢?(2)这个实验说明生物的性状是由什么控制的?
过渡:基因位于染色体上,在体细胞中染色体是怎样存在的?(成对)3.指导学生观察教材84页图4.4—11,分析:(1)基因在染色体上排列有什么规律?(2)一对染色体上只有一对基因吗?(3)你还有什么发现?(大小写的问题)过渡:一对基因可以用一对大小写字母表示,这是什么含义呢?基因又是如何控制性状的呢? 4.指导学生带着问题阅读有关课文,解决以下问题:
1.(1)一对基因可以用相对的大小字母表示,这是什么含义呢?(2)基因是如何控制生物性状的?
5.指导学生进行巩固练习:人的双眼皮是由显性基因 a 控制的,单眼皮是由隐性基因 a 控制的。
(1)显性性状是什么?隐性性状是什么?(2)父亲是双眼皮,其基因组成可能是什么?(3)母亲是单眼皮,其基因组成可能是什么? 过渡:父母的基因又是如何遗传给后代的呢?
6.教师指导学生分析:一对基因随一对染色体遗传图,思考:(1)基因位于染色体上,基因的如何传给后代的?
(2)图中的后代体细胞中遗传了母亲的a基因,为什么还表现为双眼皮? 总结:(分析图后)我们看到在生殖过程中,亲代的基因随着染色体传递给后代,并控制着后代的性状表现。正是由于基因在亲代和后代之间的传递,才使得生物的固有特征代代相传。学生依据教材上的遗传图示,分析豌豆花色和鹦鹉体色的遗传,找出其中隐藏的规律,并提出猜想:为什么亲代的某些性状在后代中不能表现出来呢?
学生分析转基因鼠的培育过程,尝试得出性状是由基因控制的结论(1)导入了大鼠生长激素基因
(2)说明生物的性状是由基因控制的。
学生读图分析基因的排列及书写规范等知识,最终得出基因是如何控制性状的结论。带着问题认真阅 读课文,并找出答案。
独立完成练习,交流答案,分析做错的原因。
学生仔细观察、讨论分析后回答。
(1)基因是随着染色体的遗传而遗传给后代的。
(2)因为在子女的体细胞中还有一个来自父亲的a基因,因此表现为显性性状。
教师引导学生通过豌豆花色、鹦鹉羽色的遗传,自己发现生物遗传的规律,引导学生先揭示显性性状和隐性性状的概念,再进一步去探究遗传规律 的本质。此时教学内容顺序的调整恰到好处。
创造性的使用教材,在教材原有内容的基础上添加了一个实验分析,即转基因鼠的诞生。这样做有两个好处,其一可以让学生自己探究得出基因控制生物的性状,其二使教材内容更具有连贯性。
让学生自己去观察一对染色体上的基因,去发现基因排列的规律、探究这种规律的本质、自学教材有关内容、小组交流,最后共同得出结论,培养学生自学概括能力和表达能力。
培养学生阅读、归纳能力。
设计这个练习能对所学知识及时的巩 固,将学会的知识加以应用。
通过观察、讨论、分析去发现知识,逐渐培养自主学习的习惯和能力,通过交流,体验知识获得的过程,感悟科学探究的方法,尝到探究性学习的乐趣。
归纳提升 拓展应用 8分钟
过渡:知道了基因的遗传规 律,我们一起再来揭开豌豆花色遗传的奥秘吧。1.指导学生分析继续教材84页图4.4—10,分析:
(1)豌豆的紫花是由基因b控制的,白花是由基因b控制的,你能写出紫花和白花可能的基因组成吗?(2)在豌豆花色的遗传中,为什么在后代中只表现为紫色呢?白色为什么 不能表现出来呢? 教师精讲:如果豌豆亲代组合是紫花(bb)和白花,它们的后代又有几种表现呢?我们一起来分析。
亲代
紫花 白花 bb bb 生殖细胞 b b b
子代基因组成 bb bb 子代表现 紫花 白花
想一想,子代中的白花和紫花各占多少?
师:这种分析问题的方法 叫遗传图解,遗传图解就像一把钥匙,用这把钥匙能揭开很多遗传的奥秘。
2.学以致用:请同学用这把钥匙来解决生活中的问题吧。
(1)人的双眼皮(a)和单眼皮(a)是一对相对性状,小明的父母都是双眼皮,而小明却是单眼皮,这是怎么回事?难道小明不是父母亲生的吗?如果父母再生一个孩子,双眼皮的可能性是多大?
(2)某人的鼻子本来比较高挺,一场车祸后,鼻子被撞歪了。他担心会遗传给下一代,因此很伤心,你能给他做做思想工作吗?
课堂小结:同学们这节课表现的非常出色,老师也为你们感到骄傲。大家来反思一下:本节课你有哪些收获?还有哪些疑惑? 学生根据所学知识,解题。学生分析作答。
结合自己的分析,认真听老师分析,突破难点。学会用遗传图解的方法解决问题。
学生分析、交流,重点解释原因。
将解题的步骤写在练习本上,注重纸笔落实。
学生自主回顾本节所学所得。学生要合上教材叙述。
此处设计紧扣教材,充分的利用教材,将刚刚所学的知识用来解决问题。同时,让学生自己对前面所留的疑问给一个合理的解释,起到前后照应的作用。
教师精讲的目的,是 在学生分析的基础上,总结解 题方法,通过板书,教给学生用遗传图解的方法解决一类问题。
这一环节的设计促进了知识的整合、迁移和应用,起到举一反三的作用。
教师设计的反馈训练不是简单的一问一答,而是由知识立意逐步过渡到能力立意,针对性强,注重知识的应用,使学生学以致用。
由学生自我总结所学与所思,得出结论性的知识,并能用规范的语言加以描述。
课堂达标检测题及课下作业 5分钟a类:
1.下列各对性状中,属于相对性状的是()。a.狗的长毛与黑毛 b.人的身高和体重
d.豌豆的高茎和蚕豆的矮茎
2.把高茎(e)豌豆与矮茎(e)豌豆杂交,子代中有高茎198株、矮茎189株,则亲代的基因组合方式应是()a.ee×ee b.ee×ee 2.下列有关“细胞、染色体、dna、基因、性状”之间关系的叙述中,错误的是()a.染色体存在于细胞核中
b.基因位于染色体上
d.生物的性状一般是由基因控制的 b类:
4.下图表示一对黑色雌、雄豚鼠交配后产下的后代的遗传图,据图回答下列问题:
(1)在遗传学上,豚鼠的黑色和棕色是一对_____________。
(2)豚鼠的毛色性状是由_________控制的,性状遗传实质上是亲代通过__________过程传递给子代的。
(3)从豚鼠的亲、子代毛色性状来看,棕色是隐性性状,其基因组成是_________(用t、t表示),亲本黑色豚鼠的基因组成是_______。课下作业:
天然种植的棉花大都是白色的。偶尔在田中也会出现一两株彩色(如棕色)的棉花。彩棉用于纺织,可以免去繁杂的印染工序,既降低生产成本,又减少化学物质对人体的伤害,是名副其实的“绿色产品”。现有两株白色的棉花,分别让它们作父本和母本进行杂交。结果它们的子代中有的结白色棉花,有的结棕色棉花。请分析回答:(1)棉花的白色和棕色在遗传学中是一对____。(2)在上述棉花颜色的遗传杂交实验中,显性性状是____________,隐性性状是___ _________。(3)如果有b和b分别来表示显性基因和隐性基因,则上述杂交的子代中,结白色棉花和结红褐色棉花的基因型分别是______,_______。
(4)农业技术人员想在短时间内将彩棉大量繁殖,比较理想的繁殖方式是()
学生独立自主完成,课堂检测要及时互纠。通过练习加强学生对所学知识的理解,同时培养学生的答题速度和规范,将学习延伸到课下。
针对不同层次的学生提出明确的完成目标。
板书设计:
第三节 性状的遗传
教学反思:
本课的教学设计力求体现新课程理念,具体表现为:体现了学生是教学活动核心的理念。课堂的功能变了,课堂不再只停留在教师对知识点的传授上,更要创设氛围情景,注重学习的方法训练,思维的过程展示,给学生体验和领悟的机会。让学生成为学习的主体。本节课通过体验性目标,引导学生主动参与、亲身实践、独立思考、合作探究,培养学生搜集处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力,以及交流与合作的能力,形成良好的情感、态度、价值观。
体现了新课程的评价理念。评价要满足学生的内心需要,评价的作用在于促进学生发展而不是区分学生的优劣和简单地判断答案的对错。本节课中教师的评价关注的不是学生学习的结果,而是更多的从培养学生的学习兴趣和增强学生自我认识的角度出发给予了积极而又客观的评价。老师对这些同学的评价除了对生物知识本身理解的肯定外,更多在注重开发与唤醒每个学生的潜能,提高学生的学习兴趣和 对自我的认识。
第四篇:进化与遗传教案
第六节
进化与遗传(一)学习目标:
1. 识别遗传和变异现象
2. 说出遗传物质的作用,认识DNA、基因、和染色体的关系 教学重点:认识DNA、基因、和染色体
教学难点:理解DNA、基因、和染色体之间的关系 教学过程:
㈠
遗传和变异现象
一、遗传
1.对于“种瓜得瓜,种豆得豆”“龙生龙、凤生凤、老鼠生儿打地洞”这些例子学生较为熟悉,引入遗传概念----生物体通过生殖产生子代,子代和亲代、子代和子代之间的性状都很相似,这种现象称为遗传。
2.可以通过举例那你与父母有哪些性状相同?使学生真切地体会到遗传现象是普遍存在的。
二、变异
1.活动:先可以进行书本上的游戏,让全班同学都站起来,每说出 一个性状特点,让不同类型的同学坐下去,讲到第八个性状时,看 还有几个同学站着。使学生真切地体会到变异现象是普遍存在的。2.变异:子代与亲代及子代不同个体间的性状差异叫变异。
㈡ 遗传物质的传递
1.介绍科学家探究遗传物质的主要历程,充分组织学生讨论交流,让学生体验有关遗传物质传递的各种假说的提出和不断被推翻、修正、改造的科学发展过程。
2.染色体:位于细胞核内,同种生物细胞中的染色体数量和种类 几乎完全相同,发送也很相似,不同生物个体间的染色体数量和
种类有差异,性状也有较大差异。(如果蝇有4对8条染色体;17世纪先成论者画的人的精子 蜜蜂中蜂王与工蜂有16对32条染色体;人类有23对46条染色体;
指出男女染色体的异同。如图)结论:细胞核中的染色体可能与遗传有关。
3.染色体的组成:染色体是由DNA(脱氧核糖核酸)和蛋白质组成的,科学家进一步证明,其中的DNA是遗传物质。可以介绍噬菌体侵染细菌实验与肺炎双球菌的转化实验来证明。各种生物的细胞中染色体的形态结构和数目是不同的;每种生物的染色体有自己独特的特点。
4.DNA分子双螺旋结构模型。由1953年美国沃森和英国克里克共同提出。脱氧核糖、碱基、磷酸组成DNA的基本单位----脱氧核苷酸。
5.实验:制作DNA双螺旋结构模型加深学生对DNA分子结构特点的理解和认识,培养学生合作与交流能力。
6.基因是起遗传作用的DNA片断。一个DNA分子上有成百上千个基因。基因控制性状,蛋白质表现性状。介绍人类基因组计划,计划于1990年正式启动,这一价值30亿美元的计划的目标是,为30亿个碱基对构成的人类基因组精确测序,从而最终弄清楚每种基因制造的蛋白质及其作用。
小结:细胞→细胞核→染色体→遗传物质(DNA)→基因
7.变异实质上是遗传物质(基因、DNA、染色体)发生改变而导致生物体性状的变化。例如白化病患者不能合成黑色素,就是因为控制黑色素合成的基因发生变异造成的;先天愚型是21号染色体多了一条。
课堂总结:
教学反思:
第六节
进化与遗传(二)学习目标:
1、知道人类基因组计划
2、知道基因工程、遗传与在育种方面的作用
3、举例说明优生的重要性,知道近亲结婚的危害
4、知道基因在生物亲子代间传递过程中也存在自然选择,了解进化理论的发展 教学重点:基因工程、近亲等概念 教学难点:了解进化理论的发展 教学过程:
㈢进化理论的发展
1.回忆达尔文进化论观点:过度繁殖(基础)
遗传变异(内因)生存斗争(外因)适者生存(结果)
2.新达尔文主义(综合进化论)认为:亲代的基因在传递给子代的过程中也存在着自然选择。如含有体格强壮、反应敏捷的基因的动物往往能在择偶竞争中获胜,因此这些基因遗传给子代的机会较大,相反,含有某些遗传病基因的动物往往得不到配偶或过早死亡使这些不利基因传给子代的机会减小。
1、同一物种不同个体细胞内的基因组成是有差异的
2、亲代传递到子代的基因保持相对的稳定性,也发生某些变异
3、某些基因所控制的生物性状对环境的适应性较强,则这些基因会在后代中越来越多。
4、某些基因所控制的生物性状对环境的适应性较弱,则这些基因会在后代中越来越少。小结:亲代的基因在传递到子代的过程中也发生自然选择
3.达尔文是从个体水平来解释生物进化的,而综合进化论则从群体基因频率变化的角度来解释物种进化过程,让学生了解达尔文的进化论也在不断地修正和补充。
阅读人类基因组计划 思考:“人类基因组计划”有什么意义?它会带来什么问题?
㈣育种和优生
1.杂交优势:杂交的生命力比双亲强的现象。如马和驴杂交得到的骡,杂交玉米等
介绍袁隆平与杂交水稻
见书本29页
2.基因工程:完全按照人的意愿重新组合基因的技术。用优良的基因组合起来,创造出一些具有优良性状的新生物。
运用基因工程设计制造的“DNA探针”检测肝炎病毒等病毒感染及遗传缺陷,不但准确而且迅速。
通过基因工程给患有遗传病的人体内导入正常基因可“一次性”解除病人的疾苦。
运用基因工程技术,不但可以培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种,还可以培养出具有特殊用途的动、植物。
介绍转基因技术、转基因食品等。如转基因鼠(见书本30页图1-42)、抗菜青虫的青菜 3.遗传病与优生。
1)遗传病:遗传物质发生不正常变化而引起的疾病。
问题:“遗传物质不正常”包括什么不正常? 如DNA、基因或染色体
如先天愚型:21号染色体多了一条
性别畸形:23对染色体多或少1条 色盲、白化病、先天性聋哑病
2)我国的婚姻法规定,直系血亲和三代之内的旁系血亲禁止结婚。原因:近亲结婚的夫妇所生的子女中,多种遗传病的发病率高。
举例达尔文与表妹爱玛结婚生育六个子女,三个中途夭折,三个终生不育。
资料:统计表明,我国人口中有1/5到1/4的人患有危害轻重不同的遗传病!其中单基因遗传病约3%-5%,多基因遗传病约15%-20%,染色体异常遗传病约0.5%-1%。每年新出生的儿童中,有先天性缺陷的约1.3%,其中70%以上是遗传因素所致。在自然流产儿中,约50%是染色体异常引起的!
理解近亲:读图1-43哪些亲戚属于近亲?
布置作业:作业本A本第六节
(二)教学反思:
第五篇:遗传的物质基础教案
第四章 第一节 遗传的物质基础 教案
教材分析:
《生物的遗传和变异》一章是在学习了绿色开花植物的一生、动物的生殖和发育、人的生殖和发育以后安排的一章内容,在生物圈中,每种生物在繁殖后代的过程中都伴随着遗传和变异现象。而《遗传的物质基础》一节就是在前面学过知识基础上认识主要的遗传物质------DNA,从而对学习遗传和变异的相关内容做好铺垫和知识储备。
教学目标:
1、能说明细胞核是遗传的控制中心,DNA是主要的遗传物质。
2、学会尝试描述染色体、DNA、基因之间的关系。
教学重点:
1、细胞核是遗传的控制中心,DNA是主要的遗传物质。
2、细胞核、染色体、DNA、基因之间的关系。
教学难点:
1、DNA是主要的遗传物质。
2、细胞核、染色体、DNA和基因之间的关系。
教学方法:
从学生日常生活中耳熟能详、通俗易懂的俗语入手,引出遗传和变异是自然界中普遍存在的现象,再通过成龙和房祖名等的明星图片展示其二人的相似性,引入遗传的概念和遗传的物质基础。然后通过“小组交流与分享”“观察和思考”“分析和讨论”等学生活动,组织学生主动参与,积极思考,使他们在自主预习和合作交流与分享的过程中,真正理解细胞核、染色体、DNA和基因之间的关系。
有的学生对遗传物质很陌生,有的学生对遗传一知半解,但都很好奇很期待,所以对本节课充满了好奇心和求知欲。因此可以先让学生自主预习并分享所知,对遗传物质有个初步认识,然后通过对四个问题的解决,得出四个结论,从而进一步理解“细胞核、染色体、DNA和基因”之间的关系。
课前准备:
教师准备:(编制导学稿),收集图片、动画、视频等资源制作课件。
学生准备:(自主研学,完成学案。)收集有关遗传的知识。
教学过程:
一、创设情境,引入新课: 俗话说:“种瓜得瓜,种豆得豆;一母生九子,九子各不同”;这些俗语说明生物在繁殖后代过程中伴随着遗传和变异现象。
遗传能使生物界的每种生物世代延续,而变异则可以使生物不断进化。
【设计意图】通过耳熟能详,通俗易懂的俗语引出遗传和变异现象,然后通过多媒体展示图片引出遗传的概念和遗传的物质基础。
大屏幕投影图片(成龙和房祖名的图片)
教师问:同学们认识这2位明星吗?他们是什么关系?
你看他们的鼻子、下巴等像不像?
我们把子代与亲代以及子代与子代的之间的相似性叫做遗传。
【设计意图】学生看到自己崇拜的明星,会引发他们的兴趣,从而引出遗传的概念
二、自主研学:(交流与分享)
方案
1、教师课前出示导学案,看课本P93—96自学,完成导学案的“自主研学”。
【设计意图】让学生自己课前看课本自学,培养学生的自学能力。
活动一:交流自学成果
学生小组内合作交流校对答案,(提出疑难问题,并在小组内解决。小组不能解决的,全班解决)。
【设计意图】培养学生合作能力和解决问题的能力。
方案
2、交流与分享:小组之间交流“我对遗传知多少?”,然后选代表表达分享。
【设计意图】提高学生交流合作的能力和口头表达能力,并在潜意识下让学生学会分享,体验分享的快乐。
教师对学生的答案不需要做过多解释,但可以通过学生对遗传的了解引导学生思考以下四个问题:
任务一:观察思考“伞藻的嫁接实验”。解决问题一:遗传物质存在于细胞的哪个结构中?
学生先观察思考。
教师播放演示视频。
学生回答课本P94的问题从而得出结论一:遗传物质主要存在于细胞核中(或细胞核是遗传的控制中心)。
【设计意图】培养学生的观察思考和分析问题的能力。
任务二:认识染色体解决问题。二:遗传物质在细胞核里怎样存在的(具体位置)?
1、观察洋葱有丝分裂的图片,认识染色体
2、展示几种生物的染色体图片,让学生总结归纳“同种生物和不同种生物染色体的特点以及在体细胞内的存在状态”,得出结论二:遗传物质存在于染色体上。
【设计意图】让学生从感性上认识染色体,激发学生积极思考和主动求知的学习热情,并提高学生总结归纳问题的能力,培养学生观察的能力。
任务三:了解染色体的化学组成。解决问题三:谁是主要的遗传物质?
教师引导学生看书,并观看视频“噬菌体侵染细菌”的过程。得出结论三:DNA是主要的遗传物质。
【设计意图】这部分知识比较抽象,利用视频让学生知道DNA是主要的遗传物质,而蛋白质不是。
【相关链接】DNA是唯一的遗传物质吗?
引导学生看书P95的“相关链接”,知道部分病毒的遗传物质是RNA。
【设计意图】意在告诉学生DNA是主要的遗传物质而不是唯一的遗传物质,并为高中学习打下基础。
任务四:认识DNA的结构。解决问题四:为什么DNA是主要的遗传物质?
教师通过图片展示DNA的双螺旋结构并认识DNA上不同的片段----基因,得出结论四:“DNA上有含不同遗传信息的片段---基因,基因能控制生物表现不同的特征(性状)”。所以DNA是主要的遗传物质。
【总设计意图】通过四个问题的设置,由大而小,由浅而深,由宏观到微观,由抽象到直观,有感性到理性逐步引导学生思考,直至找到主要的遗传物质是DNA。
活动二:学生总结四个结论。
结论一:
结论二:
结论三:
结论四:
【设计意图】意在让学生理解并会描述概念,即引出“细胞核、染色体、DNA和基因”四个概念,并为进一步理解四者的位置关系和数量关系做好铺垫。
教师通过图片进一步展示细胞核、染色体、DNA和基因的位置关系,并描述其数量关系。
延伸拓展:亲子鉴定(播放视频或故事情节引出DNA在社会中被运用的高科技手段)
【设计意图】在理解概念的基础上,学会在生活中运用知识,并进一步巩固概念。还能激发学生学习更多生物学的兴趣。
课堂小结: 引导学生大胆交流本节课的收获。(注重四个抽象概念的理解)
教师总结:
1、主要的遗传物质是DNA。
2、DNA存在于细胞核里的染色体上,其上含有许多能表达不同遗传信息的基因。
当堂达标
教师组织学生回答课后和课件中的问题。
板书设计:
遗传的物质基础:
细胞核 染色体 DNA 基因
导学稿:
第一节 遗传的物质基础
【学习目标】
1、能说明细胞核是遗传的控制中心,DNA是主要的遗传物质。
2、学会尝试描述染色体、DNA、基因之间的关系。
【学习重点】
1、细胞核是遗传的控制中心,DNA是主要的遗传物质。
2、描述细胞核、染色体、DNA、基因之间的关系。
【学习难点】
1、DNA是主要的遗传物质。
2、细胞核、染色体、DNA和基因之间的关系。
【能力培养与情感态度价值观】
1、能提高学生表达、合作和就解决问题的能力;
2、能让学生体验分享的快乐并学会分享。
一、自主研学:
生物学上把_______________________________________________________现象叫做遗传。
1、细胞核: 根据课本P93“伞藻嫁接实验”得出结论:生物的遗传物质主要存在于__________中,控制遗传现象的_______________就储存于这些遗传物质中,因此说_________________________。
2、染色体:在细胞内被碱性材料染成深色的物质就是___________________。
染色体在生物的______________过程中具有非常重要的意义。正常情况下,同种生物的体细胞内都含有__________相同且_____________相似的染色体,且________存在。例如:马的体细胞内有___________染色体;玉米体细胞内有___________染色体。
3、DNA:
染色体由__________和_________组成,___________是主要的遗传物质。DNA是由______条链组成的__________________________结构。
4、基因:
在________上有许多与________相关的片段叫基因。不同的基因控制着生物不同的性状。
且1条染色体上有__________个DNA分子,每个DNA上有______________个基因。
小结:描述细胞核、染色体、DNA、和基因之间的关系_____________________________________________________________________
二、合作展示:
问题
1、遗传物质存在于细胞的哪个结构中?
问题
2、遗传物质在细胞核里怎样存在的?
问题
3、主要的遗传物质是什么?
问题
4、为什么DNA是主要的遗传物质?