遗传学实验问答题

遗传学实验问答题（精选9篇）

1.遗传学实验问答题 篇一

汞胁迫对小麦根尖染色体的影响

闵令霞朱英秀王丽娟张媛媛

临沂大学生命科学院生物科学2班

摘要：对小麦根尖的取材、预处理、固定、解离、染色、制片等技术环节的探索，并用不同浓度汞离子处理小麦根尖，结果表明，小麦染色体发生不同程度的变化，并阐述了汞胁迫对小麦染色体的影响。

关键词：小麦；染色体；染色体数目；染色体形态变化

染色体是物种特有的遗传信息携带者，有很高的稳定性和再现性。通过汞的不同浓度对小麦的染色体进行分析，并对细胞核染色体的数目，各染色体的大小和形态特征进行综合描述，进而能够得到汞小麦根尖染色体的影响。

重金属污染是当今污染面积最广、危害最大的环境问题之一。据报道，我国受重金属污染的耕地面积近2000万hm，约占耕地总面积的1／5[1 3]。而汞是一种极具毒性的重金属元素，其毒性位于各金属元素之首，其对环境的污染主要来源于工业废物、废水、开采矿产活动、生活垃圾及汽车排放的尾气等。随着人口增长、工业的发展、汞矿的不断开采、废渣废水及矿山废弃物的排放，环境严重受到污染。而汞进入土壤环境后不易被降解，不仅影响作物的产量和品质，并且还会通过微生物的分解进人食物链，引起生物细胞内遗传物质的改变，影响细胞正常的生理、生化和代谢活动等，危害人体健康。目前，许多研究仅注重于汞对土壤和作物质量的影响，而关于汞对植物染色体影响的报道很少。本研究拟通过对受汞污染的小麦与正常小麦根尖染色体进行分析比较，从染色体水平上探讨汞污染对小麦的影响。

1．材料和方法

1．1 材料

所用材料为小麦种子萌发的根尖。

1．2 方法

1．2．1材料处理与取材，选用饱满、大小均匀的小麦种子在25℃恒温下浸泡24h，待其充分吸涨后，放入铺有湿纱布的培养皿中，置于25~C的培养箱中催根培养2-3d。当初生根长到1．5—2cm时，选取发育良好，大小相近的幼根作为研究对象。

1．2．2 材料的预处理

本试验设计6个不同浓度的氯化汞溶液，分别为：0.1，0．5，1．0，1．5，2.0mg／L，以蒸馏水为对照。将选取的小麦幼根放入盛有汞溶液或蒸馏水的培养皿中浸泡5h后，洗净吸附在根表面的汞溶液并恢复培养19h。剪下根尖用0．2％秋水仙素处理8h【4 后用蒸馏水清洗并将材料上的水吸干，放人配置好的卡诺氏固定液(冰醋酸：无水乙醇=1：3)中进行固定。

1．2．3 材料的固定

将材料放入配置好的卡诺氏固定液(冰醋酸：无水乙醇=1：3)中固定2Ah左右。固定好的材料 如不能及时解离，可将其保存在70％的酒精中。

1．2．4 材料的解离

将固定好的材料用蒸馏水冲洗2-3次后放人预热为60~C，1mol／L的盐酸溶液中解离 10一l5min。

1．2．5 材料的染色及制片

用龙胆紫染色[5-6，10]，常规压片方法压片[11-12]、镜检。将解离好的根尖用蒸馏水冲洗2—3次后截取生长点部分l—2mm用龙胆紫染色。染色后将染料清洗干净，用50％ 的甘油压片后用显微镜进行观察。

2．结果与分析

2．1 染色体数目

小麦染色体形态及数目如图1(依次是蒸馏水、0．5mg／L氯化汞、1．Omg／L氯化汞、1．5mg／L氯化汞处理后的图像)。小麦根尖的染色体数目为2n=2x=12。蒸馏水处理的小麦根尖染色体分散良好，数目恒定。0．5mg／L氯化汞和1．Omg／L氯化汞处理的蚕豆染色体分散良好，数目恒定；而1。5mg／L氯化汞处理的小麦根尖染色体数目大多数为12，少数细胞的染色体则多于或少于12(这些可能是因为染色体丢失或汞污染使染色体发生断裂引起)。

3． 结论与讨论

重金属胁迫会使生物的染色体产生变异。不同种类的重金属及其不同浓度梯度对生物造成的影响不同。汞是一种重要的重金属，其对环境的污染主要来源于工业废物、废水、开采矿产活动、生活垃圾及汽车排放的尾气等。

染色体畸变是外界环境有害因子作用于机体或培养的细胞后所导致的最常见的细胞染色体损伤指标之一，也是细胞遗传毒理学研究中最常用的检测手段之一。它具有许多其他检测手段无法比拟的优点。首先，它的可靠性和灵敏性较高；其次，植物核型分析试验的成本较低，这对于一种致突变性检测方法是十分重要的；第三，它的检测物谱较广；第四，在方法学上，它也特别适合环境致突变性监测。与其它动物试验或细胞学试验相比，试验材料容易获得，仪器设备简单。与其它植物测试法相比，它还具有个体差异小及不受地理、气候条件限制等优点。本实验以0．5mg／L、1．0mg／L、1．5mg／L的HgC1 溶液为胁迫压力对蚕豆根尖进行处理，比较其染色体的数目，形态的变化。结果表明，随着汞离子浓度的不断升高，染色体在数量及形态上的变异都非常显著，其直接影响了植物的有丝分裂，故汞离子的毒性不容忽视。而汞是一种累积性毒物，虽然人体对其具有一定的排泄能力，但只要摄人量超过人体的排泄能力，就会在人体内累积，对人体造成危害，影响人类染色体的正常分裂。参考文献：

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2.遗传学实验问答题 篇二

关键词：遗传学,实验改革,研究生

遗传学是研究基因的结构、功能及其变异、传递和表达规律的学科, 实验课的设计应在培养学生实践技能的同时, 加强学生对遗传学理论的理解和掌握[1]。随着遗传学的迅速发展, 特别是应用体细胞遗传学和分子遗传学方法所取得的巨大进展的现阶段, 遗传因素和疾病之间的关系已为医疗工作者广泛认知。由于教学目标为研究生, 更应该培养其科研思维和创新能力以及分析问题和解决问题的综合能力[2]。本次实验课的设计将培养学生综合分析的能力与经典遗传学实验和分子遗传学前沿实验相结合, 同时有效整合实验教学体系, 增强学生对知识掌握的系统性。在这种教学理念下, 我们主要进行了以下几个方面的有益的改革与尝试。

1 研究生传统遗传学实验中存在的问题

医学遗传学实验是医学类专业的重要基础课之一, 全国各医学院校均有开设。现有的医学遗传学实验主要包括两大内容:一是与遗传学有关的染色体操作技术实验, 如染色体制备、核型分析、X小体检测等。二是与遗传病有关的实验, 如皮纹分析、PTC尝味能力实验、系谱分析等[3]。传统医学遗传学实验课设计主要存在以下弊端:首先, 由于课时的限制, 实验项目之间联系不够紧密, 实验内容多以验证性实验为主, 实验之间没有必然的相关性。其次, 基础性实验过多, 而新技术实验偏少。遗传学发展到今天, 除了经典的染色体制备、显带技术之外, 分子遗传学内容如基因组与遗传标记、基因转座与异常重组、基因表达和调控、基因突变、基因工程等理论课的重点内容并未在以往的遗传实验课上得到表现。而研究生在科学研究中经常用到的分子遗传学理论相关的实验技术如DNA和RNA提取、酶切、连接、转化、PCR扩增与监测技术、遗传标记分析、基因突变检测等在原有的实验设计中也未有设置。综上所述, 目前传统遗传学实验的重大缺陷即是其开展并不能和医学研究生课题相联系, 无法为研究生未来课题立项做铺垫。

2 研究生遗传学实验教学改革思路

研究生教育的重要目标在于培养研究生独立思考进而进行科学研究的能力。科研能力是科学素质的核心, 是运用学到的理论知识和科学方法去探索新知识、解决新问题过程中形成的能力, 是研究生应具备的基本能力。遗传学实验是医学研究生专业教育的重要组成部分, 在此过程中建立研究生独立科研和学习的能力是本次实验教学改革的重心。新的改革方案是在原有遗传学实验的基础上, 遵循基础性、实用性、前沿性、创新性的一套综合性实验内容, 让研究生在学习新技术的过程中, 培养系统性的科学思维方式。

2.1 系统整合实验教学体系

综合性实验是理论与实践紧密联系的桥梁, 可以引导和培养学生综合分析问题的能力以及开拓、创新意识, 使学生的综合素质得到提高, 帮助学生形成初步的科研能力。将遗传学实验教学内容进行系统化整合, 使学生在学习中有系统地进行, 并把所学知识进行有序地梳理, 使实验教学能够自成体系, 而不是一个个支离破碎的片段。根据实验教学大纲要求和我校遗传学科发展的特点, 现将遗传学实验课程分为两个部分:第一部分为染色体制备及荧光原位杂交;第二部分为RFLP检测内皮一氧化氮合酶基因多态性。以RFLP检测内皮一氧化氮合酶基因多态性为例, 实验分为组织DNA提取、聚合酶链式反应、限制性酶切分析和琼脂糖凝胶电泳, 根据不同个体基因组的限制性内切酶酶切位点发生变化或者酶切位点之间发生了碱基的插入、缺失, 导致酶切片断大小发生改变, 综合运用微量全基因组DNA的提取, PCR扩增目的基因、PCR-RFLP酶切和琼脂糖凝胶电泳技术, 进行高血压内皮一氧化氮合酶基因多态性的检测。4个独立的实验体现一个完整的科研思路, 各个实验相互关联, 让学生通过实验可以形成一个综合的科学研究的概念, 体现了根据实验需要进行设计到科学研究所必经的科研思路。

2.2 增强实验的新颖性和实用性

当前分子生物学的发展十分迅速, 尤其是多种生物基因组计划的实施, 利用分子手段对遗传基础以及遗传性状进行直接分析已经成为可能。鉴于此, 国内外的遗传学教材中大量增加了分子遗传方面的理论知识, 如基因的表达与调控、基因功能与基因组等, 但是国内高校在分子遗传学实验教学部分的设置仍显单薄[4]。因此, 为帮助学生对学科发展迅速的适应, 吸收最新科研成果, 提高学生在分子研究中的实验设计能力和动手能力, 在经典遗传学的基础上非常有必要增加分子遗传学的相关实验。我们的思路是将学科发展的最新科研成果和前沿知识有机地整合于实验教学改革中, 并将科研与教学相结合。以第一部分染色体制备及荧光原位杂交为例, 将经典遗传学实验染色体制备和20世纪80年代发展的DNA荧光原位杂交技术相结合, 将较为成熟稳定的方法编入实验讲义的同时, 不断修改和完善, 从而能够保证教学内容和技术手段始终处于学科前沿。染色体制备实验是遗传学经典实验之一, 早期通过对染色体数目和结构的观察, 让人们认识了Down综合征、Turner综合征和5p-综合征等染色体病的本质。而DNA测序和荧光原位杂交的发展使遗传学和遗传病学的研究从染色体水平深入到了基因水平。DNA荧光原位杂交 (Fluorescence in situ hybridization, FISH) 技术是20世纪80年代初发展起来的一种重要的非放射性原位杂交技术。随着时代的发展, DNA FISH的应用从最初的单基因或核酸检测到现在的多色FISH多基因位点同时检测, 从基因检测发展到基因组水平检测, 是目前分子遗传学用于检测单拷贝mRNA、基因重排及精确的染色体作图的重要手段和途径。该技术不但可用于已知基因或序列的染色体定位, 而且也可用于未克隆基因或遗传标记及染色体畸变的研究, 在基因定性、定量、整合、表达等方面的研究中颇具优势。将该技术引入到研究生实验中, 使学生了解到最新的学科进展, 为未来的实验思路设计和课题应用奠定了基础。

2.3 增加实验的应用性

遗传学实验除了要加深学生对于遗传学理论的理解和掌握之外, 能为其所用, 对于学生在未来的科学研究起到推动作用是另一重要目的[5]。所以在研究立项的选题上, 一方面注意与实验教学密切结合, 与科研项目密切结合, 促进科研与项目的结合, 为开发新的实验教学内容做好充分的准备工作;另一方面, 与实际应用密切结合, 培养研究生良好的综合素质、提高科研能力。实验内容的设置上以广泛应用为主, 突出重点为辅的方式, 有针对性地选用与科研课题密切相关的试验, 在完成规定教学内容的同时, 结合医学研究生的专业特点和以后的科研需要, 进行教学特殊内容的安排。我们这次设置的内容“RFLP检测内皮一氧化氮合酶基因多态性”这部分, 和临床疾病高血压的发病密切相关。作为经典的基因突变引发高血压的模型, 内皮一氧化氮合酶 (NO3) 是一种催化小分子信息化合物生成的酶, 其基因上三个基因多态性位点与原发性高血压有密切的关系。通过RFLP (restriction fragment length polymorphism, 限制片断长度多态性) , 可以检测到基因组中与致病相关的基因突变, 可作为临床预期诊断的工具。在本次遗传学实验的设计中, 实验的可应用型是考虑的重点, 体现在综合运用通过全基因组DNA的提取, PCR-RELP的酶切, 琼脂糖凝胶电泳技术, 进行高血压内皮一氧化氮基因多态性的检测, 让医学生了解该实验的设计原理以及操作方式, 培养学生们在未来课题中的综合科研思维能力。同时在介绍相关PCR技术时, 从其实验原理、实验目的、具体操作、结果分析及常见问题分析五个方面对其进行详细地介绍, 由教员进行实验演示, 并且强调问题出现时的分析方法和解决方式, 使学员在掌握该技术的同时, 对该技术有了详细的了解, 并培养了研究生的科学思维能力。

随着遗传学的迅猛发展, 遗传学的实验教学在学生学习中占有越来越为重要的位置。在以往的遗传学实验中, 由于课时的限制以及遗传学课程的特点, 往往有些实验课程在一次的实验课中见不到实验结果, 这就要求我们在实验设计中系统地整合实验内容, 各个实验之间彼此相关联, 变学生被动的接受为主动的思考, 加深对独立实验乃至实验整体思路的理解。同时在遗传学的实验教学中, 尽可能考虑到医学研究生在未来临床课题设计中的实用性, 将学科发展的最新科研成果和前沿知识有机地整合于实验教学改革中, 以提高学生设计实验、分析问题以及解决问题的综合能力, 为未来实际应用奠定基础。

参考文献

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3.医学遗传学实验教学的改革和探索 篇三

摘 要：医学遗传学教学以遗传病为主，需要理论和实践相结合，我国目前没有专门的临床遗传学学科，学生没有教学实践，实验课就尤为重要。学校通过实验教学改革，更新实验内容，依据不同专业开展实验教学，同时开展开放式实验，能取得更好的教学效果。

关键词：医学遗传学；实验教学；改革；探索

医学遗传学是医学和遗传学结合的学科，是高等医学教育的必修课程和专业基础课程。该学科涉及数千种疾病的基础理论和临床实践，已成为现代医学中十分活跃的学科。医学遗传学理论教学学时数较少，我国目前没有专门的临床遗传学学科，对于各种遗传病例，学生没有实践机会，实验课就显得尤为重要。在医学遗传学实验教学中，我们采用多种方式，结合实验内容的更新和实验教学方法的改进，不仅完成了教学大纲规定的教学内容，还引导学生参加大学生科研训练计划，提高了学生的学习兴趣，培养了其自主学习能力和创新能力，为他们将来的继续深造和实践工作奠定了良好的基础。

一、实验教学内容的改革

实验课是教学中的重要环节，是理论联系实际，培养学生分析问题、解决问题能力的重要途径。医学遗传学教学内容以基因病、染色体病为主，对于单基因遗传病可以进行基因诊断，但我校实验室不具备基因诊断的实验条件，因此实验教学的重点放在染色体的观察上。首先，安排正常人类染色体的核型分析，让学生对遗传物质有直观的认识，通过对染色体带型、核型的识别，对理论课讲授的染色体相关内容进行验证，同时也为后续实验奠定基础。了解了正常染色体，再在显微镜下观察染色体病患者的染色体标本，学生能够在显微镜下找到细胞分裂相，观察病人的染色体发生了怎样的畸变，理论和实践结合，对染色体病的诊断加深了认识。实验教学也要结合不同专业对教学内容合理安排。对临床专业的学生，重点引导其结合实验理解染色体病的发病机制；对于检验专业的学生，侧重点在细胞遗传学诊断染色体病，识别染色体的带型特征，进行染色体核型分析。除了完成教学大纲规定的实验内容，我们还计划开展开放式实验，在学生的课余时间开放实验室，引导学生设计实验内容，完成实验流程，进行多学科综合实验，培养学生的创新能力。

二、培养学生独立完成实验

实验教学锻炼学生的动手能力和独立能力，要求教师讲课不能超过20分钟，把时间留给学生完成实验，并对实验结果进行分析，找出失败的原因，思考如何改进。对于医学遗传学的重点内容单基因遗传病，学生对具体病例很有兴趣。教师可以把学生分成小组，让他们通过各种途径查找遗传病例；也可以让学生做家族遗传性状的调查，做出多媒体课件，在实验课上展示。这种实验内容的改革深受学生的欢迎，大家的学习兴趣和积极性明显提高。在这一过程中，大家学到了很多理论课上无法学到的内容，拓展了知识面，对单基因病有了更深刻的认识，同时还增强了制作多媒体课件、汇报表达以及团队合作能力。

三、结合实验内容引导学生参加科研训练

实验教学新增了人类皮纹分析，皮肤纹理是真皮乳头向表皮突出，形成许多整齐的乳头线，称为嵴纹。在突起的嵴纹之间形成凹陷的沟，这些凹凸的纹理构成了人体的指/趾纹和掌纹。皮纹在胚胎发育第13周开始出现，第19周左右形成，出生后终生不变，每个人都有其特定的皮纹。人体的皮纹既有个体的特异性，又有高度的稳定性。大量的研究表明，某些遗传病患者的皮纹发生变异，可作为遗传病诊断的辅助指标。目前，皮纹学的知识和技术广泛应用于人类学、遗传学、法医学以及作为临床某些疾病的辅助诊断。学生对这一部分内容很感兴趣，通过实验课掌握了皮纹分析的内容和方法。我们还引导学生将实验内容与科研相结合，指导学生参与我校大学生科研训练计划，对新疆医科大学513名维吾尔族与汉族学生皮肤纹理进行分析，研究维吾尔族与汉族学生皮肤纹理的差异与特异性，最后汇总资料进行统计分析，最终发表论文。

综上所述，通过医学遗传学实验教学的改革和探索，不仅学生的独立完成实验能力和科研创新能力得到了培养和提高，教师在教学中经过学习、思考、探索，也更新了知识，改革了教学方法，培养出了更多优秀的医学人才。

参考文献：

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4.遗传学实验探究性教学的尝试 篇四

肖建富*，吴建国，石春海

浙江大学农业与生物技术学院农学系，杭州 310029

摘要：以创新意识和创新能力培养为导向的新一轮实验教学改革对遗传学的实验教学提出了更高的要求。本文提出了将遗传学实验改造成具有综合性、设计性性质的探究性实验的一些思路，并列举了开展遗传学实验探究性教学的一些方法。

关键词：遗传学实验；探究性教学方法；创新意识；创新能力

Approaches on stimulating methods with teaching of experimental genetics XIAO Jian-Fu,WU Jian-Guo, SHI Chun-Hai Agronomy Department, Zhejiang University,Hangzhou 310029, China

Abstract: Aiming for fostering talents with the sense and ability of creation, the teaching of experimental genetics demands significant improvements during the current wave of educational reformation.This paper proposed a practical approach on a stimulating method with teaching of experimental genetics.Key words:;experimental genetics;stimulating methods;the sense of creation;the ability of creation

遗传学既是一门历史悠久的学科，又是一门发展迅速、实践性很强的学科，研究范围正在不断拓宽和深化，新技术、新方法不断涌现。根据这一特点，在世纪之初我们对遗传学实验内容、实验项目和实验教程进行了及时的调整，取得了一定的效果[1]。目前，着重于培养学生分析问题、解决问题的能力，提高学生创新意识的实验教学改革正在进一步深化，对遗传学实验教学提出了更高的要求。因此，如何在有限的课时中既让学生掌握遗传学实验的基本理论和基本方法，又能了解掌握遗传学学科发展中产生的新技术、新方法，提高学生的创新能力，是摆在遗传学实验教学工作者面前的重要课题。这需要我们加深对新形势下实验教学理念的理解，并对实验教学方法做出新的改革尝试。遗传学实验教学理念的发展

遗传学实验教学在我国已有半个多世纪的历史。不过在上世纪九十年代以前，遗传学实验教学的理念基本上是定位在“验证遗传学基础理论，练习遗传学实验技术和分析遗传学实验结果，从而加深理解和掌握遗传学的内容”[2]，导致开设的实验主要以验证性内容为主。在实验教材上的反映就是从实验课题、实验目的、实验原理、注意事项，到仪器、器材和操作步骤等，都一一罗列得清清楚楚，连记录表格以及实验报告的格式也都准备得非常齐全，实验目的非常单一。学生做起实验来只需依样画葫芦，就可以掌握该实验的基本技术和方法。这样的验证性实验虽能在一定程度上培养学生的有限“动手能力”，但其创新内容少，客观上压抑了学生对实验课程的兴趣，束缚了学生的想象力和创造力，无法激发学生的创新潜能，直接影响了学生创新能力的培养[3]。收稿日期：2009-02-13；修回日期：2009-02-15 *基金项目：国家、浙江省和浙江大学精品课程建设项目资助

作者简介：肖建富（1963－），男，副教授，博士，研究方向：实验室管理和实验教学。Tel：0571-86971993，E-mail：jfxiao@zju.edu.cn 当我国提出要进入创新型国家的行列后，高等教育教学理念有了很大的发展，具体表现在对学生的综合素质和创新能力有了更高的要求。因此必须把提高教学质量放在更加突出的位置，更好更快地培养大批拔尖创新人才。而要培养具有创新意识的高素质人才，就需要改革过去传统的实验教学体系和教学方法，使学生在实验过程中变被动学习为主动学习，逐渐提高发现、分析和解决问题的能力，增强对困难和失败的承受力和培养团队精神和协作能力[4]。这种新理念导致的直接结果就是在实验教学中倡导开设综合性和设计性实验，教育部已经将综合性、设计性实验设为实践教学部分的主要观测点，并且规定实验教学评估成绩达到“优秀”的标准是“有综合性、设计性实验的课程占有实验课程总数的比例≥80%，效果好”，直接推动了各高校把开设综合性、设计性实验作为课堂实验教学改革的重中之重。

但是，由于实验课时和实验室条件的限制，开设大量的综合性、设计性实验存在着较大的难度[5，6]。为了更好地协调两者之间的矛盾，我们的选择是改进实验教学方法，在实验中积极引入科学探究的成分，将原来的验证性实验改造成微型的综合性实验或设计性实验，或者统一称为微型探究性实验（以下简称探究性实验）。探究性实验的内涵和意义

综合性实验和设计性实验具有良好的相容性，综合性实验中可以有设计性的特点，设计性实验也可以带有同一类实验的综合成分。区别于以“验证”为主的验证性实验，综合性实验或设计性实验的本质是“科学探究”，学生在探究过程中可以培养创新意识和创新能力。因此，将综合性实验和设计性实验合称为探究性实验，具有重要的实际意义。

在探究性实验的实施过程中要以问题为核心，让学生在实验过程中思考问题、解决问题，提高创新实践能力。在实验的教学方法上，教师不能通过一种线形和单一的教学过程把不容置疑的实验知识和结论直截了当地灌输给学生；而是应当先发现和提出问题，通过一定的探究过程让学生自己得到问题的正确答案[8]。在实验过程中，所设计的遗传学实验不仅要使学生能够更深入地理解所获得的知识和结论，而且要有利于激发学生的求知欲、培养他们的创新思维习惯和能力。通过教师的引导和巧妙安排，大多技能训练型实验或验证性实验都可以转化为探究型实验。比如，在遗传学实验中，观察植物细胞的有丝分裂时首先要软化和分解细胞壁，通常的做法是将细胞材料放入1 mol/L盐酸在60℃水浴中处理10 min，学生只要照着做就一定能得到较好的实验结果，似乎整个实验过程中不存在什么问题；但实际上仍可以提出许多问题：如用0.5 mol/L 盐酸在60℃水浴中处理20 min是不是可以获得同样的实验结果？用2 mol/L 盐酸在60℃水浴中处理5 min效果会不会更好？等等。围绕这些问题，学生可以分组进行对比试验，最终得出正确的答案。而这些对比试验完全可以在正常实验课时内完成。这样就可以把一个原来纯粹的验证性实验通过教学方法的改变而转变成一个微型且具有多重设计的探究性实验。[7]3 遗传学实验探究性教学的实践

当然，遗传学实验的探究性教学不能仅凭某一环节的问题式教学，而要将探究性贯彻到实验过程的各个环节，包括实验背景的讲解（0.5~1节课）、实验过程的设计和实施（2~3节课）、实验结果的总结（0.5~1节课）、实验理论的考核（期末2h）等，将实验课转变成全方位培养学生创新意识和创新能力的舞台。浙江大学大农类专业的植物类遗传学实验教学有着悠久的历史，通过近年来遗传学国家精品课程的建设以及多轮实验教学改革，已经积累了较为丰富的探究性实验教学经验并取得了较好的教学效果。3.1 启发式、问题式的实验讲解

背景知识对学生深入理解与掌握一个实验是必要的。学生有了较多的相关背景知识，在实验中才会有深入观察的要求、判断推理的基础、准确解释结果的可能。因此，我们在每一个实验开始前都会安排10 min左右的开卷测验和20 min左右的背景知识讲解。这样做的好处主要是可以为下

[9]面的实验讲解做一个铺垫，引起学生对讲解内容的兴趣。测验时多选用一些书本中没有、对理解实验原理很有帮助的简单题目，学生在做测验题时多数会有挫折感，因而会产生希望得到真正结果的期望。背景知识的讲解就围绕测验中的问题采用启发式讲解方式展开，必要时可以以逻辑关系依次对学生进行提问，让学生的思维跟着解决问题的思路走，以最大限度地启迪学生的创新思维。下面列举这方面的两个例子。

在做“植物细胞有丝分裂观察”实验时，会让学生在测验中说说为什么根尖要用秋水仙素处理，而且处理的时间一般都定在常温下4 h。对前一个问题，学生一般能笼统地回答；但对后一个问题，学生就只能用“实验结果证明这是最佳时间”来回答，而几乎没有学生能从细胞周期的角度去分析。因此，教师在实验背景知识讲解中就用多媒体着重讲解细胞周期的概念，并收集大量植物的细胞周期资料来给学生分析，引导学生自己总结出多数植物的细胞周期在十几至几十小时之间，而G2期和分裂前期维持的时间一般在数小时左右，用秋水仙碱处理4 h，理论上可让G2期和分裂前期的细胞都进入中期并停留在中期，从而达到增加中期分裂相之目的；并建议学生进一步尝试在秋水仙碱的处理时间更多的情况下，有丝分裂的中期细胞相数目是否还会有所增加？因为从理论上讲，G1和S期的细胞也可能进入中期并停留在中期而使中期细胞数量进一步增加。通过讲解，学生对实验原理有了更深刻的了解，对许多实验现象都能从本质上进行解释，达到“知其然知其所以然”之目的。比如，有的学生总是质疑为什么在染色体压片中中期分裂相总是那么少呢？通过本实验的操作和进行结果分析，他们就知道了原来多数植物细胞的分裂中期持续时间仅占整个分裂期的1/10左右，而整个分裂期的持续时间仅占整个细胞周期的1/10左右，因而压片中中期相细胞数目就只占全部细胞数目的1/100左右，要在压片中找到正中期的、分散良好的细胞相本来就不是一件容易的事，实验和研究均需要付出辛勤的劳动。

在做“果蝇的伴性遗传和三点测验”综合实验时，会先给学生们介绍染色体遗传学说建立过程[10][11]的传奇故事，以培养学生的科学精神，增强学习遗传学的兴趣，提高学生的智力水平。通常都认为连锁交换规律是摩尔根(Morgan)发现的，但真正的实验背景学生了解得并不多。实际上，摩尔根的学生斯特蒂文特（Sturtevant）在连锁交换规律的发现过程中发挥了重要作用。斯特蒂文特当年还是一名哥伦比亚大学的大学生，接受摩尔根的指导。1911年末在同摩尔根的一次交谈中，他突然认识到，已被摩尔根归因于基因空间间隔差异的连锁紧密程度的不同，提供了在染色体上确定基因线性顺序的可能性。他回家后用了大半夜的时间（不做他的大学生家庭作业）制造出第一张染色体图。他在1913年的一篇论文中第一次提出了“双交换”的概念，并用三重杂合子与三隐性突变体回交，证明了“双交换”的存在，这就是有名的“三点测验”。把这样一个本科生创造发明的背景故事放到实验前的讲解中，学生会有耳目一新的感觉，它会使学生认识到只要在实验中肯动脑筋、尽情发挥自己的主观能动性，即使是一个处于学习阶段的学生，也可以有所发现、有所发明，从而促进学生实验的自觉性和主动性。3.2 探究性实验的设计和实施

探究性实验需以问题为核心。课程实验设计就是要学生通过一系列的置疑、判断、比较、选择以及相应的分析、综合、概括等多样化的过程，由发散到收敛，由求异到求同[8]；通过自主设计实验、自主完成实验、自主管理实验，激发学生创新思维和创新意识，让学生逐渐掌握思考问题、解决问题的方法、提高其创新实践能力。因此，探究性实验的目标并不是让学生在实验中去攀登科技高峰、产出具有高水平应用价值的实验成果，而是让学生通过主动学习去掌握科学研究的方法、培养创新的意识和提高创新能力。这也就决定了课程实验并不需要设计高深的实验项目，而只需要在教学设计和实施方法上适当做一些改进和创造。

例如，“植物细胞有丝分裂观察”是一个典型的验证性实验。过去一般用洋葱根尖为材料，一个球茎放在盛水的烧杯上几天后就可得到几十条根尖，操作简单；固定和解离的方法和时间都是预先设定好的，结果很容易得到。但通常细胞壁没有解离，学生只能区分有丝分裂各个时期的细胞相，但很难看到正中期染色体的完整结构，做核型分析则更难。近年来我们对该实验进行了改进，采用不同的材料（田间植株获取的根尖和种子发芽获取的根尖等），针对关键环节由学生自己设计和试验得出最佳的处理方法。主要做法是抓住“解离时间”这一关键问题，让学生自行分组使用不同解离处理的时间。如试验分为6个小组，解离时间可分别设为5 min、10 min、15 min、20 min、25 min、30 min等。实验结束后小组间比较实验结果，得出不同材料的最佳处理时间。这样做的好处是：① 让学生分组设计，各个组必须协调一致才能得出最佳的结果，有利于培养学生的主动性、积极性和创造性，并增进协调能力和团队精神；② 学生通过探究可以得出不同材料所需的实验条件大不相同的结果，有利于促进学生科研素质的提高；③ 所用材料可使学生看到正中期染色体的完整结构，增加学生的实验兴趣。

又如，“植物染色体的加倍技术”是一个经典的遗传学实验。过去一般挑选做起来比较方便的材料（如洋葱根尖），由教师做好所有前期实验准备，学生只要上课时看一下形态、做一下根尖细胞学鉴定就可以了，实验一般能在3个学时内完成。而在我们目前的教学中，则以学生感兴趣的西瓜为实验材料，具体做法是：以5人为一个实验小组，每小组发20粒二倍体西瓜种子，去壳后在适当温度下生根发芽，2 d后移栽到装有营养土的一次性纸杯中，经过48 h再用秋水仙碱溶液进行染色体加倍试验，各小组可尝试不同的加倍方法；等长出3片以上真叶（约过20 d）时移栽到大田，在开花前（约过40 d）取植株顶端幼嫩叶片用细胞流线仪鉴定植株染色体倍数；各小组比较实验方法和结果，评选出最佳实验结果，最后上交完整的实验报告。

这种实验设计方法有着许多优点：① 实验综合性强：实验将种子学（发芽技术和播种）、遗传学（染色体加倍、减数分裂观察）、育种学（移栽）等有关知识串成了一线，大部分操作需在课外进行，时间跨度大，从3月份开始一直持续到6月底。② 学生自主探究：每个小组的秋水仙碱加倍方法都可以不同，如有的小组直接将西瓜种子放在不同浓度的秋水仙碱溶液中发芽；大多数小组采用在茎尖处滴加秋水仙碱溶液的方法，但采用的处理浓度和处理时间的组合不同，甚至滴加的方法都不同，如有的组尝试用挂盐水的方法给茎尖加液，使茎尖始终保持在秋水仙碱溶液的作用之下，取得了很好的加倍效果。③ 鉴定技术性强：除了可用植株外观、叶片气孔大小结合染色体压片技术鉴定西瓜的染色体倍数之外，本试验主要采用细胞流线仪进行倍性鉴定，结果既快又好，可让学生体验尖端仪器和技术的魅力，增进创新意识的培养。④ 知识与产品双丰收：实验结束时可收获不少西瓜，学生参与实验的积极性很高。3.3 举一反三的实验总结和讨论

实验结果存在多重性：有的是符合预期目标的，有的是部分符合预期目标的，有的是与预期相差较远的。但探究性实验在形成关于某一问题的结论后，学生还需要与他人进行相互交流、总结和讨论，以达到求同之目的。通过交流、讨论和总结，学生可以获得多种可能的解释，有助于将实验证据、科学知识和结果解释这三者更紧密地联系起来，最终找到实验结果差异的原因，并获得同一的科学结论，取得画龙点睛、举一反三的效果。

实践中需要非常重视实验后的总结和讨论，这是训练学生创新思维的重要一环，学生也很感兴趣。如上述提到的“植物细胞有丝分裂观察”实验，分组实验的结果很不一样，解离时间少于5 min或多于10 min的，细胞染色较浅或不染色，而解离时间在7―10 min的，细胞染色的效果就很好。为什么会出现这种情况呢？我们就引导学生进行深入的分析。首先，解离的目的是什么？是软化和分解细胞壁。其次，解离时间的长短为什么会产生完全不同的结果？原来是因为时间短了，软化和分解不彻底，细胞的分散性就不好，染色剂就不能进入细胞核中与染色体结合，染色效果就不好；但如果时间太长，盐酸就会破坏染色体的结构，使染色体不能与染色剂的基团结合，使染色体不能着色。通过分析和讨论，学生既明白了产生所有实验现象的原因，又掌握了染色剂的染色机理，还对细胞、染色体和染色剂的化学结构有了一定的了解。

更典型的是“果蝇的伴性遗传和三点测验”综合实验。要测定果蝇上三个连锁基因间的距离，需要用三隐性母本与野生雄蝇做一次杂交，杂种雌蝇再与三隐性雄蝇做一次测交，然后统计测交后代8种表现型的数量。由于每个小组的测交群体不可能很大，难免有的小组中8种表现型的分布不符合理论分布，或者各个小组的实验结果出现较大的偏差。因此，这类实验的总结就显得尤为重要。我们现在的做法是将每组的实验结果汇总在黑板上，然后将每组的数据相加后得出一个三点测验的结果，并把这个结果与历年的实验结果相比较。这样全班学生就可以看到小群体（小组）与大群体（全班）的实验结果差异，对统计分析的本质有一个直观的了解。另外，在每次实验后还需要学生讨论一个问题：每本实验指导书上都写着要用三隐性母本与野生雄蝇杂交来做三点测验，如果我们倒一倒，用野生母本与三隐性雄蝇来做组合行不行？对这个问题，开始时课堂上几乎所有学生都不置可否。这时我们就让学生到黑板上来演示实验过程，在教师的引导下渐渐明白原来用野生母本与三隐性雄蝇来做组合也是可以的，但在F1必须取处女蝇用于测交；而用三隐性母本与野生雄蝇杂交来做三点测验就不用在F1取处女蝇了，可以节省大量的实验工作量，所以一般的实验指导书中都提倡用三隐性果蝇做母本。通过这样的分析、演示和讨论，学生经历了一次较全面的遗传分析的洗礼，对遗传学的基本原理有了更深刻的理解，同时学生的创新思维也得到了一次很好的训练，获益匪浅。3.4 全面灵活的实验理论考核

单独的实验理论考核是近年来我们在遗传学实验教学上的一项重要举措。因为任何一项实验技术及其原理都有其产生和发展的过程，学生只有在了解技术及其原理的发展过程的基础上，才有可能在今后的研究中对技术进行改进和完善。因此，我们在实验背景讲解中一般都要阐述实验技术及其原理发展的脉络。但单纯的实验操作和实验报告并不能完全反映学生掌握实验技术和原理的全貌及探究能力的好坏，而通过闭卷考试可以有效的探知这方面的教学效果。

闭卷考试主要考核学生已做实验所涉及的原理、基本概念和技术方法，以及学生分析问题、解决问题的能力，在实验总成绩中占有30%的份额。考试题型主要有是非题、简答题和分析设计题，其分值比重分别为20%:50%:30%。为了防止学生死记硬背而不求甚解，考题一般都出得比较灵活，主要是要求学生根据自己掌握的实验原理去分析实验中遇到的一些现象和得到的实验结果，在教材或实验指导书中一般都找不到现成的答案。如在简答题中，有一题是关于10幅有关减数分裂、有丝分裂和分子电泳的图片，在没有任何提示的情况下，要求写出这些图片所包含的遗传学信息，学生如果光死记原理而不注意在实验课上进行仔细的观察和思考，写出正确的答案就有一定难度。这样的考试无形中增加了学生的学习压力，学生在实验课时的提问量明显增多，对于培养学生分析问题解决问题的能力、提高实验教学质量起到了较大的推动作用。

3.5 综合完善的实验成绩评价

一个好的实验教学评价体系是激励学生进行探究性学习的重要保证。近年来本着“客观反映学生的实验态度、客观评价学生掌握实验技能的程度和实验素质、客观反映学生的认知能力和创新能力”的指导思想，我们建立了遗传学实验成绩综合考评体系[3]，考核内容包括：预习、实验设计、实验过程、实验报告以及平时和期末的每一个环节，形式多样，面试、笔试和实验操作等相结合。其最大的亮点是从平时的小测验、提问、实验的设计、实验过程中的动手能力、实验报告等各种实验活动中去发现学生的创新意识，并及时记录，在最终评价中予以体现。如在下列情况下，实验成绩都可以给予不同程度的加分：学生做测验时，答案正确，而且能够进行详细的遗传分析；实验设计时能够别出心裁，提出不同于教材但基本合理的实验方法；实验获得特别好的结果，其结果可以作为教学的标本或素材；讨论时能提出独到见解或对实验问题能做出精辟分析等。在这些激励措施引导下，学生做实验的积极性和主动性有很大提高，许多学生能在课前钻研实验原理和方法，通过各种途径认真查寻资料，做出自己独树一帜的实验设计。我们目前在课堂上采用的许多实验方法，如永久制片的二步脱水法、西瓜染色体加倍的“吊针”法等，都是前几届学生创新的结晶。结 语

当然，探究性实验的形式是多种多样的，针对不同实验，人们所经历的探究过程、采取的探究方式都有所不同，不会存在一种绝对的、固定化的模式或统一化的模式。探究性实验的宗旨是让学生更好地发挥学习自主性，通过探究的过程，掌握科学研究的方法并培养他们创新思维的习惯和能力。随着实验教学改革的进一步深入，一定会涌现出更多更新更好的探究性实验教学方法，进一步促进遗传学实验教学效果的提高。

5.遗传学实验问答题 篇五

实验是教学中的实践性环节，对学生素质和能力的培养至关重要。它关系到学生动手能力、分析和解决问题的能力、创新意识和综合素质的训练与培养。

1.目前遗传学实验中存在的问题

1.实验步骤完全模仿跟踪，完全依赖性实验过程不利于学生发挥自己的自主创造性。

2.学生对已有实验方案缺乏自主意识，一切依赖教师编写的实验指导书。更有甚者，不做实验，到时参考其他或同组同学实验结果凑一点数字，写个实验报告。

3.模仿已有实验规程，对于相当多的学生难以培育顶风冒险精神。因此，学生存在侥幸的成功心理，马虎了事，缺少仔细、踏实的心态，操作不严密，从而治学轻浮。

4.模仿讲义或《指导》进行操作，学生个性难以发挥，不利于培养独创精神。

2.遗传学实验的优化思路

2.1推进遗传学实验教学改革

实验教学过程是教师通过传教、指导、演示等方式指导学生学习的过程。学生是通过阅读、听讲、实验、操作、分析、处理和归纳，掌握知识和技能，形成初步的分析问题和解决问题的能力。学生掌握和应用知识，要经过由不知到知，由知转化到用的转变过程。这两个转变是在老师的指导下进行的。这种转变，一方面要靠学生的积极思维；另一方面还要靠教师的指导作用，为学生创造转化的外部条件。教师的指导作用的核心在于把注意力集中到积极诱导学生在实践中发现问题，提出问题，积极引导，大胆思维，积极实践。

2.2增强温故知新的能力和勇于开拓的胆识

在实习、实验、课程设计的开始阶段，对课程设计的意义、目的、任务、要求方法及进度，对学生要作简要的介绍，使学生有所遵循，目标明确，心中有数。然后，让学生熟悉实习、实验设备，熟悉实习和实验或课程设计的内容和步骤，提出问题。老师要对学生积极引导，严格训练，适时启发释疑。

2.3及时释疑，培养质疑的心理

在设计试验过程中，学生会碰到曾经学过或学而不甚解的东西，教师要及时的释疑和解答，提高学生理论分析能力。当实践过程进入到理论阶段，有的学生被一些表面现象所迷惑，抓不住本质；更多的学生不善于把丰富的感性知识上升为理论知识。这时教师通过指导，帮助学生弄清基本概念，基本理论，基本方法，最终得出正确的结论。

2.4引导学生参加科研实验

各种实习、试验设计都是在校大学生必不可少的实践性教学环节，但目前都还基本属于“继承性学习范畴"。要改变这种现状，我们教师就需要在课程学习允许的情况下，引导和吸收大学生，尤其是学习成绩较好的高年级大学生，利用课余时间参加科技活动或参加教师的科研工作。这是全面培养学生创新意识和能力的好形式。

3.遗传学实验创新能力培养模式

我们所提倡的遗传学实验教学创新，不是革除传统的由浅入深、由易到难、有普及到“高雅”的循序渐进，而是在强化基础训练的基础上，优化教学的“过程”，使学生通过基本原理的学习，熟悉所做实验内容中相关知识，围绕某个实验所需完成的任务，自己将实验的各个环节有机地融合起来，形成一个系统的过程，使该实验有条不紊地完成；革除的是那种只看而不分析，只听而不消化，只求引导而无思维的教条式教学过程。建立遗传学实验中创新能力的培养模式需从以下几个方面做起。

3.1改变原有实验指导书的结构框架

无规矩不成方圆，要达到实验目的，必须要有合适的实验指导书。实验指导书虽然明确规定每项实验目的、操作方法与步骤，并要求学生写出实验报告，但是没有通过经典实验的剖析，达到学生能进行自主性的设计实验过程和方案的目的。这样易使部分学生养成执意的依赖性，不去认真地消化和理解基本概念，盲目地去进行实验操作，而并未弄懂实验的真谛。因此遗传学课程的创新既需要教师的启发和引导式的灌输，又要靠学生自己钻研而挤“出”的成果。

3.2启发式实验教学过程

“educate”（教育）的.本意就是“将人的潜力给诱发出来”。如果只有教师的侃侃而谈，而无学生的畅所欲言，这种教学是失败的。因此，教师应当通过讲解经典实验原理，剖析实验的难点从而引导学生抒发己见，提出问题，当在要点基本明确时，立即停止讨论，留待学生自己完善。这样就可使学生克服依赖、等待的消极思想，而换来积极进取的耀眼火光。

3.3鼓励开拓与创造

-切科学发明、发现源于对实践(或实验）中现象的好奇。时代要求创新，创新就是在好奇诱导下的创造。只要有创见就值得鼓励。如果在别人创造的基础上加以重复或整理，就是创造。在实验教学中认真鼓励学生精细地观察，耐心地寻味实验中出现的各类奇异现象。在基础性实验中，同样地也有设计性实验，这不仅是消化基本理论，增强动脑能力，从另一角度又是激励学生懂得怎样才是原始创新。

6.遗传学实验课程改革的实践与探索 篇六

一、精选经典实验, 培养创新能力

遗传学实验是生物、农学、医学、药学等专业的重要专业基础课, 在开设遗传实验课的高校中, 大多数高校 (包括南京师范大学) 都保留了“果蝇的性状、生活史观察及饲养”、“果蝇杂交”、“果蝇的伴性遗传”和“果蝇唾腺染色体标本的制备与观察”等传统实验内容。大家仍然选择果蝇的实验内容, 主要是因为果蝇具有材料易得、有多种突变类型、容易培养、繁殖速度快、性状易于观察等许多优点, 在较短的时间内能够完成分离规律、自由组合规律和连锁互换规律的验证以及伴性遗传、绞花遗传现象分析和染色体分析等研究内容。但是这些实验往往都是在老师的指导下, 学生根据实验教材的步骤一步步地去操作、去验证, 学生能够发挥创造性的机会很小, 导致学生做实验的热情不够高。为了克服这个缺点, 我们只提供给学生黑体小翅焦刚毛白眼和灰体长翅直刚毛红眼两种果蝇品系, 在果蝇的这四对性状中, 控制眼睛颜色、翅的形状和刚毛类型的基因位于X染色体, 控制身体颜色的基因位于常染色体, 然后让学生自己去设计杂交实验验证三大遗传规律并观察伴性遗传和绞花遗传现象, 最后将实验结果形成一个综合报告。经过几届学生的实践, 我们发现效果非常好, 学生可以选择不同的杂交方式、选择不同的基因去进行分析, 既验证了相关的遗传理论, 又发挥了自己的创造性。

二、注重综合性实验, 强化操作能力

综合性实验教学是指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关的其他课程多个知识点的实验, 是使学生综合已学的知识来设计和操作实验, 对学生实验技能和实验方法进行综合训练的一种复合型实验。其主要特点是实验技能的综合性, 主要是培养学生的综合分析能力、实验动手能力、数据处理能力、查阅资料能力以及运用多学科知识解决问题的能力, 学会应用不同的方法和技术来完成预定的实验内容。在综合能力和创造性思维锻炼方面我们也进行了有益的探索。我们设计了“人类基因组DNA的检测与分析”实验, 让学生提取自己的基因组DNA, 然后进行琼脂糖凝胶电泳和图像分析。推荐指甲和毛囊作为提取基因组DNA的材料, 让学生通过实验进行比较和评价, 然后进行琼脂糖凝胶电泳和拍照, 应用图像分析软件对照片上的图形进行测量, 构建DNA片段大小回归方程, 并且根据回归方程计算出各未知DNA的相对含量。因为是对自己的DNA进行分析, 所以学生对实验的热情都很高。

三、优选研究型 (设计型) 实验, 激发科研兴趣

研究型 (或设计性) 实验是结合课程教学或独立于课程教学而进行的一种探索性实验。其主要特点是实验过程的研究性, 整个实验由学生独立设计、独立操作、独立创新。研究型实验属个性化培养范畴, 主要培养学生的创新能力, 激发学生的学习兴趣和从事科学研究的热情, 要求学生综合多门学科的知识和多种实验原理来设计实验方案, 并充分运用已学到的遗传学基础知识和基本技能发现新问题、分析新问题和解决新问题。根据研究型实验的要求, 我们布置了一个“人体身高遗传度调查与分析”的实验, 要求学生调查自己家庭的身高情况、自己周围家庭的身高情况和全班同学的身高情况, 让学生从查阅相关资料开始, 设计实验方案, 试、分析数据, 构建回归方程, 估算人体身高的遗传力, 并写出小论文式的实验报告。通过这个研究型实验, 学生们熟悉了查阅资料, 获取、整理和分析数据, 总结问题和解决问题等科学研究的基本过程, 为将来完成本科阶段的毕业论文 (或设计) 的工作打下了良好的基础。

四、加强实验指导, 提升实验教学要求

遗传学实验是遗传学课程的重要内容和重要环节, 为了凸显遗传学实验课程的重要性, 我们将遗传学实验作为一门独立的必修课程, 放在与遗传学理论课程同样重要的位置, 而且要求理论课程教学的老师必须上实验课, 与专门从事实验教学的老师一起确定实验课程内容、制订授课计划、准备实验材料和进行预实验, 很好地实现了理论课与实验课的衔接。除任课老师外, 每个实验组还配备2~3名从事教育实习的研究生, 协助老师在学生实验过程中对每一段操作和实验设计都进行观察和指导, 大大地提高了实验课程的教学质量。

五、完善评价方法, 提高学习自觉性

合理的考核评价方法对学生的学习能起到积极的督促作用。所谓合理主要有两层含义, 一是指考核的内容应该能够比较公正合理地评价学生的能力。实验课不仅反映学生的学习能力, 还反映学生的思维能力、操作能力、分析问题和解决问题等多方面的能力。但是, 有相当一部分的学生对实验技能不够重视, 他们在实验中不认真操作, 基本技能掌握不好, 但却可以写出很好的实验报告来。因此, 考核指标不能单一。为了克服这种不良倾向, 我们采用综合评分 (平时成绩与期末考试成绩) 的方法来评定学生的遗传学实验成绩。平时成绩中包括出勤、实验态度、动手能力、实验结果和实验报告的质量等要素, 期末考试采取笔试或实际操作考试等形式, 各种考核的内容按照一定的比例计入总分。二是考核形式要能够客观公正地评价学生的情况。由于考核的指标比较多, 在这些指标中有的是硬性指标, 有的是弹性指标, 为了尽可能地客观公正, 我们规定期末考试成绩比例不能低于50%。在期末考试中, 我们着重考察学生的基本实验技能和分析、解决实验基本问题的能力, 通过考核基本可以看出学生掌握遗传学实验技能的程度, 明显调动了学生动手的积极性, 对于少数不重视技能训练的学生效果尤为显著。

总而言之, 本科阶段的遗传学实验课程, 如何达到验证遗传规律、理解遗传现象、巩固理论知识的目的, 实现培养学生创新意识、锻炼分析问题和解决问题的目标, 这是遗传学实验课程教学改革的重要任务, 需要全体教师和主管部门的共同努力。

参考文献

[1]林娟, 郭滨, 蔡新中, 田丽芬, 乔守怡.综合性大学遗传学实验教学内容的改革[J].高等理科教育, 2008, 80 (4) :88-91.

[2]刘祖洞, 江绍慧.遗传学实验 (第2版) [M].北京:高等教育出版社, 1987.

[3]张根发.遗传学实验[M].北京:北京师范大学出版社, 2010.

[4]张文霞, 戴灼华.遗传学实验指导[M].北京:高等教育出版社, 2007.

7.生物实验——遗传与变异 篇七

一、观察细胞的减数分裂

通过观察多个精原细胞的减数分裂，推断出精原细胞减数分裂过程中染色体的连续变化。

二、低温诱导染色体加倍

原理：低温处理植物分生组织细胞，能抑制纺锤体的形成。

方法步骤：取材→解离→漂洗→染色→制成装片→观察（先用低倍镜找到染色体形态较好的分裂相。确认某个细胞发生染色体数目变化后，再用高倍镜观察）。

实验的一般程序：分组编号→设置对照→条件处理→观察变化→得出结论。

结论：适当的低温可诱导细胞中染色体的加倍。

三、调查人类常见的遗传病

原理：人类遗传病是由于遗传物质改变而引起的。

一般选择单基因遗传病来调查，如：红绿色盲、白化病。

包括调查发病率（发病人数/调查人数，调查人数要尽量大）和遗传方式（一般在家族中调查）。

实施调查过程：可以通过社会调查（统计人群中的发病率）和家系调查（分析遗传病的遗传方式）。

确定调查课题→调查小组→实施调查→统计分析→写出调查报告。

例题精析

题型1 观察细胞的减数分裂

例1. 在适宜时期取材，能观察到植物细胞同源染色体配对现象的实验材料是（）

A.根尖B. 茎尖C.花药 D.种子

[解析]同源染色体两两配对，是在减数分裂形成配子时，才出现的过程。花药中的花粉母细胞能进行减数分裂形成配子。根尖、茎尖只进行有丝分裂。

[答案]C

题型2低温诱导染色体加倍

例2． 下列有关“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的叙述，正确的是（）

A． 低温诱导能抑制分裂时纺锤体的形成

B． 改良苯酚品红液的作用是固定和染色

C． 固定和解离后的漂洗液都是95%酒精

D． 该实验的目的是了解纺锤体的结构

[解析]实验中几种常见液体的作用：卡诺氏液→固定细胞形态，95%酒精→冲洗附着在根尖表面的卡诺氏液；解离液→使组织中的细胞相互分离开清水→洗去解离液，便于染色改良苯酚品红液→使染色体染色，便于观察染色体的形态、数目与行为。

[答案]A

题型3 调查人类常见的遗传病

例3． 某研究性实验小组在调查人群中的遗传病时，以“研究XX病的遗传方式”为子课题。下列调查的遗传病与选择方法最合理的是（）

A． 白化病 在学校内随机抽样调查

B． 红绿色盲在患者家系中调查

C． 进行性肌营养不良在市中心随机抽样调查

D． 青少年型糖尿病 在患者家系中调查

[解析]遗传病有家族性的特点，所以要研究遗传方式时，一般要选择单基因遗传病、而且在家族中调查，而不能随机抽样。但青少年型糖尿病是多基因遗传病，群体发病率较高。

[答案]B

模拟操练

1．在显微镜镜下，观察到人体内的某一细胞正在进行减数分裂，其内有44条常染色体和两个同型的性染色体，此细胞不可能是（）

①初级精母细胞②次级卵母细胞

③初级卵母细胞④次级精母细胞

⑤卵细胞⑥精细胞

A. ①⑤⑥B. ②③④C. ①④⑥D. ②③⑤

2． 用显微镜观察某组织，发现一部分细胞含2个染色体组，一部分细胞只有1个染色体组。这种组织可能来自（）

A． 绵羊胚胎B． 人的肾脏

C． 牛的卵巢 D． 根尖

3． 用秋水仙素和低温都可以诱导多倍体形成，起作用的时期是（）

A. 有丝分裂的间期 B. 后期

C. 有丝分裂前期D. 有丝分裂的整个过程

4． 在自然界中，多倍体形成的过程顺序是（）

①减数分裂过程受到阻碍②细胞核内染色体数目加倍③形成染色体数目加倍的生殖细胞 ④有丝分裂过程受到阻碍⑤形成染色体加倍的合子⑥染色体复制过程受到阻碍

A． ①②⑤③B． ④⑤③⑥

C． ⑥②③⑤D． ④②③⑤

5． 用秋水仙素处理幼苗可诱导形成多倍体植物。该过程中，秋水仙素的主要作用是（）

A． 使染色体再次复制

B． 使染色体着丝点不分裂

C． 抑制纺锤体的形成

D． 使细胞稳定在间期阶段

6． 原发性低血压是一种人类的遗传病。为了研究其发病率与遗传方式，正确的方法是（）

①在人群中随机抽样调查并计算发病率

②在人群中随机抽样调查研究遗传方式

③在患者家系调查并计算发病率

④在患者家系中调查研究遗传方式

A． ①②B． ②③C． ③④D． ①④

7．黑蒙性痴呆是在北美犹太人中较常见的一种遗传病，为研究其发病率，应该（）

A． 在人群中随机抽样调查并统计

B． 在患者家系中调查并计算发病率

C． 先确定其遗传方式，再计算发病率

D． 先调查该基因的频率，再计算出发病率

8． 下列是生物兴趣小组开展人类遗传病调查的基本步骤。其正确顺序是（）

（1）确定要调查的遗传病

（2）汇总结果，统计分析

（3）设计记录表格以及调查要点

（4）分多个小组调查，获得足够大的群体调查数据

A．（1）（3）（2）（4）

B．（3）（1）（4）（2）

C．（1）（3）（4）（2）

D．（1）（4）（3）（2）

答案点拨

1． A (细胞内有44条常染色体和两个同型的性染色体，可以是44+XX或44+YY。初级精母细胞的染色体组成是44+XY，卵细胞的染色体组成是22+X，精细胞的染色体组成是22+X或22+Y。次级卵母细胞在减数第二次分裂后期、着丝点分裂时，染色体加倍，由22+X→44+XX，次级精母细胞在减数第二次分裂后期、着丝点分裂时，染色体加倍，由22+X或22+Y→44+XX或44+YY)

2． C(动物的卵巢、精巢，植物的花的器官在成熟形成配子时，要进行减数分裂)

3． C( 秋水仙素和低温都可以诱导多倍体形成，是通过抑制细胞分裂过程中纺锤体的形成达到目的,而纺锤体的形成发生在细胞分裂的前期)

4． D (多倍体的形成发生在有丝分裂过程中，通过抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，从而引起细胞内染色体加倍)

5． C

6． D (人类遗传病情况可通过社会调查和家系调查的方式进行，但是统计调查某种遗传病在人群中的发病率应是在人群中随机抽样调查，然后用统计学方法进行计算；某种遗传病的遗传方式应对某个典型的患者家系进行调查)

7． A

8． C (人类遗传病的调查，首先要确定调查的遗传病类型然后制定表格以及调查人群和调查点，各小组通过调查获取各种数据，最后汇总分析，得出结论)

8.遗传算法求解TSP问题实验报告 篇八

实验六

遗传算法实验II

一、实验目的：

熟悉和掌握遗传算法的原理、流程和编码策略，并利用遗传求解函数优化问题，理解求解TSP问题的流程并测试主要参数对结果的影响。

二、实验原理：

旅行商问题，即TSP问题（Traveling

Salesman

Problem）是数学领域中著名问题之一。假设有一个旅行商人要拜访n个城市，他必须选择所要走的路径，路经的限制是每个城市只能拜访一次，而且最后要回到原来出发的城市。路径的选择目标是要求得的路径路程为所有路径之中的最小值。TSP问题是一个组合优化问题。该问题可以被证明具有NPC计算复杂性。因此，任何能使该问题的求解得以简化的方法，都将受到高度的评价和关注。

遗传算法的基本思想正是基于模仿生物界遗传学的遗传过程。它把问题的参数用基因代表，把问题的解用染色体代表（在计算机里用二进制码表示），从而得到一个由具有不同染色体的个体组成的群体。这个群体在问题特定的环境里生存竞争，适者有最好的机会生存和产生后代。后代随机化地继承了父代的最好特征，并也在生存环境的控制支配下继续这一过程。群体的染色体都将逐渐适应环境，不断进化，最后收敛到一族最适应环境的类似个体，即得到问题最优的解。要求利用遗传算法求解TSP问题的最短路径。

三、实验内容：

1、参考实验系统给出的遗传算法核心代码，用遗传算法求解TSP的优化问题，分析遗传算法求解不同规模TSP问题的算法性能。

2、对于同一个TSP问题，分析种群规模、交叉概率和变异概率对算法结果的影响。

3、增加1种变异策略和1种个体选择概率分配策略，比较求解同一TSP问题时不同变异策略及不同个体选择分配策略对算法结果的影响。

4、上交源代码。

四、实验报告要求：

1、画出遗传算法求解TSP问题的流程图。

2、分析遗传算法求解不同规模的TSP问题的算法性能。

规模越大，算法的性能越差，所用时间越长。

3、对于同一个TSP问题，分析种群规模、交叉概率和变异概率对算法结果的影响。

（1）

种群规模对算法结果的影响

x

0

1.1

3.5

4.5

y

1.1

5.1

4.5

实验次数：10

最大迭代步数:100

交叉概率：0.85

变异概率：0.15

种群规模

平均适应度值

最优路径

25.264

4-5-8-7-6-3-1-0-9-2

26.3428

2-9-1-0-3-6-7-5-8-4

25.1652

1-3-6-7-5-8-4-2-9-0

25.1652

0-1-3-6-7-5-8-4-2-9

25.1652

9-0-1-3-6-7-5-8-4-2

25.1652

1-0-9-2-4-8-5-7-6-3

150

25.1652

5-8-4-2-9-0-1-3-6-7

200

25.1652

1-3-6-7-5-8-4-2-9-0

250

25.1652

3-1-0-9-2-4-8-5-7-6

300

25.1652

5-8-4-2-9-0-1-3-6-7

如表所示，显然最短路径为25.1652m,最优路径为1-0-9-1-3-6-7-5-8-4-2或3-1-0-9-2-4-8-5-7-6，注意到这是一圈，顺时针或者逆时针都可以。当种群规模为10，20时，并没有找到最优解。因此并不是种群规模越小越好。

（2）

交叉概率对算法结果的影响

x

1.1

3.5

3.5

4.5

y

1.1

5.1

8.5

实验次数：15

种群规模：25

最大迭代步数:100

变异概率：0.15

实验结果：

交叉概率

最好适应度

最差适应度

平均适应度

最优解

0.001

28.0447

36.6567

32.6002

9-2-6-0-5-4-8-7-3-1

0.01

27.0935

34.9943

32.1495

7-8-3-1-9-2-6-0-5-4

0.1

28.0447

35.3033

31.9372

7-3-1-9-2-6-0-5-4-8

0.15

28.0447

34.1175

31.2183

0-5-4-8-7-3-1-9-2-6

0.2

28.7108

33.9512

30.9035

3-1-9-2-6-5-0-4-7-8

0.25

28.0447

35.1623

30.7456

1-3-7-8-4-5-0-6-2-9

0.3

27.0935

31.9941

29.9428

8-3-1-9-2-6-0-5-4-7

0.35

27.0935

32.8085

30.9945

9-1-3-8-7-4-5-0-6-2

0.4

27.0935

32.5313

30.1534

1-3-8-7-4-5-0-6-2-9

0.45

27.0935

33.2014

30.1757

8-3-1-9-2-6-0-5-4-7

0.5

28.0934

33.6307

30.9026

5-0-2-6-9-1-3-8-7-4

0.55

27.0935

33.5233

29.1304

1-9-2-6-0-5-4-7-8-3

0.6

27.0935

33.2512

30.7836

3-1-9-2-6-0-5-4-7-8

0.65

28.0447

33.7003

30.9371

5-4-8-7-3-1-9-2-6-0

0.7

27.0935

32.0927

29.9502

9-1-3-8-7-4-5-0-6-2

0.75

28.0447

32.4488

30.3699

0-5-4-8-7-3-1-9-2-6

0.8

27.0935

32.1551

29.9382

7-4-5-0-6-2-9-1-3-8

0.85

27.0935

34.5399

30.3594

5-0-6-2-9-1-3-8-7-4

0.9

27.0935

32.6273

30.69

6-0-5-4-7-8-3-1-9-2

0.95

27.0935

32.4672

29.919

6-2-9-1-3-8-7-4-5-0

（注:红色表示非最优解）

在该情况下，交叉概率过低将使搜索陷入迟钝状态，得不到最优解。

（3）

变异概率对算法结果的影响

x

1.1

3.5

3.5

4.5

y

1.1

5.1

8.5

实验次数：10

种群规模：25

最大迭代步数:100

交叉概率：0.85

实验结果：

变异概率

最好适应度

最差适应度

平均适应度

最优解

0.001

29.4717

34.732

32.4911

0-6-2-1-9-3-8-7-4-5

0.01

29.0446

34.6591

32.3714

8-4-5-0-2-6-9-1-3-7

0.1

28.0934

34.011

30.9417

5-0-2-6-9-1-3-8-7-4

0.15

27.0935

32.093

30.2568

6-0-5-4-7-8-3-1-9-2

0.2

27.0935

32.2349

30.3144

8-7-4-5-0-6-2-9-1-3

0.25

27.0935

32.718

30.1572

4-5-0-6-2-9-1-3-8-7

0.3

27.0935

32.4488

30.2854

0-5-4-7-8-3-1-9-2-6

0.35

27.0935

33.3167

30.7748

1-3-8-7-4-5-0-6-2-9

0.4

29.0446

34.3705

31.3041

2-0-5-4-8-7-3-1-9-6

0.45

27.0935

31.374

29.6816

2-6-0-5-4-7-8-3-1-9

0.5

27.0935

32.3752

30.2211

2-9-1-3-8-7-4-5-0-6

0.55

27.0935

33.3819

30.6623

1-3-8-7-4-5-0-6-2-9

0.6

28.0934

33.2512

30.36

1-3-8-7-4-5-0-2-6-9

0.65

27.0935

32.7491

30.0201

3-1-9-2-6-0-5-4-7-8

0.7

28.7108

32.4238

30.785

1-3-8-7-4-0-5-6-2-9

0.75

27.0935

31.8928

30.2451

1-9-2-6-0-5-4-7-8-3

0.8

28.0934

31.6135

30.3471

9-1-3-8-7-4-5-0-2-6

0.85

29.662

33.2392

31.1585

2-9-1-3-7-8-4-0-5-6

0.9

28.0447

32.0387

30.4152

0-5-4-8-7-3-1-9-2-6

0.95

28.0447

31.3036

30.0067

9-1-3-7-8-4-5-0-6-2

从该表可知，当变异概率过大或过低都将导致无法得到最优解。

4、增加1种变异策略和1种个体选择概率分配策略，比较求解同一TSP问题时不同变异策略及不同个体选择分配策略对算法结果的影响。

不同变异策略和不同个体选择分配策略几乎不影响算法运行的时间，但会影响适应度。

五、实验心得与体会

通过本实验，更加深入体会了参数设置对算法结果的影响。同一个算法，参数值不同，获得的结果可能会完全不同。

9.遗传学实验问答题 篇九

JAVA实验报告

一、JAVA编程模拟密码攻击MimaGongji 1.模拟密码攻击MimaGongji功能需求分析

编程模拟密码攻击的过程，实现下述功能：

（1）键盘输入12位密码，包括字母和数字；

（2）采用穷举法进行攻击，直到破解密码为止；

（3）屏幕输出试验的次数，并输出获得的密码。

2.MimaGongji基本设计思路

1）基于对MimaGongji功能需求的分析，MimaGongji这个类作为主类，实现主要功能，包括密码的流输入，密码的穷举法破解和破解后密码的输出。2）Java.io.*这个包主要实现数据的流输入和流输出。

3）public static void main(String[] args)这个方法是主要的方法，实现密码的键盘输入，采用穷举法进行攻击，并屏幕输出试验的次数和获得的密码。4）.length（）这个方法主要是计算一个字符串的长度

3.实验步骤

1）Java程序代码（*.java）和详细的行注释 //文件名称为“MimaGongji.java” import java.io.*;//加入java的流输入和流输出包 class MimaGongji //定义主类 {

public static void main(String[] args)//引入主要方法 {

String s=“";try{ BufferedReader

mima=

new

BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));//定义密码的流输入

JAVA实验报告

//统计试验的次数

}

System.out.print(po);

} //输出破解之后的密码

} System.out.println();//换行 System.out.println(”试验次数:“+g);//输出提示“试验的次数”

} }//类申明的结束

2)程序的运行（包括运行的过程、界面和结果图）

首先编写如上所示的源程序，保存文件名称为“MimaGongji.java”，然后编译源程序，编译完成后，生成一个字节码文件MimaGongji.class，执行这个程序，得到如下图所示的窗口：

JAVA实验报告

getContentPane().add(pb,BorderLayout.SOUTH);//把面板添加到窗口上

t1=new JTextField(50);//创建文本框

t2=new JTextField(50);//创建文本框

t3=new JTextField(50);//创建文本框 t4=new JTextField(5);//创建文本框 t5=new JTextField(5);//创建文本框 t6=new JTextField(5);//创建文本框

t2.setEditable(false);//定义文本框的不可书写

t4.setEditable(false);//定义文本框的不可书写

t5.setEditable(false);//定义文本框的不可书写

t6.setEditable(false);//定义文本框的不可书写

p.add(l3,BorderLayout.NORTH);//把标签添加到面板上 p.add(t3,BorderLayout.CENTER);//把文本框添加到面板上 p.add(l1,BorderLayout.NORTH);//把标签添加到面板上 p.add(t1,BorderLayout.CENTER);//把文本框添加到面板上 p.add(l2,BorderLayout.NORTH);//把标签添加到面板上 p.add(t2,BorderLayout.CENTER);//把文本框添加到面板上 p.add(l4,BorderLayout.NORTH);//把标签添加到面板上 p.add(t4,BorderLayout.CENTER);//把文本框添加到面板上 p.add(l5,BorderLayout.NORTH);//把标签添加到面板上 p.add(t5,BorderLayout.CENTER);//把文本框添加到面板上 p.add(l6,BorderLayout.NORTH);//把标签添加到面板上 p.add(t6,BorderLayout.CENTER);//把文本框添加到面板上 b0=new JButton(”生成父母基因“);//创建父母基因生成按钮 pb.add(b0);//添加到面板上

b1=new JButton(”100次交叉、变异“);//创建交叉、变异按钮 pb.add(b1);//添加到面板上 b2=new JButton(”200次交叉、变异“);pb.add(b2);b3=new JButton(”500次交叉、变异");

JAVA实验报告

Object s=e.getSource();if(s==b0)//监听器实现功能 {

t3.setText(s1);//t3文本框输出s1

} t1.setText(s2);t4.setText(String.valueOf(H1));t5.setText(String.valueOf(H2));

if(s==b1)time(100);//监听器实现功能

} if(s==b2)time(200);if(s==b3)time(500);

public void time(int r)//定义方法，实现函数的调用

{

int x,y,z,d1=0,d2=0,w,k,H3=0;

c=new int[23];//定义一个数组

for(int j=1;j<=r;j++)//基因的交叉 {

x=1+(int)(Math.random()*23);//生成一个随机父亲基因位

y=1+(int)(Math.random()*23);//生成一个随机母亲基因位

z=f[x-1];f[x-1]=m[y-1];m[y-1]=z;//两个基因位的基因调换 }

for(int j=0;j<23;j++)//分别计算父母基因总和

{

d1+=f[j];

JAVA实验报告

2)程序的运行（包括运行的过程、界面和结果图）

首先编写如上所示的源程序，保存文件名称为“YichuanSuanfa.java”，然后编译源程序，编译完成后，生成一个字节码文件YichuanSuanfa.class，执行这个程序，得到如下图所示的窗口：

随机生成父母基因，得到如下图示：

JAVA实验报告

500次交叉、变异之后，得到如下图示：

4.实验心得

.java文件名要与主类名相同，JAVA对字

1.编写调试程序要注意程序编写的规则，母的大小写特别敏感，输入时要特捏注意大小写字母的定义，千万别犯主类名与.java文件名不同的错误。

2.在做图形界面时，注意设置图形界面的大小以及文本框、标签和按钮的位置。创建文本框的时候，可以设置文本框的可写性，以及文本框的颜色等等。在随机生成父母基因的时候，注意生成的随机数是什么范围，我们实验要求的范围是什么。监听器的响应，在文本框中输出的是一个基因整体还是一个数，都需要注意，因为这两种输出的方法不同。

3.为了简化程序，我们应该学会调用函数的方法。一开始做程序的时候，我没有注意到这一点，导致我的程序代码非常繁杂，而且容易出错。在同学的建议下，我把100次、200次、500次交叉、变异的实现使用调用函数的方法，这样我的程序代码变得简明多了。因此，在做程序的时候应该考虑到程序代码的简明扼要，不但美观，还能保证

JAVA实验报告

正确性的要求。