我国超级稻育种单季稻第２期目标提前一年实现等
我国超级稻育种单季稻第2期目标提前一年实现
“杂交水稻之父”袁隆平院士主持的超级杂交稻课题组在2004年实现了中国超级稻育种单季稻的第2期目标。“中国超级稻研究计划”第2期目标是到2005年育成大面积示范片单产12吨/公顷的超级稻新品种。
P88S/0293这个新组合于2002年示范种植8.1公顷，平均单产12.26吨/公顷;2003年在湖南4个“百亩示范片”种植，平均单产均超过12吨/公顷;2004年在全国7个“百亩示范片”种植，单产均达到12吨/公顷。
另一个新组合“准两优527”，2003年在湖南1个“百亩示范片”，2004年在全国3个“百亩示范片”，平均单产均超过12吨/公顷。(湖南 杨善清)
黄桃新品种通过审定
西北农林科技大学园艺学院(邮编：712100，电话：029-87082613)韩明玉等人选育的黄桃新品种“红明星”，前不久通过了陕西省林木良种审定委员会审定。
该品种自花结实率强，坐果率高，定植第二年即可结果，5～6年进入盛果期。果实圆形，平均单果重177克，外观美，品质优良，符合罐桃品种“黄肉、不溶质、黏核、果肉无杂质”的要求，为鲜食、加工兼用品种。(陕西 易同民)
玉米新品种通过审定
江苏省农科院粮作所(邮编：210014，电话：025-84390308)选育的中晚熟半紧凑普通玉米新品种“苏玉20”，前不久通过了江苏省品种审定。
该品种籽粒黄色偏硬，千粒重308克左右，抗玉米大、小斑病，抗倒性较强，春播平均667平方米(1亩)产量为510.5公斤，夏播为472公斤。(江苏 黎欢兵)
油菜新品种通过国审
西南农业大学农学与生命科学学院(邮编：630716，电话：023-68251950)院长李加纳教授主持选育的甘蓝型黄籽杂交油菜新品种“渝黄2号”，前不久通过国家品种审定。
该品种芥酸含量为0.21%，含油量为43%。2004年参加生产试验，平均667平方米(1亩)产量达163.24公斤。(重庆 谌利)
石榴新品种通过鉴定
中国农科院郑州果树研究所(邮编：450061，电话：0371-5330963)主持的“突尼斯软籽石榴的引种及高产优质高效栽培技术研究”项目，前不久通过了河南省科技厅组织的专家鉴定。
该品种平均单果重450克，可溶性固形物含量15.6%，果皮薄，不裂果，生长势好，2年见果，3年有一定产量，4～6年进入盛果期，667平方米(1亩)产量达2000～2500公斤。(河南 吴实华)
新型地被常绿植物培育成功
中国科学院武汉植物园(邮编：430074，电话：027-87510146)王庆副研究员等人培育的一种新型阴性地被常绿植物——富贵草，前不久获得国家林业局颁发的“林木良种认定证书”。
富贵草是黄杨科板凳果属植物，四季常绿亚灌木，茎肉质，匍匐状斜长，具有药用价值，有祛风除湿、清热解毒、调经活血的功效。他们经过试验，获得适合栽培的优良品种，并在上海、武汉运用于绿化工程。(湖北 王玲)
作者：杨善清等
一、引言
《园林遗传育种学》是园林专业的一门重要专业基础课，是研究园林植物品种种选育原理和方法的科学。它的任务是根据园林植物的遗传变异的规律，研究园林植物的种质资源的选择和利用，选育出花卉的新品种并进行良种繁育。当然它的基础是遗传学，遗传学是研究生物遗传、变异规律及其原理与应用的一门科学。《园林遗传育种》是一门实用性很强的课程，是园林植物在园林应用中的基础和创新的依据，是理论和实践的结合。学生只有具备《园林遗传育种》的基本理论和基本原理，了解本学科及相关学科的现状和发展趋向，掌握选育种的基本方法和技能，才能从事好园林植物的生产育种经营及科研管理工作。本实验教改通过进一步优化完善实验教学内容、改进实验教学方法和规范教学管理等手段，开展《园林遗传育种学》实验教学体系的改革与建设，通过实验教学进一步增强理论教学效果，全面提高学生的能力素质。那么，如何开发、培养、提高学生的动手、动脑能力呢?
二、传统教学模式下的园林遗传育种实验教学之弊端
首先，学生对学习“园林遗传育种”课程的重要性认识不够，认为该课程偏向植物方面，与规划设计类课程相比，从事规划设计方面的就业前景较好，仍处于次要地位，使得学生的学习积极性和主动性较差。其次，本专业的部分学生的招生生源属于文科性质;最后，这门课安排在大四的第一个学期，由于气候的原因使得实验材料在取材方面有难度。
传统的园林遗传育种实验从实验性质来讲绝大多数为验证性实验(如，有丝分裂、多倍体化学诱变、花粉活力测定等)。即教师介绍实验目的、实验原理、实验材料、实验方法和步骤，然后学生用实验材料按照实验方法步骤的描述验证学过的理论知识。这样做的结果是大大限制了学生自主学习的积极性和主动性，使得学生“照猫画虎”，敷衍了事，不去分析实验的原理，不去探讨实验中存在的问题，限制了学生创造性思维的发展。还有在上实验课之前老师已经提前配置好实验所需药品，准备好实验材料并做了预实验，这样学生省去了配制药品、选择取材的环节，使其对药品的配制方法、使用时的注意事项及实验原理并不关注，甚至全部实验结束后，仍有学生还未掌握制片的技术，不知道花粉活力测定中TTC是如何配制的，不清楚所观察的分裂象是属于哪个时期的。其结果就是实验仅仅加深了学生对理论课中一些客观事实的印象，并不能很好地理解和把握遗传与育种的关系，不能更好地掌握营养系杂交育种、诱变育种的原理、方法及特点等，也就更难学以致用，将所学知识运用于解决目前农业生产中的实际问题。
三、改革与探索
实践证明，传统教学模式下的实验教学存在弊端，难以调动学生的积极性，实验教学的重要作用也难以实现。因此，进行实验教学改革是很有必要的。
1.实验课程内容改革
传统教学模式下的实验教学作为理论教学的补充，其课时数仅占《园林遗传育种学》总课时数的1/3，即课时数为54学时，其实验课时为18。由于实验课时数有限，一些本应该设置为综合性的实验也只能开设为基础验证实验。因此，要加大实验比例，增加实验课时数。进行教改后，大幅增加实验课比重，几乎占到总课时数的一半。如若能把实验课改为一门单独的课程即实验课不及格，则意味着本课程没有学分，学生对实验课就会更加重视。
2.实验形式改革
(1)实验材料的准备。传统实验教学中，实验所用各种仪器及材料、药品往往由实验老师预先准备，实验时教师先讲解实验内容、注意事项及实验现象、结果等，学生对于材料、药品一般不去深究。例如，目前大多数遗传学实验材料(或实验指导书)中有关有丝分裂的实验材料是蚕豆、洋葱和小麦等。这对农学专业学生是比较合适的，但对园林专业学生未必适宜。为此，我们选用水仙根尖分生组织作为实验材料进行尝试，并对某些实验步骤进行技术修改，效果较好[1—2]。水仙(2n=3x=24)是石蒜科多年生球根花卉、栽培技术相对较为容易的室内盆花。让学生参与根尖的培养—固定—解离—染色—装片—观察整个过程，使学生拿着自己培育好的水仙根尖材料，特别有成就感。学生普遍对所用药品(尤其是改良品红的配置)，实验反应原理不明确，而让学生参与实验准备，学生就会有意识地去预习实验，从而对实验原理、注意事项分析注意。(2)实验结果的分析。传统实验内容确定、材料统一，实验结果也大同小异，学生按照课本中的图按猫画虎地画出来，按部就班。实验改革后，学生根据显微镜下看到的各个时期的图像能够辨别绘图，且对自己所制作的片子进行自主的分析、探讨，同时教师则可根据实验情况，给学生提供必要指导。
3.考核方法改革
在提倡建设应用型本科院校的主题下，学生的实践动手能力显得尤为重要。实验教学改革后实验考核包括平时考核和期末考核两部分，平时考核的内容包括实验预习、实验操作、实验态度及纪律、实验报告等环节，各环节考核分数比例为：预习报告10%、实验操作40%、纪律卫生10%、实验报告40%，这部分成绩占该实验课总成绩的60%;期末考试(包括实验操作、技能、实验理论等)占该实验课总成绩的40%。其中，实验操作部分占实验总成绩的20%，操作合格方可参加实验理论考试;实验理论考核部分成绩占实验总成绩的20%。教师通过加强对学生实验过程的指导和监控，培养学生有条不紊、科学的实验精神，考核学生科学、严谨的实验态度和操作技能，客观、公正地评定其实验成绩;实验报告重点考核学生归纳、综合、正确地处理数据和分析实验结果的能力;期末实验考核主要侧重常规实验操作技术和技能考核。这种考核评价标准综合考查了学生在学习该课程全过程中的表现，较客观地反映了学生对该课程的理论知识、基本技能的掌握程度和运用能力[3]。
参考文献：
[1]沈克全，程经有，徐甸编著.遗传学实验自学指导[M].北京：中央广播电视大学出版社，1990.
[2]季道藩.遗传学实验[M].北京：农业出版社，1992.
[3]白丽荣，时丽冉，郭晓丽等.强化实践技能，提高科研素质[J].2012，1：127-128.
基金项目：衡水学院2012年教育教学改革课题(jg2012068)。
作者：高小宽
摘 要 依托微生物遗传育种学实验课程建设，在实验中采取开放的实验模式，以学生为主体，实施实验小组设计、组织实验、教师指导的实验教学模式，对提高学生综合素质和创新能力的培养及改变专业课教学模式具有重要意义。
关键词 微生物遗传育种学；开放式实验教学；创新能力
Application of Open Form Teaching in Microbial Genetics and Breeding Experiments//SUN Dongmei， ZHANG Hongyan
Key words microbial genetics and breeding； open type experiment teaching； innovation ability
1 前言
大学教育的本质属性是针对高级专门人才培养的一种社会活动。创新教育是这一活动完备知识结构，培养学生在实验实践中观察现象、分析问题和总结经验的能力，使学生在学习中逐渐掌握专业实践能力、开发专业领域的创新意识。在专业课程的教学体系中，实验教学是重要的组成部分之一，是一项辅助教学、巩固和拓展专业知识的重要措施[1]。教学实验课程的成功开展，在培养学生理论联系实际的创新精神和实践能力方面发挥着不可替代的作用。
为提高学生对实验课程的兴趣，增强学生的自主性，在微生物遗传育种学实验教学中，尝试利用开放式实验教学方式，改变传统实验课中学生按部就班的程式化的实验验证过程，探索开展实验教学的一种新型实验模式。微生物遗传育种学课程是黑龙江八一农垦大学针对生物技术专业开设的专业基础课，实验学时为20学时。经过三年的开放实验模式运行，证明这种开放式的实验教学模式在激发学生的主观能动性方面发挥了良好的作用，能够有效地提高学生的实践动手能力和创新能力。
2 开放式实验教学设想的提出和可行性
目前，大学的实验课程还大多附属于理论课，实验教学中存在诸如重视知识传承而忽视能力培养的弊端，甚至有些课程的实验课仅作为课堂理论教学的辅助内容，只是对理论知识的简单验证和回顾。而学生在实验过程中，自我主动性不高，缺乏对探索知识的积极性，只是机械地按照教师的详细指导，照猫画虎地完成实验内容，存有敷衍了事的心态。能做到实验结果的准确性已是很好地完成实验课程教学内容了，而能够自己去分析、思考实验中出现的问题的人很少[2-3]。
针对这种教学现状，改变传统的教学模式。依据微生物遗传育种学课程教学内容和大纲要求，结合最新科技发展的情况与实验目的的需要，将课程实验教学内容整合，划分成若干个成体系的实验题目，由学生自己去选定感兴趣的实验课题。之后在教师指导下，逐步开展查阅文献、选择准备实验材料、考察仪器设备、制订实验方案、拟定实验步骤、开展实验工作、处理和分析实验结果、形成并提交实验结果报告。整个过程学生可以个人或以小组形式完成实验。教师对学生的实验内容与可行性提供指导意见，指出实验中可能遇到的问题，引导学生进一步查阅文献完善实验，并在实验中进行指导，共同分析实验过程中的问题。开放式实验教学在实验过程中打破了传统，把学生推到实验的主体位置[4-5]。
本门实验课程开设之初，学生已经完成微生物学、细胞生物学、生物化学等基础课程的学习，充分掌握了生物学相关基本实验技术的操作，因而具有独立完成或合作设计、执行实验的可能。
3 微生物遗传育种学开放式实验的执行
教学条件的保障 开放式教学的内涵既包括了时间开放、内容开放，又包含了资源开放[6-7]。因开放式实验学生选择的实验内容不同，教师要充分协调院系的教学资料、仪器设备、实验材料，充分保证学生必要的实验环境。在教师协调下，学生可依据实验具体要求和自己的时间安排，预约进入实验室的时间。生命学院对实验环节非常重视，经协调后充分开放实验室，为学生实验提供了基本的设施保障。
实验项目的开展 执行三年以来，设计的实验内容整合了原来分步的紫外线诱变育种、特殊微生物的分离、转化实验等，开展以菌种改良及检测为核心的综合实验。学生可根据自己感兴趣的方向，选择不同特性的微生物（自分或保存），通过各种育种方式（物理、化学诱变等）获得改良后的高性能菌株，并对高性能菌株的性能进行分析与检测。在实验完成过程中，涉及微生物基本操作，生物化学检测方法及发酵产物提取等不同实验环节，有的学生还选择了基因改良菌种的手段，这样就会涉及全院的相关实验室。在教学条件保障的充分实施下，可以使实验项目开展顺利进行。
实验考核方式 开放式实验教学无法沿用以前的实验报告批改方式，而是主要从实验方案制订的合理性、实验原理理解的程度、每步实验操作的精细程度、分析与解决问题的能力及对实验结果的分析等几方面来考察，给出学生的实验成绩。
运行的问题与思索 经过三年的运行，实验教学方式的改革对学生的实验素质提高起到重要作用，但同时也反映出一些问题，如：部分学生积极性欠缺，实验设计不严谨，实验技能不全面，出现问题时分析能力不全面，等等。为了更好地发挥实验教学的作用，应该更加坚定地将实验教学从课堂教学的附属地位转变为与课堂教学协调发展的模式上来， 加强教学实践环节。除此之外，只有加大实验投入，重视实验室的建设，才能有利于高等教育的发展。
4 开放式实验经验总结与思考
创新人才培养模式中很重要的一条就是充分实施个性教育，让学生在大学里有一个自由宽松的学习环境，可以按照自己的兴趣、爱好和特长学习[8-9]。在开放式实验项目选取中，教师指定了几个相关方向，学生可通过文献查阅选择自己喜欢、感兴趣的实验内容，通过对文献的理解，逐步完善实验方案。实验执行中充分体现了学生的主体地位，且能够通过自身对知识的掌握程度，设计实验的深度与广度，给学生留有足够的思维空间，有利于培养他们分析、解决问题的能力。
微生物遗传育种学的开放式实验主要以小组形式开展，并指定小组负责人，组织协调实验方案的制订，监督组内实验进度的实施与实验报告的撰写等。实验的每一步进展都是组内成员民主集中制的体现，不仅体现了学生的自主能力，又体现了学生团结、互助的能力。
参考文献
[1]李林法，张英香.加强实验教学的改革，注重学生创新能力的培养[J].实验技术与管理，2005，22（7）：11-14.
[2]任丽丽.开放式教学的必要性与特性分析[J].辽宁大学学报，2009，36（4）：383-385.
[3]白云，柴钰.加强开放式实验教学，培养学生的创新能力[J].实验室研究与探索，2010，29（8）：109-113.
[4]王淑静，郝建民，刘建柱，等.开放式实验教学在农学类实验课中的应用与实践[J].教学研究与课改，2011（4）：
73-75.
[5]韩宗先，方平，向邓云.《动物学》开放式实验教学的实践与探索[J].畜牧与饲料科学，2009，30（9）：135-137.
[6]王志军.也谈开放式实验教学[J].实验室研究与探索，
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[7]张铮.专业实验教学改革的探索[J].实验技术与管理，
2003，20（5）：163-166.
[8]杨鹏，沈慧娟.大学物理实验开放式教学的研究与实践[J].通化师范学院学报，2011，32（4）：79-81.
[9]李林法，张英香.加强实验教学的改革，注重学生创新能力的培养[J].实验技术与管理，2005，22（7）：11-13.
作者：孙冬梅 张鸿雁
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
《现代遗传学》实验
实验一
植物细胞有丝分裂的制片与观察
实验类型：验证型。 学
时： 4 。 内
容：
一、实验目的
1. 学习和掌握植物细胞有丝分裂制片技术。
2. 观察植物细胞有丝分裂过程中染色体的形态特征及染色体的动态变化行为。
二、实验原理
有丝分裂是植物体细胞进行的一种主要分裂方式。有丝分裂的目的是增加细胞的数量而使植物有机体不断生长。在有丝分裂过程中，细胞核内的遗传物质能准确地进行复制，然后能有规律地均匀地分配到两个子细胞中去。植物有丝分裂主要在根尖、节间、茎的生长点、芽及其它分生组织里进行。将生长旺盛的植物分生组织经取材，固定、解离、染色、压片，可以观察到细胞有丝分裂的全过程。若进行染色体计数，则需进行前处理，即取材之后要用物理的或化学的方法，阻止细胞分裂过程中纺垂体的形成，使细胞分裂停止在中期，这时的染色体不排到赤道板上，而是散在整个细胞核中，便于对染色体的形态、数目进行观察。
三、试剂与器材
恒温培养箱、显微镜、水浴锅、载玻片、盖玻片、单面刀片、镊子、培养皿、量筒、吸水纸等。
四、实验材料
蚕豆根尖。
五、实验内容
生根→取材→前处理→固定→解离→水洗与低渗→染色与压片→镜检→永久制片。
六、关键步骤及注意事项
1. 取材要找分裂高峰期。
2. 前处理、固定、解离、染色等步骤，注意药品与时间的选择。
七、思考题
选择有丝分裂各期的优秀细胞绘图，在典型的前、中、后、末各期之间选择一个过渡期细胞以连接染色体的动态行为。
实验二
植物细胞减数分裂的制片与观察
实验类型：验证型 学
时：4 。 内
容：
一、实验目的
1. 学习和掌握植物细胞减数分裂制片方法。
2. 了解植物生殖细胞的形成过程及减数分裂过程各期的细胞学特征。
二、实验原理
减数分裂是生物在形成配子时的一种特殊的分裂方式。减数分裂是在性母细胞中进行的。减数分裂的目的是使二倍染色体数减为单倍染色体数，以便两性配子结合时恢复形成二倍体生物。减数分裂的特点是这些细胞连续进行两次细胞分裂即减数第一次分裂和减数第二次分裂，而染色体只复制一次。结果一个小孢子母细胞形成四个小孢子，每个细胞只含单倍数染色体，使染色体数目减少一半，所以叫减数分裂。减数分裂的另一个特点是前期特别长，而且变化复杂，包括同源染色体配对、交换与分离等。
三、试剂与器材
酒精灯、镊子、解剖针、50ml烧杯、10ml烧杯、载玻片、吸水纸、量筒、显微镜等。
四、实验材料
玉米雄穗。
五、实验内容
取材→固定→保存→花药剥离→媒染→水洗→染色→压片→镜检。
六、关键步骤与注意事项
1. 花药剥离时大、中、小花药都要有，量要充足。
2. 镜检时首先要区分花粉母细胞和花药壁细胞，要注意第一次分裂的前期的不同型态。
七、思考题
试绘制减数分裂过程中各期的典型细胞。要求双线期、终变期染色体数目清楚。
实验三 果蝇唾腺染色体的制备和观察
实验类型：验证型 学
时：4 。 内
容：
一、实验目的
1. 练习分离果蝇幼虫唾腺的技术，学习唾腺染色体的制片方法。 2. 观察了解果蝇唾腺染色体的形态学及遗传学特征。
二、实验原理
果蝇是双翅目昆虫，其唾腺细胞发育到一定阶段后停止在间期，但紧密配对的同源染色体(实为伸展的染色质丝)，仍能不断复制，复制后产生的子染色体彼此不分开。复制可达9次之多，因此一对染色体最终可产生2×2=1024条染色质丝。它们集结在一起形成了一条多线染色体，宽度可达5m，长度可达400m，约为普通中期染色体的，在显微镜下清晰可见。染色质丝的不同部位螺旋化程度不同，其中螺旋化程度较高的部位形成染色粒。这些染色粒经由多线染色体的放大，形成染色较深的横纹，而染色粒间螺旋化程度较低的部分则形成了染色较浅的间纹。研究表明，对一种果蝇来说，带纹的宽窄、数目、位置等是恒定的，标志着物种的特征。当染色体上有结构畸变，如缺失、重复、倒位、易位等，很容易在唾腺染色体上鉴别，使唾腺染色体成为染色体变异研究的独特材料。
三、实验材料
黑腹果蝇三龄幼虫。
四、实验步骤
1.剥离唾腺：在一干净的载玻片上滴一滴生理盐水，选择行动迟缓、肥大、爬在瓶壁上即将化蛹的三龄幼虫，或者选择经低温处理的果蝇三龄幼虫置于载玻片上。每只手各持一个解剖针，在解剖镜下进行操作。果蝇的唾腺位于幼虫体前约1/3处，找到具有口器的头部(有一小黑点)，一手用解剖针刺入(或压住)头部，将虫固定，一手用解剖针刺入体前约1/3处，适当用力向两端迅速拉开。唾腺是一对透明的棒状腺体，外有白色的脂肪组织(不透明)。去除幼虫其它组织部分，并把唾腺周围的白色脂肪剥离干净。
2.染色：吸去生理盐水，注意操作时要边观察边吸湿，最好用解剖针轻压，防止连同唾腺一起吸走;滴加卡宝品红染色液，染色5-10min。
3.压片：染色完成后，盖上干净的盖片，并覆一层滤纸。将片子放在实验台上，用大拇指均匀用力压片。(注意不要使盖片移动。)
4.镜检：在低倍镜选择唾腺细胞多且染色体分散好的视野，换高倍镜仔细观察唾腺染色体的染色中心、染色体臂、横纹、蓬突(puff)等结构。
五、注意事项
1. 一定加生理盐水，否则唾腺易干。 2. 将脂肪组织清除干净
3. 水不可太多，否则幼虫会漂浮而且活跃。 4. 染色时间不可过长，否则背景也着色 5. 压片时要揉，用力要均匀
6. 染色完以后，将旧的染色液吸去，加新的染色液，再压片。 7. 吸水时勿将唾腺一起吸走。 9
六、实验作业
1.制做效果较好的唾腺染色体临时片1～2张。检查你制作的制片，寻找形态良好、分散适中的图象仔细观察各条臂的特点。
2.画出所制染色体的形态，大小，并标出明显的横纹特点。
实验四 染色体数目变异的观察
实验类型：验证型。 学
时：4 。 内
容：
一、实验目的
1. 观察和鉴别洋葱、小麦等植物单倍体、二倍体、三倍体等染色体永久装片，了解倍性变化在植物育种上的应用。
2. 观察和分析人类染色体数目变异装片，了解染色体数目变化导致的遗传疾病。
二、实验原理
自然界各种生物的染色体数目是相当恒定的，这是物种的重要特征。例如玉米体细胞染色体有20 个，配成10 对。遗传学上把一个配子的染色体数，称为染色体组(或称基因组)用n 表示。如玉米染色体组内包含10 个染色体，它的基数n=10。一个染色体组内每个染色体的形态和功能各不相同，但又互相协调，共同控制生物的生长和发育、遗传和变异。
由于各种生物的来源不同，细胞核内可能具有一个或一个以上的染色体组，凡是细胞核中含有一套完整染色体组的就叫做单倍体，也用n 表示。具有两套染色体组的生物体称为二倍体，以2n 表示。细胞内多于两套染色体组的生物体称为多倍体。例如三倍体(3n)、四倍体(4n)、六倍体(6n)等，这类染色体数的变化是以染色体组为单位的增减，所以称作整倍体。
在整倍体中，又可按染色体组的来源，区分为同源多倍体和异源多倍体。凡增加的染色体组来自同一物种或者是原来的染色体组加倍的结果，称为同源多倍体。如果增加的染色体组来自不同的物种，则称为异源多倍体。
多倍体普遍存在于植物界，目前已知道被子植物中有1/3 或更多的物种是多倍体，如小麦属(Triticum)染色体基数是7，属二倍体的有一粒小麦，四倍体的有二粒小麦，六倍体的有普通小麦。除了自然界存在的多倍体物种之外，又可采用高温、低温、X 射线照射、嫁接和切断等物理方法人工诱发多倍体植物。在诱发多倍体方法中，以应用化学药剂更为有效。如秋水仙素、萘嵌戊烷、异生长素、富民农等，都可诱发多倍体，其中以秋水仙素效果最好，使用最为广泛。 秋水仙素是由百合科植物秋种番红花——秋水仙(Colchicumautumnale)的种子及器官中提炼出来的一种生物碱。化学分子式为
具有麻醉作用，对植物种子、幼芽、花蕾、花粉、嫩枝等可产生诱变作用。它的主要作用是抑制细胞分裂时纺锤体的形成，使染色体不走向两极而被阻止在分裂中期，这样细胞不能继续分裂，从而产生染色体数目加倍的核。若染色体加倍的细胞继续分裂，就形成多倍性的组织，由多倍性组织分化产生的性细胞，所产生的配子是多倍性的，因而也可通过有性繁殖方法把多倍体繁殖下去。
多倍体已成功地应用于植物育种，用人工方法诱导的多倍体，可以得到一般二倍体所没有的优良经济性状，如粒大、穗长、抗病性强等。三倍体西瓜、三倍体甜菜、八倍体小黑麦已在生产上应用。
三、实验材料
洋葱、小麦、人等永久装片。
四、实验器具
显微镜。
五、实验步骤
用光学显微镜观察各种染色体数目变异永久装片。
六、实验作业
绘出至少3种染色体数目变异材料观察结果。
实验五 人类染色体核型分析
实验类型：综合型。 学
时：4 。 内
容：
一、实验目的
1. 学习染色体组型的分析方法。 2. 了解人类染色体的特征。
二、实验原理
各种生物的染色体数目是恒定的。大多数高等动植物是二倍体(diploid)。也就是说，每一个体细胞含有两组同样的染色体，用2n 表示。其中与性别直接有关的染色体，即性染色体，可以不成对。每一个配子带有一组染色体，叫做单倍体(haploid)，用n 表示。两性配子结合后，具有两组染色体，成为二倍体的体细胞。如蚕豆的体细胞2n=12，它的配子n=6，玉米的体细胞2n=20，配子n=10。水稻2n=24，n=12。有些高等植物还是多倍体。
染色体在复制以后，纵向并列的两个染色单体(chromatids)，往往通过着丝粒(centromere)联在一起。着丝粒在染色体上的位置是固定的。由于着丝粒位置的不同，可以把染色体分成相等或不等的两臂(arms)，造成中间着丝粒，亚中间着丝粒、亚端部着丝粒和端部着丝粒等形态不同的染色体。此外，有的染色体还含有随体或次级缢痕。所有这些染色体的特异性构成一个物种的染色体组型。染色体组型分析是细胞遗传学、现代分类学和进化理论的重要研究手段，也是一种简便的方法。
三、实验材料
由实验室提供的正常男性染色体放大照片。
四、实验器具和药品
镊子、剪刀、绘图纸。
五、实验内容
染色体组型分析方法分为两大类，一类是分析体细胞有丝分裂时期的染色体数目和形态。另一类是分析减数分裂时期的染色体数目和形态，均能得到染色体组型。这里我们要做的是有丝分裂时期的分析。
各染色体的长臂与短臂之比称为臂率。
臂率为1.0—1.7 的归为中间着丝粒染色体，用(M)表示。
1.7—3.0 的归为亚中间着丝粒染色体，用(Sm)表示。 3.0—7.0 的归为亚端部着丝粒染色体，用(St)表示。 7.0—更大的归为端部着丝粒染色体，用(Ot)表示。
用SAT 代表具随体的染色体，计算染色体长度时，可以包括随体也可以不包括，但均要注明。
六、实验步骤
1、测量：根据放大照片测量、记录染色体形态测量数据如下： (1)臂比=长臂(q)长度/短臂(p)长度 (2)着丝粒指数=短臂长度/该染色体长度×100 (3)总染色体长度=该细胞单倍体全部染色体长度(包括性染色体)之和 (4)相对长度=每条染色体长度/总长度×100
2、填表(表格于实验结果中)。
3、配对：根据测量数据，即染色体相对长度、臂率、着丝粒指数、次缢痕的有无及位置、随体的形状和大小等进行同源染色体的剪贴配对。
4、染色体排列：染色体对从大到小，短臂向上、长臂向下，各染色体的着丝粒排在一条直线上。有特殊标记的染色体(如含有随体的)以及性染色体等可单独排列。
5、绘图：完成上述步骤的染色体剪贴，可以通过翻拍摄影或描图成为染色体组型图。
七、实验作业
填表并说明人类染色体的各种测量值并列出核型公式。K(2n)=2X=46=xm+xSm+xSt+xOt
实验名称：种质资源调查
实验项目性质：综合性
所涉及的课程及知识点：种质资源调查的意义、方法.分类、 种质资源的收集、种质资源的保存、研究和利用等。
计划学时：4(时间不足，由学生利用课余时间完成)
一、 实验目的：熟练掌握种质资源调查的意义、方法.分类、 种质资源的收集、种质资源的保存、研究和利用。
二、实验内容：
1、种质资源调查、分类、研究。
2、种质资源调查状况、利用、及分析评价。
3、本地种质资源保存方式、发展趋势预测。
三、实验仪器设备和材料清单：皮尺(2)、测高器(1)、直径卷尺(2)、生长锥(1)、直尺(1)、，放大镜(1)，精密不锈钢尺(1)、指南针(1)、游标卡尺(1)、高枝剪、(1)钢卷尺(1)、海拔表(1)、林业调查测量用表(1)、讲义夹记录本(1)塑料标签牌(2)、种子袋(5)。
注：以上以组为单位
另外还应该配备共用仪器设备恒温培养箱，烘箱，冰箱，精密天平，GPS(2)、数码照相机
(2)计算器(2)、温度计，剪刀、镊子解剖针等。
四、实验要求：
以实习小组为单位进行外业工作，内业工作各自独立完成(利用课余时间)。 1，每人提交一份种质资源的专题报告并进行交流。
2.以实习小组为单位完成一份本地种质资源名录及检索表。
五、实验步骤及结果测试：
(一)实验步骤：
1、查阅有关本地的文献资料，
2、制定调查方案、路线、仪器设备准备。
3、按照种质资源调查要求进行外业调查、拍照、记载、采集材料。
4、材料整理、分类、测定、研究、分析评价。
5、种质资源保存。
(二)结果测试：
外业现场进行抽查;内业要求写出实验报告。
六、考核形式：内、外业成绩各占50%。
七、实验报告要求：
6、1，每人提交一份种质资源的专题报告并进行交流。
2.以实习小组为单位完成一份本地种质资源名录及检索表、及照片材料。
关于开设细胞遗传实验室的报告
对于复杂疾病，无法判断其为单基因遗传病或是复杂的形态或畸形，需首先考虑做细胞遗传学的分析，以分析是否存在染色体结构或者数目异常。细胞遗传学对遗传病的诊断和产前诊断具有重要意义。细胞遗传学实验室通过常规的核型分析(一般采用G显带和其他的显带技术)，以分析是否存在染色体结构或者数目异常。微小的染色体异常需要通过荧光原位杂交(FISH)，或不经培养的间期核的原位杂交(间期核FISH),或者通过是把正常人和病人基因组进行比较，分析病人是否存在某一个节段的重复缺失的技术，称为比较基因组杂交，又称CGH。这部分为细胞遗传学。
一、申请开展产前诊断技术的医疗保健机构应当向所在地省级卫生行政部门提交下列文件：
(一)医疗机构执业许可证副本;
(二)开展产前诊断技术的母婴保健技术服务执业许可申请文件;
(三)可行性报告;
(四)拟开展产前诊断技术的人员配备、设备和技术条件情况;
(五)开展产前诊断技术的规章制度;
(六)省级以上卫生行政部门规定提交的其他材料;
(七)符合《母婴保健专项技术服务基本条件》。
申请开展产前诊断技术的医疗保健机构，必须明确提出拟开展的产前诊断具体技术项目。
申请开展产前诊断技术的医疗保健机构，由所属省、自治区、直辖市人民政府卫生行政部门审查批准。省、自治区、直辖市人民政府卫生行政部门收到本办法规定的材料后，组织有关专家进行论证，并在收到专家论证报告后30个工作日内进行审核。经审核同意的，发给开展产前诊断技术的母婴保健技术服务执业许可证，注明开展产前诊断以及具体技术服务项目;经审核不同意的，书面通知申请单位。
卫生部根据全国产前诊断技术发展需要，在经审批合格的开展产前诊断技术服务的医疗保健机构中，指定国家级开展产前诊断技术的医疗保健机构。
开展产前诊断技术的《母婴保健技术服务执业许可证》每三年校验一次，校验由原审批机关办理。经校验合格的，可继续开展产前诊断技术;经校验不合格的，撤消其许可证书。
二、申请开展产前诊断技术的医疗保健机构应符合下列所有条件：
(一)设有妇产科诊疗科目;
(二)具有与所开展技术相适应的卫生专业技术人员;
(三)具有与所开展技术相适应的技术条件和设备;
(四)设有医学伦理委员会;
(五)符合《开展产前诊断技术医疗保健机构的基本条件》及相关技术规范。
三、实验室技术人员要求
1.产前诊断实验室技术人员，必须符合下列条件之一：
1)大转以上学历，从事实验室工作2年以上，接受过产前诊断相关实验室技术培训。 2)中级以上技术职称，接受过产前诊断相关实验室技术培训。
2.必须经过系统的产前诊断技术专业培训，通过省级卫生行政部门的考核获得从事产前诊断技术的《母婴保健技术考核合格证书》，方可从事产前诊断技术服务。从事辅助性产前诊断技术的人员，需在取得产前诊断类《母婴保健技术考核合格证书》的人员指导下开展工作。
3.实验室技术人员具备的相关基本知识和技能包括：
1)标本采集与保管的基本知识。 2)无菌消毒技术。
3)标记免疫检测技术的基本知识与操作技能。 4)风险率分析技术。
5)外周血及羊水胎儿细胞培养、制片、显带及染色体核型分析技术。
四、场所要求:
场所应包括标本接收室、接种培养室、标本制备室、阅片室、洗涤室。各工作室应具备恒温设施，标本接收室和接种培养室应具备空气消毒设施。
五、细胞遗传实验室设备：
普通双目显微镜
三筒研究显微镜附显微照相设备 超静工作台
二氧化碳培养箱
普通离心机
恒温干燥箱
自动纯水蒸馏器
恒温水浴箱
普通电冰箱
倒置显微镜附显微照相设备
荧光显微镜
分析天平
恒温培养箱
普通天平
六、开展特色项目
外周血及羊水胎儿细胞培养、制片、显带及染色体核型分析。
染色体核型分析是细胞遗传学研究的基本方法，是研究物种演化、分类以及染色体结构、形态与功能之间关系所不可缺少的重要手段。通过染色体核型分析，可以根据染色体结构和数目的变异情况来判断生物是否患有某种因染色体片段缺失、重复或倒置等引起的遗传病。如产前21三体综合征的诊断，通过核型分析可以在遗传基础上确定该疾病。此外，联合荧光原位杂交技术，还可以对基因进行定位。
应用范围: 1.35岁以上的高龄孕妇。 2.产前筛查后高危人群。
3.曾生育过染色体病患儿的孕妇。
4.产前检查怀疑胎儿患染色体病的孕妇。 5.夫妇一方为染色体异常携带者。
6.孕妇可能为某种X连锁遗传病基因携带者。
7.其他，如曾有不良孕产史者或特殊致畸因子接触史者。
临床应用: 1.代表一个个体的基本属性(如血型，多态性) 2.婚检 3.备孕优生
4.新生儿筛查(一生只做一次的检查) 5.不孕不育症 6.遗传病诊断
7.肿瘤辅助诊断(恶性胸/腹水的辅助诊断) 8.辐射评估
9.流产胚胎染色体(鉴别诊断流产原因) 10.产前诊断(绒毛/羊水/脐血) 11.植入前诊断----PGD 12.白血病诊断及治疗
微小的染色体异常需要通过荧光原位杂交(FISH)
人类染色体微缺失综合征(Microdeletion Syndrome)是一组由于染色体微小缺失造成的一系列疾病综合征的总称，在围产儿和新生儿中发病率较高。近年在全球和我国的主要出生缺陷发病率统计中，先天性心脏病排在首位，在遗传咨询诊断门诊中，排在前列的分别是智力低下、脑瘫和先天性耳聋，这些症状都有可能是某种微缺失综合征的临床表现。
微缺失综合征由于缺失片段较小，所以利用传统的G显带染色体核型分析技术很难被检测出来。FISH技术(荧光标记的原位杂交技术)发展迅速,目前已成为染色体微缺失检测的最重要的方法手段，并已成为某些微缺失综合征检测的金标准。目前FISH可以检测的微缺失综合征主要包括22q11微缺失综合征、X连锁鱼鳞病、猫叫综合征、Angelman综合征、Prader-Willi综合征和Williams综合征等。FISH技术的发展对于出生缺陷的诊断以及进行产前诊断避免出生缺陷儿的出生有非常大的意义。
(图为FISH检测22q11微缺失综合征图像)
其他项目:全自动精液分析、不孕不育抗体(需要设备条件简单)等检查。
实验地点：青圃园
实验目的：增强我们对课堂内容的理解;课堂内容与实际相结合 实验材料：小麦，大麦
实验内容：常规育种手段：杂交育种，诱变育种，品种选择，回交育种，远缘杂交
实验步骤;：首先我们在小麦地里观察了杂交实验，老师强调了亲本的选择条件;一是在主要性状上互补，二是适应当地条件，综合性状较好，三是亲本间的遗传差异，选用生态类型差异较大，亲缘关系较远;四是亲本应具有较好得配合力。杂交重点就是父母本花期相遇，为了花期相遇：一是调节花期，分期播种将父每七天播种:水促旱控等措施。二是控制授粉即去雄。并且介绍了杂交方式;单交，复交，三交，双交以及杂交后代的选择。
然后我们观察了回交育种的田块，在这个田块有父本，母本，回交一代，回交二代，回交三代等回交一系列。通过老师对父母本典型性状的介绍，我们自己观察从自交一代到自交6代典型性状越来越像母本。加深了我们对于回交的应用以及回交特点的理解。回交作用越来越像母本，所以可以用来改良品种的个别缺点而保持其他的优良性状。
我们随后参观了远缘杂交的田块，我们通过对杂交一代到杂交六代的观察，我们更加深刻的体会到了远缘杂交的特点;疯狂分离并且没有规律，分离类型丰富但是都逐渐向双亲分化，分离世代长，稳定慢。现在可以利用转基因的技术把我们所需要的基因导入我们的受体里。
在诱变育种的试验田里我们看到了诱变的多个世代，它们之间彼此差异非常大，诱变育种的诱变方向和性质尚难掌握，杂交育种与诱变育种都会出现疯狂分离但是诱变育种改良单一性状比较有效，改良多个性状比较困难，而且性状稳定快，育种年限短。而且诱变育种很多植株根本就不生长，成活力低。
在杂交种的田块我们见到了杂交种的优势，长势比父母本都好，充分展示了杂种优势，它们的变现不仅是复杂多样的而且是有条件的，并不是所有的杂种以及杂种的任何性质都比双亲优良杂种优势利用的基本条件一是强优势的杂交组合二异交结实率三繁殖与制种技术简单易行。 实验总结：加强了我们对课堂知识的理解，几种常规育种的相互比较增强了我们的综合能力。
遗传学探究性实验教学的思考及实践
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。
1 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)。
2 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。
4 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。
参 考 文 献(References): [1] 石春海，吴建国，马秋兰，肖建富，洪彩霞. 《遗传学》课程的建设与优化. 遗传，2005，27(6):980-983. [2] 祝水金，洪彩霞，肖建富，徐海明，俞志华. 遗传学实验指导(第2版).北京：中国农业出版社，2005. [3] 姒建敏，楼程富主编. 整合培养，追求卓越——浙江大学本科教学改革与实践. 杭州：浙江大学出版社，2007，664-669. [4] 肖建富，高瞻，李桂新. 综合性实验的界定与作用探析. 实验技术与管理，2008，25(12):143-145，165. [5] 杨毅，杨艳燕. 生物学基础实验教学改革的实践与构想. 生物学杂志，2004，21(1):46-48. [6] 汪子栋，刘天佐，路文江，石 圩，王海风. 专业教学实验改革的探讨. 实验技术与管理，2004，21(1)，112-115. [7] 陈琴，庞丽娟. 科学探究：本质、特征与过程的思考. 教育科学，2005，(1):2-6. [8] 扈中平，刘朝晖. 多元性教学理念与创新素质的培养. 教育研究，2001，(7):20-24. [9] 杨大翔. 遗传学实验. 北京：科学出版社，2004. [10] 高翼之. 摩尔根与染色体遗传学说的建立. 遗传，2002，24(4):459-462. [11] 李明辉. 遗传学史在遗传学教学中的作用. 遗传，2006，28(8):989-992.
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