染色体培养范文

染色体培养范文（精选9篇）

染色体培养 第1篇

获取染色体的方法很多,关于研究人类、畜禽染色体的相关报道很多,而对鱼类染色体的研究较晚[2]。鱼类染色体研究的制作方法大多采用PHA体内培养肾细胞制片法,但此方法要求剖杀鱼,不利于鱼种的保存及进一步研究,尤其是对于稀有鱼类和种鱼。外周血淋巴细胞培养制备染色体的方法,可以使具有分生能力的淋巴细胞在一定PHA浓度的刺激下,迅速分裂增殖,更适合进行染色体的研究[3]。该试验对鲤鱼血液保存方法、细胞培养条件如细胞培养温度、秋水仙素处理浓度及滴加时间、低渗处理次数等各种条件进行对比,得到较好的鲤鱼全血细胞培养及染色体标本制备方法,可为鲤鱼细胞遗传的后续研究奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验动物

该试验以普通鲤鱼为研究对象,所用鲤鱼取自太谷水产市场。

1.2 染色体标本制备方法

1.2.1 培养基配置。

按无菌要求制备综合培养基[4],混匀后用3.5%NaHCO3调节pH值至7.0～7.2,过滤,然后分装于5mL培养瓶,置冰箱中冷藏保存备用。每瓶综合培养基的容量约为5mL,其成分为:RPMI1640培养液4 mL,胎牛血清1 mL,2%植物血清凝集素(PHA)0.04 mL,0.2%肝素钠0.2 mL(如采血过程中抗凝剂量稍多,则无需再加),青霉素、链霉素各500 IU。

1.2.2 采血。

用5 mL一次性注射器吸取0.2%肝素钠0.5 mL,抽动注射杆,使抗凝剂充分浸润管内壁,从鲤鱼侧线鳞处静脉采血5 mL,采血完毕轻轻转动注射器,使血液与抗凝剂混合,并轻轻推掉针头内血液,将样品放入冰盒,带回实验室分装,冷冻(-20℃)、冷藏(4℃)保存,并分别于4 h、2 d、7 d后培养。

1.2.3 外周血淋巴细胞培养。

在无菌条件下,每5 mL培养液中加入全血0.2 mL(冷冻血需先在室温无菌条件下解冻),轻轻摇动使血与培养液混合均匀,然后置于28℃恒温培养箱中培养72 h,分别于终止培养前16、13、12、9、10、7、5 h加秋水仙素至终浓度为0.1、0.2、0.5μg/mL,封好瓶口后继续培养至72 h。

1.2.4 细胞收获。

用滴管将培养液移至10 mL离心管,轻轻吸打均匀,1 000 r/min条件下离心6 min,弃上清液,留量约为0.5 mL。

1.2.5 低渗及固定。

将1.2.4中所得液体分为4份,其中2份加入预热(37℃)0.075 mol/L KCL至7～8 mL,吹打均匀,并于37℃恒温水浴低渗处理35、40 min;另外2份加入常温(25℃左右)0.075 mol/L KCL至7～8 mL,并于28℃恒温水浴低渗处理35、40 min,预固定(加入新配制的甲醇∶冰乙酸=31约1 mL)后离心(1 000 r/min,8 min),弃上清液,轻轻吹打混匀后,加入新配制的卡诺固定液(甲醇∶冰乙酸=3∶1)[4]静置固定30 min,迅速离心(1 000 r/min,8 min),重复固定2次,后一次吸打均匀后滴片2张,其余置于4℃冰箱内过夜。次日离心(1 000 r/min,8 min)弃上清液,只留少许溶液。再分别加固定液(甲醇∶冰乙酸=1∶1,现配现用)至5 mL,吸打均匀,静置固定30 min,离心(1 000 r/min,8 min)吸弃上清液制成细胞悬浮液。

1.2.6 滴片。

取湿冷载玻片倾斜45°,距片上方30 cm处滴细胞悬浮液(2～3滴,玻片上端约1/3处),自然风干。

1.2.7 染色、镜检。

用新鲜配制的Giemsa染液(原液:pH值6.8,PBS=1∶9)扣染/滴染30 min,蒸馏水冲洗,自然干燥,镜检,显微镜(Olympus BX41)(DT2000图像分析软件V2.0)观察至少100分裂相,挑取较理想的拍照,分析。

2 结果与分析

2.1 不同血液保存方式对细胞培养的影响

试验结果表明,将鲤鱼新鲜血样于4℃冷藏4 h、2 d、7 d后培养,均能得到较好的细胞染色体分裂相。此试验结果与耿波等[3]的研究结果相似;另外,该试验尝试于-20℃条件下冷冻2、7、10 d后,再将血样进行培养,所得到的效果亦相同。

2.2 不同秋水仙素浓度、处理时间对细胞培养的影响

在不同试验条件(表1)下所得的鲤鱼染色体(图1)中,综合1.2.3试验条件,发现秋水仙素提前7 h滴加,分裂相较多且染色体长度适中,最为粗短,而秋水仙素终浓度0.2、0.1μg/mL的试验结果差异不大。处理时间长的染色体较为细长,未达中期,而处理5 h较处理7 h组所得染色体亦细长。而与中国水产科学研究院[3]试验结果不同,原因有待进一步深入研究。

2.3 低渗温度、时间对标本制备的影响

在低渗环节中,37℃、35 min处理组的效果最佳。其他处理组也可以得到理想的涂片,但是比率比较小(表2)。通过观察图片,可以发现该试验方法所得的涂片内几乎无红细胞。

就37、28℃处理条件而言,温度较高,细胞形体伸展良好;处理时间至少为30 min,时间过长(如预试验50 min及以上),细胞吸涨过度,制得的染色体标本较模糊;但总体而言,低渗时间对染色体制备影响不大。另外,样品较多时不建议采用预热环节。

2.4 固定对标本制备的影响

试验结果表明,固定3次较固定2次的效果好,在第3次固定时固定液甲醇与冰乙酸的比例为1∶1比3∶1所得的染色体形态更清晰、更易于观察。

3 结论与讨论

鲤鱼基因组(2 pg)与哺乳动物如人类(7 pg)相比,染色体更小,且无明显可区分的性染色体等标志性结构[5]。与哺乳动物相比,鱼类细胞染色体数目多,形状小,分裂指数低,制备大量分裂相且染色体图象清晰的片子较难[6,7]。鲤鱼染色体研究的制作方法大多采用PHA体内培养肾细胞制片法,如黄河鲤鱼核型和银染核型的研究[8],而外周血淋巴细胞培养方法和显带技术的应用,使研究者可以根据带型鉴定每一条染色体,而且还能深入研究染色体的形态、变异、畸变以及表型与结构之间的关系等方面内容[3]。核型及染色体显带知识是鱼类遗传的最基本资料。精确的染色体组型研究和显带分析,尤其是染色体荧光原位杂交、染色体涂染等要求有高分裂指数、染色体形态清晰、数目完整、无杂质干扰的制备方法[9]。鱼类核型及染色体显带研究不仅对鱼类分类学和系统发生研究有十分重要的意义,而且对现代分子生物学技术和多倍体育种等方面也有实际意义[10]。我国水产动物资源丰富,有比较系统的繁殖生理学基础和成熟的技术方法,养殖条件也优于西方国家[11]。为了科学合理地开发利用这些宝贵资源,有必要对我国的鱼类遗传资源进行进一步的研究[12,13,14]。

摘要：鱼类染色体制备方法中,外周血淋巴细胞培养法远远优于PHA体内注射法,使用冻血省力省功。由于外周血培养需要一定的条件和技术,该文就鲤鱼血液保存方法、细胞培养温度、秋水仙素处理浓度及滴加时间、低渗温度、固定处理次数等条件进行分析,得到较好的鲤鱼全血细胞培养及染色体标本制备方法,可为鲤鱼分子细胞遗传的后续研究奠定基础。

染色体变异 第2篇

一、知识结构

二、教材分析

1、本小节主要讲授“染色体结构的变异和染色体组的概念，染色体倍性(二倍体、多倍体、单倍体)及其在育种上的应用”。

2、教材从“猫叫综合征”讲起，介绍了“染色体结构变异的四种类型及其对生物体的影响”。之后安排了“观察果蝇唾腺巨大染色体装片(选做)”的实验。帮助学生加深对染色体结构变异的理解，并学习观察果蝇唾腺巨大染色体装片的方法。

3、染色体数目的变异可分为两类:一类是细胞内的个别染色体的增加或减少;另一类是细胞内的染色体数目以染色体组的形式成倍地增加或减少。其中后一类变异与人类的生产和生活关系比较密切，是教材重点介绍的内容。

4、染色体组的概念通过分析果蝇的染色体组成而得出。然后，根据生物体细胞中染色体组数目的不同，区分染色体数目变异的几种主要类型---二倍体、多倍体和单倍体，重点讲述多倍体和单倍体。最后教材用小字讲述三倍体无籽西瓜的培育过程，使学生把所学的知识与生产和生活实际联系起来。

5、本小节可以为本章第五节《人类遗传病与优生》中有关染色体异常遗传病和第七章《生物的进化》中有关现代生物进化理论的学习打下基础。

三、教学目标

1、知识目标：

(1)染色体结构的变异(A:识记);

(2)染色体数目的变异(A:识记)。

2、能力目标：

学会观察果蝇唾腺巨大染色体装片。

四、重点实施方案

1、重点：染色体数目的变异。

2、实施方案：通过挂图、幻灯片、投影片等多媒体教具，变抽象为具体，让学生抓住关键，学会知识。

五、难点突破策略

1、难点：染色体组、二倍体、多倍体和单倍体的概念。

2、突破策略：通过生殖细胞中的两套不同的染色体，引导学生从全部染色体的许多特征中抓住共同的关键特征。结合多媒体课件及具体实例，搞清难点所在。突破难点，理清思路。

六、教具准备

1、猫叫综合征幼儿的照片;

2、精子形成过程的示意图;

3、果蝇的精子与卵细胞图、染色体结构变异和染色体数目变异的知识结构投影片;

4、果蝇染色体活动的多媒体课件。

七、学法指导

本节课中，教师要指导学生仔细观察，与学生谈话，师生互动，共同归纳总结出应得的结论。

八、课时安排：2课时

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第一课时

[一]教学程序

导言

1、复习提问:

基因突变导致生物变异的原因是什么?

回答:基因突变是基因结构发生改变，从而使遗传信息改变，使蛋白质结构改变、生物性状改变，即生物发生了变异。

那么，基因是什么?它和染色体又有何关系?

回答:基因是有遗传效应的DNA的片段，染色体是DNA的载体，基因在染色体上呈线形排列。

对于一个生物体来说，正常情况下，其染色体的结构和数量都是稳定的。但在自然条件或人为因素的影响下，染色体的结构和数量均会发生改变，从而导致生物性状的改变，这就属于染色体变异。

[二]教学目标达成过程

一、染色体结构的变异

1、出示投影片:猫叫综合征幼儿照片。

2、让学生观察:患儿的征状---两眼较低、耳位低下，存在着严重的智力障碍。

教师补充说:患儿哭声轻、音调高，很像猫叫。

3、投影片放映:病因---染色体缺失图，包括：

在自然条件或人为因素的影响下，染色体发生的结构变异主要有4种：

①染色体缺失某一片断(上图1);

②染色体增加某一片断(上图2);

③染色体某一片断位置颠倒1800(上图3);

④染色体的某一片断移接到另一条非同源染色体上(上图4)。

4、讲述:猫叫综合征的病因是病儿第5号染色体部分缺失，这属于染色体结构变异。

投影片上的其他几种情况也属于染色体结构变异，请同学们仔细观察染色体的变化情况。

5、染色体结构变异，为何能导致生物性状的变异呢?

教师引导学生从染色体结构的变化会引起染色体上的基因数目和排列顺序的改变等方面来加以思考。

二、染色体数目变异

1、我们已经知道染色体结构变异会导致生物性状的变异，那么染色体数目发生改变会不会引起生物的变异呢?(回答:会)染色体数目会如何改变呢?(回答:可增加，也可减少)。

2、前面所说的仅是染色体“个别数目”的增加或减少，它只是染色体数目变异的一种类型。

例如，人类有一种叫“21-三体综合征”的遗传病，患者比正常人多一条染色体---21号染色体是三条，其征状表现为智力低下，身体发育缓慢等;

再如，人类的另一种遗传病叫“性腺发育不良(Turner综合征)”，患者少了一条X染色体，外观表现为女性，但性腺发育不良，没有生育能力。

染色体数目变异的另一种类型是染色体数目以“染色体组”为单位成倍增加或减少，这种类型的变异在实践中的应用更为普遍。因此，我们重点介绍后一种类型的染色体数目变异。

3、首先我们要了解什么是“染色体组”

放映:动物精子形成过程图

组织学生观察、归纳、总结:

(1)在减数分裂过程中，染色体复制一次细胞分裂二次，结果生殖细胞中的染色体数减少了一半。

(2)精原细胞和体细胞中的染色体是成对存在的，精子中因同源染色体的分离而使染色体成单存在。

(3)由于同源染色体的分离，使得生殖细胞中所含染色体成为大小、形状各不相同的非同源染色体。

出示:雄果蝇染色体的`活动投影片。

观察说明:果蝇细胞中有8条染色体，共4对同源染色体，其中3对常染色体和1对性染色体。(抽拉投影片，使同源染色体分开成为两组)若把形状、大小不同的归为一组，每一组都包括了3条常染色体和1条性染色体，且是每对同源染色体中的某一条染色体。这样一个生殖细胞中的全部染色体即为一个染色体组。一个染色体组内的染色体大小、形状均各不相同，但却包含了控制生物体生长发育、遗传和变异的全部信息。

投影玉米体细胞图观察:玉米体细胞中20条染色体，其生殖细胞内有10条大小、形状各不相同的染色体。这10条染色体组成了一个染色体组。

同样，人的一个染色体组中有23条染色体。

4、教师讲述:人、果蝇、玉米体细胞中各含两个染色体组，都属于二倍体。在自然界中，几乎全部的动物和过半数的高等植物均是二倍体。

那么，该如何给二倍体下定义呢?

回答:二倍体指的是体细胞中含有两个染色体组的个体。

依此类推，体细胞中含三个染色体组的个体该称为三倍体，如香蕉、无籽西瓜等;体细胞中含四个染色体组的个体被称为四倍体，如马铃薯。

我们把体细胞中含三个或三个以上染色体组的个体称为多倍体。三倍体、四倍体都属于多倍体。

多倍体个体在植物中广泛存在，动物中较少见。

5、多倍体是生物以“染色体组”为单位成倍地增加而致。

在生物的体细胞中，染色体数目不仅可以成倍增加，也可以成倍减少。

例如，我们在初中生物中学过蜜蜂中的工蜂和蜂王由受精卵发育而成，而雄蜂由未受精卵直接发育而成。因此，雄蜂体细胞中的染色体数是工蜂和蜂王的一半。像这样，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，称为单倍体。

由学生分析回答:

玉米是二倍体，20条染色体。由玉米花粉直接发育成的个体中含有10条染色体，是一个染色体组，我们称之为单倍体。

普通小麦是六倍体，体细胞中有六个染色体组。其配子中有三个染色体组。而由其配子发育而成的含有三个染色体组的个体也叫单倍体，不能被称为三倍体。因为由配子发育成的小麦，其体细胞中的染色体数同本物种配子中的染色体数相同。

教师总结:可见，二倍体、多倍体和单倍体的划分依据是不同的。二倍体、多倍体以含染色体组的数目来划分;单倍体则只要含有本物种体细胞染色体数目的一半即是，与含染色体组的数目多少没有关系。

[三]教学目标巩固

1.下列变异中，不属于染色体结构变异的是

A、染色体缺失某一片断B、染色体增加了某一片断

C、染色体中DNA的一个碱基发生了改变D、染色体某一片断位置颠倒了1800

答案:C

2.是正常的两条同源染色体，则下图所示是指染色体结构的()

A、倒位B、缺失C、易位D、重复

答案:B

3.下列关于染色体组的正确叙述是()

A、染色体组内不存在同源染色体B、染色体组只存在于生殖细胞中

C、染色体组只存在于体细胞中D、染色体组在减数分裂过程中消失

答案:A

4.猫叫综合征是人第号染色体引起的遗传病。

答案:5部分缺失

5.果蝇的体细胞中有三对常染色体，一对性染色体。因此，果蝇体细胞中的染色体有()

A、一个染色体组B、两个染色体组C、四个染色体组D、六个染色体组

答案:B

6、四倍体的曼陀罗有48条染色体，该植物体细胞中的每个染色体组的染色体数目为()

A、48B、24C、12D、4

答案:C

[四]总结

本节课，我们学习了“染色体结构变异和染色体数目变异”。在染色体数目变异中，主要了解了染色体组、二倍体、多倍体及单倍体的概念。多倍体、单倍体在育种上的作用，我们下节课再讲。

[五]布置作业

*P50复习题一、三

[六]板书设计

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第二课时

[一]月份教学过程

导言

上节课我们学习了“染色体组、二倍体、多倍体、单倍体等重要概念”。

多倍体是怎样形成的呢?单倍体具有什么样的特点呢?这些知识在实践中有何应用价值呢?

这就是我们在本节课要了解的内容。

[二]教学目标达成过程

1、学生根据提纲(一)阅读教材。

提问:多倍体的自然成因是什么?

具有什么特点?(回答:略)

投影展示:二倍体草莓、多倍体草莓的图片。看图可知，多倍体植物各器官均较

二倍体大，果实中含营养物质多。如四倍体水稻的干粒重是二倍体水稻的二倍，蛋白质含量提高了5%～15%，可见多倍体有较高的应用价值。

下面，我们以“三倍体西瓜的培育过程”为例，学习多倍体在实践中的应用。师生根据P49图示学习、讨论三倍体无籽西瓜的培育过程。

并板书出其染色体的情况:

归纳总结多倍体知识，补充提纲(一):

刚才，我们归纳了“多倍体”的有关知识，明确了采用人工诱导多倍体来获得多倍体，可以应用在育种上培育新品种。

那么，单倍体的情况又是怎样的呢?

请同学们依据提纲(一)阅读教材，思考以下问题:

(1)单倍体的自然成因是什么?

(2)单倍体的特点有哪些?

(3)单倍体在育种上有什么意义?

2、在学生阅读、思考、讨论的基础上根据大纲归纳总结单倍体的有关知识:

讲述:多倍体和单倍体在人工诱导育种上都有很重要的意义，目前许多国家利用多倍体和单倍体育种方面均取得很大的成果。

[三]教学目标巩固

1、单倍体本身无利用价值，但在育种上却有其特殊的意义，这是因为用花药离体培养获得单倍体。单倍体植株经秋水仙素处理后，染色体不仅可以恢复到正常水平，而且可获得纯合体。

2、培育多倍体的方法有很多种，如:温度剧变，射线处理、药物处理等。其中最常用而且最有效的方法是用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗。

3、用四倍体西瓜植株作母本，二倍体西瓜植株作父本进行杂交，结出西瓜的果皮细胞、种子的种皮细胞、胚细胞的染色体组数依次为()

A、4、3、3B、4，2、3C、3、4、3D、4、4、3

解析:在结出西瓜的过程中，子房壁形成果皮，珠被发育成种皮。子房壁细胞和珠被细胞都属于体细胞，与其母本---四倍体西瓜植株细胞内的染色体数目相同，即为四个染色体组，胚是由受精卵发育而来的，胚细胞内的染色体应是精子和卵细胞的染色体的总和，即为三个染色体组。

答案:D

4、基因型为AABBCC的豌豆与aabbcc的豌豆杂交产生的F1，用秋水仙素处理幼苗后得到的植株是()

A、二倍体B、三倍体C、四倍体D、六倍体

解析:基因型为AABBCC的豌豆与aabbcc的豌豆，其体细胞中有两个染色体组，所以F1是二倍体，用秋水仙素处理，能够引起细胞内染色体数目加倍，即由原来的二倍体变为四倍体。

答案:C

5、萝卜体细胞内有9对染色体，白菜体细胞内也有9对染色体，将萝卜和白菜杂交得到的种子，一般是不育的，但经过培育后长成了能开花结籽的新作物，这种作物最少含有染色体数为()

A、9B、18C、36D、72

解析:萝卜和白菜是属于两个物种，其染色体不同。二者杂交后得的种子一般不育是因为种子内无同源染色体。要想使杂交种子可育，必须让其染色体加倍，细胞内出现了同源染色体，才能进行减数分裂产生生殖细胞，能够开花结籽。

答案:C

总结

我们用2课时学习了“染色体的变异”。其中最重要的内容是染色体数目的变异。大多数染色体结构变异对生物体是不利的，有的甚至导致生物体死亡。个别染色体的增加或减少也会引起生物性状的改变，甚至导致生物体死亡。多倍体在植物界较为多见，它比普通二倍体植株的营养价值更高一些。单倍体植株在自然界用处不大。但是多倍体和单倍体在育种方面起到了非常重要的意义。

[四]布置作业

P50复习题：二

染色体培养 第3篇

目前医院常采用外周血、骨髓、羊水制备染色体用于诊断染色体上的疾病[3,4],很少有文献介绍传代细胞的核型分析技术。然而传代细胞具有驯化成熟、人为控制性强的特点,在实际科研、检验、疫苗生产以及生物制品研发等领域中被广泛应用,所以传代细胞的核型分析也显得十分重要。本研究以低血清培养适应的BHK21细胞进行传代培养,染色体标本制备的标准参考翁炳焕等[5]提出的考评标准,其中[6]可分析分裂相的要求为数目明确、全部染色体集中但不重叠、染色体伸展适度,着丝粒清晰、染色清晰,取4个代次400个中期分裂相的染色体进行分析,判定该细胞系的畸变率,以此为依据筛选优良的细胞株。

1材料和方法

1.1材料

1.1.1主要试剂:秋水仙素、卡诺氏固定液、固定液(甲醇∶冰醋酸=3∶1)、吉姆萨染色液、25 g/L胰蛋白、胎牛血清、KCL。

1.1.2细胞:BHK21细胞:购自中国兽药监察所,由中农威特生物科技股份有限公司质量保证部保存,按常规组织培养法进行培养和传代。

1.1.3培养基:MEM细胞培养基为GIBCO公司产品,MEM SLM低血清细胞培养基为北京清大天一生物技术有限公司产品,新生牛血清为兰州民海生物技术公司产品。

1.2方法

1.2.1细胞培养:将复苏的BHK21细胞在T75的培养瓶中适应低血清培养基培养32代,其中F1~F8代为传统201培养液+10%血清培养的BHK21细胞,F9~F16代为商业化低血清培养基+5%血清培养的BHKL21细胞,F17~F25代为商业化低血清培养基+4%血清培养的BHKL21细胞,F26~F32代为商业化低血清培养基+3%血清培养的BHKL21细胞,细胞驯化过程中,每个代次BHK21细胞长势稳定,形态良好。驯化稳定的4个代次F4、F9、F18、F27 BHK21细胞48 h培养形态分别见图1、图2、图3、图4。

1.2.2染色体标本制备:参照《四种动物传代细胞染色体遗传变异率分析》中染色体标本制备的方法,将5代、10代、20代、30代作为细胞染色体分析的代次,于细胞终止培养前5~6 h,在细胞培养物中加入适量的秋水仙素溶液,使秋水仙素的最终浓度为0.01μg/mL培养液,以便阻止细胞有丝分裂至中期,到培养结束时,倾弃培养液加入适量25 g/L胰蛋白酶消化液对细胞单层进行消化,收集细胞,再加入预热至37℃的75 mmol/L KCL溶液5~6 mL,室温下低渗30 min,离心倾弃上清液,然后加入固定液(甲醇∶冰醋酸=3∶1)5 mL固定30 min后,离心10 min(800~1 000 r/min),重复固定1次,置于4℃过夜,次日离心倾弃上清液,沉淀加1 mL新配的固定液制成细胞悬浮液,在冰水浸泡的干净玻片上滴加细胞悬浮液3~4滴,室温下晾干,即制成培养细胞有丝分裂中期的染色体玻片标本。

1.2.3染色体的Giemsa染色[7]:染色体玻片标本可于室温下放置1周,或37℃干燥2~4 h后,即可作染色体的Giemsa染色,用p H 6.8的磷酸盐缓冲液配成100 g/L的Giemsa染色液,滴在染色体玻片标本上,染色30 min,蒸馏水冲洗干净,晾干。

1.2.4染色体的观察与分析:每个代次选择100个中期分裂相细胞,油镜(10×100)下计数染色体数目,并观察记录畸变染色体,计算出染色体的畸变率,每种血清含量培养的细胞选择1个分裂良好的的中期分裂相拍摄显微照片,并作核型分析。

2结果与讨论

共计数了BHK21细胞系的5、10、20、30代次,400个中期分裂相的染色体,染色体数目分布见表1。

从表1染色体的数目分布可以看出,BHK21属于亚二倍体和亚四倍体系,5、10、30代次主要是亚二倍体细胞系,其中亚二倍体细胞(染色体数目32~67)所占的比例分别为76%、80%、79%,亚四倍体细胞(染色体数目为68~87),所占比例分别为23%、20%、20%。20代主要是亚四倍体细胞(染色体数目为68~87),所占比例为68%。染色体的畸变率在各代次所占的比例为0~2%,染色体畸变率很低。因此,该细胞经驯化,用低血清培养基培养后,不同的血清用量、各代次之间无本质差异,遗传学特性相对稳定,可候选为制苗用细胞。4个代次各1个细胞中期分裂相图分别见图5、图6、图7、图8。

摘要：目的:分析1种商业化的低血清培养基适应BHK21细胞进行传代培养,该细胞染色体的变异稳定性,以判定其质量。方法:采用直接法制取4个代次的BHK21细胞的染色体标本,用常规Giemsa染色,1 000倍光学显微镜下计数中期分裂相染色体数目,求出染色体变异率(%),并进行核型分析。结果:BHK21为亚二倍体或亚四倍体细胞系,亚二倍体众数为42,亚四倍体细胞众数为72~74,该细胞系染色体的畸变率在各代次所占的比例为0~2%,均较低。结论:用商业化的低血清培养基驯化培养BHK21细胞,逐渐降低培养液中血清含量,进行传代培养,通过选取不同代次细胞的染色体进行核型分析,该细胞系的遗传学特性相对稳定,各代次间无本质差异,可候选为制苗用细胞。

关键词：低血清,BHK21细胞,染色体,遗传稳定性

参考文献

[1]Umene K,Nishimoto T.Replication of herpes simplex virustype 1 DNA is inhibited in a temperature-sensitive mutant of BHK-21 cells lacking RCC1(regulator of chromosome condensation)and virus DNA remains linear[J].J Gen Virol,1996,77(10):2261-2270.

[2]Slam MQ,Islam K,Levan G,et al.Monochromosome transfers to syrian hamster BHK cells via microcell fusion provide functional evidence for suppressor genes on human chromosome 9 both for anchorage independence and for tumorigenicity[J].Genes Chromosomes Cancer,1995,13(2):112-115.

[3]张桂林,卫小静,郑梅玲.918例孕中期羊水细胞染色体核型分析[J].中华医学遗传学杂志,2012,29(1):102-104.

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[6]黄燕,陈绍坤.动物骨髓细胞染色体标本制备失败的原因分析[J].生物学通报,2006,42(1):52-54.

染色体结构变异类型 第4篇

1、损失：染色体中某一片段的损失：例似，猫叫综合征是人的第5号染色体部分损失引起的遗传病，因为患病儿童哭声轻，音调高，很像猫叫而得名。猫叫综合征患者的两眼距离较远，耳位低下，生长发育迟缓，而且存在严重的智力障碍;果蝇的缺刻翅的形成也是由于一段染色体损失造成的`。

2、重复：染色体增加了某一片段：果蝇的棒眼现象就是X染色体上的部分重复引起的。

3、倒位：染色体某一片段的位置颠倒了180度，造成染色体内的重新罗列：似女性习惯性流产(第9号染色体长臂倒置)。

染色体、基因、环境与性别决定 第5篇

一、染色体和性别决定

1. 单纯型性染色体和性别决定

（1) XY型性别决定

雄性个体性染色体由一对一长一短的性染色体组成，即是两个异型性染色体的构型，用XY表示。雌性个体性染色体是由一对等长的染色体组成，即是由两个同型染色体构成，用XX表示。包括大多数脊椎动物，如所有哺乳动物，部分鱼类和两栖类，多数昆虫及雌雄异株植物等。

(2) XO型性别决定

雌性是由两个同型染色体构成，用XX表示。雄性只有一个X性染色体构成，没有Y，用XO表示。动物少见，只有部分昆虫如蝗虫、蟑螂等。

(3) ZW型性别决定

雌性是两个异型性染色体的构型，用ZW表示。雄性是由两个同型染色体构成，用ZZ表示。包括所有鸟类、爬行类及鳞翅目昆虫，一些鱼类，两栖类等。

(4) ZO型性别决定

雄性是由两个同型染色体构成，用ZZ表示。雌性只有一个Z性染色体构成，没有W，用ZO表示。在少数昆虫中发现。

2. 复合型性染色体和性别决定

复合型性染色体有XnY型、XYn型和XnYn型。XnY型为雄雌个体中X性染色体不止一条。XYn型指个体中Y染色体不止一条。XnYn型类推。属XnY型性决定的植物有马陆苔、管藻、葡萄藻等。XYn型有酸模和萎草。XnYn型有葱布和唐花草。

3. X染色体/常染色体组比例和性别决定

有些雌、雄异株植物虽有性染色体, 但其性别并不完全由性染色体决定。这些植物在进化过程中采用了X染色体/常染色体组比例决定性别的性别决定系统。如酸模正常雌株为（14) XX，性指数为2X/2A=1。正常雄株为（15) XY1Y2，性指数X/2A=0.5，而当性指数为2X/3A=0.67时，则为雌雄间性。动物果蝇也有类似情况。果蝇的雌性决定基因位于X染色体上, 而雄性决定基因并不位于Y染色体上, 而位于常染色体上, 并且不止一个。因此果蝇的每个个体其性别的最终表现取决于X染色体数目与常染色体组数之比。

二、基因和性别决定

1. 单基因和性别决定

石刁柏是单基因决定的代表，它是由一个基因决定的。

2. 双基因和性别决定

双基因决定的典型例子是葡萄。树莓的性别也是由2对基因（F和M）控制的, 雌株的基因型为F＿mm，雄株为ffM＿，两性株为F＿M＿。玉米性别也是由两个性别决定基因控制的。基因型BaBaTsTs（或Ba Ts）表现正常雌、雄单性同株；当Ba突变为ba时，babaTsTs表现为雄株；而当Ts突变为ts时，BaBatsts使玉米表现完全雌性，babatsts基因型则表现为雄花序部位产生雌穗, 也表现为雌株。

3. 多基因和性别决定

性别由多基因决定仅见于草莓，其性别遗传是由雌雄蕊发育因子、复合因子、性别实现者共同决定的。

4. 复等位基因和性别决定

喷瓜和东方草莓的性别是由3个复等位基因决定的。

三、环境和性别决定

1. 内在环境与性别决定

某些低等的雌雄同体动物、雌雄同株或两性花植物并无严格的性染色体机制，它们的同一个体能够分化出两种性器官，产生两种配子，例如蚯蚓、大多数显花植物。它们不同性腺和配子的产生仅仅决定于所处位置及内在发育环境的差异。

2. 外在环境与性别决定

遗传物质相同而外在环境不同导致性别不同。

3. 温度与性别决定

两栖、爬行动物的性别决定多受温度的影响。某些蛙类虽然分为XX和XY型，如果让它们的蝌蚪在20℃下发育，雌雄比例大约为1∶1，如果让蝌蚪在30℃下发育，则无论性染色体如何都发育成雄蛙。在爬行类中也是如此。如扬子鳄和密西西比鳄的卵在不同的温度下，发育为不同的性别。当在30℃以下，发育为雌体；当温度在34℃以上发育为雄体。乌龟的卵在23℃～27℃的温度下发育为雄性，在32℃～33℃时发育为雌性。

4. 发育场所与性别决定

Stegophryxus是寄生在寄居蟹Pagurus上的动物，其幼虫附着在寄主腹部的发育成雌体，而落在雌体身上的幼虫发育成雄性。有一种名为Crepidula的蜗牛，它们在个体叠加形成群体的过程中，下部的个体发育为雌性，上部的个体发育为雄性。有些生物的受精卵发育时所处的场所, 也可决定其性别。海生蠕虫后虫益, 其雌雄个体的大小悬殊, 雄体寄生在雌体的子宫里。当受精卵产在海底时便发育成雌体;若受精卵落在雌体的口吻里, 则发育成雄虫。

5. 营养条件和性别决定

营养物质的种类、多寡等可对某些生物性别分化产生影响。比如同样是蜜蜂的受精卵, 如幼虫喂食蜂王浆, 就发育成蜂王;如喂食其他食物则发育成工蜂。许多线虫是靠营养条件的好坏来决定性别的。它们一般在性别未分化的幼龄期侵入寄主体内，低感染率时营养条件好, 发育成的成体基本上都是雌性, 而高感染率时, 营养条件差, 发育成的成体通常都是雄的。

6. 日照长短和性别决定

黄瓜生长在连续的光照下，几乎全部开雄花，如缩短光照时间，雌花的数量则增多。海水中有一种钩虾，日照长短是决定性别的环境因子。英国动物学家乔幼·森亚当斯博士等把钩虾一次产下的正在孵化的卵分别放在两个培养箱内，箱内温度恒定。那些在模拟长日照条件培养箱内的卵发育成雄虾；而那些在模拟短日照培养箱内的卵就发育成雌虾。

7. p H值和性别决定

pH或pH和温度共同影响一些鱼的性别。Rubin发现，在酸性p H (6.2）条件下，剑尾鱼100%发育成雄鱼，而在弱碱性pH (7.8）环境下产生98%雌鱼。Romer和Beisenherz在黑肚花鳉中也得到类似的结果。

8. 群体性比和性别决定

科学家发现，有一种鱼的鱼群内唯一的雄鱼死亡或失踪后，这群鱼中最大的雌鱼会在10天内变成雄鱼，这种情况已发现了多例。另一种情况是鱼发生性变的数目取决于鱼群生活范围的大小和种群的数量。当鱼少于200条时，大雄鱼控制着交配，其他小鱼只能是雌鱼或变为雌鱼。在大范围内，大雄鱼就不能阻止大量其他雌雄鱼的交配。当雄鱼可以与雌鱼交配时, 就不会发生性变。

木薯染色体数目的鉴定技术 第6篇

1 材料与方法

1.1 材料

取木薯二倍体、四倍体植株的根尖、茎尖。根尖:在6～8月份取健壮单株的枝条切成带2～3个叶腋的枝段扦插于粗沙中, 经6～15 d, 于08:00～12:00时每隔30 min取扦插枝条1 cm左右的根尖洗净, 切取颜色较白 (对着光线可见靠两端较透明, 中部靠下的部分较白) 的生长点部分待用。茎尖:在5～6月份取生长旺盛的优良单株的茎尖, 借助显微镜用钳子小心地剥除外围小叶, 取3～4 mm的茎尖待用。

1.2 方法

将上述材料分别用0.05%的秋水仙素、0.002%的8-羟基喹啉、饱和对二氯苯溶液分别预处理2 h、3 h、4 h。取出用蒸馏水清洗2～3次, 置于卡诺固定液 (V无水乙醇∶V冰乙酸=3∶1) 中固定24 h, 取出材料用蒸馏水清洗。常温下放入1 mol/L盐酸溶液中解离10 min、15 min、20 min、25 min, 蒸馏水漂洗3次。将材料置于载玻片上, 用钳子将材料捣碎, 分别滴加改良苯酚品红、铁钒苏木色精、醋酸洋红染色液染色10～15 min, 然后用吸水纸吸去多余的染色液, 滴上1～2滴TO透明剂, 盖上盖玻片用橡皮擦轻敲盖玻片, 使材料细胞分散均匀。在Leica-DMLB型万能显微镜下观察染色体数目, 选择分裂相好的材料进行拍照。

2 结果与分析

2.1 取材部位与时间

染色体数目的观测, 取材部位必须是植株生长活跃, 分裂旺盛的部位, 一般取根尖或茎尖。用茎尖进行观测, 肉眼难以辨别分裂旺盛的生长点, 必须借助于显微镜, 而且要有熟练的操作技能, 稍有疏忽, 就会偏离, 导致杂质较多, 不易观察到目标;用根尖进行观测, 分裂旺盛的部位 (生长点) 由于各种物质的含量较高、颜色较深, 其余部位较之透明, 对着光肉眼即可观测到。如果是初接触者, 建议取根尖观测比较理想。

取根尖观测, 取材的时间相当重要。过早, 扦插的枝条还未长根或根系过小, 过老则不易观测到目标分裂相。试验结果表明扦插后气温较高, 一般8～10 d取根比较理想;扦插后气温低, 取材时间应推后3～5 d。染色体计数的最佳时期是细胞处于分裂中期, 染色体排列在细胞中央的赤道面上, 不同植物, 1 d中多数细胞处于分裂中期的时间不同。经过反复试验表明, 木薯的根尖在早上10:00～10:30时取材有相对较多的细胞正处于分裂中期。选择染色体分裂相好的材料进行拍照, 见图1、图2。

2.2 预处理药剂与预处理时间

预处理对比试验结果表明, 使用8-羟基喹啉预处理2 h看到的中期分裂相细胞较多, 染色体缩短作用较适宜, 分散也比较均匀, 大部分的染色体处于同一平面上, 不但容易计数, 而且容易作形态特征方面的观测研究。对二氯苯预处理3 h, 染色体长, 相互绞连而不易计数;预处理4 h的染色体又浓缩过短, 出现粘连、聚缩等现象也不易计数。秋水仙素处理2 h以上, 各细胞裂解严重, 杂质较多, 不易观测到目标细胞, 偶尔观测到分裂中期的细胞, 染色体浓缩成一团, 不便于计数, 效果不理想。

2.3 解离剂与解离时间

解离可采用酶解法或酸解法, 但酶解法操作过程繁琐, 酶解后有很多细胞碎屑产生, 需经离心处理, 酸解法简单易行[1], 本试验采用盐酸解离。结果表明用1 mol/L盐酸溶液常温下解离10 min材料不够软化, 细胞分散性差, 制片困难;20 min以上细胞破裂严重, 难以观察到完整的分裂相细胞染色体;15 min 解离程度较好, 细胞间易分离且细胞不破碎。

2.4 染色剂与染色时间

分别采用改良苯酚品红、铁钒苏木色精、醋酸洋红染色液染色10～15 min, 结果表明改良苯酚品红效果理想, 染色体染上了蓝紫色、且着色均匀, 其它杂质着色较浅、呈紫红色, 因此目标与杂质易区分。铁钒苏木色精染色, 染色体与杂质都易染上黑色, 较难区分出目标。用醋酸洋红, 无论是染色体还是其它杂质, 在设置的染色时间内都只着淡红色, 滴上TO透明剂以后颜色更浅, 效果很不理想。

3 小结

本木薯染色体数目鉴定技术简便易行、直观快速。技术要点:在6～8月将带2～3个叶腋的枝段扦插于粗沙中, 经8～10 d, 于晴天上午10:00～10:30时取根尖洗净, 切取颜色较白的部位放入0.002 mol/L的8-羟基喹啉溶液中预处理2 h、蒸馏水清洗2～3次, 置于卡诺固定液 (V无水乙醇∶V冰乙酸=3∶1) 中固定24 h、蒸馏水洗净, 常温下放入1 mol/L盐酸溶液中解离约15 min、蒸馏水漂洗3次, 将材料制片、观察。

摘要：以木薯的根尖、茎尖为材料, 对木薯的染色体的镜检技术进行了研究。结果表明:采用8-羟基喹啉预处理根尖2 h、盐酸溶液解离15 min、改良苯酚品红染色1015 min, 效果理想;染色体缩短变直, 分散均匀, 并均匀地染上了蓝紫色, 较易进行染色体的观察和计数。

关键词：木薯,染色体,预处理,染色

参考文献

胎儿染色体产前诊断临床分析 第7篇

关键词：染色体,产前诊断,脐带血

染色体是遗传物质基因的载体, 其本质是脱氧核甘酸, 正常人的体细胞中含有两组染色体组[1,2], 每一组染色体有23个染色体, 一共有23对, 其中包括22对常染色体和一对性染色体。染色体病是染色体在形态结构或数目上的异常而引起的疾病, 其中常见的是染色体数目异常。研究显示[3], 新生活婴中染色体异常的发生率是0.5%~1%;自然流产胎儿中染色体异常所致的有50%~60%。因此, 对孕妇进行产前诊断可以检测胎儿的发育状态或是否患有疾病, 对优生工作起到了重要作用。为了探讨胎儿染色体分析在产前诊断中的价值, 对2010年1月—2015年8月在医院进行胎儿染色体产前诊断的198例孕妇的资料进行分析, 现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2010年1月—2015年8月在医院进行胎儿染色体产前诊断的198例孕妇, 年龄18~40岁, 平均 (27.2±2.4) 岁;孕周18~35周, 平均 (24.5±2.1) 周;所有孕妇均为单胎。所有各种资料均经患者的同意, 并通过伦理委员会的批准。

1.2 方法

术前常规检查孕妇的血常规、凝血功能、肝功等, 孕妇取仰卧位, B超检查胎儿的发育状态、胎心等, 后在B超引导下选取脐带游离段抽取脐血1.5~2.0 m L, 注入无菌肝素钠管中送检, 常规进行收获、制片、显带、核型分析[4]。

2 结果

2.1 胎儿染色体异常检出率

198例孕妇中染色体异常检出23例, 占11.6%, 其中染色体数目异常16例, 占69.6%, 染色体数目异常以三体征为主, 有12例 (75%) 。染色体结构异常7例 (染色体多态变异4例, 易位2例, 嵌合体1例) , 占30.4%。

2.2 穿刺并发症发生率

198例孕妇穿刺后有2例出现子宫收缩, 有1例出现胎儿心跳减慢, 有2例孕妇出现心率减慢且大汗淋漓, 给予相应治疗或停止穿刺后症状缓解, 穿刺并发症发生率为2.5%。

3 讨论

染色体病是临床上较常见的疾病之一, 其是由先天性染色体数目异常或结构异常而引起的临床综合征, 染色体病可以分为常染色体病和性染色体病两种类型[5], 常染色体病包括单体综合征、三体综合征、部分单体综合征和部分三体综合征, 病因是1-22号常染色体发生畸变, 其中最常见的是三体综合征, 新生儿发病率为1/700~1/600, 为严重智力发育障碍患者的10%。21三体综合征最早是由法国临床医生J.勒热纳[6]报道的, 其细胞核型多为47, XX或XY, +21, 临床表现为智力低下, 发育迟缓, 外眦上斜等。21三体综合征随母亲年龄的增加而增加, 当母亲年龄>35岁时其发病率明显升高。性染色体病以性征发育不全或多发畸形为临床表现。因此, 对胎儿进行染色体分析可以最大限度的检测出胎儿的异常, 进而达到优生的目的。

脐带穿刺抽血应在B超引导下选择好穿刺点, 进针角度和脐带应<90°, 穿刺避开胎盘血窦, 避免重复进针。有学者报道[7], 脐带穿刺并发症为胎儿心跳减慢、流产、穿刺部位出血等, 在医院研究中所有孕妇穿刺后有2例出现子宫收缩, 有1例出现胎儿心跳减慢, 有2例孕妇出现心率减慢且大汗淋漓, 原因是脐带血管发生痉挛或抽血速度快所致, 因此, 立即给予孕妇吸氧, 让孕妇取侧卧位, 必要时给予药物治疗, 所有孕妇均恢复正常。从医院的研究发现, 198例孕妇中染色体异常检出23例 (11.6%) , 其中染色体数目异常16例 (69.6%) , 三体征有12例 (75%) , 染色体结构异常7例 (30.4%) , 穿刺并发症发生率为2.5%, 与陈桂兰[8]报道的2475例胎儿染色体核型检测及产前诊断指征分析结果相似[8], 其结果显示, 21三体征在染色体核型分布最高, 为83.3%。可见, 三体征是胎儿较常见且比例最高的异常核型。脐带穿刺抽血可以直接、准确的了解胎儿有无遗传性疾病、胎儿宫内生长迟缓及宫内感染等, 大大提高了产前诊断的成功率, 降低了母胎风险。

综上所述, 对胎儿进行染色体分析在产前诊断中的意义重大, 其阻断了先天性缺陷儿的出生, 可以明显提高新生儿的健康质量, 值得在临床上广泛应用。

参考文献

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印楝及早熟型印楝染色体分析初探 第8篇

一种生物的染色体核型是相当固定的, 因此可作为植物学分类及遗传研究的一个重要手段, 使学者们在研究分类有争议的植物时有更多的参考资料, 以达到意见上的统一。目前, 印楝的研究工作还主要集中在印楝的栽培、组织培养、提取物的药理药效及农药剂型等方面, 而关于印楝染色体研究国内尚未见报道。本文对印楝及早熟型印楝的细胞染色体进行初步探索。

1 材料和方法

1.1 材料

材料采集于云南省红河州元阳县南沙镇水塘村 (平均海拔为260 m) 印楝引种基地及南沙镇桥头, 材料由中国林科院资源昆虫研究所印楝课题组引种并保存 (见表1) 。收集印楝和早熟型印楝种子在人工气候箱发芽取根尖。

1.2 染色体制片

采用常规根尖压片法[6]:取刚发芽的幼嫩根尖, 用饱和对二氯苯室温下预处理2～2.5 h, 卡诺固定液固定30 min, 清水清洗3遍后转入70%的酒精中4 ℃保存备用。实验时用解离液 (45%冰乙酸与1 mol/L HCl按体积比1∶1配制) 60 ℃下水中解离90 s, 清水洗净后, 地衣红染色, 常规压片法制片, Zeiss Axiophot 2显微镜下观察、拍照。

2 结果与分析

2.1 印楝

印楝染色体形态极小, 染色体长度在0.08～0.22 μm;图1两照片染色体分离效果较好, 较清晰, 便于染色体计数, 染色体数都为2n=28, 并且可以清楚地看出有着丝点。观察30 个以上能分辨出染色体数目的细胞, 95%以上的细胞所具有的染色体数为28。

2.2 早熟型印楝

早熟型印楝染色体形态同样极小, 染色体长度在0.05～0.12 μm, 比印楝染色体更小;图3两照片显示染色体分离效果较好, 较清晰, 便于计数, 早熟型印楝染色体数目也为2n=28, 与印楝染色体数目一样。

3 结论与讨论

3.1 染色体数目

通过制片并镜检可知, 观察30个以上能分辨出染色体数目的细胞, 正常型印楝的染色体数目是2n=28, 与IPCN数据库 (由美国国家科学基金会资助, 1978以来由密苏里植物园主持完成) 查询的Singhal[7]和Sandhu[8]印楝配子体染色体数目为14一致, 与楝科的川楝染色体数目一样[9]。与Styles & Vosa的研究结果染色体数目为2n=30不一致, 有可能是在有丝分裂前期的最后一个时期终变期 (也称丝球期) 染色体形态凝聚, 这个时期易误认为有丝分裂的中期, 从而导致计数不准。而与另几位印度学者Pathak & Singh、Mukherjee、Deshmukh[10,11,12]认为印楝的染色体数目应该为2n=28的结果还是一致的。通过计数, 早熟型印楝的染色体数目是2n=28, 这是国内首次发表早熟型印楝的染色体数目。

3.2 核型分析初探

“基因在染色体上”的教学设计 第9篇

一、教学分析

本节内容在课标中所对应的具体内容标准是“总结人类对遗传物质的探索过程”和“阐明基因的分离规律和自由组合规律”的一部分内容。“总结”, 是在知识层面达到“应用”水平, 其要求较高;“阐明”, 是在知识层面达到“理解”水平。

从教材的整个编排体系看, 第2 章是在第1 章引导学生认识孟德尔遗传规律的基础上, 依照科学史的顺序, 继续寻找孟德尔提出的遗传因子在细胞中的位置。萨顿依据染色体在减数分裂和受精作用中的行为与孟德尔假设的遗传因子在亲子代之间传递的行为有着惊人的相似, 进而提出假说:基因位于染色体上。该假说通过摩尔根的果蝇杂交实验得以证实。二者分别从逻辑思维和实验证据两个方面把基因定位在了染色体上, 从而把孟德尔的遗传规律和减数分裂内容有机地整合在一起, 同时又为下一节“伴性遗传”的学习奠定了基础。

必修2 模块重视科学的过程和方法。在具体内容标准中, 仅有两项应用层次的条目都是关于科学的过程和方法的。教材内容是按照科学发展的历程来编排的。教师要引导学生不断地提出、分析和解决问题, 尝试像科学家那样进行解释和推理, 对科学精神和科学态度等方面形成更多的感悟。同时, 生命科学史展示了知识的产生过程就是一个探究过程, 在探究性学习中发挥着重要作用。本节的科学史资料是学生探究的好素材, 如能被合理运用将有助于学生科学思维能力的形成、科学方法的有效运用、合作探究能力的提高以及科学素养的内化等, 使学生的多方面能力都得到提升。

二、教学目标

知识目标:说明基因和染色体的行为变化关系;阐明基因的分离规律和自由组合规律的实质。

能力目标:进行观察、分析、比较;尝试运用类比推理的方法, 得出基因位于染色体上的推论;尝试运用假说演绎法来分析摩尔根的果蝇杂交实验;尝试进行杂交实验的设计, 并书写遗传图解。

情感态度价值观目标:参与小组合作探究和讨论交流;认同科学研究要有丰富的想象力, 要有大胆质疑和勤奋实践的精神;领悟假说演绎法及其在科学研究中的应用。

重点:基因位于染色体上的理论假说;基因位于染色体上的实验证据;孟德尔遗传规律的现代解释。

难点:基因位于染色体上的实验证据;假说演绎法;孟德尔遗传规律的现代解释。

三、教学过程

1.科学历程导入, 创设探究情境

教师可借助图片, 带领学生一起回顾已学的知识内容, 可设计这样的导入语:“孟德尔通过豌豆杂交实验假设了遗传因子的存在, 并总结了两大遗传规律;比耐登发现精子、卵细胞与受精卵中染色体数目的变化关系;魏斯曼做出了大胆预见。通过多位科学家的多年努力研究, 最终揭示了减数分裂全过程及受精作用的实质。”接下来, 进入新知识的引入:“当这两项研究成果碰撞在一起时, 又激起了科学家新的思维灵感。今天, 我们再继续跟随这两位科学家, 一起去解开另一个基因之谜———基因在哪里?”

根据科学史的地位和价值的分析以及教材的编排意图, 以科学史的发展历程作为导入, 创设问题情境, 引导学生像科学家一样思考。通过对之前所学知识脉络的梳理, 使学生进一步明确本节内容和之前所学内容间的承继关系, 同时也呈现了教学目标。

教师应趁势抓住学生的注意力, 引发学生思考:“倘若把孟德尔遗传规律和减数分裂过程这两个研究成果同时呈现出来, 你能从中发现什么问题?大家在课前的自主学习中已经完成了这个任务, 现在请大家一起交流和总结。”

2.总结自主学习, 得出萨顿假说

我对课前自主学习的导学案做了如下设计:先填充图解, 并比较基因和染色体的行为变化 (见图1) ;然后以资料卡片的形式介绍类比推理的科学方法;最后让学生运用这种方法做出自己的推理或假设。

该设计原型来自于教材的“思考与讨论”, 设计原因主要基于两个方面:一方面是基于“先行组织者”策略, 唤醒和激活学生已掌握的知识, 促进学生对本节内容的意义建构和重组;另一方面是完成自主学习问题的过程就是体验萨顿提出假说的过程, 这其中承载了知识、能力和情感态度价值观的三维目标。把这一设计内容放在课前让学生自主完成的原因:一是由于学生有能力通过自主学习而得出萨顿假说的内容;二是由于本节内容的重难点较多, 课堂教学内容量大, 而课堂时间又较为紧张, 如果都放在课上进行, 学生就不能充分地亲历和探究萨顿假说产生的过程了。教师在课上公布答案后, 首先要肯定学生的思维品质, 指出学生自己推导出的结论正好与萨顿假设相吻合。在这一教学环节, 学生亲历了探究过程, 体验了成功的喜悦, 同时也进一步激发了学生的探究兴趣和欲望。

3.组织合作探究, 分析杂交实验

(1) 进入科学史情境, 引发认知冲突

教师可以从类比推理法的局限性和萨顿没找到实验证据这两个方面来引发学生辩证地、批判性地思考问题, 认识到科学研究过程往往需要大胆假设和认真求证。紧接着, 教师可以对摩尔根对萨顿的态度由最初的强烈反对转变为最后的坚定支持的过程作简单介绍, 让学生领悟科学家大胆质疑、敢于求真的科学精神和实事求是的科学态度, 引发学生的好奇心, 激起学生的探究欲望, 从而引出摩尔根果蝇杂交实验。教师继续引导学生进入科学史情境, 让学生亲历实验证据的得出过程, 激发学生的问题意识, 推进其探究进程, 让思维、情感体验、知识意义在教学中逐步走向深入。

教师应强调实验材料的重要性, 让学生阅读教材旁栏的相关资料, 思考用果蝇做遗传材料的优点, 清楚实验材料选择的重要性和依据。在做好以上铺垫后, 再组织学生进行合作探究, 用假说演绎法分析果蝇杂交实验。

利用导学案给出果蝇杂交实验的图解, 组织学生进行小组分析、讨论, 并提出问题。在分析实验现象时, 应先引导学生运用现有的知识, 并尝试用遗传图解的形式来解释实验的现象和结果。学生用常染色体上的基因的形式来书写遗传图解, 写完图解后问题就显而易见了。这种方式能引发学生头脑中的认知冲突, 训练学生的逻辑思维能力, 帮助学生回顾遗传图解的书写方法, 从而为书写遗传图解做好准备。

(2) 搭建学习支架, 充分合作探究

引导学生做出解释问题的假设。学生运用已学过的知识并不能提出解释问题的假设, 根据“最近发展区”理论, 教师要及时、恰当地向学生提供信息资源和学习支架。我用自制的果蝇染色体模式图教具向学生介绍了果蝇染色体的组成, 以更直观的方式吸引学生的注意力, 同时让学生亲手操作, 摆出能够产生配子的染色体组成, 这个过程使学生既回顾了减数分裂的相关内容, 又为后面新知识的学习做好了铺垫。然后再引导学生说出三种假设, 并向学生讲解性染色体上的基因的表示方法。

组织学生分工合作, 各小组要用不同的假设来解释现有的实验现象, 并写出对应的遗传图解。各小组要派代表用投影仪来展示本小组的探究结果, 其他小组成员进行质疑、补充、纠错。这种教学设计培养了学生的探究意识、动手动脑能力、合作交流能力, 并使学生加深了对生物学原理的理解。关于假设问题, 教材中仅用一句话简单地概括了摩尔根的假设, 但我认为这一假设可以作为培养学生思维能力的好素材, 让学生体验假设提出的过程。

探究结果又一次让学生产生了认知矛盾的冲突, 因为三种假设中有两种都可以解释现有的实验现象, 但为什么摩尔根最终只提出了其中的一种假设呢?由于课时所限, 我没有让学生一探到底, 而是给出了正确的假设, 并进行了简单的解释说明, 而排除另外一种假设的任务则留给学生在课下继续探究。

(3) 训练科学思维, 巩固科学方法

教材中没有给出实验验证的具体内容, 只是一句带过。为了使学生更好地巩固和领悟假说演绎法的严密性, 我把这部分内容进行了细化, 以引导学生进一步设计验证实验, 我只要求学生写出设计实验的亲本类型和预测子代的表现型。教师所讲解的摩尔根的验证实验和结果正好与学生的预测相吻合, 又一次让学生体验到了成功的喜悦, 达成了三维目标。

(4) 指导自主阅读, 进行归纳总结

通过指导学生阅读教材, 进一步总结、归纳基因和染色体的具体关系。

4.引导归纳升华, 分析概括实质

课程教学至此, 关于孟德尔的遗传规律, 学生在知识结构上已形成了比较完整的认识。引导学生进一步归纳、总结, 有利于学生对知识体系的建构、迁移和应用。

我再次对自主学习的内容进行了深入设计, 在学生得出结论后, 引导学生要站在新的高度来运用这一结论。把学生自主学习中的图解合二为一, 结合静态和动态图解 (见图2) , 引导学生分析基因的分离规律和自由组合规律的实质。学生对之前已学到的遗传因子和遗传规律又有了新的感悟。这样的教学设计, 化抽象为具体, 化感性为理性, 突破了知识的重难点。

5.自主梳理小结, 进行反馈检测

教师让学生结合板书内容画出本节内容的概念图, 从而对本节内容作以小结。

四、板书设计

五、教学反思

教学中以“基因在染色体上”这一知识而得出的科学史为显性逻辑主线, 以提高学生的思维能力、探究能力、科学方法、科学精神等科学素养为逻辑副线, 从而达成三维一体的教学目标, 具体应注意以下三个方面:

(1) 创设以科学史为背景的学习情境, 让学生亲历产生知识的探究过程, 并从中习得知识, 培养科学的思维方法, 提高分析和推理的能力, 生成情感态度价值观。

(2) 对教材进行适当的加工和处理, 结合导学案的设计将教学内容和时间进行合理分配, 顺利突破重难点问题。

(3) 由于课时有限, 有些内容探究得不够深入, 留给学生思考的时间不够充裕。

参考文献

[1]课程教材研究所生物课程教材研究开发中心.普通高中课程标准实验教科书教师教学用书:生物 (必修2) ·遗传与进化[M].北京:人民教育出版社, 2007.

[2]中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准 (实验) [S].北京:人民教育出版社, 2003.

[3]朱正威, 赵占良.生物 (必修2) ·遗传与进化[M].北京:人民教育出版社, 2004.