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遗传学实验教案1


遗 传 学 实 验 教 案
任 课 教 师 (一) 李 绍 波 : :官 任 课 教 师 (二) 官 : 杰

2008 年 2 月—7 月

实验进程安排: 实验进程安排:
试验安排 实验一 实验二 实验三 实验四 周 次 时 间 2008 上 2008 上 2008 上 2008 上 2008 上 2008 上 2008 上 2008 上 2008 上 实 验 名 称 人体 X-小体的观察 人的染色体组型分析 黄膳红细胞微核观察 果蝇唾腺染色体观察 班 级 06 级各专业 06 级各专业 06 级各专业 06 级各专业 06 级各专业 06 级各专业 06 级各专业 06 级各专业 06 级各专业 任 课 教 师 李绍波、官杰 李绍波、官杰 李绍波、官杰 李绍波、官杰

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实验五 实验六 实验七 实验八 实验九

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果蝇的形态与生活史 植物减数分裂的观察 根尖细胞有丝分裂观察 黄鳝肾细胞染色体观察 植物多倍体的诱导观察

李绍波、官杰 李绍波、官杰 李绍波、官杰 李绍波、官杰 李绍波、官杰

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实验一: 小体的 实验一:人体 X-小体的观察 小体
一、 实验原理: 人类或其他哺乳动物胚胎发育早期,雌性体细胞中 2 条 x 染色 体中的任意 1 条异染色质化,即 x 染色体失活,失活的 x 染色 体称为巴氏小体。 二、 实验目的: 1、 2、 3、 对剂量补偿现象的进一步理解。 掌握制片与显微技术。 把观察到的好图像画下来。

三、 实验材料:女性口腔两侧细胞 四、 实验主要器具、药品:玻片,吸水纸,压片板,油镜瓶,擦镜 纸,醋酸乳酸地衣红,生理盐水 五、 实验操作 1、 在载玻片上滴一小滴生理盐水, 用清洁牙签从女性口腔两侧 粘膜部刮 2-3 次,在生理盐水中涂布,待干后,滴加 1-2 滴 醋酸乳酸地 红,室温下染色 10-15min,勿使干燥,然后

加盖片复以吸水纸,用手指轻压后镜检。 2、 3、 在低位镜下,选取核膜完整,染色适度的细胞以轴镜观察。 X 小体多位于核膜边缘或靠近内侧, 形状有微凸形三角形卵 形、短棒形及双球形等。 六、 作业:画出你所看到的具 X 小体的细胞。
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实验二 实验二:人的染色体组型分析

一、 实验目的:了解人类染色体形态大小和分类,掌握染色体组型 分析的基本方法 二、 实验原理: 1、 2、 染色体的形态: 长臂, 短臂, 着丝粒, 次级缢痕, (SRT) 随体 染色体的组型: 是指染色体组在有丝分裂中期的表型, 包括 这一组染色体的数目(即基数) ,大小、形态、着丝点的位 置以及副缢痕, 随体的有无等。 染色体组型分析就是对染色 体组中的染色体作上述各种形态特征的描述。 3、 国际上通常用的染色体 3 个参数(测量指标): 臂率=长臂(q) 短臂(p) 着丝粒指数=短 臂 该染色体长度 *100%

相对长度: 某条染色体长度占一套单倍体染色体长度总和的 百分比 4、 根据臂率对染色体分类: 正中部着丝点染色体(M) 中部着丝点染色体(m) 近中部着丝点染色体 (sm) 近端着丝点染色体 端部着丝点染色体 5、 人类染色体的分组:
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臂率(长/短) 1.0 臂率 臂率 臂率 臂率 1.0-1.7 1.7-3.0 3.0-7.0 7.0 以上

(s t ) (t)

A 组(1-3 号) 1 号:最大的中央着丝粒染色体,长臂靠近着丝粒外有次缢 痕。 2 号:最大的亚中着丝粒染色体。 3 号:中央着丝粒染色体,比 1 号小三分之一。 B 组(4-5 号) :为较大的亚中央着丝粒染色体,二者不易区分。 C 组(6-12 号,X) :中等近中央着丝粒染色体,彼此难区分。 6、7、9、11 号:着丝粒略近中央。 8、10、12 号:偏离中央。 9 号:q 有次缢痕。 X:位于 6、7 之间。 D 组(13-15 号) :中等近端着丝点染色体,p 常有随体。 E 组(16-18 号) : 16 号:中等中央着丝粒染色体,q 上有次缢痕。 17 号:较小,近中央着丝粒染色体。 18 号:较小,近中央着丝粒染色体,p 比 17 号更短。 F 组(19-20 号) :小的中央着丝粒染色体,彼此不易区分。 G 组(21-22 号,Y) :小的近端着丝粒染色体。 21、22 号:p 常有随体,q 常呈分枝状彼此不易区分。 Y:p 无随体,q 通常平行靠近。 三、 实验材料:人类处于有丝分裂中期的染色体图 四、 器具:剪刀、尺子
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五、 实验步骤: ① 对每条染色体编号,测量每条染色体的长臂(q)和短臂(p)长 度,算出臂率; ② 按照臂率进行染色体配对; ③ 剪下染色体, 按照臂率由小到大的顺序、 分成七组、 排成四行、 成对地粘贴在实验报告纸上,要求同一行的着丝粒要贴在一条直 线上。 ④ 在每对染色体下标注臂率及根据臂率确定的染色体类型。 六、作业:制作人类(雄性)染色体核型图,并将小图片附着于染 色体核型图上方。 (注:将小图剪下贴在实验报告纸的前部。 )

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实验三 实验三:黄鳝红细胞微核观察

一、 实验原理:重金属离子等环境因子与带负电的核酸结合,引起 核酸裂解,使正在进行细胞分裂的细胞染色体被阻断而产生微 核,属于细胞水平上的染色体畸变现象。 二、 实验目的: 1、 2、 3、 加深理解环境因子引起的染色体畸变现象。 掌握制片方法和显微镜操作。 把观察到的好图像画下来。

三、 实验材料:黄鳝的新鲜血。 四、 实验主要器材、溶液:剪刀、载玻片、甲醇、Giemsa 染液、磷 酸缓冲液、显微镜。 五、 实验步骤: 1、 以剪刀剪去黄鳝尾巴, 滴一小滴血于载玻片一端, 以另一块 载玻片推片制成血涂片,自然晾干。 2、 晾干后的血涂片在甲醇中固定 5-10min,转入 Giemsa 染液 中染色 5-10min 后取出,以 PH7.4 磷酸缓冲液冲洗。 3、 4、 以滤纸擦干染片上水分,镜检。 微核的鉴定标准为:位于细胞质中,与主核完全分开,多为 圆形或椭圆形, 染色与主核一致, 大小为主核三分之一以下。 六、 作业: 画出所看到的微核。
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实验四 实验四:唾腺染色体

一、 实验目的: 1、 2、 练习果蝇幼虫唾腺剖离技术和制作唾腺染色体压片的方法。 观察多线染色体的特征:如巨大性、横纹等。

二、 实验原理: 摇蚊(Chironomns)和果蝇(Drosophila)等双翅目昆虫幼 虫 的 唾 腺 细 胞 都 很 大 , 某 染 色 体 称 唾 腺 染 色 体 ( Sa rary Chronosome)为普通染色体的 100-150 倍又称巨染色体,经多 次复制而不分开, 所以它实际上是具有 100-4000 条染色丝的复 制品。故又称多线染色体,经染色后可见深浅,疏密有致的横 纹,横纹(或称带)的数目与位置恒定,具有种的特征,染色 体的畸变中的缺失、倒位、重复、易位等都可在唾腺染色上识 别出来。因此,是研究染色体畸变的好材料。 多线染色体具有以下几个特征: 1、 唾腺染色体巨大,超过一般染色体。 2、 唾腺细胞始终处于分裂前期状态, 染色配对如粗线期, 故染色体为 n。 3、 在各染色体上,具异染色质的着丝粒部分,相互靠拢, 形成染色体中心。 4、 有横纹处,DNA 双链螺旋化程度稍高或稍低,故疏密 有致,深浅有别,对应排列,这意味着基因的排列。
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三、 实验准备 1、 2、 3、 材料:黑腹果蝇的三龄幼虫 用具,实体显微镜,镊子,解剖针,载玻片,盖玻片 药品:1NHCL ,0.7%NaCL,蒸馏水,醋酸,洋红。

四、 实验步骤 1、 幼虫的培养: 在果蝇的培养瓶中,经常将羽化的新果蝇除去避免产卵过多, 培养瓶中幼虫过多。这样,幼虫就有较好的培养条件。培养 温度宜在较低温度下进行,约在 19℃左右,在这样条件下培 养的三龄幼虫,色白、肥大、行动迟缓。三龄幼虫即将蛹化, 常离开饲料爬到培养瓶壁上,容易用解剖针挑出。不要选择 虽然肥大,但不行动,顔色转黄的正在化蛹的幼虫做实验材 料。 2、 唾腺剖取: A、 辨认头部:将幼虫放在载玻片上滴加一小滴 0.7%Nacl

如滴加太多,则影响解剖;如滴加太少,则容易使标本干燥, 然后将此载玻片置于实体镜下,因幼虫为乳白色半透明状, 故应取载物台板黑色的一面,便于观察。 辨认头部的方法有三:①有黑点(口器)者是头部②幼虫蠕 动方向一端是头部③与有二黄色突起相对的一端为头部。只 有正确地辨认头部,才能顺利拉出唾腺。 B、拉出腺体:双手各持一解剖针,解剖针宜尖锐,可事先
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用砂纸打磨。用左手将所持的解剖针按在虫体头部稍前(约 在虫体前三分之一处) 用右手将所持的解剖针按在头部口器 , (黑色)稍后处,轻轻向前拨动,将头部与虫体扯开,腺体 随即拉出,漂在生理食盐水中,若头部扯开后,未找见唾腺, 可针解剖针在虫体前三分之一处轻轻向前挤压,唾体也可漂 出。 C、辨认腺体:果蝇唾腺成球棍状,由单层细胞构成,在实体 镜下边缘常附有一小泡沫状脂肪,腺体经确认后,应尽量将 脂肪剔去。 3、 染色压片:腺体剖取后,将腺体留在载玻片上,然后将虫体 及 0.7%的生理盐水用吸纸拭去。有腺体上加一滴 1nNHcl, 2-3 分钟后,吸去,再加蒸馏水,吸去(注意:不要将腺体 随 Hcl 或蒸馏水一同吸去) ,再加醋酸洋红一滴,染色 10 分 之后可在酒精灯上稍微加热 (注意: 不能将醋酸洋红烘干) , 然后加盖玻片并以吸水纸盖住, 用解剖针木柄垂直轻敲数下 后,再用拇指用力揿压,以唾腺细胞核已压破,染色体已伸 展开来, 但又不支离破碎为度, 因此用力应适度, 用力过小, 则唾腺细胞核未压破,染色体未伸展;用力过大,则染色体 支离破碎,可反复多压几片,用力大小由自已体会掌握。 五、 作业: 1、 2、 用显微镜观察所制作的唾腺压片。 绘制在显微镜所观察到的唾腺染色体图象。
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实验五 实验五、果蝇的形态和生活史

一、实验目的: 1、掌握果蝇生活史中各阶段形态与特征 2、区别果蝇性别和几种常见突变型的主要性状 3、学习实验中果蝇的培养和繁殖技术 二、实验原理和方法 1、果蝇作为遗传学实验材料的优点 : ① 生活史短,② 繁殖频率高,③ 饲养方便。 2、果蝇的生活史 ① 温度与生存周期:30℃以上,25℃,10℃ ② 生活史各阶段介结:卵→幼虫→蛹→成虫 3、果蝇的饲养 ① 饲料及培养基的配制 a. 饲料 b. 培养基 c. 瓶及盖,纸灭菌 d.装瓶及装瓶的工作 ② 果蝇的麻醉 a. 麻醉瓶的制作 b. 转瓶方法 c. 麻醉度
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③ 果蝇的饲养 a. 保种饲养:10-15℃,1-2 周换培养基 b. 杂交实验:处女蝇的收集,7-8 天去亲代,20 天安全期 c. 培养基被污染的处理: 三、主要材料:正常与突变的果蝇 四、主要用具:果蝇装片,实体镜、乙醚,麻醉瓶, 笔,解剖针 五、观察内容: 1、 果蝇的性别鉴定(见表一) 2、 果蝇突变性状的观察(见表二) 六、作业:画出你所看到的具两个突变性状的果蝇。

表一 雌雄果蝇的形态区别
雄性果蝇 腹片数目 腹部条纹 腹尖形状 腹尖顔色 有无性梳 4片 5条 腹尖饨圆 顔色较深 第一对脚跗节前端有黑色鬃毛梳苏 雌性果蝇 6片 7条 腹尖稍大 顔色较浅 无性梳

二 果蝇的突变性状
突变名称 野生型 残翅 黑檀体 棒眼 焦刚毛 白眼 小翅 基因符号 + Vg e B Sn W m 观察部位 眼,毛,翅长 翅长 体色 复眼形状 刚毛 眼色 翅长 性状特征 眼红色,毛正常,翅长超过体长 1/3 翅长仅为体长的 1/2 左右,不能飞行 体色为黝黑如黑檀木 复眼如棒状 刚毛稀疏而短,末端卷曲如烧焦状 眼为淡黄色 翅长与身体等长或稍长

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试验六 试验六:植物减数分裂的观察

一、 实验目的:了解植物花粉形成中的减数分裂过程,通过实践掌 握压片,染色体制片技术,增加对三个遗传学基本 规律的认识。 二、 实验原理: 1、 花粉形成过程:小孢子母细胞→减数分裂→四分体之后花粉 的形成 2、 实验材料的准备:采取小花穗→固定 24h→70%乙醇保存 3、 减数分裂图片的讲解(结合遗传学三大定律) ① 细线:可见染色体,一团于核内 ② 偶线:开始配对,一团中飘出几根,交换定律 ③ 粗线:可见着色粒 ④ 双线:明显辨出染色体,可看见同源染色体的交叉 ⑤ 终点:核膜开始消失,可见染色体交叉的端化 ⑥ 中期:排列整齐,两个角度不同看到的景象
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⑦ 后期:分离规律与自由组合规律 ⑧ 末期: ⑨ 第二次分裂:两细胞同步 三、 主要材料:植物的处于减数分裂的花 四、 实验器具与溶液:实体镜,玻片,解剖针,吸水纸,压片板, 擦镜纸,油镜瓶,生理盐水,改良苯酚品红,固定液,90%、 80%和 70%的乙醇。 五、 实验步骤 1、 取干净载玻片,滴上一小滴生理盐水,尽量挑取小花穗,在 实体镜下挑出花药,在生理盐水中以解剖针剥开后,挤压几 次,让分裂中的花粉母细胞飘进生理盐水,除去花药。 2、 待生理盐水干后,滴加 1-2 滴改良苯酚品红染液,染色 20-30min,勿使干燥。 取盖玻片覆以吸水纸压片后镜检。 六、 作业 画出你所看到的两个处于不同分裂时期的小孢子母细胞

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实验七 实验七 根尖细胞有丝分裂的观察

一、 实验目的 通过实验,学会以压片法观察植物染色体的操作,加深对细胞有 丝分裂的理解。 二、实验原理 1、 染色原理:苏木精素在进入了细胞内部的铁钒溶液的媒介作用 下, 通过苏木精与铁的结合, 使其能进入核内对 DNA 进行染色。 2、 材料处理

① 减去主根:减去主根有利于侧根的生长与分化,便于获得大量 材料 ② 以低浓度秋水仙素预处理:使根细胞能正常分裂,使分裂受到 一定抑制 ③ 控制温度:温度与分裂高峰出现的时间有关 3、 预处理

① 秋水仙素:纺 丝在细胞分裂的中期出现,秋水仙素可抑制纺 丝活动,打断纺 丝,使细胞分裂停留于中期 ② 8 – 羟基喹啉:能降低细胞质的粘滞度,使染色体更易于在细 胞质中散开 ③ 秋水仙素的作用相对较平衡,而 8 – 羟基喹啉对染色体有一定 伤害作用,时间长了易造成染色体间交联,优点在于能较好的 显示缢痕与副缢痕
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④ 预处理以 8 – 羟基喹啉(0.002m)以 2h 为宜,如学生 不需 进行核型分析则可处理 2 个半小时,时间太长则缩短过于严重 ⑤ 以低温预处理可降低细胞质粘度,有利于染色体散开 4、 固定

① 时间:以 12-24h 为宜,小根,嫩根时间较短,太长了则易引起 细胞变脆(冰乙酸) ② 如不长久保存材料,可将材料自固定液中一步浸入 70%乙醇, 但需洗得无冰乙醇味,如需长久保存则自固定液中从 90%-80%-70%乙醇中,并在保存瓶中加入 2-3 滴甘油冰箱保存 5、 水解 ① 用孚尔根法与改良苯酚品红法 以 1NHd 60℃下水解, 时

间以 10-12min 为宜,短则不易敲片(参见后) 6、 分色

① 45%冰乙酸:脱去细胞质内染色,并将细胞核内的染色变淡 ② 烤片:以不烫手为宜,太热则烤焦细胞 烤片作用:a.使分色更为容易,b.通过加热使细胞胀大,利于 压片时染色体更好的分散。 三、实验材料:植物根尖细胞 四、实验用具与溶液: 显微镜,玻片,镊子,青霉素瓶,长吸管,解剖针,刀片,水溶 锅, (酒清灯) ,吸水纸,压片板,擦镜纸,油镜瓶、改良苯酚品 红,45%乙酸、固定液、90%,80%,70%乙醇
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五、实验步骤 1、 取 1-2 条根,加入少量经预热的 1NHd,于 60℃下水溶水 解 min(准确) ,小心吸出 Hd,以蒸馏水小心洗三洗,

加入少量改良苯酚品红染液,染色 20-30min,小心吸出染 液,加入蒸馏水小心洗 3 次。 2、 取出根,在载玻片上小心切取根尖处 0.1cm,以吸水纸吸 去水份,加入 1 滴染液,加上盖玻片,覆以吸水纸压片后, 以解剖针柄轻轻敲打,将细胞打散后镜检。 六、作业 画出你所看到的两个处于不同分裂时期的细胞。

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实验八 实验八 黄鳝肾细胞染色体观察

一、 实验目的和原理: 本实验目的是通过黄鳝肾细胞染色体标本的制作过程,初步掌 握动物染色体制片技术。 由于气候转冷,黄鳝的活动能力低,新陈代谢不够旺盛,黄鳝 肾细胞中处于分裂期的细胞数目减少,不利于观察染色体,给 黄鳝注射适量鲤鱼脑垂体数素,增强其新陈代谢,使更多的细 胞进行分裂期, PHA 是人和其他动物有丝分裂刺激素, 因 在只 有一定数目的分裂细胞的情况下,注射适量的秋水仙素,破坏 有丝分裂纺锤体的活动,可使较多的细胞停留在中期分裂相, 经制片可观察计数染色体。 二、 材料:黄鳝 三、 实验准备: 1、 器材:注射器,大小剪刀各一把,镊子二把,培养皿,筛绢, 有刻度离心管,离心机,吸管,恒温水浴锅,烧杯,小玻棒, 显微镜,天平 2、 药品

① 鲤鱼脑垂体注射液:用鲤鱼 0.7%NaCL 配制 ② 0.5%的 PHA 注射液 ③ 0.5%秋水仙素注射液:0.85 %NaCL 配制 ④ 0.85%的 NaCL 溶液
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⑤ 0.075MKCL 低溶液 ⑥ 固定液:甲醇 3 份,冰醋酸 1 份(需用时临时配制) ⑦ Giemsa 原液 ⑧ 磷酸缓冲液 ⑨ 加拿大树胶 ⑩ 二甲苯 四、 实验步骤 1、 于研钵中加少许 0.7%NaCL 将鲤鱼脑垂体磨成浆状, 注射适 量于所选的黄鳝腹腔内(一粒鲤鱼脑垂体大约能处理 20 条 左右黄鳝) 2、 24 小时按体重每 100 克注射 0.2ml 0.5%PHA, 作肌肉的注 射 3、 三天后用 0.1%秋水仙素(用 0.85%的 NaCL 配制) ,按体重 每 100 克注射 0.2ml 作肌肉注射。 4、 4-5 小时后剪断黄鳝的颈动脉放血,用小镊子取肾组织,放 入盛有 0.85NaCL 的培养皿中, 洗净血污及附着的其他组织, 将条形肾脏剪成若干段,放掉血细胞。 5、 将洗净肾组织转入 5ml 小烧杯中,用小剪刀将其尽量剪碎, 通过筛绢过滤于另一 5ml 小烧杯中,滤液倒放有刻度离心 管。 6、 7、 将离心管两端均衡后离心 6 分钟(800 转/分) 去上清液, 沿离心管滴加 35℃预热的 0.095MKCL 心溶液理
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理,从滴加低溶液始计算时间,低渗 40 分钟。 8、 于低渗后的细胞悬液中加入等体积的固定液, 加固定液时注 意用吸管沿壁加入, 然后用吸管温和吹打, 将低溶液造成的 细胞团块吹散开,静置 15 分钟。 9、 同6

10、 去上清液,沿壁加入 1mS 固定液,用吸管温和吹打后静置 固定 20 分钟。 11、 同 6 12、 同 10 13、 同 6 14、 吸去大部分固定液,只留 0.1-0.5ml 固定液,用吸管吹打成 细胞悬液, 吹打时注意不要将细胞吸到管上部, 也不要接触 离心管上部,否则会丢失许多细胞。 15、 滴片:用吸管吸取细胞悬液,距玻片 5cm 左右的距离滴片, 每张滴片滴 1-3 滴(根据细胞悬液的浓度)为了避免由于滴 片距离掌握不好造成染色的分散程度不佳, 可在一张片子上 滴 3 滴采取不同的滴片距离。 16、 Giemsa 封片 17、 镜检与封片 五、 作业 绘典型的中期分裂细胞图,并计算染色体数。

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植物多倍体的诱导与观察 实验九 植物多倍体的诱导与观察

一、实验目的: 1、了解人工诱发多倍体植物的原理、方法及其在植物育种中的 应用。 2.、观察多倍体植物,鉴别植物染色体数目的变化及其引起植物 其它器官的变异。 二、实验原理: 自然界中各种生物的染色体数目是相当恒定不变的。但是,在自 身或外界环境条件的作用下,生物染色体的数目也会发生改变。秋水 仙素、异生长素、富民农等物质均可诱发植物的多倍体。多倍体的产 生, 属于一种染色体数目变异现象, 这一变异可引起植物性状的改变, 而这些改变既有有害的,也有有利的。 三、材料: 玉米、大麦或水稻种子 四、器具和药品:显微镜、载波片、盖玻片、培养皿、镊子、剪刀、 滴管、吸水纸、测微尺、0.1%和 0.025%的秋水仙素、1mol/L 的 HCl 溶液、改良石炭酸品红溶液、碘化钾。 五、实验步骤: 1. 把玉米种子浸泡在 0.1%的秋水仙素溶液 24 小时; 2. 转移萌发种子(清洗)到含有 0.025%的秋水仙素溶液的培养皿 中,20℃培养发芽。
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3. 48 小时后冲洗幼苗,移栽到大田或盆子中 4. 同期种植未经秋水仙素处理的玉米种子作对照 5. 制作四倍体、二倍体玉米根尖细胞压片,检查染色体数。 6. 观察四倍体玉米根尖细胞的有丝分裂过程。 六、作业: 画出四倍体玉米根尖细胞分裂中期的染色体图像。

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