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摘 要：以蚕豆微核实验为例，从师生互动、实验设计、实验内容、指导环节和实验效果等方面介绍了遗传学自主性设计实验，在取得很好的教学效果的同时，对学生进行了日常生活的科普教育。
关键词：遗传学;自主性设计实验;实践;科普教育
中图分类号 G642;Q94-4 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2019）04-0136-03
Abstract：Taking Micronucleus test of Vicia faba as an example，this paper introduced the practice of autonomic design experiment from the aspects of teacher-student interaction，experiment design，experiment content，guiding link and experiment effect in genetic。At the same time this reformation achieved good teaching results，the students in the daily life of science education were done.
Key words：Genetics;Autonomic design experiment;Practice;Science education
遗传学是生物学科一门重要的分支学科，是一门与人类的生活和生产密切相关的学科，也是生物学科中最活跃的学科之一。遗传学实验是高等院校生物、农学、医学类等专业一门重要的专业基础课实验，同时又是一门技术精细的实验课程，掌握其基本实验技能是学习其他生物学实验课程的基础之一。实验课是教学的重要组成部分，是获得遗传学知识的重要方法和手段。实践教学是大学生素质养成和能力培养的重要环节。通过实验过程及对实验结果的分析，可以加深理解基本知识和基本理论，训练专业技能，提高观察、分析、综合和解决问题的能力，对学生更好地认识生命、认清自我、理论与实践相结合等都有非常重要的作用。
实验教学的改革和创新是创新型人才培养的迫切需要。为了培养具有创新精神和实践能力的学生，针对实验教学中存在的问题，各高校都在进行实验教学改革，从传统的以教师为主体的封闭式实验教学向以学生为中心的开放式实验教学转变。笔者多年来一直在摸索一条提高学生创新能力的实验教学发展之路，提倡开放自主式教学，特别是近几年提出的“先授课后实验”[1]和“模块化超市”[2]的教学模式，是以学生为主体的一种实验教学形式的创新，对学生实践创新能力的培养具有明显的效果，同时也在积极探讨实验内容的创新。
蚕豆有12条较大的染色体，数量适中，且第1对染色体具有随体，其根尖是遗传学实验中细胞遗传学实验的最佳植物材料之一。早在1982年李淑娴和郭宝江利用蚕豆根尖作材料，发现微核细胞率与染色体畸变率之间有非常显著的相关性，认为微核细胞率可作为植物细胞辐射损伤的指标[3]。1984年金波等以水胺硫磷农药为指示剂，对14个蚕豆品种的根尖细胞进行微核测定，确定了松滋青皮豆是一个高敏感性品种，可用于检测其他诱变剂及环境污染物的诱变效果[4]。目前微核测试已经广泛应用于辐射损伤、辐射防护、化学诱变剂、新药试验、染色体遗传疾病及癌症前期诊断等各方面。因此本课程采用的蚕豆微核检测技术（VMT）是一套高度灵敏、技术简单成熟的环境测试系统，在此基础上以不同日常小食品及日用品进行自主性设计实验便于学生理解和掌握，同时也对学生进行了科普教育。
1 实验设计
在教师的指导下，学生选择自己感兴趣的、想知道是否有诱变作用的日常小食品及日用品，处理初生根长至1～2cm的松滋青皮豆。处理材料包括颜料、控油洗发水、洗发露、黑发霜、护发素、洗衣液、爽肤水、去角质凝胶、防晒霜、花露水、隐形眼镜护理液、眼药水、头痛药、烤奶、泡面汤以及火锅底料等共计17种（所有材料均购自大型生活超市），以自来水处理作对照（表1）。根据学生做的预备实验结果，设计不同浓度及不同时间共31个处理，其他步驟按《图解现代遗传学实验》进行[5]。
2 实验结果与教学效果
2.1 实验结果 用不同日常小食品及用品处理蚕豆根尖，常规制片后进行光学显微镜观察，学生很容易观察到染色体损伤（桥、断片及微核）。统计结果（表1）表明，食品药品中烤奶、可乐处理蚕豆根尖后，基本上找不到染色体损伤;而泡面汤（13.8‰）、头痛药（16.1‰）、火锅底料（22.2‰）和眼药水（33‰）处理，染色体损伤率高;爽肤水（25‰）、去角质凝胶（16.7‰）、防晒霜（28.9‰）等化妆品处理，都对蚕豆根尖细胞染色体有较大损伤;洗漱用品中护发素（3.9‰）、隐形眼镜护理液（4‰）对蚕豆根尖细胞染色体损伤较小，而洗衣液（11.3‰）、洗发露（11.3‰）、控油洗发水（15.8‰）和黑发霜损伤较大;尤其是黑发霜处理5min后根尖就变黑，制片后看到的细胞都已经严重变形，看不到染色体或细胞核;花露水（5.6‰）对蚕豆根尖细胞染色体损伤较小，水彩颜料（31.5‰）对蚕豆根尖细胞染色体损伤很大。
2.2 教学效果 由于实验是学生自主设计，从选材到根尖处理，学生表现出极大的热情和积极性，克服了很多困难，从中学到了很多课本上学不到的、平时又不愿意听的一些知识。
首先，学生了解了科学研究的过程。从查资料、收集材料、设计实验方案、预备实验、修改实验方案、再预备实验，经历了多次失败，每次失败后分析原因再对实验方案进行修改。在这个过程中，学生学会了如何发现问题及怎么解决问题，了解了科学研究的难点，历练了科学研究意志。
第二，极大地提高了学生的学习热情和探索精神。由于是自主选择材料，做实验的积极性非常高，真正做到了人人动手。有个学生在发现自己携带的化妆品对蚕豆根尖细胞染色体有很大的损伤后，又重新做了1次实验鉴定。
第三，对学生进行了科普教育。如黑发霜等染发剂对蚕豆根尖细胞有极大的损伤，让学生认识到生活中应尽量少染发。水彩颜料有毒，一定不要吃到嘴里，少吃泡面及火锅底料等。实验让学生了解了一些生活常识，尽量采用健康的生活方式。
参考文献
[1]王春台，刘学群，刘新琼，等.遗传学实验“先授课后实验”教学模式改革初探[J].民族高教研究，2006，1：39-41.
[2]王春台，刘新琼，龚汉雨，等.现代遗传学实验的“模块化超市”教学模式初探[J].实验技术与管理.2009，26（7）：15-18.
[3]李淑娴，郭宝江.辐射诱发蚕豆微核细胞的初步研究[J].原子能农业应用，1982，（4）：6-11.
[4]金波，欧光鉴，李明，等.蚕豆（Vicia faba）根尖微核试验敏感品种的筛选[J].华中师院学报，1984（2）：101-108.
[5]王春台，刘新琼，刘学群.图解现代遗传学实验[M].北京：化工出版社，2009.
（责编：徐世红）
关键词：遗传学;自主性设计实验;实践;科普教育
中图分类号 G642;Q94-4 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2019）04-0136-03
Abstract：Taking Micronucleus test of Vicia faba as an example，this paper introduced the practice of autonomic design experiment from the aspects of teacher-student interaction，experiment design，experiment content，guiding link and experiment effect in genetic。At the same time this reformation achieved good teaching results，the students in the daily life of science education were done.
Key words：Genetics;Autonomic design experiment;Practice;Science education
遗传学是生物学科一门重要的分支学科，是一门与人类的生活和生产密切相关的学科，也是生物学科中最活跃的学科之一。遗传学实验是高等院校生物、农学、医学类等专业一门重要的专业基础课实验，同时又是一门技术精细的实验课程，掌握其基本实验技能是学习其他生物学实验课程的基础之一。实验课是教学的重要组成部分，是获得遗传学知识的重要方法和手段。实践教学是大学生素质养成和能力培养的重要环节。通过实验过程及对实验结果的分析，可以加深理解基本知识和基本理论，训练专业技能，提高观察、分析、综合和解决问题的能力，对学生更好地认识生命、认清自我、理论与实践相结合等都有非常重要的作用。
实验教学的改革和创新是创新型人才培养的迫切需要。为了培养具有创新精神和实践能力的学生，针对实验教学中存在的问题，各高校都在进行实验教学改革，从传统的以教师为主体的封闭式实验教学向以学生为中心的开放式实验教学转变。笔者多年来一直在摸索一条提高学生创新能力的实验教学发展之路，提倡开放自主式教学，特别是近几年提出的“先授课后实验”[1]和“模块化超市”[2]的教学模式，是以学生为主体的一种实验教学形式的创新，对学生实践创新能力的培养具有明显的效果，同时也在积极探讨实验内容的创新。
蚕豆有12条较大的染色体，数量适中，且第1对染色体具有随体，其根尖是遗传学实验中细胞遗传学实验的最佳植物材料之一。早在1982年李淑娴和郭宝江利用蚕豆根尖作材料，发现微核细胞率与染色体畸变率之间有非常显著的相关性，认为微核细胞率可作为植物细胞辐射损伤的指标[3]。1984年金波等以水胺硫磷农药为指示剂，对14个蚕豆品种的根尖细胞进行微核测定，确定了松滋青皮豆是一个高敏感性品种，可用于检测其他诱变剂及环境污染物的诱变效果[4]。目前微核测试已经广泛应用于辐射损伤、辐射防护、化学诱变剂、新药试验、染色体遗传疾病及癌症前期诊断等各方面。因此本课程采用的蚕豆微核检测技术（VMT）是一套高度灵敏、技术简单成熟的环境测试系统，在此基础上以不同日常小食品及日用品进行自主性设计实验便于学生理解和掌握，同时也对学生进行了科普教育。
1 实验设计
在教师的指导下，学生选择自己感兴趣的、想知道是否有诱变作用的日常小食品及日用品，处理初生根长至1～2cm的松滋青皮豆。处理材料包括颜料、控油洗发水、洗发露、黑发霜、护发素、洗衣液、爽肤水、去角质凝胶、防晒霜、花露水、隐形眼镜护理液、眼药水、头痛药、烤奶、泡面汤以及火锅底料等共计17种（所有材料均购自大型生活超市），以自来水处理作对照（表1）。根据学生做的预备实验结果，设计不同浓度及不同时间共31个处理，其他步驟按《图解现代遗传学实验》进行[5]。
2 实验结果与教学效果
2.1 实验结果 用不同日常小食品及用品处理蚕豆根尖，常规制片后进行光学显微镜观察，学生很容易观察到染色体损伤（桥、断片及微核）。统计结果（表1）表明，食品药品中烤奶、可乐处理蚕豆根尖后，基本上找不到染色体损伤;而泡面汤（13.8‰）、头痛药（16.1‰）、火锅底料（22.2‰）和眼药水（33‰）处理，染色体损伤率高;爽肤水（25‰）、去角质凝胶（16.7‰）、防晒霜（28.9‰）等化妆品处理，都对蚕豆根尖细胞染色体有较大损伤;洗漱用品中护发素（3.9‰）、隐形眼镜护理液（4‰）对蚕豆根尖细胞染色体损伤较小，而洗衣液（11.3‰）、洗发露（11.3‰）、控油洗发水（15.8‰）和黑发霜损伤较大;尤其是黑发霜处理5min后根尖就变黑，制片后看到的细胞都已经严重变形，看不到染色体或细胞核;花露水（5.6‰）对蚕豆根尖细胞染色体损伤较小，水彩颜料（31.5‰）对蚕豆根尖细胞染色体损伤很大。
2.2 教学效果 由于实验是学生自主设计，从选材到根尖处理，学生表现出极大的热情和积极性，克服了很多困难，从中学到了很多课本上学不到的、平时又不愿意听的一些知识。
首先，学生了解了科学研究的过程。从查资料、收集材料、设计实验方案、预备实验、修改实验方案、再预备实验，经历了多次失败，每次失败后分析原因再对实验方案进行修改。在这个过程中，学生学会了如何发现问题及怎么解决问题，了解了科学研究的难点，历练了科学研究意志。
第二，极大地提高了学生的学习热情和探索精神。由于是自主选择材料，做实验的积极性非常高，真正做到了人人动手。有个学生在发现自己携带的化妆品对蚕豆根尖细胞染色体有很大的损伤后，又重新做了1次实验鉴定。
第三，对学生进行了科普教育。如黑发霜等染发剂对蚕豆根尖细胞有极大的损伤，让学生认识到生活中应尽量少染发。水彩颜料有毒，一定不要吃到嘴里，少吃泡面及火锅底料等。实验让学生了解了一些生活常识，尽量采用健康的生活方式。
参考文献
[1]王春台，刘学群，刘新琼，等.遗传学实验“先授课后实验”教学模式改革初探[J].民族高教研究，2006，1：39-41.
[2]王春台，刘新琼，龚汉雨，等.现代遗传学实验的“模块化超市”教学模式初探[J].实验技术与管理.2009，26（7）：15-18.
[3]李淑娴，郭宝江.辐射诱发蚕豆微核细胞的初步研究[J].原子能农业应用，1982，（4）：6-11.
[4]金波，欧光鉴，李明，等.蚕豆（Vicia faba）根尖微核试验敏感品种的筛选[J].华中师院学报，1984（2）：101-108.
[5]王春台，刘新琼，刘学群.图解现代遗传学实验[M].北京：化工出版社，2009.
（责编：徐世红）