11. 实验理论 果蝇的平衡染色体 2

《遗传学实验》是北京大学生命科学学院本科生必修课程。随着许多新技术和新理念的出现，生物学研究突飞猛进，成果累累。面对这些眼花缭乱的技术和理念，北京大学的遗传学实验，以研究基因的功能为目的，主要以模式动物果蝇为实验对象，设计了一系列的实验，将遗传学的基因型和表型、突变体、染色体、同源重组（包括自发和人为重组）等核心理念贯穿其中，重在如何利用这些核心理念和策略解决实际的科研问题，使学生建立这样的理念：研究基因功能时，无论通过正向或者反向遗传学策略，使基因突变或者修饰，这些突变将依赖载体染色体的传递稳定地传给下一代。通过追踪易于识别的染色体标记，就可以定位突变后的目的基因、获得纯合突变体，研究表型与基因型间的一一对应关系，从而理解各种表型的分子机制。整个实验过程涉及生物学不同学科知识和实验设计的融合。课程引导大家体验如何用遗传学的思路，结合生物学不同层次的知识和技术，研究感兴趣的生物学问题，为科研入门起抛砖引玉的作用。这种实验内容新颖、与真实科研实践接轨的设计理念在国内遗传学实验教学中都是独一无二的。同时相关的果蝇实验材料的获得和实验操作简单，普通高等院校都可以给学生开设。本慕课化实验课，可以直接聆听北京大学生命科学学院执教遗传学实验课20余年的张文霞老师授课。除讲解背景原理、目的介绍、操作要点外，主要的操作环节都制作了相应的视频。包括8个实验，37个独立的视频。许多视频采用了显微镜摄像和现场教学录像的叠加成像手段，克服了实验课程在网络平台上难以进行的困难。为了让学生有身临其境的体验，将果蝇遗传杂交的操作演示以及整个果蝇生活史各个阶段发育状态视频，如同真实实验，按照实际发育的时间跨度、操作的时间顺序，顺序安排在各章节理论学习之后，让学生体验从果蝇雌雄交配后产卵、孵化为幼虫、蜕皮为2龄和3龄幼虫、化蛹、羽化为成虫这些具体过程。MOOC实验课虽然无法亲自操作，但我们提供的丰富的图片和视频资料，使大家可以了解其过程，可以看到活生生的果蝇卵、幼虫、蛹和成虫，如成虫从蛹壳中羽化出来的视频。有实验条件的选课人员，可以依照讲解和演示，亲自操作。本课程主要面向生命科学学院的大学生、研究生以及对遗传学研究感兴趣的人士。选课学生、尤其是高年级本科生和进入国内外科研第一线的研究生，均反馈从本实验课受益非浅。