基因神探，DNA指纹的遗传分析

　　遗传学在生命科学的学科发展和教学体系中居于承上启下的核心地位，遗传学实验是遗传学教学中重要的环节，是本科生的专业基础课，其目的是通过一些基本实验描和实验技能的训练，加深学生遗传学基本理论、原理的理解和掌握。DNA指纹技术是1985年由英国遗传学家杰弗里斯发现的。其制备过程操作简单，取材方便，学生可以通过选取自己的头发、皮屑等材料制成自己的DNA指纹，对学錢说富有趣味性，而在对结果的分析过程中又蕴涵着丰富的遗传学分析思想，其应用也非常广泛，可以进行很好的知识拓展。因此，在遗传学实验教学过程中设计DNA指纹的遗传分析实验不仅可以使学生在实验制备过程中掌握一些基本的分子遗传操作技能，了解遗传学研究的分析方法和手段，还可以提髙学生发现问题和解决问题的科学思维方法及创造性思维的能力’对培养学生的开拓创纖神和实践能力发挥重要的作用。

　　教学目标

　　本微课的教学目的在于让生物学专业的学生能够：

　　1.掌握DNA指纹的概念。

　　2.了解目前可以应用于DNA指纹的分子技术及可用于制备DNA指纹的组织材料。

　　3.掌握应用PCR和VNTR相互结合制备DNA指纹的实验操作过程并能对结果进行遗传分析。

　　4.了解DNA指纹存在的一些伦理问题及目前的广泛应用。

　　教学内容

　　指纹的概念。

　　2.应用于DNA指纹的各种分子技术。

　　指纹制备的实验操作过程。

　　指纹图谱的遗传分析方法。

　　指纹的伦理问题及相关应用。

　　教学重点

　　指纹的概念及相关分子技术指纹识别技术是一项比较古老的技术，DNA指纹的概念却是在20世纪后期才逐渐形成的。因此，在介绍DNA指纹的概念时，将其与传统的指纹识别技术相比较，便于学生理解，并且同时切人应用于DNA指纹的相关分子技术，使学生在掌握DNA指纹概念的同时还了解了DNA指纹的制备及制备技术的发展，随着技术的发展DNA指纹的识别率越髙，使用范围也越来越广。由此将知识串联起来，加深学生的理解和记忆。并且在实验之前提前设置一些问题，使学生做好预习工作，更加有利于教学的顺利开展。

　　指纹的制备及结果分析

　　DNA指纹的制备是整个教学过程的关键，因此提前布置学生写好实验操作草案，课堂教学过程中再与教师给出的实验操作步骤进行比较，可以加深对每个实验步骤的理解，提髙实验的成功率。实验结束后，不仅要获得好的实验结果，还需要对实验结果进行深入的合理分析，因此对学生提出了一些要求，如在班级中调査有无同学D1S80指纹图谱完全相同或部分相同；自行查找有关人群中D1S80各等位基因频率的资料，计算两个没有亲缘关系的个体，其fliSSO指纹图谱完全相同或部分相同的概率等，希望学生在完成这些要求的过程中能够掌握其中蕴涵的遗传学分析思想。

　　教学切入点

　　在教学过程以问题的形式贯穿始终，首先提出“什么是DNA指纹'激发学生思考，吸引学生注意力。课程中用上节课提前设置好的一些问题逐步深人地向学生介绍DNA指纹的概念和制备原理及相关的分子技术。由“我们该如何制备自己的DNA指纹?”这个问题很自然地进入实验操作流程的介绍，及对实验结果的分析，实验过程中相关注意事项等教学内容，并提出课后思考题。最后补充了一些关于DNA指纹的伦理问题及拓展应用，并再次提出：学生们自己是怎样看待这些伦理问题及对DNA指纹的应用的思考两个问题引发学生深人思考。

　　教学方法

　　1.教学过程中采用了提前预习一课堂比较一课后思考的三步教学法，充分调动了学生的学习积极性，而且教学视频采用了单独拍摄人像，后期与PPT剪辑在一起的方式。这种制作方式保障了人像、语音和PPT画面之间的统一和互动，比“随堂录像”的方式更为生动，画面感更强，能够集中学生的注意力，提髙教学效果。

　　2.为了便于学生理解，所有的课程内容都附上了相关的图片，使讲解的内容更加形象。在介绍目前DNA指纹的分子技术，DNA指纹的制备等内容时，采用了动画的方式进行呈现，增加了课堂内容的趣味性，提高了学生的学习主动性。

　　3.在介绍DNA指纹制备时采用了流程图和具体的分解操作图片和动画相结合的方式，并且展示了以前学生做的实验结果图，使学生对整个实验操作过程有非常形象的理解和记忆，并对预期的实验结果有很直观的认识，增强自己实验成功的自信心。通过这种教学方法，可以大大提髙实验的成功率，增强学生的学习兴趣，使学生更好地掌握DNA指纹制备的实验操作技能，并且能更好地对实验过程中出现的问题进行分析，提髙学生分析问题和解决问题的能力。

　　教学时间的分配

　　指纹的概念和DNA指纹技术的产生（1分钟）

　　2.目前应用于DNA指纹的分子技术（3分钟）

　　指纹的制备（2分钟）

　　指纹结果的观察与分析（1.5分钟）

　　5.实验注意事项与思考题（1分钟）

　　指纹技术的伦理问题（1.5分钟）

　　指纹技术的拓展应用（0.5分钟）

　　教学总结

　　对于提前设置问题和设计实验操作草案进行预习的教学方法，在教学过程中使学生能较快地掌握实验中涉及的原理和技术及一些相关的拓展知识，大大提髙实验的成功率。学生对于图片加动画的呈现方式接受程度较髙，而且对于“取材于自己，用之于自己，制备自己的DNA指纹”这种实验设计，也非常感兴趣，对自己的和同学的DNA指纹结果充满了好奇，因为这是他们第一次提取自己的DNA，制备自己的DNA指纹，课堂气氛非常活跃，每次都能获得良好的实验结果。并且学生对DNA指纹结果的分析，应用及伦理问题都能非常积极主动地展开讨论，获得了良好的教学效果。

　                                                                　皮妍

　　                                                （复旦大学生命科学学院，上海，200433）