《遗传学》理论部分教学大纲修正版.docx
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《遗传学》理论部分教学大纲修正版
《遗传学》课程教学大纲
课程编号：
1142312课程学时：
87课程学分：
4
开课学期：
第4或5学期适用专业：
生物科学、生物技术
一、教学目标
遗传学是研究生物遗传、变异规律的科学，它是生物科学和生物技术相关专业必修课程之一，也是专业主干课。
随着"人类基因组计划"的进行和深入遗传学已成为21世纪生命科学领域发展最为迅速的学科之一，是生命科学各门学科的核心，它的分支几乎扩展到生物学的各个研究领域。
本课程的教学既是使学生全面掌握遗传学的基本规律、基本理论、基本概念、基本研究方法，了解遗传学的最新发展，并将培养学生的遗传分析能力作为重点，力求始终贯彻遗传分析的思维理念，并从不同层次、不同侧面上掌握遗传物质的本质、传递、变异、及遗传信息的表达调控的分析和解决遗传学问题的技巧。
二、课程性质与任务
遗传学是研究生物遗传和变异的一门科学，是生物科学中一门体系十分完整、发展十分迅速的理论科学，同时又是一门紧密联系生产实际的基础科学。
《遗传学》是生物科学和生物技术专业的骨干基础课程，在这些专业的本科生教学计划中占有极为重要的地位。
本课程全面系统地介绍遗传的细胞学基础、孟德尔的分离规律和独立分配规律、连锁遗传和性连锁、染色体结构和数目变异、细菌和病毒的遗传分析、基因的表达与调控、基因工程和基因组学、基因突变、细胞质遗传、遗传与发育、数量遗传、群体遗传与进化等。
通过本课程学习，使学生全面掌握遗传学的基本概念、基本原理、基本分析方法，了解遗传学的最新发展，学习应用遗传学基本原理分析一般遗传问题的能力与技巧，为进一步学习育种学及其他有关课程奠定理论基础。
三、预修课程
开设本门课程需要植物学、动物学、微生物学、生物化学等课程作为基础，为以后开设分子生物学、遗传工程、现代生物技术学等奠定基础，应在大学第四、五学期开设。
四、学时分配
周6学时（3/3），共计87学时。
其中理论讲授51学时，实验36学时。
理论部分教学内容如下（实验部分另附实验大纲）：
章节
讲授内容
讲授学时
第一章
绪论
2
第二章
遗传的细胞学基础与分子基础
5
第三章
孟德尔式遗传分析
4
第四章
连锁遗传分析与染色体作图
7
第五章
真核生物的遗传分析
4
第六章
细菌的遗传分析
3
第七章
病毒的遗传分析
3
第八章
数量性状遗传分析
3
第九章
核外遗传分析
4
第十章
染色体畸变的遗传分析
4
第十一章
基因突变与DNA损伤的修复
4
第十二章
遗传与发育
2
第十三章
基因工程与基因组学
2
第十四章
群体与进化遗传分析
4
五、讲授内容
第一章绪论
教学目的和要求：
使学生了解遗传学的过去、现在和将来的发展趋势，掌握遗传学的概念及其研究对象和任务，了解其形成、发展及应用领域。
教学重点和难点：
【教学重点】遗传学的概念，遗传与变异的关系，遗传变异与繁殖、育种的关系，遗传学的历史及发展。
【教学难点】遗传与变异的关系。
教学内容：
第一节遗传学的涵义
一．遗传学的定义
二．遗传学的研究内容
第二节遗传学的发展
一．诞生
二．细胞遗传学时期
三．生化与微生物遗传学时期
四．分子遗传学时期
五．遗传学的分支学科
第三节遗传学的应用
一．遗传学与农牧业
二．遗传学与人类健康和医药业
三．遗传学与社会和法律
第二章遗传的细胞学基础与分子基础
教学目的和要求：
1.理解染色体组、染色体和染色质的关系；
2.理解并掌握染色体在有丝分裂、减数分裂过程中的行为；
3.了解有性生殖过程的世代交替；
4.理解中心法则及其发展；
5.理解染色体与基因的关系和基因的现代概念；
6.了解表观遗传学的概念及研究内容。
教学重点和难点：
【教学重点】染色体组、染色质与染色体的关系；细胞有丝分裂与减数分裂的过程及特点的比较；中心法则及其发展；染色体与基因的关系和基因的现代概念
【教学难点】细胞的减数分裂及在此期间的染色体行为
第一节染色体的形态特征与分子结构
一．染色质
二．染色体的形态结构与分子结构
第二节染色体在细胞分裂中的行为
一．细胞周期
二．有丝分裂中的染色体行为
三．减数分裂中的染色体行为
四．遗传的染色体学说
第三节生活周期
一．低等植物的生活周期
二．高等植物的生活周期
三．高等动物的生活周期
第四节中心法则及其发展
一．中心法则与遗传信息流
二．中心法则的修正与发展
三．表观遗传学
第五节基因的现代概念
第三章孟德尔式遗传分析
教学目的和要求：
1.掌握分离规律和自由组合规律的基本概念、内容、实质及验证方法；
2.理解并掌握遗传学数据的统计处理方法及数据所能反映的遗传现象；
3.了解基因型、环境与表现型的关系，等位基因间相互作用的类型和特征；
4.理解非等位基因间互作的类型和原理。
教学重点和难点：
【教学重点】分离规律、自由组合规律的实质；概率及其应用；非等位基因间互作的类型和原理。
【教学难点】
非等位基因间互作的类型和原理。
教学内容：
第一节分离定律、自由组合定律的遗传分析和实质
一．孟德尔的豌豆杂交实验
二．孟德尔定律的遗传分析
三．经典分离比实现的条件
四．多对相对性状的遗传
五．孟德尔定律的应用
第二节遗传学数据中的2分析
第三节人类中的孟德尔遗传分析
一．人类遗传的系谱分析法
二．人类简单的孟德尔遗传特征
第四节基因的作用及其与环境因素的相互关系
一．基因的作用与环境的关系
二．外显率与表现度
三．等位基因之间的相互作用
四．非等位基因间的相互作用
第四章连锁遗传分析与染色体作图
教学目的和要求：
1.理解性别决定方式和性连锁遗传机理；
2.理解基因的连锁、互换及其与细胞减数分裂中染色体行为的关系；
3.掌握基因定位及连锁图构建的方法；
4.了解连锁互换规律在实践中的应用。
教学重点和难点：
【教学重点】连锁与交换的原理；重组值、交换值、染色体干涉和并发率的概念及计算方法；基因定位。
【教学难点】交换值的测定；连锁图的构建及应用。
教学内容：
第一节性染色体与性别决定
一．性别与性染色体
二．性染色体决定性别的几种类型
三．环境因子与性别决定
四．果蝇的性别决定
第二节性连锁遗传分析
一．黑腹果蝇的伴性遗传分析
二．遗传染色体学说的直接证明
三．人类的性连锁遗传分析
四．其他伴性基因遗传分析
第三节剂量补偿效应及其分子机制
一．性染色质
二．剂量补偿效应与Lyon假说
三．X染色体随机失活的分子机制
第四节遗传学第三定律
一．完全连锁与不完全连锁
二．连锁群
三．交换的细胞学证据
四．遗传学第三定律
第五节染色体作图
一．基因直线排列原理及其相关概念
二．基因定位的方法
三．遗传干涉与并发系数
四．利用作图函数计算大图距
第六节人类的基因定位
一．系谱分析定位法
二．基因剂量定位法
三．DNA介导基因定位法
第五章真核生物的遗传分析
教学目的和要求：
1.理解四分子分析的原理和遗传作图的方法；
2.了解真核生物重组的机制
3.掌握各种遗传标记的特点及应用。
教学重点和难点：
【教学重点】
1.四分子分析的原理和遗传作图的方法；
2.重要分子标记分析原理和方法。
【教学难点】应用四分子分析进行遗传作图的原理与方法；重要分子标记分析原理与具体实验环节之间的有机联系。
教学内容：
第一节真菌类的染色体作图
一．两个连锁基因的作图
二．三个连锁基因的作图
三．红色面包霉染色体的着丝粒作图
第二节真核生物重组的分子机制
一．同源重组的发生
二．同源重组的分子模型
三．有丝分裂分离与重组
第三节基因转变及其分子机制
一.异常分离与基因转换
二.基因转变及其分子机制
第四节真核生物遗传标记的特点及应用
一.RFLP标记
二.VNTR和STR标记
三.SNP标记
四.分子标记遗传图谱的应用
第六章细菌的遗传分析
教学目的和要求：
1．了解原核生物基因组的特点，掌握细菌染色体的遗传作图的方法；
2．掌握细菌的遗传方式（转化、接合、性导、转导）与遗传作图。
教学重点和难点：
【教学重点】细菌染色体的遗传作图。
【教学难点】细菌的转导和接合过程；细菌染色体的遗传作图。
教学内容
第一节细菌的细胞和基因组
第二节细菌的结合与染色体作图
一．大肠杆菌结合现象的发现
二．F因子与高频重组
三．细菌重组的特点
第三节中断杂交与重组作图
一．中断杂交实验原理
二．中断杂交作图
三．重组作图
第五节F’因子与性导
一．F’因子
二．性导
第六节细菌的转化与转导作图
一．细菌的转化与遗传作图
二．细菌的转导与遗传作图
第七章病毒的遗传分析
教学目的和要求：
1．掌握噬菌体的突变型及基因重组的特点；
2．掌握噬菌体的互补测验与顺反子测定；
3．掌握用两点测交与三点测交测定噬菌体交换值。
教学重点和难点：
【教学重点】噬菌体的互补测验与顺反子测定；用两点测交与三点测交测定噬菌体交换值。
【教学难点】用两点测交与三点测交测定噬菌体交换值。
教学内容
第一节噬菌体的遗传基础
一．病毒遗传研究的意义和优越性
二．病毒的拟有性过程和突变型
第二节噬菌体突变型的重组测验
一．Benzer的重组测验与基因的精细结构分析
二．T2突变型的两点测交与作图
三．λ噬菌体的基因重组与作图
四．T4突变型的三点测交与作图（自学）
第三节噬菌体突变型的互补测验
一．互补测验与顺反子
二．X174的条件致死突变的互补测验（自学）
三．T4条件致死突变型的互补测验（自学）
四．基因内互补
第四节噬菌体T4rII的缺失突变与作图
一．缺失作图的原理
二．缺失作图的方法
第五节噬菌体基因组与位点专一性重组
一．噬菌体的基因组
二．原噬菌体与合子诱导
三．原噬菌体的整合与切除
四．位点专一性重组的分子机制
第六节环状排列与末端重复
一．线状DNA具有环状遗传图
二．环状排列与末端重复的形成
第八章数量性状的遗传分析
教学目的和要求：
1.理解和掌握数量性状的特点和遗传基础；
2.理解数量性状的分析方法；
3.掌握遗传率的计算方法和用途；
4.掌握近交的遗传效应和近交系数的计算；
5.掌握杂种优势的概念和产生的遗传机理。
教学重点和难点：
【教学重点】数量性状的特点和遗传基础；遗传率的估算方法；近交系数的计算。
【教学难点】遗传率的估算方法。
教学内容
第一节数量性状的特性及其遗传基础
一．数量性状的概念
二．数量性状的多基因假说
三．阈性状及其特征
第二节数量性状分析的基本方法
一．数量性状的遗传率
二．估计遗传率的方法
第三节近亲繁殖与杂种优势
一．近交及其遗传学效应
二．杂种优势及其遗传机理
第九章核外遗传分析
教学目的和要求：
1.理解和掌握细胞质遗传的概念及特点；
2.掌握母性影响的及其与细胞质遗传的异同；
3.叶绿体和线粒体遗传的特点及其分子基础；
4.其他细胞质遗传因子的种类及其传递方式；
5.植物雄性不育性的类型及其不育机制。
教学重点和难点：
【教学重点】母性影响、细胞质遗传与核遗传的差异；叶绿体和线粒体遗传的特点与分子基础；植物雄性不育及应用。
【教学难点】细胞质遗传的实例分析；植物雄性不育及应用。
教学内容：
第一节核外遗传的性质和特点
第二节细胞内敏感性物质的遗传——草履虫放毒型的遗传
第三节母性影响
一．短暂的母性影响
二．持久的母性影响
第四节线粒体遗传及其分子基础
一．酵母的小菌落突变
二．线粒体基因组
第五节叶绿体遗传及其分子基础
一．衣藻的叶绿体遗传
二．叶绿体基因组
三．细胞质遗传特点
第三节核外遗传与植物雄性不育
一．植物雄性不育的类型
二．高等植物雄性不育性的遗传机制
三．高等植物雄性不育的应用
第十章染色体畸变的遗传分析
教学目的和要求：
掌握变异的类型、染色体结构变异和数目变异的类别、来源、遗传学效应、细胞学鉴定方法及其在实践中的应用。
教学重点和难点：
染色体结构变异的类型和遗传效应；染色体组及其倍数性；多倍体的类型、特征、形成途径及其应用。
教学内容：
第一节染色体结构变异及其遗传学效应
一．果蝇唾液腺染色体的特性
二．染色体结构变异的类型及其机制
三．缺失与假显性
四．重复与果蝇棒眼突变
五．倒位与交换抑制作用
六．易位与假连锁遗传
第二节染色体数目的变异
一．染色体组和染色体基组
二．染色体数目变异的概念和分类
三．整倍体及其遗传特征
四．非整倍体
第三节染色体畸变在基因定位中的作用
一．利用假显性进行基因定位
二．利用单体进行基因定位
三．利用缺体进行基因定位
第四节染色体变异在生物进化中的作用
第十一章基因突变与DNA损伤修复
教学目的和要求：
1.了解点突变的类型及其分子效应；
2.掌握点突变的诱变机制；
3.掌握基因突变的修复途径；
4.理解基因突变的检测方法。
教学重点和难点：
【教学重点】点突变的类型及其分子效应；物理诱变与化学诱变的机制和特点；基因突变的修复途径。
【教学难点】不同生物突变体的检测方法。
教学内容：
第一节点突变及其分子效应
第二节点突变的诱变机制
一．碱基类似物
二．碱基改变
三．碱基损伤
四．基因的定点突变
第三节自发突变与动态突变
第四节DNA损伤修复机制
一．光复活修复
二．切除修复
三．错配修复系统
三．重组修复
四．SOS修复
第五节基因突变的检测
一．显性突变和隐性突变的表现特点
二．植物形态突变的鉴定
三．微生物中生化突变的鉴定
四．果蝇中突变基因的检测
第十二章遗传与发育
教学目的和要求：
1.了解细胞核和细胞质在个体发育中的作用；
2.了解基因对个体发育的控制；
3.理解细胞的全能性和细胞程序性死亡。
教学重点和难点：
细胞全能性；细胞程序性死亡。
教学内容
第一节细胞核和细胞质在个体发育中的作用
一．细胞质在细胞生长和分化中的作用
二．细胞核在细胞生长和分化中的作用
三．细胞核和细胞质的相互关系
四．环境条件的影响
第二节基因对个体发育的控制
一．个体发育的阶段性
二．基因与发育模式
三．基因与发育过程
第三节细胞的全能性和细胞程序性死亡
第十三章基因工程与基因组学概述
教学目的和要求：
1.了解基因工程的含义、实施步骤及应用；
2.掌握工具酶的种类、特点和功能；
3.理解了解基因分离与鉴定的方法；
4.了解基因组学、后基因组学的含义；
5.了解基因组图谱构建方法。
教学重点和难点：
【教学重点】基因工程的基本原理和技术；目的DNA的分离和鉴定；基因组图谱构建。
【教学难点】目的DNA的分离和鉴定；基因组图谱构建。
教学内容
第一节基因工程
一．概述
二．限制性内切酶
三．基因工程的应用
第二节基因组学
一．概述
二．基因组图谱的构建
三．基因组图谱的应用
四．后基因组学
五．基因组印记
第十四章群体与进化遗传分析
教学目的和要求：
掌握生物进化的遗传基础，群体遗传平衡及其影响因素，新基因的来源和物种形成机制。
教学重点和难点：
群体遗传平衡及其影响因素。
教学内容：
第一节群体的遗传结构
一．孟德尔群体和基因库
二．群体的基因频率与基因型频率
第二节Hardy-Weinberg定律
一．Hardy-Weinberg定律的内容
二．平衡群体的基本特征及其应用
三．χ2检验抽样群体中基因型频率的平衡
四．复等位基因的遗传平衡
五．伴性基因的遗传平衡
第二节影响群体遗传平衡的因素
一．基因突变与选择
二．迁移
三．遗传漂变
四．非随机交配
第三节生物进化和新基因的起源途径
一．分子进化现象
二．生物进化理论
三．新基因起源的途径
第四节物种形成的机制
一．物种
二．物种形成的生殖隔离机制
三．物种形成的遗传机制
四．人工促进生物进化的途径
六、教学方法
1．采用启发式教学，着重培养学生的独立思考能力和实验设计能力。
2．重视直观教学，主要采用多媒体教学课件，国内外最新的彩色原版图片和自行制作的流程图、原理图示范等能提高教学效果的授课方式。
课堂教学为主，课余阅读为辅。
指定阅读参考书。
每章讲授完毕，布置练习作业，组织讨论，以掌握和巩固所学知识。
七、成绩考核方法
理论课：
采取期中、期末考试（笔试）和平时作业考勤相结合的考核办法。
实验课：
采取实验操作考核和笔试相结合为主，结合实验报告和随堂综合表现的记分制考核方法。
其中，理论考试占60％，实验笔试和操作考核成绩占总成绩20%，平时成绩（包括作业、考勤、随堂考核）占10％，实验技能随堂考核和实验报告占总成绩的10％。
八、教材与主要参考书目
教材
《遗传学》（第2版）戴灼华、王亚馥、粟翼玟主编，高等教育出版社，2007.12
参考书：
遗传学基础（第6版）（英文影印版），:
（美）WilliamS.Klug、MichaelR.Cummings、CharlotteA.Spencer，高等教育出版社，2008.8
全美经典学习指导系列---遗传学（原书第四版），（美）S.L.埃尔罗德W.斯坦斯菲尔德，田清涞（译），科学出版社，2004
现代生物学精要速览---遗传学（中文版），P.C.温特等，谢雍（译），科学出版社，2001
《普通遗传学》杨业华主编，高等教育出版社，2000.8
《遗传学》，朱军主编，中国农业出版社，2002
《现代遗传学》，赵寿元、乔守怡,高等教育出版社,2001
《现代遗传学原理》，徐晋麟、徐沁、陈淳，科学出版社，2001
《遗传学》，王亚馥、戴灼华主编，高等教育出版社，1999
《分子遗传学》孙乃恩等编，南京大学出版社，1996.2
《遗传学》，周希澄，郭平仲，冀耀如等，高等教育出版社，1982
《遗传学》，李宝森、胡庆宝 ，南开大学出版社，1991年
《遗传学300题解》，刘国瑞等，北京师范大学出版社，1986
《遗传学700题解》，徐仲吾，南京师范大学出版社，1985
《遗传学》，刘祖洞主编，高等教育出版社，1990
《普通遗传学》，方宗熙主编，科学出版社，1984
《遗传学原理》，裴广铮，王顺华主编，中国农业出版社，1988
《GeneVII》，BenjaminLewin，OxfordUniversityPress，1997
《Anintroductiontogeneticanalysis》,AnthonyJ.FGriffiths,W.H.Freeman,2000
http:
//www.ifhgs.org/
http:
//www.genetics-gsa.org/
http:
//www.genetics.org.uk/
http:
//www.genetics.org/
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