《遗传学》教学大纲.doc

附件3遗传学教学大纲课程编号：09030049课程名称：遗传学（Genetics）学时学分： 54/3 开课对象：生物科学专业，生物技术专业课程类型：必修课（生物科学专业）；选修课（生物技术专业）先修课程：生物化学，细胞生物学，生物统计学一、 课程目的与任务遗传学是研究遗传与变异的科学，是生命科学领域中一门核心学科，它以基因为中心，研究其结构、功能、信息传递与表达。遗传学是将数理统计方法应用于生物学而创立的一门学科，在学科发展进程中，遗传学又建筑在生物化学、细胞生物学、统计学三门学科上，同时涉及生命学科的各个领域，如动物学、植物学、微生物学、免疫学、农学等，甚至涉及一些社会科学，如心理学、社会学等。遗传学的教学目标是要求学生在学习中以基因为主线，掌握基因的基本结构、功能表达、遗传变异等基本特征，从分子、细胞、个体、群体水平掌握遗传学的基本理论和基本技能，了解遗传学的学科前沿发展动态，关注学科研究中的热点问题，学习中注意综合运用各学科相关知识，理性思维，理顺脉络，联系实际，拓宽思路，以达到培养训练学生分析问题和解决问题能力，增强创新意识，提高综合素质。二、教学内容、重点、难点遗传学课程属于普通遗传学，教学内容包括经典遗传学（孟德尔三大遗传定律，染色体与遗传、遗传图的制作和基因定位）、数量遗传学、细胞质遗传学、分子遗传学（基因结构、基因组、基因突变、遗传重组）、群体遗传学，内容丰富而广泛，具体课程内容、学时分配及重点、难点如下。课程内容学时分配重点与难点第一章 绪论 第一节 遗传学的研究对象第二节 遗传学的发展第三节 遗传学分支及其实践意义第四节 遗传的细胞学基础3本章要求学生掌握遗传、变异的基本内涵及其在生物进化中的意义，了解遗传学在生命科学领域的地位，了解遗传学的发展史及对人类社会发展的作用。重点在于遗传与变异的深入理解。复习并掌握遗传的细胞学基础（有丝分裂、减数分裂、染色体特征、染色体周史）第二章 遗传的三大基本定律第一节 孟德尔及孟德尔定律第二节 基因与环境第三节 基因间的相互作用第四节 遗传的染色体学说第五节 连锁交换规律5本章要求学生掌握孟德尔三大定律的内涵（条件、本质、结果）；基因与环境、基因间相互作用的方式、并熟练运用统计学分析方法分析问题等。重点对知识内涵的理解和应用。难点是运用正确分析方法的学习。讲授时结合实际，在学习基本概念、基本知识的基础上，让学生能够实际应用。 第三章 染色体与遗传第一节 染色体与性别决定第二节 遗传的染色体学说的证明第三节 性相关遗传第四节 剂量补偿效应第五节 染色体结构变异与遗传第六节 染色体数目变异与遗传10本章要求学生掌握各的水平上性别决定的特点、各种性相关遗传的特点和内在差异与联系、剂量补偿效应的内涵和实验证明、各种染色体结构变异的特点和染色体数目变异的特点。重点是对上述知识内涵的理解和应用。难点是正确运用分析方法的学习。讲授时结合实际，在学习基本概念、基本知识的基础上，让学生能够实际应用。第四章 遗传图的制作和基因定位第一节 真核生物基因定位和遗传图制作第二节 真菌的遗传分析第三节 人类基因定位的基本方法第四节 细菌的遗传分析第五节 噬菌体的遗传分析10本章要求学生掌握三点测交的方法、有序（无序）四分子分析方法、细菌的遗传分析方法、噬菌体的遗传分析方法。重点是各种分析方法的核心内涵的理解。本章内容相对其他章节是一个难点，需要结合事例的学习，掌握理解分析方法的内涵，并通过实际问题的解答检验和强化对学习内容的理解。（中期考试）第五章 分子水平上的基因功能第一节 遗传物质本质研究*第二节 DNA的基本性质*第三节 基因的分子结构第四节 DNA与蛋白质*第五节 中心法则及发展*第六节 基因的功能一个基因一个酶第七节 基因的精细结构第八节 基因表达的调控6本章要求学生认识分子水平上基因的特点。由于本章内容涉及其他先修学科，因此要求学生复习基础知识要点，重点掌握基因的分子和精细结构、基因的功能、基因表达调控方式。难点是基因的精细结构、基因的表达调控方式，通过图解理解是解决的方式之一。*属于自学复习内容。第六章 基因组水平上的遗传第一节 基因组及基因组学第二节 基因组的序列组织第三节 人类基因组计划*第四节 DNA分子标记4本章要求学生掌握有关基因组和基因组学的基本概念、DNA分子标记的基本概念、染色体外基因组的特点，了解人类基因组计划及意义。本章内容属于分子遗传学领域，发展速度较快，同时与分子生物学内容有重复。本课程要求重点是对基本概念的正确理解，了解发展动态。第七章 数量性状与多基因遗传 第一节 数量性状遗传与多基因学说第二节 数量遗传性状的统计学分析第三节 遗传力的估算方法第四节 数量性状基因的定位第五节 近亲繁殖第六节 杂种优势6本章要求学生重点掌握数量性状遗传的特点、正确运用统计学分析方法对数量性状和遗传力估算，掌握近亲繁殖中近交系数的计算方法和杂种优势的基本内涵。难点是遗传力估算和近交系数的计算方法，要求学生正确理解方法的基本含义并能运用统计学方法计算。第八章 核外遗传 第一节 母性影响第二节 细胞质遗传4本章要求学生重点掌握母性遗传、细胞质遗传的特点，掌握三系配套杂交育种的内涵，在此基础上正确理解核外遗传与核遗传的关系。第九章 基因突变和表观遗传变异 第一节 基因突变的类型第二节 基因突变的分子基础第三节 DNA的体外定点诱变*第四节 突变剂的检测*第五节 基因突变的生物学防护与修复第六节 基因突变的检出第七节 表观遗传变异6本章要求学生掌握基因突变的基本特点、基因突变的修复和检出、表观遗传变异等。重点是基因突变的类型、修复、检出。难点是对基因突变检出方法的理解和掌握。（总复习）第十章 遗传重组和转座遗传因子* 第一节 遗传重组的类型第二节 同源性重组 第三节 位点专一性重组第四节 异常重组本章要求学生掌握遗传重组类型和转座遗传因子概念和特点。*此部分内容可根据学时要求及学生学习基础作为选学内容。第十一章 群体基因结构和进化遗传学*第一节 群体、基因库和基因频率第二节 哈迪-温伯格遗传平衡定律第三节 影响遗传平衡定律的因素4本章要求学生掌握有关群体遗传中的重要概念群体、基因库、基因频率、选择系数等，掌握哈迪-温伯格遗传平衡定律的条件及影响遗传平衡的因素。*此部分内容可根据学时要求及学生学习基础作为选学内容。三、作业与考核方式1、作业要求每章书后配有思考题，要求学生课后独立完成。课上提问检查学生的完成情况，并重点讲解解题思路和要点，同时根据学习内容补充相关习题，以帮助学生理解。本课程将给学生1-2个关于遗传学方面的选题，要求学生通过查阅文献撰写综述文章。以上作为学生的平时成绩。2、考试方式学生成绩由平时作业（10%）、期中（30%）、期末（60%）构成。期中、期末成绩通过闭卷考试方式进行。出题时涉及基本概念、基本知识、综合运用等方面，以考核学生掌握基本概念、运用所学知识分析问题、解决问题的能力。四、课程教材及参考书1、教材贺竹梅，现代遗传学教程，中山大学出版社，2002年 选用原因：目前出版的遗传学类的教材较多。现代遗传学教程系统地论述了现代遗传学的基本原理和进展，始终以基因的结构和功能、基因的传递过程为中心展开，内容结构设计合理，符合本科教学的要求。本书的特色在于每章前面有“本章内容提要”，后面有“问题精解”、“思考题”和“电击网站”，这些内容的设计不仅有助于学生对知识的正确理解和把握，而且有助于学生在课堂教学的基础上根据兴趣扩大知识面，变被动学习为自主学习，符合现代高等教育的理念。2、主要参考书（1） 刘祖洞，遗传学，高等教育出版社，1991；（2） Klug，W.S.& M.R.Cummings，Essentials of Genetics（遗传学基础，影印版），高等教育出版社，2002；（3） 王亚馥、 戴灼华，遗传学，高等教育出版社，1999；（4） 徐晋麟、徐沁、陈淳，现代遗传学原理，科学出版社，2001 ；（5） 赵寿元，乔守怡，现代遗传学（面向21世纪教材），高等教育出版社，2001；（6） 杨业华，普通遗传学，高等教育出版社，2000；（7） 张玉静，分子遗传学，科学出版社，2000； （8） 朱玉贤，李毅，现代分子生物学，高等教育出版社，2002；（9） 刘祖洞、江绍慧，遗传学实验，高等教育出版社，1987；（10） 李凤霞，遗传学实验指导，吉林人民出版社，2006；（11） 杨大翔，遗传学实验，科学出版社，2004。五、实践教学环节设计本课程与遗传学实验（54学时/1.5学分）配套开设，实验课程内容涉及动物、植物细胞分裂中染色体的行为与特征，人类染色体的特征与分析方法，物理因素、化学因素诱变的方法及结果鉴定，果蝇的采集、饲养及唾腺染色体的提取与特征观察，数量遗传性状的统计分析等，从材料准备、实验观察到统计分析由学生分组完成，内设12个综合性设计性实验。通过实验教学环节不仅要培养学生训练基本操作技能，而且要培养学生认真观察、记录分析的能力，同时培养学生面对问题勤于思考及团队合作的意识。具体内容参见遗传学实验教学大纲。六、其他说明遗传学课程需要学生具有生物化学、细胞生物学、生物统计学知识，同时涉及生命科学领域的其他学科，要求学生学习中注意各学科知识的融合；遗传学课程本身又是一门推理性较强的学科，因此学生要在正确理解基本概念、基本原理的基础上进行正确分析、推理。附： 遗传学实验教学大纲课程编号： 09030050课程名称：遗传学实验（Experiment of Genetics）学时学分： 54/1.5学分 开课对象：生物科学专业，生物技术专业课程类型：必修课（生物科学专业）；选修课（生物技术专业）先修课程：无 一、实验课程目的与任务遗传学实验与遗传学配套开设。实验课程内容涉及动物、植物细胞分裂中染色体的行为与特征，人类染色体的特征与分析方法，物理因素、化学因素诱变的方法及结果鉴定，果蝇的采集、饲养及唾腺染色体的提取与特征观察，数量遗传性状的统计分析等，从材料准备、实验观察到统计分析由学生分组完成，内设12个综合性设计性实验。通过遗传学实验的学习，在掌握不同生物（植物、动物）染色体的制备技术和分析方法、物理和化学因素诱变、数量性状统计分析等技术的基础上培养学生认真实验、观察记录、分析数据及设计实验的能力，同时培养学生面对问题勤于思考及团队合作的意识。二、实验教学内容遗传学实验教学内容包括细胞分裂的基本特征，植物、动物染色体的制备技术，人类染色体特征及分析方法；物理（射线）、化学因素对遗传物质诱变技术，果蝇的采集、培养和多线染色体的制备技术、数量遗传性状的统计分析等，具体实验内容及学时分配如下：表1 实验内容及学时分配序号实验内容学时分配实验要求1减数分裂3（1）学习并掌握减数分裂各时期的特征；（2）了解减数分裂取材的基本要求。2植物染色体压片技术3（1）学习并掌握植物染色体制备、压片技术方法；（2）通过观察了解植物染色体的特点。3小鼠骨髓染色体制片技术5（1）学习并掌握动物骨髓染色体制片技术；（2）通过观察小鼠骨髓染色体的特征。4人类染色体组型分析方法4（1）学习并掌握人类染色体组型分析方法；（2）通过观察和测量了解人类染色体特征。5果蝇的采集、饲养、鉴定、杂交6（1）学习并掌握果蝇的采集、饲养、鉴定、杂交方法；（2）通过观察了解果蝇生长发育的特点。6果蝇唾腺染色体的制备5（1）学习并掌握果蝇唾腺染色体（多线染色体）的形成原理和制备技术；（2）通过观察了解果蝇唾腺染色体的特征。7微生物的诱变与筛选15（1）学习并掌握物理因素（UV）对微生物诱变方法；（2）通过诱变掌握筛选抗性品种的方法。（3）此为综合性设计性实验，学生实验结束后，按照科研论文形式撰写实验报告，并进行实验报告和总结。8植物多倍体诱发15（1）学习并掌握化学因素（秋水仙素）诱发植物多倍体的原理和方法；（2）通过观察和测量，了解植物多倍体的特点。（3）此为综合性设计性实验，学生实验结束后，按照科研论文形式撰写实验报告，并进行实验报告和总结。9人类指纹的分析（数量性状遗传分析）6（1）学习并掌握人类指纹的类型和测量分析方法；（2）通过结果分析了解不同类型指纹的分布特征。10群体等位基因频率估算及遗传平衡分析6（1）理解哈迪-温伯格定律（2）掌握平衡群体基因及基因型频率的估算及对群体进行遗传平衡分析的方法。11植物同工酶技术15（1）学习并掌握植物过氧化物酶技术原理和使用方法；（2）通过观察了解植物同工酶技术的特征。注：1.实验9和实验10的学时只为参考学时； 2.实验11可以根据情况选做。三、作业与考核方式1、作业要求：每个实验结束后，撰写实验报告，实验报告包括实验目的、实验原理、材料与仪器、实验步骤、实验结果、分析讨论等。 2、考试方式学生成绩由平时作业（70%）、期末（30%）构成。平时作业是本学期各实验的平均成绩，每个实验的成绩包括实验过程和实验报告的撰写。期末考试以综合性设计性实验完成情况和本学期实验问题小结评定。总体考核学生掌握基本技能、实验效果、运用所学知识分析问题、解决问题的能力。四、课程教材及参考书1、教材李凤霞