《遗传学》教学大纲.doc

遗传学教学大纲Genetice课程编码：27A11407 学分：4.0 课程类别：专业必修课计划学时：80 其中讲课：48 实验或实践：32 适用专业：生物技术推荐教材：戴灼华、王亚馥、粟翼玟遗传学（第2版），高等教育出版社，2008年参考书目：（1）杨金水基因组学（第3版），高等教育出版社，2013年（2）赵寿元、乔守怡现代遗传学（第2版），高等教育出版社，2010年（3）徐晋麟、徐沁、陈淳现代遗传学原理（第2版），科学出版社，2011年课程的教学目的与任务引导学生牢固掌握遗传学最重要的基本原理，了解并掌握各分支学科的主要理论与研究方法，了解现代遗传学的重大理论与技术进展。结合实验课，尽可能让学生熟悉现代遗传学研究技术与实验装备，掌握遗传学实验基本技术，提高学生分析问题和解决问题的能力，为学生毕业后在本学科以及相关学科中的发展打下坚实的基础。 课程的基本要求掌握遗传、变异、遗传学、选择及表观遗传学的概念，熟悉遗传学研究范围和任务，知道遗传学发展的主要阶段，以及有哪些重要的科学家做出了重大贡献，知道遗传学在国民经济中的地位，从工、农、医、环境保护等方面介绍遗传学的应用；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；掌握基因型性别决定的类型，了解环境性别决定的类型；熟练掌握连锁与交换的遗传机理与本质；熟练掌握细菌遗传重组的三个途径：接合、转导、转化的概念、过程、原理；熟悉数量性状和质量性状的区别和联系；掌握染色体结构变异的类型、特点及遗传学效应；掌握同源重组的定义、特点和它形成的分子机制；掌握原核生物基因表达调控的主要方式和特点。各章节授课内容、教学方法及学时分配建议（含课内实验）第一章： 绪论 建议学时：2 教学目的与要求：掌握遗传、变异、遗传学、选择及表观遗传学的概念，熟悉遗传学研究范围和任务。掌握核酸是遗传物质的证据的实验思路、方法和具体过程，熟悉核酸的化学组成与分子结构，掌握原核生物与真核生物DNA的复制过程，学会DNA体外合成及序列分析的方法和步骤，掌握真核生物遗传物质的传递过程及细节内容，尤其是对有丝分裂与减数分裂在遗传学中的意义，理解病毒遗传物质的传递特点。掌握基因型性别决定的类型教学重点与难点：重点：遗传学的基本概念；遗传与变异之间的关系；遗传的研究范围与任务。难点：遗传学在科学与生产中应用的理解。授 课 方 法：多媒体教学授 课 内 容：1.1遗传学的基本概念。遗传学研究的对象。基本概念：遗传学、遗传、变异、选择、表观遗传学、遗传与变异的相互关系1.2遗传学研究范围和任务。遗传物质的本质。遗传物质的传递。遗传信息的实现。1.3遗传学发展概况。血液传递说。先成论。进化论。新达尔文主义。孟德尔遗传定律和遗传学的诞生。遗传学的迅猛发展及主要遗传学家的主要贡献。1.4遗传学的应用。第二章 遗传物质（分子基础、细胞基础） 建议学时：8 教学目的与要求：掌握核酸是遗传物质的证据的实验思路、方法和具体过程，熟悉核酸的化学组成与分子结构，掌握原核生物与真核生物DNA的复制过程，学会DNA体外合成及序列分析的方法和步骤，掌握真核生物遗传物质的传递过程及细节内容，尤其是对有丝分裂与减数分裂在遗传学中的意义，理解病毒遗传物质的传递特点，知道原核生物的遗传物质的传递。教学重点与难点：重点：核酸作为遗传物质证据的实验过程；原核生物复制起始的详细过程；真核与原核生物DNA的复制及异同点；染色体形态结构及高等动物细胞分裂方式及其遗传学意义；实验操作技术。难点：是DNA的体外合成及序列分析及其在现代遗传学中的应用。授 课 方 法：多媒体教学授 课 内 容：2.1核酸是遗传物质的证据DNA作为主要遗传物质的间接证据DNA作为主要遗传物质的证据2.2遗传物质的组成与复制原核生物、真核生物染色体、染色质的基本结构、染色体的结构模型核酸的化学组成与分子结构核酸复复制的一般规律原核生物核酸的组成与复制真核生物DNA的复制病毒核酸的组成与复制原核生物、真核生物与病毒复的区别及相同点DNA的体外合成DNA的序列分析2.3遗传物质的传递病毒中遗传物质的传递原核生物遗传物质的传递真核生物遗传物质的传递有丝分裂与减数分裂在遗传学中的意义。第三章 孟德尔式遗传分析 建议学时： 6 教学目的与要求：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，熟练掌握遗传学数据的统计处理方法及数据所反映的遗传现象，掌握基因型、环境与表现型的关系，等位基因间相互作用的类型和特征，非等位基因间互作的类型和原理，以及相应的有关概念。教学重点与难点：重点：遗传的分离与自由组合定律及其应用；Mendel定律的扩展。难点：二项式及二项概率在遗传分析中的应用。授 课 方 法：多媒体教学授 课 内 容：3.1遗传的分离和自由组合定律遗传的分离定律遗传的自由组合定律遗传的染色体学说3.2遗传学数据的统计和分析概率原理二项式及二项概率X2测验3.3 Mendel定律的扩展基因与环境等位基因间显隐性关系的相对性多因一效和一因多效非等位基因间的相互作用第四章 性别决定与伴性遗传 建议学时：2 教学目的与要求：掌握基因型性别决定的类型，了解环境性别决定的类型，掌握X、Y和鸟类伴性遗传特征及其遗传分析，了解植物的伴性遗传，掌握从性遗传与限性遗传的定义及异同，掌握与性别分化相关的概念及果蝇的性别分化，了解哺乳动物的性别分化及环境与性别分化。教学重点与难点：重点：重点是伴性遗传的特征。难点：限性遗传与从性遗传的异同。授 课 方 法：多媒体教学授 课 内 容：4.1性别决定基因型性别决定类型环境性别决定类型4.2伴性遗传X连锁遗传及特点Y连锁遗传及特点鸟类的伴性遗传及特点植物的伴性遗传限性遗传与从性遗传的特点伴性遗传、限性遗传与从性遗传的异同点4.3性别分化剂量补偿效应果蝇的性别分化哺乳动物的性别分化环境条件与性别分化第五章 连锁遗传分析 建议学时：4教学目的与要求：熟练掌握连锁与交换的遗传机理与本质，掌握完全连锁遗传的特点及应用，熟练掌握连锁与交换的内容，掌握重组值、交换值，并发率及计算，通过三点试验绘制连锁图，掌握真菌的遗传学分析方法及应用，掌握连锁群的定义，了解人类染色体作图的方法。教学重点与难点：重点：连锁和交换的遗传机理；交换值的测定；基因定位和制作连锁图；三点测交的其相关计算及应用。难点：自交群体的交换值测定和两个基因的真菌的遗传分析与着丝粒作图。授 课 方 法：多媒体教学授 课 内 容：5.1连锁与互换现象连锁遗传的发现及解释完全连锁和不完全连锁连锁与互换的本质连锁与互换的证据交换及其发生机制5.2连锁互换与基因作图组与交换基因定位（两点测验、三点测验、干扰与符合）、连锁遗传图重组值、交换值与图距之间的关系 真菌的遗传学分析5.3连锁群第六章 细菌与噬菌体的遗传 建议学时：8 教学目的与要求：熟练掌握细菌遗传重组的三个途径：接合、转导、转化的概念、过程、原理，掌握细菌重组的特点，掌握三种不同的致育因子的相互关系，掌握重组、转化与转导作图，了解噬菌体的繁殖和突变型，掌握基因的基本概念与现代遗传学中基因概念的发展，掌握基因精细结构分析的几个经典实验的原理和方法，了解基因的类别及其相互关系。 教学重点与难点：重点：转化、接合、性导、转导；Benzer的互补实验及顺反子的概念。难点：重组作图、转化作图与转导作图。授 课 方 法：多媒体教学授 课 内 容：6.1细菌与噬菌体的突变型细菌的突变类型噬菌体的突变类型细菌和病毒在遗传研究中的优越性6.2细菌的遗传与作图接合的概念与研究过程、U型管实验F因子及其存在状态F、F+与Hfr三者之间的关系中断杂交试验及染色体作图重组作图及计算方法转化作图及计算方法转导作图6.3噬菌体的遗传与作图噬菌体的结构（烈性噬菌体、温和性噬菌体）噬菌体的基因重组与作图基因的发展过程、Benzer重组实验及基因的精细作图；互补实验及原理缺失作图的原理及应用第七章 数量性状的遗传 建议学时：4 教学目的与要求：熟悉数量性状和质量性状的区别和联系，掌握数量性状遗传特点的遗传学理论一多基因假说、数量性状的遗传分析，掌握遗传率的概念、意义、计算及其应用，掌握近交和近交系数的计算、近交的影响、掌握杂种优势的概念及其遗传学理论和杂种优势的应用教学重点与难点：重点：广义和狭义遗传率的概念及其估算方法，近交系数的概念及算法；难点：遗传率的估算方法授 课 方 法：多媒体教学授 课 内 容：7.1数量性状遗传的特点数量性状与质量性状的定义及数量性状的基本特征数量性状与质量性状的区别多基因假说的基本要点基因的数量效应超亲遗传7.2数量性状遗传的统计分析7.3遗传力及其估算基因型值及其构成遗传效应及其方差的分析、遗传率的估算及其应用（广义遗传力和狭义遗传力）遗传率的意义和性质遗传率在应用中应注意的几点问题7.4近亲繁殖与杂种优势（补充）第八章 核外遗传 建议学时：2 教学目的与要求：掌握短暂的与持久的母性影响的表现，掌握各类生物核外遗传的性质与特点，特别是草履虫放毒型的遗传，作物的雄性不育，叶绿体，线粒体遗传的分子基础，从本质上区别母性影响与细胞遗传，熟知细胞质在遗传中的作用及与细胞核遗传的根本区别，掌握植物雄性不育的类型和机理。教学重点与难点：重点：细胞质遗传的概念的特点；植物雄性不育的遗传的类型和遗传特点；难点：雄性不育的遗传机理；三系配套进行杂种优势的利用授 课 方 法：多媒体教学授 课 内 容：8.1细胞质遗传的概念和特点细胞质遗传的概念细胞质遗传的特点8.2细胞器基因组的遗传叶绿体遗传线粒体遗传8.3细胞核基因和细胞质基因的关系线粒体基因组叶绿体基因组8.4非细胞质组分的遗传因子8.5植物雄性不育雄性不育的类别及其遗传特点雄性不育的发生机理雄性不育的利用（三系法、二系法）8.6母性影响母性影响的概念短暂的母性影响持久的母性影响母性影响与细胞质遗传的区别第九章染色体畸变 建议学时：2 教学目的与要求： 掌握染色体结构变异的类型、特点及遗传学效应，掌握染色体数目变异的种类、特点及遗传学效应，学会染色体结构和数目变异在作物遗传育种中的作用，了解染色体变异在进化中的意义，知道常见的人类染色体数目变异。教学重点与难点：重点：染色体结构和数目变异的类型及遗传效应；难点：染色体结构变异中倒位和易位的减数分裂行为；整倍体、非整倍体的类型、遗传效应及应用。授 课 方 法：多媒体教学授 课 内 容：9.1 染色体结构变异缺失：类型、细胞学鉴定、遗传效应。重复：类型、细胞学鉴定、遗传效应。倒位：类型、细胞学鉴定、遗传效应。易位：类型、细胞学鉴定、遗传效应。染色体结构变异的应用。染色体结构变异的机制9.2染色体数目变异染色体的倍数性变异非整倍体：亚倍体（单体、缺体）、超倍体（三体、四体），三体的基因分离。非整倍体的应用：单体测验、三体测验、染色体替换及基因在染色体中的定位应用。常见的人类染色体数目变异第十章 基因突变 建议学时：2教学目的与要求：了解基因突变的概念、时期、部位和频率，掌握基因突变的类型和特性，学会基因突变的表现与检出，了解基因突变的分子基础，了解DNA损伤的类型和修复机制，了解基因突变的应用。教学重点与难点：重点：基因突变的一般特点和性状表现；基因突变的变异类型和基因突变的分子机制。难点：基因突变的外显率和表现度、基因突变的鉴定、基因突变的生物学防护与修复。授 课 方 法：多媒体教学授 课 内 容：10.1基因突变的特点基因突变的时期、突变率突变的类型突变的表型特征基因突变的一般特征10.2突变的表现和检出显性突变和隐性突变的表现、大突变和微突变的表现显性突变与隐性突变的比较高等动、植物基因突变的鉴定果蝇突变的鉴定（常染色体与性染色体）、平衡致死系统的概念及应用10.3基因突变及其分子机制突变的分子基础自发突变的分子机制诱发突变的分子基10.4基因突变的修复第十一章 基因工程/遗传重组 建议学时：4 教学目的与要求：掌握同源重组的定义、特点和它形成的分子机制，掌握位点专一性重组的定义、特点和它形成的分子机制，掌握转座重组的定义、特点和它形成的分子机制，了解异常重组的定义、特点和它形成的分子机制。教学重点与难点：重点：同源重组、位点专一性重组和转座重组的分子机制；难点：同源重组的分子机制与Holliday模型授 课 方 法：多媒体教学授 课 内 容：11.1同源重组同源重组的定义同源重组的特点及影响因素同源重组的分子机制同源重组的功能11.2位点专一性重组位点专一性重组的定义位点专一性重组的特点位点专一性重组的分子机制11.3转座重组转座重组的定义转座重组的特点转座重组的分子机制转座重组的功能及其应用转座的遗传学效应11.4异常重组异常驻重组的定义异常驻重组的类型和特点异常重组的分子机制第十二章基因表达调控 建议学时：2 教学目的与要求：掌握原核生物基因表达调控的主要方式和特点，重点掌握操纵子学说，了解真核生物基因表达与原核生物基因表达方式的区别，理解掌握真核生物在基因表达各个阶段的调控方式，了解细胞质和细胞核在发育中的作用，了解有关发育的遗传控制理论，掌握细胞分裂过程中的基因功能，掌握细胞分化过程中基因的作用，了解基因在胚胎发育中的作用。教学重点与难点：重点：原核生物基因表达调控；发育的阶段性和连续性；难点：原核生物基因表达调控；同形异位现象。授 课 方 法：多媒体教学授 课 内 容：12.1基因表达与调控12.2发育与细胞分化第十三章 群体遗传与进化 建议学时：2 教学目的与要求：掌握群体遗传的一些基本的名词概念，特别是遗传平衡的群体的概念，Hardy-Weinberg定律的内容及其应用，熟悉影响群体平衡的因素，了解自然群体中的遗传多态性，并从分子水平上了解进化的理论，如：蛋白质的进化、核酸的进化以及遗传进化体系、分子进化的中性学说，熟悉新种形成的形式，掌握育种实践中的人工选择问题、及远缘杂交问题。教学重点与难点：重点：哈迪-温伯格定律，改变遗传平衡的因素；难点：哈迪-温伯格定律及其应用授 课 方 法：多媒体教学授 课 内 容：13.1 群体遗传学中的几个基本概念13.2遗传平衡定律Hardy-Weinberg定律13.3影响群体遗传平衡的因素13.4物种形成与进化实验一：果蝇的观察和饲养 建议学时：4教学目的与要求 1. 了解果蝇生活史中各个不同阶段的形态特点。2. 区别雌雄果蝇以及几种常见突变类型的主要性状特征。3. 掌握实验果蝇的饲养、管理及实验处理方法和技术。通过实验了解果蝇生活史，掌握果蝇的雌雄鉴别，熟悉野生型及常见突变型性状，掌握果蝇的饲养管理方法。教 学 方 式 教师课堂讲解，学生分组操作。场所及条件要求 生物工程实验室。作 业 要 求 撰写实验报告，预习下个实验项目。注 意 事 项 本实验使用乙醚麻醉，注意做好学生安全防护；防止不同突变果蝇间杂交。实验二：果蝇的伴性遗传 建议学时：4教学目的与要求 1. 掌握果蝇的杂交技术。2. 正确认识伴性遗传的正、反交的差别，进一步认识伴性遗传的特点。2. 记录杂交结果，掌握统计处理方法。通过果蝇杂交，验证摩尔根的伴性遗传规律。了解伴性遗传和非伴性遗传的区别，以及伴性基因在正反交中的差异。教 学 方 式 教师课堂讲解，学生分组操作。场所及条件要求 生物工程实验室。作 业 要 求 撰写实验报告，预习下个实验项目。注 意 事 项 本实验使用乙醚麻醉，注意做好学生安全防护，防止不同突变果蝇间杂交。实验三：果蝇唾腺染色体的制备与观察 建议学时：4教学目的与要求 1. 练习分离果蝇幼虫唾腺的技术，学习唾腺染色体的制片方法。2. 观察果蝇唾腺的形态学及遗传学特征。3. 了解体细胞染色体配对现象。观察果蝇唾腺染色体形态特征，掌握果蝇唾腺染色体的制片方法。教 学 方 式 教师课堂讲解，学生分组操作。场所及条件要求 生物