《遗传学A》课程教学大纲

《遗传学A》课程教学大纲课程编号：0812069课程总学时/学分：45/2.5（其中理论45学时，实验0学时）课程类别：专业必修课一、教学目的和任务 遗传学是研究生物遗传和变异的科学，研究内容包括遗传物质的结构、功能与变异，遗传物质的传递、遗传信息的表达与调控等诸多方面。随着现代生物科学技术的发展，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。遗传学课程是种子科学与工程专业的一门重要的专业基础和必修课程。二、教学基本要求通过对遗传学的学习，使学生对遗传物质的本质、遗传物质的传递、遗传物质的变异等基本规律有比较全面的、系统的认识，并能应用其基本原理分析遗传学数据，解释遗传学现象，对遗传信息的表达与调控、遗传工程有一个较全面的了解。同时学习本课程，可以使学生掌握植物遗传变异规律，了解植物良种选育的原理、方法，为从事植物育种工作准备必要的知识。本课程要求学生在对细胞生物学、生物化学、生物统计学等基础知识有较深理解的前提下进行学习。同时遗传学的知识储备也为后续分子生物学的学习打下基础。本课程的教学主要采用讲授方式同时适当运用探究式教学，教材的选编以所订教材为主同时结合重要国际国内期刊的新鲜内容传授给学生，并引导学生自主学习。通过遗传学课程的学习，要达到如下目标：⑴学生应全面地掌握遗传学的基本概念，基本理论和基本研究方法，为进一步学习有关遗传学的分支课程等后续课奠定基础。⑵能运用所学的基本理论，说明和解决育种及农业生产实践中有关遗传学的一般问题。三、教学内容及课时分配绪论（2学时）第一节遗传学研究的对象和任务一、遗传学的研究对象二、遗传、变异和选择的关系三、遗传、变异与环境第二节遗传学发展简史一、古代遗传学知识的积累二、近代遗传学的奠基三、遗传学的建立和发展第三节遗传学的重要作用一、生命本质的探索二、生物进化理论的基础三、指导动植物、微生物遗传改良工作四、遗传学在医学上的作用教学要求：1．掌握遗传、变异的概念和遗传学的概念。2．熟悉遗传学研究内容和任务。3．了解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。4．了解遗传学在国民经济中的地位。教学重点：遗传和变异的概念；遗传学发展的主要阶段教学难点：遗传学是如何发展的，为什么会如此发展？第一章遗传的细胞学基础（2学时）第一节细胞的结构和功能一、原核细胞二、真核细胞第二节染色体一、染色质与染色体二、染色体的形态三、染色体的组成及分子结构四、染色体的数目第三节细胞的分裂和细胞周期一、细胞周期二、无丝分裂三、有丝分裂四、减数分裂第四节配子的形成和受精一、雌雄配子的形成和受精二、植物的授粉与受精三、无融合生殖第五节生活周期一、世代交替二、低等生物的生活周期三、高等植物的生活周期四、高等动物的生活周期第一节染色体的形态、结构、数目教学要求：1．掌握染色体的形态、结构。2．掌握细胞的有丝分裂和减数分裂的过程和意义。教学重点：染色体的结构；减数分裂的过程和意义；双受精现象教学难点：染色体的组装；减数分裂的过程和意义；种子各部分细胞的倍性第二章遗传物质的分子基础（4学时）第一节核酸是主要的遗传物质一、DNA作为主要遗传物质的直接证据。二、DNA作为主要遗传物质的间接证据。三、无DNA生物中，RNA是遗传物质及其证据第二节DNA和RNA的化学结构一、DNA的化学结构二、RNA的化学结构。第三节DNA的复制一、DNA复制的一般特点二、原核生物DNA的复制三、真核生物DNA的复制四、RNA的复制第四节RNA的转录及加工一、RNA的合成的一般特点二、原核生物RNA的合成三、真核生物RNA的转录及加工第五节遗传密码与蛋白质的翻译一、遗传密码二、蛋白质的合成三、中心法则及其发展教学要求：1．掌握核酸的化学结构及染色体的分子结构。2．了解DNA的复制及RNA的转录和加工。3．了解遗传密码与蛋白质的翻译。教学重点：染色体的组成和结构；DNA的复制及RNA的转录和加工以及蛋白质翻译的过程；中心法则的内容教学难点：半保留复制；DNA的复制及RNA的转录和加工以及蛋白质翻译的过程。第三章孟德尔定律（6学时）第一节分离规律一、性状分离现象二、分离现象的解释三、表现型和基因型四、分离规律的验证五、分离规律的应用第二节独立分配规律一、两对相对性状的遗传二、独立分配现象的解释三、独立分配规律的验证四、多对基因的遗传五、X2测验六、独立分配规律的应用第三节孟德尔规律的扩展一、显隐性关系的相对性二、复等位基因三、致死基因四、基因互作五、多因一效和一因多效教学要求：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．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。教学重点：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；卡方测验教学难点：自由组合规律的应用；二项式定理的应用；卡方测验第四章连锁遗传和性连锁（6学时）第一节连锁与交换一、连锁遗传及解释二、完全连锁和不完全连锁三、交换及其发生机制第二节交换值及其测定一、交换值的概念二、交换值的测定方法第三节基因定位与连锁遗传图一、基因定位二、连锁遗传图第四节真菌类的连锁与交换一、四分子分析二、四分子重组作图第五节连锁遗传规律的应用第六节性别决定与伴性遗传一、性染色体与性别决定二、性连锁教学要求：1．了解性别决定的几种类型。2．掌握伴性遗传的特点。3．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，通过三点测验绘制连锁图。教学重点：交换值，并发率及计算；三点测验；伴性遗传的特点教学难点：连锁交换的机制；交换值，并发率及计算；三点测验第五章基因突变（2学时）第一节基因突变的概念与意义一、基因突变的概念二、基因突变的意义第二节基因突变的一般特征一、突变的重演性二、突变的可逆性三、突变的多方向性四、突变的有害性和有利性五、突变的平行性第三节基因突变与性状表现一、基因突变的性状变异类型二、显性突变和隐性突变的表现三、体细胞突变和性细胞突变的表现四、大突变和微突变第四节基因突变的筛选与鉴定一、微生物基因突变的筛选与鉴定二、植物基因突变的筛选与鉴定三、动物基因突变的筛选与鉴定第五节基因突变的分子机制一、基因突变的方式二、DNA修复与差错三、生物有害突变的防护机制第六节基因突变的诱发一、物理诱发二、化学诱变本章教学要求：1．了解基因突变的概念、时期、部位和频率。2．熟悉基因突变的类型和特性。3．了解基因突变的分子基础。了解DNA损伤的类型和修复机制。4．了解基因突变的应用。教学重点：基因突变的时期、一般特征、性状表现；DNA损伤修复的机制教学难点：DNA损伤修复的机制第六章染色体结构变异（4学时）第一节缺失一、缺失的类型及形成二、缺失的细胞学鉴定三、缺失的遗传效应第二节重复一、重复的类型及形成二、重复的细胞学鉴定三、重复的遗传效应第三节倒位一、倒位的类型及形成二、倒位的细胞学鉴定三、倒位的遗传效应第四节易位一、易位的类型及形成二、易位的细胞学鉴定三、易位的遗传效应第五节染色体结构变异的诱发一、物理因素诱导二、化学因素诱导第六节染色体结构变异的应用一、基因定位二、在育种中的应用三、利用易位控制害虫四、果蝇的CLB测定法五、利用易位创造玉米核不育的双杂合保持系教学要求：1．掌握染色体结构变异的类型和特点。2．掌握染色体数目变异的种类和特点。3．了解染色体结构和数目变异在作物遗传育种中的作用。4．了解染色体变异在进化中的意义。教学重点：各种染色体结构变异的细胞学和遗传学特征；染色体变异在作物遗传育种中的作用教学难点：染色体结构变异的类型和特点第七章染色体数目变异（2学时）第一节染色体数目变异的类型一、染色体族的概念和特征二、整倍体三、非整倍体第二节整倍体一、同源多倍体二、异源多倍体三、多倍体的形成途径四、多倍体的应用五、单倍体第三节非整倍体亚倍体超倍体非整倍体的应用本章教学要求：掌握染色体数目变异的类型和特点；了解染色体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。第八章数量性状遗传（4学时）第一节数量性状的特征一、数量性状的特征二、数量性状的遗传基础三、超亲遗传第二节数量性状遗传研究的基本统计方法一、平均数二、方差和标准差第三节数量性状的遗传模型和方差分析一、数量性状的遗传模型二、常用的几种群体的方差第四节遗传率的估算及应用一、遗传率的概念二、遗传率的估算三、遗传率的应用第五节数量性状的基因座一、QTL定位的原理和步骤二、QTL定位的统计方法三、QTL分析的应用教学要求：1．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、多基因假说、数量性状的遗传分析及其与选择的关系。2．掌握遗传率的概念、意义、计算及其应用。教学重点：数量性状的多基因假说；遗传率的概念、计算及其应用教学难点：遗传率的估算第九章近亲繁殖与杂种优势（2学时）第一节近亲繁殖及其遗传效应近交的概念自交的遗传效应回交的遗传效应第二节纯系学说纯系学说纯系学说的发展第三节杂种优势杂种优势的发展杂种优势的遗传假说第四节近亲繁殖与杂种优势在育种上的应用近亲繁殖在育种上的利用杂种优势在育种上的利用杂种优势的固定本章教学要求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。第十章细菌和病毒的遗传（4学时）第一节细菌和病毒的特点一、细菌的特点及其培养技术二、病毒的特点及种类三、细菌和病毒在遗传研究中的优越性四、细菌和病毒的拟有性过程第二节噬菌体的遗传分析一、噬菌体的结构二、噬菌体的基因重组与作图三、λ噬菌体的基因重组与作图第二节细菌的遗传分析一、转化二、接合三、性导四、转导教学要求：1．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。2．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。3．了解转化与转导作图。4．了解噬菌体的繁殖和突变型。教学重点：接合、性导、转化、转导的概念、过程、原理。教学难点：转化、转导的概念、过程、原理。第十一章细胞质遗传（4学时）第一节细胞质遗传的概念和特点一、细胞质遗传的概念二、细胞质遗传的特点第二节母性影响一、母性影响的概念二、母性影响的典型实例第三节叶绿体遗传一、叶绿体遗传的表现二、叶绿体基因组第四节线粒体遗传一、线粒体遗传的表现二、线粒体基因组第五节共生体和质粒决定的遗传一、共生体的遗传二、质粒的遗传第六节植物雄性不育的遗传一、雄性不育的概念二、植物雄性不育的类型及其遗传特点三、植物雄性不育性的发生机理四、雄性不育性的利用教学要求：1．掌握短暂的与持久的母性影响的表现。2．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。3．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。4．掌握植物雄性不育的类型和机理。教学重点：母性影响；细胞质遗传；雄性不育；叶绿体、线粒体遗传的分子基础。教学难点：母性影响与细胞质遗传的不同第十二章群体遗传与进化（4学时）第一节群体的遗传平衡一、孟德尔群体二、群体的基因频率和基因型频率三、哈迪-魏伯格定律第二节影响群体遗传平衡的因素一、基因突变二、选择三、遗传漂变四、迁移第三节生物进化学说及其发展一、生物进化学说二、分子水平的进化第四节物种的形成一、物种的概念二、物种形成的方式教学要求：1．掌握Hardy-Weinberg遗传平衡定律的主要内容