遗传学教学大纲

《遗传学》课程教学大纲

一．基本信息

课程编号:

课程名称：遗传学

英文名称：genetics

课程性质: 专业必修课

总学时：54

学分： 3

适用对象: 生物科学专业

先修课程：高等数学植物学动物学生物化学

二．编写说明

（一）课程的性质

遗传学是生物学所有专业的一门专业基础课程，是研究生物遗传和变异的科学，研究内容包括基因的结构与功能、基因从亲代传递到子代过程中的遗传与变异。随着现代生物科学的发展，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。本课程的任务是全面系统地讲授遗传学的基本原理和遗传学分析的基本方法，同时介绍现代遗传学发展的最新成就，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，同时对遗传信息的表达与调控有一个较为全面和深入的了解。

（二）课程教学目标基本要求

1.系统了解遗传与变异的规律，分子基础及应用。

2.掌握遗传学的基本实验方法和技能、技巧，并在科学态度、独立工作能力方面获得初

步的训练。

3.能够利用所学知识，说明和解决实践中有关遗传学的一般问题。

4.能够根据具体要求和目的查阅相关文献。

5.能够胜任中学生生物课中有关遗传学的讲授、实验和课外活动等教学工作。

（三）课程的重点和难点

第二章第二节孟德尔的分离规律和独立分配规律；第二章第二节基因与环境的关系；第三章第二节连锁遗传和性连锁；第五章第二节病毒的遗传；第六章第三节细菌的遗传；第十章第三节细胞质遗传；第十一章第二节染色体结构和数目变异；第十二章第一节基因突变；第十三章第二、三节群体遗传与进化；第十四章第二节数量遗传。

（四）课程教学方法与手段

以理论讲授为主，配合实践性教学、实验教学、多媒体教学、学生作业、撰写论文、自学等方法进行学习。

（五）实践环节

1.名称

洋葱根尖有丝分裂染色体标本制备及观察；植物多倍体人工诱导；大葱花粉母细胞减数分裂标本制备及观察；显微摄影；染色体组型分析；果蝇唾腺染色体制片观察；质粒DNA的提取；蚕豆根尖微核检测技术；遗传学实验的计算机模拟；人群中PTC味盲基因频率的分析；真核基因组DNA的快速提取；染色体分带技术。

2.内容与要求

孟德尔的分离规律和独立分配规律、连锁遗传和性连锁、染色体结构数目和核型图、数量遗传、群体遗传与进化。

使学生掌握本课程的主要实践内容和方法；提高学生的实践能力和逻辑思维能力；掌握基本的实验操作技能；使学生树立辨证唯物主义思想。

3.学时分配

理论讲授54学时，讨论4学时，习题5学时，课外6学时，实验课另外开设。

（七）本课程与其它课程的联系

前期课程：高等数学、植物学、动物学、生物化学；本课程是基因工程、生物育种、分子生物学、中学生物技术等相关课程的理论基础。

（八）教材与主要参考书

1.刘祖洞.遗传学（上、下册）（第二版）.北京：高等教育出版社，1991.

2.刘祖洞.遗传学实验（第二版）.北京：高等教育出版社，1987.

3.本教研室自制的《遗传学》多媒体课件

4.赵寿元，乔守怡.现代遗传学.北京：高等教育出版社，2001.

5.戴灼华，王亚馥.遗传学（第二版）.北京：高等教育出版社，2008.

6.朱军.遗传学（第三版）.北京：中国农业出版社，2002.

7.张飞雄.普通遗传学.北京：科学出版社，2004.

8.David T.Suzuki.An Introduction to Genetics Analysis（6th）.New York:W.H.Fre eman and Company,1996.

9.Winter P C.Genetics.Bios Scientific Publishers Limited,1998.

（九）说明

本课程在第五学期开设。考核方式为期末闭卷考试：

1.平时成绩：作业20%；课堂出勤、回答问题、讨论10%。

2.试卷成绩：期终考试70%。

3.综合考核成绩：将以上成绩综合起来即可。

三．教学内容纲要

第一章绪论

一、教学基本要求

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，从工、农、医、环境保护等方面介绍遗传学的应用。

二、教学内容

第一节遗传学的定义、研究内容和任务

要点：

⒈△遗传和变异的概念、遗传学的概念；遗传学的任务。

⒉○遗传与变异的辨证关系。

第二节遗传学发展的里程碑

要点：

⒈△遗传学发展史

第三节遗传、发育、进化在基因水平上的统一

略讲，其思想体现在整个教学过程中。

第四节遗传学的应用

要点：

⒈△在农牧业、医学、环境保护等方面的应用

第二章孟德尔式遗传分析

一、教学基本要求：

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。

3.通过有丝分裂、减数分裂的过程和动物、植物、真菌类生物的生活史的学习，理解其特点和遗传学意义并会应用遗传的染色体学说解释孟德尔定律。

4.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及原理。

二、教学内容：

第一节孟德尔第一定律及其遗传分析

要点：

⒈△基本概念：基因、基因座、等位基因、显性和隐性、基因型和表型、纯合体和杂合体、测交和回交、真实遗传。

⒉○孟德尔进行试验研究的设计原则

3.△○分离规律的实质及其回交、自交验证方法。

第二节孟德尔第二定律及其遗传分析

要点：

⒈△自由组合规律的实质及其回交、自交验证方法。

⒉△○自由组合规律的归纳及扩展，概率分析和适合度测验。

第三节遗传的染色体学说

要点：

⒈△染色质和染色体的概念；染色体在有丝分裂和减数分裂中的行为和遗传学意义；

⒉○遗传的染色体学说如何解释和理解孟德尔定律。

第四节基因的作用与环境因素的相互关系

要点：

⒈△等位基因间的相互作用；

⒉△○非等位基因间的相互作用

第三章连锁遗传分析与染色体作图

一、教学基本要求：

1.了解性别决定的几种类型，掌握伴性遗传的特点。

2.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。

3.熟练掌握以链孢霉为代表的真菌类生物的连锁、分析、着丝粒作图，染色单体干扰等知识。

4.掌握人类基因的连锁分析，用家系分析法做基因定位，特别是用体细胞遗传学研究方法制作染色体的细胞学图。

二、教学内容：

第一节性染色体与性别决定

要点：

⒈△性染色体决定性别的几种类型：XY型 ZW型 XO型等

第二节性连锁遗传

要点：

⒈△○伴性遗传，包括伴X显性、伴X隐性、Y连锁遗传等。

第三节遗传的染色体学说的直接证明

要点：

⒈○果蝇Ｘ染色体不分开现象。

第四节果蝇中的Y染色体及其性别决定

略讲

第五节剂量补偿效应

要点：

⒈△Barr 小体；Lyon假说

⒉○X染色体随机失活的分子机制

第六节连锁基因的交换和重组

要点：

⒈△基因定位与染色体作图；基因直线排列原理与相关概念，

⒉○完全连锁与不完全连锁

3.△○交换交叉型假设的要点、连锁交换定律的基本内容、多线交换与最大交换值等。第七节真菌类的遗传分析

要点：

⒈△顺序四分子及其遗传分析

⒉○着丝粒作图

第八节人类基因组的染色体作图

要点：

⒈△人类基因定位方法家系分析法、体细胞杂交定位法

第四章基因精细结构的遗传分析

一、教学基本要求：

1.掌握基因的基本概念与现代遗传学中基因概念的发展。

2.掌握基因精细结构分析的几个经典实验的原理和方法。

3.了解基因的类别及其相互关系。

二、教学内容：

第一节基因的概念

要点：

⒈△基因概念的发展

⒉○基因的类别及其相互关系

第二节重组实验

要点：

⒈△拟等位基因；顺式及反式排列的概念、顺反位置效应

⒉○Benzer的重组测验

第三节互补测验

要点：

⒈△基因内互补

⒉○顺反子既具有功能上的完整性，又具有结构上的可分割性

第四节缺失作图

要点：

⒈○缺失作图方法

第五节断裂基因与重叠基因

要点：

⒈△外显子与内含子概念、chambon规则、断裂基因的意义

第六节基因的功能

要点：

⒈△Garrod的先天代谢缺陷；一基因一酶假说

第五章病毒的遗传分析

一、教学基本要求：

掌握噬菌体的遗传分析的有关内容，如噬菌体突变型的互补测验和重组实验。

二、教学内容：

第一节噬菌体的繁殖和突变型

要点：

⒈△噬菌体的繁殖，烈性噬菌体和温和噬菌体的感染周期

⒉○噬菌体的突变型

第二节噬菌体突变型的互补测验

要点：

⒈△○QX174条件致死突变型的互补测验实验结果及分析

第三节噬菌体突变型的重组实验

要点：

⒈△m突变型的两点测交

⒉○T4突变型的三点测交

第六章细菌的遗传分析

一、教学基本要求：

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。

二、教学内容：

第一节细菌的细胞和染色体

要点：

⒈△细菌染色体，细菌染色体的一般特点，大肠杆菌环形染色体的特征。

第二节大肠杆菌的突变型及筛选

要点：

⒈△大肠杆菌的突变类型

⒉○突变型筛选

第三节大肠杆菌的性别

要点：

⒈△大肠杆菌性别的发现

⒉○F因子与高频重组 F因子的结构、重组过程，高频重组

第四节中断杂交与重组作图

要点：

⒈△中断杂交实验原理

⒉○重组作图的原理及方法

第五节 F'因子与性导

要点：

⒈△F'因子、F'因子的结构特征

⒉○性导概念及过程

第六节转化与转导作图

要点：

⒈△细菌的转化与作图

⒉○转导与作图，普遍性转导与局限性转导

第七章遗传重组

一、教学基本要求：

1.了解遗传重组的类型。

2.掌握同源重组的Holliday模型，了解基因转变现象及其分子机制

二、教学内容：

第一节遗传重组的类型

要点：

⒈△同源重组；位点专一性重组

⒉○异常重组

第二节同源重组的分子机制

要点：

⒈△基因转变及其分子机制

⒉○同源重组的Holliday模型

第八章原核生物基因表达调控

一、教学基本要求：

掌握大肠杆菌乳糖操纵子的正负双重调控。

二、教学内容：

第一节大肠杆菌乳糖操纵子的正负调控

要点：

⒈○正调控与负调控

⒉△操纵子与操纵子模型

3.△○大肠杆菌乳糖操纵子的正负调控

第九章体细胞遗传

一、教学基本要求：

1.掌握体细胞交换与基因定位。

2.熟悉动物细胞融合与基因定位。

二、教学内容：

第一节体细胞交换与基因定位

要点：

⒈△单倍体化与体细胞交换

⒉△○有丝分裂交换与基因定位

第二节动物细胞融合与基因定位

要点：

⒈△培养细胞突变型的建立

⒉○细胞融合与基因定位

第十章核外遗传

一、教学基本要求：

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。

二、教学内容：

第一节母性影响

要点：

⒈△母性影响的概念

⒉○短暂的、持久的母性影响

第二节核外遗传的性质与特点

要点：

⒈△○紫茉莉的遗传

⒉○真菌异核体实验

第三节细胞内敏感性物质的遗传

要点：

⒈△○草履虫放毒型的遗传

第四节线粒体的遗传方式及其分子基础

要点：

⒈△酵母菌的小菌落突变

⒉○人类线粒体基因组的结构及其特点

第五节叶绿体遗传及其分子基础

要点：

⒈△叶绿体遗传的分子基础

⒉○叶绿体遗传系统与核遗传系统的关系

第六节核外遗传与植物雄性不育性

要点：

⒈△○植物的雄性不育性

⒉○线粒体、叶绿体与雄性不育

第十一章遗传物质的改变(一)--染色体畸变

一、教学基本要求：

1.掌握染色体结构变异的类别和遗传学效应、在育种中的应用、掌握平衡致死系及其应用。

2.掌握染色体数目变异的类型及其在实践中的应用。

二、教学内容：

第一节染色体结构变异

要点：

⒈△染色体结构变异的类型

⒉○果蝇唾腺染色体

3.△缺失，基本概念、类型、遗传学效应；重复，基本概念、类型、遗传学效应

4.△○倒位，基本概念、类型、遗传学效应；易位基本概念、类型、遗传学效应

第二节染色体数目的改变

要点：

⒈△染色体组与染色体倍性

⒉○整倍体；非整倍体

第三节染色体变异在进化中的意义

略讲

第十二章遗传物质的改变(二)--其因突变

一、教学基本要求：

1.掌握基因突变的发生时期、突变率、可逆性、多方向性等特性及复等位基因的形成。

2.了解并掌握生物体的几种修复机制。

3.掌握果蝇、链孢霉、人的突变的检出方法。

二、教学内容：

第一节基因突变的概说

要点：

⒈△基因突变的性质、类型

第二节基因突变的分子基础

要点：

⒈△自发突变；诱发突变

⒉○定点诱变

第三节生物体的修复机制

要点：

⒈△光复活过程与机制；切除修复过程与机制；

⒉△○重组修复过程与机制

第四节基因突变的检出

要点：

⒈△○果蝇突变的检出

第十三章群体遗传与进化

一、教学基本要求：

1.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。

2.熟悉影响群体平衡的因素。

3.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。

4.熟知新种形成的形式，掌握育种实践中的人工选择问题、及远缘杂交问题。

二、教学内容：

第一节群体的遗传结构

要点：

⒈△孟德尔群体和基因库

⒉○群体的遗传结构

第二节随机交配的大群体

要点：

⒈△平衡群体的基本性质

⒉○ Hardy-Weinberg定律推导及要点

第三节影响Hardy-Weinberg平衡的因素

要点：

⒈△遗传漂变

⒉△○基因突变；自然选择；迁移；随机的遗传漂变

第四节自然群体中的遗传多态性

要点：

⒈△多态性和杂合性

⒉○DNA序列多态性；蛋白质多态性

第五节物种形成

要点：

⒈△物种的概念；物种形成的方式

⒉○物种形成期间遗传分化的度量

第六节分子进化与中性学说

要点：

⒈△分子进化的中性学说

⒉○DNA序列的种系发生；蛋白质的种系发生

第十四章数量性状的遗传分析

一、教学基本要求：

1.熟悉数量性状和质量性状的区别和联系、掌握数量性状、遗传特点的遗传学理论一多基因假说、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。

3.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。

二、教学内容：

第一节数量性状及其特性

要点：

⒈△数量性状的概念及其基本特征

⒉○阈性状及其特性

第二节数量性状的遗传率

要点：

⒈△数量性状表型值及其方差的分量

⒉○群体基因型值的平均数

3.△○数量性状的遗传率，遗传率的公式和运算

第三节近亲繁殖与杂种优势

要点：

⒈△近交与杂交的遗传效应

⒉○杂种优势的遗传理论

第十五章基因工程导论（选讲）

一、教学基本要求：

1.掌握基因工程的原理和一般方法。

2.了解基因工程中常用的限制性内切核酸酶与连接酶、载体。

3.了解基因组克隆和cDNA文库的构建及应用。

4.了解基因工程技术的应用和发展。

二、教学内容：

第一节基因工程的原理和一般方法

要点：

⒈△基因工程的基本原理

⒉△○基因工程的基本内容和技术

第二节限制性内切核酸酶与连接酶

要点：

⒈△限制性内切核酸酶的类型及其命名法

⒉△○DNA的限制酶分析及物理图谱；DNA连接酶及其连接作用

第三节基因工程中的载体

要点：

⒈△质粒载体的特性及其构建；噬菌体载体；真核基因克隆的载体

⒉△○分子克隆的载体应具备的基本条件

第四节基因组克隆和cDNA文库

要点：

⒈△○基因组克隆；cDNA文库的构建及应用

第五节基因工程技术的应用和发展

要点：

⒈△基因工程在生产实践中的应用；基因工程技术的最新发展