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遗传学》是研究生物遗传和变异的科学。
它是生命科学中一门重要的基础理论学科,也是高等院校教学计划中的一门专业基础课程。
其主要任务是为学生学习后续课程以及今后从事科研、教学、生产和开发工作建立比较牢固的遗传学基础。
遗传学作为上-•世纪生物科学领域中发展最快的学科之i,遗传学不仅逐步从个体向细胞、细胞核、染色体和基因层次发展,而旦己向生物学各个分支学科渗透,形成了许多分支学科和交叉学科。
目前生命科学发展迅猛,人类和水稻等基因图谱相继问世,随着新技术、新方法的不断出现,遗传学的研究范畴更是大幅度拓宽,研究内容不断地深化.国际上将在生物信息学、功能基因组和功能蛋白质组等研究领域继续展开激烈竞争,培养具有遗传学基木知识和创新能力的研究人才已迫在眉睫。
遗传学作为生命科学中的一门主干课程越来越显示出其重要性。
三、课程目标
1、知识目标:
使学生掌握遗传学的基本概念、基本知识,对生物遗传、变异的基本规律有较全面、系统地认识。
2、能力目标:
使学生能够初步运用所学基本理论,说明生产、生活实践中有关遗传学的一般问题。
3、素质目标:
使学生毕业后能够胜任有关遗传学内容的教学、科研、实验或技术推广工作。
四、主要内容和要求第一章绪论
【目的要求】
1.掌握遗传学、遗传、变异的概念及其关系;
2.熟悉现代遗传学研究内容和任务;
3.了解遗传学发展的主要阶段,以及学习遗传学的意义。
【教学设计建议】本章重难点在于遗传学各发展阶段,可通过引导学生阅读遗传学史料、查询遗传学家的故事增强对遗传学的了解、激发学习兴趣。
【讲授内容】第一节遗传与变异
一、概念遗传2.变异3.遗传与变异的关系
二、遗传学的任务
.三、遗传学的研究内容第二节遗传学的历史发展
三、线粒体遗传
四、草履虫放毒型的遗传
五、与感染颗粒有关的遗传:
放毒现象与内共生体
六、原核生物的细胞质遗传
七、禾谷类作物的雄性不育第三节持续饰变
第四节细胞质在遗传中的作用
第十四章遗传与个体发育
1.了解发育过程中基因表达及其调控机理;
2.加深认识细胞质和细胞核的关系。
【教学设计建议】发育遗传学是研究生物发育的基因调节机理和过程的遗传学分支学科。
所要解决的主要问题是生物发育的程序如何按照基因组为整个发育过程编码的潜在计划的模式形成被精确地执行,从而在时空动态中构建起复杂而有序的与生理相适应的形态结构。
本章重点难点:
几种模式生物发育的分子遗传学基础。
鉴于同专业其它课程已经涉及本章内容,故设为自学内容。
【自学内容】第一节细胞质在遗传中的作用
―、细胞质的不均一性和细胞分化
二、细胞质对染色体行为的影响
三、细胞质对性染色体的影响第二节细胞分化的可逆性
一、植物组织细胞培养
二、动物的核移植第三节基因表达的调控
一、基因表达调控的例证
二、原核基因表达调控
三、真核基因表达调控第四节几个发育现象的遗传学分析
一、通过基因重排控制基因表达
二、从突变对器官形成的影响推论发育中基因的作用
三、哺乳动物性分化过程中染色体和基因所起的某些作用第五节噬菌体和原生生物的分化
一、噬菌体的自发装配
二、细菌的弛子形成(sporogenesis)
三、伞藻的再生和嫁接试验第六节细胞核和细胞质在个体发育中的协同作用
第十五章遗传和进化
1.掌握群体遗传学和进化遗传学的几个基本概念,哈迪一一威恩伯格基因平衡定律以及影响基因频率的主要因素;
2.了解物种形成的方式及机制,并能用于指导育种实践。
【教学设计建议】群体是生物进化的单位,在生物的进化与演变过程中,群体结构的变化起着至关重要的作用,而群体结构的基本度量参数为基因频率和基因型频率。
根据其在群体中表现的不同,可将群体分为平衡群体和非平衡群体。
物种的形成是生物进化的基础,其方式多样,但是隔离在物种形成中起着至关重要的作用。
在地理隔离与生态隔离的基础上,进一步产生生殖隔离特别是遗传隔离,这就完成了新物种形成的6跃过程。
随着生物技术的发展,人们开始从分子水平上考虑生物进化的机制,中性突变学说认为:
大多数氨基酸和核昔酸变化的突变型的替换是由选择上呈中性或近乎中性的突变经随机固定所造成的。
这一部分概念较多,应引导学生在比较的基础上加以理解和记忆。
本章重点难点:
哈迪一威恩伯格基因平衡定律,群体性质的判别,平衡群体中基因频率的估算,选择、突变等多种条件对群体基因频率、基因型频率的影响。
【讲授内容】第一节进化概说
一、蛋白质进化
二、核酸进化
三、遗传体系的进化第二节进化理论
一、拉马克的获得性遗传学说
二、达尔文的自然选择学说(1859)
三、中性学说(木村资生,1968)
四、物种形成的综合进化学说
五、新基因怎样起源
六、群体中的遗传平衡第三节新种形成
一、物种的概念
二、隔离的几种方式
三、新种形成的形式第四节育种实践中的人工选择
一、环境条件的作用
二、遗传变异的作用第五节育种实践中的远缘杂交
五、学时分配建议表
理论教学内容
学时
第一章绪论
2
第二章孟德尔定律
4
第三章遗传的染色体学说
第四章孟德尔遗传的拓展
第五章性别决定与伴性遗传
第六章连锁交换与连锁分析
第七章细菌和噬菌体的重组和连锁
第八章数量性状遗传
第九章遗传物质的改变
(一)染色体畸变
第十章遗传的分子基础
第十一章遗传物质的改变
(二)基因突变
第十二章重组与修复
第十三章细胞质和遗传
3
合计
45
六、实施建议
1、教学组织
在遗传学教学中倡导"
教师进行研究性教学,学生开展研究性学习"
,发挥教师在传播知识中的导向作用,致力于教学内容、教学方法、考试方式、理论与实践等诸多教学环节上改革。
在讲授遗传学一般原理的同时,有重点地介绍一些遗传学研究领域的新成就和新理论以拓展学生的学习视野。
适当地介绍一些遗传学发展过程中有影响的科学家事迹以培养学生的学习兴趣。
利用多媒体技术、翻转课堂等教学方法帮助学生解决学科中的疑难问题,引导学生制作遗传学思维导图、撰写章节提要、参与遗传学进展演讲、编制考试卷,形成积极主动地学习习惯。
遗传学教学软件涵盖遗传学教学的全部内容,课件资料充实、思路清晰、图文并茂,在教学中起积极的辅助作用。
2、教材选编
遗传学具有完整性与系统性的学科特点,其教材的选用应在群体水平、个体水平、细胞水平和分子水平等不同层次上对遗传物质的本质、传递和变异以及遗传信息的表达与调控进行较为完整和深入的阐述。
其内容应涉及人类、动植物、微生物等多种生物体,包括生物进化、形态性状、细胞染色体水平、DNA分子水平等宏观到微观各个层次,并能体现本学科的最新进展,反映出20世纪90年代以来遗传学的最新进展。
3、教学团队
教学团队应具有明确的发展目标、良好的合作精神和梯队结构,老中青搭配、学缘和知识结构合理。
4、教学评价
该课程的总成绩包括平日成绩和期末成绩两部分。
平日成绩占总成绩的30%,期末考•试占总成绩的70%。
期末成绩即期末考试卷面成绩,考核方式为闭卷考试。
平日成绩包括课堂提问、课后作业、出勤、平日小测验、期中测试等部分组成。
课后作业包括制作遗传学思维导图、撰写章节提要、参与遗传学进展演讲、编制考试卷等。
建议每次平日小测验占平日成绩的20%(共2次小测验),期中测试占平日成绩的40%。
同时,倡导对该课程教学评价体系进行积极改革,努力探索更优质的评价体系。
5、教学资源
(1)教材:
朱军主编,《遗传学》(第三版),北京:
中国农业出版社,2011
(2)主要的参考书:
刘祖洞等主编,《遗传学》(第三版),北京:
高等教育出版社,2013
赵寿元等,《现代遗传学》,北京:
高等教育出版社,2001
D.L.Hartl,andE.W.Jones,EssentialGenetics-AGenomicsPerspective(4thEd.),JonesandBartlett'
sPublishers,Inc.,2006
【美】斯纳司塔德(D.PeterSnustad),西蒙斯(MichaelJ.Simmons)等著,赵寿元,乔守怡等译,遗传学原理(第3版、中文版),高等教育出版社,2011
刘林德等,《遗传学精要分析与计算》,科学出版社,2013
撰写:
审核:
第三节遗传学研究的意义第二章孟德尔定律
1.掌握-对相对性状遗传的分离规律、两对相对性状遗传的自由组合规律的基本原理、内容、实质及其在实践中的应用;
2.熟悉统计学原理在遗传研究中的应用。
【教学设计建议】本章重难点:
分离规律、自由组合规律的内容和实质,二项式展开的应用。
本章内容简单,学生在高中阶段有所接触,但是往往对两大规律的实质不能清楚地认识,容易引起一些错误的理解,所以重点应该在配子形成过程中基因的活动方式作为重点分析,以使学生清楚地掌握遗传规律的实质,即细胞学基础。
【讲授内容】第一节分离定律
一、显性和隐性
二、分离现象
三、遗传因子分离假说
四、孟德尔假设的验证
五、分离规律的内容和实质
六、配子形成时发生分离的证明
七、分离比实现的条件
八、系谱分析常用符号第二节自由组合定律
一、两队相对性状的自由组合
二、自由组合规律的解释、内容和实质
三、多基因杂种
四、自由组合定律的应用价值第三节遗传学数据的统计处理
一、概率及其两个基本法则
二、遗传比率的计算棋盘法2.分支法
三、二项式展开、[宋代]杨辉三角
四、适合度检验第三章遗传的染色体学说
1.掌握染色体的形态特征、数目、大小、化学结构,细胞分裂的方式、过程、意义;
2.了解动物、植物和真菌类生物的生活史及染色体周史。
遗传物质的载体一一染色体,减数分裂过程及相邻时期的界限,如何在显微镜下加以识别;
遗传的染色体学说的证明。
从细胞水平来说,染色体的准确复制与分离决定了亲子代细胞之间的稳定性。
另外,减数分裂的发生,实现了遗传物质在上下代个体之间传递的稳定性,实现了遗传物质重新组合所产生的丰富变异,增强了物种的适应性。
这一部分对于理解配了•的发生、遗传的实质具有重要意义【讲授内容】
第一节染色体
一、染色体
二、染色体的数目
三、染色体的形态
五、染色体的分类
四、染色体的成分
六、染色体的四级结构
七、染色体组型分析(核型分析)第二节细胞分裂
一、细菌的分裂
二、真核细胞的分裂
1.有丝分裂2.有丝分裂的意义3.有丝分裂中尚待继续研究的问题
三、减数分裂
1.概念2.特点3.过程4.与有丝分裂的区别5.意义第三节染色体周史
一、动物的生活史
二、植物的生活史
三、真菌类的生活史第四节遗传的染色体学说
1.掌握基因互作的几种主要类型以及等位基因与非等位基因、基因型与表现型、完全显性与不完全显性、致死基因等概念;
2.了解基因和环境对表型的影响。
显性相对性,表现度、外显率、反应规范和基因互作。
本章是溢德尔定律的拓展,在人们对简单的性状加以分析后,发现基因与基因之间、基因与环境之间都存在着一种相互
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