《遗传学》理论部分教学大纲修正版.docx
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《遗传学》理论部分教学大纲修正版
《遗传学》课程教学大纲
课程编号:
1142312课程学时:
87课程学分:
4
开课学期:
第4或5学期适用专业:
生物科学、生物技术
一、教学目标
遗传学是研究生物遗传、变异规律的科学,它是生物科学和生物技术相关专业必修课程之一,也是专业主干课。
随着"人类基因组计划"的进行和深入遗传学已成为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。
本课程的教学既是使学生全面掌握遗传学的基本规律、基本理论、基本概念、基本研究方法,了解遗传学的最新发展,并将培养学生的遗传分析能力作为重点,力求始终贯彻遗传分析的思维理念,并从不同层次、不同侧面上掌握遗传物质的本质、传递、变异、及遗传信息的表达调控的分析和解决遗传学问题的技巧。
二、课程性质与任务
遗传学是研究生物遗传和变异的一门科学,是生物科学中一门体系十分完整、发展十分迅速的理论科学,同时又是一门紧密联系生产实际的基础科学。
《遗传学》是生物科学和生物技术专业的骨干基础课程,在这些专业的本科生教学计划中占有极为重要的地位。
本课程全面系统地介绍遗传的细胞学基础、孟德尔的分离规律和独立分配规律、连锁遗传和性连锁、染色体结构和数目变异、细菌和病毒的遗传分析、基因的表达与调控、基因工程和基因组学、基因突变、细胞质遗传、遗传与发育、数量遗传、群体遗传与进化等。
通过本课程学习,使学生全面掌握遗传学的基本概念、基本原理、基本分析方法,了解遗传学的最新发展,学习应用遗传学基本原理分析一般遗传问题的能力与技巧,为进一步学习育种学及其他有关课程奠定理论基础。
三、预修课程
开设本门课程需要植物学、动物学、微生物学、生物化学等课程作为基础,为以后开设分子生物学、遗传工程、现代生物技术学等奠定基础,应在大学第四、五学期开设。
四、学时分配
周6学时(3/3),共计87学时。
其中理论讲授51学时,实验36学时。
理论部分教学内容如下(实验部分另附实验大纲):
章节
讲授内容
讲授学时
第一章
绪论
2
第二章
遗传的细胞学基础与分子基础
5
第三章
孟德尔式遗传分析
4
第四章
连锁遗传分析与染色体作图
7
第五章
真核生物的遗传分析
4
第六章
细菌的遗传分析
3
第七章
病毒的遗传分析
3
第八章
数量性状遗传分析
3
第九章
核外遗传分析
4
第十章
染色体畸变的遗传分析
4
第十一章
基因突变与DNA损伤的修复
4
第十二章
遗传与发育
2
第十三章
基因工程与基因组学
2
第十四章
群体与进化遗传分析
4
五、讲授内容
第一章绪论
教学目的和要求:
使学生了解遗传学的过去、现在和将来的发展趋势,掌握遗传学的概念及其研究对象和任务,了解其形成、发展及应用领域。
教学重点和难点:
【教学重点】遗传学的概念,遗传与变异的关系,遗传变异与繁殖、育种的关系,遗传学的历史及发展。
【教学难点】遗传与变异的关系。
教学内容:
第一节遗传学的涵义
一.遗传学的定义
二.遗传学的研究内容
第二节遗传学的发展
一.诞生
二.细胞遗传学时期
三.生化与微生物遗传学时期
四.分子遗传学时期
五.遗传学的分支学科
第三节遗传学的应用
一.遗传学与农牧业
二.遗传学与人类健康和医药业
三.遗传学与社会和法律
第二章遗传的细胞学基础与分子基础
教学目的和要求:
1.理解染色体组、染色体和染色质的关系;
2.理解并掌握染色体在有丝分裂、减数分裂过程中的行为;
3.了解有性生殖过程的世代交替;
4.理解中心法则及其发展;
5.理解染色体与基因的关系和基因的现代概念;
6.了解表观遗传学的概念及研究内容。
教学重点和难点:
【教学重点】染色体组、染色质与染色体的关系;细胞有丝分裂与减数分裂的过程及特点的比较;中心法则及其发展;染色体与基因的关系和基因的现代概念
【教学难点】细胞的减数分裂及在此期间的染色体行为
第一节染色体的形态特征与分子结构
一.染色质
二.染色体的形态结构与分子结构
第二节染色体在细胞分裂中的行为
一.细胞周期
二.有丝分裂中的染色体行为
三.减数分裂中的染色体行为
四.遗传的染色体学说
第三节生活周期
一.低等植物的生活周期
二.高等植物的生活周期
三.高等动物的生活周期
第四节中心法则及其发展
一.中心法则与遗传信息流
二.中心法则的修正与发展
三.表观遗传学
第五节基因的现代概念
第三章孟德尔式遗传分析
教学目的和要求:
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.理解并掌握遗传学数据的统计处理方法及数据所能反映的遗传现象;
3.了解基因型、环境与表现型的关系,等位基因间相互作用的类型和特征;
4.理解非等位基因间互作的类型和原理。
教学重点和难点:
【教学重点】分离规律、自由组合规律的实质;概率及其应用;非等位基因间互作的类型和原理。
【教学难点】
非等位基因间互作的类型和原理。
教学内容:
第一节分离定律、自由组合定律的遗传分析和实质
一.孟德尔的豌豆杂交实验
二.孟德尔定律的遗传分析
三.经典分离比实现的条件
四.多对相对性状的遗传
五.孟德尔定律的应用
第二节遗传学数据中的2分析
第三节人类中的孟德尔遗传分析
一.人类遗传的系谱分析法
二.人类简单的孟德尔遗传特征
第四节基因的作用及其与环境因素的相互关系
一.基因的作用与环境的关系
二.外显率与表现度
三.等位基因之间的相互作用
四.非等位基因间的相互作用
第四章连锁遗传分析与染色体作图
教学目的和要求:
1.理解性别决定方式和性连锁遗传机理;
2.理解基因的连锁、互换及其与细胞减数分裂中染色体行为的关系;
3.掌握基因定位及连锁图构建的方法;
4.了解连锁互换规律在实践中的应用。
教学重点和难点:
【教学重点】连锁与交换的原理;重组值、交换值、染色体干涉和并发率的概念及计算方法;基因定位。
【教学难点】交换值的测定;连锁图的构建及应用。
教学内容:
第一节性染色体与性别决定
一.性别与性染色体
二.性染色体决定性别的几种类型
三.环境因子与性别决定
四.果蝇的性别决定
第二节性连锁遗传分析
一.黑腹果蝇的伴性遗传分析
二.遗传染色体学说的直接证明
三.人类的性连锁遗传分析
四.其他伴性基因遗传分析
第三节剂量补偿效应及其分子机制
一.性染色质
二.剂量补偿效应与Lyon假说
三.X染色体随机失活的分子机制
第四节遗传学第三定律
一.完全连锁与不完全连锁
二.连锁群
三.交换的细胞学证据
四.遗传学第三定律
第五节染色体作图
一.基因直线排列原理及其相关概念
二.基因定位的方法
三.遗传干涉与并发系数
四.利用作图函数计算大图距
第六节人类的基因定位
一.系谱分析定位法
二.基因剂量定位法
三.DNA介导基因定位法
第五章真核生物的遗传分析
教学目的和要求:
1.理解四分子分析的原理和遗传作图的方法;
2.了解真核生物重组的机制
3.掌握各种遗传标记的特点及应用。
教学重点和难点:
【教学重点】
1.四分子分析的原理和遗传作图的方法;
2.重要分子标记分析原理和方法。
【教学难点】应用四分子分析进行遗传作图的原理与方法;重要分子标记分析原理与具体实验环节之间的有机联系。
教学内容:
第一节真菌类的染色体作图
一.两个连锁基因的作图
二.三个连锁基因的作图
三.红色面包霉染色体的着丝粒作图
第二节真核生物重组的分子机制
一.同源重组的发生
二.同源重组的分子模型
三.有丝分裂分离与重组
第三节基因转变及其分子机制
一.异常分离与基因转换
二.基因转变及其分子机制
第四节真核生物遗传标记的特点及应用
一.RFLP标记
二.VNTR和STR标记
三.SNP标记
四.分子标记遗传图谱的应用
第六章细菌的遗传分析
教学目的和要求:
1.了解原核生物基因组的特点,掌握细菌染色体的遗传作图的方法;
2.掌握细菌的遗传方式(转化、接合、性导、转导)与遗传作图。
教学重点和难点:
【教学重点】细菌染色体的遗传作图。
【教学难点】细菌的转导和接合过程;细菌染色体的遗传作图。
教学内容
第一节细菌的细胞和基因组
第二节细菌的结合与染色体作图
一.大肠杆菌结合现象的发现
二.F因子与高频重组
三.细菌重组的特点
第三节中断杂交与重组作图
一.中断杂交实验原理
二.中断杂交作图
三.重组作图
第五节F’因子与性导
一.F’因子
二.性导
第六节细菌的转化与转导作图
一.细菌的转化与遗传作图
二.细菌的转导与遗传作图
第七章病毒的遗传分析
教学目的和要求:
1.掌握噬菌体的突变型及基因重组的特点;
2.掌握噬菌体的互补测验与顺反子测定;
3.掌握用两点测交与三点测交测定噬菌体交换值。
教学重点和难点:
【教学重点】噬菌体的互补测验与顺反子测定;用两点测交与三点测交测定噬菌体交换值。
【教学难点】用两点测交与三点测交测定噬菌体交换值。
教学内容
第一节噬菌体的遗传基础
一.病毒遗传研究的意义和优越性
二.病毒的拟有性过程和突变型
第二节噬菌体突变型的重组测验
一.Benzer的重组测验与基因的精细结构分析
二.T2突变型的两点测交与作图
三.λ噬菌体的基因重组与作图
四.T4突变型的三点测交与作图(自学)
第三节噬菌体突变型的互补测验
一.互补测验与顺反子
二.X174的条件致死突变的互补测验(自学)
三.T4条件致死突变型的互补测验(自学)
四.基因内互补
第四节噬菌体T4rII的缺失突变与作图
一.缺失作图的原理
二.缺失作图的方法
第五节噬菌体基因组与位点专一性重组
一.噬菌体的基因组
二.原噬菌体与合子诱导
三.原噬菌体的整合与切除
四.位点专一性重组的分子机制
第六节环状排列与末端重复
一.线状DNA具有环状遗传图
二.环状排列与末端重复的形成
第八章数量性状的遗传分析
教学目的和要求:
1.理解和掌握数量性状的特点和遗传基础;
2.理解数量性状的分析方法;
3.掌握遗传率的计算方法和用途;
4.掌握近交的遗传效应和近交系数的计算;
5.掌握杂种优势的概念和产生的遗传机理。
教学重点和难点:
【教学重点】数量性状的特点和遗传基础;遗传率的估算方法;近交系数的计算。
【教学难点】遗传率的估算方法。
教学内容
第一节数量性状的特性及其遗传基础
一.数量性状的概念
二.数量性状的多基因假说
三.阈性状及其特征
第二节数量性状分析的基本方法
一.数量性状的遗传率
二.估计遗传率的方法
第三节近亲繁殖与杂种优势
一.近交及其遗传学效应
二.杂种优势及其遗传机理
第九章核外遗传分析
教学目的和要求:
1.理解和掌握细胞质遗传的概念及特点;
2.掌握母性影响的及其与细胞质遗传的异同;
3.叶绿体和线粒体遗传的特点及其分子基础;
4.其他细胞质遗传因子的种类及其传递方式;
5.植物雄性不育性的类型及其不育机制。
教学重点和难点:
【教学重点】母性影响、细胞质遗传与核遗传的差异;叶绿体和线粒体遗传的特点与分子基础;植物雄性不育及应用。
【教学难点】细胞质遗传的实例分析;植物雄性不育及应用。
教学内容:
第一节核外遗传的性质和特点
第二节细胞内敏感性物质的遗传——草履虫放毒型的遗传
第三节母性影响
一.短暂的母性影响
二.持久的母性影响
第四节线粒体遗传及其分子基础
一.酵母的小菌落突变
二.线粒体基因组
第五节叶绿体遗传及其分子基础
一.衣藻的叶绿体遗传
二.叶绿体基因组
三.细胞质遗传特点
第三节核外遗传与植物雄性不育
一.植物雄性不育的类型
二.高等植物雄性不育性的遗传机制
三.高等植物雄性不育的应用
第十章染色体畸变的遗传分析
教学目的和要求:
掌握变异的类型、染色体结构变异和数目变异的类别、来源、遗传学效应、细胞学鉴定方法及其在实践中的应用。
教学重点和难点:
染色体结构变异的类型和遗传效应;染色体组及其倍数性;多倍体的类型、特征、形成途径及其应用。
教学内容:
第一节染色体结构变异及其遗传学效应
一.果蝇唾液腺染色体的特性
二.染色体结构变异的类型及其机制
三.缺失与假显性
四.重复与果蝇棒眼突变
五.倒位与交换抑制作用
六.易位与假连锁遗传
第二节染色体数目的变异
一.染色体组和染色体基组
二.染色体数目变异的概念和分类
三.整倍体及其遗传特征
四.非整倍体
第三节染色体畸变在基因定位中的作用
一.利用假显性进行基因定位
二.利用单体进行基因定位
三.利用缺体进行基因定位
第四节染色体变异在生物进化中的作用
第十一章基因突变与DNA损伤修复
教学目的和要求:
1.了解点突变的类型及其分子效应;
2.掌握点突变的诱变机制;
3.掌握基因突变的修复途径;
4.理解基因突变的检测方法。
教学重点和难点:
【教学重点】点突变的类型及其分子效应;物理诱变与化学诱变的机制和特点;基因突变的修复途径。
【教学难点】不同生物突变体的检测方法。
教学内容:
第一节点突变及其分子效应
第二节点突变的诱变机制
一.碱基类似物
二.碱基改变
三.碱基损伤
四.基因的定点突变
第三节自发突变与动态突变
第四节DNA损伤修复机制
一.光复活修复
二.切除修复
三.错配修复系统
三.重组修复
四.SOS修复
第五节基因突变的检测
一.显性突变和隐性突变的表现特点
二.植物形态突变的鉴定
三.微生物中生化突变的鉴定
四.果蝇中突变基因的检测
第十二章遗传与发育
教学目的和要求:
1.了解细胞核和细胞质在个体发育中的作用;
2.了解基因对个体发育的控制;
3.理解细胞的全能性和细胞程序性死亡。
教学重点和难点:
细胞全能性;细胞程序性死亡。
教学内容
第一节细胞核和细胞质在个体发育中的作用
一.细胞质在细胞生长和分化中的作用
二.细胞核在细胞生长和分化中的作用
三.细胞核和细胞质的相互关系
四.环境条件的影响
第二节基因对个体发育的控制
一.个体发育的阶段性
二.基因与发育模式
三.基因与发育过程
第三节细胞的全能性和细胞程序性死亡
第十三章基因工程与基因组学概述
教学目的和要求:
1.了解基因工程的含义、实施步骤及应用;
2.掌握工具酶的种类、特点和功能;
3.理解了解基因分离与鉴定的方法;
4.了解基因组学、后基因组学的含义;
5.了解基因组图谱构建方法。
教学重点和难点:
【教学重点】基因工程的基本原理和技术;目的DNA的分离和鉴定;基因组图谱构建。
【教学难点】目的DNA的分离和鉴定;基因组图谱构建。
教学内容
第一节基因工程
一.概述
二.限制性内切酶
三.基因工程的应用
第二节基因组学
一.概述
二.基因组图谱的构建
三.基因组图谱的应用
四.后基因组学
五.基因组印记
第十四章群体与进化遗传分析
教学目的和要求:
掌握生物进化的遗传基础,群体遗传平衡及其影响因素,新基因的来源和物种形成机制。
教学重点和难点:
群体遗传平衡及其影响因素。
教学内容:
第一节群体的遗传结构
一.孟德尔群体和基因库
二.群体的基因频率与基因型频率
第二节Hardy-Weinberg定律
一.Hardy-Weinberg定律的内容
二.平衡群体的基本特征及其应用
三.χ2检验抽样群体中基因型频率的平衡
四.复等位基因的遗传平衡
五.伴性基因的遗传平衡
第二节影响群体遗传平衡的因素
一.基因突变与选择
二.迁移
三.遗传漂变
四.非随机交配
第三节生物进化和新基因的起源途径
一.分子进化现象
二.生物进化理论
三.新基因起源的途径
第四节物种形成的机制
一.物种
二.物种形成的生殖隔离机制
三.物种形成的遗传机制
四.人工促进生物进化的途径
六、教学方法
1.采用启发式教学,着重培养学生的独立思考能力和实验设计能力。
2.重视直观教学,主要采用多媒体教学课件,国内外最新的彩色原版图片和自行制作的流程图、原理图示范等能提高教学效果的授课方式。
课堂教学为主,课余阅读为辅。
指定阅读参考书。
每章讲授完毕,布置练习作业,组织讨论,以掌握和巩固所学知识。
七、成绩考核方法
理论课:
采取期中、期末考试(笔试)和平时作业考勤相结合的考核办法。
实验课:
采取实验操作考核和笔试相结合为主,结合实验报告和随堂综合表现的记分制考核方法。
其中,理论考试占60%,实验笔试和操作考核成绩占总成绩20%,平时成绩(包括作业、考勤、随堂考核)占10%,实验技能随堂考核和实验报告占总成绩的10%。
八、教材与主要参考书目
教材
《遗传学》(第2版)戴灼华、王亚馥、粟翼玟主编,高等教育出版社,2007.12
参考书:
遗传学基础(第6版)(英文影印版),:
(美)WilliamS.Klug、MichaelR.Cummings、CharlotteA.Spencer,高等教育出版社,2008.8
全美经典学习指导系列---遗传学(原书第四版),(美)S.L.埃尔罗德W.斯坦斯菲尔德,田清涞(译),科学出版社,2004
现代生物学精要速览---遗传学(中文版),P.C.温特等,谢雍(译),科学出版社,2001
《普通遗传学》杨业华主编,高等教育出版社,2000.8
《遗传学》,朱军主编,中国农业出版社,2002
《现代遗传学》,赵寿元、乔守怡,高等教育出版社,2001
《现代遗传学原理》,徐晋麟、徐沁、陈淳,科学出版社,2001
《遗传学》,王亚馥、戴灼华主编,高等教育出版社,1999
《分子遗传学》孙乃恩等编,南京大学出版社,1996.2
《遗传学》,周希澄,郭平仲,冀耀如等,高等教育出版社,1982
《遗传学》,李宝森、胡庆宝 ,南开大学出版社,1991年
《遗传学300题解》,刘国瑞等,北京师范大学出版社,1986
《遗传学700题解》,徐仲吾,南京师范大学出版社,1985
《遗传学》,刘祖洞主编,高等教育出版社,1990
《普通遗传学》,方宗熙主编,科学出版社,1984
《遗传学原理》,裴广铮,王顺华主编,中国农业出版社,1988
《GeneVII》,BenjaminLewin,OxfordUniversityPress,1997
《Anintroductiontogeneticanalysis》,AnthonyJ.FGriffiths,W.H.Freeman,2000
http:
//www.ifhgs.org/
http:
//www.genetics-gsa.org/
http:
//www.genetics.org.uk/
http:
//www.genetics.org/
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