1、1生命科学学院教学大纲遗传学教学大纲2007.3.2课 程 简 介1. 课程编码：2. 课程名称：遗传学3. 英文名称：Genetics4. 课程性质：专业基础课5. 学时数： 546. 学分数：37. 选课要求 预修细胞生物学、生物化学、微生物学、植物学、动物学。8. 考核方式：考试。9. 内容简介 遗传学是研究遗传变异现象及其规律的科学，是以动物、植物、细菌等生命有机体为对象, 在个体、群体细胞或分子水平上研究遗传变异的现象及其物质基础和内在规律的科学，是生命科学的核心学科之一。遗传和变异是生物的共同特征，了解并掌握生物遗传和变异的规律是生命科学研究的基础，遗传学研究有助于深入了解生命的本
2、质。本课程是生物科学各专业的重要基础课。学生首先应掌握普通生物学，生物化学和细胞生物学等知识；而遗传学的学习又为进一步学习分子生物学、分子遗传学、发育生物学、基因工程等打下基础。遗传学自其诞生以来, 发展迅速,并形成了很多分支。她是动植物品种改良和微生物菌种改良的理论基础；在工农业生产、优生优育、医药卫生和国防建设等方面都有十分重要的作用。10教材：遗传学 ，王亚馥,戴灼华主编。高等教育出版社，1999。刘祖洞 遗传学（上、下） ，高等教育出版社 1991。11主要参考书目录：1 中国大百科全书生物学分册之遗传学 ，中国大百科全书出版社 1983。 2盛祖嘉 微生物遗传学 科学出版社 1989
3、。3孙乃恩 分子遗传学 南京大学出版社 1990。4赵寿元，黄裕泉，单祥年等。 人类遗传学概论 ，复旦大学出版社 1996。5. 赵寿元等.现代遗传学 ， 高等教育施普林格出版社，2000。36李振刚 分子遗传学概论 。中国科学技术大学出版社 1990。 7Benjamin Lewin. GENES VII. OXFORD UNIVERSITY PRESS 2000.教学大纲一、本课程的教学目标和任务遗传和变异是生物的基本特征之一，了解并掌握生物遗传和变异的规律是生命科学研究的基础。因此，本课程是生物科学各专业的重要基础课。在生物科学知识的学习中，遗传学处于比较靠前的地位，学生首先应掌握普通生
4、物学，生物化学和细胞生物学等知识；而遗传学的学习又为进一步学习分子生物学、分子遗传学、发育生物学、基因工程等许多课程打下基础。是一门能够在生产实践中具体应用的课程。本课程的主要任务是系统地介绍遗传学的基本知识和成就以及遗传学的最新进展和发展方向。使学生对遗传学有一个比较完整的认识，并培养学生分析和解决遗传学问题的能力。二、本课程的教学要求：1. 本课程的内容十分广泛，教学上应力求精当；向学生系统讲解掌握遗传学的基本概念、基本知识。对学生在先前的课程中已经学过的知识，少讲甚至不讲；对学生要进一步学习的内容，只简单地介绍，尽可能多地传授给学生丰富的知识，包括本学科的最新进展和一定数量的专业英语词汇
5、。2. 实验内容紧密结合理论课程，做到操作多于讲解，使学生通过实验操作加深对理论知识的理解，锻炼学生的动手能力，努力提高实验课的教学质量。3. 学生必须按时完成课堂作业。要求学生独立思考，锻炼提出问题、分析问题和解决问题的能力。三、本课程的学分学时分配和考核方式本课程计划安排在第三学年第二学期，共计 54 学时，平均每周安排 3 个学时。本课程4为 4 个学分。理论课闭卷考试。其中：第一章 绪论 1 学时第二章 孟德尔遗传分析 5 学时第三章 连锁遗传分析与染色体作图 7 学时第四章 基因精细结构遗传分析 6 学时第五章 细菌的遗传分析 7 学时第六章 数量性状的遗传分析 4 学时第七章 染色
6、体畸变 5 学时第八章 基因突变 3 学时第九章 核外遗传 5 学时第十章 群体遗传与进化 5 学时第十一章 原核生物的基因表达及其调控 3 学时第十二章 基因工程 3 学时四、讲授内容第一章 绪论第一节 遗传学基本概念第二节 遗传学的研究内容 第三节 遗传学的发展历史第四节 遗传学的应用内容: (一）遗传，变异，遗传与变异的辩证关系；（二）遗传学的研究对象和遗传学的任务；（三）遗传学分支学科；（四）遗传学发展简史；（五）遗传学在农业、工业、医药等方面的应用；（六）遗传学最新进展。重点：遗传和变异的概念；遗传学发展史和各阶段的主要成就。激发学生的学习兴趣和热情，树立良好的学习态度。难点：遗传学
7、发展的里程碑及遗传学分支。第二章 孟德尔遗传分析5第一节 孟德尔实验第二节 单因子杂交第三节 双因子杂交第四节 卡方分析第五节 遗传的染色体学说第六节 孟德尔定律的扩展内容提要：（一）分离定律: 孟德尔试验；孟德尔定律的产生及其实质；显隐性关系；杂交后代的分离比例。 （二）自由组合定律：自由组合的分离比，自由组合定律实质；在育种实践中的应用。 （三） 遗传的染色体学说：学说的形成背景；有丝分裂、减数分裂的特点；同源染色体，双价体，单价体，姊妹染色单体的概念；基因与染色体间的平行关系。 （四） 基因的作用及其与环境的关系：表现型的定义；基因多效及性状的多基因决定；等位基因以及非等位基因之间的相互
8、作用。重点 ：1. 孟德尔试验以及对实验结果的阐释。2. 相关基本概念如性状、单位性状和相对性状、显性性状和隐性性状、基因型和表型、纯合体和杂合体、杂交与自交、回交与测交，等位基因和非等位基因等。3. 遗传数据的统计处理。4. 染色质与染色体。5. 基因型、环境以及表型三者之间的关系；反应规范、表现度、外显率、拟表型、复等位基因等概念。难点：非等位基因之间的相互作用，不同类型互作的基因型和表型特征。第三章 连锁遗传分析与染色体作图 第一节 伴性遗传1性别决定与性染色体 2伴性遗传 第二节 连锁与交换1连锁现象的发现2连锁3交换4重组第三节 重组作图1两点测验2三点测验6第四节 顺序四分子分析第
9、五节 人类遗传作图内容：（一）伴性遗传 ：性别决定的各种不同机制；性别决定方式的进化；哺乳动物的 X染色体随机失活现象与机理；摩尔根果蝇伴性遗传实验、假设与验证; 伴性遗传及其特点；人类的性别畸型。 （二） 染色体及连锁群 :贝特孙试验与连锁现象的发现；连锁与交换的机理; 交换值与重组值;三点测验与基因定位;基因直线排列定律;干涉现象及并发率; 连锁群。 （三） 真菌的遗传分析：粗糙链孢霉作为遗传分析材料的优点；第一次分裂分离与第二次分裂分离；四分子分析与着丝粒作图。 （四） 人类的连锁分析和基因定位: 家系分析法，细胞学与剂量效应法，体细胞杂交，原位分子杂交，分子标记的应用。重点：伴性遗传及
10、其特点；三点试验与基因作图。难点：重组率及其计算。第四章 基因精细结构遗传分析 第一节 互补实验与顺反子1. 互补实验2一基因一酶假说3. 缺失作图第二节 基因的概念与发展内容：（一）经典遗传学的基因概念；（二）一个基因一个酶学说；（三）互补试验与顺反子；（四）重组子及突变子；（五）内含子及重叠基因；（六）基因的概念及其发展。重点：一个基因一个酶学说及其实验依据；顺反子的概念。难点：区分噬菌体 DNA 重组、互补及互养等过程。理解“功能单位”以及“基因内一般不能互补” 。第五章 细菌的遗传分析 第一节 细菌的接合1. Lederberg and Tatum 的实验 2. F 质粒与接合3. 高
11、频重组菌株与染色体转移第二节 中断杂交实验与重组作图71. 中断杂交实验2. 重组作图3. 中断杂交遗传图与重组图的关系4. 性导第三节 转化与转化作图第四节 转导与转导作图1. 普遍性转导2. 局限性转导3. 共转导作图内容：（一）细菌与遗传学研究；（二）突变率；（三）细菌的接合与 F 因子；质粒与附加体，F 因子的整合与脱离; 杂交过程中遗传物质的转移（滚环复制）;（四）Hfr 菌株与中断杂交试验；（五）大肠杆菌的遗传学图；重组作图；性导；转化。重点：中断杂交试验的原理与设计；三种致育因子之间的关系。难点：Hfr 菌株与中断杂交试验。第六章 数量性状的遗传分析第一节 数量性状的特征及其遗传
12、基础第二节 数量性状遗传研究的基本统计方法第三节 遗传率的估算及其应用1. 遗传率的概念2. 广义遗传率的估算 3. 狭义遗传率的估算 4. 遗传率在育种中的应用第四节 近亲繁殖1. 近亲繁殖的概念2. 近交与近交系数3近亲繁殖的遗传效应第五节 杂种优势及其在育种上的应用内容：（一） 数量性状的定义；质量性状与数量性状的区别；数量性状遗传的微效多基因假说；（二）平均数、方差、标准差的计算；（三）表型方差的分解；遗传率的基本定义：广义遗传率与狭义遗传率；（四）近交及近交系数；近亲繁殖的遗传效应；（五）杂种优势及利用。8重点：数量性状的遗传方式及特点；遗传率的计算及其在育种中的应用；杂种优势和近亲
13、繁殖。难点：遗传率的估算方法；近交系数的计算。第七章 染色体畸变第一节 染色体结构变异1. 缺失2. 重复3. 倒位4. 易位5. 染色体结构变异的应用第二节 染色体数目变异1. 染色体组及其倍数的变异2. 单倍体3. 同源多倍体4. 异源多倍体5. 多倍体的形成途径及其应用6. 非整倍体及其应用内容：（一）染色体结构变异：（1） 缺失。缺失的类别，形成原因和遗传学效应;缺失的鉴定及应用。 （2） 重复。重复的类别, 产生原因和遗传学效应，重复的鉴定及应用。 （3） 倒位。倒位的类别、产生原因和遗传学效应；倒位的鉴定及应用；CEB 技术、永久杂种、易位。 （4）易位. 易位的类别、产生原因和遗
14、传学效应；易位的鉴定和应用。 （二）染色体数目的改变：染色体组与染色体倍性；倍性改变：单倍体、同源多倍体和异源多倍体；同源多倍体的产生原因及育性。多倍体的诱导，物理和化学方法。多倍体的应用。人类的非整倍体。性染色体异常。常染色体异常及嵌合体。染色体变异在进化中的意义。重点：各种染色体畸变的细胞学特点及遗传学效应。难点：倒位和易位的细胞学特点及遗传学效应。第八章 基因突变9第一节 基因突变的概说1. 基因突变的类型2. 突变的性质3突变率及其计算第二节 基因突变的分子基础1、 自发突变2、 诱发突变与诱变剂的作用机理3、 定点突变第三节 生物体的修复机制内容：（一）概述：基因突变的不同类型；自发
15、突变和人工诱变；基因突变的基本特点：可逆性，多向性，有害性，稀少性及随机性；突变率；（二）基因突变的分子基础。 （三）电离辐射的作用机制和遗传学效应；紫外线的作用机制和遗传学效应；化学诱变剂的种类和特点、诱变的应用；（四）基因突变的检出；Mulles-5 技术。 （五）DNA 损伤的修复机制。重点：基因突变及其特点；突变率；人工诱变；突变的检出。难点：化学诱变剂的诱变机制。第九章 核外遗传第一节 母性影响 1. 欧洲麦蛾幼虫色素的遗传2. 椎实螺第二节 细胞质遗传及其分子基础1. 草履虫卡巴粒的遗传2叶绿体的遗传3线粒体的遗传第三节 雄性不育内容：（一）母性影响，麦粉蛾短暂的母性影响；椎实螺的
16、持久母性影响。持续饰变；（二）细胞质遗传的性质与特点；（三）草履虫放毒型的遗传，卡巴粒和内共生体；（四）酵母小菌落，线粒体遗传的方式及分子基础；（五）叶绿体遗传及其分子基础；（六）细胞质遗传系统与核遗传系统之间的关系；禾谷类作物的雄性不育及应用。重点：细胞质遗传及特点；细胞质与细胞核遗传系统间的相互作用。难点：细胞质遗传的分子基础。10第十章 群体遗传与进化 第一节 Hardy-Weinberg 定律1.基因型频率与基因频率2. Hardy-Weinberg 定律第二节 改变群体基因频率的因素1. 选择 2. 突变 3. 迁移 4. 遗传漂变 第三节 分子进化内容：（一）遗传平衡定律（Hard
17、y-Weinberg 定律） ，影响群体平衡的因素；适合度和选择系数；（二）遗传多态性；（三）物种形成；人工选择在育种中的应用，远缘杂交；（四）分子进化；进化理论：拉马克的获得性状遗传学说、达尔文的自然选择学说；（五）新基因的起源。突变是进化的动力。重点：基因频率与基因型频率；遗传平衡定律；选择对于平衡的影响；物种的概念；分子进化理论。难点：遗传平衡定律与分子进化。第十一章 原核生物基因表达及其调控第一节 基因表达及其调控概述第二节 大肠杆菌乳糖操纵子的负调控第三节 大肠杆菌乳糖操纵子的正调控内容：（一）原核生物基因表达调控的特点；（二）大肠杆菌乳糖操纵子的调控模型；重点：大肠杆菌乳糖操纵子的负调控。第十二章 基因工程第一节 基因工程的基本原理与发展历史第二节 工具酶 第三节 载体第四节 DNA 文库111. 基因组文库2. cDNA 文库第五节 目的 DNA 的分离掌握基因工程的基本概念、原理、步骤，了解其实际意义。内容： 基因工程的历史、原理和步骤；工具酶；PCR 技术；载体的种类与特点； cDNA 文库。基因工程技术的应用。教学重点：基因工程的原理和步骤。教学难点：cDNA 文库构建；目的基因的获得。
