《遗传学》教学大纲

《遗传学》教学大纲（课程代码：1223004）一、课程说明（一）适用专业：园艺技术（二）课程类别：专业基础课（三）课程性质与任务：遗传学是园艺技术专业学生的一门必修课程。遗传学是研究生物遗传和变异的科学。遗传学是园艺学中一门十分重要的理论科学，直接探索生命起源和生物进化的机理。同时，它又是一门紧密联系生产实际的基础科学，是指导园艺植物育种工作的理论基础。《遗传学》是生产类各专业的骨干基础课程，在这些专业的教学计划中占有极为重要的地位。（四）教学目的与要求：设置本课程的目的在于使学生全面学习遗传学的基本概念、基本原理、基本分析方法，了解遗传学的最新发展，学会应用遗传学基本原理分析一般遗传问题；为进一步学习有关专业课程和遗传学的总分支学科奠定较好的遗传学理论基础。（五）先修课程：植物学、植物生理学、生物化学（六）学时、学分数：总学时48，分学时：理论48，其他0；总学分3分（七）教学方式及设施要求：教学上要求通过系统的学习，使学生对遗传学的基本理论和基本研究方法有全面和深入的了解。在教学方法上采取课堂讲授为主，辅以多媒体课件、录像、挂图、实验、习题、课程论文、教学辅助等，以加强学生对理论知识的消化和理解，在教学过程应注意积极启发学生的思维，培养学生发现问题和解决问题的能力。（八）考核方式与要求：考试成绩分3部分：卷面成绩70%（笔试，闭卷），平时成绩30%（作业、考勤）。二、课程、基本要求与学时分配（一）课时分配表 章节次数 章节名称 学时数（实验课程独立开设） 总学时 理论 其他 1次 第一章绪论 （2学时） 2 2次 第二章遗传的细胞学基础 （4学时） 4 3次 第三章遗传的分子基础 （6学时） 6 4次 第四章孟德尔定律 （8学时） 8 3次 第五章连锁交换定律 （6学时） 6 2次 第六章染色体变异 （4学时） 4 3次 第七章基因突变 （6学时） 6 3次 第八章细胞质遗传 （6学时） 6 3次 第九章数量性状遗传 （4学时） 6 1次 综合复习指导 （2学时） 2 合计 48 48 （二）各章节基本内容及要求第一章绪论教学目的：本章以遗传的基本概念及遗传与变异的辩证统一关系为重点，论述遗传学的产生与发展，同时说明遗传学与生命科学中其它学科的关系以及在国民经济中的应用。基本要求：了解遗传学的概念，遗传与变异的关系，遗传学的任务，遗传学的历史及发展。重点与难点：重点内容：遗传学的概念，遗传与变异的关系，遗传学的历史及发展。难点内容：遗传与变异的关系。教学时数：2学时教学内容：遗传学的基本概念、遗传与变异的关系、遗传学的发展概念：遗传学，遗传，变异，基因第一节现代遗传学概述第二节现代遗传学的发展简史第三节现代遗传学在科学和生产发展中的作用思考题（作业）：课后练习题第二章遗传的细胞学基础教学目的：介绍遗传的细胞学基础，突出细胞核内的染色体，染色体和染色质的关系，细胞分裂，重点介绍减数分裂以及染色体在减数分裂过程中的行为。基本要求：要求学生掌握染色体的变化动态。重点与难点：重点内容：染色体组，染色质与染色体的关系，染色体的结构，减数分裂过程及特点，减数分裂与有性生殖的关系。难点内容：减数分裂。教学时数：4学时教学内容：减数分裂，染色体相关内容。概念：联会、染色质、染色体、同源染色体、非同源染色体、单倍体、二倍体、多倍体、二价体、四分体、染色单体、姐妹染色单体、非姐妹染色单体。第一节细胞结构1、细胞膜；2、细胞质；3、细胞核第二节染色体1、染色体的形态特征和类型；2、染色体的精细结构；3、常染色质和异染色质；4、染色体的数目；5、特异染色体第三节细胞分裂1、细胞的分裂周期；2、原核生物的细胞分裂；3、无丝分裂；4、有丝分裂；5、减数分裂第四节染色体周史1、植物的生活史；2、动物的生活史；3、真菌的生活史思考题（作业）：课后练习题第三章　遗传物质的分子基础教学目的：本章主要讲述核酸的结构，及其复制和转录的特点，蛋白质的合成过程基本要求：掌握DNA和RNA结构，DNA复制和转录的特点，及蛋白质的合成过程。重点与难点：重点内容：DNA和RNA结构和自我复制。难点内容：蛋白质的合成过程。教学时数：6学时教学内容：第一节　遗传物质是DNA（或RNA）1、作为遗传物质必须具备的条件；2、核酸是遗传物质的间接证据；3、核酸是遗传物质的直接证据第二节　核酸的结构与复制1、核酸的分子组成；2、DNA的分子结构；3、RNA的分子结构；4、两种核酸的区别；5、DNA的复制第三节　DNA转录和RNA的种类1、DNA的转录；2、RNA的加工；3、病毒RNA的复制和反向转录；4、RNA的种类和特点第四节遗传信息和遗传密码1、遗传信息的流动；2、遗传密码的破译；3、遗传密码表的使用；4、遗传密码的特性第五节　蛋白质的生物合成1、蛋白质生物合成过程；2、蛋白质前体的加工；3、蛋白质合成过程中的注意事项；4.蛋白质的种类第六节基因的本质1、经典的基因概念；2、现代的基因概念；3、基因概念的多样性；4、基因的类别和数目思考题（作业）：课后练习题第四章孟德尔定律教学目的：本章主要介绍分离规律和自由组合定律，在中学生物学的基础上加以引深，重点介绍研究方法。基本要求：掌握孟德尔分离和自由组合定律的本质，引导学生如何发现和应用规律，同时了解非等位基因之间的相互作用。重点与难点：重点内容：分离和自由组合规律及其实质、基因互作、概率及其应用。难点内容：孟德尔对试验的解释及验证、概率及其应用。教学时数：8学时教学内容：分离和自由组合定律。概念：遗传因子、基因、等位基因、显性基因、隐性基因、显性性状、隐性性状、基因型、表现型、纯合体、杂合体、回交、测交、分离、完全显性、不完全显性、共显性、镶嵌显性、F1代、F2代、概率、乘法定律、加法定律。第一节分离规律1、一对性状的杂交试验；2、分离现象的解释；3、遗传学的几个基本概念；4、分离定律的验证；5、经典分离比例实现的条件；6、显性的表现类型；7、环境影响和基因的表型效应；8、致死基因；9、复等位基因；10、分离定律的意义第二节自由组合定律1、两对性状的杂交试验；2、自由组合现象的解释；3、自由组合定律的验证；4、多对基因的自由组合；5、自由组合定律的应用第三节统计学原理在遗传学中的应用1、概率；2、二项式展开的应用；3、X2检验第四节非等位基因间的相互作用1、互补作用；2、累加作用；3、重叠作用；4、显性上位作用；5、隐性上位作用；6、抑制作用思考题（作业）：课后练习题第五章连锁互换定律教学目的：本章主要介绍基因的连锁与互换，重点介绍同源染色体上非等位基因的传递规律基本要求：掌握连锁互换规律的本质，同时介绍连锁互换规律在实践中的应用。重点与难点：重点内容：连锁与互换的实质，基因定位难点内容：交换率的测定，连锁遗传图谱的构建教学时数：6学时教学内容：概念：完全连锁，不完全连锁，重组，重组值、单交换，双交换，干涉，并发系数。第一节连锁与互换1、连锁交换现象；2、交换发生的机制；3、交换型配子形成的过程、4、发生交换的一般规律第二节交换率及其测定1、交换率测定的方法；2、影响交换率的因素第三节基因定位和连锁遗传图1、基因定位；2、干涉和并发率；3、连锁遗传的实际运算；4、连锁群和连锁遗传图第四节人类的遗传分析1、系谱分析法；2、体细胞杂交定位法；3、分子原位杂交法第五节连锁和交换定律的意义1、理论上的意义；2、育种实践中的应用；3、人类遗传中的应用思考题（作业）：课后练习题第六章染色体的变异教学目的：本章重点介绍染色体的结构变化、数目变化，使学生了解染色体变异的成因。基本要求：掌握染色体的结构变异和数目变异的类型。重点与难点：重点内容：染色体结构变异的类型难点内容：染色体变异的遗传学效应。教学时数：4学时教学内容：概念：单体，三体，缺体，四体，同源多倍体，异源多倍体。第一节染色体结构变异1、缺失；2、重复；3、倒位；4、易位；第二节染色体数目变异1、染色体组和染色体数目变异的类型；2、单倍体；3、同源多倍体；4、异源多倍体；5、亚倍体；6、三体。思考题（作业）：课后练习题第七章基因突变教学目的：本章重点介绍基因突变，使学生了解基因突变产生的根本原因。基本要求：掌握基因突变的类型及其分子基础。重点与难点：重点内容：基因突变的分子基础。难点内容：基因突变的遗传学效应。教学时数：6学时教学内容：概念：置换，颠换，移码突变，同义突变，错义突变，回复突变，抑制突变，缺失，重复，倒位，易位，转座因子。第一节基因突变的概述1、基因突变的概念和形成的原因；2、基因突变表现类型；3、基因突变的特性。第二节诱发突变1、诱变的意义；2、物理诱变；3、化学诱变。第三节DNA的损伤和修复1、DNA的损伤的类型；2、DNA损伤的修复；3、DNA损伤修复的生物学意义。第四节回复突变和抑制突变1、回复突变的特点和分类；2、基因内直接抑制突变；3、基因间直接抑制突变；4、基因间间接抑制突变第五节基因突变的检出1、植物中基因突变的检出；2、动物突变的检出；3、细菌或真菌突变的检出；4、人类基因突变的检出第六节转座因子1、转座因子的发现；2、转座因子的类别和结构特性；3、转座发生的机制思考题（作业）：课后练习题第八章细胞质遗传教学目的：本章重点介绍核外遗传的特点、传递规律以及母性影响的特点与规律，使学生了解遗传的多样性。基本要求：掌握核外遗传的特点、传递规律以及母性影响的特点与规律。重点与难点：重点内容：细胞质遗传的遗传机制，母性影响的遗传机制。难点内容：叶绿体DNA，线粒体DNA的传递特点。教学时数：6学时教学内容：概念：雄性不育系，保持系，恢复系，第一节母体影响1、母体影响的遗传现象；2、母体影响的遗传学特点。第二节细胞质遗传现象1、叶绿体遗传；2、线粒体遗传；3、核质互作遗传；4、细胞质遗传的特征。第三节细胞质遗传的物质基础1、叶绿体遗传的分子基础；2、线粒体遗传的分子基础；3、细胞核基因与细胞质基因的特性比较；4、细胞质基因和细胞核基因之间的关系。第四节植物雄性不育的遗传1、植物雄性不育的类别；2、质核不育型的遗传特点；3、雄性不育的发生机制；4、雄性不育的利用。思考题（作业）：课后练习题第九章第九章数量性状遗传教学目的：本章重点介绍数量性状的传递规律，数量性状与质量性状的区别和联系，遗传力的估算方法及在医学、农业上的应用，同时介绍了近亲繁殖和杂种优势的一般原理。基本要求：掌握遗传力的估算方法及遗传力在医学、农业上的应用，同时掌握近亲繁殖和杂种优势的一般原理。重点与难点：重点内容：多基因假说，遗传力的估算，以及方差分析杂种优势。难点内容：遗传力的估算教学时数：6学时教学内容：概念：数量性状，质量性状，不连续变异，连续变异，多基因假说，方差，遗传力，杂种优势，近亲繁殖。第一节研究数量性状遗传的常用参数1、平均数（平均值）；2、表示变异的参数；3、置信区间。第二节多基因遗传－多基因学说1、数量性状的表型特征；2、多基因假说；3、控制数量性状的基因效应的分析；4、数量性状和质量性状的关系。第三节控制数量性状的基因数目的估算1、根据F2分离群体内的极端类型进行估算；2、根据世代间的平均数和方差估算。第四节遗传力1、基本概念；2、广义遗传力的估算；3、狭义遗传力的估算；4、平均显性度；5、人类遗传力的估算；6、遗传力的应用。第五节近亲繁殖1、基本概念；2、自交的遗传学效应；3、回交的遗传学效应；4、纯系学说；5、近交系数。第六节杂种优势1、杂种优势的概念和特点；2、杂种优势的遗传学理论；3、杂种优势的利用。思考题（作业）：课后练习题三、参考教材及资料：教材：《现代遗传学》张建民主编，化学工业出版社。参考书：1.《遗传学》刘祖洞、江绍慧编，高等教育出版社，1984年　2.《遗传学》张飞雄主编，高等教育出版社。3.《普通遗传学》杨业华主编，高等教育出版社。4.《遗传学》王亚馥、戴灼华主编，高等教育出版社。5.《遗传学》朱军主编(面向21世纪教材)，中国农业出版社。执笔人：张孝霖教研室主任：许卉系主任：姚志刚生命科学系园艺技术教研室2011年8月29日《遗传学实验》教学大纲(课程编码1223010)一、课程说明（一）适用专业：园艺技术生物科学（二）课程类别：专业课（三）课程性质与任务：遗传学实验是生命科学类专业的重要课程，要求学生在学好理论课的基础上，必须经过实践环节的严格训练，才能掌握本课程的基本内容。本实验是为了配合课堂理论教学，提高学生动手能力而设置的。通过实验教学使学生了解、验证、巩固和加深所学的遗传学的基本理论知识，同时，学习实验技术，增强学生的实验技能和分析问题的能力。（四）实验教学目标与基本要求：目的是巩固和扩展课堂讲授的知识，培养学生的实验操作技能以及独立思考、发现和解决问题的能力。熟练掌握有关实验原理、方法和实验技能，了解当今植物生理学研究的主要方法。培养学生利用实验室条件和所学知识分析处理一些实际问题。提高学生对实验室工作重要性的认识，培养其严谨的科学态度和团结协作的精神以及创造性思维能力。（六）学时、学分数：16学时，1学分（七）实验类别：专业实验（八）考核方式与要求：考查二、实验课程内容和学时分配 序号 实验项目名称 学时 必做选做 类别 主要目的要求 主要仪器 1 植物细胞有丝分裂观察 3 必做 基础 观察染色体的动态变化，掌握有丝分裂的过程 显微镜 2 减数分裂 3 必做 综合 掌握压片法操作技巧，观察减数分裂过程中不同时期中的染色体；了解性细胞形成过程中的染色体状态 显微镜 3 玉米粒色的遗传分析 3 选做 基础 通过对不同组合杂交后代的玉米粒色及形态的统计分析，验证遗传的三大基本规律 4 植物多倍体诱导及鉴定 3 选做 综合 掌握秋水仙素诱发植物多倍体的基本方法 显微镜 5 染色体组型分析 3 必做 设计 学习核内DNA组型分析法 显微镜、冰箱、水浴锅 6 高等植物组织DNA的制备 3 必做 综合 掌握植物DNA提取的方法 恒温培养箱、高压菌器、离心机、显微镜说明：本大纲包括6个实验，其中基础性实验2个，综合性实验3个。除特别注明外，每个实验均为3学时。第一部分：基础性实验（一）经典遗传学实验一、植物细胞有丝分裂及染色体行为的观察观察植物细胞有丝分裂过程及各时期染色体的特征；学习并掌握植物根尖染色体玻片标本的制作方法。实验二、减数分裂及染色体行为的观察了解高等动、植物配子形成过程中减数分裂的细胞学特征，重点掌握染色体在其中的动态变化过程；学习植物花药和动物精巢减数分裂染色体的制片技术、方法。实验三、玉米有性杂交和粒色遗传学习玉米有性杂交的技术和方法；分析玉米粒色的遗传方式，了解其遗传控制的机制。实验四、植物多倍体的诱发和鉴定了解人工诱导多倍体的原理、方法及其在植物育种上的意义，并初步掌握用秋水仙素诱发多倍体的一般方法；鉴别诱导后植物染色体数目发生的变化。（二）细胞遗传学实验五、染色体组型分析观察分析植物细胞有丝分裂中期染色体的长短、臂比和随体等形态特征，能够较熟练地根据着丝粒位置、染色体形态、大小等进行染色体的配对和排序；学习并掌握植物染色体组型分析的方法，了解染色体组型分析的意义，为进行细胞遗传学和遗传育种学的研究奠定基础。（三）分子遗传学实验六、高等植物总DNA的提取和纯化学习提取和纯化高等植物总DNA的方法，理解其原理。三、参考书目1郭善利、刘林德，《遗传学实验教程》，科学出版社，20042刘祖洞、江绍慧，《遗传学实验》第2版，高等教育出版社，1987执笔人：张孝霖教研室主任：许卉系主任：姚志刚生命科学系园艺技术教研室2011年08月29日