《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）：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．φX174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T4 rII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λ噬菌体基因组与位点专一性重组一．λ噬菌体的基因组二．λ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。