《遗传学》教学大纲

《遗传学》教学大纲
一、教学目的
目前生命科学发展迅猛，遗传学逐步从个体向细胞、细胞核、染色体和基因层次发展，而且已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。

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，培养具有遗传学基本知识和创新能力的研究人才已迫在眉睫。

《遗传学》课程的主要目的是通过本课程的教学，使学生了解生物遗传和变异的规律及其物质基础，掌握遗传学的基本理论、基本知识和基本技能，提高创新意识和分析、解决遗传学问题的能力，为学习后续课程以及今后从事科研、教学和生产工作建立比较牢固的遗传学基础。

二、教学要求
遗传学是研究生物遗传和变异的科学。

它是生物科学中一门重要的基础理论科学，也是高等院校农学类专业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作物育种学和有关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。

通过本课程的学习，学生可以掌握有关遗传学的基本理论、基本知识和基本技能以及相关的实验技术，初步具备分析和解决有关遗传学问题的能力。

在本课程讲授过程中，首先需要说明学习遗传学的目的和任务，使学生明确遗传学课程的重要性和学习的必要性。

其次，需要注意保持遗传学学科的系统性，有分析地讲述生物遗传和变异的规律及其物质基础，力求反映近代遗传学的发展，使学生认识到遗传理论在促进生物科学发展中的普遍意义。

第三，需要注意联系生产实际，着重指出遗传理论应用于育种工作的成就和途径，以及应用于医学和人民保健方面的进展。

第四，需要加强实验课和习题课，使学生进一步加深理解和巩固课堂教学内容，掌握从事遗传研究的基本方法和操作技术以及提高分析遗传学问题的能力。

三、课程主要内容、学时分配和要求：
（一）课程体系结构：
根据学校教学计划，上课时间安排为48学时、实验时间为32学时，一般在第五学期完成。

第一部分（14学时）：包括第一至第四章，是遗传学的基础内容，并与高中生物课知识相连接。

这一部分首先讲述遗传学知识的基本概念和最新进展，使学生对遗传学有一个总体上的概念。

然后在《植物学》课程的基础上，进一步认识细胞结构、功能及其细胞分裂方式与遗传的关系，便于从细胞水平上理解以后各章所讲述的遗传理论。

进而介绍遗传学的基石--性状遗传的三个基本规律。

使学生根据细胞分裂过程中染色体的动态变化，明确基因与染色体动态的平行性；深入理解基因分离、独立分配和连锁遗传三个规律的实质以及在实践中的应用。

其中细胞学基础一章中部分内容与植物学课程有所重复，三大遗传规律的部分内容也已在高中生物课中出现，需有选择和有重点的进行讲授。

第二部分（4学时）：第五章。

生物体许多性状是属于数量性状，有着与质量性状明显不同的遗传规律和研究方法。

这一部分内容主要是阐述表现为连续变异的数量性状的遗传方式和特征、遗传假说以及数量性状研究的方法。

第三部分（9学时）：包括第六章和第七章。

变异是生物进化的重要源泉，包括基因突变、染色体结构和数目的变异等。

这一部分内容主要讲述基因突变的现象和特征、染色体结构和数目变异的类型和细胞学鉴定方法，各种变异类型的遗传机理以及与性状表现的关系。

同时阐明理化诱变的方法和途径，基因突变、染色体结构和数目的变异在动植物育种工作上的意义。

第四部分（3学时）：第八章。

是讲述细菌和病毒等微生物的遗传和研究方法，这是微生物遗传学的基础知识，需要着重明确其特殊的染色体传递和重组方式以及在分子遗传学发展的作用。

第五部分（9学时）：包括第九至第十一章。

这一部分主要是深入论证核酸是主要的遗传物质基础，说明核酸的化学结构、自我复制及其遗传功能，讲述基因概念的新发展和基因突变的分子基础，以及基因表达调控与性状表现的关系。

同时在认识遗传物质结构和功能的基础上，进一步讲述基因的分离与鉴定、基因组图谱的构建和应用、后基因组的概念和技术，以及利用基因操作技术定向改造生物遗传物质的原理和方法，从而说明近代遗传学已进入定向控制生物性状的新阶段。

这部分内容是遗传学最新的内容，是学生最感兴趣的内容之一，需要结合遗传学的最新进展讲深讲透，但容易与《生物化学》等其他前修课程的部分内容重复，需要有选择和有针对性的进行讲授。

第六部分（3学时）：第十二章。

是专门讲述细胞质遗传物质的传递以及与性状表现的关系。

所述内容明显不同于以上各章所讨论的细胞核遗传，主要包括线粒体遗传、叶绿体遗传、共生体遗传和附加体遗传等内容。

并由此深入讨论核与质的统一关系以及植物雄性不育在杂种优势利用中的方法和进展。

第七部分（6学时）：包括第十三至十四章。

这一部分内容是阐明高等生物个体发育过程中细胞分化、细胞核和细胞质的作用、基因对个体发育的控制、细胞的全能性以及环境条件的影响。

同时在前述遗传理论的基础上，讲述生物进化的机理，阐明生物群体内遗传和变异的规律，讨论物种形成的方式，使学生加深遗传学的研究对于认识、利用和改造生物的重大意义。

（二）具体章节及学时安排：
第一章绪言（3学时）
⒈遗传学研究的对象和任务
⒉遗传学的发展
⒊遗传学在科学和生产发展中的作用
第二章遗传的细胞学基础（3学时）
⒈细胞的结构和功能
⒉染色体的形态和数目
⒊细胞的有丝分裂
⒋细胞的减数分裂
⒌配子的形成和受精
⒍生活周期
第三章孟德尔遗传（4学时）
⒈分离规律
⒉独立分配规律
⒊遗传学数据的统计处理
⒋孟德尔遗传规律的补充和发展
第四章连锁遗传规律和性连锁（4学时）
⒈连锁与交换
⒉交换值及其测定
⒊基因定位与连锁遗传图
⒋真菌类的连锁和交换
⒌连锁遗传规律的应用
⒍性别决定与性连锁
第五章数量性状遗传（4学时）
⒈数量性状的特征
⒉数量性状遗传研究的基本统计方法
⒊群体的变异和分析
⒋遗传参数的估算及其应用
⒌数量性状基因定位
⒍近亲繁殖与杂种优势
第六章基因突变（3学时）
⒈基因突变的现象、时期和特征
⒉基因突变与性状表现
⒊基因突变的鉴定
⒋基因突变的诱发
⒌转座子
第七章染色体变异（6学时）
⒈染色体结构变异
⒉染色体结构变异的应用
⒊染色体数目变异
第八章细菌和病毒的遗传（3学时）
⒈细菌和病毒遗传研究的意义
⒉噬菌体的遗传分析
⒊细菌的遗传分析
第九章遗传物质的分子基础（3学时）
⒈DNA作为遗传物质的主要证据
⒉核酸的化学结构
⒊染色体的分子结构
⒋DNA的复制
⒌RNA的转录和加工
⒍遗传密码与蛋白质的翻译
第十章基因的表达与调控（3学时）
⒈基因的概念
⒉基因的调控
第十一章基因工程和基因组学（3学时）
⒈基因工程
⒉基因组学
第十二章细胞质遗传（3学时）
⒈细胞质遗传的特点
⒉母性影响
⒊叶绿体遗传
⒋线粒体的遗传
⒌共生体和质粒决定的染色体外遗传
⒍植物雄性不育的类型及其遗传机理
十三章遗传与发育（3学时）
⒈细胞核和细胞质在个体发育中的作用
⒉基因对个体发育的调控
⒊细胞的全能性
第十四章群体遗传与进化（3学时）
⒈群体的遗传平衡
⒉改变基因频率的因素
⒊达尔文的进化学说
⒋物种的形成
（三）实验内容：
遗传学实验是遗传学教学中的重要环节。

其作用在于练习遗传学实验技术和分析遗传学实验结果，从而加深理解和掌握遗传学的基础理论和内容。

每学期学生进行9个实验（其中一个为学生课外自选实验项目，需自选时间进行操作。

同时根据遗传学进展安排1~2个新的实验），学生还可根据自己的兴趣自主选题来实验室从事一些较基础的遗传学实验研究。

实验一植物减数分裂的观察及临时片制作（4学时）
取小麦和玉米雄穗花药进行染色压片，学习花粉母细胞涂抹制片技术，观察植物减数分裂各个时期染色体的变化特征。

同时取分裂相好的片子制作临时片。

实验二果蝇的形态鉴别和伴性遗传试验（综合实验）（4学时）
了解果蝇的生活史，识别雌雄果蝇，观察常见的几种突变型，通过果蝇红眼野生型与白眼突变型的遗传杂交试验，了解由性染色体上基因所控制的性状分离规律以及伴性遗传在正反交中的差异。

由于果蝇孵化需要较长时间，该实验要分2~3次进行。

实验三果蝇的连锁交换和基因定位（综合实验）（4学时）
利用果蝇性染色体上已知的基因进行三点测验，验证连锁遗传规律；练习基因定位和绘制连锁遗传图的方法。

该实验的时间跨度需40天左右，需分阶段逐步完成。

实验四染色体结构和数目的变异（4学时）
通过图片讲解及对小麦远缘杂种永久片的观察，了解染色体结构和数目变异的类型，观察各变异类型的细胞学特征，加深对各种变异类型遗传效应的理解和认识。

初步掌握多倍体鉴定、染色体研究的方法和技术，培养实际运用中观察和鉴别染色体的能力。

实验五西瓜多倍体的诱导和鉴定（综合实验）（4学时）
学习诱导西瓜染色体加倍和鉴定西瓜染色体数的方法，比较不同操作方法的特点；学习流式细胞术的基本原理，初步掌握样本制备（细胞核提取）方法，了解上机过程。

实验六植物染色体的显带技术与核型分析（4学时）
练习数码显微摄影的操作过程；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；学习植物染色体吉姆萨（Giemsa）分带技术和带型分析方法，鉴别染色体结构和染色体组。

实验七植物DNA的提取和定性鉴定（综合实验）（4学时）
学习植物DNA的一般提取方法及DNA的凝胶电泳技术，为将来学习分子遗传学和分子生物学打下一定的基础。

实验八植物近缘种属的分子生物学鉴定分析（4学时）
学习用分子标记技术鉴别具有不同遗传组成的品种的方法，掌握SRAP新型分子标记技术分析原理，树立对基因组结构的正确认识。

实验九植物染色体荧光原位杂交（综合实验）（自选时间）
为学生课外自选实验项目。

主要了解荧光原位杂交技术的基本原理及其在生物学各领域中的应用。

掌握原位杂交技术的操作方法和荧光显微镜的使用方法。

四、教学基本要求和说明
遗传学是农林院校的一门专业基础课程，教学对象是三年级学生。

因此，教学方法主要是以课堂讲授和实验教学为主，辅之以必要的课外习题、答疑和阅读参考资料。

每位教师要始终做到教书育人、为人师表，严格要求学生。

充分发挥教师和学生在教学过程中的积极性，以保证遗传学教学的顺利完成。

教学中采用理论讲解与图表、模型以及实验等教学方法，充分利用遗传学多媒体课件，发挥电化教学、计算机辅助教学及多媒体等先进教学手段在遗传学教学中的作用。

在讲授中，需着重讲透重点、难点、辩清疑点，做到概念清楚、重点突出、逻辑推理严谨，语言要求生动、精炼，有启发性，板书要求清楚、条理分明，力求高质量完成课堂教学。

课外需布置一些精选的习题，提高学生分析问题和解决问题的能力。

教师要认真及时批改作业，通过作业的反馈可以不断地改进教学方法，并可以通过习题课、辅导答疑，及时解决学生中的疑难问题。

本课程已建有《遗传学》教学网站（/k/531），《遗传学》教学大纲、教学日历、教材、教学参考书和教学辅助资料（包括教案、习题和参考答案库、模拟试卷、实验指导、网络版和课堂教学版多媒体课件及其他教学资料）已经全部上网，校内外人员均可无密码上网学习。

网站上公布的课后复习资料以及大量自测题可以提高学生的复习效果，有利于学生及时了解掌握相关知识的程度。

网站中同时建有网络版与单机版，学生课后阅读和复习时，可以方便地选择不同的版本。