《遺傳學A》課程教學大綱

《遺傳學A》課程教學大綱課程編號：0812069課程總學時/學分：45/2.5（其中理論45學時，實驗0學時）課程類別：專業(yè)必修課一、教學目的和任務 遺傳學是研究生物遺傳和變異的科學，研究內(nèi)容包括遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、功能與變異，遺傳物質(zhì)的傳遞、遺傳信息的表達與調(diào)控等諸多方面。隨著現(xiàn)代生物科學技術(shù)的發(fā)展，遺傳學已成為21世紀生命科學領(lǐng)域發(fā)展最為迅速的學科之一，是生命科學各門學科的核心，它的分支幾乎擴展到生物學的各個研究領(lǐng)域。遺傳學課程是種子科學與工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎和必修課程。二、教學基本要求通過對遺傳學的學習，使學生對遺傳物質(zhì)的本質(zhì)、遺傳物質(zhì)的傳遞、遺傳物質(zhì)的變異等基本規(guī)律有比較全面的、系統(tǒng)的認識，并能應用其基本原理分析遺傳學數(shù)據(jù)，解釋遺傳學現(xiàn)象，對遺傳信息的表達與調(diào)控、遺傳工程有一個較全面的了解。同時學習本課程，可以使學生掌握植物遺傳變異規(guī)律，了解植物良種選育的原理、方法，為從事植物育種工作準備必要的知識。本課程要求學生在對細胞生物學、生物化學、生物統(tǒng)計學等基礎知識有較深理解的前提下進行學習。同時遺傳學的知識儲備也為后續(xù)分子生物學的學習打下基礎。本課程的教學主要采用講授方式同時適當運用探究式教學，教材的選編以所訂教材為主同時結(jié)合重要國際國內(nèi)期刊的新鮮內(nèi)容傳授給學生，并引導學生自主學習。通過遺傳學課程的學習，要達到如下目標：⑴學生應全面地掌握遺傳學的基本概念，基本理論和基本研究方法，為進一步學習有關(guān)遺傳學的分支課程等后續(xù)課奠定基礎。⑵能運用所學的基本理論，說明和解決育種及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐中有關(guān)遺傳學的一般問題。三、教學內(nèi)容及課時分配緒論（2學時）第一節(jié)遺傳學研究的對象和任務一、遺傳學的研究對象二、遺傳、變異和選擇的關(guān)系三、遺傳、變異與環(huán)境第二節(jié)遺傳學發(fā)展簡史一、古代遺傳學知識的積累二、近代遺傳學的奠基三、遺傳學的建立和發(fā)展第三節(jié)遺傳學的重要作用一、生命本質(zhì)的探索二、生物進化理論的基礎三、指導動植物、微生物遺傳改良工作四、遺傳學在醫(yī)學上的作用教學要求：1．掌握遺傳、變異的概念和遺傳學的概念。2．熟悉遺傳學研究內(nèi)容和任務。3．了解遺傳學發(fā)展的主要階段，以及有哪些重要的科學家做出了重大貢獻。4．了解遺傳學在國民經(jīng)濟中的地位。教學重點：遺傳和變異的概念；遺傳學發(fā)展的主要階段教學難點：遺傳學是如何發(fā)展的，為什么會如此發(fā)展？第一章遺傳的細胞學基礎（2學時）第一節(jié)細胞的結(jié)構(gòu)和功能一、原核細胞二、真核細胞第二節(jié)染色體一、染色質(zhì)與染色體二、染色體的形態(tài)三、染色體的組成及分子結(jié)構(gòu)四、染色體的數(shù)目第三節(jié)細胞的分裂和細胞周期一、細胞周期二、無絲分裂三、有絲分裂四、減數(shù)分裂第四節(jié)配子的形成和受精一、雌雄配子的形成和受精二、植物的授粉與受精三、無融合生殖第五節(jié)生活周期一、世代交替二、低等生物的生活周期三、高等植物的生活周期四、高等動物的生活周期第一節(jié)染色體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、數(shù)目教學要求：1．掌握染色體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)。2．掌握細胞的有絲分裂和減數(shù)分裂的過程和意義。教學重點：染色體的結(jié)構(gòu)；減數(shù)分裂的過程和意義；雙受精現(xiàn)象教學難點：染色體的組裝；減數(shù)分裂的過程和意義；種子各部分細胞的倍性第二章遺傳物質(zhì)的分子基礎（4學時）第一節(jié)核酸是主要的遺傳物質(zhì)一、DNA作為主要遺傳物質(zhì)的直接證據(jù)。二、DNA作為主要遺傳物質(zhì)的間接證據(jù)。三、無DNA生物中，RNA是遺傳物質(zhì)及其證據(jù)第二節(jié)DNA和RNA的化學結(jié)構(gòu)一、DNA的化學結(jié)構(gòu)二、RNA的化學結(jié)構(gòu)。第三節(jié)DNA的復制一、DNA復制的一般特點二、原核生物DNA的復制三、真核生物DNA的復制四、RNA的復制第四節(jié)RNA的轉(zhuǎn)錄及加工一、RNA的合成的一般特點二、原核生物RNA的合成三、真核生物RNA的轉(zhuǎn)錄及加工第五節(jié)遺傳密碼與蛋白質(zhì)的翻譯一、遺傳密碼二、蛋白質(zhì)的合成三、中心法則及其發(fā)展教學要求：1．掌握核酸的化學結(jié)構(gòu)及染色體的分子結(jié)構(gòu)。2．了解DNA的復制及RNA的轉(zhuǎn)錄和加工。3．了解遺傳密碼與蛋白質(zhì)的翻譯。教學重點：染色體的組成和結(jié)構(gòu)；DNA的復制及RNA的轉(zhuǎn)錄和加工以及蛋白質(zhì)翻譯的過程；中心法則的內(nèi)容教學難點：半保留復制；DNA的復制及RNA的轉(zhuǎn)錄和加工以及蛋白質(zhì)翻譯的過程。第三章孟德爾定律（6學時）第一節(jié)分離規(guī)律一、性狀分離現(xiàn)象二、分離現(xiàn)象的解釋三、表現(xiàn)型和基因型四、分離規(guī)律的驗證五、分離規(guī)律的應用第二節(jié)獨立分配規(guī)律一、兩對相對性狀的遺傳二、獨立分配現(xiàn)象的解釋三、獨立分配規(guī)律的驗證四、多對基因的遺傳五、X2測驗六、獨立分配規(guī)律的應用第三節(jié)孟德爾規(guī)律的擴展一、顯隱性關(guān)系的相對性二、復等位基因三、致死基因四、基因互作五、多因一效和一因多效教學要求：1．掌握分離規(guī)律和自由組合規(guī)律的基本概念、內(nèi)容、實質(zhì)及驗證方法。2．熟練掌握遺傳學數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理方法及數(shù)據(jù)所反映的遺傳現(xiàn)象。教學重點：分離規(guī)律和自由組合規(guī)律的基本概念、內(nèi)容、實質(zhì)及驗證方法；卡方測驗教學難點：自由組合規(guī)律的應用；二項式定理的應用；卡方測驗第四章連鎖遺傳和性連鎖（6學時）第一節(jié)連鎖與交換一、連鎖遺傳及解釋二、完全連鎖和不完全連鎖三、交換及其發(fā)生機制第二節(jié)交換值及其測定一、交換值的概念二、交換值的測定方法第三節(jié)基因定位與連鎖遺傳圖一、基因定位二、連鎖遺傳圖第四節(jié)真菌類的連鎖與交換一、四分子分析二、四分子重組作圖第五節(jié)連鎖遺傳規(guī)律的應用第六節(jié)性別決定與伴性遺傳一、性染色體與性別決定二、性連鎖教學要求：1．了解性別決定的幾種類型。2．掌握伴性遺傳的特點。3．熟練掌握連鎖與交換的內(nèi)容，掌握重組值、交換值，并發(fā)率及計算，通過三點測驗繪制連鎖圖。教學重點：交換值，并發(fā)率及計算；三點測驗；伴性遺傳的特點教學難點：連鎖交換的機制；交換值，并發(fā)率及計算；三點測驗第五章基因突變（2學時）第一節(jié)基因突變的概念與意義一、基因突變的概念二、基因突變的意義第二節(jié)基因突變的一般特征一、突變的重演性二、突變的可逆性三、突變的多方向性四、突變的有害性和有利性五、突變的平行性第三節(jié)基因突變與性狀表現(xiàn)一、基因突變的性狀變異類型二、顯性突變和隱性突變的表現(xiàn)三、體細胞突變和性細胞突變的表現(xiàn)四、大突變和微突變第四節(jié)基因突變的篩選與鑒定一、微生物基因突變的篩選與鑒定二、植物基因突變的篩選與鑒定三、動物基因突變的篩選與鑒定第五節(jié)基因突變的分子機制一、基因突變的方式二、DNA修復與差錯三、生物有害突變的防護機制第六節(jié)基因突變的誘發(fā)一、物理誘發(fā)二、化學誘變本章教學要求：1．了解基因突變的概念、時期、部位和頻率。2．熟悉基因突變的類型和特性。3．了解基因突變的分子基礎。了解DNA損傷的類型和修復機制。4．了解基因突變的應用。教學重點：基因突變的時期、一般特征、性狀表現(xiàn)；DNA損傷修復的機制教學難點：DNA損傷修復的機制第六章染色體結(jié)構(gòu)變異（4學時）第一節(jié)缺失一、缺失的類型及形成二、缺失的細胞學鑒定三、缺失的遺傳效應第二節(jié)重復一、重復的類型及形成二、重復的細胞學鑒定三、重復的遺傳效應第三節(jié)倒位一、倒位的類型及形成二、倒位的細胞學鑒定三、倒位的遺傳效應第四節(jié)易位一、易位的類型及形成二、易位的細胞學鑒定三、易位的遺傳效應第五節(jié)染色體結(jié)構(gòu)變異的誘發(fā)一、物理因素誘導二、化學因素誘導第六節(jié)染色體結(jié)構(gòu)變異的應用一、基因定位二、在育種中的應用三、利用易位控制害蟲四、果蠅的CLB測定法五、利用易位創(chuàng)造玉米核不育的雙雜合保持系教學要求：1．掌握染色體結(jié)構(gòu)變異的類型和特點。2．掌握染色體數(shù)目變異的種類和特點。3．了解染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目變異在作物遺傳育種中的作用。4．了解染色體變異在進化中的意義。教學重點：各種染色體結(jié)構(gòu)變異的細胞學和遺傳學特征；染色體變異在作物遺傳育種中的作用教學難點：染色體結(jié)構(gòu)變異的類型和特點第七章染色體數(shù)目變異（2學時）第一節(jié)染色體數(shù)目變異的類型一、染色體族的概念和特征二、整倍體三、非整倍體第二節(jié)整倍體一、同源多倍體二、異源多倍體三、多倍體的形成途徑四、多倍體的應用五、單倍體第三節(jié)非整倍體亞倍體超倍體非整倍體的應用本章教學要求：掌握染色體數(shù)目變異的類型和特點；了解染色體數(shù)目變異在作物遺傳育種中的作用；了解染色體變異在進化中的意義。第八章數(shù)量性狀遺傳（4學時）第一節(jié)數(shù)量性狀的特征一、數(shù)量性狀的特征二、數(shù)量性狀的遺傳基礎三、超親遺傳第二節(jié)數(shù)量性狀遺傳研究的基本統(tǒng)計方法一、平均數(shù)二、方差和標準差第三節(jié)數(shù)量性狀的遺傳模型和方差分析一、數(shù)量性狀的遺傳模型二、常用的幾種群體的方差第四節(jié)遺傳率的估算及應用一、遺傳率的概念二、遺傳率的估算三、遺傳率的應用第五節(jié)數(shù)量性狀的基因座一、QTL定位的原理和步驟二、QTL定位的統(tǒng)計方法三、QTL分析的應用教學要求：1．熟悉數(shù)量性狀和質(zhì)量性狀的區(qū)別和聯(lián)系、掌握數(shù)量性狀、遺傳特點、多基因假說、數(shù)量性狀的遺傳分析及其與選擇的關(guān)系。2．掌握遺傳率的概念、意義、計算及其應用。教學重點：數(shù)量性狀的多基因假說；遺傳率的概念、計算及其應用教學難點：遺傳率的估算第九章近親繁殖與雜種優(yōu)勢（2學時）第一節(jié)近親繁殖及其遺傳效應近交的概念自交的遺傳效應回交的遺傳效應第二節(jié)純系學說純系學說純系學說的發(fā)展第三節(jié)雜種優(yōu)勢雜種優(yōu)勢的發(fā)展雜種優(yōu)勢的遺傳假說第四節(jié)近親繁殖與雜種優(yōu)勢在育種上的應用近親繁殖在育種上的利用雜種優(yōu)勢在育種上的利用雜種優(yōu)勢的固定本章教學要求掌握近交和近交系數(shù)的計算、近交的影響、掌握雜種優(yōu)勢的概念及其遺傳學理論和雜種優(yōu)勢的應用。第十章細菌和病毒的遺傳（4學時）第一節(jié)細菌和病毒的特點一、細菌的特點及其培養(yǎng)技術(shù)二、病毒的特點及種類三、細菌和病毒在遺傳研究中的優(yōu)越性四、細菌和病毒的擬有性過程第二節(jié)噬菌體的遺傳分析一、噬菌體的結(jié)構(gòu)二、噬菌體的基因重組與作圖三、λ噬菌體的基因重組與作圖第二節(jié)細菌的遺傳分析一、轉(zhuǎn)化二、接合三、性導四、轉(zhuǎn)導教學要求：1．熟練掌握細菌遺傳重組的三個途徑：接合、轉(zhuǎn)導、轉(zhuǎn)化的概念、過程、原理。2．掌握細菌重組的特點，掌握三種不同的致育因子的相互關(guān)系。3．了解轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)導作圖。4．了解噬菌體的繁殖和突變型。教學重點：接合、性導、轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導的概念、過程、原理。教學難點：轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導的概念、過程、原理。第十一章細胞質(zhì)遺傳（4學時）第一節(jié)細胞質(zhì)遺傳的概念和特點一、細胞質(zhì)遺傳的概念二、細胞質(zhì)遺傳的特點第二節(jié)母性影響一、母性影響的概念二、母性影響的典型實例第三節(jié)葉綠體遺傳一、葉綠體遺傳的表現(xiàn)二、葉綠體基因組第四節(jié)線粒體遺傳一、線粒體遺傳的表現(xiàn)二、線粒體基因組第五節(jié)共生體和質(zhì)粒決定的遺傳一、共生體的遺傳二、質(zhì)粒的遺傳第六節(jié)植物雄性不育的遺傳一、雄性不育的概念二、植物雄性不育的類型及其遺傳特點三、植物雄性不育性的發(fā)生機理四、雄性不育性的利用教學要求：1．掌握短暫的與持久的母性影響的表現(xiàn)。2．掌握各類生物核外遺傳的性質(zhì)與特點，特別是草履蟲放毒型的遺傳，作物的雄性不育，葉綠體，線粒體遺傳的分子基礎。3．從本質(zhì)上區(qū)別母性影響與細胞遺傳，熟知細胞質(zhì)在遺傳中的作用及與細胞核遺傳的根本區(qū)別。4．掌握植物雄性不育的類型和機理。教學重點：母性影響；細胞質(zhì)遺傳；雄性不育；葉綠體、線粒體遺傳的分子基礎。教學難點：母性影響與細胞質(zhì)遺傳的不同第十二章群體遺傳與進化（4學時）第一節(jié)群體的遺傳平衡一、孟德爾群體二、群體的基因頻率和基因型頻率三、哈迪-魏伯格定律第二節(jié)影響群體遺傳平衡的因素一、基因突變二、選擇三、遺傳漂變四、遷移第三節(jié)生物進化學說及其發(fā)展一、生物進化學說二、分子水平的進化第四節(jié)物種的形成一、物種的概念二、物種形成的方式教學要求：1．掌握Hardy-Weinberg遺傳平衡定律的主要內(nèi)容