厦门大学

现代遗传学

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课程概述

遗传学是生命科学的核心课程之一,其研究范围包括遗传物质的本质、遗传物质的传递和遗传信息的实现三个方面。本课程将就遗传物质的化学本质、它所包含的遗传信息、它的结构、组织和变化等;遗传物质的复制、染色体的行为、遗传规律和基因在群体中的数量变迁等;基因的原初功能、基因的相互作用,基因作用的调控以及个体发育中的基因的作用机制三方面进行讲授。课程适合生命科学相关专业的本科生和研究生、中学生物学教师,或是任何对遗传学感兴趣的人。

    本课程将以英文教材Genetics: from genes to genomes版为纲,如果你无法获得该版本教材,也可使用更早一些版本的教材或者使用中文教材进行比对学习。课程课件也以英文为主辅以中文,为对专业英文的学习和熟练掌握遗传学乃至生命科学的基础研究和应用都至关重要。

    课程的教团队是由六位热心本科教育、科研和教学经验都十分丰富的中青年教师组成,他们都具有博士学位及多年的海外留学经历,具有先进的教学理念。

 

授课目标
通过本课程的学习,掌握遗传物质的本质、遗传物质的传递和遗传信息的实现等基本知识点,且能与研究和应用中的遗传学具体问题相联系。 通过双语教学,使你熟悉相关研究领域内的关键词汇,提高英文文献的理解能力。
证书要求

课程采用百分制计成绩,

考核分为平时测验、期中考试和期末考试,

所占比重分别为30%、35%和35%,

总成绩60分及以上为合格,80以上为优秀。

 

预备知识

本课程需要你具备一定的生物化学和细胞生物学的基础,

并具有一定的英语阅读水平。

 

授课大纲

第一周 遗传学:关于生物信息的研究 Genetics: The Study of Biological Information

           1. 课程介绍 Introduction of this course

           2. 遗传学的发展历史 The history of genetics

           3. 遗传学能告诉我们什么 What has genetics told us

第二周 孟德尔遗传规律 Mendel' s Principles of Heredity

            1. 孟德尔为什么能够成功 Why Mendel can succeed

            2. 孟德尔分离定律 The law of separation

            3. 孟德尔的自由组合定律 The law of independent assortment

            4. 人类中的孟德尔遗传现象Mendelian inheritance in humans

            孟德尔遗传规律的拓展 Extensions to Mendel' s Laws

            1. 孟德尔单基因遗传规律的拓展 Extensions to Mendel for single-gene inheritance

            2. 孟德尔多基因遗传规律的拓展 1 Extensions to Mendel for multifactorial inheritance 1

            3. 孟德尔多基因遗传规律的拓展 2 Extensions to Mendel for multifactorial inheritance 2

第三周 遗传的染色体理论 The Chromosome Theory of Inheritance

           1. 染色体是遗传物质的载体 Chromosomes: The carriers of genes

           2. 有丝分裂和减数分裂 Mitosis and Meiosis

           3. 配子形成 Gametogenesis

第四周 基因的连锁、交换及定位

 Linkage, Recombination, and the Mapping of Genes on Chromosomes

           1. 基因连锁与重组 Gene linkage and recombination

           2. 基因定位 Mapping of genes on chromosomes

           3. 四分子分析 Tetrad analysis in fungi

 第五周 细菌遗传学 Bacterial Genetics

          1. 细菌的多样性 The enormous diversity of bacteria

          2. 细菌基因转移 Gene transfer in bacteria

          3. 细菌遗传分析 Bacterial genetic analysis

 第六周 染色体重排和染色体数目变异

           Chromosomal Rearrangements and Changes in Chromosome Number

           1. 染色体DNA的重排与染色体重排的效应

             Rearrangements of chromosomal DNA and the effects of rearrangements

           2. 可转座的遗传因子 Transposable genetic elements

           3. 染色体数目变异与整套染色体数目的变异,基因组重建和进化

              Aberrations in chromosome number and variation in number of chromosome sets; Genome restructuring and evolution

第七周 细胞质遗传 Organellar Inheritance

          1. 线粒体、叶绿体及其基因组 Mitochondria, chloroplasts and their genomes

          2. 细胞器和核基因组的关联 The relationship between organellar and nuclear genomes

          3. 线粒体和叶绿体的非孟德尔遗传、线粒体突变和人类疾病

            Non-Mendelian inheritance of mitochondria and chloroplasts; Mutant mitochondria and human disease

第八周 群体中的变异和筛选 Variation and Selection in Populations

           1. 哈代-温伯格定律 The Hardy-Weinberg law

           2. 在实际群体中导致等位基因频率变化的因素

              What causes allele frequencies to change in real populations?

           3. 现代人类的祖先和进化过程 Ancestry and the evolution of modern humans

期 中 考 试

第九周  DNA结构、复制及重组  DNA Structure, Replication, and Recombination

1. DNA作为遗传物质的实验证据 Experimental evidence for DNA as the genetic material

2. 沃森和克里克的DNA双螺旋模型 The Watson and Crick double helix model of DNA

3. 核酸序列中的遗传信息 Genetic information in nucleotide sequence

4. DNA复制 DNA replication

5. 重组的DNA分子基础 Recombination at the DNA level

第十周  基因的结构与功能:通过突变体来分析

           Anatomy and Function of a Gene: Dissection Through Mutation

           1. 突变体:遗传学分析的重要工具 Mutations: Primary tools of genetic analysis

           2. 突变的分子机制 Molecular mechanisms of mutation

           3. 突变体让我们了解基因的结构 What mutations tell us about gene structure

           4. 突变体让我们了解基因的功能 What mutations tell us about gene function

           5. 一个综合实例:影响视觉的突变 A comprehensive example: mutations that affect vision

第十一周 基因表达:从DNA到RNA到蛋白质的信息流

          Gene Expression: The Flow of Information from DNA to RNA to Protein

          1. 遗传密码子 The genetic code

          2. 转录:DNA到RNA Transcription: From DNA to RNA

          3. 翻译:从mRNA到蛋白质 Translation: From mRNA to Protein

          4. 原核生物与真核生物基因表达的差异

             Differences in gene expression between prokaryotes and eukaryotes

          5. 突变对基因表达和功能的影响 The effects of mutations on gene expression and function

第十二周 基因组的数字化分析 Digital Analysis of Genomes

1. DNA片段化 Fragmenting DNA

2. 克隆DNA片段 Cloning DNA fragments

3. DNA测序 Sequencing DNA

4. 基因组测序 Sequencing genomes

5. 确定基因组中的基因 Finding the genes in genomes

          6. 基因组的结构与进化 Genome architecture and evolution

7. 生物信息学:信息技术和基因组 Bioinformatics: Information technology and genomes

第十三周 分析基因组的变异  Analyzing Genomic Variation

          1. 不同基因组间的差异 Variation among genomes

          2. 分析导致疾病的已知突变的基因型 Genotyping a known disease-causing mutation

          3. 对基因组中DNA变异的抽样调查 Sampling DNA variation in a genome

          4. 定位克隆 Positional cloning

          5. 全基因组测序的时代 The era of whole-genome sequencing

第十四周  原核生物基因表达的调控 Gene Regulation in Prokaryotes

1. 原核基因表达的调控因子 The elements of prokaryotic gene expression

2. DNA结合蛋白对转录起始的调控Regulation of transcription initiation via DNA binding proteins

3. RNA介导的基因调控的机制 RNA-mediated mechanisms of gene regulation

4. 发现和利用细菌基因表达调控机制

  Discovering and manipulating bacterial gene regulatory mechanisms

第十五周  真核生物基因表达的调控 Gene Regulation in Eukaryotes

1. 综观真核基因表达调控 Overview of eukaryotic gene regulation

2. 增强子对转录起始的调控 Control of transcription initiation through enhancers

3. 表观遗传学:DNA甲基化对转录起始的调控

    Epigenetics: Control of transcription initiation through DNA methylation

4. 染色体包装和基因的表达 Chromosomal packaging and gene expression

5. 转录后调控 Regulation after transcription

十六周 操控真核生物基因组 Manipulating the Genomes of Eukaryotes 

1. 制备转基因物种 Creating transgenic organisms

2. 转基因物种的用途 Uses of transgenic organisms

3. 基因打靶技术 Gene targeting

4. TALENs基因编辑技术 TALENs genome eidting

5. CRISPR/Cas9基因编辑技术 CRISPR/Cas9 genome editing

期 末 考 试

           


 

参考资料

1. Geneticsfrom genes to genomes(遗传学:从基因到基因组

Leland H. Hartwell, Michael L. Goldberg, Janice A. Fischer主编,第五版. 2015

2. 现代遗传学原理

徐晋麟、徐沁、陈淳主编,科学出版社,第三版. 2011。