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遗传学
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spContent=遗传学是所有生物类专业的专业基础课程。本课程全面系统地讲授遗传学的基本原理和遗传分析的基本方法,根据内容取材,注重经典遗传学与现代遗传学的合理结合、遗传学理论与实际应用的科学结合来系统展开教学工作,同时介绍现代遗传学发展的前沿领域和最新成就。
—— 课程团队
课程概述

遗传学是所有生物类专业的专业基础课程。遗传学是研究遗传物质的结构、功能与变异,遗传信息的传递、表达与调控的科学,是当今自然科学领域中发展最快、最活跃的学科之一,处于生命科学的核心地位。本课程全面系统地讲授遗传学的基本原理和遗传分析的基本方法,根据内容取材,注重经典遗传学与现代遗传学的合理结合、遗传学理论与实际应用的科学结合来系统展开教学工作,同时介绍现代遗传学发展的前沿领域和最新成就。

本课程达到的知识要求包括:了解遗传、变异、进化等基本概念的内涵和遗传学的研究任务、研究内容;从生物体、细胞、分子到群体、生态和进化等不同层次了解生物遗传的基本现象和基本规律;掌握遗传学的三大基本定律,具备初步分析、研究简单遗传学实际问题的能力,为后续课程的学习和将来从事遗传育种工作实践奠定必要的理论基础;理解遗传学是一门实验科学,通过实验教学,了解遗传学研究的基本实验方法和分析方法,培养观察问题和分析问题的能力;了解遗传学中的不同研究领域,如传递遗传学、细胞遗传学、表观遗传学、生统遗传学和分子遗传学以及这些研究领域与现代生物技术之间的相互关系;了解当前遗传学领域中重大研究热点问题和未来发展前景,培养和激发对遗传学的学习兴趣。


授课目标

 

课程教学目标

对应培养标准/毕业要求指标点

1. 讲解遗传、变异、进化的概念和相互关系,了解遗传学的研究对象、研究内容和研究目的;遗传学的发展简史和发展方向;遗传学在整个生命科学中的地位及其在人类生存、生产中的重要作用。   初步认识到遗传学在生命学科中的重要地位和在遗传育种中及医药领域的应用价值。

1.1 了解遗传学研究的对象和任务,掌握遗传学以及遗传、变异、进化的概念和相互关系

1.2了解遗传学的发展简史和遗传学的发展方向

1.3了解遗传学在科学和生产中的作用

    

2. 讲解细胞是生命活动的基本结构单元和功能单元,原核细胞和真核生物的本质区别;染色体是遗传物质的主要载体,染色体的形态、结构和化学组成;细胞的基本分裂方式、细胞周期的概念;了解真核细胞有丝分裂、减数分裂的详细过程及其在遗传学中的意义,掌握观察细胞分裂的实验方法;高等生物的基本生殖方式、配子形成过程;被子植物双受精过程及其在遗传学中的意义;不同类型生物的生活周期。

 

2.1 理解原核细胞和真核细胞的结构和功能

2.2 染色体与染色质的区别,染色体的形态特征,不同生物染色体的数目

2.3 染色体的化学组成及分子结构

2.4 理解细胞的基本分裂方式、细胞周期的概念

2.5 真核细胞有丝分裂、减数分裂的详细过程及其在遗传学中的意义

2.7 掌握观察细胞分裂的实验方法

2.8 理解高等生物的基本生殖方式、配子形成过程

2.9了解被子植物双受精过程及其在遗传学中的意义 

2.10理解无融合生殖的概念和类型

2.11了解不同类型生物的生活周期。

3. 讲解DNA是遗传物质的主要证据;DNA双螺旋结构的基本要点;DNA复制的一般特点和基本过程;RNA的种类、RNA合成的一般特点和基本过程;真核生物RNA的特征和转录后的加工过程;遗传密码的基本特征;蛋白质合成的一般特点和基本过程;中心法则和基因表达的基本过程;基因概念的发展历程;现代遗传学中的基因概念。

3.1 理解DNA是主要遗传物质的间接和直接证据,在无DNA的生物中,RNA是遗传物质

3.2  了解两种核酸的结构及其分布

3.3  了解DNA复制的一般特点

3.4  理解RNA的复制、转录及加工特点

3.5   理解和掌握遗传密码与蛋白质翻译的关系, 中心法则及其发展的内容

 

4. 讲解Mendel的科学精神和对遗传学的贡献;分离规律和独立分配规律及与此相关的基本概念;能够运用这两个规律分析简单的遗传学问题;等位基因间的关系;显隐性的相对性及其与环境条件的关系;2对基因控制同一个性状的各种互作模式;遗传学中的一因多效和多因一效的概念及其遗传学表现;初步建立众多基因的网络关系的概念。

4.1 理解和掌握分离规律及其验证

4.2 理解和掌握独立分配规律内容及其应用

4.3 理解和掌握分离规律和独立分配规律连的实质及其细胞学基础;

4.4 了解和掌握对孟德尔规律的补充和发展的各种情况,包括显隐性关系的相对性、复等位基因、致死基因、非等位基因间的相互作用、多因一效和一因多效等,了解遗传性状表现及众多基因的网络关系的概念。    

5. 理解连锁遗传的实质及其细胞学基础;重组率的概念及其计算方法;连锁遗传图意义及其来源;连锁遗传图和染色体数目的关系;应用两点测验和三点测验方法进行基因定位和连锁遗传图的绘制;干扰的意义及符合系数的计算;性别决定的遗传机制;性连锁性状的遗传特点。

5.1 理解连锁与交换的概念,连锁遗传的实质及其细胞学基础;

5.2 理解和掌握交换值及其测定方法

5.3 理解和掌握基因定位与连锁遗传图方法

5.4 了解性染色体与性别决定的不同方式

5.5理解性连锁的多种类型

 

6. 讲解基因突变的概念,基因突变在生物进化过程和遗传学研究中的意义;基因突变的一般特征;基因突变的常用分类方法及其与性状表现的关系;筛选和鉴定基因突变的原理和一般方法;基因突变的分子机理和生物界对有害突变的防护机制;物理诱变、化学诱变、分子生物学诱变方法的一般机理。

6.1 了解基因突变的概念和意义

6.2 理解基因突变的一般特征

6.3 理解不同类型基因突变与性状的表现的关系

6.4 理解和掌握基因突变的筛选与鉴定方法

6.5 理解基因突变和修复的分子机制以及生物对有害突变的防护机制

6.6了解基因突变的诱发方法和实际应用

    

7. 讲解染色体结构变异的基本类型和形成原因;不同染色体结构变异类型的遗传学效应;染色体结构变异在遗传学和育种学中的应用。

 

7.1 了解缺失的类型、遗传效应和细胞学鉴定

7.2 了解重复的类型、细胞学鉴定和遗传效应

7.3 了解倒位的类型、细胞学鉴定和遗传效应

7.4 了解易位的类型、细胞学鉴定和遗传效应

7.5 了解以上染色体结构变异的应用

8. 讲解染色体组的概念及其基本特征;染色体数目变异的类型;染色体非整倍性变异的产生机制和遗传特点;能够利用非整倍体进行简单的遗传分析;同源多倍体的产生机制、遗传特点及其在遗传育种领域的应用;异源多倍体的来源及其在生物进化中的地位。

8.1 理解染色体组的概念及其基本特征

8.2 理解染色体数目变异的基本类型

8.3 理解同源多倍体和异源多倍体的特点和应用

8.4 理解单倍体与一倍体的概念与区别

8.5 了解非整倍体的分类、种类、遗传特点和应用

 

9. 讲解数量性状和质量性状的概念及其遗传特征;数量性状的遗传基础;数量性状遗传研究的基本统计方法;数量性状的基本遗传模型;常用遗传分析群体的方差构成;遗传率的含义;遗传率的估算方法;QTL的含义;QTL作图的原理和基本步骤。

 

9.1了解数量性状和质量性状的概念及其遗传特征;  

9.2 了解数量性状遗传的遗传解释

9.3 掌握数量性状遗传研究的基本统计方法

9.4 掌握常用遗传分析群体的方差和数量性状的遗传模型和方差分析方法

9.5 掌握广义遗传率和狭义遗传率的概念及其估算方法

9.6了解遗传率的应用

9.7理解QTL的含义

9.8 了解QTL作图原理和步骤

10. 讲解近亲繁殖的概念及其遗传效应;纯系学说及其发展;杂种优势的含义及其遗传解释。

 

10.1 理解近交的概念

10.2 理解自交和回交的遗传效应及其异同点                    

10.3了解纯系学说及其发展

10.4 理解杂种优势的概念及其遗传解释

10.5 理解近亲繁殖和杂种优势在育种上的应用

11. 讲解细菌和病毒的遗传特点及其在遗传学研究中的重要作用;细菌和病毒的拟有性过程;细菌、病毒遗传分析的基本方法。       

11.1细菌的特点及培养技术

11.2病毒的特点及种类

11.3 噬菌体的结构和基因重组及其遗传作图

11.4 细菌的拟有性过程(包括转化、接合、性导和转导)和遗传分析

12. 讲解细胞质基因组和细胞核基因组;细胞质遗传的的概念和特点;植物雄性不育性的遗传特点及其在农业生产上的重要性。

 

12.1 理解细胞质遗传的概念和特点

12.2了解叶绿体和线粒体遗传的特点

12.3 理解母性影响的概念及其与细胞质遗传的区别

12.4 理解植物雄性不育类型和遗传特点,重点是质核互作型雄性不育性的遗传特点和再杂种优势利用中的应用  

13. 讲解遗传工程的概念和包含的内容;基因工程的基本原理和技术流程;基因工程常用的工具酶、载体的基本特点和常见类型;目的基因分离方法、外源基因导入宿主的方法;转基因生物检测与鉴定的基本原理和方法;基因工程在科学研究、人类健康和工农业生产中的应用前景。

 

13.1 理解遗传工程的概念,了解基因工程的基本流程,包括目标基因的分离方法,基因工程的工具酶和载体  

13.2 了解外源基因导入宿主细胞的方法,包括重组DNA技术,重组DNA导入原核生物和植物细胞的方法

13.3 了解转基因生物的检测与鉴定方法,包括分子检测和生物学性状的鉴定

13.4 了解基因工程的应用及安全性评价方法

14. 讲解基因组学的基本概念和其研究内容;基因组学研究现状和发展趋势;基因组图谱的概念;遗传图谱和物理图谱及其构建的一般原理与流程;基因组测序的基本策略;生物信息学的基本概念及其在基因组学研究中的重要性。

14.1 理解基因组学的概念和基因组学的研究内容

14.2 理解和掌握基因组图谱的构建方法,包括遗传图谱和物理图谱的构建,基因组测序策略以及基因组图谱的应用

14.3 了解生物信息学的概念和实际应用

14.4了解蛋白质组学的概念及研究内容

     

15.比较经典遗传学和现代遗传学关于基因的概念与发展;原核生物基因表达的调控;真核生物基因表达的调控;了解基因表达调控的基本途径;理解基因表达的调控的多层次性。

15.1了解生物性状表现是一系列基因表达的结果

15.2了解基因的表达受到严格的调控

15.3了解基因表达的调控可在许多环节进行

15.4了解基因表达调控的基本途径

15.5了解基因表达的调控是现代遗传学研究的前沿领域

16. 讲解群体遗传学的基本概念及其与进化论的关系;Hardy-Weinberg定律;影响群体基因频率的因素及其作用方式;有关生物进化的各种学说和物种形成的基本形式。

 

 

16.1 理解群体、基因频率与基因型频率的概念及其与进化论的关系

16.2 理解和掌握Hardy-Weinberg定律

16.3 了解改变基因频率的因素及其对遗传平衡的影响

16.4 了解有关生物进化的各种学说

16.5了解物种的概念和物种形成的方式


成绩要求

课程考核:考试以平时成绩和期末闭卷考试为主,着重检查对基本遗传规律的理解和认识程度,及培养学生利用基本遗传规律分析和解决实际问题的能力。

成绩评定:

1、期末考试(40%),着重检查对基本遗传规律的理解和认识程度,及培养学生利用基本遗传规律分析和解决实际问题的能力;

2、课堂教学(20%),着重考察课堂教学作业完成度和小组讨论完成度;

3、在线学习(15%),着重考察学生登录网络教学平台次数、时长,以及在线提交课程作业情况;

4、随机测验(15%),着重考察在线课堂习题和作业完成情况;

5、课堂讨论(10%),着重考察在线课堂讨论的参与度。




课程大纲
参考资料

[1]张博等译,《遗传学》[M].北京:科学出版社,2010

[2]赵寿元等译,《遗传学原理》[M].北京:高等教育出版社,2011

 [3]William S.Klug and Micheal R.Cummings,Essentials of Genetics(Seventh Edition)[M].北京:高等教育出版社,2011(影印版)

[4]朱军主编,《遗传学》(第3版)[M].北京:中国农业出版社,2002

[5]戴思兰主编,《遗传学》(第3版)[M].北京:中国林业出版社,2010

[6]李振刚主编,《分子遗传学》(第4版)[M].北京:科学出版社,2014

[7]文铁桥主编,《基因工程原理》[M].北京:科学出版社,2014

[8]谢生勇主编,《分子细胞遗传学》[M].北京:中国农业科学技术出版社,2010

[9]宋方洲主编,《基因组学》[M]. 北京:军事医学科学出版社,2011

[10]吴乃虎主编,基因工程原理(第二版)[M]. 北京:科学出版社,2005