《遺傳學》教學大綱

1、遺傳學教學大綱一、教學目的 目前生命科學發(fā)展迅猛，遺傳學逐步從個體向細胞、細胞核、染色體和基因?qū)哟伟l(fā)展，而且已向生物學各個分支學科滲透，形成了許多分支學科和交叉學科。國際上將在生物信息學、功能基因組和功能蛋白質(zhì)組等研究領(lǐng)域繼續(xù)展開激烈競爭，培養(yǎng)具有遺傳學基本知識和創(chuàng)新能力的研究人才已迫在眉睫。遺傳學課程的主要目的是通過本課程的教學，使學生了解生物遺傳和變異的規(guī)律及其物質(zhì)基礎(chǔ)，掌握遺傳學的基本理論、基本知識和基本技能，提高創(chuàng)新意識和分析、解決遺傳學問題的能力，為學習后續(xù)課程以及今后從事科研、教學和生產(chǎn)工作建立比較牢固的遺傳學基礎(chǔ)。二、教學要求遺傳學是研究生物遺傳和變異的科學。它是生物科學中一門重

2、要的基礎(chǔ)理論科學，也是高等院校農(nóng)學類專業(yè)教學計劃中的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。其主要任務(wù)是為學生學習作物育種學和有關(guān)課程以及今后從事科研、教學、生產(chǎn)和開發(fā)工作建立比較牢固的遺傳學基礎(chǔ)。通過本課程的學習，學生可以掌握有關(guān)遺傳學的基本理論、基本知識和基本技能以及相關(guān)的實驗技術(shù)，初步具備分析和解決有關(guān)遺傳學問題的能力。在本課程講授過程中，首先需要說明學習遺傳學的目的和任務(wù)，使學生明確遺傳學課程的重要性和學習的必要性。其次，需要注意保持遺傳學學科的系統(tǒng)性，有分析地講述生物遺傳和變異的規(guī)律及其物質(zhì)基礎(chǔ)，力求反映近代遺傳學的發(fā)展，使學生認識到遺傳理論在促進生物科學發(fā)展中的普遍意義。第三，需要注意聯(lián)系生產(chǎn)實際，著重

3、指出遺傳理論應(yīng)用于育種工作的成就和途徑，以及應(yīng)用于醫(yī)學和人民保健方面的進展。第四，需要加強實驗課和習題課，使學生進一步加深理解和鞏固課堂教學內(nèi)容，掌握從事遺傳研究的基本方法和操作技術(shù)以及提高分析遺傳學問題的能力。三、課程主要內(nèi)容、學時分配和要求：（一）課程體系結(jié)構(gòu)：根據(jù)學校教學計劃，上課時間安排為48學時、實驗時間為32學時，一般在第五學期完成。第一部分（14學時）：包括第一至第四章，是遺傳學的基礎(chǔ)內(nèi)容，并與高中生物課知識相連接。這一部分首先講述遺傳學知識的基本概念和最新進展，使學生對遺傳學有一個總體上的概念。然后在植物學課程的基礎(chǔ)上，進一步認識細胞結(jié)構(gòu)、功能及其細胞分裂方式與遺傳的關(guān)系，便于

4、從細胞水平上理解以后各章所講述的遺傳理論。進而介紹遺傳學的基石-性狀遺傳的三個基本規(guī)律。使學生根據(jù)細胞分裂過程中染色體的動態(tài)變化，明確基因與染色體動態(tài)的平行性；深入理解基因分離、獨立分配和連鎖遺傳三個規(guī)律的實質(zhì)以及在實踐中的應(yīng)用。其中細胞學基礎(chǔ)一章中部分內(nèi)容與植物學課程有所重復，三大遺傳規(guī)律的部分內(nèi)容也已在高中生物課中出現(xiàn)，需有選擇和有重點的進行講授。第二部分（4學時）：第五章。生物體許多性狀是屬于數(shù)量性狀，有著與質(zhì)量性狀明顯不同的遺傳規(guī)律和研究方法。這一部分內(nèi)容主要是闡述表現(xiàn)為連續(xù)變異的數(shù)量性狀的遺傳方式和特征、遺傳假說以及數(shù)量性狀研究的方法。第三部分（9學時）：包括第六章和第七章。變異是生

5、物進化的重要源泉，包括基因突變、染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變異等。這一部分內(nèi)容主要講述基因突變的現(xiàn)象和特征、染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目變異的類型和細胞學鑒定方法，各種變異類型的遺傳機理以及與性狀表現(xiàn)的關(guān)系。同時闡明理化誘變的方法和途徑，基因突變、染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變異在動植物育種工作上的意義。第四部分（3學時）：第八章。是講述細菌和病毒等微生物的遺傳和研究方法，這是微生物遺傳學的基礎(chǔ)知識，需要著重明確其特殊的染色體傳遞和重組方式以及在分子遺傳學發(fā)展的作用。第五部分（9學時）：包括第九至第十一章。這一部分主要是深入論證核酸是主要的遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)，說明核酸的化學結(jié)構(gòu)、自我復制及其遺傳功能，講述基因概念的新發(fā)展和基因突

6、變的分子基礎(chǔ)，以及基因表達調(diào)控與性狀表現(xiàn)的關(guān)系。同時在認識遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的基礎(chǔ)上，進一步講述基因的分離與鑒定、基因組圖譜的構(gòu)建和應(yīng)用、后基因組的概念和技術(shù)，以及利用基因操作技術(shù)定向改造生物遺傳物質(zhì)的原理和方法，從而說明近代遺傳學已進入定向控制生物性狀的新階段。這部分內(nèi)容是遺傳學最新的內(nèi)容，是學生最感興趣的內(nèi)容之一，需要結(jié)合遺傳學的最新進展講深講透，但容易與生物化學等其他前修課程的部分內(nèi)容重復，需要有選擇和有針對性的進行講授。第六部分（3學時）：第十二章。是專門講述細胞質(zhì)遺傳物質(zhì)的傳遞以及與性狀表現(xiàn)的關(guān)系。所述內(nèi)容明顯不同于以上各章所討論的細胞核遺傳，主要包括線粒體遺傳、葉綠體遺傳、共生體遺

7、傳和附加體遺傳等內(nèi)容。并由此深入討論核與質(zhì)的統(tǒng)一關(guān)系以及植物雄性不育在雜種優(yōu)勢利用中的方法和進展。第七部分（6學時）：包括第十三至十四章。這一部分內(nèi)容是闡明高等生物個體發(fā)育過程中細胞分化、細胞核和細胞質(zhì)的作用、基因?qū)€體發(fā)育的控制、細胞的全能性以及環(huán)境條件的影響。同時在前述遺傳理論的基礎(chǔ)上，講述生物進化的機理，闡明生物群體內(nèi)遺傳和變異的規(guī)律，討論物種形成的方式，使學生加深遺傳學的研究對于認識、利用和改造生物的重大意義。（二）具體章節(jié)及學時安排：第一章 緒言 （3學時） 遺傳學研究的對象和任務(wù) 遺傳學的發(fā)展 遺傳學在科學和生產(chǎn)發(fā)展中的作用第二章 遺傳的細胞學基礎(chǔ)（3學時） 細胞的結(jié)構(gòu)和功能 染色

8、體的形態(tài)和數(shù)目 細胞的有絲分裂 細胞的減數(shù)分裂 配子的形成和受精 生活周期第三章 孟德爾遺傳（4學時） 分離規(guī)律 獨立分配規(guī)律 遺傳學數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理 孟德爾遺傳規(guī)律的補充和發(fā)展第四章 連鎖遺傳規(guī)律和性連鎖（4學時） 連鎖與交換 交換值及其測定 基因定位與連鎖遺傳圖 真菌類的連鎖和交換 連鎖遺傳規(guī)律的應(yīng)用 性別決定與性連鎖第五章 數(shù)量性狀遺傳（4學時） 數(shù)量性狀的特征 數(shù)量性狀遺傳研究的基本統(tǒng)計方法 群體的變異和分析 遺傳參數(shù)的估算及其應(yīng)用 數(shù)量性狀基因定位 近親繁殖與雜種優(yōu)勢第六章 基因突變（3學時） 基因突變的現(xiàn)象、時期和特征 基因突變與性狀表現(xiàn) 基因突變的鑒定 基因突變的誘發(fā) 轉(zhuǎn)座子第七章

9、 染色體變異（6學時） 染色體結(jié)構(gòu)變異 染色體結(jié)構(gòu)變異的應(yīng)用 染色體數(shù)目變異第八章 細菌和病毒的遺傳（3學時） 細菌和病毒遺傳研究的意義 噬菌體的遺傳分析 細菌的遺傳分析第九章 遺傳物質(zhì)的分子基礎(chǔ)（3學時） DNA作為遺傳物質(zhì)的主要證據(jù) 核酸的化學結(jié)構(gòu) 染色體的分子結(jié)構(gòu) DNA的復制 RNA的轉(zhuǎn)錄和加工 遺傳密碼與蛋白質(zhì)的翻譯第十章 基因的表達與調(diào)控（3學時） 基因的概念 基因的調(diào)控第十一章 基因工程和基因組學（3學時） 基因工程 基因組學第十二章 細胞質(zhì)遺傳（3學時） 細胞質(zhì)遺傳的特點 母性影響 葉綠體遺傳 線粒體的遺傳 共生體和質(zhì)粒決定的染色體外遺傳 植物雄性不育的類型及其遺傳機理十三章

10、遺傳與發(fā)育（3學時） 細胞核和細胞質(zhì)在個體發(fā)育中的作用 基因?qū)€體發(fā)育的調(diào)控 細胞的全能性第十四章 群體遺傳與進化（3學時） 群體的遺傳平衡 改變基因頻率的因素 達爾文的進化學說 物種的形成（三）實驗內(nèi)容：遺傳學實驗是遺傳學教學中的重要環(huán)節(jié)。其作用在于練習遺傳學實驗技術(shù)和分析遺傳學實驗結(jié)果，從而加深理解和掌握遺傳學的基礎(chǔ)理論和內(nèi)容。每學期學生進行9個實驗（其中一個為學生課外自選實驗項目，需自選時間進行操作。同時根據(jù)遺傳學進展安排12個新的實驗），學生還可根據(jù)自己的興趣自主選題來實驗室從事一些較基礎(chǔ)的遺傳學實驗研究。實驗一 植物減數(shù)分裂的觀察及臨時片制作（4學時）取小麥和玉米雄穗花藥進行染色壓片

11、，學習花粉母細胞涂抹制片技術(shù)，觀察植物減數(shù)分裂各個時期染色體的變化特征。同時取分裂相好的片子制作臨時片。實驗二 果蠅的形態(tài)鑒別和伴性遺傳試驗（綜合實驗）（4學時）了解果蠅的生活史，識別雌雄果蠅，觀察常見的幾種突變型，通過果蠅紅眼野生型與白眼突變型的遺傳雜交試驗，了解由性染色體上基因所控制的性狀分離規(guī)律以及伴性遺傳在正反交中的差異。由于果蠅孵化需要較長時間，該實驗要分23次進行。實驗三 果蠅的連鎖交換和基因定位（綜合實驗）（4學時）利用果蠅性染色體上已知的基因進行三點測驗，驗證連鎖遺傳規(guī)律；練習基因定位和繪制連鎖遺傳圖的方法。該實驗的時間跨度需40天左右，需分階段逐步完成。實驗四 染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)

12、目的變異（4學時）通過圖片講解及對小麥遠緣雜種永久片的觀察，了解染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目變異的類型，觀察各變異類型的細胞學特征，加深對各種變異類型遺傳效應(yīng)的理解和認識。初步掌握多倍體鑒定、染色體研究的方法和技術(shù)，培養(yǎng)實際運用中觀察和鑒別染色體的能力。實驗五 西瓜多倍體的誘導和鑒定（綜合實驗）（4學時）學習誘導西瓜染色體加倍和鑒定西瓜染色體數(shù)的方法，比較不同操作方法的特點；學習流式細胞術(shù)的基本原理，初步掌握樣本制備（細胞核提?。┓椒?，了解上機過程。實驗六 植物染色體的顯帶技術(shù)與核型分析（4學時）練習數(shù)碼顯微攝影的操作過程；觀察分析植物細胞有絲分裂中期染色體的長短、臂比和隨體等形態(tài)特征；學習植物染色體吉姆

13、薩（Giemsa）分帶技術(shù)和帶型分析方法，鑒別染色體結(jié)構(gòu)和染色體組。實驗七 植物DNA的提取和定性鑒定（綜合實驗）（4學時）學習植物DNA的一般提取方法及DNA的凝膠電泳技術(shù)，為將來學習分子遺傳學和分子生物學打下一定的基礎(chǔ)。實驗八 植物近緣種屬的分子生物學鑒定分析（4學時）學習用分子標記技術(shù)鑒別具有不同遺傳組成的品種的方法，掌握SRAP新型分子標記技術(shù)分析原理，樹立對基因組結(jié)構(gòu)的正確認識。實驗九 植物染色體熒光原位雜交（綜合實驗）（自選時間）為學生課外自選實驗項目。主要了解熒光原位雜交技術(shù)的基本原理及其在生物學各領(lǐng)域中的應(yīng)用。掌握原位雜交技術(shù)的操作方法和熒光顯微鏡的使用方法。四、教學基本要求和

14、說明遺傳學是農(nóng)林院校的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，教學對象是三年級學生。因此，教學方法主要是以課堂講授和實驗教學為主，輔之以必要的課外習題、答疑和閱讀參考資料。每位教師要始終做到教書育人、為人師表，嚴格要求學生。充分發(fā)揮教師和學生在教學過程中的積極性，以保證遺傳學教學的順利完成。教學中采用理論講解與圖表、模型以及實驗等教學方法，充分利用遺傳學多媒體課件，發(fā)揮電化教學、計算機輔助教學及多媒體等先進教學手段在遺傳學教學中的作用。在講授中，需著重講透重點、難點、辯清疑點，做到概念清楚、重點突出、邏輯推理嚴謹，語言要求生動、精煉，有啟發(fā)性，板書要求清楚、條理分明，力求高質(zhì)量完成課堂教學。課外需布置一些精選的習題，提高學生分析問題和解決問題的能力。教師要認真及時批改作業(yè)，通過作業(yè)的反饋可以不斷地改進教學方法，并可以通過習題課、輔導