生物多样性产生的遗传学原理教案.docx

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生物多样性产生的遗传学原理教案

一、课程名称：

生物多样性遗传学

二、教学对象：

生物技术专业四年制本科。

三、学分与学时：

5学分，总学时90，其中理论54学时，实验36学时。

四、课程模块类别及课程属性：

本课程为专业基础课程模块必修课。

五、课程性质、任务和要求：

遗传学是研究基因的结构和功能以及基因从亲代传递到子代过程中遗传与变异的科学，本课程的主要任务讲解生物遗传与变异的基本规律，生物多样性的物质基础，遗传物质的改变对生物的影响，以及生物进化的基本理论。

通过学习本课程使学生对生物的遗传、变异的基本规律有比较全面的、系统的认识，牢固掌握遗传学的基本概念和原理，了解遗传学发展的新成就；使学生能初步运用所学的基本理论和实验技能，说明和解决有关遗传学的一般问题。

并在科学态度、独立工作能力方面得到初步的训练。

六、教学重点：

以孟德尔式遗传分析，连锁遗传分析与染色体作图，病毒的遗传分析，细菌的遗传分析，数量性状，遗传物质的改变等的遗传分析基本内容为重点，基因精细结构、遗传分析，细胞质遗传、群体遗传与进化做简要介绍。

七、主要先修课程

普通生物学、细胞生物学、人体解剖学、组织胚胎学、生物化学、微生物学。

八、教学目的要求和主要内容

第一章绪论

【目的要求】

1.掌握遗传、变异及遗传学的概念。

2.熟悉遗传和环境条件的关系。

3.了解遗传学各分支学科的概念，并能正确认识遗传学与其它学科的关系。

【主要内容】

讲授内容

1.遗传、变异及遗传学的概念

2.遗传学的发展：

简介遗传学的发展历史，了解遗传学在生产实践和科学实验中产生和发展的过程

3.了解遗传学对生产和科学的发展所起的推动作用。

第二章孟德尔定律

第一节分离定律

【目的要求】

1.掌握显性和隐性的概念的概念。

2.掌握一对相对性状的遗传及表型与基因型的概念。

3.熟悉性状的分离及孟德尔对性状分离的科学解释，分离律的实质以及分离律的验证（测交验证）。

【主要内容】

讲授内容

1.孟德尔简介，豌豆杂交试验。

2.显性和隐性的概念的定义、分离现象。

3.孟德尔的假设和验证，配子形成时发生分离的证明。

第二节自由组合定律

【目的要求】

1.掌握自由组合规律的实质，孟德尔对性状自由组合的科学解释以及；

2.掌握自由组合律的验证（测交法，F3测验法，自交法）；

3.熟悉两对以上基因自由组合的遗传分析。

【主要内容】

讲授内容

1.两对相对性状的遗传。

2.自由组合的解释。

3.多基因杂种

第三节遗传学数据的统计处理

【目的要求】

1.掌握概率的定义及概率的两个基本法则。

2.掌握用概率的方法来分析遗传比率及卡平方测定方法。

3.了解二项式展开式在遗传分析中的应用。

【主要内容】

讲授内容

1.概率：

定义及相乘法则和相加法则。

2.二项展开式。

3.适合度测验。

第三章遗传的染色体学说

【目的要求】

1.掌握细胞有丝分裂与减数分裂的特点及其遗传学意义。

2.掌握植物高等植物及真菌的生活史；熟悉受精过程的生物学意义。

3.熟悉染色体和基因之间的平行关系

4.了解细胞的结构、染色体的形态、数目及超微结构特点。

【主要内容】

讲授内容

1.简单复习减数分裂的过程、特点突出其遗传学意义。

2.动、植物的生活史、真菌类的生活史。

3.遗传的染色体学说。

自学内容

1.细胞：

细胞的结构、染色体的形态、数目及超微结构。

2.细胞的有丝分裂。

第四章基因的作用及其与环境的关系

【目的要求】

1.掌握基因与性状的复杂对应关系以及遗传性状的表现与环境的关系，认识显隐性关系的相对性。

2.掌握复等位基因及复等位现象的概念，理解人类ABO血型的遗传，

3.掌握非等位基因间的相互作用（互补作用、累加作用、重叠作用、上位作用、抑制作用），基因互作各种类型的分离比。

4.了解致死基因及致死效应的概念

5.了解母子间的血型不相容；自交不亲的遗传的特点。

【主要内容】

讲授内容

1.环境的影响和基因的表型效应：

性状的多基因决定，基因的多效性，表现度和外显率，显隐性关系的相对性。

2.致死基因的定义。

3.复等位现象:

复等位基因，孟买型与H抗原，Rh血型与母子间的不相容，自交不亲和。

4.非等位基因间的相互作用。

互补基因，修饰基因，上位效应。

第五章性别决定和伴性遗传

【目的要求】

1.掌握性别决定的类型及性别决定机理。

2.掌握X染色体上基因的遗传（隐性基因的伴性遗传；显性基因的伴性遗传）规律。

3.熟悉基因位于染色体上的概念

4.了解环境对性别分化的影响及性别分化与内、外因素的关系。

【主要内容】

讲授内容

1.性别决定：

性染色体，性别决定的方式（XY型、ZW型）。

2.伴性遗传：

果蝇的伴性遗传（实验、假设、验证）。

人类的X-连锁遗传，人类的Y连锁遗传，鸡的伴性遗传。

3.遗传的染色体学说的直接证明：

果蝇X染色体不分开现象。

4.其它类型的性决定：

简单介绍蜂的性决定。

5.人类的性别畸形（略，在染色体畸变中讲述）

第六章染色体和连锁群

【目的要求】

1.掌握连锁与交换的概念，掌握交换值的测定以及基因定位的方法（两点测验法、三点测验法）。

2.掌握真菌的遗传学分析、四分子分析、着丝粒作图和链孢酶的遗传分析方法。

3.熟悉并发率与干涉的概念。

4.了解连锁和交换的遗传机制以及与自由组合规律的区别。

5.了解家系分析与基因定位、体细胞杂交与细胞学图的制作。

【主要内容】

讲授内容

1.连锁与交换：

亲组合与重组合，连锁与交换，重组值，连锁群，三点实验与基因的直线排列，并发率与干涉。

2.真菌类的遗传学分析：

四分子分析。

3.人类连锁分析和细胞学图：

家系分析与基因定位，体细胞遗传学与细胞学图的制作

自学内容

1.染色体遗传机制在理论上和实践上的意义。

第七章细菌和噬菌体的重组与连锁

【目的要求】

1.掌握细菌和病毒的遗传特点及其在遗传学研究中的重要意义。

2.掌握F因子、质粒、转化的概念，理解中断杂交实验与细菌的连锁图。

3.掌握F质粒整合到细菌染色体的过程，细菌基因的交换与重组作图。

4.掌握烈性噬菌体、温和噬菌体的概念。

5.熟悉噬菌体的基因重组与连锁图的关系。

6.了解普遍性转导与局限性转导的区别。

7.了解性导及三种不同的致育因子的相互关系。

【主要内容】

讲授内容

1.细菌和病毒在遗传学研究中的地位：

细菌和病毒的遗传特点

2.细菌的遗传分析：

细菌的杂交，F因子，高频重组，中断杂交技术，F因子整合到细菌染色体的过程，细菌的交换过程，重组作图，性导。

3.噬菌体的遗传分析：

烈性噬菌体，噬菌体的基因重组，温和噬菌体，溶源性细菌，转导，普遍性转导，特异性转导。

第八章数量性状的遗传

【目的要求】

1.掌握数量性状的遗传特征，理解数量性状的多基因假说以及数量性状与质量性状的关系。

2.掌握数量性状的平均数、方差、标准误的计算方法。

3.掌握近交和近交系数的概念和近交系数的估算方法。

4.理解广义遗传率和狭义遗传率的估算方法。

5.了解杂种优势的理论（显性假说、超显性假说、遗传平衡假说）及杂种优势的应用。

【主要内容】

讲授内容

1.数量性状的遗传学分析：

数量性状的多基因假说，影响数量性状的多基因也在染色体上，数量形状和质量性状的关系。

数量性状和选择。

2.分析数量性状的基本的统计方法：

平均数，方差，标准误。

3.遗传变异和遗传率：

遗传率，广义遗传率，狭义遗传率。

4.近亲繁殖和杂种优势：

近交和近交系数，近交系数的计算，近交的影响。

杂种优势，杂种优势的遗传学理论。

第九章遗传物质的改变

（一）染色体畸变

【目的要求】

1.掌握染色体结构改变的类型（缺失、重复、倒位、易位）和来源。

2.掌握染色体结构变异细胞学效应和遗传学效应，理解染色体结构变异发生机理。

3.掌握染色体数目变异的类型（整倍性；非整倍性）以及单倍体、多倍体，单体、缺体等的概念。

4.熟悉单倍体、多倍体可育性低的原因。

5.了解同源多倍体、异源多倍体的起源，以及染色体数目变异在实践中的应用。

【主要内容】

讲授内容

1.染色体结构的改变：

类型（缺失、重复、倒位、易位）来源及遗传学效应。

平衡致死系的定义，简单了解染色体结构改变在育种上的应用。

2.染色体数目的改变：

单倍体、多倍体（同源多倍体，异源多倍体）来源（普通小麦、陆地棉、烟草的起源）及配子产生情况，多倍体的诱发。

第十章遗传的物质改变

（二）基因突变

【目的要求】

1.掌握基因突变、突变率的定义以及基因突变的一般特征（随机性、稀有性、可逆性、多方向性、重演性、独立性、有利和有害性）。

2.掌握基因突变的检出方法：

果蝇突变的检出，人类基因突变的检出，链孢酶突变的检出方法。

3.了解基因突变的表型特征。

【主要内容】

讲授内容

1.基因突变的概说：

突变体的表型特性，突变发生的时期，突变率，突变的可逆性，突变的多方向性与复等位基因，自发突变的原因。

2.突变的检出：

果蝇突变的检出，人类基因突变的检出，链孢酶突变的检出方法。

3.诱发突变：

辐射和诱变，紫外线照射，化学诱变，诱变在育种上的应用。

第十一章遗传的分子基础

【目的要求】

1.掌握近代基因的概念及基因的精细结构（位置效应、顺反子互补试验）。

2.熟悉基因和DNA，生化突变型和一基因一酶说。

3.了解基因概念的发展历史。

【主要内容】

讲授内容

1.基因的本质：

基因和DNA，DNA的测序及方法，真核基因的结构，重叠基因，生化突变型和一基因一酶说。

2.基因的精细结构：

位置效应，顺反子，互补实验，近代基因的概念。

自学内容

1.遗传物质是DNA（或RNA）（生物化学课程讲授）。

2.DNA的分子结构与复制（生物化学课程讲授。

）

3.DNA与蛋白质合成（生物化学课程讲授）。

4.遗传工程（基因工程课讲授）。

第十二章突变和重组机理

【目的要求】

1.掌握转换与颠换的概念，基因突变的类型，了解基因突变的原因。

2.掌握基因转变的概念，重组的可能机理（杂种DNA模型），了解染色体断裂愈合模型、模写选择模型。

3.掌握转座子的概念，了解转座遗传因子的转座机理。

4.掌握紫外线诱变的机理以及DNA损伤修复的3种方式，了解电离辐射引起的DNA损伤和它的修复。

【主要内容】

讲授内容

1.突变的分子基础：

碱基类似物的诱发突变（转换与颠换），改变DNA化学结构的诱变剂，结合到DNA分子上的化合物，基因突变与氨基酸顺序，编码顺序改变与血红蛋白病。

2.重组的分子基础：

基因重组的可能机理（断裂愈合模型，模写选择模型），基因转变，遗传重组的分子基础。

3.转座遗传因子：

玉米的控制系统，原核生物中的转座因子，转座机理，各类生物中的转座因子。

4.DNA损伤的修复：

紫外线照射对DNA的损伤，光复活，暗复活，重组修复。

第十三章细胞质遗传

【目的要求】

1.掌握短暂的母性影响与持久的母性影