现代遗传学教学大纲

现代遗传学教学大纲ModernGenetics一、前言本课程为生物科学、生物技术、生物技术（微生物方向）专业的基础理论课程。总学时60，理论40学时，实验20学时。二、课程的性质、地位和任务本课程主要内容包括经典遗传学，细胞遗传学，分子遗传学和发育遗传学等。要求考生对基本概念有较深入的了解，能够系统地掌握普通遗传学，染色体学说，基因学说，基因工程及遗传与发育学说的经典内容，从群体水平，个体水平，细胞水平和分子水平不同层次上对对遗传学有较完整和系统的认识，掌握遗传学的基本规律和应用，熟悉遗传学的基本概念及规律，并且有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。三、教学基本要求和方法：学生通过学习对遗传学概念有透彻的理解，掌握基本遗传分析方法，思路清晰，能够利用所学知识独立分析解决具体问题，根据具体要求和目的查阅相关文献，并设计简单的实验。课堂讲解遗传学基本原理和分析方法，结合课后讨论，外邀专家专题讲座，着重培养学生独立思考和解决问题的能力，期末考试。四、授课教材及主要参考书目：1.赵寿元、乔守怡主编：现代遗传学，高等教育出版社，2001年8月第1版2.刘祖洞主编：遗传学，高等教育出版社，1991年4月第2版3.遗传学王亚馥等高等教育出版社4.徐晋麟，徐沁，陈淳编著现代遗传学原理科学出版社2001年5.朱军主编遗传学中国农业出版社20026.王亚馥戴灼华：遗传学高等教育出版社19997.盛祖嘉沈仁权分子遗传学复旦大学出版社19888.孙乃恩孙东旭朱德煦分子遗传学第二版南京大学出版社19979.朱玉贤李毅分子生物学高等教育出版社199710.GeneVIIBenjaminLewin11.AnintroductiontogeneticanalysisAnthonyJ.F.Griffiths12.PrinciplesofGenetics，D.P.SnustadandM.J.Simmons,JohnWilly&Sons,Inc,2002,3rdedition五、学分和学时分配本课程共60学时，其中理论课40学时，计3.0学分。六、教学内容及学时分配：第一章经典遗传学（8学时）1．目的要求：掌握孟德尔遗传定律（显隐性法则、分离法则、自由组合定律、完整性法则）和遗传连锁定律。掌握遗传图构建的方法（两点测验、三点测验）和细菌遗传的特点，了解遗传学发展历史。2．要点：1.1泛生论1.2种质论1.3孟德尔遗传定律1.3.1分离定律1.3.2分离规律的验证（测交法，自交法，F1花粉鉴定法）1.3.3自由组合定律1.4孟德尔遗传定律的重新发现1.5基因型和表型1.5.1遗传学和基因名词的提出1.5.2基因型和表现型1.6摩尔根和遗传连锁定律1.6.1交换值及其测定1.6.2基因定位与连锁遗传图（三点测验）1.7非等位基因之间的互作1.7.1互补作用1.7.2积加作用1.7.3重叠作用1.7.4显性上位作用1.7.5隐性上位作用1.7.6抑制作用1.8真菌类的连锁和交换1.9细菌和病毒的遗传第二章分子遗传学的兴起（2学时）1．目的要求：熟悉DNA是遗传物质的三个经典实验，了解DNA的结构。2．要点：2.1物理学的介入2.2遗传物质是DNA2.2.1肺炎球菌的转化实验2.2.2噬菌体感染实验2.2.3烟草花叶病毒的重建实验2.2.4DNA双螺旋结构的生物学意义第三章基因的概念和结构（8学时）1．目的要求：掌握等位基因、复等位基因、超基因、基因家族和假基因等概念以及插入序列和转座子的结构特点，熟悉非等位基因间的互作，染色体外基因的遗传特点。了解转座的机制。2．要点：3.1孟德尔“遗传因子”——生物性状遗传的符号3.2基因——位于染色体上的遗传功能单位3.2.1等位基因3.2.2复等位基因3.3顺反子——一个基因一条多肽3.4操纵子——遗传信息传递和表达调控的统一体3.4.1超基因3.4.2假基因3.5外显子和内含子3.5.1RNA的剪接3.5.2内含子的类型3.6重叠基因3.7可动基因或转座元件——基因并不完全是固定在染色体的一个位置上3.7.1Ac-Ds系统3.7.2插入序列3.7.3转座子3.7.4反转录转座子3.8染色体外基因3.9.1质粒3.9.2线粒体基因3.9.3叶绿体基因3.9.4非孟德尔遗传第四章遗传物质——基因和染色体（4学时）1．目的要求：掌握染色体组型、点突变和移码突变的概念以及染色体数目和结构的改变特点，染色质的分类、核小体的结构等基本知识，熟悉表观遗传变异的概念和原因。2．要点：4.1染色体及其在细胞分裂中的行为4.1.1染色体组型或核型4.2染色体的改变4.2.1染色体数目的改变4.2.2染色体结构的改变4.3基因突变和表观遗传变异4.3.1点突变和移码突变4.3.2基因重组和基因转换4.3.3动态突变4.3.4表观遗传变异第五章基因组（4学时）1．目的要求：熟悉基因组结构特点，了解基因组功能研究。2．要点：5.1基因组的DNA序列组成5.1.1C值悖论和序列复杂性5.1.2基因组DNA序列的分类5.1.3DNA复性动力学5.1.4重复序列家族5.2基因组研究5.2.1人类基因组研究5.2.2作图和基因定位5.2.3基因数目与基因克隆5.2.4基因组功能研究第六章基因与发育（4学时）1．目的要求：掌握细胞编程性死亡概念和特点，干细胞的概念和分类以及果蝇前后轴极性形成过程中发挥作用的基因类型。熟悉性决定的机制，分化发育过程中基因的活性。2．要点：6.1发育遗传学概论6.2基因在细胞分化和细胞决定中的作用6.2.1多细胞生物的细胞分化与细胞决定6.2.2秀丽新小杆线虫的细胞特化6.2.3细胞编程性死亡6.3胚层分化和干细胞6.4基因在胚胎极性生成中的作用6.4.1果蝇胚胎极性的形成6.4.2果蝇前后轴极性的发生6.4.4哺乳动物的同源异形基因6.5性决定6.5.1性染色体和常染色体套数之比决定性别6.5.2哺乳动物的性决定6.5.3Y染色体的睾丸决定基因6.5.4环境因子与性决定6.6分化发育过程中基因的活性6.6.1免疫球蛋白基因的重排第七章基因表达和调控（2学时）1．目的要求：掌握启动子、增强子的概念和特点，熟悉转录因子的DNA结合域类型以及转录和翻译水平的调控特点。2．要点：7.1调控元件7.1.1启动子7.1.2增强子和弱化子7.1.3应答元件7.1.4转录因子7.2基因转录水平上的调控（略讲）7.2.1转录调控的类型7.2.2转录后的调控7.3翻译水平的调控7.3.1翻译因子磷酸化调控7.3.2翻译后的加工修饰第八章数量遗传学（4学时）1．目的要求：掌握遗传率的概念及简单的计算（狭义、广义），以及近亲繁殖和杂种优势的内容，熟悉数量遗传的特点。2．要点：8.1数量性状与质量性状8.2多基因效应8.2.1多基因学说8.2.2多基因效应的累加方式8.2.3数量性状基因数的估计8.3分析数量性状的基本统计方法8.3.1一些基本概念8.3.2统计检验方法8.4遗传率8.4.1广义遗传率8.4.2狭义遗传率8.5近亲繁殖和杂种优势8.5.1近交和近交系数8.5.2近亲婚配的危害8.5.3杂种优势8.5.4远缘杂交第九章群体的基因结构与进化（4学时）1．目的要求：掌握基因库、遗传漂变等概念和Hardy－Weinberg定律，熟悉物种、基因的起源，了解分子种系发生遗传学。2．要点：9.1基因库与基因频率9.1.1Hardy－Weinberg定律9.1.2突变和选择对基因频率的作用9.1.3选择对隐性基因的作用9.1.4选择对显性基因的作用9.1.5选择对X连锁基因的作用9.2遗传漂变与奠基者效应9.3基因组的起源与进化9.3.1新基因的获得9.3.2非编码序列与基因组进化9.3.3转座因子、染色体重排混编与基因组进化9.3.4内含子的起源9.3.5人类基因组——近五百万年的进化产物9.4分子种系发生遗传学9.4.1分子种系发生遗传学的形成9.4.2DNA为依据的种系发生数的构建9.4.3分子种系发生遗传学的应用9.5进化学说9.5.1自然选择学说9.5.2分子进化的中立学说9.5.3“三界”学说