《遗传学》教学大纲
课程编号 |
092007 |
课程类别 |
专业必修课 |
课程名称 |
遗传学 |
英文名称 |
Genetics |
学分 |
5 |
建议修读学期 |
5 |
总学时数 |
96 |
讲授学时 |
54 |
实验学时 |
42 |
预修课程 |
生物化学、微生物学、细胞生物学 |
考核方式 |
考试 |
适用专业 |
生物科学(师范) |
大纲执笔人 |
宋敏 |
大纲审核人 |
田李 |
一、课程性质
遗传学是研究生物遗传与变异规律的一门学科,以表型的规律深入到遗传物质的本质,探索遗传对生物生长、发育的控制机制。《遗传学》是生物类各本科专业学生必修的专业基础课,先修课程主要有生物化学、细胞生物学等。通过对本课程的学习,要求学生重点掌握经典遗传学的三大定律及遗传平衡定律,遗传重组,变异的类型,掌握遗传分析的一般方法,掌握基本的实验操作技术,使学生学会科学地思维方法,提高分析问题和解决问题的能力。
二、课程目标
1. 系统掌握遗传学的基本知识、理论体系和研究方法,学会运用科学的思维和科学研究方法分析问题、解决问题,为今后的生物教学实践、科学研究和生产实践奠定良好的遗传学理论基础。(支撑毕业要求3)
2. 了解遗传学在医学、育种实践、环境保护等方面的应用,利用生命伦理问题相关的遗传学问题,引导学生树立健康的科学道德观。(支撑毕业要求3,6,7)
3. 通过遗传学专题知识讨论,使学生掌握查阅文献、综合分析问题的方法与技能,树立终身学习与专业自主发展意识,学会规划自己的专业发展。(支撑毕业要求3,7,8)
4. 利用遗传学中与中学生物联系紧密的知识点,让学会自主安排教学内容,初步具备一定的教学设计能力。(支撑毕业要求3、4)
三、课程目标与毕业要求的对应关系
毕业要求 |
指标点 |
课程目标 |
毕业要求3 学科素养 |
1.掌握遗传学基本理论,学会基本实验操作技能,能够解释遗传学现象、正确分析遗传学问题。 2.注重遗传学的基础性、应用性与前瞻性相结合,培养学生科学思维,开拓学习视野,培养创新精神。 |
课程目标1,2 |
毕业要求4 教学能力 |
能够利用信息技术获取及处理信息,针对部分与中学知识联系紧密的遗传学内容设计教学内容,规划教学活动,形成一定的教学设计能力。 |
课程目标1,4 |
毕业要求6 综合育人 |
涉及与遗传学相关的生命伦理问题,如遗传操作对生命的秩序与尊严的挑战、遗传信息的开发与应用,公众对遗传学研究的知情权等问题时注意引导培养学生健康的科学道德观。 |
课程目标2 |
毕业要求7 学会反思 |
通过查阅文献资料、综合分析理论和实验中遇到的一些实际问题,提出自己的见解并能创造性的解决,树立终身学习与专业自主发展的意识,学会规划自己的专业发展。 |
课程目标3,4 |
毕业要求8 沟通合作 |
通过实验教学、小组讨论让学生理解学习共同体的作用,具有团队协作精神,能够以团队形式积极开展互助学习和合作学习。 |
课程目标3,4 |
四、课程内容和学时分配
(一)理论教学的内容及要求
章节、学时 |
内容要求 |
支撑课程目标 |
第一章 绪论 |
介绍遗传学的基本概念和研究内容,使学生了解遗传学的过去、现在和将来的发展趋势。 1. 掌握:遗传、变异的含义; 2. 熟悉:遗传学的诞生,近现代促进遗传学发展的重要的科学发现和科学事件。 重点与难点:遗传学概念,遗传与变异的关系,遗传学研究的对象和任务。 |
课程目标1,2 |
第二章 孟德尔定律 |
分离定律与自由组合定律的内容,本质;概率原理在遗传比率推算中的应用;孟德尔实验数据的分析。 1. 掌握:概率原理与应用;c2测验与应用; 2. 熟悉:分离规律;独立分配规律。 重点:遗传学数据的统计处理,分离规律,独立分配规律。 难点:c2测验与应用。 |
课程目标1,2 |
第三章 遗传的染色体学说 |
减数分裂;染色体周史;遗传的染色体学说。 1. 了解染色体的基本结构和组成; 2. 掌握减数分裂的过程及意义。 重点与难点:减数分裂过程中染色体的动态变化及其遗传学意义。 |
课程目标1,2 |
第四章 孟德尔遗传的拓展 |
表型是基因与环境相互作用的结果;基因的多效性;等位基因间的相互作用;复等位基因;非等位基因间相互作用。 1. 掌握:等位基因间的相互作用,致死基因; 2. 熟悉:显隐性关系的相对性;复等位基因;一因多效; 3. 了解:环境的影响和基因的表型效应。 重点:基因与其环境的关系和基因之间的相互作用;非等位基因间的相互作用。 难点:隐性上位作用;抑制作用;致死基因。 |
课程目标1,2 |
第五章 性别决定与伴性遗传 |
性染色体;性别决定;果蝇、人类、高等植物、鸡等不同物种的伴性遗传;几种类型的性别决定;人类的性别畸形 掌握性别决定、伴性遗传和人类性别畸形特性。 难点:遗传的染色体学说的直接证明。 |
课程目标1,2 |
第六章 连锁交换与连锁分析 |
交换值及其测定;基因定位与连锁遗传图;真菌类的遗传学分析;染色体遗传机制的意义。 1. 重点掌握重组率、交换率和并发系数等概念; 2. 认识基因连锁和互换与减数分裂过程中非姊妹染色单体互换的关系; 3. 掌握重组率的计算方法和三点测验技巧,理解在动、植物育种中如何利用基因连锁群资料和如何利用重组率来确定育种试验规模。 重点:基因连锁和互换与减数分裂过程中非姊妹染色单体互换的关系;重组率的计算方法;基因连锁分析的主要方法-三点测验;并发率和干涉。 难点:理解在动、植物育种中如何利用基因连锁群资料和如何利用重组率来确定育种试验规模;粗糙链孢霉的着丝粒作图及连锁分析。 |
课程目标1,2 |
第七章 细菌和噬菌体的重组 |
细菌及噬菌体的基因重组;细菌的普遍性转导及局限性转导。 1. 理解细菌及病毒的一般特征; 2. 掌握细菌进行遗传物质交流方式、细菌染色体作图方法;细菌的转化及转导作图。 重点与难点:细菌染色体作图及细菌的转化及转导作图。 |
课程目标1,2 |
第八章 遗传的分子基础 |
遗传物质是DNA(或RNA)的证据;基因的精细结构及基因概念的发展。 1. 了解:DNA作为遗传物质的发现史; 2. 掌握:基因概念的发展。 重点:基因的精细结构及基因概念的演变。 难点:基因的精细结构分析。 |
课程目标1,2 |
第九章 数量性状遗传 |
数量性状的多基因假说;数量性状与质量性状的关系;分析数量性状的基本统计方法;遗传变异和遗传率;近交系数的估算及杂种优势的应用。 1. 了解数量性状的特征及数量性状遗传的多基因假说;了解数量性状的一般特征;了解近亲繁殖的遗传效应及杂种优势的表现及其理论; 2. 掌握数量性状、多基因假说、广义遗传率和狭义遗传率等概念;掌握数量性状的各种遗传参数、广义遗传率及狭义遗传率的估算方法;掌握近亲繁殖和杂种优势在动、植物育种方面的应用。 重点:分析数量性状的基本的统计方法;数量性状的各种遗传参数、广义遗传率及狭义遗传率的估算方法。 难点:遗传变异和遗传率;近交系数的估算。 |
课程目标1,2 |
第十章 染色体畸变 |
染色体结构变异的类型及其细胞学特征、遗传学效应;染色体数目的整倍体与非整倍体变异。 1. 了解染色体结构变异的诱发与利用的基本知识; 2. 掌握真核生物染色体结构变异的类型、细胞学特征和主要遗传效应;掌握染色体组的概念、多倍体的概念,整倍体和非整倍体的染色体分离和基因分离的规律,以及整倍体和非整倍体在植物育种方面的具体应用。 重点:染色体结构变异和数量变异的类型、细胞学特征和主要遗传效应;非整倍体的类型。 难点:倒位杂合体的交换及易位的遗传学效应。 |
课程目标1,2 |
第十一章 基因突变 |
基因突变概述;各类突变的检出;诱发突变及基因突变的分子基础。 1. 了解理化因子诱发突变的原理; 2. 理解基因突变的一般特征; 3. 掌握各类生物体突变的检出方法及突变的分子机制。 重点和难点:基因突变发生的原因和分子机制。 |
课程目标1,2 |
第十二章 重组与修复 |
重组的分子机理;转座作用的分子机制;DNA损伤的修复。 1. 了解DNA损伤修复的途径; 2. 理解转座因子转座的分子机制; 3. 掌握基因重组的分子机制。 重点和难点:基因重组的可能机制及转座因子转座的分子机理。 |
课程目标1,2 |
第十三章 细胞质遗传 |
母性影响;细胞质遗传;持续饰变;植物雄性不育的遗传机制。 1. 了解:细胞质遗传的实例和主要特点; 2. 掌握:母性影响;禾谷类作物的雄性不育; 3. 熟悉:细胞质基因和细胞核基因的关系。 重点:母性影响;禾谷类作物的雄性不育的遗传机制。 难点:二区三系育种。 |
课程目标1,2 |
第十四章 基因组 |
基因组的结构和组成特点;基因组学的研究内容;人类基因组计划及基因组作图和测序。 1. 了解:原核和真核生物基因组的组成特点; 2. 掌握:真核生物基因组的结构和组成特点,人类基因组作图的策略; 3. 熟悉:基因组计划的测序策略。 重点和难点:基因组作图的策略。 |
课程目标1,2 |
第十五章 基因表达与基因表达调控 |
在相关课程了解基因表达、原核生物与真核生物的基因表达调控的基础上掌握表观遗传调控。 重点和难点:表观遗传调控的机制。 |
课程目标1,2 |
第十六章 遗传与个体发育 |
多细胞生物个体发育的一般模式;胚胎发育的分子调控机制。 1. 了解:个体发育的一般模式; 2. 掌握:黑腹果蝇早期胚胎发育中各类基因的调控作用。 重点和难点:果蝇早期胚胎发育中各类基因的级联调控作用。 |
课程目标1,2 |
第十七章 遗传和进化 |
核酸及遗传体系的进化;获得性状遗传学说和自然选择学说;遗传平衡定律;新种形成的方式。 1. 了解目前流行的生物进化理论;了解自然群体中的遗传多态性; 2. 掌握群体的遗传结构和计算方法;重点掌握遗传平衡定律和影响Hardy-Winberg平衡的因素; 重点:群体的遗传结构和计算方法;遗传平衡定律及其影响Hardy-Winberg平衡的因素。 难点:影响Hardy-Winberg平衡的因素
|
课程目标1,2 |
(二)实践教学的内容及要求
序号 |
实验 项目 |
实验目的及内容 |
学时 |
类型 |
课程目标 |
1 |
果蝇形态观察 |
目的:1. 熟悉果蝇的形态特征、生活史及常见突变性状;2. 区别雌雄果蝇;3. 掌握实验果蝇的饲养、管理及实验处理方法和技术 内容:1. 生活史观察;2. 果蝇的麻醉;3. 雌雄果蝇的辨别;4. 突变性状的观察 |
3 |
验证 |
3 |
2 |
果蝇杂交 |
目的:1. 通过对果蝇的杂交实验,正确理解分离定律的实质,并验证与加深理解三个遗传规律。2. 认识伴性遗传的正、反交差别,掌握伴性遗传的特点。3. 了解两对基因相互作用的机制。 4. 掌握果蝇的杂交技术及统计处理方法。 内容:选择处女蝇,杂交,去亲本,转移F1代,去除F1成蝇,统计F2代。 |
9 |
综合 |
3,4 |
3 |
果蝇唾腺染色体制片与观察 |
目的:1.了解唾腺CS的特点。2. 学习分离唾腺的技术。3. 掌握唾腺CS制片方法 内容:果蝇三龄幼虫培养,剥离唾腺,解离染色,压片,镜检。 |
3 |
验证 |
3,4 |
4 |
减数分裂染色体制片与观察 |
目的:1. 学习和掌握细胞减数分裂CS标本的制片技术和方法。2. 熟悉减数分裂的全过程及各个时期染色体的动态变化和形态特征。 内容:采集材料,固定,染色,压片,镜检,绘图。 |
3 |
综合 |
3,4 |
5 |
人类染色体组型分析 |
目的:了解人类染色体组型的基本特征,学会染色体组型分析的基本方法 内容:准备CS标本的照片,染色体测量,排列核型图,计算各参数填表。 |
3 |
综合 |
3,4 |
6 |
细菌转导 |
目的:理解转导的基本原理,初步掌握转导实验的基本方法。 内容:菌种活化与培养,制备菌悬液,诱导裂解,避光培养,制备裂解液,点滴法转导。 |
6 |
综合 |
3,4 |
7 |
植物多倍体诱发与鉴定 |
目的:了解人工诱发多倍体植物的原理,掌握用秋水仙素诱发多倍体植物的方法,练习鉴别植物多倍体的技术。 内容:大葱生根与诱变处理,取材,解离,染色,压片,镜检,绘图。 |
3 |
验证 |
3,4 |
8 |
人体指纹的遗传分析 |
目的:掌握指纹分析的基本知识与方法,了解指纹分析在遗传学上的应用 内容:指纹获取,指纹类型分析,嵴纹计数。 |
3 |
研究性 |
3,4 |
9 |
DNA指纹遗传分析 |
目的:了解DNA指纹分析的基本原理,熟悉指纹分析在遗传学上的应用。 内容:收集个体DNA样本, PCR扩增D1S80等位基因,琼脂糖凝胶电泳,分析带型。 |
6 |
综合 |
3,4 |
10 |
人类体表性状及PTC味盲基因的遗传分析 |
目的:认识人类性状遗传及其规律,分析PTC味盲基因频率,掌握群体基因频率计算的一般方法,加深对群体遗传平衡定律的认识。 内容:PTC不同浓度溶液配制,测试PTC尝味能力,记录测定结果,计算基因频率和基因型频率,判定群体的平衡状态。调查实验班每人的常见体表性状,计算基因频率。 |
3 |
综合 |
3,4 |
五、学时分配
章 次 |
各教学环节学时分配 |
小计 |
讲授 |
实验 |
上机 |
习题 |
讨论 |
课外 |
备 注 |
第一章 绪论 |
2 |
2 |
|
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第二章 孟德尔定律 |
9 |
3 |
6 |
|
|
|
|
|
第三章 遗传的染色体学说 |
5 |
2 |
3 |
|
|
|
|
|
第四章 孟德尔遗传的拓展 |
6 |
3 |
3 |
|
|
|
|
|
第五章 性别决定与伴性遗传 |
5 |
3 |
3 |
|
|
|
|
|
第六章 连锁交换与连锁分析 |
6 |
5 |
3 |
|
|
|
|
|
第七章 细菌和噬菌体的重组 |
8 |
4 |
3 |
|
|
|
|
|
第八章 遗传的分子基础 |
11 |
2 |
6 |
|
|
|
|
|
第九章 数量性状遗传 |
6 |
3 |
3 |
|
|
|
|
|
第十章 染色体畸变 |
7 |
4 |
3 |
|
|
|
|
|
第十一章 基因突变 |
3 |
3 |
|
|
|
|
|
|
第十二章 重组与修复 |
3 |
3 |
|
|
|
|
|
|
第十三章 细胞质和遗传 |
3 |
3 |
|
|
|
|
|
|
第十四章 基因组 |
6 |
3 |
3 |
|
|
|
|
|
第十五章 基因表达与基因表达调控 |
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
第十六章 遗传与个体发育 |
6 |
3 |
3 |
|
|
|
|
|
第十七章 遗传和进化 |
8 |
4 |
3 |
|
2 |
|
|
|
合 计 |
96 |
52 |
42 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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六、考核说明
学生考核成绩由两部分构成:期末考试成绩和实验成绩,成绩 = 实验成绩(30%)+ 期末成绩(70%),期末考试采取闭卷考试方式。
七、主要教材及教学参考书目
(一)教材
刘祖洞, 乔守怡, 赵寿元等著《遗传学》(第3版),高等教育出版社,2013
(二)主要参考书目
1. 贺竹梅主编《现代遗传学教程》(第3版),高等教育出版社,2017
2. 梁前进 张根发主编《遗传学-关于基因的科学》 北京师范大学出版集团,2017
3. 刘庆昌主编《遗传学》(第3版)科学出版社,2015
八、教学策略与方法建议
本课程在授课过程中要以学生为主体,以教师为主导,课堂讲授(多媒体与板书结合)与实验相结合,要求学生掌握遗传学的基本概念、基本原理、基本分析方法,了解遗传学的 最新发展,学会应用遗传学基本原理分析一般遗传问题,熟悉遗传学实验的基本操作方法。针对师范生缺乏教学实践经验这一事实,本课程教学除教师讲授外,还倡导“案例教学”。即以某个知识点为一讨论案例,启发学生试讲,互动等。通过典型的教学案例来突出教学的真实性,使师范生在“教学现场”中发现和提出遗传学教学问题,获得相关的教学知识与技能。