一、基本概况

课程名称：遗传学(Genetics)

课程代码：231010035

课程类别：专业基础课

学时/学分：60/3.5（其中理论50学时，实验10学时）

需预修课程：植物学、微生物学、生物化学、植物生理学、生物统计学

适用专业：适用生物技术专业的本科教学

课程简介

遗传学是生命科学领域中的一门核心学科，主要研究遗传物质的结构、功能及遗传信息的传递与表达。遗传学是一门生物类专业本科生必须学习的生物学基础课程。本课程主要包括遗传学的三大定律、染色体的变异、分子遗传学的基础内容、数量遗传学的基础内容和群体遗传学的基础内容。根据课程内容，设置了植物细胞有丝、减数分裂制片及孟德尔遗传规律的验证、染色体核型观察与染色体多倍体的鉴定等实验内容。在讲述经典理论的同时积极结合实践操作，并不断将学科最新成果引入教学。

二、教学目标

学生通过本课程的学习，在知识和能力等方面达到以下要求：

1.理论、知识目标：掌握遗传学经典理论与基础知识。掌握遗传信息传递的基本原理；熟练掌握遗传信息改变的诱因及类型；了解遗传信息贮存和表达的基本规律。

2.能力目标：培养学生运用基础理论和操作技能解决实际遗传学问题的能力。

3.达成目标：本课程对应农学专业和种子科学与工程专业人才培养方案中毕业要求的要求2、3和4。能够利用遗传学知识，针对专业相关问题提出个人见解，具备创新能力。能够对本专业领域复杂问题进行综合分析和研究，并提出相应对策或解决方案。

三、教学内容及教学要求

绪论 （讲课2学时；实验0学时）

教学内容：

1.遗传学的研究内容和研究方法；

2.遗传学的形成和发展；

3.遗传学的理论意义和实践意义。

教学要求：

了解遗传学课程的性质和地位，遗传学课程的特点、内容及任务，遗传学的应用现状。

本章重点、难点：遗传学的概念及其研究内容。

第一章 遗传物质及其属性（讲课2 学时；实验0学时）

教学内容：

1.遗传物质为DNA的证据：间接证据和直接证据；

2.RNA病毒的遗传物质是RNA；

3.DNA的属性：自我复制和编码蛋白质；

4.病毒RNA的属性：自我复制和逆转录。

教学要求：

1.掌握遗传物质为DNA的间接证据和直接证据的实验内容；

2.掌握DNA自我复制和转录、翻译蛋白质的过程；

3.掌握RNA自我复制和逆转录合成DNA的过程。

本章重点、难点：

重点：遗传物质为DNA的证据，蛋白质的合成过程，逆转录。

难点：蛋白质的合成过程，逆转录。

第二章 遗传物质与染色体（讲课4学时；实验0学时）

教学内容：

1.遗传物质的分布；

2.染色体：形态特征和类型，结构与数目，核型分析，特化染色体；

3.细胞分裂与生殖：无丝分裂，有丝分裂，减数分裂，有性生殖；

4.生活周期：低等植物、高等植物及高等动物的生活周期。

教学要求：

掌握遗传物质在细胞内的分布情况，染色体的结构及类型，核型分析技术，有丝分裂、减数分裂各时期的染色体形态特征，高等植物的生活周期。

本章重点、难点：有丝分裂、减数分裂各时期的染色体形态特征。

第三章 孟德尔遗传（讲课4学时；实验2学时）

教学内容：

1.分离定律：分离现象的解释，分离定律的验证及应用，分离定律实现的条件；

2.独立分配定律：独立分配现象的解释，独立分配定律的验证及应用；

3.统计学原理在遗传学中的应用：概率的应用，卡方检验；

4.基因互作：无互作，互作的类型。

教学要求：

1.掌握分离现象的解释、验证实验内容，分离定律实现的条件及应用领域；

2.掌握独立分配现象的解释、验证实验内容及应用领域；

3.掌握统计学原理在遗传学中的应用；

4.理解基因互作的现象。

本章重点、难点：

重点：掌握分离定律的实质及应用方法，统计学原理在遗传学中的应用方式，基因互作。

难点：分离定律的实质及应用方法，卡方检验。

第四章 连锁遗传（讲课4学时；实验2学时）

教学内容：

1.连锁和交换的概念及其遗传机理；

2.基因定位与遗传图；

3.性别决定与性连锁；

4.连锁遗传的应用。

教学要求：

1.掌握连锁和交换的概念及遗传机理：性状连锁的发现及基因连锁的验证，交换的发生；重组率、交换值；

2.掌握基因定位的方法：两点测验，三点测验，遗传图；

3.掌握性别决定与性连锁的类型：性别决定的基本概念，伴性遗传，限性遗传，从性遗传；

4.掌握连锁遗传应用的方法：交换值与育种群体规模的确定，连锁和间接选择，性连锁理论的应用。

本章重点、难点：

重点：基因连锁的遗传机制，基因定位的方法，性连锁的类型，连锁遗传的应用。

难点：基因连锁的遗传机制，基因定位的方法。

第五章 细胞质遗传（讲课4学时；实验0学时）

教学内容：

1.细胞质遗传的一般特征；

2.母性影响与基因组印记；

3.叶绿体和线粒体遗传；

4.共生体的遗传；

5.植物雄性不育的遗传。

教学要求：

1.掌握细胞质遗传的一般特征：母性影响与基因组印记的概念，叶绿体和线粒体遗传特点，共生体的遗传特征；

2.掌握植物雄性不育的遗传机制及利用：核不育、质-核不育的概念及特点，质-核不育的遗传机制，三系配套。

本章重点、难点：

重点：核不育、质-核不育的概念及特点，质-核不育的遗传机制，三系配套。

难点：质-核不育的遗传机制，三系配套。

第六章 细菌和病毒的遗传（讲课4学时；实验0学时）

教学内容：

1.细菌和病毒的结构；

2.细菌的遗传分析：转化、结合、性导的概念及发生过程；

3.噬菌体的遗传分析：转导。

教学要求：

掌握细菌的转化、结合、性导发生过程，噬菌体的转导过程。

本章重点、难点：细菌的转化、结合、性导，噬菌体的转导。

第七章 数量性状的遗传（讲课6学时；实验2学时）

教学内容：

1.数量性状的特征；

2.数量性状遗传分析的基本参数及模型；

3.数量性状的方差分析及遗传率；

4.数量性状的基因位点分析；

5.近亲繁殖与杂种优势。

教学要求：

1.掌握数量性状的特性及其遗传分析的基本模型；

2.掌握数量性状的遗传率算法及应用：遗传率的概念、估算及应用；

3.掌握数量性状基因位点的分析方法：QTL的概念、作图的原理及方法、应用前景；

4.掌握近亲繁殖与杂种优势：近亲繁殖的概念及其遗传效应，杂种优势的表现和理论。

本章重点、难点：

重点：掌握遗传率的概念、估算及应用方法，QTL作图的方法及应用，近亲繁殖的遗传效应，杂种优势的表现和理论。

难点：遗传率的估算及应用，QTL作图的方法。

第八章 群体遗传与进化（讲课4学时；实验0学时）

教学内容：

1.群体的基本概念及其遗传组成；

2.群体的遗传平衡定律；

3.群体遗传平衡的改变；

4.群体进化与物种形成。

教学要求：

1.掌握群体遗传与进化的基本概念；

2.掌握群体的遗传平衡定律：哈德-魏伯格定律的内容，平衡群体的特征及检验方法；

3.掌握群体遗传平衡的改变方式：基因突变，选择，遗传漂移，迁移；

4.掌握群体进化的因素及形成方式。

本章重点、难点：

重点：哈德-魏伯格定律的内容，平衡群体的特征及检验方法，群体遗传平衡的改变方式。

难点：哈德-魏伯格定律的实质。

第九章 基因突变（讲课4学时；实验0学时）

教学内容：

1.基因突变的类型及机理；

2.基因突变的诱发及方向；

3.基因突变的表现及鉴定。

教学要求：

1.掌握基因突变的类型及机理：形态突变、生活突变、致死突变及条件致死突变，碱基置换、移码突变及其他形式；

2.掌握突变的诱发的类型：物理诱变、化学诱变及离体定向诱变；

3.掌握基因突变的表现及鉴定方法：基因突变发生的时期、频率及其修复机制；表型鉴定、生化鉴定及DNA测序。

本章重点、难点：

重点：基因突变的机理，突变的诱发的类型，基因突变的鉴定方法。

难点：突变的诱发的类型，基因突变的鉴定方法。

第十章 染色体结构变异（讲课4学时；实验2学时）

教学内容：

1.染色体的结构变异类型及概念；

2.各种染色体结构变异的产生及其细胞学鉴定、遗传学效应。

教学要求：

1.掌握染色体结构变异的类型及概念：染色体缺失、重复、倒位、易位的概念及形态；

2.掌握染色体结构变异的细胞学行为及其遗传学效应：配子的育性、重组的发生情况、后代的分离、连锁关系的改变，如何利用染色体结构变异服务于农业生产。

本章重点、难点：

重点：染色体结构变异的类型，染色体结构变异的遗传学效应。

难点：染色体结构变异的遗传学效应。

第十一章 染色体数目变异（讲课4学时；实验2学时）

教学内容：

1.染色体数目变异的类型及其概念；

2.各类型染色体数目变异的产生及其细胞学鉴定、遗传学效应。

教学要求：

1.掌握染色体数目变异的类型及其概念：多倍体、单倍体、非整倍体概念；

2.掌握染色体数目变异的细胞学行为及其遗传学效应：配子的育性、重组的发生情况、后代的分离、连锁关系的改变，如何利用染色体数目变异服务于农业生产。

本章重点、难点：

重点：染色体数目变异的类型，染色体数目变异的遗传学效应。

难点：染色体数目变异的遗传学效应。

第十二章 基因工程（讲课4学时；实验0学时）

教学内容：

1.基因工程的概念及操作流程；

2.转基因的方法及转化体的鉴定；

3.基因工程的成就及安全性。

教学要求：

1.掌握基因工程的操作流程：目的基因的获取，表达载体的构建，转化方法，转化体的筛选；

2.掌握转基因生物安全性评价方法：环境安全性，食品安全性。

本章重点、难点：

重点：基因工程的操作流程，转基因生物安全性评价方法。

难点：基因工程的操作流程。

四、考核方式及成绩评定

本课程的成绩将由平时成绩（考勤、作业及课堂测验）、实验成绩（参与情况+实验报告）和期末考试成绩三部分组成，其中平时成绩占20%、实验成绩占30%、考试成绩占50%；期末考试采用闭卷笔试。

五、教材及参考书目

教材：《遗传学》，李惟基编著，中国农业大学出版社，2007年，标准书号：ISBN 978-7-81117-208-9。

参考书目：

1.《遗传学》第三版，刘庆昌编著，科学出版社，2015年，标准书号：ISBN 9787030429537。

2.《遗传学》，程罗根编著，科学出版社，2013年，标准书号：9787030376930。

3.《遗传学》，〔加〕戴豪勒斯（Deyholos，M.K.）、王傲雪、〔加〕张健编著，科学出版社，2013年，标准书号：ISBN 9787030383433。