《遗传学》课程教学大纲

课程编码：	011001	课程名称：	遗传学
学分：	4.0	总学时：	64
理论学时	48	实验学时	16
课程类别：	学科基础教育平台课	课程性质：	必修课
适用层次：	汉族本科	开课学期：	第3学期
适用专业：	生物技术

先修课程：高等数学、植物学、动物学、生物化学

后续课程：分子生物学、基因工程

一、课程性质、地位和任务

遗传学是生物技术和应用生物科学专业必修的学科基础课程，是研究生物遗传和变异的科学，是学生从细胞和分子水平了解生物遗传物质和生物技术的理论与实践的基础，是当今自然科学领域中发展最为迅猛、最活跃的学科之一，是生命科学各门学科的核心。

本课程的任务是全面系统地讲授遗传学的基本原理和遗传学分析的基本方法，同时介绍现代遗传学发展的最新成就，使学生对遗传物质的本质、遗传物质的传递、遗传物质的变异等基本规律有比较全面的、系统的认识，并能应用其基本原理分析遗传学数据，解释遗传学现象，同时对遗传信息的表达与调控有一个较为全面和深入的了解。

二、教学目标及要求

1.掌握遗传学的基本原理和系统的遗传学知识，了解其发展历程和最新进展；

2.理解遗传学的基本技术、研究方法和手段，并了解遗传学在工、农业等生产领域中的应用；

3.掌握遗传学的基本实验方法和技能、技巧，并在科学态度、独立工作能力方面获得初步的训练。

4.能够利用遗传学的基本原理、基本技术、研究方法和手段分析、阐述有关遗传现象，说明和解决实践中有关遗传学的一般问题，为今后进一步深造和工作打下必要的基础。

三、教学内容及安排

第1章绪论（2时数）

教学目标：掌握遗传、变异的概念和遗传学的概念；理解遗传学研究内容和任务；了解遗传学发展的主要阶段，以及有哪些重要的科学家做出了重大贡献；了解遗传学在国民经济中的地位，从工、农、医、环境保护等方面介绍遗传学的应用。

重点、难点：遗传、变异的概念。

1.1遗传学的研究对象和任务

1.2遗传学的发展简史

1.3遗传学在科学研究和生产实践中的作用第2章遗传的染色体学说（3学时）

教学目标：掌握染色体的形态特征、分类及化学组成；了解细胞周期各个时期的特点；掌握有丝分裂、减数分裂的过程及其DNA的含量变化；了解高等动、植物配子的发生和染色体周史；理解遗传的染色体学说和解释孟德尔定律。

重点、难点：减数分裂的过程及遗传学意义。

2.1细胞（1学时）

2.2细胞分裂（0.5学时）

2.3染色体周期史（0.5学时）

2.4遗传的染色体学说（1学时）第3章孟德尔定律（5学时）

教学目标：掌握分离规律、自由组合规律的遗传实验、解释和验证方法；掌握分离规律、自

由组合规律的实质；掌握单位性状、相对性状、分离线项、基因型和表现型的概念；掌握单位性状、相对性状、基因型和表现型的概念；掌握遗传学数据的统计处理方法，统计学原理在遗传研究中的应用。

重点、难点：重点为分离规律、自由组合规律的实质；难点为统计学原理在遗传研究中的应

用。

3.1分离规律（1学时）

3.2自由组合规律（3学时）

两对相对性状的独立分配现象，孟德尔豌豆两对相对性状的杂交试验方法和结果；独立分配现象的解释；对遗传因子间的分离和组合；独立分配的细胞学基础。独立分配规律的验证，测交法；自交法；多对相对性状杂种的遗传。

3.3概率与统计原理在遗传研究中的应用（1学时）第4章基因的作用及其与环境之间的作用（4学时）

教学目标：掌握多因一效与一因多效、等位基因与复等位基因、基因型与表现型、外显率与

表现度、完全显性与不完全显性、镶嵌显性与共显性、致死基因与亚致死现象、基因互作与上位效应等概念；掌握基因型、环境与表现型的关系，等位基因间相互作用的类型和特征，非等位基因间互作的类型及原理。

重点、难点：重点为基因型、环境与表现型的关系；难点为非等位基因间互作的原理。

4.1环境的影响和基因的表型效应（1学时）

4.2致死基因（1学时）

43.3复等位现象（1学时）

4.4非等位基因间的相互作用（1学时）第5章连锁和交换规律（5学时）

教学目标：掌握连锁遗传、完全连锁、不完全连锁、交换、连锁群等基本概念；掌握交换的

细胞学机理和交换率的测定。了解基因定位的方法以及连锁互换规律在理论上及实践上的意义。弄清连锁互换规律与自由组合规律的异同。

重点、难点：重点为连锁遗传的特点和规律；难点为基因的连锁分析方法。

5.1基因的连锁和交换（3学时）

贝特生等的香豌豆杂交遗传试验；性状连锁遗传现象：相引相和相斥相，连锁遗传的解释，完全连锁和不完全连锁；连锁与交换的遗传机理；交换的细胞学证据。交换值及其性质；交换值、连锁强度及遗传距离；交换值的测定方法。

5.2基因定位和遗传学图（1.5学时）

基因定位的方法：两点测验、三点测验；交换干扰；符合系数的测定；干涉和并发系数；连锁群和遗传学图

5.3连锁交换规律意义（0.5学时）

使生物即有稳定性又有多样性；基因定位；预测特定类型比例第6章性别决定和伴性遗传（4学时）

教学目标：了解性别决定的几种类型，内外环境对性决定的影响；掌握伴性遗传的特点和规律及其应用。

重点、难点：重点为伴性遗传的特点和规律；难点为性别决定的原理。

教学内容：

6.1性别决定（1学时）

6.2伴性遗传（1学时）

6.3遗传的染色体学说的直接证明（1学时）

6.4人类的性别畸形（1学时）

第7章细菌和噬菌体的遗传分析（3学时）

教学目标：了解细菌和病毒在遗传学研究中的优越性；掌握F因子、附加体、Hfr菌株、部分二倍体、转化、接合、性导和溶原性等概念；掌握噬菌体突变型的互补测验和重组实验；掌握细菌和噬菌体遗传的方式和特点及有关学会基因定位的方法。

重点、难点：重点为细菌和病毒的遗传重组；难点为病毒的遗传分析。

7.1细菌和病毒在遗传研究中的地位（1学时）

7.2细菌的遗传分析（1学时）

7.3噬菌体的遗传分析（1学时）第8章数量性状遗传（4学时）

教学目标：理解数量性状和质量性状的区别和联系、掌握数量性状、遗传特点的遗传学理论

一多基因假说、数量性状的遗传分析及其与选择的关系；掌握遗传率的概念、意义、计算及其应用；掌握近交和近交系数的计算、近亲繁殖的遗传效应、掌握杂种优势的概念及其遗传学理论和杂种优势的应用。

重点、难点：重点为数量性状的遗传分析方法，近亲繁殖的遗传效应，杂种优势的遗传学理

论；难点为近交系数的计算。

8.1数量性状的遗传学分析（1学时）

8.2研究数量性状遗传的基本统计方法（1学时）

8.3遗传率的估算及其应用（1学时）

8.4近亲繁殖和杂种优势（1学时）第9章染色体畸变（4学时）

教学目标：了解染色体结构变异和数目变异的类型、原因和细胞学鉴定方法；学生了解植物

染色体结构变异和数目变异的一般途径，整倍体和非整倍体，单倍体和多倍体的特点；掌握染色体结构变异和数目变异的遗传学效应及其在育种实践中的应用。

重点、难点：重点为染色体结构变异和数目变异的遗传学效应；难点为染色体结构变异的机

制。

9.1染色体结构的变异（2学时）

染色体结构变异的类别和来源（缺失、重复、倒位、易位），染色体结构变异的遗传效

应（缺失的遗传效应、重复的遗传效应、倒位的遗传效应、易位的遗传效应）；染色体结构变异在实践中的应用。

9.2染色体的数目变异（2学时）

整倍体，非整倍体。（一）同源多倍体，（二）异源多倍体，（三）单倍体，（四）非整倍体：单体、缺体、三体的概念和形成；染色体数目变异在实践中的应用

第10章基因突变（4学时）

教学目标：掌握基因突变、诱发突变和物理诱变、化学诱变、突变率等概念；了解基因突变的特征、表现和鉴定方法；了解并掌握生物体的几种修复机制；掌握果蝇、链孢霉、人的突变的检出方法；诱变方法及其应用。

重点、难点：基因突变的检出方法及修复机制。

10.1基因突变的概说和检出（2学时）

基因突变概念和类型，突变的一般特征；基因突变的表现，果蝇基因突变的检出。

10.2基因突变诱因和DNA的损伤修复（2学时）

化学诱突剂的作用机理；物理诱变因子的作用机理；DNA损伤的修复；基因突变意义。第11章遗传的分子基础（4学时）

教学目标：了解DNA、RNA的分子结构及复制；掌握三联体密码，蛋白质的翻译，中心法

则及其发展；掌握基因的概念及发展；基因工程、细胞工程的研究方法、步骤及研究进展。重点、难点：重点为基因的概念及发展；难点为基因工程的原理。

11.1DNA是主要的遗传物质（1学时）

11.2DNA的分子结构（1学时）

11.3DNA与蛋白质的合成（1学时）

11.4遗传工程（1学时）

第12章细胞质遗传（2学时）

教学目标：掌握短暂的与持久的母性影响的表现；掌握细胞质遗传的特点、物质基础和机理，弄清核基因与细胞质基因的辨证关系；从本质上区别母性影响与细胞遗传，熟知细胞质在遗传中的作用及与细胞核遗传的根本区别；掌握草履虫放毒型的遗传，作物的雄性不育，叶绿体，线粒体遗传的分子基础；了解植物雄性不育类型和原因，“三系”配套原理。

重点、难点：重点为细胞质遗传的特点、物质基础和机理；难点为叶绿体，线粒体遗传的分

子基础。

12.1母性影响

12.2细胞质遗传

12.3持续饰变

第13章遗传与发育（2学时）

教学目标：了解细胞分化和个体发育的物质基础与机理；了解细胞分化的可逆性；掌握大肠杆菌乳糖操纵子的正负双重调控；了解细胞核和细胞质在个体发育中的协同作用。

重点、难点：大肠杆菌乳糖操纵子的正负双重调控。

13.1细胞质在遗传中的作用

13.2细胞分化的可逆性

13.3几个发育现象的遗传学分析

13.4细胞核和细胞质在个体发育中的协同作用第14章进化和群体遗传（2学时）

教学目标：了解有关生物进化的经典学说；掌握基因频率、基因型频率、Hardy-Weinberg

定律等概念；理解影响群体平衡的因素；了解自然群体中的遗传多态性，并从分子水平上了解进化的理论，如：蛋白质的进化、核酸的进化以及遗传进化体系、分子进化的中性学说；熟知新种形成的形式，掌握育种实践中的人工选择问题、及远缘杂交问题。

重点、难点：重点为Hardy-Weinberg定律；难点为生物进化的分子机理。

14.1进化概说和理论

14.2新种的形成

14.3育种实践中的人工选择

14.4育种实践中的远缘杂交

《遗传学》实验部分教学大纲

1、课程性质和任务

遗传学实验是生物学本科专业必修的学科基础课。该门课程在遗传学理论指导下，学生自己动手，在实验中巩固认识遗传学特性并验证遗传学理论，学习染色体制备和分析、核型分析等技术。通过本课程的学习，要求学生掌握一般遗传学实验原理和仪器使用方法，为从事遗传学方面的科研活动、生产实践打下扎实的基础。

2、教学目标及要求

（1）掌握遗传学研究的基本实验操作手段，如染色体的制片技术、显微观察、DNA 提取技术等基本实验操作技能。

（2）正确使用常用的仪器和设备。

（3）加深对遗传学基础理论、实验技术、遗传多样性、群体遗传等分析方法的理解和掌握。

（4）培养独立设计课题、分析问题、解决问题的能力，并强调创新能力的培养。

3、实验内容与学时分配

序号	项目名称	实验目的与内容	学时	实验性质	实验类型	主要仪器设备
1	利用数码互动显微镜观察植物细胞有丝分裂玻 片	目的：熟练使用数码互动教室互动软件、显微镜；观察植物根尖细胞有丝分裂永久片，熟悉植物细胞有丝分裂各个时期染色体形态、结构、数目的变化；理解有丝分裂的遗传学意义。内容：有丝分裂过程及各时期染色体形态的观察。	2	必修	基础	显微镜、电脑、投影仪等
2	植物细胞减数分裂玻片的观察	目的：熟悉减数分裂的过程及染色体行为变化特征；理解减数分裂的遗传学意义。 内容：观察减数分裂各个时期，了解减数分裂 过程并绘图；重点掌握减数分裂前期I的特点。	2	必修	基础	显微镜、电脑、投影仪等
3	植物根尖细胞有丝分裂压片技术	目的：学习并掌握有丝分裂制片原理及技术；进一步熟悉有丝分裂过程及各时期染色体行为特征。 内容：植物根尖通过固定、盐酸解离、染色及压片，观察有丝分裂过程；重点掌握十字压片 技术。	2	必修	基础	显微镜、电脑、投影仪、试管（夹）、废液缸、洗瓶、镊子、刀片、解剖针、载（盖）玻片、恒 温水浴锅、烤片机
4	花粉母细胞涂抹片制作技术	目的：掌握制作减数分裂玻片标本的方法。内容：通过制作植物花药母细胞减数分裂的临时片，熟悉各时期减数分裂的过程；重点掌握 减数分裂取材和涂抹制片技术。	2	必修	基础	显微镜、电脑、投影仪、废液缸、镊子、刀片、解剖针、载 （盖）玻片、烤片机
5	植物细胞永久片的制作	目的：掌握将植物根尖细胞压片或花粉母细胞涂片的临时片改为永久片的方法。 内容：学生自主选材，学习制作永久片，观察有丝分裂或减数分裂过程及各时期染色体形态。	4	选修	综合设计型	显微镜、电脑、投影仪、冰箱、试管（夹）、镊子、刀片、解剖针、载（盖）玻片、恒温 水浴锅、烤片机
6	果蝇唾腺染色体的制片及观察	目的：掌握果蝇唾液腺染色体制备技术 内容：剖取果蝇二龄幼虫唾液腺并制作果蝇唾液腺染色体玻片标本，观察唾液腺染色体并绘制染色体图，分析染色体结构变化动态。	2	选修	基础	显微镜、投影仪、解剖镜（体视镜）、电脑、培养箱、载（盖）玻片、镊子、解剖针 等
7	果 蝇 性状、生活史观察及 饲养	目的：掌握雌雄果蝇的特征和鉴别雌雄果蝇的方法。 内容：通过了解果蝇的生活史及常见突变类型 和学习果蝇的培养方法。	2	选修	基础	显微镜、电脑、投影仪培养箱、干燥箱、灭菌锅、载玻片、试 管、毛笔、解剖针等。
8	人类染色质体的检测	目的：掌握人类染色质体的制片方法 内容：刮取口腔上皮细胞，制作涂片标本，观察巴氏小体的位置和形态并绘制几种巴氏小体，观察男性Y小体的特征。	2	选修	基础	显微镜、电脑、投影仪、牙签、棉棒、载（盖）玻片、酒 精棉

9	植物单倍体、二倍体、多倍体永久片 观察	目的：掌握植物单倍体、二倍体、多倍体，的细胞学特征。 内容：观察染色体数目变异的细胞学特征以及植株形态特征（永久片、照片或幻灯片）。	2	选修	基础	显微镜、电脑、投影仪等
10	植物多倍体的诱导与鉴定	目的：了解人工诱发多倍体植物的原理、方法及其在植物育种上的意义。 内容：分组设计实验，利用秋水仙素处理种子、种苗，诱发多倍体并进行鉴定。	4	必修	综合设计型	显微镜、电脑、投影仪、培养箱、冰箱、烧杯、载（盖）玻片、培养皿、镊子、刀片、 解剖针等。
11	细胞核内 DNA 的 定性鉴定	目的：学习细胞核内DNA定性鉴定原理，掌握细胞核中DNA孚尔根染色技术。 内容：DNA定性鉴定的原理，进行制片观察	2	选修	基础	显微镜、电脑、投影仪、恒温水浴锅、烤片机、载（盖）玻片、试管（夹）、黑纸、 镊子、刀片。
12	人 群 中P、T、C味盲基因频率的测 定	目的：通过对人体遗传性状的分析及基因频率 的计算，理解群体遗传平衡定律。 内容：让受试者鉴别P、T、C溶液与蒸馏水溶液的味道，统计并算出味盲者(tt)基因型频率。证明t 基因是否符合群体遗传平衡定律。	2	选修	基础	显微镜、电脑、投影滴管、纸杯、牙签、烧杯。
13	遗传平衡定律验证	目的：通过调查进一步理解Hardy-Weinberg 定律的原理。 内容：通过调查周围人群中ABO血型等性状，计算基因型及基因频率，验证Hardy-Weinberg定律。	2	选修	基础	显微镜、电脑、投影笔、纸等。

注：实验课共16 学时，必修实验 12 学时，需要从选修实验 18 学时中选修 4 学时。

四、作业、练习和安排与要求

针对每一章节的课堂内容，布置一定量作业，使学生及时巩固和复习所学知识。

五、教材与教学参考书

1、建议教材：

刘祖洞.遗传学实验（第三版）[M].北京：高等教育出版社，2013.郭玉华.遗传学（第一版）[M].北京：中国农业大学出版社，2014.

于翠梅.遗传学实验指导（第一版）[M].北华中科技大学出版社，2015.仇雪梅.遗传学实验（第一版）[M].华中科技大学出版社，2015.

2、建议参考书目：

赵寿元，乔守怡.现代遗传学[M].北京：高等教育出版社，2001.

戴灼华，王亚馥.遗传学（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2008.

六、教学方式及考核

教学方式为理论讲授式和实践式相结合，通过学生实际动手操作对课堂理论进行实验验证，及时巩固和掌握所学内容。

考核方式：

1.期末闭卷考试：占总成绩的50%；

2.期中闭卷考试：占总成绩的20%；

3.实验成绩：占总成绩的20%，包括过程考核10%、实验报告10%；

4.平时成绩：占总成绩的10%，包括出勤、课堂纪律、笔记、作业等。

七、主要参考文献

［1］朱军.遗传学（第三版）[M].北京：中国农业出版社，2002.

［2］张贵友.《普通遗传学实验指导》，清华大学出版社，2003.

［3］张飞雄.普通遗传学[M].北京：科学出版社，2004.

［4］David T. Suzuki. An Introduction to Genetics Analysis（6th）[M].New York: W. H. Freeman and Company,1996.

［5］Winter P C. Genetics[M].Bios Scientific Publishers Limited,1998.

撰稿人：胡超越审稿人：韩秀锋