一、基本概况
课程名称：遗传学(Genetics)
课程代码：231010036
课程类别：专业基础课
学时/学分：80/4.5（其中理论60学时，实验20学时）
需预修课程：植物学、有机化学、微生物学、生物化学、生物统计学等
适用专业：适用种子科学与工程专业、农学专业
课程简介
遗传学是研究生物遗传和变异的一门科学，是生物科学中体系十分完整、发展十分迅速的理论科学，同时又是一门紧密联系生产实际的基础科学。遗传学研究的传统手段是杂交和细胞学观察。现代的遗传学研究还普遍采用生物化学方法和分子生物学技术，是生命科学各门学科的核心。本课程全面系统地介绍遗传物质的结构与功能、遗传信息的传递、遗传信息的改变、遗传物质的表达与调控、遗传工程等，包括遗传的细胞学基础、遗传物质的分子基础、孟德尔的分离规律和独立分配规律、连锁遗传和性连锁、细胞质遗传、细菌和病毒的遗传、数量性状遗传、群体遗传与进化、基因突变、染色体结构和数目变异、基因的表达与调控、基因工程和基因组学以及遗传学原理的应用。
二、教学目标
员工通过本课程的学习，在知识和能力等方面达到以下要求：
1.理论、知识目标：通过本课程的学习，使员工全面掌握遗传学的基本概念、基本原理、基本分析方法，以及基本的实验操作技术。了解遗传学在其它领域的应用及遗传学的最新发展。从群体水平、个体水平、细胞水平和分子水平不同层次上对遗传学有较完整和系统的认识。
2.能力目标：员工修完本课程后，把握各类生物遗传信息表达的共性特点，把握学科发展的总体趋势，并在科学态度、独立工作能力方面获得初步的训练。掌握遗传学理论指导下的专业技能，初步具备独立思考和解决有关遗传学问题的能力，提高逻辑思维能力，为其它专业课程的学习和今后的发展奠定基础。
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。本课程是根据专业（农学，种子科学与工程）方向的要求而设置的专业基础课。通过本课程的学习使员工认识到遗传学在科学、社会和生产实践中的重要作用，为后续专业课程的学习和今后的发展奠定基础。
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.遗传学研究的对象和任务：遗传学的研究对象，遗传学的任务；
2.遗传学的发展简史：遗传学的建立，遗传学的发展；
3.遗传学在科学和生产发展中的作用。
教学要求：
1.掌握遗传学研究的对象和任务；
2.了解遗传学的形成及发展，遗传学在科学和生产中的作用。
本章重点、难点：遗传学的研究内容、研究方法。
第一章 遗传物质及其属性（讲课4 学时；实验0学时）
教学内容：
1.DNA 作为主要遗传物质的证据：直接证据和间接证据；
2.核酸的化学组成：DNA和RNA的化学组成，DNA的双螺旋模型；
3.DNA的复制：DNA复制的特点，原核生物DNA复制的过程，真核生物DNA复制的特点；
4.遗传密码与蛋白质的翻译：遗传密码的特点，蛋白质的合成，中心法则。
教学要求：
1.掌握DNA主要遗传物质的直接和间接证据；
2.掌握DNA的双螺旋模型要点，掌握DNA复制的特点；熟悉真核生物和原核生物DNA复制的异同点；
3.掌握遗传密码的特点，理解蛋白质的合成过程；
4.掌握中心法则及其发展。
本章重点、难点：
重点：DNA作为主要遗传物质的证据，DNA双螺旋结构模型，遗传密码的特点。
难点：蛋白质的合成过程。
第二章 遗传物质与染色体（讲课4学时；实验10学时）
教学内容：
1.染色体的形态、数目和结构；
2.染色体组型分析和带型分析；
3.特殊类型的染色体；
4.细胞分裂与细胞周期：有丝分裂、减数分裂、细胞周期；
5.生物的繁殖，生活周期。
教学要求：
1.掌握染色体形态类型、结构，理解染色体组性分析和带型分析，了解特殊类型的染色体，掌握细胞的减数分裂及其意义，了解细胞周期；
2.了解生物的生殖方式，细胞周期。
本章重点、难点：染色体的形态和结构，细胞的减数分裂。
第三章 孟德尔遗传（讲课6学时；实验2学时）
教学内容：
1.分离定律：一对相对性状的杂交试验，分离现象的解释，分离规律的验证，分离规律的应用；
2.独立分配定律：两对相对性状的杂交试验，独立分配现象的解释，多对相对性状的解释，独立分配规律的应用，遗传学数据的统计原理，孟德尔规律的补充和发展，基因互作。
教学要求：
1.掌握性状杂交的基本概念和分离定律的实质；
2.掌握独立分配定律的细胞学基础，掌握多对独立性状的遗传分析，了解独立分配定律的意义；
3.理解遗传学数据的统计原理，掌握显性性状的表现，理解显性现象的实质及基因互作。
本章重点、难点：
重点：分离定律和独立分配定律的实质。
难点：遗传学数据的统计处理和基因互作。
第四章 连锁遗传（讲课8 学时；实验4学时）
教学内容：
1.连锁与交换：连锁遗传现象，连锁遗传的解释，完全连锁不完全连锁，交换与不完全连锁的形成，交换的细胞学证据；
2.交换值及其测定：交换值的概念，交换值的测定，遗传距离，影响交换值的因素；
3.基因定位与连锁遗传图：两点测验，三点测验，干扰和符合，连锁遗传图；
4.真菌类的连锁与交换：红色面包霉的特点，着丝点作图，红色面包霉的连锁与交换；
5.连锁遗传规律的应用；
6.性别决定与性连锁：性别决定的方式，性别决定畸变，伴性遗传，限性遗传，从性遗传。
教学要求：
1.掌握连锁遗传的表现特征和细胞学基础，掌握交换值及其测定；
2.掌握基因定位的方法及连锁遗传图，理解连锁遗传规律的理论和实践意义；
3.了解真菌类的遗传分析；
4.掌握生物性别决定的方式，掌握伴性遗传、限性遗传和从性遗传三者的区别。
本章重点、难点：
重点：连锁遗传的细胞学基础，基因定位，性别的决定和性连锁。
难点：基因定位，伴性遗传分析。
第五章 细胞质遗传（讲课4学时；实验0学时）
教学内容：
1.细胞质遗传的概念和特点：细胞质遗传的概念，细胞质遗传的特点；
2.母性影响：母性影响的概念与实质，椎实螺外壳旋转方向的母性遗传；
3.叶绿体遗传：紫茉莉花斑性状的遗传，玉米条纹叶的遗传，质体的遗传特点，质体遗传的分子基础；
4.线粒体遗传：红色面包霉缓慢生长突变型遗传，酵母小菌落遗传，线粒体遗传的特点，线粒体遗传的分子基础；
5.共生体的遗传：草履虫的繁殖，草履虫放毒性的遗传；
6.植物雄性不育的遗传：雄性不育的类别及其遗传特点，质核互作的雄性不育性的特点，雄性不育发生的机理，雄性不育的应用。
教学要求：
1.掌握细胞质遗传的概念和表现特点及其与母性影响的区别；
2.了解叶绿体遗传、线粒体遗传和共生体的遗传；
3.掌握植物雄性不育的类型和特点。
本章重点、难点：
重点：细胞质遗传的特点，母性影响，植物的质核互作的雄性不育。
难点：母性影响，质核互作的雄性不育性的特点。
第六章 细菌和病毒的遗传（讲课2学时；实验0学时）
教学内容：
1.细菌的遗传重组：转化、接合、性导；
2.噬菌体与转导：烈性噬菌体和温和噬菌体，普遍性转导和特殊型转导。
教学要求：
1.掌握细菌的转化过程，了解接合、性导等内容；
2.了解噬菌体的类型和转导。
本章重点、难点：细菌转化的概念、转化的过程。
第七章 数量性状的遗传（讲课4学时；实验2学时）
教学内容：
1.数量性状与多基因假说：数量性状的概念，数量性状的特征，多基因假说的内容；
2.数量性状研究的基本统计方法：方差，协方差，相关系数；
3.遗传参数的估算及其应用：遗传率，遗传率的估算，遗传率的应用；
4.近亲繁殖及其遗传效应：近亲繁殖的概念，近交系数，自交的遗传效应；
5.杂种优势的表现与遗传理论：杂种优势的概念、特征，杂种优势的遗传理论及应用。
教学要求：
1.掌握数量性状的特征，掌握数量性状和质量性状的区别，掌握多基因假说，了解数量性状研究的基本统计方法；
2.掌握广义遗传力和狭义遗传力的概念、计算，了解遗传力的应用；
3.理解近交系数，掌握自交的遗传效应；
4.掌握杂种优势的概念、特征，了解杂种优势的遗传理论和杂种优势的应用。
本章重点、难点：
重点：数量性状的特征，遗传力，自交的遗传效应，杂种优势的特点。
难点：数量性状的基本统计方法，近交系数。
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.群体的遗传平衡：孟德尔群体，基因频率，基因型频率，遗传平衡定律；
2.改变遗传平衡的因素：突变，选择，遗传漂移，迁移；
3.生命的起源与生物进化：生物进化论的产生与发展，分子水平的进化；
4.物种的形成：物种的概念，隔离与物种形成，物种形成的方式。
教学要求：
1.掌握基因频率、基因型频率等概念，掌握遗传平衡定律；
2.理解突变、选择、遗传漂移、迁移等因素对遗传平衡的影响；
3.了解生物进化论的产生，掌握物种形成的方式。
本章重点、难点：
重点：群体的遗传平衡定律。
难点：突变、选择、遗传漂移、迁移等因素对遗传平衡的影响。
第九章 基因突变（讲课6学时；实验0学时）
教学内容：
1.基因突变的时期和特征：显性突变和隐性突变，突变的时期，基因突变的一般特征；
2.基因突变与性状表现：显性突变和隐性突变的表现；
3.基因突变的鉴定：突变真实性的鉴定，突变性质的鉴定，突变率的测定；
4.生化突变：基因与性状表现的关系，红色面包霉的生化突变型及鉴定；
5.突变的分子基础及DNA损伤修复：突变的分子基础，DNA损伤修复；
6.基因突变的诱发：物理因素诱变，化学因素诱变。
教学要求：
1.掌握基本概念，掌握突变的一般特征，理解显性突变和隐性突变的表现；
2.了解基因突变的鉴定，了解生化突变；
3.掌握突变的分子基础，理解DNA的损伤修复；
4.了解物理因素诱变和化学因素诱变。
本章重点、难点：
重点：突变的一般特征，基因突变的分子基础。
难点：基因突变的分子基础，DNA的损伤修复。
第十章 染色体结构变异（讲课4学时；实验0学时）
教学内容：
1.染色体缺失：缺失的概念和类型，缺失的形成及细胞学鉴定，缺失的遗传效应；
2.染色体重复：重复的概念和类型，重复的形成及细胞学鉴定，重复的遗传效应；
3.染色体倒位：倒位的概念和类型，倒位的形成及细胞学鉴定，倒位的遗传效应；
4.染色体易位：易位的概念和类型，易位的形成及细胞学鉴定，易位的遗传效应；
5.染色体结构变异的应用：基因定位，果蝇的ClB法，利用易位创造玉米不育系的双杂合保持系，利用易位识别家蚕的性别。
教学要求：
1.掌握缺失、重复、倒位和易位的概念，细胞学鉴定和遗传效应；
2.了解染色体结构变异的应用。
本章重点、难点：
重点：四种结构变异的概念、类型及遗传效应。
难点：四种结构变异的遗传效应。
第十一章 染色体数目变异（讲课6学时；实验2学时）
教学内容：
1.染色体组及其倍数性：染色体组及其基本特征，整倍体，非整倍体；
2.同源多倍体：同源多倍体的特征，同源多倍体的联会和分离；
3.异源多倍体：偶倍数的异源多倍体，奇倍数的异源多倍体；
4.多倍体的形成途径及其应用：未减数配子的融合，体细胞染色体的加倍，人工诱导多倍体的应用；
5.单倍体：单倍体的类型，单倍体特点，单倍体的产生，单倍体在遗传育种研究的应用；
6.非整倍体及其应用：单体，缺体，三体，四体，非整倍体的应用。
教学要求：
1.掌握染色体组及其特征，掌握同源多倍体、异源多倍体、非整倍体等基本概念；
2.掌握同源多倍体的特征，理解多倍体形成的途径，了解多倍体的应用；
3.掌握单倍体的特点及在遗传育种研究的应用；
4.掌握非整倍体的特征，了解非整倍体的应用。
本章重点、难点：
重点：染色体组及其特征，同源多倍体的特征，异源多倍体的遗传效应，非整倍体的遗传。
难点：非整倍体的遗传。
第十二章 基因的表达与调控（讲课3学时；实验0学时）
教学内容：
1.基因的概念：基因的概念及其发展，基因的作用与性状表达；
2.基因调控：原核生物基因调控，真核生物基因调控。
教学要求：
1.掌握经典遗传学和现代遗传学对基因的概念，掌握基因在控制性状的作用；
2.通过学习大肠杆菌乳糖操纵子原理，理解转录水平的调控；
3.了解真核生物基因调控的特点。
本章重点、难点：
重点：基因的概念，基因对性状的作用，转录水平的调控。
难点：转录水平的调控，真核生物基因调控的特点。
第十三章 基因工程和基因组学（讲课3学时；实验0学时）
教学内容：
1.基因工程：基因工程概述，限制性内切核酸酶，载体，基因的分离与鉴定，基因工程的应用；
2.基因组学：基因组的概念，基因组的C值，基因组图谱的构建，基因组图谱的应用。
教学要求：
1.掌握基因工程操作步骤，了解基因工程的应用；
2.掌握基因组的概念，理解遗传图谱和物理图谱的构建，了解基因组图谱的应用。
本章重点、难点：
重点：基因工程概述，限制性内切酶，载体，基因图谱的构建。
难点：基因图谱的构建。
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20%、考试成绩占60%；期末考试采用闭卷笔试。
五、教材及参考书目
教材：《遗传学》，李惟基主编，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，朱军主编，中国农业出版社，2007年，标准书号：ISBN 978-7-109-06990-9。
2.《遗传学》，刘祖洞主编，高等教育出版社，2013年，标准书号：ISBN 978-7-04-035159-0。
3.《普通遗传学》，张飞雄主编，科学出版社，2004年，标准书号：ISBN 978-7-122-08095-0。
