作物遗传育种学课程教学大纲 Genetics and Crop Breeding 课程编号：1623180 课程类别：专业课 适用专业：农资 先修课程：生命科学导论、生物统计学、植物学、植物生理学、农业气象学等 后续课程：无 总学分：3.5学分，其中实验0.5学分 教学目的与要求：作物遗传育种学包括遗传学和育种学两部分。遗传学是研究生物在繁殖过 程中遗传和变异的内在和外在表现及规律的科学。作物育种学是研究选育优良品种的理论与 方法的科学。作物有种学以遗传学作为主要理论基础。通过作物遗传育种学的学习，使学生 在了解和掌握遗传变异规律及其原因的基础上，理解和掌握主要农作物新品种选育的基本原 理和方法。在整个教学过程中，根据教学的总体进程，结合田间农作物生长发育情况，通过 实践性教学，掌握主要农作物新品种选有的基本方法和实际操作技能。基本要求是：(1)遗 传学部分介绍遗传学的基本原理及主要遗传学分支学科的基本理论，通过遗传学教学，使学 生了解和掌握遗传学基本现象和基本规律，并培养学生分析、推理等解决实际问题的能力， 为作物育种学和有关分支遗传学的学习莫定理论基础。(2)育种学部分要求了解制定育种目 标的原则、作物的繁殖方式与育种方法的关系，掌握品种资源的研究利用、引种、选择育种 杂交育种、杂种优势利用、抗病虫育种、生物技术育种的原理和方法；在实践教学中，掌握 主要农作物的有性杂交（自交）技术、有种程序及洗种方法。 教学内容与学时安排 学时分配 序号 章名 讲 实 上 讨 习其小 验 机 论 题它计 遗传学绪论 2 遗传的细胞学基础 2 6 8 3 孟德尔遗传 3 2 4 连锁遗传和性连锁 4 5 基因突变 2 2 6 染色体结构和数目变异 数量性状遗传 2 8 近亲繁殖和杂种优势 2 9 细菌和病毒的遗传 2 10 细胞质遗传 1 11 群体遗传与进化 1 1
1 作物遗传育种学课程教学大纲 Genetics and Crop Breeding 课程编号：1623180 课程类别：专业课 适用专业：农资 先修课程：生命科学导论、生物统计学、植物学、植物生理学、农业气象学等 后续课程：无 总 学 分：3.5 学分，其中实验 0.5 学分 教学目的与要求：作物遗传育种学包括遗传学和育种学两部分。遗传学是研究生物在繁殖过 程中遗传和变异的内在和外在表现及规律的科学。作物育种学是研究选育优良品种的理论与 方法的科学。作物育种学以遗传学作为主要理论基础。通过作物遗传育种学的学习，使学生 在了解和掌握遗传变异规律及其原因的基础上，理解和掌握主要农作物新品种选育的基本原 理和方法。在整个教学过程中，根据教学的总体进程，结合田间农作物生长发育情况，通过 实践性教学，掌握主要农作物新品种选育的基本方法和实际操作技能。基本要求是：（1）遗 传学部分介绍遗传学的基本原理及主要遗传学分支学科的基本理论，通过遗传学教学，使学 生了解和掌握遗传学基本现象和基本规律，并培养学生分析、推理等解决实际问题的能力， 为作物育种学和有关分支遗传学的学习奠定理论基础。（2）育种学部分要求了解制定育种目 标的原则、作物的繁殖方式与育种方法的关系，掌握品种资源的研究利用、引种、选择育种、 杂交育种、杂种优势利用、抗病虫育种、生物技术育种的原理和方法；在实践教学中，掌握 主要农作物的有性杂交（自交）技术、育种程序及选种方法。 教学内容与学时安排 序号 章 名 学 时 分 配 讲 授 实 验 上 机 讨 论 习 题 其 它 小 计 1 遗传学绪论 1 1 2 遗传的细胞学基础 2 6 8 3 孟德尔遗传 3 2 5 4 连锁遗传和性连锁 4 4 5 基因突变 2 2 6 染色体结构和数目变异 4 4 7 数量性状遗传 2 2 8 近亲繁殖和杂种优势 2 2 9 细菌和病毒的遗传 2 2 10 细胞质遗传 1 1 11 群体遗传与进化 1 1
12 育种绪论 1 1 13 作物的繁殖方式及品种类型 3 14 种质资源 2 2 15 育种目标 1 16 引种和选择有种 3 17 杂交有种 38 回交有种 2 2 19 杂种优势利用 20 雄性不育及其杂种品种的选育 2 21 抗病虫有种 22 生物技术在植物育种中的应用 2 2 第一章绪论 (1学时) 1、教学基本要求 (1)了解遗传学的研究对象、研究内容和研究目的，遗传学的发展简史和发 展方向： (②)理解遗传、变异、进化的概念和相互关系，遗传学在整个生命科学中的 地位及其在人类生存、生产中的重要作用。 2、教学基本内容 第一节遗传学研究的对象和任务 一、什么是遗传学 幸遗传、变异、进化的概念及其相互关系。 二、遗传学研究的对象、内容和任务 第二节遗传学的发展简史 一、遗传学的发展 Darwin的进化论：Mendel的研究工作：Morgan的贡献：一个基因一个酶假说： DNA双螺旋结构的发现：遗传工程的建立：基因组学的诞生。 二、遗传学展望 第三节遗传学在科学和生产中的作用 一、遗传学的理论研究 二、遗传学与动植物生产 三、遗传学与人类健康
2 12 育种绪论 1 1 13 作物的繁殖方式及品种类型 3 3 14 种质资源 2 2 15 育种目标 1 1 16 引种和选择育种 3 3 17 杂交育种 3 8 11 18 回交育种 2 2 19 杂种优势利用 3 3 20 雄性不育及其杂种品种的选育 2 2 21 抗病虫育种 2 2 22 生物技术在植物育种中的应用 2 2 第一章 绪 论 (1 学时) 1、教学基本要求 (1) 了解遗传学的研究对象、研究内容和研究目的，遗传学的发展简史和发 展方向； (2) 理解遗传、变异、进化的概念和相互关系，遗传学在整个生命科学中的 地位及其在人类生存、生产中的重要作用。 2、教学基本内容 第一节 遗传学研究的对象和任务 一、什么是遗传学 *遗传、变异、进化的概念及其相互关系。 二、遗传学研究的对象、内容和任务 第二节 遗传学的发展简史 一、遗传学的发展 Darwin 的进化论；Mendel 的研究工作；Morgan 的贡献；一个基因一个酶假说； DNA 双螺旋结构的发现；遗传工程的建立；基因组学的诞生。 二、遗传学展望 第三节 遗传学在科学和生产中的作用 一、遗传学的理论研究 二、遗传学与动植物生产 三、遗传学与人类健康
第二章遗传的细胞学基础 (8学时，其中实验6学时) 1、教学基本要求 (1)了解染色体的形态、结构和化学组成，高等生物的基本生殖方式、配子 形成过程，不同类型生物的生活周期。 (2)理解被子植物的双受精过程及其在遗传学中的意义： (3)掌握原核细胞和真核生物的本质区别，细胞的基本分裂方式、细胞周期 的根念。 2、教学基本内容 第一节细胞的结构和功能 一、原核细胞 二、真核细胞 幸真核细胞与原核细胞的区别：主要的遗传物质在细胞核内：细胞器中也有遗传物质。 第二节染色体 一、染色体与染色质 染色质：常染色质和异染色质：组成性异染色质和功能性异染色质。 二、染色体的形态特征 若丝粒（主经痕）、次缢痕、随体：染色体臂：着丝粒的位置决定染色体的形态：臂比。 三、染色体的数目 *2n、n的含义及用法：常见物种的染色体数目。 四、染色体的化学组成及分子结构 原核生物染色体：真核生物染色体。 第三节细胞的分裂和细胞周期 一、细胞周期 细胞周期的概念：分裂间期(G1期、S期、G2期)和分裂期(M期)：细胞周期的时间 分布：细胞周期的转换点及其调控。 二、无丝分裂 三、有丝分裂 有丝分裂过程（前期、中期、后期、末期）：有丝分裂的遗传意义：特殊的有丝分裂（多 核细胞，多倍体细胞，多线染色体)。 四、细胞的减数分裂 减数分裂过程：#减数分裂的造传意义。 第四节配子的形成和受精 一、雌雄配子的形成 二、植物的授粉与受精 授粉的概念：柱头与花粉之间的亲和性：受精的概念：被子植物的双受精：2合子、 3加胚乳：直感现象（胚乳直感、果实直感）
3 第二章 遗传的细胞学基础 （8 学时，其中实验 6 学时） 1、教学基本要求 (1) 了解染色体的形态、结构和化学组成，高等生物的基本生殖方式、配子 形成过程，不同类型生物的生活周期。 (2) 理解被子植物的双受精过程及其在遗传学中的意义； (3) 掌握原核细胞和真核生物的本质区别，细胞的基本分裂方式、细胞周期 的概念。 2、教学基本内容 第一节 细胞的结构和功能 一、原核细胞 二、真核细胞 *真核细胞与原核细胞的区别；主要的遗传物质在细胞核内；细胞器中也有遗传物质。 第二节 染色体 一、染色体与染色质 染色质；常染色质和异染色质；组成性异染色质和功能性异染色质。 二、染色体的形态特征 着丝粒（主缢痕）、次缢痕、随体；染色体臂；着丝粒的位置决定染色体的形态；臂比。 三、染色体的数目 *2n、n 的含义及用法；常见物种的染色体数目。 四、染色体的化学组成及分子结构 原核生物染色体；真核生物染色体。 第三节 细胞的分裂和细胞周期 一、细胞周期 细胞周期的概念；分裂间期（G1 期、S 期、G2期）和分裂期（M 期）；细胞周期的时间 分布；细胞周期的转换点及其调控。 二、无丝分裂 三、有丝分裂 有丝分裂过程（前期、中期、后期、末期）；有丝分裂的遗传意义；特殊的有丝分裂（多 核细胞，多倍体细胞，多线染色体）。 四、细胞的减数分裂 减数分裂过程；*# 减数分裂的遗传意义。 第四节 配子的形成和受精 一、雌雄配子的形成 二、植物的授粉与受精 授粉的概念；柱头与花粉之间的亲和性；受精的概念；被子植物的双受精；2n 合子、 3n 胚乳；直感现象（胚乳直感、果实直感）
三、无融合生殖 无融合生殖的概念：单倍配子体无融合生殖：二倍配子体无融合生殖：不定胚生殖：单 性结实：无融合生殖的用途 第五节生活周期 一、红色面包霉的生活周期 二、高等植物的生活周期 大孢子、小孢子：孢子体、配子体：高等植物的世代交替：有性世代（配子体世代） 无性世代（孢子体世代 三、高等动物的生活周期 3、实验教学内容 实验一、植物细胞有丝分裂的制片和观察 (3学时) 实验性质：验证性实验 实验内容：利用固定好的蚕豆等植物根尖进行解离、染色、压片等，制成细胞有丝分裂的临 时片，品微镜下观察 实验目的和要求： 掌握植物细胞有丝分裂的制片方法，通过观察，熟悉有丝分裂的全过程 以及各个时期染色体的行为特征，掌握有丝分裂的遗传学意义。 注意点：制片材料选择根尖分生组织，选择适合的染色剂。 实验二、植物细胞减数分裂的制片和观察 (3学时) 实验性质：验证性实验 实验内容：利用固定好的玉米和蚕豆幼嫩的花药染色、制片，显微镜下观察细胞减数分裂， 实验目的与要求：掌握植物花粉母细胞减数分裂的制片方法：通过观察，熟悉减数分裂的全 过程，以及各个分裂时期染色体的行为特征：掌握减数分裂的遗传学意义。 注意点：选择适合的花药和染色剂。 第三章孟德尔遗传 (5学时，其中实验2学时) 1、教学基本要求 (1)理解和掌握分离规律和独立分配规律及与此相关的基本概念，能够运用 这两个规律分析简单的遗传学问题： (②)理解等位基因间的关系，显隐性的相对性及其与环境条件的关系： (③)理解和掌握2对基因控制同一个性状的各种互作模式。 2、教学基本内容 第一节分离规律 4
4 三、无融合生殖 无融合生殖的概念；单倍配子体无融合生殖；二倍配子体无融合生殖；不定胚生殖；单 性结实；无融合生殖的用途。 第五节 生活周期 一、红色面包霉的生活周期 二、高等植物的生活周期 大孢子、小孢子；孢子体、配子体；高等植物的世代交替；有性世代（配子体世代）、 无性世代（孢子体世代）。 三、高等动物的生活周期 3、实验教学内容 实验一、植物细胞有丝分裂的制片和观察 （3 学时） 实验性质：验证性实验 实验内容：利用固定好的蚕豆等植物根尖进行解离、染色、压片等，制成细胞有丝分裂的临 时片，显微镜下观察。 实验目的和要求：掌握植物细胞有丝分裂的制片方法，通过观察，熟悉有丝分裂的全过程， 以及各个时期染色体的行为特征，掌握有丝分裂的遗传学意义。 注意点：制片材料选择根尖分生组织，选择适合的染色剂。 实验二、植物细胞减数分裂的制片和观察 （3 学时） 实验性质：验证性实验 实验内容：利用固定好的玉米和蚕豆幼嫩的花药染色、制片，显微镜下观察细胞减数分裂。 实验目的与要求：掌握植物花粉母细胞减数分裂的制片方法；通过观察，熟悉减数分裂的全 过程，以及各个分裂时期染色体的行为特征；掌握减数分裂的遗传学意义。 注意点：选择适合的花药和染色剂。 第三章 孟德尔遗传 (5 学时，其中实验 2 学时) 1、教学基本要求 (1) 理解和掌握分离规律和独立分配规律及与此相关的基本概念，能够运用 这两个规律分析简单的遗传学问题； (2) 理解等位基因间的关系，显隐性的相对性及其与环境条件的关系； (3) 理解和掌握 2 对基因控制同一个性状的各种互作模式。 2、教学基本内容 第一节 分离规律
一、分离规律 Mendel的豌豆杂交试验：性状分离现象：*#分离现象的解释：遗传分析的基本表示方 法：表现型和基因型的概念 二、分离规律的验证 测交法：#测交的概念与实质：自交法。 第二节独立分配规律 一、两对相对性状的遗传 自由组合现象：自由组合的细胞学机制：独立分配规律的验证（测交法、自交法）。 二、多对基因的遗传 多对基因遗传的分析方法（棋盘格法，分支法）。 三、独立分配规律的应用 第三节孟德尔规律的补充和发展 一、显隐性关系的相对性 完全显性：不完全显性：共显性：镶嵌显性：品隐性的相对性：环境对品隐性的影响。 二、复等位基因 #复等位其因的概令：复等位基因的遗传分析」 三、致死基因 致死基因的概念：显性致死与隐性致死：配子致死与合子致死。 四、非等位基因间的相互作用 #基因互作的概念：互补作用：积加作用：重叠作用：显性上位作用：隐性上位作用： 抑制作用：广义的上位性概今。 五、多因一效和一因多效 基因的作用与性状的表现：多因一效：一因多效：基因间的网络关系。 3、实验教学内容 实验三、一对、两对相对性状的遗传分析 (2学时) 实验性质：验证性实验 实验内容：利用玉米（水稻）非糯与精杂交F1的花粉粒分离比例及F,自交果穗（稻穗）分 离比例，验证分离规律：利用果蝇乌檀体、长翎和灰体、残翅杂交F,自交F,分离比例，验 证独立分配规律。 实验目的与要求： 学习验证分离规律和独立分配规律的方法，加深对两个规律实质的理解。 注意点：数据统计要准确，进行x测验得出结论。 第四章连锁遗传和性连锁 (4学时) 1、教学基本要求 (1)理解连锁遗传的实质及其细胞学基础，连锁遗传图意义及其来源，连锁 遗传图和染色体数目的关系，染色体干扰的意义，性别决定的遗传机制，性连锁
5 一、分离规律 Mendel 的豌豆杂交试验；性状分离现象；*# 分离现象的解释；遗传分析的基本表示方 法；表现型和基因型的概念。 二、分离规律的验证 测交法；# 测交的概念与实质；自交法。 第二节 独立分配规律 一、两对相对性状的遗传 自由组合现象；自由组合的细胞学机制；独立分配规律的验证（测交法、自交法）。 二、多对基因的遗传 多对基因遗传的分析方法（棋盘格法，分支法）。 三、独立分配规律的应用 第三节 孟德尔规律的补充和发展 一、显隐性关系的相对性 完全显性；不完全显性；共显性；镶嵌显性；显隐性的相对性；环境对显隐性的影响。 二、复等位基因 *# 复等位基因的概念；复等位基因的遗传分析。 三、致死基因 致死基因的概念；显性致死与隐性致死；配子致死与合子致死。 四、非等位基因间的相互作用 #基因互作的概念；互补作用；积加作用；重叠作用；显性上位作用；隐性上位作用； 抑制作用；广义的上位性概念。 五、多因一效和一因多效 基因的作用与性状的表现；多因一效；一因多效；基因间的网络关系。 3、实验教学内容 实验三、一对、两对相对性状的遗传分析 （2 学时） 实验性质：验证性实验 实验内容：利用玉米（水稻）非糯与糯杂交 F1的花粉粒分离比例及 F1自交果穗（稻穗）分 离比例，验证分离规律；利用果蝇乌檀体、长翅和灰体、残翅杂交 F1 自交 F2分离比例，验 证独立分配规律。 实验目的与要求：学习验证分离规律和独立分配规律的方法，加深对两个规律实质的理解。 注意点：数据统计要准确，进行χ 2测验得出结论。 第四章 连锁遗传和性连锁 (4 学时) 1、教学基本要求 (1) 理解连锁遗传的实质及其细胞学基础，连锁遗传图意义及其来源，连锁 遗传图和染色体数目的关系，染色体干扰的意义，性别决定的遗传机制，性连锁