作物遗传学课程教学大纲 Crop Genetics 课程编号：1622151 课程类别：专业课 适用专业：植保 先修课程：普通生物学、植物生理学、作物栽培学、昆虫学、植物病理学等 后续课程：无 总学分：2.5学分，其中实验0.5学分 教学目的与要求：遗传学是研究生物遗传和变异内在和外在的表现及规律的科学。近0年 通过本课程的教学，要求学生了解生物个体、细胞 分子到群体、生态和进化等不同层次上，生物遗传的基本现象和基本规律。掌握遗传学的 大基本定律，具备初步分析、研究简单遗传学实际问题的能力，了解遗传学的发展趋势和发 展动态。 教学内容与学时安排 学时分配 序号 章名 讲实上讨习其小 授验机论题它计 1 遗传学绪论 1 1 2 遗传的细陶学基础 36 9 3 孟德尔遗传 43 7 4 连锁遗传和性连锁 5 5 5 基因突变 2 2 6 染色体结构和数目变异 53 8 7 数量性状遗传 4 4 8 近亲繁殖和杂种优势 4 4 9 细菌和病毒的遗传 4 4 10 细胞质遗传 2 2 11 群体遗传与进化 2 2 第一章绪论 (1学时) 1、教学基本要求 (1)理解遗传、变异、进化的概念和相互关系，了解遗传学的研究对象、研 究内容和研究目的 (②)了解遗传学的发展简史和发展方向： 1
1 作物遗传学课程教学大纲 Crop Genetics 课程编号：1622151 课程类别：专业课 适用专业：植保 先修课程：普通生物学、植物生理学、作物栽培学、昆虫学、植物病理学等 后续课程：无 总 学 分：2.5 学分，其中实验 0.5 学分 教学目的与要求：遗传学是研究生物遗传和变异内在和外在的表现及规律的科学。近 20 年 来，遗传学的发展突飞猛进，已经成为生命科学的核心学科，对探索生命的本质、推动整个 生命科学的发展起着至关重要的作用。通过本课程的教学，要求学生了解生物个体、细胞、 分子到群体、生态和进化等不同层次上，生物遗传的基本现象和基本规律。掌握遗传学的三 大基本定律，具备初步分析、研究简单遗传学实际问题的能力，了解遗传学的发展趋势和发 展动态。 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 3 6 9 3 孟德尔遗传 4 3 7 4 连锁遗传和性连锁 5 5 5 基因突变 2 2 6 染色体结构和数目变异 5 3 8 7 数量性状遗传 4 4 8 近亲繁殖和杂种优势 4 4 9 细菌和病毒的遗传 4 4 10 细胞质遗传 2 2 11 群体遗传与进化 2 2 第一章 绪 论 (1 学时) 1、教学基本要求 (1) 理解遗传、变异、进化的概念和相互关系，了解遗传学的研究对象、研 究内容和研究目的； (2) 了解遗传学的发展简史和发展方向；
(③)理解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 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 第二节贵传学的发展简史 一、责传学的发展 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 一、遗传学与动 三、遗传学与人类健康 第二章遗传的细胞学基础 (9学时，其中实验6学时) 1、教学基本要求 (1)掌握原核细胞和真核生物的本质区别： (2)了解染色体的形态、结构和化学组成： (3)掌握细胞的基本分裂方式、细胞周期的概念 (④)了解高等生物的基本生殖方式、配子 形成过程，理解被子植物的双受精 过程及其在遗传学中的意义： (⑤)了解不同类型生物的生活周期。 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：主要的造传物质在细胞核内：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
2 (3) 理解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 （9 学时，其中实验 6 学时） 1、教学基本要求 (1) 掌握原核细胞和真核生物的本质区别； (2) 了解染色体的形态、结构和化学组成； (3) 掌握细胞的基本分裂方式、细胞周期的概念； (4) 了解高等生物的基本生殖方式、配子形成过程，理解被子植物的双受精 过程及其在遗传学中的意义； (5) 了解不同类型生物的生活周期。 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（主丝痕）、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（染色体的化学组分，核小体结构，螺线管，超螺线 管，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(G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：细胞的分类（周期中细胞、水久分化细胞、*G期细胞）。 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 (1)减数分裂过程： 第一次分裂：#前期「（细线期、偶线期、粗线期、双线期、终变期）：中期I:*#后 期1：末期1：二分体。 第二次分裂：前期Ⅱ 中期Ⅱ：后期Ⅱ：末期Ⅱ：四分体 (2)*#减数分裂的遗传意义：保证有性生殖生物个体世代之间染色体数目的稳定性： 为有性生殖过程中的变异提供了物质基础。 第四节配子的形成和受精 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 小孢了 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 3
3 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（染色体的化学组分，核小体结构，螺线管，超螺线 管，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；细胞的分类（周期中细胞、永久分化细胞、*G0期细胞）。 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 （1）减数分裂过程： 第一次分裂：*#前期Ⅰ（细线期、偶线期、粗线期、双线期、终变期）；中期Ⅰ；*# 后 期Ⅰ；末期Ⅰ；二分体。 第二次分裂：前期Ⅱ；中期Ⅱ；后期Ⅱ；末期Ⅱ；四分体。 （2）*# 减数分裂的遗传意义：保证有性生殖生物个体世代之间染色体数目的稳定性； 为有性生殖过程中的变异提供了物质基础。 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 村片，微下观 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 (7学时，其中实验3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)理解等位基因间关系，理解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 两对相对性状的遗传 目由组合现象 :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
4 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 (7 学时，其中实验 3 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) 理解等位基因间关系，理解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；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 (3学时) 实验性质：验证性实 实验内容：利用玉米（水稻）非糯与糯杂交F,的花粉粒分离比例及F,自交果（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F自交F2分离比例，验 证独立分配规律。 实哈目的与要求：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 (5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： (②)掌握重组率的概念及其计算方法： (3)理解连锁遗传图意义及其来源，理解连锁遗传图和染色体数目的关系： (④)能熟练应用两点测验和三点测验方法进行基因定位和连锁遗传图的绘 制，理解染色体干扰的意义及干扰系数的计算 (⑤)了解性别决定的遗传机制，理解性连锁性状的遗传特点。 2、教学基本内容 第一节连锁与交换 一、连锁遗传及其解释 连锁遗传现象：连锁遗传的细胞学机制。 二、交 完全连锁和不完全连锁：双交换。 第二节交换值及其测定 一、交换值 交换值：重组率。 二、交换值的测定
5 *# 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 （3 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 (5 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； (2) 掌握重组率的概念及其计算方法； (3) 理解连锁遗传图意义及其来源，理解连锁遗传图和染色体数目的关系； (4) 能熟练应用两点测验和三点测验方法进行基因定位和连锁遗传图的绘 制，理解染色体干扰的意义及干扰系数的计算； (5) 了解性别决定的遗传机制，理解性连锁性状的遗传特点。 2、教学基本内容 第一节 连锁与交换 一、连锁遗传及其解释 连锁遗传现象；连锁遗传的细胞学机制。 二、交换 完全连锁和不完全连锁；双交换。 第二节 交换值及其测定 一、交换值 交换值；重组率。 二、交换值的测定