普通遗传学第四-十六章教案.doc

第4章 孟德尔遗传定律及其扩展（4学时）本章主要介绍分离规律、独立分配规律，重点介绍研究方法，掌握等位基因的传递规律和分离规律的本质，引导学生如何发现规律，同时分离规律在实践中的应用。同时介绍有关孟德尔遗传规律的补充以及遗传学数据的统计处理。基本要求1.掌握分离规律和自由组合规律的基本概念、内容、实质及验证方法。2.理解掌握遗传学数据的统计处理方法及数据所仅反映的遗传现象。3.通过有丝分裂、减数分裂的过程和动物、植物、真菌类生物的生活史的学习，理解其特点和遗传学意义并会应用遗传的染色体学说解释孟德尔定律。4.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和原理，以及相应的有关概念。重点和难点1. 孟德尔第一定律、第二定律；A、孟德尔对试验的解释及验证。B、孟德尔遗传规律的实际应用。 C、分离规律及其实现的条件？分离规律1）(性母细胞中)成对的遗传因子在形成配子时彼此分离、分配到配子中，配子只含有成对因子中的一个。2） 杂种产生含两种不同因子(分别来自父母本)的配子，并且数目相等；各种雌雄配子受精结合是随机的，即两种遗传因子是随机结合到子代中。实现条件1） 研究的生物体必须是二倍体(体内染色体成对存在)，并且所研究的相对性状差异明显。2） 在减数分裂过程中，形成的各种配子数目相等，或接近相等；不同类型的配子具有同等的生活力；受精时各种雌雄配子均能以均等的机会相互自由结合。3） 受精后不同基因型的合子及由合子发育的个体具有同样或大致同样的存活率。4）杂种后代都处于相对一致的条件下，而且试验分析的群体比较大。2独立分配规律及其实质？两对及两对以上相对性状(等位基因)在世代传递过程中表现出来的相互关系实质：控制不同相对性状的遗传因子(等位基因)在配子形成过程中的分离与组合是互不干扰的，各自独立分配到配子中去。3非等位基因间的相互作用有哪几种类型，各类型的表现如何？ 1）基因互作 不同对的基因相互作用，出现了新的性状 2）互补作用 两对独立遗传基因分别处于纯合显性或杂合状态时，共同决定一种性状的发育，当只有一对基因是显性，或两对基因都是隐性时，则表现为另一种性状3） 积加作用 两种显性基因同时存在时产生一种性状，单独存在时，分别表现相似的性状4）重叠作用 不同对基因互作时，对表现型产生相同的影响5）显性上位作用 两对独立遗传基因共同对一对性状发生作用，而且其中一对基因对另一对基因的表现有遮盖作用，显现起遮盖作用的基因6）隐性上位作用 两对互作的基因中，其中一对隐性基因对另一对基因起上位性作用，显现隐性基因7）抑制作用 两对独立基因中，其中一对显性基因本身并不控制性状的表现，但对另一对基因的表现有抑制，显现显性基因2. 遗传的染色体学说。（1）分离规律及其实质一对相对性状的遗传：性状、单位性状、相对性状（特点）解释下列概念：性状(character)是生物体形态特征和生理生化特征的总称。单位性状(unitcharacter)能被区分的每一个具体的性状称为单位性状。每个单位性状在不同个体间又有不同的表现。相对性状(contrastivecharacter,relativecharacter)同一单位性状在不同个体间所表现出来的相对差异。即同一单位性状的相对表现。分离规律实质杂合体形成配子时等位基因分离，产生相同数目的两种配子。不是在任何时候，任何情况下分离比都是这个比例。（2）独立分配规律的实质及实现条件实质：控制不同相对性状的等位基因在配子形成过程中，这一对等位基因与另一对等位基因的分离和组合是互不干扰的，各自独立分配到配子中去。分离比实现的条件：与分离规律所需条件一样；自由组合的基因必须位于非同源染色体上。两对以上相对性状杂交同样符合分离规律n对相对性状，显性完全时F2表型2n，基因型3n，分离比(3：1)n。（3）概念：基因型(genotype)或称遗传型，是生物体的遗传组成。表型(phenotype)，是生物体出来的性状。基因型是不可见的，只能通过实验测定，不同的基因型可表现为不同的表型，也可以表现为相同的表型。1、纯合体(homozygote)：两个同是显性或同是隐性的基因合子。杂合体(heterozygote)：由一个显性基因和一个隐性基因结合成的合子。完全显性：F1的表型或杂合体的表型和显性纯合体的表型完全一样。不完全显性：F1的表型为双亲的中间型或F1介于双亲之间。共显性：双亲的性状同时在后代中表现。人类：MN型LMLM为M型，LNLN为N型，LMLN为MN型镶嵌显性：双亲的特征在后代同一器官不同的部位同时独立表现，属于共显性的一种。教学内容4.1 分离定律4.2 独立分配定律4.3 适合度测验课程的时间分配第一节分离规律1、孟德尔试验的解释2、分离现象的解释3、基因型和表现型4、分离规律的验证第二节独立分配规律1、相对两对性状的遗传2、独立分配规律的解释3、独立分配规律的验证4、独立分配规律的应用第三节遗传数据的统计处理1、概率原理2、二项式展开3、X2检测第四节孟德尔规律的补充和发展1、显隐型关系的相对性2、复等位基因、致死基因、非等位基因的相互作用参考文献浙江农业大学主编，遗传学，1989，北京，农业出版社蔡旭主编，植物遗传育种学，1988，北京，农业出版社陈竺，2001，医学遗传学，北京，人民卫生出版社赵寿元，乔守怡，2001，现代遗传学，北京，高等教育出版社EberhardPassarge.1998,遗传学与医学遗传学彩色图解，北京，中国医药科技出版社 第五章 连锁遗传（4学时）连锁定律是经典遗传学的三大定理之一。三点测交是根据基因直线排列的定律进行染色体连锁图绘制的有效方法，依据连锁群的各个基因的距离和顺序，可以绘制成遗传学图谱。性连锁性状的遗传与性别相关联而表现出特有的规律。性别的形成是个体遗传基础与环境因素相互作用的结果，它包括性别决定和性别分化两个过程。目的和意义了解性别决定的类型，掌握伴性遗传、限性遗传和从性遗传的概念、特点及相互关系。掌握连锁与交换的原理，重组值、交换值、染色体干涉和并发率的概念及计算方法，特别是通过三点测交绘制连锁图的方法。掌握以链孢霉为代表的真菌类生物的连锁分析特点、四分子分析、染色单体干扰等概念，掌握着丝粒作图和重组作图的原理和方法。了解人类基因的连锁分析的特点，了解人类基因定位、染色体作图和物理作图的原理，掌握用体细胞遗传学方法制基因定位的方法。基本要求1. 掌握连锁群的概念；2. 掌握重组作图的方法；3. 掌握遗传标记的含义。重点和难点连锁群、重组作图、遗传标记的概念及应用。1、性状连锁的定义及解释摩尔根的实验果蝇翅的长短，复眼的颜色长翅Vg，残翅vg，红色复眼Pr，紫色复眼pr长红残紫残紫长红残紫长红残紫长紫残红长红：残紫133911951511541：1残红长紫残紫长红残紫长红残紫长紫残红残红：长紫15114610679651：12、交换值的测定假设染色体质地均匀，染色体上任何部位都有交换的可能，单位长度内含的交换的部位相同，则基因之间距离越长（所含碱基对越多，交换位置越多），交换值越大；距离越近，交换值越小。反之，交换值越大，则表明基因之间距离越远，交换值越小基因越近。交换位置为两个相邻核苷酸之间的3，5磷酸二酯键。3、在人类中有哪些性连锁现象色盲、血管瘤病、夜盲、鱼鳞鲜、进行性肌营养不良症。4、基本概念：连锁：同一染色体上非等位基因之间存在相关性的现象。互换：连锁性状和基因之间发生重组的现象。完全连锁：是指杂种个体在形成配子时没有发生非姊妹染色单体之间交换的连锁遗传。在生物界中很少见。雄果蝇和雌家蚕表现为完全连锁。不完全连锁：指杂种个体的连锁基因，在配子形成过程中同源染色体非姊妹染色单体间发生了互换。出现了不同重组值的交换类型。性相关遗传：和性别有相关性的遗传都称为性相关遗传(Sex-relatedinheritance)，包括伴性遗传，限性遗传和从性遗传，三者的特点是不同的。性染色体与性别决定直接相关，所以位于性染色体上的基因被称为“性连锁基因”(sex-linkedgene)，而这些性连锁基因所控制的性状，在遗传上又必然和性别连系，所以这种遗传方式就称为性连锁遗传(sex-linkageinheritance)，也称为伴性遗传。从性遗传：从性遗传是指常染色体基因所控制的性状，在表现型上受个体性别影响的现象。在两个性别中都表现，可是表现程度不同的性状称为从性性状。一对常染色体上的等位基因杂合子有时在两种性别中表现不同，这种现象称为从性遗传。如绵羊角的从性遗传，Hh；人类秃顶的遗传。干扰：染色体上某一位置发生交换将影响相邻部位发生交换，这种现象叫干涉。并发系数：并发系数=实际交换值理论交换值（两个单交换的乘积）。5、三点测交法（1）归类将8种表型按对等交换类型分为4组，统计数目。（2）找出亲本类型和双交换类型，确定正确的基因次序。（3）计算中间基因与两端基因的重组值，即得图距。（4）绘图，标出顺序和距离。三点测交的优缺点：（1）一交三点试验中得到的三个重组值是在同一基因型背景，同一环境下得到的，三个重组值可以严格地相互比较。（2）可以得到双交换的资料。（3）三隐性纯合体不易获得或保存6、利用连锁作图摩尔根认为：不同对基因之间的重组值各不相同，是因为基因在染色体上的距离不同，相距远的很容易断裂交换，重组频率高，相距近的则难于断裂交换，重组很少发生。重组的大小可以反映分开的两个基因距离的远近。1911年，摩尔根的学生，A.sturtevant（斯特蒂文特）建议用两个连锁基因之间的重组频率，确定连锁基因在染色体上的相对位置，作染色体图(chromosomemap)或叫遗传学图(geneticmap)，连锁图（linkagemap）。他把重组频率当作两个基因在染色体图上的距离的数量指标，基因在染色体图上的距离简称图距，用图距单位表示。1%的重组率为一个图距单位(mapunit,mu),1cM=1%的重组率。通过一系列的有关连锁基因的测交试验，即可把一对同源染色体上的各个基因的次序及位置标定出来，从而构成基因的连锁群。把一种生物已知的基因标定在各自的染色体上，就构成了该种生物的染色体图或遗传学图，连锁图。许多基因之所以连锁，就是因为他们处在相同的染色体上，因此，（1）一定生物所具有的连锁群数应该等于它的单倍体数。（人有24个不同染色体22+XY。有24个连锁群。连锁群的数目可以低于单倍体数，这是由于研究得不充分，或基因数较少）。（2）把某种生物每个连锁群基因之间的连锁关系研究清楚了，同时又把不同的连锁群落实到具体的染色体上，就可以绘出这一生物的遗传学图（通过染色体突变的研究可以把不同的连锁群落实到具体的染色体上）。教学内容5.1 连锁群5.2 重组作图5.3. 遗传标记课程时间安排第一节连锁与交换1、连锁2、交换第二节交换值及测定1、 交换值2、测定第三节基因定位及连锁遗传图1、基因定位2、连锁遗传图第四节连锁遗传的应用第五节性别决定与性连锁性染色体与性连锁2、性连锁（人类的性连锁）参考文献刘祖洞，遗传学，1990，北京，高等教育出版社杨业华，2000，普通遗传学，北京，高等教育出版社徐晋麟，徐沁，陈淳，2001，现代遗传学原理，北京，科学出版社王亚馥，戴灼华，1999，遗传学，北京，高等教育出版社 第六章 真核生物特殊的染色体作图（2学时）基本要求1. 掌握基因组和C值的概念；2. 了解真核生物基因组DNA复杂度的检测方法；3. 了解基因家族的含义、类别；4. 了解真核生物基因组的包装过程5. 了解真核生物基因组丢失、扩增与重排6. 了解遗传标记的发展历史、遗传标记的种类、特点及应用；7. 了解真菌类的染色体作图原理；8. 了解有丝分裂分离与重组的机理；9. 了解分子标记作图的原理。重点和难点真菌类的染色体作图原理有丝分裂分离与重组的机理分子标记作图的原理教学内容6.1 真核生物基因组6.2 真核生物基因组DNA序列的复杂度6.3 基因家族6.4 真核生物基因组的包装6.5 真核生物基因的丢失、扩增与重排6.6 遗传标记6.7真菌类的染色体作图原理6.8有丝分裂分离与重组的机理6.9分子标记作图的原理参考资料(含参考书、文献等) 1遗传学第二版上、下册刘祖洞北京高等教育出版社 2遗传学王亚馥戴灼华北京高等教育出版社 3普通遗传学杨业华北京高等教育出版社参考资料(含参考书、文献等)第七章 细菌及其病毒的遗传作图（2学时）基本要求1. 熟练掌握细菌遗传重组的三个途径：接合、转导、转化的概念、过程、原理；2. 掌握细菌重组的特点，掌握三种不同的致育因子的相互关系；3. 了解转化与转导作图；4. 了解噬菌体的繁殖和突变型。重点和难点接合、转导、转化的概念、过程、原理（1）转化是指受体菌直接摄取供体菌游离DNA片段，而获得新的遗传性状。如活的无毒力的肺炎球菌可摄取死的有毒力的肺炎球菌DNA片段，从而转化为有毒株。（2）转导是指温和噬菌体介导的遗传物质从供体菌向受体菌的转移，使受体菌获得新的性状。无性菌毛菌获得非结合性耐药因子就是通过这种方式获得的。（3）接合是指细菌通过质粒介导和性菌毛连接沟通的细胞间接触，将遗传物质（质粒或染色体）从供体菌转入受体菌。性菌毛是F质粒表达的中空管状结构。（4）溶原性转换是指侵入细菌的噬菌体在溶原期，以前噬菌体形式与细菌的染色体发生重组，导致细菌的基因发生改变。溶原性细菌可因之而获得新的特性，如白喉杆菌、产气荚膜杆菌和肉毒杆菌分别可因溶原性转换而分别成为可产生白喉毒素、毒素和肉毒素的有毒株。（5）原生质体融合失去细胞壁的原生质体可彼此融合，其染色体之间可发生基因的交换和重组，获得多种不同表型的重组融合体。教学内容7.1 细菌的细胞和染色体（自学）7.2 大肠杆菌的突变型及筛选7.3 噬菌体和病毒的繁殖和突变型7.4 大肠杆菌的性别7.5 中断杂交与重组作图7.6 F因子与性导7.7 转导作图参考资料1遗传学第二版上、下册刘祖洞北京高等教育出版社 2遗传学王亚馥戴灼华北京高等教育出版社 3普通遗传学杨业华北京高等教育出版社第8章 染色体结构的变异（3学时）染色体变异分为结构变异和数目变异。结构变异包括缺失、重复、倒位和易位，均由染色体断裂引起；数目变异包括整倍体变异和非整倍体变异。常见的整倍体变异有单倍体、同源多倍体和异源多倍体，非整倍体变异有单体和三体。目的和意义了解染色体结构变异和数目的主要方式及由此引起的结果。基本要求1. 掌握染色体结构变异的种类和特点；2. 了解染色体结构变异在作物遗传育种中的作用；3. 了解染色体结构变异在进化中的意义。重点和难点染色体结构变异的概念和类型 1、染色体结构变异的类型（1）缺失一条正常的染色体丢失常有基因的片段A方式：中间缺失、顶端缺失B类型：缺失杂合体、缺失纯合体C缺失的遗传效应：不利性。不利程度取决于缺失片断上基因的数量和重要性。缺失纯合体不利性远大于杂合体。假显性（缺失杂合体）。植物缺失的染色体多通过卵细胞来传递。因为带有缺失染色体的雄配子常是败育的，即使不败育竞争力也差。而卵细胞在母体内，耐受性比雄配子强。D鉴定：细胞中有无断片、微核、及同源染色体配对情况/缺失环。缺失杂合体中间缺失较长时同源染色体配对时出现。配对的同源染色体末端长短不一（端部缺失区段较长）有时出现“断裂融合桥”循环（2）重复染色体重复自己染色体的某段基因A类型：重复杂合体、重复纯合体B遗传效应：不利性。程度比缺失轻，正常的二倍体中的两套基因处于平衡状态。重复影响到基因平衡。（3）倒位一条染色体的发生两处断裂，断裂间的染色体片段倒位180之后的结合的现象。A类型：臂间倒位、臂内倒位B原因：减数分裂、理化因素诱导C遗传效应：改变了连锁基因之间的重组值，变大或变小。倒位区段内的基因表现出很强的连锁关系。减数分裂时可见到桥和断片。（4）易位某一染色体的断裂片段转移到另一非同源染色体上A类型：单向易位(少见)、相互（常见）B遗传效应：改变了原来的连锁关系；易位杂合体往往出现半不育。同源染色体分开时，到达两极时形成四种配子，有一半不育。易位杂合体出现假连锁现象。由于相邻式分离配子，交替式分离配子可育，因而可育配子只能是易位染色体和非易位染色体进入不同配子中，结果使非同源染色体上基因的自由组合受到严重的抑制，出现假连锁，在雄果蝇中表现尤明显。在邻近易位接合的一些基因之间的重组值有所降低。C鉴定：相互易位为杂合体，易位较长时，在减数分裂时，形成“十”字形结构。2、染色体结构变异的发生现象的解释3、染色体结构变异的遗传效应4、同源多倍体和异源多倍体的区别教学内容8.1 染色体畸变8.2 染色体结构改变8.3 染色体结构变异在作物遗传育种中的作用8.4 染色体结构变异在进化中的意义课程时间安排第一节染色体结构变异1、缺失2、重复3倒位、4、易位第二节染色体数目变异1、倍数性的变异2、非倍数性的变异参考文献1. 浙江农业大学主编，遗传学，1989，北京，农业出版社2. 李竞雄，宋同明，植物细胞遗传学，1993，北京，科学出版社3. GriffithaA.J.F.etal,1999,ModernGenetiAnalysis.NewYork4. 王亚馥，戴灼华，1999，遗传学，北京，高等教育出版社第9章 染色体数目的变异（3学时）染色体变异分为结构变异和数目变异。结构变异包括缺失、重复、倒位和易位，均由染色体断裂引起；数目变异包括整倍体变异和非整倍体变异。常见的整倍体变异有单倍体、同源多倍体和异源多倍体，非整倍体变异有单体和三体。目的和意义了解染色体结构变异和数目的主要方式及由此引起的结果。基本要求1. 掌握染色体数目变异的种类和特点；2. 了解染色体数目变异在作物遗传育种中的作用；3. 了解染色体数目变异在进化中的意义。重点和难点染色体数目与基因突变的概念和类型常见的染色体数目变异的类型中相关的基本概念染色体组（genome）：在一个染色体组内的各个染色体在形态、结构和功能方面互不相同，但却是一个和谐的整体，对于细胞或个体的发育来说，是缺一不可的。一倍体（monoploid）：只含有一个染色体组的个体或细胞，如二倍体生物的配子，如玉米x=10，蜜蜂的雄蜂x=16二倍体（diploid）：含有二个染色体组的个体或细胞。一般生物。三倍体（triploid）：具有三个染色体组的细胞或个体。如三倍体西瓜。四倍体（tetraploid）：具有四个染色体组的细胞或个体。如4倍体蕃茄x=124x=48多倍体（polyploid）：细胞或个体中的染色体组数多于二个。整倍体（euploid）：一倍体、二倍体、多倍体，这类染色体的变化是以染色体组为单位的增减，所以称为倍数性变异，而把体细胞内含有完整的染色体组的类型称为整倍体（euploid）。非整倍体（uneuploid）：如果在二倍体的基础上，增加或减少个别染色体，则属于非整倍性（uneuploidy）变异，这种变异的细胞或个体叫非整倍体（uneuploid）。同源多倍体：加倍的染色体组来源相同，由二倍体本身的染色体加倍而成。现已成功诱变出水稻、大麦、黑麦、桑、茶、葡萄、西瓜、板栗等多种四倍体植物。异源多倍体：加倍的染色体组来源于不同的物种。被子植物中约有3035%是异源多倍体物种。小麦、燕麦、棉花、烟草、苹果、梨、樱桃以及菊、大丽菊、水仙、郁金香等。教学内容9.1 染色体数目改变一、染色体组和染色体数目变异类型 1染色体组二倍体生物的配子中的全部染色体叫做一个染色体组。它也指配子带有全部基因在不同场合也译作基因组 一个染色体组内含有的染色体数称染色体基数用X表示一个生物体细胞中含几个X就称几倍体。配子中的染色体数用n表示体细胞中的染色体数用2n表示。 植物界多倍体较多动物界几乎全部都是二倍体。 2染色体数目变异类型 整倍体和非整倍体。 整倍体分单倍体和多倍体。非整倍体分超倍体和亚倍体。 二、整倍体 （一）单倍体使细胞内具有该种生物配子染色体数的个体。 1类型一倍单倍体二倍单倍体多倍单倍体。 2来源自然和人工。 3单倍体的遗传效应。 生活力低 一般无等位基因间的显隐关系 各种性状都可直接显现。 自然界的单倍 体能正常可育 人工培育的单倍 体高度不 育。 4. 应用1研究基因作用的良好材料。 2培育优良品种 （二）同源多倍体 指多倍体生物中染色体组来源于同一物种。 1. 形成途径来减数配子结合和原物种染色体加倍。2 .遗传效应1广泛存在剂量效应 2育性偶倍数稍降低奇倍数高度不育。 3等位基因的分离复杂。 3.应用用于植物育种。 1许多栽培作物为同源多倍体。 2培育无籽果实（三）异源多倍体 多倍体中染色体组来源于不同物种。（四）非整倍体 （五）常见的人类染色体数目的变异 1. 三体综合征 2. 13三体综合征 3. 18三体综合9.2 染色体数目变异在作物遗传育种中的作用9.3 染色体数目变异在进化中的意义课程时间安排第一节染色体结构变异1、缺失2、重复3倒位、4、易位第二节染色体数目变异1、倍数性的变异2、非倍数性的变异参考文献浙江农业大学主编，遗传学，1989，北京，农业出版社李竞雄，宋同明，植物细胞遗传学，1993，北京，科学出版社GriffithaA.J.F.etal,1999,ModernGenetiAnalysis.NewYork王亚馥，戴灼华，1999，遗传学，北京，高等教育出版社第10章 性别决定与性别有关的遗传（2学时）目的与意义1. 了解性别决定的几种类型，内外环境对性决定的影响；2. 掌握伴性遗传的特点和规律及其应用。基本要求1. 掌握性染色体与性别决定的特点；2. 了解性别决定的几种类型； 1、XY 型性决定 2、ZW 型性决定 3、XO 型：XO 型:蝗虫、花椒、蟋蟀、蟑螂、直翅止 其他类型的性决定 1、单倍体型性别决定(蜜蜂型) 2、环境决定性别 3、基因决定性别3. 掌握伴性遗传的特点。重点和难点1. 性别决定的类型；2. 伴性遗传的本质。伴性遗传一、X 染色体连锁遗传(一)隐性X 连锁基因的遗传1、果蝇复眼颜色的遗传:简单介绍果蝇2、人类的X 连锁遗传3、隐性伴性遗传的几个特点:(二)显性X 连锁基因的遗传1、抗维生素D 佝偻病2、Xg 血型3、特点二、Z 染色体上的基因遗传三、Y 染色体上的基因遗传四、限性遗传五、从性遗传六、伴性遗传、限性遗传、从性遗传的关系遗传的染色体学说的直接证明一、果蝇X 染色体不分开现象二、细胞学观察的证明人类的性别畸形剂量补偿效应教学内容10.1 性别决定10.2 伴性遗传10.3 从性遗传10.4 限性遗传第11章 核外遗传（2学时）通过各类生物核外遗传现象的分析，掌握的核外遗传概念、性质与特点；了解叶绿体，线粒体遗传的分子基础；通过草履虫放毒型的遗传，作物的雄性不育的遗传的学习，理解细胞质、细胞核基因在遗传中的作用；通过短暂的与持久的母性影响的学习，理解母性影响与细胞遗传的区别。目的和意义理解细胞质遗传的概念和特点；母系遗传与母性遗传的区别；植物雄性不育决定类型以及在农业生产实践中的应用价值。基本要求1. 掌握短暂的与持久的母性影响的表现；2. 掌握各类生物核外遗传的性质与特点，特别是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；3. 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；4. 掌握植物雄性不育的类型和机理。重点和难点1、细胞质基因及其遗传的性质和特点一般，核外遗传因子是由一个亲本而来的，不经过的有丝分裂或减数分裂，它们的行为不按核基因的同方式进行，所以：a.正反交的结果不一样，F1表现母系遗传。（有些细胞质基因在遗传时并不表现母系遗传现象）b.遗传方式是非孟德尔式的，杂交后代一般不出现一定的分离比例。c.与核基因不连锁。d.细胞质基因在一定程度上是独立的，能自主复制。2、母性影响母系遗传与母性遗传的区别3、 线粒体的遗传方式及其分子基础a粗糙链孢霉缓慢生长突变型的遗传:缓慢生长突变型（poky）：线粒体结构和功能都不正常，细胞色素氧化酶的活性发生了变化，造成生长迟缓，呼吸贫弱。实验：野生型原子囊果（受精丝）突变型分生孢子子代都是野生型突变型原子囊果（受精丝）野生型分生孢子子代都是突变型说明：控制这种性状的遗传因子存在于细胞质中，而杂交时所形成的合子其细胞质几乎全部来自于雌性配子。b酵母菌小菌落的遗传（子囊菌纲）原因：小菌落缺少一系列的呼吸酶（如琥珀酸脱氢酶，细胞色素氧化酶），而合成这些呼吸酶的基因存在于线粒体上，mtDNA的改变或缺失，而线粒体分向两个子细胞又是随机的，所以用出芽法繁殖时，少数芽体全然缺乏正常线粒体是可以理解的。小菌落的形成，还和某些核基因的突变有关。概念：细胞核基因正常而线粒体基因不正常时表现为营养型小菌落，细胞核基因不正常而线粒体基因正常时，表现为分离型小菌落。4、 叶绿体的遗传及其分子基础叶绿体基因组有其自主复制的遗传特性，但同时还需要核遗传系统提供编码信息。就叶绿体蛋白质的合成来看，根据它们的来源可以分为3类：A、是由叶绿体DNA编码，在其70s核糖体上合成如光系统IP700Chla蛋白质和相对分子质量为32x104的膜蛋白质pbA。B、由核DNA编码：在细胞质80s核糖体上合成然后转运到叶绿体中成为类囊体膜成分，如光系统IIChla/b蛋白质。C、由核DNA与叶绿体DNA共同控制的，5、核外遗传和植物雄性不育可遗传的雄性不育的类型（一）核不育型由细胞内核基因控制，遗传方式遵循孟德尔规律。正常可育基因为显性Ms，雄性不育基因为隐性ms。（二）质核不育型贝特森和盖尔特纳（BstesonandGoirdner，1921）发现亚麻的雄性不育遗传，Chittenden和Pellew（1927）对亚麻雄性不育的遗传进行完整的解释，提出这种雄性不育是细胞质基因与核基因互作的结果。S细胞质不育基因N细胞质可育基因rf核不育基因Rf核可育基因6、植物雄性不育在农业生产实践中的应用价值：简便降低成本利用杂种优势，在杂交的过程中，母本省去了大量的去雄工作，而且还有利于杂交种子的纯度。a.三系配套的基本原理“二区三系”制种法三系：不育系、保持系和恢复系。二区：建立两个隔离区；(1)繁殖不育系和保持系的隔离区。b.育种过程(1)创造雄性不育的材料s(rfrf)：（i）利用远缘杂交；（ii）人工诱变；（iii）寻找天然不育株。(2)不育系的保持与改良：用保持系N(rfrf)连续回交。(3)选配有较强恢复能力，并具有杂种优势的恢复系。教学内容11.1 细胞质基因及其遗传的性质和特点11.2 母性影响11.3 细胞内敏感性物质的遗传11.4 线粒体的遗传方式及其分子基础11.5 叶绿体的遗传及其分子基础11.6 核外遗传和植物雄性不育课程时间安排第一节细胞质遗传的概念和特点1、细胞质遗传的概念2、特点第二节母性影响1、叶绿体遗传2、线粒体遗传第三节植物雄性不育的遗传1、类型2、特点应用参考文献刘祖洞，1991，遗传学，北京，高等教育出版社浙江农业大学主编，遗传学，1989，北京，农业出版社蔡旭主编，植物遗传育种学，1988，北京，农业出版社华北农业大学等，1976，植物遗传育种学，北京，科学出版社第12章 数量性状的遗传分析（2学时）本章主要介绍了数量性状的特点，包括数量性状和质量性状的特征、数量性状和质量性状的关系、多基因假说、基因的数量效应。数量性状的统计方法，主要包括平均数和方差。数量性状遗传力的估算，主要包括基因型值及其构成、群体平均数、群体方差的组成及遗传力的估算方法。目的和意义使学生了解数量性状和质量性状的特征、数量性状和质量性状的关系、多基因假说、基因的数量效应。数量性状的统计方法，主要包括平均数和方差。数量性状遗传力的估算，主要包括基因型值及其构成、群体平均数、群体方差的组成及遗传力的估算方法。以及对数量性状的分析在遗传学中的应用。杂种优势的表现及理论。基本要求1. 了解数量性状及其特性；2. 理解数量性状遗传分析内容和方法；3. 了解数量性状遗传统计的几个标准参数4. 了解近亲繁殖与杂种优势的遗传理论。重点和难点1. 数量遗传与质量遗传的概念；数量性状的概念在孟德尔遗传学中提到：孟德尔遗传实验成功的原因之一，是他所选用的材料是具有变异明显的相对性状(如豌豆的红花与白花，豆粒的黄色与绿色)，这些相对性状界限分明，互不混淆，中间一般没有过渡类型。我们把这种呈现不连续变异的性状，称为质量性状(qualitativecharacter)。但是生物界还广泛存在另一类性状，它们的变异是连续的，即它们的变异不容易归属于少数截然不同的组别，中间有一系列的过渡类型。表现为由小到大，由少到多的渐变，个体间仅有数量上或程度上的不同，而无类型或本质上的差别。我们把这些具有连续变异的性状，称为数量性状(quantitativecharacter)。对数量性状的遗传变异起作用的基因称为数量性状基因座(quantitativetraitlocus,QTL)在动、植物中，大多数的经济性状都属于数量性状，所以，研究数量性状的遗传具有普遍意义。早在1860年，Kolreuter(克尔罗伊特)就曾报道了烟草高品种和矮品种之间的杂交结果。F1植株的高矮介于两亲本之间，而F2高矮则几乎遍及原始亲体的全部范围，呈现连续正态分布状况，可惜的是他未能解释这一结果，直到孟德尔定律发现，人们才对这种连续变异的性状逐渐有所认识。2、数量性状与质量性状的比较区别：(1)数量性状由多基因控制，呈现连续变异(微效基因的剂量效应)；质量性状受少数基因控制，而每个基因的作用明显，这些基因称为主基因(majorgene)。(2)数量性状易受环境条件的影响产生不遗传的变异;质量性状不易受环境影响，界限分明.联系：(1)由于区分性状的方法不同，某些性状既有数量性状的特点，又有质量性状的特点。如小麦籽粒颜色的遗传31，151.遗传方式都符合孟德尔规律。(2)同一数量性状在不同种之间表现不同。如植株高度，决定于差异基因的对数。(3)同一基因既控制质量性状，表现为主基因作用，又可以影响数量性状，表现为微效基因(minorgenes)作用。如：白三叶草两种独立的显性基因互作产生叶斑，这与正常绿叶有质的区别，但是，这种显性基因的不同剂量又影响叶片数的不同。(4)同一性状可受主基因和修饰基因的作用。3、数量性状的遗传机理数量性状呈连续变异。没有明显的分离比例，那么，它们的遗传是否有规律可循呢？为了弄清楚这个问题，现以遗传方式比较简单的数量性状为例，加以分析。A、小麦籽粒颜色的遗传B、微效多基因假说(multiplefactorhypothesis)数量性状是由许多彼此独立的基因共同作用的结果(多基因)；每个基因对性状表现的效果微小(微效基因)；但其遗传方式仍然符合孟德尔遗传规律。多基因假说还假定：(1)各基因的效应相等；(2)等位基因间通常无显、隐性关系；(3)各基因的作用可以累加剂量效应(doseeffect)。2. 数量性状分析方法；（1）、平均数平均数是反应数据集中趋势的统计量用公式表示即为：对于分组资料的公式（举例：表玉米穗长的频数分布表）（2）、方差和标准差是反应群体内或数据变异程度的统计量，因为平均数不能反应出数据的变异程度。对于分组资料（举例）：标准差方差或标准差的值越大，表示群体内的变异幅度就越大。因此，平均数与标准差结合起来，才能较全面地反映出数量性状表现型的特点。（3）、回归和相关系数回归系数相关系数协方差3. 遗传率和近交系数的概念。4.杂种优势的应用（1）概念：基因型不同的亲本杂交产生的杂种第一代，在生活力、繁殖率、抗逆性、产量等方面比双亲优越的现象称为杂种优势。杂种优势是生物界普遍存在的现象，如骡、水稻、小麦。杂种优势所涉及的性状多为数量性状，某一性状的杂种优势用杂种优势率表示（2）特点：A杂种优势不是某一两个性状单独地表现突出，而是许多性状综合地表现突出。B杂种优势的大小，取决于双亲的遗传差异和互补程度。.C亲本基因型的纯合程度不同，杂种优势的强弱也不同。D杂种优势在F1代表现最明显，F2代以后逐渐减弱。教学内容12.1 数量遗传与质量遗传12.2 数量性状分析方法12.3 遗传率12.4 近交系数课程时间安排第一节群体的变异第二节数量性状的概念和特征1、概念2、特征第三节统计方法第四节遗传参数的估算和应用1、方差和协方差的分析2、遗传率的估算3、应用第五节近亲繁殖与杂种优势1、概念（近亲繁殖、远缘杂交、杂种优势、近交、杂交、）2、杂种优势的表现及理论参考文献朱军，1997，遗传模型分析方法，北京，中国农业出版社郭平仲，1987，数量遗传分析，北京，北京师范学院出版社盛志廉，1999，数量遗传分析，北京，北京科学出版社刘祖洞，1991，遗传学，北京，高等教育出版社浙江农业大学主编，遗传学，1989，北京，农业出版社华北农业大学等，1976，植物遗传育种学，北京，科学出版社第十三章 基因突变（3学时）基本要求1. 掌握基因的概念与结构；2. 熟悉基因突变的类型和特性；3. 了解基因突变的概念、时期、部位和频率；4. 了解基因突变的分子基础；5. 了解DNA损伤的类型和修复机制；6. 了解基因突变的应用。重点和难点基因的概念与结构（复等位基因、顺反子、基因簇与基因家族、外显子与内含子、假基因、断裂基因与重叠基因、可动基因与转座子等概念）；基因突变的概念和类型。基因突变的一般特征A突变的重演性和可逆性：1、 重演性：同一生物不同个体间可发生多次同样的突变。2、可逆性：象许多生化反应一样是可逆的。B突变的多方向性和复等位基因C突变的有害性和有利性D突变的平行性2.基因突变诱发的因素有哪些？ A 物理因素诱变：a电离辐射诱变：中子诱变效果好，但经中子照射的物体带有放射性，人体不能直接接触。其它还有激光、电子和微波、射线（一般不用，电离程度很大，内照射很危险）等。b非电离辐射诱变：主要是紫外线照射，其波长较长（3800150）、穿透力弱，一般应用于微生物或高等生物的配子诱变。c综合效应诱变： 太空中大量存在着各种物理射线可诱发突变，其它如失重、超净、无地球磁场影响以及卫星发射和返回时剧烈震动等因素也是产生诱变的重要原因。B化学因素诱变 1）妨碍DNA某一成分的合成，引起DNA变化 2）碱基类似物替换 3）直接改变DNA某些特定的结构4）引起DNA复制的错误 5）抗生素 破坏基因分子结构 造成染色体断裂而引起突变教学内容13.1 基因的概念与结构13.2 基因突变的机制和突变频率第十四章 近亲繁殖与杂种优势（1学时）基本要求了解近亲繁殖的遗传效应，纯系学说的内容及其相对性，了解杂种优势的表现及其理论，掌握近亲繁殖和杂种优势在动、植物育种方面的应用。重点和难点近亲繁殖及其遗传效应1. 近亲中，亲本个体同时带有隐性致病基因的概率更高，导致隐性遗传病的患病率上升，因为隐性致病基因纯和的概率大大提高。隐性遗传病包括常染色体隐性遗传病（如囊性纤维病，血友病），和伴性遗传病（红绿色盲）。 2.多基因控制的遗传病在近亲繁殖中患病率也提高（原理类似）。纯系学说丹麦遗传学家W.L.约翰森根据菜豆的粒重选种试验结果在1903年提出的一种遗传学说。认为由纯合的个体自花受精所产生的子代群体是一个纯系。在纯系内，个体间的表型虽因环境影响而有所差异，但其基因型则相同，因而选择是无效的；而在由若干个纯系组成的混杂群体内进行选择时，选择却是有效的。杂种优势的遗传理论1、杂种优势指的是：作物表现出生长整齐、植株健壮、产量高、抗虫抗病能力强等特点，这种现象叫杂种优势。杂种优势只表现在杂种F1代上。杂种第一代所结的种子现种下去，长出来的杂种第二代就会出现生长不齐、产量下降等。所以，杂交种要年年配种。 2、杂种优势的遗传基础是利基因重组。把优良的基因通过杂交选育出来。教学内容14.1近亲繁殖及其遗传效应14.2 纯系学说14.3 杂种优势14.4 杂种优势的遗传理论14.5 近亲繁殖与杂种优势在育种上的应用第15章 群体的遗传平衡（2学时）本章介绍了群体遗传和进化。在介绍几个基本概念的基础上，讨论Hardy-Weinberg平衡和影响平衡的因素。目的和意义a掌握群体遗传的一些基本的名词概念，特别是遗传平衡的群体的概念，Hardy-Weinberg定律的内容及其应用。b熟悉影响群体平衡的因素。c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。d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。基本要求1. 掌握群体遗传的一些基本的名词概念，特别是遗传平衡的群体的概念，Hardy-Weinberg定律的内容及其应用；2. 熟悉影响群体平衡的因素；3. 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；4. 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。重点和难点1、基本概念孟德尔氏群体（Mendelianpopulation）：是指一群能够相互杂交（有性繁殖）的个体所组成的群体。理解(1)经常指异交的生物群体（群体中不同基因型个体之间的杂交）。而通过无性繁殖的群体，无分离现象，不符合孟德尔规律。自交的植物也不属于孟氏群体。(2)孟德尔氏群体在个体水平上符合孟德尔规律，是孟德尔遗传学的发展。(3)从广义上讲，孟德尔氏群体包括同一物种中所有的个体，但通常指在一定地域内能相互交配的个体群。基因库（genepool）：是指某一生物群体中所含有的全部基因。一个孟氏群体享有一个共同的基因库。在同一个群体内虽然不同个体的基因型可能不同，但群体的基因总是一定的。注意基因库和基因文库的区别：前者是群体遗传学中的概念，后者是分子遗传学或基因工程中的概念；前者是一生物群体中所含有的全部基因，后者是一生物所有基因的克隆。2、基因频率和基因型频率(1)基因频率（genefrequcney）：群体中某一基因，在其所有等位基因总数中所占的比例。3、Hardy-Weinberg定律的内容及其应用又称基因平衡定律（Lawofgeneticequilibrium），是英国数学家G.H.Hardy和德国医生WihelmWeinberg于1908年分别提出的:在一个大的随机交配的群体内，如果没有突变，选择和迁移因素的干扰，则基因频率和基因型频率在世代间保持不变。4、影响群体平衡的因素A突变的作用(1)是影响基因频率，产生遗传变异的重要源泉。(2)提供自然选择的原始材料,即进化材料的来源。(3)低频有害基因得以保存。B一个等位基因可突变为其相对的另一个等位基因。反之，另一等位基因可以突变为原来的基因。当然，这两个等位基因的突变率不一定相等。在随机交配的大群体中，若各种基因型在交配能力和子代数目等方面没有差别，那么就达到平衡状态，但是，在一定的自然条件下，群体内某些基因型个体比另一些基因型个体具有更高的成活率和生殖率。因此它们在群体内就会逐渐占优势。在自然界，一个群体内造成不同基因型个体成活率和生殖率间发生差异的过程称为自然选择（naturalselection）。迁移率m：迁入的个体数占土著个体数和迁入个体数总和的比率。小群体内基因频率很难保持平衡。由于在有限群体内的取样误差而产生的基因频率的随机波动，称为遗传漂移。教学内容15.1 群体的遗传结构15.2 群体的遗传平衡15.3 影响群体遗传平衡的因素15.4 自然群体中的遗传多态性15.5 物种的形成15.6 分子进化的中性学说课程时间安排第一节群体的遗传平衡1、等位基因频率和基因型频率2、改变基因平衡的因素第二节改变基因平衡的因素1、突变2、选择3、遗传漂移4、迁移参考文献王身立，1991，群体融合对遗传方差的影响，遗传学报，16（6）：537王亚馥，戴灼华，1999，遗传学，北京，高等教育出版社刘祖洞，1994，遗传学，第二版，北京，高等教育出版社 第十六章 遗传与进化（2学时）基本要求1. 了解达尔文的进化学说及其发展；2. 了解物种的形成。重点和难点1. 进化学说；拉马克（Jean-Baptiste Pierre Antoine de Monet, Chevalier de Lamarck，1744年8月1日1829年12月28日），法国人，1809年发表了动物哲学一书，系统地阐述了他的进化理论，即通常所称的拉马克学说。书中提出了用进废退与获得性遗传两个法则，并认为这既是生物产生变异的原因，又是适应环境的过程。19世纪中叶，达尔文创立了科学的生物进化学说，以自然选择为核心的达尔文进化论，第一次对整个生物界的发生、发展，作出了唯物的、规律性的解释。达尔文进化论主要包括四个子学说：、一般进化论：物种是可变的，现有的物种是从别的物种变来的，一个物种可以变成新的物种。，共同祖先学说：所有的生物都来自共同的祖先。，自选选择学说：自然选择是进化的主要机制。，渐变论：生物进化的步调是渐变式的，是一个在自然选择作用下累积微小的优势变异的逐渐改进的过程，而不是跃变式的。2. 遗传漂变；遗传漂变(英语：Genetic drift)是指当一个族群中的生物个体的数量较少时，下一代的个体容易因为有的个体没有产生后代，或是有的等位基因没有传给后代，而和上一代有不同的等位基因频率。一个等位基因可能（在经过一个以上的世代后）因此在这个族群中消失，或固定成为唯一的等位基因。1这种现象就叫“遗传漂变”。这种波动变化导致某些等位基因的消失，另一些等位基因的固定，从而改变了群体的遗传结构。在大群体中，不同基因型个体所生子女数的波动，对基因频率不会有明显影响。小群体的人数少，并与总人群相隔离，这种社会和地理因素形成的小群体，A基因固定（A=1），而a基因人很少，a基因的人如无子女，则a基因就会较快在人群中消失，造成此小群体中基因频率的随机波动。这种漂变与群体大小有关，群体越小，漂变速度越快，甚至12代就造成某个基因的固定和另一基因的消失而改变其遗传结构，而大群体漂变则慢，可随机达到遗传平衡3. 基因演变与物种形成。物种形成，又称为种化，是演化的一个过程，指生物分类上的物种诞生。自然界的物种形成主要有4种模型。包括异域性物种形成（Allopatric speciation）、同域性物种形成（Sympatric speciation）、边域性物种形成（Peripatric speciation）与临域性物种形成（Parapatric speciation）。教学内容16.1 进化学说16.2 基因频率与改变16.3 基因频率16.4 突变与选择下的基因频率16.5 遗传漂变16.6 基因演变与物种形成16.7 环境与物种的形成与灭绝