细胞遗传学.doc

《细胞遗传学》课程教案
适用专业       生物科学、 生物技术     
学    时               34              
学    分               2               
预修课程  生物化学、普通动物学、植物学、
微生物学、普通遗传学、       
细胞生物学                   
制定日期            2003．7             
一、编写说明
(一)    本课程的性质、地位和作用
细胞遗传学旨在阐明生物有机体遗传与变异细胞学基础的一门科学，是遗传学与细胞学相互交叉与结合的产物，同时也是遗传学中形成与发展最早的一个分支。细胞遗传学始终把染色体这一核内细胞器列为其主要的研究对象，所以，这门学科的研究对象与具体任务往往主要包括研究染色体的数目、形态、结构、功能与运动等特征的各类变异对遗传传递、重组、表达与调控的作用和影响。
细胞遗传学课程是生物科学相关专业的一门重要的专业选修课程。本课程的任务是全面系统地讲授细胞遗传学的基本原理和细胞遗传学分析的基本方法，介绍分子细胞遗传学发展的最新成就，使学生对染色体的形态、结构、功能、运动与变异等基本内容和特殊染色体、染色体异常行为以及染色体外遗传等内容有比较全面的、系统的认识，并能应用其基本原理分析有机体在细胞水平上的遗传与变异、学会解释细胞遗传学现象。
（二）大纲制定的依据
细胞遗传学教学大纲是参照教育部生物学教学指导委员会的《生物科学专业教学内容基本要求》，结合本校生物科学（师范）、生物技术专业人才的培养目标所需要的基本理论和基本技能的要求，根据本课程的教学性质、条件和教学实践而制定。
（三）大纲内容选编原则与要求
为全面建立遗传学课程群体系，协调课程群内各门课程的关系，对普通遗传学课程的有效补充和扩展，细胞遗传学课程旨在介绍细胞遗传学的基本原理和分析方法，分子细胞遗传学的新发展和新的技术，使学生在学习普通遗传学的基础上，能更全面、深入的了解遗传学的各个分支学科，对于普通遗传学和细胞生物学中已讲授的内容将不再讲授。对于学习细胞遗传学这门课程，要求在先修植物学、动物学、生物化学、细胞生物学、微生物学和普通遗传学的基础上再进一步学习。
（四）实践环节
1.实践环节类型：实验
  (1)名称：细胞遗传学实验
  (2)主要内容与要求：主要内容由基础性实验、提高性实验组成，要求学生通过实验课巩固和加深对细胞遗传学基本原理的理解并掌握和应用细胞遗传学的分析方法，培养学生细胞遗传学实验技能和科研能力。
(3)学时分配：细胞遗传学实验共21学时，1学分，与细胞遗传学同步开设。具体教学内容及学时分配见下表：
周  次
实  验  内  容
学时
第2周
外周血淋巴细胞培养与染色体标本制作
4
第3周

第4周
哺乳动物减数分裂的染色体标本制作
3
第5周
1、染色体Q分带技术、Ag-NOR染色
2、同一中期分裂相上的多重染色技术（G、Q带）
3
第6周

第7周
1、动物染色体的高分辨显带技术
2、姐妹染色单体的分染技术
3、染色体着丝粒结构显示技术
3
第8周
荧光原位杂交技术
4
第9周

第10周
提高性实验（选一物种作带型分析、核型分析）
4
第11周

第12周

第13周

第15周
考核

（五）教学时数分配表
本课程在三年级下学期开设、总计34学时，学时分配，见下表。
章节
序号
         学         教学            
                     时             环节                                              
  名    称                 
课 堂
讲 授
讨 论
实 验
其 它
课 程
设 计
小计
一
二
绪论
染色体的形态结构
3

3
三
染色体的物质结构
2

2
四
染色体的运动
2

2
五
染色体的功能
3

3
六
特殊类型的染色体
2

2
七
染色体结构变异
4

4
八
染色体数目变异
4

4
九
染色体的异常细胞遗传学行为
2

2
十
植物染色体工程与细胞工程
4

4
十一
染色体外遗传学
3

3
十二
分子细胞遗传学
3
2

5

（六）考核方法与要求
1.平时成绩：作业20%
2.试卷成绩：期终考试80%
3.综合考核成绩：将以上成绩综合起来即可
（七）教材与主要参考书
《细胞遗传学》，刘大钧主编，中国农业出版社，1999
《分子细胞遗传学》，解生勇编著，中国农业科技出版社，1998
《细胞遗传学》，黎中明、林文君编著，四川大学出版社，1988
《现代临床分子与细胞遗传技术》，丁显平主编，四川大学出版社，2002
第一章 绪论
一、教学基本要求：
1.       掌握细胞遗传学的概念；
2.       熟悉细胞遗传学研究内容和任务；
3.      了解细胞遗传学发展的主要时期，以及这些时期的重要成就。
二、教学内容：
第一节 细胞遗传学的研究对象与任务
一、  细胞遗传学的概念；细胞遗传学与遗传学和细胞学的关系；
二、  细胞遗传学的研究对象与具体任务。
第二节 细胞遗传学发展简史
一、              细胞遗传学形成前时期
二、              经典细胞遗传学时期
三、              分子细胞遗传学时期
第二章 染色体的形态结构
一、教学基本要求：
1.       掌握染色体、染色质及染色体形态结构相关的基本概念；
2.       了解有丝分裂中期染色体的一般形态与结构；染色体类型及划分标准；减数分裂粗线期染色体的形态结构；
3.      通过核型分析的学习，理解核型分析在染色体变异和起源进化等方面的重要意义；
4.      掌握染色体分带的类型及其分带的原理和带型分析的应用。
二、教学内容：
第一节 有丝分裂中期染色体
一、 一般形态；
二、 △获得大量分裂中期细胞的一般方法；
三、 基本概念：两型染色体核型、染色体的相对长度、着丝粒、核仁组织区、随体的概念、无固定位置着丝粒、随体；
四、 △四种染色体类型及划分标准；臂比和着丝粒指数的计算；
五、 △核仁组织区的结构、形成、显示方法与功能；
六、 随体的位置、形态与作用
第二节 减数分裂粗线期染色体
一、 概念：常染色质、异染色质、染色粒、端粒、概念；
二、 异染色质的类型、形成与作用；
三、 △减数分裂粗线期染色体的基本特征：异染色质、着丝粒、核仁组织区、染色粒、端粒和疖。
第三节 核型和核型分析
        核型、核型分析、染色体分带的概念；核型模式图的绘制；核型进化。
第四节 染色体分带和带型分析
一、              染色体分带概念；
二、              △○染色体分带类型和各种染色体分带的原理；
三、              △○带型分析及其应用。
第三章 染色体的物质结构
一、教学基本要求：
1.       了解原核生物染色体的结构；
2.       掌握原核染色体的组成，真核生物染色质的组成和结构；
3.       了解染色体的高级组装。
二、教学内容：
第一节 原核生物染色体
一、              原核生物染色体组成
二、              原核生物的染色体结构
第二节 真核染色质的结构
一、              △真核染色质的组成成分
二、              ○核小体模型
三、              螺线管
第三节 染色体高级组装
一、              侧环
二、              染色单体纤维
三、              中期染色体
第四章 染色体的运动
一、教学基本要求：
1.       掌握有丝分裂和减数分裂中染色体的运动规律和特点；
2.      掌握减数分裂中染色体的配对机制；
3.      了解远缘杂种的减数分裂染色体行为；
4.      掌握染色体组分析。
二、教学内容：
第一节 有丝分裂中的染色体
一、              染色体的复制和有丝分裂的准备
二、              有丝分裂的各个主要时期
第二节 减数分裂中的染色体
一、  减数分裂前的间期
二、  前期I
三、  中期I
四、  后期I
五、  末期I
六、  减数分裂II
第三节 减数分裂染色体配对
七、  染色体配对的可能途径
八、  染色体同源性识别
九、  △联会及联会复合体
第四节 远缘杂种的减数分裂染色体行为及染色体组分析
十、  ○杂种的减数分裂行为
十一、       △○染色体组分析
第五章 染色体的功能
一、教学基本要求：
1．  了解连锁的发现和连锁图谱；
2．  掌握重组的类型和机制；
3．  熟练掌握性别决定类型、机制和性染色体功能；
二、教学内容：
第一节 连锁与重组
一、连锁的发现
二、重组
三、△连锁图谱
四、连锁和重组的生物学意义
第二节 重组机制
五、交换的细胞学证据
六、△交叉与交换
七、重组发生的时间
八、遗传重组模型
第三节 性别决定与性染色体功能
九、△性别决定类型
十、△性别决定机制
十一、       性染色体的起源进化
十二、       ○剂量补偿与X失活
十三、       性别分化、变异与控制
第六章 特殊类型的染色体
一、教学基本要求：
1.     掌握几种特殊类型染色体的概念和形态特征：多线染色体、灯刷染色体、B染色体、端着丝粒染色全和等臂染色体；
2.     掌握特殊类型染色体的遗传学效应；
3.     了解B染色体的减数分裂行为。
二、教学内容：
第一节 多线染色体
一、              △多线染色体的形态特征
二、              多线染色体上的膨突及其功能
第二节 灯刷染色体
一、              灯刷染色体形状
二、              △灯刷染色体的结构和功能
三、              灯刷染色体侧环与多线染色体膨突的区别
第三节 B染色体
一、              B染色体的形态、结构及起源
二、              △B染色体的减数分裂行为
三、              B染色体的数量分布、变异性及积累的机制
四、              △○B染色体的遗传效应
第四节 端着丝粒染色体和等臂染色体
一、              端体的来源、体细胞稳定性及传递
二、              △小麦中的端体类型
三、              △端体的应用
四、              等臂染色体
第七章 染色体结构变异
一、教学基本要求：
1.     掌握染色体结构变异的类型、概念；
2.     熟练掌握染色体结构变异的遗传学效应；
3.     掌握缺失、倒位、易位作图。
二、教学内容：
第一节 缺失
一、              缺失的起源
二、              △缺失的类型
三、              △○缺失的细胞学特征
四、              △缺失的遗传学效应
五、              △○缺失作图
第二节 重复
一、              重复的类型及起源
二、              △○细胞学特征
三、              △重复的遗传学效应
四、              重复的进化意义
第三节 倒位
一、              倒位的类型
二、              △○细胞学特征
三、              △倒位的遗传学效应
四、              △○基因倒位作图
五、              倒位的进化意义
第四节 易位
一、              易位的类型
二、              易位的起源
三、              △○易位的细胞学特征
四、              △易位的遗传学效应
五、              易位与物种起源
六、              △○易位作图
第八章 染色体数目变异
一、教学基本要求：
1.       掌握染色体数目变异的类型；
2.      掌握染色体数目变异的分析；
3.      了解染色体数目变异的应用；
二、教学内容：
第一节 染色体的整倍性变异
一、              多倍体
二、              △单倍性和单倍体
第二节 染色体的非整倍性变异
一、              非整倍体的种类和命名
二、              非整倍体的起因
三、              △单体
四、              △缺体
五、              △利用单端体进行基因定位
六、              △三体
七、              四体
第九章 染色体的异常细胞遗传学行为
一、教学基本要求：
1.       掌握染色体有哪些异常细胞遗传学行为；
2.       了解染色体的异常细胞遗传学行为的形成机制。
二、教学内容：
第一节 体细胞联会和体细胞交换
一、              体细胞联会
二、              体细胞交换
三、              姊妹染色单体互换
第二节 染色体消减
第三节 减数分裂联会变异及其遗传控制
一、              基因突变
二、              远缘杂种后代的不联会
三、              非整倍体
第四节 不减数配子
一、              不减数配子的发生
二、              ○不减数配子形成机制
三、              ○不减数配子的遗传学
四、              不减数机制的遗传控制
五、              △不减数配子的应用
第五节 染色体的选择性传递
一、              减数分裂趋动
二、              减数后有丝分裂不均等
三、              受精竞争

第十章 植物染色体工程与细胞工程
一、教学基本要求：
1.       掌握染色体工程和染色体组工程的概念；
2.       了解染色体工程的一般技术和原理及应用；
3.       了解植物细胞工程的概念、技术原理和应用。
二、教学内容：
第一节 植物染色体工程
一、              远缘杂交障碍及其克服方法
二、              △○染色体组工程
三、              △○整条染色体的细胞遗传学操纵
四、              △染色体片段的转移
第二节 植物细胞工程
一、              △原生质体培养
二、              △○体细胞融合与体细胞杂种
三、              体细胞杂种的细胞遗传学特点
四、              体细胞杂种的鉴定
五、              △体细胞杂种的应用
第十一章 染色体外遗传学 
一、教学基本要求：
1.       了解染色体外遗传学简史；
2.       掌握判断胞质基因的依据；
3.       掌握染色体外遗传的特点，核外基因组与核基因组的关系；
4.       掌握染色体外遗传的应用。
二、教学内容：
第一节 简史及名词学
第二节 △胞质基因的行为特征及判断依据
一、              正反杂交结果不同
二、              不分离或非孟德尔分离
三、              独立于任何核基因连锁群
四、              性状随染色体外遗传成分的转移而改变
五、              性状不随核置换而改变
六、              遗传因子类似感染性传递
第三节 线粒体遗传
一、              线粒体遗传的主要表型
二、              线粒体基因组
三、              线粒体基因作图
第四节 叶绿体遗传
一、              叶绿体基因传递
二、              叶绿体基因突变
三、              叶绿体基因组
四、              叶绿体遗传重组
第五节 共生体遗传
一、              草履虫的内共生体
二、              果蝇中的内共生体
第六节 △核外基因组与核基因组相互作用
一、              细胞核与细胞器基因组的相互作用
二、              细胞内共生体与寄主核基因组的相互作用
第七节 △○高等植物的雄性不育
一、              雄性不育和类型
二、              核不育型的遗传特征
三、              细胞质雄性不育的遗传特征
四、              细胞质雄性不育的机理
第十二章 分子细胞遗传学概要
一、教学基本要求：
1.       熟练掌握分子细胞遗传学相关的概念和研究方法；
2.      掌握染色体的结构要素和人造染色体；
3.      掌握基因的物理图谱；
4.      了解分子细胞遗传进化，分子细胞遗传与作物遗传改良。
二、教学内容：
第一节 名词学与研究方法
一、              名词学
二、              △○研究方法
第二节 核基因组大小及组分
一、              基因组大小
二、              DNA组分
第三节 染色体结构序列及人造染色体
一、              端粒
二、              着丝粒
三、              复制起始点
四、              核基质结合序列
五、              △酵母人造染色体
第四节 △○重复序列在染色体上的分布
一、              串联重复的物理组织
二、              散布重复序列的物理组织
第五节 △○基因在染色体上的物理排列
一、              多拷贝基因的物理图谱
二、              低拷贝基因的物理作谱
三、              遗传图谱与物理图谱的比较
第六节 分子细胞遗传进化
一、              染色体组分析
二、              △○基因组比较作图
第七节 分子细胞遗传学与作物遗传改良
一、              分子标记育种
二、              外源染色质的检测