祝 同 学 们 新 学 期 学 习 进 步! 生 活 遗 传 学 Genetics 主 助 讲 : 刘 向 东 教 授 教 : 方 娜 陈 远 谋 和 殷 伟 ( 硕 士 生 ) 华 南 农 业 大 学 农 学 院 2014 年 2 月 1
20 和 21 世 纪 最 需 要 人 才 比 较 20 世 纪 最 需 要 的 人 才 21 世 纪 最 需 要 的 人 才 3. 思 考 : 人 才 培 养 规 格 的 目 标 定 位 与 实 现 方 式 的 改 革 本 科 人 才 能 力 需 求 的 发 展 趋 势 勤 奋 好 学 融 会 贯 通 专 注 于 创 新 创 新 与 实 践 相 结 合 专 才 IQ(Intelligence Quotient ) 个 人 能 力 选 择 热 门 的 工 作 纪 律 谨 慎 跨 领 域 的 综 合 性 人 才 IQ+EQ+CQ 沟 通 与 合 作 能 力 从 事 热 爱 的 工 作 积 极 乐 观 EQ: Emotion Quotient CQ: Creation Quotient 2
创 新 意 识 创 新 思 维 创 新 能 力 教 学 主 体 转 变 以 教 为 主 以 学 为 主 教 学 方 式 转 变 以 授 为 主 以 导 为 主 学 生 学 习 被 动 依 赖 保 证 理 论 教 学 目 标 知 识 传 授 转 变 能 力 培 养 理 论 知 识 学 习 只 是 能 力 成 长 的 载 体 : 渔 与 鱼 学 生 是 学 习 的 主 体, 是 课 堂 的 主 人 : 有 效 学 习 教 师 只 是 导 师, 引 导 学 生 入 门 进 行 学 科 学 习 转 变 自 主 学 习 学 生 要 学 会 自 我 设 计, 自 我 完 善, 自 我 提 高 一 切 教 学 活 动 都 以 学 生 的 能 力 成 长 为 核 心 3
基 于 创 新 型 混 合 教 学 模 式 基 于 创 新 型 混 合 教 学 模 式 有 机 整 合 包 括 基 于 web-quest( 网 上 资 源 ) 自 主 性 教 与 学 和 研 究 性 等 多 种 教 学 方 法, 构 建 适 应 不 同 年 级 和 专 业 学 生 的 教 与 学 模 式, 实 现 培 养 创 新 性 和 创 造 性 的 人 才 的 根 本 目 标
教 学 理 念 教 学 方 法 创 新 教 学 管 理 教 学 内 容 与 时 俱 进 不 断 创 新 5
综 合 性 实 验 和 双 语 教 学 教 与 学 角 色 互 换 混 合 研 究 性 探 索 性 教 学 基 于 web-quest 自 主 性 学 习 以 学 生 为 本, 科 学 改 革 6
基 于 web-quest 的 自 主 性 学 习 1. 分 组 2. 个 人 学 习 : 阅 读 3. 同 学 间 提 问 4. 网 上 学 习, 找 实 例 5. 个 人 归 纳 6. 讨 论 7. 小 组 长 小 结 汇 报 ( 在 课 堂 上 进 行 ) 8. 老 师 总 结
教 学 资 源 1 遗 传 学 简 明 教 程 ( 刘 向 东 编 写,2009) 2 普 通 遗 传 学 ( 张 桂 权 主 编,2005) 3 遗 传 学 PPT( 刘 向 东 编 写,2013) 4 遗 传 学 网 站 http://jpkc.scau.edu.cn/ycx/ 5 遗 传 学 精 品 课 程 建 设 http://202.116.160.122/eol/jpk/course/ind ex.jsp?courseid=1082 6 普 通 遗 传 学 综 合 性 实 验 ( 刘 向 东 和 李 亚 娟 主 编, 2011) 7 其 他 文 献 8
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教 学 主 要 的 方 法 -- 基 于 创 新 型 混 合 教 学 模 式 : 在 大 自 然 中 发 现 学 习 : 发 现 你 身 边 所 发 生 涉 及 遗 传 学 的 现 象 及 规 律 12
: 同 学 讨 论 讲 课, 部 分 内 容 : 讨 论 和 辩 论, 内 容 为 基 因 工 程 与 转 基 因 的 安 全 性 问 题 等 13
: 专 题 : 遗 传 与 健 康 : 课 外 实 习 与 课 程 总 结, 结 合 田 间 实 习 和 实 验 开 展 : 基 于 web-quest 的 自 主 性 学 习 14
: 研 究 性 学 习 : 自 愿 性 的 研 究 性 学 习 ( 结 合 研 究 生 的 实 验 设 计 性 研 究 或 田 间 观 察 ) : 学 生 自 主 出 题, 分 期 中 试 题 和 期 末 试 题 2 种, 其 中 学 号 为 单 数 出 其 中 的 试 题, 双 号 出 期 末 的 试 题 15
: 阅 读 文 献 并 发 布 遗 传 学 快 讯 发 布 地 址 : embryosac@yahoo.cn 16
教 学 目 标 ( 一 ) 全 面 了 解 普 通 遗 传 学 所 设 计 的 主 要 内 容 : 经 典 遗 传 学 细 胞 遗 传 学 微 生 物 遗 传 学 基 础 分 子 遗 传 学 基 础 细 胞 质 遗 传 学 和 数 量 遗 传 学 ( 二 ) 掌 握 植 物 杂 交 育 种 倍 性 育 种 诱 变 育 种 和 分 子 育 种 的 基 本 遗 传 学 原 理 及 主 要 的 操 作 方 法 17
学 习 要 求 1 明 确 学 习 目 的 性, 认 真 对 待 本 课 程, 积 极 主 动 学 习 本 课 程 2 遵 守 上 课 纪 律 不 旷 课, 因 故 无 法 上 课 的 必 须 按 规 定 办 理 请 假 手 续 ( 实 行 : 学 习 委 员 或 纪 律 委 员 负 责 制, 点 名 或 抽 查 或 提 问 检 查 ); 不 迟 到 不 早 退 不 影 响 别 人 ; 自 己 完 成 作 业, 不 抄 袭 他 人 作 业, 按 时 交 作 业 18
第 1 章 绪 论 1.1 什 么 是 遗 传 学? 1.2 遗 传 学 的 发 展 1.3 遗 传 学 的 实 践 意 义 19
什 么 是 遗 传 学? 遗 传 学 学 什 么? 遗 传 学 是 如 何 发 展 的? 遗 传 学 有 什 么 用?
第 1 章 绪 论 -- 1.1 什 么 是 遗 传 学? 1.1 什 么 是 遗 传 学? 1.1.1 遗 传 学 (Genetics) 的 定 义 研 究 生 物 遗 传 和 变 异 现 象 与 规 律 的 科 学 21
第 1 章 绪 论 -- 1.1 什 么 是 遗 传 学? 1.1.2 遗 传 与 变 异 遗 传 (heredity): 亲 代 与 子 代 相 似 的 现 象 种 瓜 得 瓜 种 豆 得 豆 变 异 (variation): 亲 代 与 子 代 之 间 子 代 个 体 之 间 存 在 不 同 程 度 的 差 异 母 生 九 子, 九 子 各 别 22
第 1 章 绪 论 -- 1.1 什 么 是 遗 传 学? 遗 传 与 变 异 的 对 立 统 一 关 系 遗 传 是 相 对 的 保 守 的 ; 变 异 是 绝 对 的, 发 展 的 没 有 遗 传, 就 没 有 物 种 的 相 对 稳 定 性 ; 没 有 变 异, 不 会 产 生 新 的 性 状, 也 就 不 可 能 有 物 种 的 进 化 和 新 品 种 的 选 育 遗 传 和 变 异 的 表 现 都 与 环 境 具 有 不 可 分 割 的 关 系 23
第 1 章 绪 论 -- 1.1 什 么 是 遗 传 学? 遗 传 和 变 异 是 生 物 进 化 的 基 础 遗 传 变 异 和 选 择 是 生 物 自 然 进 化 和 人 工 进 化 ( 新 品 种 选 育 ) 的 三 大 因 素 * 遗 传 + 变 异 + 自 然 选 择 形 成 新 物 种 * 遗 传 + 变 异 + 人 工 选 择 动 植 物 新 品 种 24
自 然 选 择 人 工 选 择 25
第 1 章 绪 论 -- 1.1 什 么 是 遗 传 学? 1.1.3 遗 传 学 的 研 究 任 务 阐 明 遗 传 和 变 异 的 现 象 及 其 表 现 的 规 律 深 入 探 索 遗 传 和 变 异 的 原 因 及 其 物 质 基 础, 揭 露 其 内 在 的 规 律 指 导 动 植 物 育 种 26
第 1 章 绪 论 -- 1.1 什 么 是 遗 传 学? 1.1.4 遗 传 学 的 特 点 推 理 性 而 非 描 述 性 的 学 科 多 学 科 的 交 叉 和 融 合 发 展 迅 速, 日 新 月 异 应 用 性 强 27
第 1 章 绪 论 -- 1.2 遗 传 学 的 发 展 1.2 遗 传 学 的 发 展 遗 传 学 起 源 于 育 种 实 践 : 人 类 生 产 实 践 遗 传 和 变 异 选 择 育 成 优 良 品 种 28
第 1 章 绪 论 -- 1.2 遗 传 学 的 发 展 启 蒙 遗 传 阶 段 (18 世 纪 下 半 叶 19 世 纪 上 半 叶 ): Lamarck( 拉 马 克 ): 器 官 的 用 进 废 退 和 获 得 性 状 遗 传 Darwin( 达 尔 文 ): 发 表 了 物 种 起 源, 提 出 自 然 选 择 和 人 工 选 择 的 进 化 学 说 29
第 1 章 绪 论 -- 1.2 遗 传 学 的 发 展 Lamarck( 拉 马 克,1809): 器 官 的 用 进 废 退 和 获 得 性 状 遗 传 环 境 条 件 的 改 变 是 生 物 变 异 的 根 本 原 因 30
第 1 章 绪 论 -- 1.2 遗 传 学 的 发 展 Darwin( 达 尔 文 ): 物 种 起 源 与 人 类 的 由 来 上 帝 创 造 生 物 生 物 是 进 化 而 来 物 种 不 变 论 物 种 可 变 论 自 然 选 择 承 认 获 得 性 遗 传 的 某 些 观 点, 并 提 出 泛 生 论 解 释 生 物 的 遗 传 和 变 异 贝 克 尔 号 巡 洋 舰 五 年 的 环 球 考 察 31
第 1 章 绪 论 -- 1.2 遗 传 学 的 发 展 1.2.1 遗 传 学 的 主 要 奠 基 者 Mendel( 孟 德 尔,1866): 首 次 提 出 了 分 离 规 律 和 独 立 分 配 规 律 但 这 二 大 规 律 直 到 1900 年 才 被 重 新 发 现, 所 以 当 年 被 公 认 是 遗 传 学 建 立 和 开 始 发 展 的 一 年 遗 传 学 作 为 一 个 学 科 的 名 称, 是 Bateson1906 年 首 次 提 出 32
第 1 章 绪 论 -- 1.2 遗 传 学 的 发 展 Morgan( 摩 尔 根,1910): 首 次 提 出 遗 传 第 三 规 律, 连 锁 遗 传 规 律 ; 并 证 实 了 基 因 在 染 色 体 上 的 线 性 排 列, 创 立 了 基 因 学 说 现 代 遗 传 学 奠 基 33
第 1 章 绪 论 -- 1.2 遗 传 学 的 发 展 Watson 和 Crick(1953): 提 出 DNA 分 子 双 螺 旋 结 构 模 式, 从 而 奠 定 和 促 进 了 分 子 遗 传 学 的 迅 速 发 展 34
第 1 章 绪 论 -- 1.2 遗 传 学 的 发 展 1.2.2 遗 传 学 发 展 历 程 : 个 体 水 平 细 胞 水 平 分 子 水 平 个 别 基 因 基 因 互 作 全 基 因 组 35
第 1 章 绪 论 -- 1.2 遗 传 学 的 发 展 1900 年, 孟 德 尔 遗 传 学 被 重 新 发 现 ; 1905 年,Bateson 定 名 遗 传 学 (Genectics); 1909 年,Johannsen 提 出 了 基 因 (gene) 一 词 ; 1920 年,H. Winkler 提 出 了 基 因 组 (genome) 一 词, 用 以 代 表 一 个 生 物 的 一 组 染 色 体 所 包 含 的 全 部 基 因 ; 36
第 1 章 绪 论 -- 1.2 遗 传 学 的 发 展 1953 年,DNA 双 螺 旋 结 构 发 现 后, 使 基 因 组 的 研 究 从 染 色 体 水 平 进 入 了 分 子 水 平, 有 力 地 推 动 了 基 因 组 研 究 的 发 展 ; 1986 年, 美 国 的 H. Roderick 提 出 了 基 因 组 学 Genomics 一 词, 从 此 基 因 组 学 正 式 成 为 一 门 科 学 37
第 1 章 绪 论 -- 1.2 遗 传 学 的 发 展 1990 年, 启 动 人 类 基 因 组 计 划 ; 1995 年, 完 成 了 第 一 个 原 核 生 物 ( 细 菌 ) 基 因 组 的 测 序 测 定 ; 1996 年, 完 成 了 第 一 个 真 核 生 物 ( 酵 母 ) 基 因 组 的 测 序 ; 1998 年, 完 成 了 第 一 个 多 细 胞 生 物 ( 线 虫 ) 基 因 组 的 序 列 测 定 ; 38
第 1 章 绪 论 -- 1.2 遗 传 学 的 发 展 2000 年, 完 成 了 果 蝇 和 拟 南 芥 的 基 因 组 测 序 以 及 人 类 的 基 因 组 草 图 ; 2002 年, 完 成 了 水 稻 的 基 因 组 草 图 绘 制 ; 2003 年, 完 成 了 人 类 全 基 因 组 测 序 ; 2005 年, 完 成 了 水 稻 基 因 组 全 序 列 测 定 39
酵 母 细 菌 人 类 全 基 因 组 测 序 人 类 基 因 组 计 划 线 虫 果 蝇 和 拟 南 芥 RICE 40
第 1 章 绪 论 -- 1.2 遗 传 学 的 发 展 主 要 分 支 : 细 胞 遗 传 学 微 生 物 遗 传 学 分 子 遗 传 学 细 胞 质 遗 传 学 数 量 遗 传 学 群 体 遗 传 学 41
第 1 章 绪 论 -- 1.2 遗 传 学 的 发 展 重 要 实 验 生 物 : 原 核 生 物 大 肠 杆 菌 真 核 生 物 酵 母 果 蝇 线 虫 拟 南 芥 鼠 和 人 类 42
第 1 章 绪 论 -- 1.2 遗 传 学 的 发 展 遗 传 学 研 究 的 实 验 生 物 (1) 遗 传 学 历 史 清 楚 ;(2) 具 有 较 短 的 生 命 周 期, 以 便 在 短 时 间 内 完 成 多 个 世 代 ;(3) 通 过 交 配 可 以 获 得 大 量 的 后 代 ;(4) 实 验 生 物 应 容 易 管 理 ; (5) 一 个 群 体 的 个 体 间 必 须 要 有 遗 传 变 异 43
第 1 章 绪 论 -- 1.2 遗 传 学 的 发 展 遗 传 学 仍 在 发 展 : 理 论 上 和 实 践 上 仍 有 许 多 需 要 解 决 的 问 题 ; 广 泛 利 用 丰 富 的 生 物 资 源, 提 高 育 种 效 果 遗 传 学 是 一 门 处 于 发 展 巅 峰 时 期 的 年 轻 学 科 目 前 遗 传 学 的 前 沿 已 从 对 原 核 生 物 的 研 究 转 向 高 等 真 核 生 物, 从 对 性 状 传 递 规 律 的 研 究 深 入 到 基 因 的 表 达 及 其 调 控 的 研 究 44
基 因 组 学 已 成 为 遗 传 学 新 的 发 展 领 域 和 增 长 点 45
第 1 章 绪 论 -- 1.3 遗 传 学 的 实 践 意 义 1.3 遗 传 学 的 实 践 意 义 1.3.1 推 动 重 要 基 础 科 学 研 究 的 发 展 揭 开 生 命 的 本 质 人 器 官 组 织 细 胞 DNA 细 胞 ( 卵 细 胞 + 精 子 ) 组 织 器 官 人 ( 新 的 一 代 ) 6, 8, 11 星 期, 4 个 月 半 46
遗传学 Genetics 第1章 国家精品课程 绪论-- 1.3 遗传学的实践意义 生命的本质是核酸及其表达产物蛋白质 47
第 1 章 绪 论 -- 1.3 遗 传 学 的 实 践 意 义 48
第 1 章 绪 论 -- 1.3 遗 传 学 的 实 践 意 义 揭 开 生 物 进 化 的 机 理 49
第 1 章 绪 论 -- 1.3 遗 传 学 的 实 践 意 义 1.3.2 对 农 业 科 学 起 着 直 接 的 指 导 作 用 动 植 新 品 种 选 育 等 50
第 1 章 绪 论 -- 1.3 遗 传 学 的 实 践 意 义 1.3.3 在 医 学 中 起 着 重 要 的 指 导 作 用 遗 传 疾 病 的 防 治 癌 症 机 理 研 究 生 物 工 程 制 药 等 51
第 1 章 绪 论 -- 1.3 遗 传 学 的 实 践 意 义 1999 年 世 界 生 物 技 术 产 品, 销 售 额 为 3400 亿 美 元, 2020 年 3.1 万 亿 美 元 贡 献 率 >18% 52
教 学 内 容 理 论 部 分 第 1 章 绪 论 ( 讲 课 ) 第 2 章 遗 传 的 染 色 体 基 础 ( 讲 课 与 自 学 结 合 ) 第 3 章 孟 德 尔 遗 传 学 ( 小 组 讨 论 与 教 师 答 疑 ) 第 4 章 遗 传 作 图 ( 讲 课, 讨 论 课 ) 第 5 章 基 因 组 序 列 ( 讲 课 ) 第 6 章 基 因 表 达 ( 讲 课 与 自 学 结 合 ; 单 号 同 学 出 其 中 考 题 和 其 中 考 试 ) 第 7 章 遗 传 工 程 ( 讲 课 )( 转 基 因 应 用 前 景 与 安 全 性 辩 论 赛 )( 教 材 第 10 章 ) 53
教 学 内 容 理 论 部 分 ( 续 ) 第 8 章 染 色 体 变 异 ( 讲 课 与 自 学 结 合 ) 第 9 章 基 因 突 变 ( 讲 课 与 自 学 结 合 ) 第 10 章 数 量 遗 传 学 ( 讲 课 )( 教 材 第 7 章 ) 第 11 章 核 外 遗 传 学 ( 讲 课 与 自 学 结 合 ) 第 12 章 生 殖 遗 传 学 ( 讲 课 与 自 学 结 合 ) 第 13 章 群 体 遗 传 学 ( 讲 课 与 自 学 结 合 ) ( 双 号 同 学 出 其 末 考 题 ) 专 题 课 田 头 教 学 遗 传 与 健 康 54
作 业 : 按 照 时 间 顺 序 列 出 遗 传 学 重 大 事 件, 并 举 出 你 认 为 最 有 意 义 的 3 大 发 现 ( 作 业 上 交 时 间 :2 月 24 日 ) 55
第 2 章 问 问 题 : (1) 染 色 体 包 括 哪 几 部 分 ( 组 成 )? (2) 什 么 叫 染 色 体 组 型 ( 核 型 )? (3) 什 么 叫 同 源 染 色 体? 异 源 染 色 体? (4) 减 数 分 裂 前 期 Ⅰ 的 特 点. 56