《林木遗传育种学》课程大纲.docx
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《林木遗传育种学》课程大纲
《林木遗传育种学》课程大纲
一、课程概述
课程名称(中文):
林木遗传育种学
(英文):
FORESTGENETICSANDFORESTTREEBREEDING
课程编号:
14241016
课程学分:
4.0
课程总学时:
64
课程性质:
专业基础课
二、课程内容简介(300字以内)
林木遗传育种学是研究林木遗传与变异的规律,并以遗传学的基本理论为指导研究选育和繁育林木良种的原理及技术的学科。
遗传学部分主要介绍遗传的三大基本规律及其细胞学基础,遗传变异,分子遗传学,群体遗传学以及数量遗传学的基本理论和研究方法;育种学部分主要介绍林木选育技术基础,遗传育种资源和林木引种,种源与优树选择,杂交与倍性育种,无性系选育与繁殖造林,种子园以及遗传测定。
三、教学目标与要求
通过本课程的教学,使学生掌握遗传学的基本理论和林木良种选育与繁殖的理论及技术,培养学生综合运用遗传学与育种学基本理论知识来分析和解决林木遗传改良上的科学研究问题与生产实际问题的能力。
要求学生系统和有重点地掌握遗传学基本原理、林木选育和良种繁育原理及技术。
四、教学内容与学时安排
绪论(2学时)
1.教学目的与要求:
目的:
使学生明了遗传学是生物科学的最前沿,林木育种的特点和重要性,从而引导学生对本课程产生浓厚的学习研究兴趣。
要求:
了解遗传育种学研究的对象和任务,遗传和育种工作的历史、现状和发展趋势,以及遗传学和育种学在科学和生产发展中的重要作用。
2.教学重点与难点:
重点:
遗传育种学的定义(概念)、研究的对象和研究的任务。
难点:
遗传育种学在科学和生产发展中的作用。
林木遗传学部分(31学时)
第一章遗传的细胞学基础(2学时)
1.教学目的与要求:
使学生牢固地树立新陈代谢、世代演替、遗传变化等都离不开生物细胞的认识。
理解遗传物质在细胞的染色体上,染色体的行为是遗传三大定律的基础;掌握细胞的有丝分裂规律。
2.教学的重点与难点:
重点:
细胞核结构、染色体的超微结构;有丝分裂及有丝分裂的遗传学意义。
难点:
有丝分裂及有丝分裂的遗传学意义。
第一节细胞的结构和功能
1.细胞膜
2.细胞质的结构,
3.细胞核
第二节染色体的形态和数目
1.染色体的形态和结构
2.染色体的数目
第三节细胞有丝分裂
1.细胞周期
2.无丝分裂(直接分裂)
3.有丝分裂的过程
4.有丝分裂的遗传学意义
第四节细胞的减数分裂
1.减数分裂的过程
2.减数分裂的遗传学意义
第五节雌雄配子的形成和受精
1.雌雄配子的形成
2.受精
3.直感现象
4.无融合生殖
第六节生活周期与世代交替
1.低等植物的生活周期
2.高等植物的生活周期
3.高等动物的生活周期
第二章分离定律和独立分配规律(4学时)
1.教学目的与要求:
①掌握分离定律和自由组合定律的基本概念、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反映的遗传现象。
2.教学的重点与难点:
重点:
多基因杂种及其后代的遗传分析,二项式的展开及应用,卡方测验。
难点:
多基因杂种及其后代的遗传分析,二项式的展开及应用。
第一节 分离规律
1.分离现象
2.分离现象的解释及其实质
3.分离现象的验证
4.分离比例实现的条件
第二节 独立分配规律(自由组合规律)
1.两对相对性状的遗传
2.独立分配现象的解释
3.独立分配规律的验证
4.多对基因的遗传
5.独立分配规律的应用
第三节 统计学原理在遗传学中的应用
1.概率的应用
2.二项式的展开及应用
3.卡方测验
第四节孟德尔规律的补充和发展
1.显隐性关系的相对性
2.复等位基因
3.致死基因
4.非等位基因间的相互作用
5.多因一效和一因多效
第三章连锁遗传和性连锁(2学时)
1.教学目的与要求:
掌握连锁遗传规律,连锁遗传的分析方法
2.教学的重点与难点:
重点:
掌握连锁与交换的原理,交换值及其测定,基因定位和连锁遗传图,伴性遗传的概念及特点,从性遗传。
难点:
交换值的测定,特别是自交群体的交换值测定。
第一节连锁与交换
1.连锁
2.交换
第二节交换值及其测定
1.交换值
2.交换值的测定
第三节基因定位与连锁遗传图
第四节性别决定与性连锁
第四章遗传物质的分子基础(4学时)
1.教学目的与要求:
掌握DNA复制,RNA的转录、加工等基础知识;
2.教学的重点与难点:
重点:
DNA复制,RNA的转录;
难点:
RNA的转录过程。
第一节DNA作为主要遗传物质的证据
1.DNA作为主要遗传物质的间接证据
2.DNA作为主要遗传物质的直接证据
第二节核酸的化学结构
1.两种核酸及其分布
2.DNA的分子结构
3.RNA的分子结构
第三节染色体的分子结构
1.原核生物的染色体
2.真核生物的染色体
第四节DNA的复制
1.DNA复制的一般特点
2.原核生物DNA合成
3.真核生物DNA合成的特点
第五节RNA的转录及加工
1.三种RNA分子
2.RNA合成的一般特点
3.原核生物RNA的合成
4.真核生物RNA的转录及加工
第六节遗传密码与蛋白质的翻译
1.遗传密码
2.蛋白质的合成
3.中心法则及其发展
第五章基因的表达与调控(3学时)
1.教学目的与要求:
掌握基因的概念和原核生物基因表达调控,了解真核生物基因表达调控。
2.教学的重点与难点:
重点:
基因概念的发展;原核生物基因表达调控。
难点:
原核生物基因表达调控(乳糖操纵子)
第一节基因的概念
1.基因的概念及其发展
2.基因的细微结构
3.基因的作用与性状的表达
第二节基因的调控
1.原核生物的基因调控
2.真核生物的基因调控
3.翻译水平的调控
第六章基因工程和基因组学(2学时)
1.教学目的与要求:
掌握基因工程的原理和应用,了解基因组学和后基因组学的内容和应用。
2.教学的重点与难点:
重点:
基因工程的原理和应用
难点:
基因工程的原理和应用
第一节基因工程
1.基因工程概述
2.限制性内切酶
3.载体
4.基因的分离与鉴定
5.基因工程的应用
第二节基因组学
1.基因组图谱的构建
2.基因组图谱的应用
3.后基因组学
第七章基因突变(2学时)
1.教学目的与要求:
掌握基因突变的概念、特征与鉴定;掌握基因突变的分子基础;了解基因突变的诱发。
2.教学的重点与难点:
重点:
基因突变的性状表现、变异类型和基因突变的分子机制。
难点:
基因突变的鉴定、基因突变的生物学防护与修复。
第一节基因突变的时期和特征
第二节基因突变与性状表现
1.显性突变和隐性突变的表现
2.大突变和微突变的表现
第三节基因突变的鉴定
1.植物基因突变的鉴定
2.生化突变的鉴定
3.一个基因一个酶学说的形成
第四节基因突变的的分子基础
1.突变的分子机制
2.突变的修复
第五节基因突变的诱发
1.物理因素诱变
2.化学因素诱变
第八章染色体变异(4学时)
1.教学目的与要求:
掌握染色体结构变异的遗传效应及在育种中的应用;掌握染色体数目变异的类型及遗传效应。
2.教学的重点与难点:
重点:
染色体结构变异的遗传效应;染色体数目变异的类型及遗传效应。
难点:
染色体结构变异的遗传效应;染色体数目变异的类型及遗传效应。
第一节染色体结构变异及其应用
1.缺失
2.重复
3.倒位
4.易位
第二节染色体数目的变异
1.染色体的倍数性变异
2.非整倍体
第九章细胞质遗传(2学时)
1.教学目的与要求:
掌握细胞质遗传的特点,了解线粒体和叶绿体的遗传方式。
2.教学的重点与难点:
重点:
细胞质遗传的概念的特点;
难点:
细胞质遗传的概念的特点;
第一节细胞质遗传的概念的特点
1.细胞质遗传的概念
2.细胞质遗传的特点
第二节母性影响
第三节叶绿体遗传
1.叶绿体遗传的表现
2.叶绿体遗传的分子基础
第四节线粒体遗传
1.线粒体遗传的表现
2.线粒体遗传的分子基础
第五节共生体和质粒决定的染色体外遗传
1.细胞共生体的遗传
2.质粒的遗传
第六节植物雄性不育的遗传
1.雄性不育的类型及其遗传特点
2.雄性不育的发生机理
3.雄性不育性的利用
第十章群体遗传(3学时)
1.教学目的与要求:
了解群体的遗传平衡的含义,掌握改变遗传平衡的四个因素。
2.教学的重点与难点:
重点:
哈迪-温伯格定律,改变遗传平衡的四个因素。
难点:
哈迪-温伯格定律
第一节群体的遗传平衡
1.基因频率和基因型频率
2.哈迪-温伯格定律
第二节改变基因频率的因素
1.突变
2.选择
3.遗传漂变
4.迁移
第十一章数量遗传(3学时)
1.教学目的与要求:
掌握数量性状的遗传特征和基础、遗传力的概念及其估算方法。
2.教学的重点与难点:
重点:
数量性状的遗传特征和基础、遗传力的概念及其估算方法。
难点:
遗传力的概念及其估算方法;
第一节数量性状的特征及其遗传基础
1.数量性状的特征
2.数量性状的遗传基础
第二节数量性状遗传研究的基本统计方法
第三节遗传力的估算及其应用
1.遗传力的概念
2.广义遗传力的估算方法
3.狭义遗传力的估算方法
4.遗传力在育种中的应用
林木育种学部分(31学时)
第一章林木选育技术基础(4学时)
1.教学目的与要求:
掌握选择育种的一般原理,影响选择效果的因素。
2.教学的重点与难点:
选择育种原理,影响选择效果的因素。
第一节物种和生物进化
1.生物进化和自然选择
2.物种及种内分类
3.种内多层次变异
第二节影响基因频率变化的因素
第三节遗传参数及其估算
1.遗传力
2.配合力与育种值
3.遗传增益
4.遗传相关和表型相关
5.影响选择效果的主要因素
第四节选择与选择方法
1.人工选择和选择类型
2.选择方式
3.选育方式与繁殖方式
第二章遗传育种资源和树木引种(2学时)
1.教学目的与要求:
了解遗传资源及生物多样性的重要性,掌握林木引种的基本原理和技术。
2.教学的重点与难点:
重点:
遗传资源的重要性,引种的技术和程序。
难点:
引种的技术和程序。
第一节遗传资源
1.遗传资源的重要性
2.国际林木遗传资源工作的发展
3.我国的自然保护工作
第二节生物多样性和遗传流失
1.生物多样性的内涵
2.遗传多样性的检测
3.遗传流失及其危害
第三节林木遗传资源管理
1.搜集
2.保存
3.评价和利用
4.开发利用遗传资源信息管理系统
第四节乡土树种和外来树种
1.正确对待各类树种资源
2.充分开发利用乡土树种
3.积极、稳妥地利用外来树种
4.我国林木引种成就
第五节引种技术和程序
1.引种考虑的因素
2.主要生态因子剖析
3.引种程序
4.引种成功的标准
5.驯化措施
6.引种中值得注意的几个问题
第三章种源与优树选择(3学时)
1.教学目的与要求:
掌握种内地理变异的普遍性、特殊性及地理变异的一般规律;种源试验的目的、作用及方法;了解种子区区划、种子认证;掌握优树评定和选择的方法,
2.教学的重点与难点:
重点:
种源地理变异的一般规律,影响种源地理变异的因素,种源试验方法,优树评定和选择的方法。
难点:
种源试验方法,优树评定和选择的方法。
第一节种源试验研究历史和意义
第二节地理变异的规律
1.地理变异趋势
2.地理变异模式
第三节种源试验方法
1.全分布区试验和局部分布区试验
2.采种点的确定
3.采种林分和采种树的确定
4.苗圃试验
5.造林试验
第四节种子区划
1.种子区划系统
2.种子区划依据
3.造林用种原则
第五节优树选择
1.选优林分条件
2.优树评定方法
第四章杂交与倍性育种(4学时)
1.教学目的与要求:
掌握杂种优势的遗传学理论,杂交亲本的选择原则、林木杂交操作技术,杂交不亲和性的原因及其克服方法,杂种的培育和选择方法,杂种优势的利用途径。
了解林木多倍体及其诱导的基本途径。
2.教学的重点与难点:
杂交亲本选择的原则,杂交方式,远缘杂交的不亲和性及其克服方法,杂种优势及其利用,杂种的培育和选择方法。
第一节杂种优势
1.杂种优势的遗传学解释
2.杂种优势度量方法
第二节天然杂种与人工杂种
1.天然杂种
2.人工杂种
第三节杂交方式与亲本选择
1.杂交方式
2.杂交亲本的选择和选配
第四节人工杂交技术
1.开花生物学
2.花粉技术
第五节杂交方法
1.树上杂交
2.切枝杂交
第六节克服远缘杂交不亲和性的方法
第七节杂种的测定、选择和推广
1.杂种苗的培育
2.杂种的测定和选择
3.杂交品种的繁殖、推广和命名
第八节林木多倍体及其诱导的基本途径
1.体细胞染色体加倍
2.不同倍性体间杂交
3.未减数配子杂交
4.胚乳培养与细胞融合
第九节林木染色体加倍的方法
1.化学诱导
2.物理因素诱导
3.林木多倍体的鉴定
第五章无性系选育、繁殖与造林(4学时)
1.教学目的与要求:
掌握无性繁殖在林木遗传改良中的应用及其特点,无性繁殖中的位置效应和成熟效应,无性系选育的概念、一般程序,无性系选育和无性系造林中应注意的问题。
2.教学的重点与难点:
无性繁殖中的非遗传效应,无性系育种的一般程序,无性系育种和无性系造林中应注意的问题。
第一节无性繁殖技术概述
1.扦插繁殖
2.嫁接繁殖
第二节无性繁殖材料退化与复壮
1.无性繁殖材料退化原因
2.无性繁殖材料复壮及其方法
第三节苗木脱病毒技术
1.病毒特性及其侵染
2.脱病毒方法与技术
3.植物脱毒苗检测与保存
第四节采穗圃营建与管理
1.采穗圃及其优越性
2.采穗圃营建与管理的基本原则
3.林木采穗圃营建与管理实例
第五节林木无性系选育及其应用
1.无性系选育基本程序
2.无性系选育实例
3.无性系造林的问题及对策
第六章种子园(4学时)
1.教学目的与要求:
掌握种子园的概念及种类,种子园总体规划中关键性的技术问题,种子园营建的关键技术问题及种子园的经营管理技术。
2.教学的重点与难点:
种子园的种类,种子园的总体规划、种子园的营建及管理种的关键技术。
第一节种子园种类
1.无性系种子园与实生苗种子园
2.初级种子园与高世代种子园
3.其他形式的种子园
第二节种子园总体规划和区划
1.种子园规模
2.园址选择
3.种子园区划
4.优树收集区
5.建园亲本数目
第三节种子园建立技术
1.苗木准备
2.无性系配置
3.栽植密度
第四节生殖生物学
1.花芽分化与胚胎发育进程
2.开花物候与配子贡献
3.花粉空间分布
4.球果与种子败育
第五节种子园经营管理
1.去劣疏伐
2.辅助授粉
3.土壤管理
4.有害生物防治
5.整形修剪
6.其他措施
第七章遗传测定(4学时)
1.教学目的与要求:
掌握子代测定和无性系测定的内容和技术要求,配合力、遗传力、重复力的概念和估算方法,了解常用交配设计的种类和评价。
2.教学的重点与难点:
遗传测定的内容和技术要求,配合力、遗传力、重复力的估算方法,常用交配设计的种类。
第一节交配设计
1.不完全谱系设计
2.完全谱系设计
第二节环境设计与试验观测
1.提高试验精确性的主要措施
2.试验地选择
3.常用试验设计
4.区组和小区设计
5.测定林建立
6.试验观测
第三节试验数据处理
1.数据转换
2.缺区数据弥补
第五节遗传参数估算
1.无性系对比试验
2.子代测定
3.全同胞子代测定
第五节遗传型与环境交互作用
第八章林木抗逆性育种(2学时)
1.教学目的与要求:
了解抗旱育种、抗盐育种、抗病育种、抗虫育种的抗性机制、基本育种途径和采用的育种策略。
2.教学的重点与难点:
抗逆育种的常用方法及育种策略。
第一节树木对胁迫的反应及其抗逆性机制
1.非生物胁迫
2.生物胁迫
第二节抗逆性测定方法
1.抗旱、寒、盐碱能力的测定
2.抗病性测定
3.抗虫性测定
第三节林木抗逆育种途径与策略
1.选择育种
2.杂交育种
3.耐盐突变体的筛选
第九章生物技术在林木育种中的应用(2学时)
1.教学目的与要求:
了解生物技术在林木育种中的重要性及应用前景。
2.教学的重点与难点:
分子标记的种类和特点,基因工程的一般步骤及在林木育种中的应用。
第一节组织培养
第二节体细胞胚胎发生和人工种子
1.体细胞胚胎发生
2.人工种子
第三节遗传标记技术在林木遗传育种中的应用
1.遗传标记的概念
2.分子标记技术
3.分子标记在林木遗传育种中的应用
第四节基因工程在林木育种中的应用
1.植物基因工程基本步骤
2.基因工程技术在林木育种中的应用
第十章林木育种策略与多世代育种(2学时)
1.教学目的与要求:
掌握林木育种各环节间的关系及与林业生产的联系,育种策略及制定育种策略的基本原则;保持基因多样性及延缓近交发展技术,缩短育种世代的方法。
2.教学的重点与难点:
育种各环节间的关系及与林业生产的联系,育种策略及制定育种策略的基本原则,保持基因多样性及延缓近郊发展技术。
第一节林木育种主要环节、一般模式与策略
1.育种各环节的衔接及与生产的联系
2.育种一般模式及育种策略
第二节育种策略基本内容和原则
1.育种策略基本内容
2.制定育种策略的原则
第三节制定策略的主要问题及对策
1.育种群体组成及大小
2.群体的划分和育种群体的组织
3.多世代育种的交配设计
4.两种配合力及近交
5.加速育种世代的遗传增益
第四节不同类树种的育种策略和实例分析
1.不同类树种的育种策略
2.实例分析
五、考核方式与成绩评定
采用多种考核形式,成绩的组成包括:
平时成绩(包括作业、测验、课堂表现等)和期中考试占成绩30%,期末考试成绩占70%。
考核题型设计:
名词解释;填空;判断;选择;简答;综合题。
六、教材及主要参考资料
教材:
1.朱军.遗传学(面向21世纪课程教材).中国农业出版社,第三版,2007
2.陈晓阳,沈熙环.林木育种学.高等教育出版社,2005
主要参考资料:
1.沈熙环.林木育种学.中国林业出版社,1990
2.杨业华.普通遗传学(面向21世纪课程教材).高等教育出版社,2000
3.刘祖洞.遗传学(第二版上下).高等教育出版社,1999
4.王亚馥,戴灼华.遗传学.高等教育出版社,2000
5.李惟基.新编遗传学教程.中国农业大学出版社,2002
6.赵寿元.乔守怡.现代遗传学.高等教育出版社,2001
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