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1.绪论 1

1.1什么是遗传学 1

1.2遗传学的发展 2

1.3遗传学的应用 8

1.3.1遗传学理论是指导动植物育种的理论基础 8

1.3.2遗传学与医疗保健 9

1.3.3遗传学与工业 10

1.3.4遗传学与社会和环境保护 10

2.孟德尔定律 11

2.1分离定律 11

2.1.1单因子杂交实验 12

2.1.2孟德尔假设及验证 14

2.1.3分离比实现的条件 17

2.1.4分离定律的应用 18

2.2自由组合定律 19

2.2.1自由组合定律 19

2.2.2自由组合定律的解释 20

2.2.3自由组合定律的验证 21

2.2.4多对相对性状杂种的遗传 23

2.2.5自由组合定律的应用 24

2.3概率原理在遗传学研究中的应用 24

2.3.1概率 25

2.3.2遗传比率的计算 26

2.3.3差异显著性标准的确定 29

2.3.4卡平方检测 31

3.遗传的细胞学基础 34

3.1细胞的结构和功能 34

3.1.1细胞膜 35

3.1.2细胞质 36

3.1.3细胞核 37

3.2染色体的形态和结构 39

3.2.1着丝粒 39

3.2.2核仁组织区 40

3.2.3随体 40

3.2.4染色体数目 40

3.2.5染色体的结构 44

3.3细胞分裂 46

3.3.1细菌的分裂 47

3.3.2真核类细胞的有丝分裂 48

3.3.3真核类细胞的减数分裂 50

3.4生物的生殖 54

3.4.1动物的生殖 54

3.4.2植物的生殖 56

3.4.3真菌的生殖 59

4.基因的作用及其与环境的关系 61

4.1环境的影响和基因的表型效应 61

4.1.1环境与基因作用的关系 61

4.1.2反应规范 62

4.1.3表现度 62

4.1.4外显率 63

4.1.5表型模写 63

4.1.6性状的多基因决定与基因的多效性 63

4.2等位基因间的相互作用 65

4.2.1不完全显性 65

4.2.2镶嵌显性 66

4.2.3并显性 67

4.2.4致死基因 68

4.2.5复等位基因 69

4.2.6显隐性关系的相对性 74

4.3非等位基因间的相互作用 76

4.3.1互补作用 76

4.3.2积加作用 77

4.3.3重叠作用 79

4.3.4修饰基因 80

4.3.5上位效应 81

5.性别决定和伴性遗传 84

5.1性染色体与性别决定 84

5.1.1性染色体 84

5.1.2性染色体决定性别的类型 85

5.1.3其他类型的性别决定 86

5.2人类的性别分化与性别畸形 91

5.2.1人的性别决定 91

5.2.2人的性别分化 92

5.2.3人的性别畸形 92

5.3伴性遗传 93

5.3.1伴性遗传 93

5.3.2限性遗传 100

5.3.3从性遗传 100

5.4遗传的染色体学说的直接证明 101

5.4.1初级例外的产生 102

5.4.2次级例外的产生 103

6.染色体与连锁群 106

6.1连锁交换定律 106

6.1.1连锁现象的发现 106

6.1.2连锁交换定律 108

6.2基因定位与染色体作图 115

6.2.1相关概念 116

6.2.2染色体作图 116

6.3真菌类的连锁和交换 125

6.3.1四分子分析 125

6.3.2着丝粒作图 126

6.3.3重组作图 128

6.3.4染色单体干涉 131

6.4人类基因组的染色体作图 132

6.4.1基因组图谱的分类 132

6.4.2人类基因组染色体作图 134

7.细菌和噬菌体的遗传分析 142

7.1细菌和病毒的生物学特性及在遗传研究的优越性 142

7.1.1细菌的生物学特性 142

7.1.2病毒的生物学特性 143

7.1.3细菌和病毒在遗传研究中的优越性 144

7.2细菌和病毒的突变型及其筛选 145

7.2.1细菌突变体的类型与初步筛选 145

7.2.2影印法高效筛选大肠杆菌突变型 147

7.2.3噬菌体的分类 148

7.2.4噬菌体的突变型 150

7.3细菌的遗传分析 150

7.3.1转化 151

7.3.2接合 154

7.3.3转导 163

7.3.4细菌遗传重组的特点 166

7.4噬菌体的遗传分析 167

7.4.1 T2噬菌体的遗传分析 167

7.4.2 λ噬菌体的遗传分析 168

8.数量性状的遗传分析 172

8.1数量性状与多基因假说 172

8.1.1数量性状的概念与分类 172

8.1.2数量性状的研究实例及多基因假说的提出 173

8.1.3数量性状的特点及其与质量性状的关系 179

8.1.4数量性状的选择与纯系学说 181

8.2数量性状分析的基本统计学方法 182

8.2.1算术平均数 182

8.2.2方差 183

8.2.3标准差与标准误 184

8.2.4变异系数 185

8.2.5相关系数和回归系数 185

8.3数量性状的统计分析 187

8.3.1数量性状研究的度量指标 187

8.3.2群体的表型方差及其分解 188

8.3.3数量性状分析的群体度量值 189

8.3.4数量性状的遗传力 191

8.3.5遗传力的估算 192

8.3.6动物数量性状遗传力的估算 194

8.3.7平均显性度的估算 195

8.3.8遗传力的含义及在育种上的应用 195

8.4数量性状的基因定位 196

8.4.1基因数目的估计 196

8.4.2数量性状的QTL作图 197

8.5近亲繁殖与杂种优势 204

8.5.1近亲交配的遗传学效应 205

8.5.2近亲交配的度量——近交系数 206

8.6杂种优势 207

8.6.1杂种优势现象及概念 207

8.6.2杂种优势表现的基本特点 208

8.6.3杂种优势的机理 208

8.6.4杂种优势的利用 210

9.染色体变异 213

9.1染色体结构变异 213

9.1.1缺失 214

9.1.2重复 218

9.1.3倒位 221

9.1.4易位 226

9.2染色体数目的变异 232

9.2.1染色体组及其倍性变异 232

9.2.2整倍体 233

9.2.3非整倍体 246

10.基因突变 262

10.1基因突变的概说 262

10.1.1基因突变的概念 262

10.1.2基因突变的类型 263

10.1.3基因突变的特点 265

10.2基因突变的分子基础 269

10.2.1基因突变的分子机制 269

10.2.2基因突变的修复 270

10.3基因突变的鉴定 276

10.3.1植物基因突变的鉴定 276

10.3.2动物基因突变的鉴定 278

10.3.3微生物基因突变的鉴定 279

10.3.4人类基因突变的鉴定 281

10.4基因突变的诱发 282

10.4.1物理因素诱变 282

10.4.2化学因素诱变 284

11.遗传的分子基础 289

11.1遗传信息的物质载体 289

11.1.1 DNA是遗传物质的间接证据 290

11.1.2 DNA是遗传物质的直接证据 290

11.2 DNA的结构及其复制方式 295

11.2.1 DNA的分子结构 295

11.2.2 DNA的复制方式 297

11.2.3 DNA双螺旋结构的生物学意义 298

11.3中心法则及遗传信息的流向 299

11.3.1中心法则 299

11.3.2逆转录对中心法则的补充 299

11.3.3朊粒——中心法则的新挑战 300

12.遗传重组 302

12.1同源重组 302

12.1.1同源重组的分子机制 303

12.1.2 Holliday模型 304

12.1.3异源双链与基因转变 306

12.1.4细菌的同源重组 310

12.2位点特异性重组 313

12.2.1 λ噬菌体DNA的整合与切除 315

12.2.2细菌的位点特异性重组 317

12.3异常重组——转座子 319

12.3.1原核生物转座子 319

12.3.2真核生物的转座子 322

12.4转座机制与遗传学效应 324

12.4.1转座机制 324

12.4.2转座子的遗传学效应 326

13.细胞质遗传 329

13.1细胞质遗传的概念和特点 329

13.1.1细胞质遗传的概念 329

13.1.2细胞质遗传的特点 330

13.2母性影响 331

13.2.1短暂的母性影响 331

13.2.2持久的母性影响 333

13.3叶绿体遗传 335

13.3.1叶绿体遗传的表现 335

13.3.2叶绿体遗传的分子基础 337

13.4线粒体遗传 339

13.4.1线粒体遗传的表现 339

13.4.2线粒体遗传的分子基础 342

13.5非细胞质组分决定的染色体外遗传 344

13.5.1草履虫放毒型的遗传 344

13.5.2质粒的遗传 347

13.5.3细胞质遗传资源的重要价值 348

13.6植物雄性不育的遗传 348

13.6.1雄性不育的类别及其遗传特点 348

13.6.2雄性不育发生的机理 350

13.6.3植物雄性不育性的应用 351

14.遗传与发育 354

14.1细胞核和细胞质在个体发育中的作用 355

14.1.1细胞质在细胞分化中的作用 355

14.1.2细胞核在细胞生长和分化中的作用 356

14.1.3细胞核和细胞质在个体发育中的关系 358

14.2基因在细胞分化与细胞决定中的作用 359

14.2.1细胞分化是基因选择性表达的结果 359

14.2.2细胞分化与细胞决定 360

14.2.3秀丽隐杆线虫的细胞特化 362

14.2.4细胞程序性死亡与细胞凋亡 363

14.3基因对个体发育的控制 366

14.3.1基因在胚胎极性生成中的作用 366

14.3.2基因与发育过程 372

14.4基因差别表达的检测 376

14.4.1 mRNA差别显示RT-PCR法 376

14.4.2基因表达的系列分析法 378

14.4.3消减杂交 380

15.群体的遗传和进化 382

15.1群体遗传学中的基本概念 383

15.1.1孟德尔群体 383

15.1.2基因库 383

15.1.3基因频率和基因型频率 384

15.1.4随机交配 385

15.2群体的遗传平衡定律 386

15.2.1群体遗传平衡定律的要点 386

15.2.2群体遗传平衡定律的证明 387

15.2.3群体遗传平衡定律的适用条件 388

15.2.4群体遗传平衡定律的生物学验证 389

15.2.5群体遗传平衡定律的扩展 390

15.3改变基因频率的因素 391

15.3.1突变 392

15.3.2选择 393

15.3.3迁移 397

15.3.4遗传漂变与奠基者效应 397

15.4自然群体中的遗传变异 398

15.4.1群体遗传变异的度量 399

15.4.2研究群体遗传多态性的研究方法 400

15.5主要的进化理论和物种形成 401

15.5.1现代主要的进化理论 402

15.5.2物种形成 406

16.基因工程 411

16.1基因工程概述 411

16.1.1基因工程的概念 411

16.1.2基因工程技术的建立及主要内容 412

16.2基因工程工具酶 414

16.2.1 DNA限制性内切酶 414

16.2.2 DNA连接酶 415

16.2.3其他的工具酶 416

16.3基因工程载体 416

16.3.1质粒载体 417

16.3.2 λ噬菌体载体 418

16.3.3柯斯质粒 419

16.3.4穿梭载体 420

16.3.5细菌人工染色体载体 420

16.3.6酵母人工染色体载体 421

16.3.7 Ti质粒及其衍生载体 422

16.4目的基因及其分离 424

16.4.1目的基因直接分离法 425

16.4.2基因文库技术分离目的基因 426

16.4.3图位克隆 433

16.4.4聚合酶链式反应扩增基因 434

16.4.5人工合成基因 435

16.5基因工程的应用 435

16.5.1基因工程在工业上的应用 436

16.5.2植物基因工程 436

16.5.3转基因动物 439

16.5.4基因治疗 441

16.5.5基因工程在环境保护与修复中的作用 443

17.基因组学与蛋白组学 445

17.1人类基因组计划 445

17.1.1人类基因组计划简介 445

17.1.2国际人类基因组单体型图计划 448

17.1.3 HGP对人类的重要意义 449

17.2基因组学研究内容 450

17.2.1遗传图谱的绘制 450

17.2.2物理图谱的构建 450

17.2.3基因组序列的测定 451

17.2.4基因组序列的解读、注释与分析 452

17.3蛋白质组学 454

17.3.1蛋白质组学的研究意义和背景 455

17.3.2蛋白质组学的研究基础 456

17.3.3蛋白质组学的研究内容 457

17.3.4蛋白质组学研究技术 458

17.3.5蛋白质组学的发展与展望 463

18.表观遗传 466

18.1 DNA甲基化 466

18.1.1 DNA甲基化 466

18.1.2 DNA甲基化的功能 467

18.1.3 DNA甲基化状态的遗传与保持 468

18.1.4表观基因组计划 469

18.2组蛋白修饰 469

18.2.1组蛋白的乙酰化和去乙酰化 469

18.2.2组蛋白的甲基化修饰 470

18.2.3组蛋白的磷酸化 470

18.3染色质重塑和非编码RNA指导的染色质结构变化 470

18.3.1染色质组装与激活 471

18.3.2染色质重塑复合物 471

18.3.3染色质重塑的模式 472

18.3.4非编码RNA指导的染色质结构变化 472

18.4表观遗传现象介绍 473

18.4.1遗传印记 473

18.4.2 X染色体失活 475

18.4.3副突变 476

参考文献 478