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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