現代遺傳學課程是廈門大學於2017年02月22日首次在中國大學MOOC開設的慕課、國家精品線上開放課程。該課程授課教師是王亞梅、靳全文、黃烯、陳穎、歐陽鑫昊、肖能明。據2021年3月中國大學MOOC官網顯示，該課程已開課9次。
現代遺傳學課程共有16講，包括關於生物信息的研究、孟德爾遺傳規律、孟德爾遺傳規律的拓展、細菌遺傳學、染色體重排和染色體數目變異、操控真核生物基因組等內容。
基本介紹
- 中文名：現代遺傳學
- 外文名：Modern Genetics
- 提供院校：廈門大學
- 開課時間：2017年02月22日（首次）
- 類別：慕課、國家精品線上開放課程
- 授課教師：王亞梅、靳全文、黃烯、陳穎、歐陽鑫昊、肖能明
- 授課平台：中國大學MOOC
課程性質,課程背景,課程定位,適用對象,開課信息,課程簡介,課程大綱,課前預備,預備知識,學習資料,授課目標,證書要求,所獲榮譽,教師簡介,
課程性質
課程背景
宇宙中為何地球上會出現如多種生命、人和其他生物有什麼關係、生命的本質是什麼、轉基因食品是否安全、人類基因組計畫揭示出關於人類自身的哪些奧秘、精準醫療如何讓人們更健康、如何能生一兩個健康寶寶等一系列問題都令人困惑。因此，廈門大學開設了現代遺傳學課程，帶領學習者從中找到答案。
課程定位
遺傳學課程是生命科學的核心課程之一，其研究範圍包括遺傳物質的本質、遺傳物質的傳遞和遺傳信息的實現三個方面。
適用對象
遺傳學課程適合生命科學相關專業的本科生和研究生、中學生物學教師，或是任何對遺傳學感興趣的人。
開課信息
開課次數 | 開課時間 | 授課教師 | 參與人數 |
|---|---|---|---|
第1次開課 | 2017年02月22日~2017年06月25日 | 王亞梅、靳全文、黃烯、陳穎、歐陽鑫昊、肖能明 | 6546 |
第2次開課 | 2017年08月23日~2017年12月31日 | 6094 | |
第3次開課 | 2018年03月16日~2018年07月08日 | 王亞梅、靳全文、陳穎、歐陽鑫昊、肖能明 | 5734 |
第4次開課 | 2018年08月28日~2019年01月20日 | 王亞梅、靳全文、黃烯、陳穎、歐陽鑫昊、肖能明 | 5562 |
第5次開課 | 2019年03月01日~2019年06月21日 | 王亞梅、靳全文、肖能明 | 3012 |
第6次開課 | 2019年09月09日~2020年01月10日 | 4610 | |
第7次開課 | 2020年03月05日~2020年06月21日 | 3433 | |
第8次開課 | 2020年09月05日~2021年01月10日 | 王亞梅、靳全文、陳穎、歐陽鑫昊、肖能明 | 2034 |
第9次開課 | 2021年03月09日~2021年06月20日 | 王亞梅、靳全文、肖能明 | 待定 |
註：該課程第1~9次開課學時安排均為3~5小時每周。 | |||
（表格內容參考資料）
課程簡介
遺傳學課程就遺傳物質的化學本質、它所包含的遺傳信息、它的結構、組織和變化等；遺傳物質的複製、染色體的行為、遺傳規律和基因在群體中的數量變遷等；基因的原初功能、基因的相互作用，基因作用的調控以及個體發育中的基因的作用機制三方面進行講授。
遺傳學課程內容包括關於生物信息的研究、孟德爾遺傳規律、遺傳的染色體學說、基因的連鎖交換及定位、細菌遺傳學、染色體重排和染色體數目變異、細胞質遺傳、群體中的變異和選擇、DNA結構、複製及重組、基因表達：從DNA到RNA到蛋白質的信息流、基因組的數位化分析、分析基因組的變異、原核生物基因表達的調控、真核生物基因表達的調控、操控真核生物基因組等。
課程大綱
第一周 遺傳學：關於生物信息的研究 Genetics: The Study of Biological Information 1. 課程介紹 Introduction of this course 2. 遺傳學的發展歷史 The history of genetics 3. 遺傳學能告訴我們什麼 What has genetics told us 第二周 孟德爾遺傳規律 Mendel' s Principles of Heredity 1. 孟德爾為什麼能夠成功 Why Mendel can succeed 2. 孟德爾分離定律 The law of separation 3. 孟德爾的自由組合定律 The law of independent assortment 4. 人類中的孟德爾遺傳現象Mendelian inheritance in humans 孟德爾遺傳規律的拓展 Extensions to Mendel' s Laws 1. 孟德爾單基因遺傳規律的拓展 Extensions to Mendel for single-gene inheritance 2. 孟德爾多基因遺傳規律的拓展 1 Extensions to Mendel for multifactorial inheritance 1 3. 孟德爾多基因遺傳規律的拓展 2 Extensions to Mendel for multifactorial inheritance 2 第三周 遺傳的染色體理論 The Chromosome Theory of Inheritance 1. 染色體是遺傳物質的載體 Chromosomes: The carriers of genes 2. 有絲分裂和減數分裂 Mitosis and Meiosis 3. 配子形成 Gametogenesis 第四周 基因的連鎖、交換及定位 Linkage, Recombination, and the Mapping of Genes on Chromosomes 1. 基因連鎖與重組 Gene linkage and recombination 2. 基因定位 Mapping of genes on chromosomes 3. 四分子分析 Tetrad analysis in fungi 第五周 細菌遺傳學 Bacterial Genetics 1. 細菌的多樣性 The enormous diversity of bacteria 2. 細菌基因轉移 Gene transfer in bacteria 3. 細菌遺傳分析 Bacterial genetic analysis 第六周 染色體重排和染色體數目變異 Chromosomal Rearrangements and Changes in Chromosome Number 1. 染色體DNA的重排與染色體重排的效應 Rearrangements of chromosomal DNA and the effects of rearrangements 2. 可轉座的遺傳因子 Transposable genetic elements 3. 染色體數目變異與整套染色體數目的變異，基因組重建和進化 Aberrations in chromosome number and variation in number of chromosome sets; Genome restructuring and evolution 第七周 細胞質遺傳 Organellar Inheritance 1. 線粒體、葉綠體及其基因組 Mitochondria, chloroplasts and their genomes 2. 細胞器和核基因組的關聯 The relationship between organellar and nuclear genomes 3. 線粒體和葉綠體的非孟德爾遺傳、線粒體突變和人類疾病 Non-Mendelian inheritance of mitochondria and chloroplasts; Mutant mitochondria and human disease 第八周 群體中的變異和篩選 Variation and Selection in Populations 1. 哈代-溫伯格定律 The Hardy-Weinberg law 2. 在實際群體中導致等位基因頻率變化的因素 What causes allele frequencies to change in real populations? 3. 現代人類的祖先和進化過程 Ancestry and the evolution of modern humans 期 中 考 試 第九周DNA結構、複製及重組DNA Structure, Replication, and Recombination 1. DNA作為遺傳物質的實驗證據 Experimental evidence for DNA as the genetic material 2. 沃森和克里克的DNA雙螺旋模型 The Watson and Crick double helix model of DNA 3. 核酸序列中的遺傳信息 Genetic information in nucleotide sequence 4. DNA複製 DNA replication 5. 重組的DNA分子基礎 Recombination at the DNA level | 第十周基因的結構與功能：通過突變體來分析Anatomy and Function of a Gene: Dissection Through Mutation 1. 突變體：遺傳學分析的重要工具 Mutations: Primary tools of genetic analysis 2. 突變的分子機制 Molecular mechanisms of mutation 3. 突變體讓我們了解基因的結構 What mutations tell us about gene structure 4. 突變體讓我們了解基因的功能 What mutations tell us about gene function 5. 一個綜合實例：影響視覺的突變 A comprehensive example: mutations that affect vision 第十一周 基因表達：從DNA到RNA到蛋白質的信息流 Gene Expression: The Flow of Information from DNA to RNA to Protein 1. 遺傳密碼子 The genetic code 2. 轉錄：從DNA到RNA Transcription: From DNA to RNA 3. 翻譯：從mRNA到蛋白質 Translation: From mRNA to Protein 4. 原核生物與真核生物基因表達的差異 Differences in gene expression between prokaryotes and eukaryotes 5. 突變對基因表達和功能的影響 The effects of mutations on gene expression and function 第十二周 基因組的數位化分析 Digital Analysis of Genomes 1. DNA片段化 Fragmenting DNA 2. 克隆DNA片段 Cloning DNA fragments 3. DNA測序 Sequencing DNA 4. 基因組測序 Sequencing genomes 5. 確定基因組中的基因 Finding the genes in genomes 6. 基因組的結構與進化 Genome architecture and evolution 7. 生物信息學：信息技術和基因組 Bioinformatics: Information technology and genomes 第十三周 分析基因組的變異 Analyzing Genomic Variation 1. 不同基因組間的差異 Variation among genomes 2. 分析導致疾病的已知突變的基因型 Genotyping a known disease-causing mutation 3. 對基因組中DNA變異的抽樣調查 Sampling DNA variation in a genome 4. 定位克隆 Positional cloning 5. 全基因組測序的時代 The era of whole-genome sequencing 第十四周原核生物基因表達的調控 Gene Regulation in Prokaryotes 1. 原核基因表達的調控因子 The elements of prokaryotic gene expression 2. DNA結合蛋白對轉錄起始的調控Regulation of transcription initiation via DNA binding proteins 3. RNA介導的基因調控的機制 RNA-mediated mechanisms of gene regulation 4. 發現和利用細菌基因表達調控機制 Discovering and manipulating bacterial gene regulatory mechanisms 第十五周真核生物基因表達的調控 Gene Regulation in Eukaryotes 1. 綜觀真核基因表達調控 Overview of eukaryotic gene regulation 2. 增強子對轉錄起始的調控 Control of transcription initiation through enhancers 3. 表觀遺傳學：DNA甲基化對轉錄起始的調控 Epigenetics: Control of transcription initiation through DNA methylation 4. 染色體包裝和基因的表達 Chromosomal packaging and gene expression 5. 轉錄後調控 Regulation after transcription 第十六周 操控真核生物基因組 Manipulating the Genomes of Eukaryotes 1. 製備轉基因物種 Creating transgenic organisms 2. 轉基因物種的用途 Uses of transgenic organisms 3. 基因打靶技術 Gene targeting 4. TALENs基因編輯技術 TALENs genome eidting 5. CRISPR/Cas9基因編輯技術 CRISPR/Cas9 genome editing |
（註：課程大綱排版從左到右列）
第一周 遺傳學：關於生物信息的研究 Genetics: The Study of Biological Information 1. 課程介紹 Introduction to Modern Genetics 2. 你將從課程中學到些什麼？（1） What will you learn from the course? （1） 3. 你將從課程中學到些什麼？（2） What will you learn from the course? （2） 測試 第一周 孟德爾遺傳規律 Mendel' s Principles of Heredity 1. 遺傳現象的歷史迷霧 The historical puzzle of inheritance 2. 孟德爾的遺傳學研究 Mendel’s approach to genetic analysis 3. 孟德爾分離定律 Mendel's law of segregation 4. 孟德爾的自由組合定律 Mendel's law of independent assortmen 人類中的孟德爾遺傳現象Mendelian inheritance in humans 測試 第二周 孟德爾遺傳規律的拓展 Extensions to Mendel' s Laws 1. 孟德爾單基因遺傳規律的拓展-1 共顯性 不完全顯性 復等位基因 Extensions to Mendel for single-gene inheritance-1 2. 孟德爾單基因遺傳規律的拓展-2 一因多效 Extensions to Mendel for single-gene inheritance-2 3. 多因子孟德爾遺傳的拓展-1 基因互作 Extensions to Mendel for multifactorial inheritance-1 4. 多因子孟德爾遺傳的拓展-2 對生物及人類性狀進行遺傳分析的方法 Extensions to Mendel for multifactorial inheritance-2 5. 多因子孟德爾遺傳的拓展-3 環境及隨機因素的影響 Extensions to Mendel for multifactorial inheritance-3 6. 多因子孟德爾遺傳的拓展-4 用孟德爾定律來解釋數量性狀遺傳 Extensions to Mendel for multifactorial inheritance-4 測試 第三周 遺傳的染色體學說 The Chromosome Theory of Inheritance 1. 染色體是遺傳物質的載體Chromosomes: The Carriers of Genes 2. 性染色體和性別決定 Sex chromosomes and sex determination 3. 有絲分裂 Mitosis 4. 減數分裂 Meiosis 5. 配子發生 Gametogenesis 6. 遺傳的染色體學說的實驗證據 Validation of the chromosome theory 7. 人類中的性相關遺傳和兩性異形性狀 Sex-linked and sexually dimorphic traits in humans 測試 第四周 基因的連鎖交換及定位 Linkage, Recombination, and the Mapping of Genes on Chromosomes 1. 基因的連鎖與重組 Gene linkage and recombination 2. 重組：減數分裂過程中交換的結果 Recombination: a result of crossing-over during meiosis 3. 基因定位和遺傳作圖 Mapping: locating genes along a chromosome 4. 真菌中的四分子分析-1：真菌是優異的遺傳學實驗材料 Tetrad analysis in fungi （1） 5. 真菌中的四分子分析-2：根據四分子類型進行遺傳作圖 Tetrad analysis in fungi （2） 6. 有絲分裂重組和遺傳嵌合體 Mitotic recombination and genetic mosaics 測試 第五周 細菌遺傳學 Bacterial Genetics 1. 細菌的多樣性 The enormous diversity of bacteria 2. 細菌基因組 Bacterial genomes 3. 細菌作為實驗模式生物 Bacteria as experimental organisms 4. 細菌中的基因轉移-轉化 Gene transfer in bacteria- transformation 5. 細菌中的基因轉移-接合 Gene transfer in bacteria-conjugation 6. 細菌中的基因轉移-轉導 Gene transfer in bacteria-transduction 7. 細菌的遺傳學分析 Bacterial genetic analysis 測試 第六周 染色體重排和染色體數目變異 Chromosomal Rearrangements and Changes in Chromosome Number 1. 染色體重排的類型和發生機制 Types of chromosomal rearrangements 2. 檢測染色體重排的方法 Methods to detect rearrangements of chromosomal DNA 3. 染色體缺失的遺傳學效應 The effects of rearrangements-Deletion 4. 染色體重複的遺傳學效應 The effects of rearrangements-Duplication 5. 染色體倒位的遺傳學效應 The effects of rearrangements-Inversion 6. 染色體易位的遺傳學效應 The effects of rearrangements-Translocation 7. 轉座遺傳因子的結構與功能 Transposable genetic elements （1） 8. 轉座子的遺傳學效應及生物體如何限制轉座子的轉座 Transposable genetic elements （2） 9. 染色體數目異常導致的非整倍體 Aberrations in chromosome number: aneuploidy 10. 染色體倍性的改變以及它們在農業上的套用 Variation in number of chromosome sets: euploidy 11. 染色體畸變和轉座因子對物種基因組的重建、物種進化的作用 Genome restructuring and evolution 測試 第七周 細胞質遺傳 Organellar Inheritance 1. 細胞質遺傳的發現 Discovery of organellar inheritance 2. 線粒體及其基因組 Mitochondria and their genomes 3. 葉綠體及其基因組 Chloroplasts and their genomes 4. 細胞器基因組與核基因組之間的關係 The relationship between organellar and nuclear genomes 5. 線粒體和葉綠體的非孟德爾遺傳 Non-Mendelian inheritance of mitochondria and chloroplasts 6. 線粒體突變和人類疾病 Mutant mitochondria and human diseases 測試 | 第八周 群體中的變異和選擇 Variation and Selection in Populations 1. 群體遺傳學概要 Overview of Population genetics 2. 哈迪-溫伯格定律 The Hardy-Weinberg law 3. 哈迪-溫伯格平衡群體的結構特點及哈迪-溫伯格定律的套用 Key features of Hardy-Weinberg equilibrium and applications of the Hardy-Weinberg law 4. 在實際群體中影響基因頻率改變的因素-遺傳漂變 Genetic drift 5. 在實際群體中影響基因頻率改變的因素-自然選擇 Nature selection 6. 現代人類的祖先和進化 Ancestry and the evolution of modern humans 測試 第九周 DNA結構、複製及重組 DNA Structure, Replication, and Recombination 1. DNA作為遺傳物質的實驗證據 Experimental evidence for DNA as the genetic material 2. 沃森和克里克的DNA雙螺旋模型 The Watson and Crick double helix model of DNA 3. 核酸序列中的遺傳信息 Genetic information in nucleotide sequence 4. DNA複製 DNA replication 5. 重組的DNA分子基礎 Recombination at the DNA level 測試 第十周 基因的結構與功能：通過突變體來分析 Anatomy and Function of a Gene: Dissection Through Mutation 1. 突變體：遺傳學分析的重要工具 Mutations: Primary tools of genetic analysis 2. 自然過程及DNA複製錯誤導致的突變 （突變的分子機制 Molecular mechanisms of mutation （1）） 3. 誘變劑導致的突變（突變的分子機制 Molecular mechanisms of mutation （2）） 4. DNA修復機制 （ 突變的分子機制 Molecular mechanisms of mutation （3）） 5. 突變體讓我們了解基因的結構 What mutations tell us about gene structure 6. 突變體讓我們了解基因的功能 What mutations tell us about gene function 測試 第十一周 基因表達：從DNA到RNA到蛋白質的信息流 Gene Expression: The Flow of Information from DNA to RNA to Protein 1. 遺傳密碼子的組成 The genetic code 2. 破譯遺傳密碼子 Cracking the genetic code 3. 轉錄：從DNA到RNA Transcription: From DNA to RNA 4. 翻譯：從mRNA到蛋白質 Translation: From mRNA to Protein 5.原核生物與真核生物基因表達的差異 Differences in gene expression between prokaryotes and eukaryotes 6.突變對基因表達和功能的影響 The effects of mutations on gene expression and function 測試 第十二周 基因組的數位化分析 Digital Analysis of Genomes 1. DNA片段化 Fragmenting DNA， 克隆DNA片段 Cloning DNA fragments 2. DNA測序 Sequencing DNA， 基因組測序 Sequencing genomes 3. 確定基因組中的基因 Finding the genes in genomes 4. 基因組的結構與進化 Genome architecture and evolution，生物信息學：信息技術和基因組 Bioinformatics: Information technology and genomes 5. 人類基因組 Human genome 測試 第十三周 分析基因組的變異 Analyzing Genomic Variation 1. 不同基因組間的差異 Variation among genomes 2. 分析導致疾病的已知突變的基因型 Genotyping a known disease-causing mutation 3. 對基因組中DNA變異的抽樣調查 Sampling DNA variation in a genome 4. 定位克隆 Positional cloning 5. 全基因組測序的時代 The era of whole-genome sequencing 測試 第十四周 原核生物基因表達的調控 Gene Regulation in Prokaryotes 1. 原核基因表達的調控因子 The elements of prokaryotic gene expression, DNA結合蛋白對轉錄起始的調控（1） 2. DNA結合蛋白對轉錄起始的調控Regulation of transcription initiation via DNA binding proteins（2） 3. DNA結合蛋白對轉錄起始的調控Regulation of transcription initiation via DNA binding proteins （3） 4. RNA介導的基因調控的機制 RNA-mediated mechanisms of gene regulation 5. 發現和利用細菌基因表達調控機制 Discovering and manipulating bacterial gene regulatory mechanisms 測試 第十五周 真核生物基因表達的調控 Gene Regulation in Eukaryotes 1. 綜觀真核基因表達調控 Overview of eukaryotic gene regulation，增強子對轉錄起始的調控 （1） Control of transcription initiation through enhancers （1） 2. 增強子對轉錄起始的調控 （2） Control of transcription initiation through enhancers （2） 3. 表觀遺傳學1：DNA甲基化對轉錄起始的調控 Epigenetics 1: Control of transcription initiation through DNA methylation 4. 表觀遺傳學2：染色體包裝和基因的表達 Epigenetics2: Chromosomal packaging and gene expression 5. 表觀遺傳學3：轉錄後調控 Epigenetics 3: Regulation after transcription 測試 第十六周 操控真核生物基因組 Manipulating the Genomes of Eukaryotes 1. 製備轉基因物種 Creating transgenic organisms 2. 轉基因物種的用途 Uses of transgenic organisms 3. 基因打靶技術 Gene targeting 4. TALENs基因編輯技術 TALENs genome eidting 5. CRISPR/Cas9基因編輯技術 CRISPR/Cas9 genome editing 測試 |
（註：課程大綱排版從左到右列）
課前預備
預備知識
學習現代遺傳學課程需要學習者具備一定的生物化學和細胞生物學的基礎，並具有一定的英語閱讀水平。
學習資料
書名 | 作者 | 出版時間 | 出版社 |
|---|---|---|---|
《Michael L. Goldberg（第五版）》 | Janice A. Fischer | 2015年 | Leland H. Hartwell |
《Genetics：from genes to genomes（遺傳學：從基因到基因組）》 | - | - | - |
《現代遺傳學原理（第三版）》 | 徐晉麟、徐沁、陳淳 | 2011年 |
（註：表格內容參考資料）
授課目標
通過該課程的學習，掌握遺傳物質的本質、遺傳物質的傳遞和遺傳信息的實現等基本知識點，且能與研究和套用中的遺傳學具體問題相聯繫。通過雙語教學，使學習者熟悉相關研究領域內的關鍵字匯，提高英文文獻的理解能力。
證書要求
該課程採用百分制計成績，考核分為平時測驗、期中考試和期末考試，所占比重分別為40%、30%和30%，總成績60分及以上為合格，80分及以上為優秀。
所獲榮譽
2019年1月8日，該課程被中華人民共和國教育部認定為“2018年國家精品線上開放課程”。
教師簡介
王亞梅，廈門大學生命科學學院生物學系副教授，碩士生導師。
靳全文，廈門大學生命科學學院生物醫學系教授，博士生導師。
黃烯，廈門大學生命科學學院教授、博士生導師。
陳穎，廈門大學教授，博士生導師。
歐陽鑫昊，廈門大學副教授，主要從事植物遺傳學、系統生物學與計算生物學相關研究。
肖能明，廈門大學生命科學學院教授、博士生導師。
