本书分为导论、遗传学篇、发育生物学篇三部分。遗传学篇涵盖遗传基础和中心法则、遗传变异和重组、基因调控与表达、群体遗传选择和进化、人类遗传学和疾病、遗传筛选和模式生物、表型分析和突变分析、修饰基因遗传筛选、反向遗传学；发育生物学篇包括胚胎发育和形态发生、器官发育、神经发育、生殖细胞和性发育、植物发育、细胞命运分化和死亡、尺寸与生长调控、干细胞和再生、发育和衰老、发育和进化等。全书以生命科学研究案例导入知识点，简明扼要地介绍基本概念，重在遗传和发育的思路分析，凸显科学研究的源起和经历。本书还系统介绍了遗传学和发育生物学的研究进展，重点展示中国科学家的贡献。本书可作为各类高等院校生物科学类专业本科生的课程教材，也可供相关专业的研究生、科研人员和生物学爱好者参考使用。

前辅文
第一章 导论
  第一节 遗传与变异的基本规律
   一、孟德尔的豌豆杂交实验与遗传学的诞生
   二、摩尔根的基因论与基因概念的发展
  第二节 遗传与发育的关系
   一、遗传物质是发育的基础
   二、胚胎发育相关基因的大规模筛选
  第三节 遗传分析
   一、大肠杆菌DNA聚合酶的鉴定
   二、酵母细胞分裂的分子机制
   三、Ras信号转导通路与线虫发育
  第四节 遗传学和发育生物学的应用
   一、基因工程技术是生物科技的开端
   二、基因组学研究推动生命科学快速发展
   三、遗传学和发育生物学研究中的科技伦理
第二章 遗传基础和基因组学
  第一节 遗传基础
   一、染色体和基因的提出
   二、DNA是遗传物质
   三、DNA的分子结构
   四、DNA的复制
   五、中心法则
  第二节 细胞质遗传
   一、 细胞质遗传的概念和类型
   二、细胞质遗传的特征
   三、细胞核遗传与细胞质遗传之间的关系
   四、细胞质遗传的机制
  第三节 基因组学
   一、基因组学概述
   二、基因组的结构与功能
   三、基因组研究技术
   四、基因组学的应用
第三章 遗传变异和重组
  第一节 基因的连锁与重组
   一、遗传的染色体学说与基因连锁
   二、连锁交换与遗传学第三定律
  第二节 突变的类型与机制
   一、基因突变
   二、染色体畸变
  第三节 重组的分子机制
   一、重组的分子基础
   二、突变在个体和基因组中的分布与规律
第四章 表观遗传与基因表达调控
  第一节 表观遗传学基本概念
   一、表观遗传学研究的开端
   二、表观遗传学研究中的重要概念
   三、表观遗传信息的遗传
  第二节 DNA甲基化
   一、DNA甲基化中的基本概念
   二、DNA甲基化酶
   三、DNA去甲基化
   四、DNA甲基化的作用与功能
   五、DNA甲基化与肿瘤
   六、DNA甲基化与其他疾病
  第三节 组蛋白修饰
   一、组蛋白研究的历史
   二、组蛋白修饰：组蛋白乙酰化
   三、组蛋白甲基化
   四、组蛋白其他修饰
   五、组蛋白修饰的识别与信号传递
   六、染色质三维结构
  第四节 非编码RNA
   一、非编码RNA的基本概念
   二、小RNA
   三、长链非编码RNA
   四、组成型非编码RNA
  第五节 基因表达调控与转录后的调控
   一、转录调控基本概念
   二、转录后的调控——可变剪接
   三、转录后的调控——RNA修饰
   四、蛋白质翻译后修饰
第五章 群体遗传、选择和进化
  第一节 群体遗传结构
   一、群体遗传结构的概念
   二、群体遗传结构的分析方法
   三、大规模人群基因组研究揭示世界人群遗传结构多样性
  第二节 连锁不平衡
   一、连锁不平衡的概念和计算方法
   二、遗传重组与单体型多样性
   三、国际单体型图谱计划
  第三节 遗传漂变
   一、遗传漂变与有效群体大小
   二、东亚人群的遗传分化
   三、遗传漂变影响隔离人群的表型特征与疾病风险
  第四节 基因交流
   一、遗传混合的基本概念与统计推断
   二、现代人群的基因交流
  第五节 自然选择与适应性进化
   一、自然选择的概念
   二、自然选择的类型和检测方法
   三、人类适应性进化的驱动因素
   四、人类中经典的适应性进化案例
第六章 人类遗传学与疾病
  第一节 人类性状的遗传模式
   一、孟德尔式系谱
   二、基本孟德尔式系谱中的复杂情况
   三、多基因性状与阈值理论
  第二节 鉴定单基因病的致病基因
   一、功能克隆
   二、连锁分析和定位克隆
  第三节 复杂疾病易感基因的鉴定与风险评估
   一、确定复杂疾病的病因中是否存在遗传因素
   二、采用连锁分析研究复杂疾病
   三、关联研究
   四、全基因组关联研究（GWAS）
  第四节 遗传检测与遗传咨询
   一、临床诊断性检测
   二、群体筛查
   三、药物遗传学和个性化用药
   四、DNA检测在法医学中的应用：个体身份识别和关系鉴定
  第五节 遗传治疗方法
   一、遗传治疗方法概述
   二、基因治疗
   三、基因组编辑疗法
   四、其他治疗或预防疾病的遗传方法
第七章 遗传筛选和模式生物
  第一节 遗传筛选
   一、遗传筛选的基本步骤
   二、遗传筛选的设计与实施
   三、分析突变、研究机制
  第二节 模式生物
   一、酵母
   二、线虫
   三、果蝇
   四、斑马鱼
   五、小鼠
   六、拟南芥
第八章 突变分析和表型分析
  第一节 寻找突变的基因
   一、互补测验
   二、基因定位
  第二节 表型分析
   一、遗传背景对表型分析的影响
   二、基因多效性对表型分析的影响
  第三节 突变对基因功能的改变
   一、Ras信号对线虫阴门发育的调控
   二、正确区分不同类型的基因突变
第九章 修饰基因和双突变分析
  第一节 修饰基因
   一、修饰基因的概念
   二、双突变分析
   三、累加效应
   四、上位效应
   五、抑制效应
   六、增强效应
  第二节 上位分析
   一、上位分析的概念
   二、生物合成通路的上位分析
   三、信号转导通路的上位分析
  第三节 正、负调控相互作用
   一、信号转导通路的调控作用
   二、正调控作用
   三、负调控作用
   四、正、负调控作用的功能
  第四节 合成致死
   一、合成致死的概念
   二、遗传冗余
   三、合成致死基因解析遗传冗余机制
   四、合成致死在理解癌症机制及治疗中的应用
第十章 反向遗传学
  第一节 转基因技术
   一、转化和转染
   二、电穿孔
   三、基因枪
   四、显微注射
   五、病毒感染
   六、转座因子
   七、农杆菌介导转基因
  第二节 转基因表达
   一、全身性表达系统
   二、组织特异性表达系统
   三、诱导表达系统
   四、转基因表达检测
  第三节 转基因技术在遗传学研究中的应用
   一、通过转基因分析基因功能
   二、利用转基因探索作用机制
   三、转基因研究的局限
  第四节 基因靶向诱变
   一、基因打靶
   二、基因编辑
   三、基因靶向诱变的局限
  第五节 插入诱变
   一、用于插入诱变的载体
   二、用于插入诱变的序列组件
  第六节 反向遗传学研究的价值
第十一章 动物胚胎早期发育及其遗传调控
  第一节 发育生物学概述
  第二节 胚胎的早期发育
   一、卵裂与囊胚形成
   二、原肠作用与形态发生
  第三节 胚胎早期发育的遗传调控机制
   一、母源因子决定果蝇体轴
   二、合子基因组激活与母源mRNA降解的遗传调控机制
   三、脊椎动物背部组织者与背腹轴和头尾轴形成的遗传调控机制
   四、脊椎动物胚层诱导与分化的遗传调控机制
   五、脊椎动物左右不对称性的遗传调控机制
第十二章 器官发育
  第一节 器官发育概要
   一、器官发育的来源
   二、器官发育的关键阶段
  第二节 器官发育的遗传控制
   一、器官发育遗传控制概述
   二、器官发育的主控基因
  第三节 心脏的发育
   一、心脏的形态学发育
   二、细胞外信号诱导心脏前体细胞特化
   三、转录因子调控心脏前体细胞命运
   四、心脏前体细胞对心脏的贡献
   五、生心中胚层的不同心区
   六、心室的发育
   七、出生后心脏的成熟
   八、心脏发育研究的新技术
  第四节 肾脏的发育
   一、肾脏的基本结构
   二、后肾的发育
   三、肾脏类器官
  第五节 器官再生
   一、水螅的再生——无与伦比的生命力
   二、涡虫的再生——扁形动物的神奇能力
   三、蝾螈肢的再生——脊椎动物的再生典范
   四、哺乳动物肝脏的补偿性再生——生命的奇迹
   五、对再生医学的启示——自然的礼物与未来的希望
第十三章 神经系统发育
  第一节 神经系统的解剖结构和神经发育研究的模式生物
  第二节 神经诱导
   一、神经诱导的发现
   二、神经诱导的具体过程
   三、BMP分子调控神经诱导
   四、调控神经诱导的信号通路及转录因子
   五、神经诱导过程的物种间保守性
  第三节 神经外胚层的模式化
   一、神经系统的区域性结构
   二、A/P轴模式的建立需要依赖形态发生素
   三、A/P轴模式中的基因和信号转导通路
   四、神经管背腹轴的形成
   五、神经管模式化的分子机制
  第四节 神经发生
   一、果蝇中的神经发生
   二、脊椎动物中的神经发生
   三、神经祖细胞的增殖及分裂方式
   四、神经发生的时序调控
  第五节 神经元的迁移
   一、主要迁移模式
   二、细胞迁移过程
   三、放射迁移和切向迁移
  第六节 神经元分化与轴突导向
   一、神经元的极化
   二、导航工具（上）：生长锥
   三、导航工具（下）：外部诱因
   四、导航图的建立
   五、同样的诱因，不同的受体
  第七节 神经突触的结构
第十四章 生殖细胞与性发育
  第一节 生殖细胞发育与遗传
   一、生殖细胞的减数分裂
   二、精子发生
   三、卵子发生
   四、精子、卵子发生的遗传学意义
   五、生殖细胞发育的表观遗传调控
  第二节 性发育与遗传
   一、性别决定
   二、性腺发育的遗传学特征
   三、性发育异常
第十五章 植物发育
  第一节 植物遗传发育体系的特点
   一、被子植物的世代交替
   二、玉米胚乳是研究遗传规律的有力工具
   三、植物的反向遗传学与水平基因转移
   四、植物遗传发育与作物育种
  第二节 植物发育的特点
   一、植物以胚后发育为主
   二、地上部分器官发生的特点
   三、根发育的特点
  第三节 可变环境下的植物发育可塑性
   一、植物光形态建成
   二、植物温度形态建成
   三、植物机械压力接触形态建成
第十六章 细胞死亡的分子机制
  第一节 基因编程的细胞死亡机制
   一、细胞凋亡
   二、程序性坏死
   三、细胞焦亡
   四、胞葬对清除死亡细胞的重要作用
   五、细胞凋亡和坏死中的细胞膜破裂
   六、三种基因编程调控的细胞死亡通路异同之处
  第二节 破坏细胞稳态而导致的被动性细胞死亡
   一、自噬和溶酶体细胞死亡
   二、细胞侵入式死亡
   三、铁死亡和脂质过氧化
   四、兴奋性毒性
   五、有丝分裂灾变
  第三节 细胞死亡和人类疾病
   一、抗凋亡Bcl-2家族蛋白质和癌症
   二、RIPK1调节的细胞死亡和神经退行性疾病
   三、人类疾病中RIPK1和caspase介导的促炎症机制
   四、破坏细胞稳态和人类疾病
第十七章 生物个体及器官尺寸大小调控
  第一节 大脑尺寸与身体比例
  第二节 个体尺寸调控的机制
   一、身体尺寸调控机制
   二、器官尺寸调控的机制
  第三节 影响器官大小的重要信号通路
   一、Hippo信号通路
   二、mTOR信号通路
   三、Hippo信号通路与mTOR信号通路之间的交叉通讯
  第四节 细胞间通讯调控生长与增殖
  第五节 器官组织中心调控发育及器官大小
第十八章 干细胞
  第一节 胚胎干细胞
   一、胚胎干细胞概述
   二、胚胎干细胞的特性
  第二节 全能性干细胞
   一、全能性
   二、全能性干细胞研究
   三、早期胚胎发育的遗传学过程
   四、全能性的特征
  第三节 诱导多能性干细胞
   一、概述
   二、什么是重编程
   三、什么是诱导多能性干细胞
   四、化学重编程
   五、诱导多能性干细胞的遗传稳定性
   六、诱导多能性干细胞的基因调控
   七、诱导多能性干细胞的表观遗传
   八、诱导多能性干细胞与再生医学
  第四节 成体干细胞
   一、概述
   二、神经干细胞
   三、造血干细胞
第十九章 衰老
  第一节 衰老研究的历史与遗传学模型
   一、衰老研究的历史
   二、衰老研究的遗传学模型
  第二节 遗传与衰老
   一、胰岛素/胰岛素样生长因子信号通路
   二、mTOR信号通路
   三、Sirtuin信号通路
   四、长寿物种的遗传学特征
  第三节 衰老的特征
   一、衰老的遗传学特征
   二、衰老的其他特征
  第四节 器官衰老的特征
   一、脑衰老与认知功能受损
   二、心脏衰老与循环功能下降
   三、肺衰老与呼吸效率减退
   四、肝脏衰老与代谢紊乱
   五、肾脏衰老与肾功能衰退
   六、生殖器官衰老与生殖能力消退
   七、皮肤衰老与屏障功能减弱
   八、肌肉衰老与运动能力失调
  第五节 衰老相关疾病
   一、神经退行性疾病
   二、心血管疾病
   三、骨骼疾病
   四、肌少症
   五、代谢相关疾病
  第六节 衰老与长寿
   一、影响寿命的遗传因素
   二、影响寿命的非遗传因素
  第七节 衰老的度量
   一、使用衰老时钟度量衰老
   二、衰老时钟与衰老的特征
   三、衰老时钟的未来发展
  第八节 衰老的干预
   一、小分子及药物干预
   二、主动健康
   三、体内基因干预
   四、基因工程细胞干预
第二十章 进化和发育
  第一节 基本概念
  第二节 发展历史
  第三节 动物形体构型形成
   一、形体构型中的关键体轴
   二、动物形体构型的起源
   三、动物形体构型形成的进化发育机制
   四、动物其他特殊的形体构型
  第四节 动物器官和重大表型进化的遗传基础
   一、动物新器官的起源
   二、动物重大进化事件的遗传基础
  第五节 植物的进化发育研究
   一、世代交替
   二、分生组织
   三、叶的进化发育
   四、花的进化发育
索引