авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Астрологический Прогноз на год: карьера, финансы, личная жизнь


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Кемеровский государственный университет»

Кафедра генетики

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

по дисциплине

ГЕНЕТИКА И СЕЛЕКЦИЯ, ОПД.Ф.4.1

по направлению 020200.62 – Биология

факультет Биологический Курс 3 Семестр 5 экзамен 5 семестр Лекции 36 часов Практические работы 54 часов Самостоятельная работа 2 час Всего 92 часов Составитель: д.б.н., профессор кафедры генетики В.Г.Дружинин Кемерово 2013 Рабочая программа дисциплины «Генетика и селекция» федерального компонента составлена в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования второго поколения по направлению 020200.62 – Биология на основании программы общепрофессиональных дисциплин 2005 г.

1. Пояснительная записка Дисциплина «Генетика и селекция» относится к федеральному компоненту цикла обще-профессиональных дисциплин и является обязательной для студентов-биологов независимо от последующей их специализации. Введение и расширение преподавания этой дисциплины определяется огромными теоретическими и практическими успехами этой науки. Генетика как интегрирующая наука пронизывает все биологические дисциплины и направления исследований. Это связано с тем, что генетика изучает два фундаментальных общебиологических свойства: наследственность и изменчивость на всех уровнях организации живой материи (молекулярном, клеточном, организменном, популяционном).

Цель данной дисциплины – дать студентам представление о дискретности и целостности наследственности;

о материальных единицах наследственности – генах и их изменчивости;

об основном методе генетики – генетическом анализе и его разрешающей способности;

о связи генетики с другими научными дисциплинами естественного цикла и практикой (селекция, медицина, экология, биотехнология и др.). В связи с этим особый акцент сделан на использовании современных молекулярно-биологических подходов в генетических исследованиях, сделавших настоящий прорыв в представлениях о структуре и функционировании наследственного материала.

Основными задачами являются:

1. Ознакомление студентов с основами классической и современной генетики с учетом новейших достижений генетической науки и практики в области молекулярной генетики, генетики микроорганизмов, генетики соматических клеток и др.

2. Развивать аналитические способности студентов в осмыслении основных генетических процессов.

3. Воспитывать интерес к новейшим достижениям в области генетики и молекулярной биологии.

Особенности изучения. Программа направлена на закрепление студентами теоретического материала в процессе постановки и анализа генетического эксперимента с дрозофилой, а также путем решения генетических задач. Предлагаемая программа составлена с учетом профессиональной ориентации студентов и особенностей преподавания курса общей биологии в средней школе.

Взаимосвязь аудиторной и самостоятельной работы. Генетика является дисциплиной, достаточно трудной для восприятия, поскольку ее быстрое развитие требует постоянной работы с современной литературой не только по этому предмету, но и по другим разделам биологических наук (цитология, гистология, биология размножения и развития, иммунология, экология, эволюционное учение, биотехнология и др.). Поэтому в учебный план включена самостоятельная работа, основанная на дополнительной внеаудиторной проработке отдельных разделов, вызывающих наибольшие затруднения у студентов и решении задач. Рекомендованные учебные пособия отражают основные вопросы, стоящие в программе курса, однако, в силу быстрого развития генетики требуется постоянное дополнение новым материалом. Это должно учитываться при подготовке студентов и предполагает использование ими дополнительной рекомендуемой литературы, а также генетических ресурсов сети Internet.

Требования к знаниям и умениям, приобретаемым при изучении дисциплины.

Студенты при освоении дисциплины должны иметь представления об основных генетических закономерностях и о природе единиц наследственности – генов. Студенты должны знать и уметь анализировать генетические эксперименты;

составлять родословные, решать генетические задачи, знать хромосомную теорию наследственности;

уметь связывать данные генетики и эволюционной теории, а также данные генетики с достижениями цитологии, биохимии нуклеиновых кислот, биологических основ размножения растений и животных, с успехами в области изучения закономерностей онтогенеза.

Объем и сроки изучения дисциплины. Курс генетики с основами селекции спланирован на V семестр 3 курса, т.к. освоение этой дисциплины невозможно без базисных знаний о клетке, а общий курс «цитология» изучается на 2-м курсе. Учебный курс рассчитан на один семестр, включает лекции, читаемые в режиме лекций презентаций с использованием мультимедиа и лабораторные занятия.

Виды контроля знаний студентов. Для оценки полноты усвоения студентами учебно программного материала используется устный опрос;

в конкретные недели семестра предусматривается проведение коллоквиума по основным разделам дисциплины, итогового занятия по теме и самостоятельное решение генетических задач. Кроме этого, в учебном плане предусмотрены контрольные работы с решением генетических задач.

Завершается изучение курса зачетным мероприятием в форме устного экзамена.



Критерии оценки знаний студентов: 5 (отлично) – выставляется в случае полного и всестороннего раскрытия тем, задаваемых в вопросах экзаменационного билета (либо если в ответе имеется одно несущественное упущение (отсутствие информации, не влияющей на существо ответа) или одна несущественная ошибка (приведение неточных дат, имен и примеров);

4 (хорошо) – при преимущественно полном раскрытии вопросов, если в ответе имеется 1-2 несущественных упущений;

3 (удовлетворительно) - при неполном ответе, когда допущены две существенные ошибки (искажение теоретических основ или о строении, или о функциях, или о процессах, или о явлениях), или когда имеются два существенных упущения (неполнота освещения теоретических основ или же отсутствие адекватного аргументированного примера);

2 (неудовлетворительно) - в случае незнания или искажения общетеоретических основ строения, генетических процессов, законов и явлений.

2. Тематический план № Название и содержание разделов, Объем часов тем, модулей Общий лекц лаб самост Формы контроля 1 Генетика и ее место среди 2 2 опрос естественных наук. История развития генетики 2 Закономерности наследования, 8 2 6 Решение установленные Г.Менделем задач 3 Взаимодействие генов. 8 2 6 Решение Реализация генотипа в фенотип задач 4 Генетика пола и сцепленных с 8 2 6 Решение полом признаков задач 5 Сцепление генов и кроссинговер. 9 2 6 1 коллоквиум Хромосомная теория наследственности 6 Типы биологической 4 2 2 опрос изменчивости.

7 Мутационная изменчивость. 4 2 2 опрос 8 Генетика микроорганизмов. 4 2 2 1 опрос Трансформация. Конъюгация.

Трансдукция.

9 Нехромосомное 4 2 2 опрос (цитоплазматическое) наследование.

10 Теория гена. Анализ структуры 6 2 2 опрос гена.

11 Современные представления о 6 2 4 Итоговое структуре гена. Молекулярные занятие по основы генетических процессов теме 12 Основы генетики популяций и 6 2 4 Решение генетические основы эволюции задач 13 Генетические основы онтогенеза 4 2 2 опрос 14 Основы генетики человека 4 2 2 опрос 15 Проблемы медицинской 4 2 2 опрос генетики. Медико-генетическое консультирование 16 Экологическая генетика. 4 2 2 опрос Генетическая токсикология 17 Генетика поведения 4 2 2 опрос 18 Основы селекции 4 2 2 опрос ИТОГО 92 36 54 1 экзамен Формы контроля Экзамен 3. Содержание дисциплины Лекционный курс Лекция 1. Генетика и ее место среди естественных наук. История развития генетики.

Генетика — наука о закономерностях наследственности, наследования и изменчивости. Проявление наследственности и изменчивости на разных уровнях организации живого: молекулярном, организменном, популяционном.

Методы генетики. Гибридологический анализ — основной специфический метод генетики. Использование методов биохимии, математики, цитологии, эмбриологии и др.

наук в изучении генетических проблем.

История генетики. Ее истоки. Значение эволюционной теории Ч. Дарвина, успехов селекции, эмбриологии и цитологии в становлении генетики. Основные этапы развития генетики от Менделя до наших дней. Роль отечественных ученых в развитии генетики и селекции (Н. И. Вавилов, Н. К. Кольцов, И. В. Мичурин, Г. А. Надсон, С. Г. Филиппов, А.

С. Серебровский, Ю. А. Филипченко, Г. Д. Карпеченко, С. С. Четвериков, С. Г. Навашин, Б. Л. Астауров, М. Е. Лобашев и др.).

Основные разделы современной генетики — цитогенетика, молекулярная генетика, метагенез, популяционная и эволюционная генетика, физиологическая генетика, генетика индивидуального развития, генетика поведения, космическая генетика, генетика соматических клеток и др. Генетика микроорганизмов, генетика растений, генетика животных, генетика человека, частная и сравнительная генетика.

Место генетики среди биологических наук. Значение генетики для современной систематики, физиологии, экологии. 3начение генетики в разработке комплекса проблем охраны природы. Практическое значение генетики для сельского хозяйства, биохимической промышленности, для медицины и педагогики. Мировоззренческое значение генетики и ее место в курсе общей биологии в средней школе.

Лекция 2. Закономерности наследования установленные Г.Менделем.

Гибридологический метод как основа генетического анализа. Принципиальное значение метода генетического анализа, разработанного Г. Менделем, – анализ наследования отдельных альтернативных пар признаков, использование константных чистолинейных родительских форм, индивидуальный анализ потомства гибридов, количественная оценка результатов скрещивания. Генетическая символика. Правила записи скрещивания.

Наследование при моно- и полигибридном скрещивании. Наследование при моногибридном скрещивании. Понятие о реципрокных скрещиваниях. Первый закон Менделя – закон единообразия гибридов первого поколения. Понятия о генах и аллелях.

Аллелизм. Множественный аллелизм. Взаимодействие аллельных генов (доминирование, неполное доминирование, кодоминирование). Расщепление по генотипу и фенотипу во втором и третьем поколениях. Гомозиготность и гетерозиготность. Расщепление при возвратном и анализирующем скрещиваниях. Значение анализирующего скрещивания.

Второй закон Менделя — закон расщепления или чистоты гамет. Цитологический механизм расщепления. Условия, обеспечивающие и ограничивающие проявление закона расщепления. Статистический характер расщепления. Наследование при дигибридном скрещивании. Расщепление по генотипу и фенотипу при дигибридном скрещивании.

Независимое наследование отдельных пар признаков. Третий закон Менделя.

Цитологические основы независимого комбинирования генов, признаков. Закономерности полигибридного скрещивания. Комбинативная изменчивость, ее значение в селекции и в эволюции. Общие формулы расщепления при полигибридных скрещиваниях.

Наследование и наследственность. Принципы наследственности, вытекающие из законов наследования, открытых Менделем. Менделирующие признаки у человека.

Лекция 3. Взаимодействие генов. Реализация генотипа в фенотип.





Наследование при взаимодействии генов. Типы взаимодействия генов:

комплементарность, эпистаз, полимерия, модифицирующее действие генов.

Изменение расщепления по фенотипу в зависимости от типа взаимодействия генов.

Отличительные особенности наследования количественных признаков. Влияние факторов внешней среды на реализацию генотипа. Экспрессивность, пенетрантность, норма реакции генетически детерминированного признака. Сочетание гибридологического, онтогенетического и биохимического методов как необходимое условие генетического анализа взаимодействия генов.

Плейотропное действие генов. Понятие о целостности и дискретности генотипа.

Лекция 4. Генетика пола и сцепленных с полом признаков.

Биология пола у животных и растений. Первичные и вторичные половые признаки.

Относительная сексуальность у разных организмов.

Хромосомная теория определения пола. Гомо- и гетерозиготный пол.

Генетические и цитологические особенности половых хромосом.

Гинандроморфизм. Мозаицизм. Балансовая теория определения пола. Половой хроматин. Генетическая бисексуальность организмов. Проявление признаков пола при изменении баланса половых хромосом и аутосом. Интерсексуальность. Дифференциация и переопределение пола в онтогенезе. Гены, ответственные за дифференциацию признаков поля. Естественное и искусственное (гормональное) переопределение пола.

Соотношение полов в природе и проблемы его искусственной регуляции. Практическое значение регуляции соотношения полов в шелководстве и др. Наследование признаков, сцепленных с полом при гетерогаметности мужского и женского пола в реципрокных скрещиваниях. Наследование крест-накрест (крисс-кросс). Характер наследования признаков при нерасхождении половых хромосом как доказательство роли хромосом в передаче наследственной информации.

Лекция 5. Сцепление генов и кроссинговер. Хромосомная теория наследственности.

Явление сцепления генов. Расщепление в потомстве гибрида при сцепленном наследовании и отличие его от наследования при плейотропном действии гена.

Основные положения хромосомной теории наследственности Т. Моргана.

Генетическое доказательство перекреста хромосом. Величина перекреста и линейная генетическая дискретность хромосом. Одинарный и множественный перекресты хромосом. Понятие об интерференции и коинциденции. Определение силы сцепления.

Соответствие числа групп сцепления гаплоидному числу хромосом. Локализация гена.

Генетические карты растений, животных и микроорганизмов. Цитологическое доказательство кроссинговера. Учет кроссинговера при тетрадном анализе. Перекрест на хроматидном уровне. Гипотетические механизмы перекреста. Мейотический и соматический кроссинговеры. Соматический мозаицизм. Неравный кроссинговер.

Сравнение цитологических и генетических карт хромосом. Влияние структуры хромосом, пола и функционального состояния организма на частоту кроссинговера. Генетический контроль конъюгации хромосом и частоты кроссинговера. Влияние факторов внешней среды на кроссинговер. Роль перекреста хромосом и рекомбинации генов в эволюции и селекции растений, животных и микроорганизмов.

Лекция 6. Типы биологической изменчивости.

Классификация изменчивости. Понятие о наследственной генотипической изменчивости (комбинативная и мутационная) и ненаследственной генотипической (модификационная, онтогенетическая) изменчивости. Наследственная изменчивость организмов как основа эволюции. Роль модификационной изменчивости в адаптации организмов и значение ее для эволюции.

Лекция 7. Мутационная изменчивость.

Мутационная теория Г. Де-Фриза. Развитие представлений о мутациях. Принципы классификации мутаций. Генеративные и соматические мутации. Классификация мутаций по изменению фенотипа – морфологические, биохимические, физиологические. Различие мутаций по их адаптивному значению: летальные и полулетальные, нейтральные и полезные мутации;

относительный характер различий мутаций по адаптивному значению.

Понятие о биологической и хозяйственной полезности мутационного изменения признака.

Генетические коллекции мутантных форм и их использование в частной генетике растений, животных и микроорганизмов. Значение мутаций для генетического анализа различных биологических процессов. Классификация мутаций по характеру изменений генотипа: генные мутации, прямые и обратные. Хромосомные перестройки.

Внутрихромосомные перестройки: нехватки (дефишенсии и делеции), умножение идентичных участков (дупликации), инверсии. Межхромосомные перестройки — транслокации. Цитологические методы обнаружения хромосомных перестроек.

Механизмы возникновения хромосомных перестроек. Значение хромосомных перестроек в эволюции.

Геномные мутации. Умножение гаплоидного набора хромосом - полиплоидия.

Фенотипические эффекты полиплоидии. Искусственное получение полиплоидов.

Автополиплоидия. Аллополиплоидия. Амфидиплоидия как механизм получения плодовитых аллополиплоидов (Г. Д. Карпеченко). Ресинтез видов и синтез новых видовых форм. Полиплоидные ряды. Значение полиплоидии в эволюции и селекции растений.

Естественная и экспериментальная полиплоидия у животных.

Анеуплоидия (гетероплоидия): нулисомики и моносомики, полисомики.

Особенности мейоза и образования гамет у анеуплоидов. Жизнеспособность и плодовитость анеуплоидных форм. Индуцированный мутационный процесс. Влияние ультрафиолетовых лучей, ионизирующих излучений, температуры, химических и биологических агентов на мутационный процесс. Основные характеристики радиационного и химического мутагенеза. Генетические последствия загрязнения окружающей среды физическими и химическими мутагенами. Количественные методы учета мутаций на разных объектах. Чувствительные тест-системы для выявления мутагенов среды и оценки степени генетического риска. Роль физиологических и генетических факторов в определении скорости спонтанного и индуцированного мутационного процесса.

Репарация ДНК. Типы репарации. Ферменты репарации, этапы процессов.

Репарация ДНК как механизм поддержания стабильности генетического аппарата клетки.

Генетический контроль рекомбинации. Молекулярные механизмы рекомбинации.

Ферменты и этапы процесса рекомбинации. Молекулярные механизмы мутагенеза.

Мутации как ошибки в осуществлении процессов репликации, репарации и рекомбинации. Молекулярная основы генных мутаций — замены нуклеотидных пар, сдвиги рамки считывания. Специфичность действия мутагенов и проблема направленного мутагенеза.

Лекция 8. Генетика микроорганизмов. Трансформация. Конъюгация. Трансдукция.

Генетика микроорганизмов. Строение и жизненные циклы микроорганизмов.

Эукариотические микроорганизмы. Прокариотические микроорганизмы. Относительная простота организации бактериальной клетки. Прототрофность и ауксотрофность.

Увеличение разрешающей способности генетического анализа. Обнаружение и анализ биохимических мутаций у микроорганизмов (метод отпечатков, метод селективных сред и др.). Вирусы, бактериофаги как объекты генетики. Вирулентные бактериофаги.

Умеренные бактериофаги. Механизмы вирусной инфекции. Мутации у бактериофагов и вирусов. Анализ рекомбинаций у фагов. Перенос ДНК и генетическое картирование у бактерий. Трансформация. Особенности и механизмы. Трансдукция. Типы трансдукции (общая, ограниченная, абортивная). Явления трансформации и трансдукции у бактерий прямые доказательства роли ДНК в наследственности и наследственной изменчивости.

Конъюгация. Половые факторы. Генетический контроль и механизмы конъюгации.

Использование конъюгации для генетического картирования. Внехромосомные генетические элементы микроорганизмов. Плазмиды и эписомы. Плазмиды бактерий.

Плазмиды эукариотических микроорганизмов. Мигрирующие генетические элементы микроорганизмов.

Практическое использование достижений молекулярной генетики. Генная инженерия. Значение плазмид, эписом, профагов в генной инженерии.

Лекция 9. Нехромосомное (цитоплазматическое) наследование.

Относительная роль саморепродуцирующихся органоидов цитоплазмы и ядра в наследовании. Особенности нехромосомного (цитоплазматического) наследования и методы его изучения. Матроклинное наследование. Содержащие ДНК цитоплазматические органоиды клетки. Наследование через пластиды и митохондрии.

Особенности организации генома митохондрий. Цитоплазматическая мужская стерильность. Генотип как система.

Лекция 10. Теория гена. Анализ структуры гена.

Эволюция представлений о гене. Классические представления о гене как о единице функции, рекомбинации и мутации. Теория гена Т.Моргана. Функциональный критерий аллелизма (цис-транс-тест). Внутригенная рекомбинация. Явление ступенчатого аллелизма. Анализ тонкой структуры гена на примере локуса 11 у бактериофага Т-4.

Современные представления о структуре гена и аллелизме. Колинеарность гена и его белкового продукта. Внутригенная (межаллельная) комплементация.

Лекция 11. Современные представления о структуре гена. Молекулярные основы генетических процессов.

Ген как участок молекулы ДНК и РНК у некоторых вирусов. Молекулярные механизмы реализации наследственной информации. Генетическая организация ДНК — последовательность нуклеотидных пар как основа кодирования наследственной информации. Транскрипция. Типы РНК в клетке — информационная, транспортная, рибосомальная. Дискретность транскрипции. Генетический контроль и регуляция генной активности. Система оперона (регулятор-оператор-структурный ген), обеспечивающая дифференциальное функционирование генов у прокариотических микроорганизмов.

Фермент РНК-полимераза и его участие в транскрипции. Обратная транскрипция, ревертаза. Трансляция. Основные свойства генетического кода: триплетность, однонаправленное чтение кода без запятых, избыточность (вырожденность) кода. Синтез белка, расшифровка кодонов. Таблица генетического кода. Универсальность кода.

Структура и свойства транспортных РНК. Взаимодействие кодон-антикодон. Структура рибосом и их функция в белковом синтезе. Инициация и терминация белкового синтеза.

Функциональные границы гена. Искусственный синтез гена. Перспективы исследований в этой области. Особенности осуществления молекулярно-генетических процессов у высших организмов. Избыточность ДНК и структура гена у эукариот. Интрон-экзонная организация гена, наличие мигрирующих диспергированных генов (МДГ). Особенности регуляции генной активности у эукариот. Некоторые тенденции в эволюции гена.

Особенности транскрипции и трансляции у эукариот. Особенности репарации хромосом, рекомбинации и мутагенеза у эукариот.

Лекция 12. Основы генетики популяций и генетические основы эволюции.

Популяция и ее генетическая структура. Популяция организмов с перекрестным размножением и самооплодотворением. Учение В. Иогансена о популяциях и чистых линиях. Наследование в популяциях. Генетическое равновесие в панмиктической менделевской популяции и его теоретический расчет в соответствии с законом Харди Вайнберга. Факторы генетической динамики популяций. Роль инбридинга в динамике популяций. Процесс гомозиготизации. Роль мутационного процесса в генетической динамике популяций (С. С. Четвериков). Мутационный груз в популяциях. Возрастание мутационного груза в популяциях в связи с загрязнением окружающей среды физическими и химическими мутагенами. Ненаправленность мутационного процесса.

Популяционные волны (дрейф генов), их специфичность и роль в динамике генных частот.

Действие отбора как направляющего фактора эволюции популяций. Понятие об адаптивной (селективной) ценности генотипов и о коэффициенте отбора. Генетические факторы изоляции (хромосомные перестройки, авто- и аллополиплоидия). Генетический гомеостаз и его механизмы. Гетерозиготность в популяции. Наследственный полиморфизм популяций. Изоферменты и биохимический метод анализа полиморфизма популяций. Переходный и сбалансированный полиморфизм. Значение генетики в развитии эволюционной теории. Значение генетики популяций для экологии и биогеоценологии. Значение генетики популяций в комплексе проблем охраны природы.

Меры по сохранению генофонда планеты.

Лекция 13. Генетические основы онтогенеза.

Онтогенез как реализация программы развития в определенных условиях внешней и внутренней среды. Генетические основы дифференцировки. Первичная дифференциация цитоплазмы яйцеклетки до оплодотворения, предетерминация общего плана развития.

Генетическая регуляция процессов пролиферации в онтогенезе. Особенности воспроизведения хромосомного материала в связи с функциональным состоянием клеток и тканей. Политения и полиплоидия в связи с процессом дифференцировки в онтогенезе многоклеточных. Эндоредупликация хромосом, амплификация генов. Ядерный дуализм и полиплоидия микронуклеуса у инфузорий. Функциональные изменения хромосом в онтогенезе. Функциональная гетерохроматизация хромосом. Хромомеры как единица транскрипции (пуфы, ламповые щетки). Регуляция активности генов в связи с деятельностью желез внутренней секреции. Действие и взаимодействие генов. Цепи биосинтеза. Время действия гена. Трансплантация ядер как метод изучения действия генов. Гибридизация соматических клеток как метод анализа действия генов.

Трансплантация тканей как метод изучения действия генов и дифференцировки.

Генетические основы совместимости и несовместимости тканей. Генотип и фенотип.

Управление онтогенезом. Роль витаминов, гормонов и других биологически активных соединений в индивидуальном развитии и их значение для повышения продуктивности сельскохозяйственных животных и растений. Понятие об экспрессивности и пенетрантности гена. Значение единства внешней и внутренней среды в развитии организма. Онтогенетическая изменчивость. Онтогенетическая адаптация, значение генотипа в обеспечении пластичности организма на разных стадиях развития. Поведение животных как один из механизмов онтогенетической адаптации. Генетика поведения.

Сигнальная наследственность, ее значение в процессе обучения и воспитания в человеческом обществе. Дискретность онтогенеза. Стадии и критические периоды в развитии. Влияние экстремальных факторов внешней среды на процесс развития.

Тератогенез, морфозы и фенокопии. Системный контроль генетических процессов.

Лекция 14. Основы генетики человека.

Человек как объект генетических исследований.

Методы изучения генетики человека. Генеалогический, цитогенетический, биохимический, близнецовый, онтогенетический и популяционный методы.

Генеалогический метод как метод изучения характера наследования признаков. Анализ родословных. Кариотип человека. Идиограмма хромосом человека, номенклатура. методы дифференциальной окраски хромосом. Значение культуры лимфоцитов в изучении хромосом человека. Геном человека. Международная программа "Геном человека". Ее цели и задачи. Методы изучения генома человека. Основные особенности генома человека. Разработка подходов к генной терапии наследственных заболеваний.

Биохимический метод в генетике человека. Генетический контроль цепей метаболизма у человека. Выявление и анализ отдельных мутантных белков человека. Анализ структуры генов, ответственных за синтез гемоглобина. Значение комбинации цитогенетического и биохимического методов в генетике человека. Гибридизация соматических клеток как метод определения групп сцепления и локализации генов в хромосоме. Использование близнецового метода для разработки проблемы "Генотип и среда". Выявление гетерозиготного носительства с помощью онтогенетического метода и значение его для медико-генетических консультаций. Популяционный метод как метод определения частоты встречаемости и распределения отдельных генов среди населения. Изоляты.

Лекция 15. Проблемы медицинской генетики. Медико-генетическое консультирование.

Проблемы медицинской генетики. Наследственные болезни человека и их распространение в популяциях человека. Понятия о наследственных и врожденных аномалиях. Болезни обмена веществ. Молекулярные болезни. Хромосомные болезни.

Возможность терапии наследственных аномалий человека путем активного вмешательства в индивидуальное развитие. Значение ранней диагностики. Медико генетическое консультирование.

Лекция 16. Экологическая генетика. Генетическая токсикология.

Генетические механизмы мутагенеза и канцерогенеза. Причины возникновения врожденных и наследственных заболеваний. Генетическая опасность радиации, химических мутагенов и канцерогенов. Значение исследований по определению степени генетического риска контакта с мутагенами среды. Тест-объекты и тест-стстемы для выявления мутагенной активности факторов среды. Билогические маркеры воздействия, эффекта и чувствительности. Роль генетического полиморфизма в определении чувствительности к мутагенам и канцерогенам среды.

Лекция 17. Генетика поведения.

Соотношение биологических и социальных факторов в человеческом обществе. Роль наследственности и среды в обучении и воспитании. Критика расистских теорий с позиций генетики.

Лекция 18. Основы селекции.

Генетика как теоретическая основа селекции. Значение частной и сравнительной генетики растений, животных и микроорганизмов в селекции. Селекция как наука и как технология. Предмет и методы исследования. Учение об исходном. материале в селекции.

Центры происхождения культурных растений по Н. И. Вавилову. Понятие о породе, сорте, штамме. Источники изменчивости для отбора. Комбинативная изменчивость. Принципы подбора пар для скрещивания. Мутационная изменчивость, использование индуцированной мутационной изменчивости в селекции растений и микроорганизмов (продуцентов антибиотиков, витаминов, аминокислот) Роль экспериментальной полиплоидии в повышении продуктивности сельскохозяйственных растений. Системы скрещивания в селекции растений и животных. Инбридинг. Линейная селекция.

Аутбридинг. Отдаленная гибридизация. Явление гетерозиса. Генетические механизмы гетерозиса. Использование простых и двойных межлинейных гибридов в растениеводстве и животноводстве. Производство гибридных семян на основе цитоплазматической мужской стерильности. Наследуемость. Коэффициент наследуемости и его использование в выборе методов селекции.

Методы отбора. Индивидуальный и массовый отборы и их значение.

Индивидуальный отбор как основа селекции. Значение условий внешней среды для эффективности отбора. Роль наследственности, изменчивости и отбора в создании пород животных и сортов растений. Роль агротехнических и зоотехнических мероприятий в реализации потенциальной продуктивности сортов растений и пород животных.

Основные достижения селекции растений, животных и микроорганизмов. Перспективы развития селекции в связи с успехами молекулярной генетики, цитогенетики, биохимии, микробиологии. Биотехнология. Использование в селекции гибридизации соматических клеток, метода культуры клеток, тканей и органов.

Темы лабораторных занятий:

Занятие 1.

Законы Менделя: закономерности наследования при моногибридном и дигибридном скрещивании.

Закон единообразия гибридов первого поколения, закон расщепления. Гипотеза «чистоты гамет». Возвратное и анализирующее скрещивание. Цитологический механизм расщепления. Неполное доминирование и кодоминирование. Наследование при дигибридном скрещивании. Расщепление по генотипу и фенотипу при дигибридном скрещивании. Независимое наследование отдельных пар признаков. Третий закон Менделя. Цитологические основы независимого комбинирования генов, признаков.

Закономерности полигибридного скрещивания.

Занятия 2,3.

Решение задач на моно-, ди- полигибридное скрещивание.

Занятие 4. Взаимодействие генов.

Наследование при взаимодействии генов. Типы взаимодействия генов:

комплементарность, эпистаз, криптомерия, полимерия, модифицирующее действие генов.

Изменение расщепления по фенотипу в зависимости от типа взаимодействия генов.

Отличительные особенности наследования количественных признаков. Плейотропное действие генов.

Занятие 5,6. Решение задач на разные варианты межаллельного взаимодействия генов.

Занятие 7. Генетика пола и сцепленных с полом признаков.

Биология пола у животных и растений. Первичные и вторичные половые признаки.

Относительная сексуальность у разных организмов. Определение пола: прогамное, сингамное и эпигамное. Хромосомное определение пола. Расщепление по полу.

Гинандроморфизм и мозаицизм. Балансовая теория Бриджеса. Наследование признаков, сцепленных с полом. Наследование при нерасхождении половых хромосом.

Наследование, ограниченное полом и связанное с полом.

Занятие 8,9. Решение задач на наследование признаков, сцепленных с полом, ограниченных полом, зависимых от пола.

Занятие 10. Хромосомная теория наследственности, сцепленное наследование и кроссинговер.

Сцепленное наследование и кроссинговер как основа генетической рекомбинации.

Генетическое доказательство перекреста хромосом. Величина перекреста и линейная генетическая дискретность хромосом. Одинарный и множественный перекресты хромосом. Понятие об интерференции и коинциденции. Определение силы сцепления.

Цитологическое доказательство кроссинговера.

Занятие 11,12. Решение задач на сцепленное наследование.

Занятие 13. Биологическая изменчивость: модификационная и комбинативная. Типы изменчивости. Фенотипическа изменчивость: модификационная и онтогенетическая.

Модификации как изменения организма в пределах нормы реакции. Типы модификаций.

Морфозы. Фенокопии. Значение модификаций. Комбинативная изменчивость.

Рекомбинация: общая, сайт-специфическая, незаконная.

Занятие 14. Мутационная изменчивость и методы изучения мутаций.

Мутации. Классификация мутаций. Демонстрация различных мутаций у различных объектов. Причины и механизмы возникновения мутаций. Общая характеристика методов изучения мутаций. Учет мутаций у микроорганизмов, дрозофилы, человека.

Занятие 15. Рекомбинационные процессы у микроорганизмов.

Строение и жизненные циклы микроорганизмов. Относительная простота организации бактериальной клетки. Прототрофность и ауксотрофность. Увеличение разрешающей способности генетического анализа. Вирусы, бактериофаги как объекты генетики.

Перенос ДНК и генетическое картирование у бактерий. Трансформация. Трансдукция.

Типы трансдукции (общая, ограниченная, абортивная). Явления трансформации и трансдукции у бактерий - прямые доказательства роли ДНК в наследственности и наследственной изменчивости. Конъюгация. Половые факторы. Генетический контроль и механизмы конъюгации. Использование конъюгации для генетического картирования.

Внехромосомные генетические элементы микроорганизмов. Плазмиды и эписомы.

Занятие 16. Нехромосомное наследование.

Относительная роль саморепродуцирующихся органоидов цитоплазмы и ядра в наследовании. Особенности нехромосомного (цитоплазматического) наследования и методы его изучения. Содержащие ДНК цитоплазматические органоиды клетки.

Наследование через пластиды и митохондрии. Особенности организации генома митохондрий. Цитоплазматическая мужская стерильность. Генотип как система.

Занятие 17. Молекулярные механизмы реализации наследственной информации.

Действие гена и матричные процессы. Генетический код и его свойства. Генетический контроль биосинтеза белка. Строение и функционирование оперона. Регуляция действия генов у эукариот.

Занятие 18. Решение задач по молекулярной генетике.

Закономерности молекулярной генетики, решение задач по редупликации ДНК, транскрипции, трансляции. Анализ молекулярной природы мутаций на примере мутаций, изменяющих структуру гемоглобина человека.

Занятие 19. Теория гена.

Критерии аллелизма и их противоречия. Множественный аллелизм. Ступенчатый аллелизм. Псевдоаллелизм. Цис-транс-тест на аллелизм. Тонкая структура гена.

Занятие 20. Популяционная и эволюционная генетика.

Популяция и ее генетическая структура. Закон Харди-Вайнберга и его применение.

Гетерозиготность и полиморфизм популяции. Эволюция гена. Концепция нейтральной эволюции.

Занятие 21, 22. Решение задач по генетике популяций.

Закономерности наследования генов и их аллелей в популяциях. Составление и анализ модельных панмиктических популяций при заданных частотах гамет. Решение задач по действию отбора различной интенсивности.

Занятие 23. Генетические основы онтогенеза.

Онтогенез как реализация программы развития в определенных условиях внешней и внутренней среды. Генетические основы дифференцировки. Действие и взаимодействие генов. Цепи биосинтеза. Время действия гена. Генотип и фенотип. Управление онтогенезом. Понятие об экспрессивности и пенетрантности гена. Значение единства внешней и внутренней среды в развитии организма. Онтогенетическая изменчивость.

Онтогенетическая адаптация, значение генотипа в обеспечении пластичности организма на разных стадиях развития.

Занятие 24. Генетика человека, медицинская генетика.

Человек как объект генетического анализа. Методы генетики человека. Цель и задачи медицинской генетики. Наследственная патология и ее виды. Медико-генетическое консультирование. Методы пренатальной диагностики.

Занятие 25,26. Решение задач по медицинской генетике.

Составление и анализ родословных. Решение задач по анализу наследования ряда признаков у человека по данным родословных. Определение вероятности появления наследственно отягощенного потомства по заданным характеристикам родословной пробанда.

Занятие 27. Экологическая генетика.

Цель, задачи и объекты экологической генетики. Генетическая токсикология. Тесты для выявления мутагенов окружающей среды. Генетический мониторинг. Мутагенез и канцерогенез.

Занятие 28. Генетика поведения.

Поведение животных как один из механизмов онтогенетической адаптации. Генетика поведения. Сигнальная наследственность, ее значение в процессе обучения и воспитания в человеческом обществе.

Занятие 29. Генетические основы селекции.

Селекция и ее генетические основы. Методы селекции. Типы скрещиваний и отбора, используемые в селекции. Генетические эффекты в селекции: инбридинг, гетерозис, отдаленная гибридизация, полиплоидия, индуцированный мутагенез.

4. Учебно-методические материалы по дисциплине Основная литература:

1. Никольский, В. И.

Генетика : учеб. пособие / В. И. Никольский.- М. : Академия, 2010.- 249 с.

2. Инге-Вечтомов, С. Г.

Генетика с основами селекции : учебник / С. Г. Инге-Вечтомов.- 2-е изд..- СПб. : Изд-во Н-Л, 2010.- 718 с.

3. Коничев, А.С. Молекулярная биология: учебник / А.С. Коничев, Г.А.

Севастьянова. - 4 изд., перераб. И доп. - М.: Академия ИЦ, 2012. - 400 с.

Дополнительная литература:

1. Жимулев, Игорь Федорович Общая и молекулярная генетика : Учеб. пособие для вузов / И.Ф. Жимулев.- 2-е изд., испр. и доп..- Новосибирск : Сибирское университетское издательство, 2003. 478 с.

2. Граник, В.Г. Генетика. Химический и медико-биологический аспекты / В.Г.

Граник.- М. : Вузовская книга, 2011.- 437 с.

3. Щипков, В.П. Общая и медицинская генетика : Учеб.пособие для вузов / В. П.

Щипков, Г. Н. Кривошеина.- М. : Academia, 2003.- 4. Бакай, А.В. Генетика : учебник для вузов / А. В. Бакай, И. И. Кочиш, Г. Г.

Скрипниченко.- М. : Колос, 2006.- 447 с.

5. Курчанов, Н.А. Генетика человека с основами общей генетики : учеб. пособие / Н.

А. Курчанов ;

[ред. А. А. Редкокаша].- СПб. : СпецЛит, 2006.- 175 с.

6. Генетика : учебник / В. И. Иванов [и др.] ;

под ред. : В. И. Иванова.- М. :

Академкнига, 2007.- 638 с.

7. Коряков, Д. Е. Хромосомы. Структуры и функции / Д. Е. Коряков, И. Ф. Жимулев ;

РАН, СО, Ин-т химической биологии и фундаментальной медицины, РАН, СО, Ин-т цитологии и генетики, Федеральное агентство по образованию, Новосибирский гос. ун-т.- Новосибирск : Изд-во СО РАН, 2009.- 257 с.

8. Клаг, У. Основы генетики / У. С. Клаг, М. Р. Каммингс.- М. : Техносфера, 2007. 894 с.

9. Пухальский, В. А. Введение в генетику (краткий конспект лекций) : учеб. пособие для вузов / В. А. Пухальский ;

ред. И. А. Фролова.- М. : КолосС, 2007.- 224 с.

Учебно-методические пособия 1. Орлова Н.Н. Сборник задач по общей генетике. Уч. метод, пос. М. Изд. МГУ, 1982 г.

2. Ульянова М.В., Дружинин В.Г. Малый практикум по общей генетике (сборник задач) Уч.-метод. пособие для студентов биол. ф-та. – Кемерово, КемГУ, 2008. с.

5. Формы текущего, промежуточного и рубежного контроля 5.1. Примерный перечень вопросов к экзамену:

1. Предмет, методы и задачи генетики.

2. Основные этапы развития генетики.

3. Особенности метода гибридологического анализа, предложенного Менделем.

4. Моногибридное скрещивание и выявленные на его основе законы.

5. Анализирующее скрещивание. Гипотеза чистоты гамет и ее цитологичес кое подтверждение.

6. Дигибридное скрещивание, 3-й закон Менделя.

7. Полигибридное скрещивание.

8. Менделирующие признаки у человека.

9. Внутриаллельные взаимодействия генов (типы, примеры ) 10.Классификация и определения типов межаллельного взаимодействия генов.

11.Комплементарное взаимодействие генов (примеры ) 12.Доминантный эпистаз (примеры) 13.Взаимодействие по типу проявления (криптомерия) 14.Полимерное взаимодействие генов (примеры) 15.Модификационное взаимодействие генов. Плейотропия. Экспессивность, пенетрантность и норма реакции.

16.Типы хромосомного определения пола.

17.Сцепленное с полом наследование (на примере дрозофилы) 18.Сцепленное с полом наследование (на примере кур) 19.Сцепленное с полом наследование при нерасхождении половых хромосом Явление гинандроморфизма.

20.Балансовая теория Бриджеса.

21.Сцепленное с полом наследование у человека.

22. Явление сцепленного наследования (опыт Бэтсона и Пеннета с душистым горошком) 23. Генетическое доказательство кроссинговера ( опыт Моргана) 24.Интерференция, коинциденция, множественный кроссинговер.

25.Картирование хромосом на основе анализа сцепления генов и кроссинго вера.

26.Цитологическое доказательство кроссинговера (опыт Штерна) 27.Типы биологической изменчивости. Модификационная изменчивость.

28.Мутационная изменчивость. Мутационная теория Де-Фриза. Развитие представлений о мутациях.

29.Типы классификаций мутаций.

30.Типы, молекулярные механизмы и причины точковых мутаций.

31.Хромосомные мутации (делеции, дупликации).

32.Хромосомные мутации (инверсии, транслокации).

33.Геномные мутации (анеуплодия).

34.Геномные мутации (полиплодия, гаплодия).

35.Методы учета мутаций у микроорганизмов.

36.Методы учета мутаций у дрозофилы (Меллер-5).

37.Методы учета мутаций у дрозофилы (Метод сбалансированных леталей).

38.Генетическая рекомбинация у микроорганизмов. Коньюгация.

39.Трансформация.

40.Трансдукция.

41.Цитоплазматическая наследственность (критерии, примеры).

42.Развитие представлений о гене. Теория гена Т.Моргана. Критерии аллелизма.

43.Множественный аллелизм. Ступенчатый аллелизм. Псевдаллелизм. Цис-транс тест и его значение.

44. Организация генома прокариот. Схема работы оперона.

45. Организация генома эукариот. Схема работы транскриптона.

46.Основы популяционной генетики (определение, цели, задачи, понятия) 47.Закон Харди-Вайнберга и его значение.

48.Основные факторы микроэволюционных преобразований, их соотносительная роль в эволюции популяций.

49.Генетический полиморфизм популяций.

50.Генетика человека (определение, принципы, задачи, методы) 51.Человек - объект генетического анализа.

52.Генеалогический и популяционно-статистический методы в генетике человека.

53.Близнецовый и цитогенетический методы в генетике человека.

54.Медицинская генетика: классификация и характеристика моногенных заболеваний.

55.Соотношение генетических и средовых факторов в патологии человека.

Мультифакториальные заболевания.

56. Врожденная и наследственная патология. Тератогены. Фенокопии.

57.Классификация и характеристика хромосомных болезней.

58.Медико-генетическое консультирование. Пренатальная диагностика наследственных заболеваний.

59.Генетическая опасность загрязнения окружающей среды. Генетическая токсикология.

60.Генетические основы селекции (определение, цели, задачи, методы) 61.Типы скрещиваний и отбора, генетические эффекты, используемые в селекции.

62.Значение полиплодии в селекции растений.

5.2. Примерные вопросы к коллоквиуму:

1. Организация генома про - и эукариот.

2. Проблемы генетической безопасности.

3. Наследственные болезни человека. Их диагностика, профилактика и лечение.

4. Мутагены окружающей среды.

5. Гибридизация соматических клеток.

6. Генетика и эволюция.

7. Мобильные генетические элементы прокариот и эукариот.

8. СПИД – чума ХХ века.

9. Биология и генетика раковых клеток.

10. Явление гетерозиса и его сущность. Использование простых и двойных межлинейных гибридов в растениеводстве и животноводстве. Производство гибридных семян на основе ЦМС.

5.3. Перечень примерных заданий для самостоятельной работы:

1. Цитоплазматические мутации, их природа и особенности 2. Индуцированный мутационный процесс. Основные характеристики радиационного и химического мутагенеза.

3. Особенности наследования при взаимодействии неаллельных генов:

комплементарность, эпистаз, полимерия.

4. Генетические основы дифференцировки. Регуляция процессов пролиферации в онтогенезе.

5. Гибридизация соматических клеток.

6. Международная программа «Геном человека». Ее цели и задачи, методы изучения генома человека. Достижения в генной терапии.

5.4. Примерные темы рефератов 1. Генетический код и его значение.

2. Этические проблемы генетики. Евгеника.

3. Перспективы дальнейшего изучения генома человека.

4. Геном человека как объект искусственных манипуляций. Клонирование человека.

5.5. Примерные варианты контрольных работ (очно-заочного отделения) Указаны в: Ульянова М.В., Дружинин В.Г. Малый практикум по общей генетике (сборник задач) Уч.-метод. пособие для студентов биол. ф-та. – Кемерово, КемГУ, 2008. 84 с.



 

Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.