litceysel.ru
добавить свой файл
1
Наименование дисциплины: Генетика и селекция


Направление подготовки: 020400 Биология

Профиль подготовки: Биоэкология

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная

Автор: к.б.н., доцент, доцент кафедры морфологии И.М.Прохорова.


1. Целями освоения дисциплины « Генетика и селекция»являются:

приобретение знаний и умений в соответствии с государственным образовательным стандартом, фундаментализация образования, формирование биологического мышления. Ознакомление с фундаментальными свойствами живых систем наследственностью и изменчивостью на всех уровнях организации живой природы.


2. Дисциплина ''Генетика и селекция'' относится к числу фундаментальных дисциплин профессионального цикла, базовой части (Б3.), она основывается на знаниях, полученных студентами при изучении дисциплин Общей биологии, ботаники, зоологии, микробиологии, биохимии, цитологии, биологии индивидуального развития. Знания, полученные при изучении генетики, используются практически при изучении всех частных разделов биологии и общетеоретических курсов, таких как Теория эволюции, генетическая токсикология и Биотехнология.


3. В результате освоения дисциплины обучающийся должен:


    Знать:

структуру и функции материального носителя наследственности,

закономерности наследования на молекулярном, клеточном и организменном уровнях,

метод генетического анализа,

генетические основы индивидуального и исторического развития организмов,

особенности генетики человека, соотношение наследственности и среды в формировании фенотипа,

роль генетики в улучшении благосостояния человечества,

причины и механизмы изменчивости признаков;

Понимать необходимость охраны окружающей среды от мутагенов для сохранения генофонда планеты.



    Уметь:

применять полученные знания при работе в любой области биологии, анализировать каждое биологическое явление с точки зрения генетики,


использовать знания генетических закономерностей при изучении частных разделов биологии,

определять характер наследования признаков, давать прогноз появления признаков у потомства;

определять частоты генов и генотипов в популяции.




    Владеть:

    методом генетического анализа для растений, животных и человека,

    методами составления родословных,

    навыками выявления и оценки факторов окружающей среды, представляющих генетическую опасность.

4. Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы, 72 часа.


5. Содержание дисциплины:


п/п

Раздел дисциплины

1

1. Генетика и ее место в системе биологических наук.

Генетика - наука о наследственности и изменчивости организмов. Виды наследственности (наследственность через гаметы, соматическая, сигнальная наследственность) и изменчивости (модификационная, мутационная, комбинативная, онтогенетическая).

Методы генетики. Теоретические и прикладные задачи генетики, методы, объекты и достижения каждого этапа.

2

2. Организация генетического материала.

2.1. Структура ДНК (модель Уотсона и Крика), А-, В-, Z- и другие струк­туры ДНК.

2.2. Организация генетического материала у прокариота.

Вирусы, особенности строения и функции ген. материала ви­сов. Обратная транскрипция.

Лизогения и трансдукция, роль вирусов в эволюции. Роль вирусов в канцерогенезе, онкогенезе. СПИД. "Медленные инфекции." Организация генетического материала у сине-зеленых водорослей и бактерий.


2.3. Организация генетического материала у эукариота.

Дезоксинуклеопротеиды. Уровни упаковки ДНК. Компактизация генетического материала в хромосому. Кариотипы организмов.

Особенности генетического материала эукариота. Гетерохроматин. Факультативный и конститутивный гетерохроматин, его значение в клетке. Уникальные и повторяющиеся последовательности в геноме эукариота, их классификация и функции.


3

3. Функции генетического материала.

3.1. Функции ДНК как материала наследственности. Репликация ДНК, энзимология репликации.

Хранение генетической информации.

Генетический код. Реализация генетической информации.

Транскрипция ДНК, созревание и-РНК. Трансляция и-РНК.

4

4. Цитологические основы наследственности.

4.1. Типы размножения организмов.

Митоз, цитологическая и гене­тическая хар-ка фаз. Процессы обеспечивающие митоз. Жизненный цикл клетки.

4.2. Мейоз, цитологическая и генетическая хар-ка фаз мейоза. Источники изменчивости при половом раз­множении.

4.3. Сперматогенез и овогенез у животных. Спорогенез и гаметогенез у растений. чередование гапло- и диплофаз в жизн. цикле водорослей, мхов, папоротников, голо- и покрытосеменных растений. Наследование при нерегулярных типах полового размножения.

5

5. Закономерности наследования на организменном уровне.

5.1. Закономерности наследования при моногибридном скрещивании

История изучения наследования до Г.Менделя (Кельрейтер,

Найт, Наден, Сажре). Г.Мендель- основоположник генетики. Особенности объекта и метода, используемого в работе Г.Менделя. Закон чистоты гамет. 1 и 2 законы Менделя. Цитологический механизм расщепления. Реципрокные и возвратные скрещивания. Условия соблюдения законов Менделя. Наследование при неполном доминировании. Управление доминированием. Анализ расщепления в гаплофазе.


5.2. Закономерности наследования при полигибридном скрещива­нии. Дигибридное скрещивание, 3 закон Менделя. Дискретность фенотипа и генотипа. Формулы расщепления. Взаимодействие неаллельных генов (комплементарность, эпистаз, полимерия, плейотропия, модифицирующее действие гена).

5.3. Представление о генотипе как о целостной системе. Проявление действия гена: пенетрантность, экспрессивность. Норма реакции. Понятия: фенокопия, генокопия нормокопия.


6

6. Хромосомная теория наследственности.

6.1. Пол и сцепленное с полом наследование. Балансовая теория определения пола.

Наследование при нерасхождении и сцеплении половых хромосом как доказательство ХТ.

6.2. Сцепление генов. Закон Морга­на, хромосомы и группы сцепления. Кроссинговер, механизмы кроссинговера. Множественный кроссинговер, интерференция.

Доказательство линейного расположения генов в хромосоме, работы Стертевана. Принципы построения генетических карт.

Определение группы сцепления, локализация гена, Сопоставление цитологических и генетических карт. Митотический кроссинговер. Факторы, влияющие на кроссинговер.

7

7. Молекулярные основы наследственности.

7.1. Молекулярные основы наследственности. Предпосылки возникновения молекулярной генетики

Микроорганизмы как объекты молекулярной генетики. Доказательства генетической роли

ДНК. Явление трансформации у бактерий. Трансдукция, ее до­казательства и механизмы. Работы А.Херши и М.Чейз по заражению бактериофагом клетки. Половой процесс у бактерий. F-фактор как эписома. Принципы построения генетических карт бактерий. Генная инженерия, методы, задачи, перспективы.

8

8. Природа гена.

8.1.Представление о гене классической генетики.

Функциональный и рекомбинаци­онный тесты на аллелизм. Противоречия критериев аллелизма, ступенчатый аллелизм. Псевдоаллелизм. Цис-транс-тест Льюиса. Современные представления о тонкой структуре гена. Программа "Геном человека".


9

9. Нехромосомное наследование.

Доказательства ядерной наследственности. Открытие цитоплазматического наследования.

Критерии и особенности цитоплазматического наследования.

Клеточные структуры, обусл. нехромосомное наследование.

Примеры нехромосомного наследования (пестролистность, цитоплазматич. мужская стерильность, наследование паразитов и симбионтов). Предетерминация цитоплазмы.

10

10. Изменчивость генетического материала.

10.1.Понятие изменчивость. Классификация изменчивости. Модификационная изменчивость и ее закономерности. Мутационная изменчивость, ее классификация. Причины и механизмы мутационной изменчивости.

Мутагены окружающей среды.

Уровни защиты организма от мутагенов.

10.2 Мутагены окружающей среды. Их опасность для генофонда. Уровни защиты живых систем от мутагенов.

11

11. Генетические основы эволюции.

11.1 Популяция как элементарная единица эволюции. Генофонд популяции, генетический груз.

Частота генов и генотипов в популяции. Закон Харди-Вайнберга. Генетическая гетерогенность популяции. Изменение генофонда популяции как элементарное эволюционное событие. Факторы изменения генофонда популяции.

12

12. Молекулярная биология гена. Эволюция гена, ее тенденции.


13

13. Генетика человека.

13.1. Биосоциальная сущность человека. Методы генетики человека. Цитогенетический метод. Хромосомные болезни, механизмы возникновения, цитогенетическая диагностика. Генеалогический метод. Медико-генетическое консультирование. Близнецовый метод. Определение роли наследственности и среды в этиологии наследственных болезней

13.2. Меры защиты здоровой наследственности человека.

14

14. Генетические основы селекции.

Селекция как наука: предмет, задачи, перспективы. Модели

пород и сортов. Отбор, массовый и индивидуальный отбор.

Типы скрещивания в селекции. Гетерозис, механизм гетерозиса.

Биотехнология и селекция. Достижения современной селекции.


6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:

а) основная литература:

1.Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика: учебное пособие для вузов - 2-е изд., испр. и доп. - Новосибирск.: Сиб. унив. изд-во, 2003.-479с.

2.Прохорова, И. М. и др. Лабораторные занятия по генетике : метод.указания / И. М. Прохорова, М. И. Ковалева, А. Н. Фомичева ; Яросл. гос. ун-т. - Ярославль.: ЯрГУ, 2004.-44с.


б) дополнительная литература:

1.Прохорова И.М. Сборник задач по генетике. - Ярославль.: ЯрГУ, 1982.-34с.

2.Инге-Вечтомов, С. Г. Генетика с основами селекции : учебник для биологических специальностей университетов. - М.: Высшая школа, 1989.-591с.

3.Генетика : учебник для вузов / В. И. Иванов и др. ; под ред. В. И. Иванова. - М.: Академкнига, 2007.-638с.

4.Хелевин, Н. В. и др. Задачник по общей и медицинской генетике : учеб. пособие. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1984.-159с.

5.Карманова Е.П., Болгов А.Е. Практикум по генетике: учебное пособие. - Петрозаводск.: Петразаводс.гос.ун-т, 2004.-204с.


в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

Используется современное программное обеспечение проприентарное (ОС семейства Windows и MS Office) и бесплатное (Open Office.org), кроме того используются генеалогические программы для построения генеалогических деревьев, доступ к которым предоставлен всем желающим на собственном сайте http://sites.google.com/site/geneticayaroslavl/ , где студентам предоставляется доступ к календарю мероприятий кафедры, списку лекций и заданий на самостоятельное обучение и рекомендации по учёбе – бесплатно предоставлено Google App.