prosdo.ru
добавить свой файл
1

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ТГПУ)


Утверждаю

Проректор по учебной работе (Декан)

________________________________

«___» _________________ 2008 года


ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ


ДПП.Р.01

МУТАЦИОННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ РАСТЕНИЙ И ЖИВОТНЫХ


1. Цели и задачи дисциплины:

Цель данной дисциплины – дать студентам представления о методах и практических подходах при изучении механизмов изменчивости структурных единиц наследственности, приводящих к образованию новых признаков и видообразовательным событиям на примере животных и растений Томской области.

В задачи курса входит:

1.1. Дать представление студентам о классификации наследственной изменчивости с использованием примеров животных и растений Томской области.

1.2. Ознакомить студентов с причинами изменчивости генетического материала и значении в микроэволюционном процессе.

1.3. Сформировать представления об основных генетических методах в селекции и медицине и прикладных аспектах генетики.

1.4. Дать представление студентам об основных методах, применяющихся в мутационной биологии.


2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины:

Студент после изучения курса должен знать классификацию наследственной изменчивости и генетические механизмы ее возникновения; освоить основные методы изучения изменчивости на примере живых объектов Томской области.

Студенты должны приобрести навыки выявления мутационной изменчивости в природных популяциях, а также уметь изготавливать цитогенетические препараты для изучения хромосомных и геномных мутаций некоторых представителей фауны и флоры Томской области.


3. Объем дисциплины и виды учебной работы:

Вид учебной работы

Всего часов

Семестры


9




Общая трудоемкость дисциплины

36

36




Аудиторные занятия

18

18




Лекции










Практические занятия (ПЗ)










Семинары (С)










Лабораторные работы (ЛР)

18

18




И (или) другие виды аудиторных занятий










Самостоятельная работа

18

18


Курсовой проект (работа)











Расчетно-графические работы










Реферат




*




И (или) другие виды самостоятельной работы










Вид итогового контроля (зачет, экзамен)




зачет





4. Содержание дисциплины:

4.1. Разделы дисциплины и виды занятий:

№ п/п

Раздел дисциплины

Л


ПЗ (С)

ЛР

1

Понятие об изменчивости. История развития представлений об изменчивости.







2

2

Классификация мутаций по Г. Меллеру на примерах биологических объектов Томской области. Основные мутационные понятия.





2

3

Мутационная изменчивость в зависимости от уровня организации наследственных структур (на примерах животных и растений Томской области).







8

4

Методы изучения мутационной изменчивости







4

5

Фенотипическая модификационная изменчивость.







2

Итого:







18


4.2 Содержание разделов дисциплины:

4.2.1. Понятие об изменчивости. История развития представлений об изменчивости. Мутационная, комбинативная и модификационная изменчивости. Мутационная теория Г. де Фриза. Закон гомологических рядов наследственной изменчивости Н.И. Вавилова.

4.2.2. Классификация мутаций на примерах биологических объектов Томской области. Основные мутационные понятия. Гипо- и гиперморфные, амморфные, антиморфные и неоморфные мутации. Прямые и обратные, генеративные и соматические, спонтанные и индуцированные мутации, условные мутации. Экспрессивность и пенетрантность мутаций. Плейотропное действие генов. Множественный аллелизм.

4.2.3 Мутационная изменчивость в зависимости от уровня организации наследственных структур (на примерах животных и растений Томской области). Генные мутации. Хромосомные мутации. Геномные мутации. Системные мутации. Роль мутаций в адаптации и видообразовании.


4.2.4. Методы изучения мутационной изменчивости. Методы учета мутаций. Картирование генов и получение мутаций. Тест мутаций на аллелизм. Определение групп сцепления. Картирование генов с помощью рецессивных и доминантных мутаций. Метод анеуплоидных тестов. Методы изучения наследственных заболеваний человека. Селекция. Понятие об инбридинге, линейной селекции, аутбридинге, отдаленной гибридизации.


      1. Фенотипическая модификационная изменчивость. Характеристика ненаследственной изменчивости на примерах растений Томской области. Норма реакции генотипа.


5. Лабораторный практикум:

№ п/п

№ раздела дисциплины

Наименование лабораторных работ

1

4.1.1

Изучение объектов генетических исследований, обитающих на территории Томской области

2

4.1.2

Рассмотрение типов мутаций у дрозофилы по классификации Г. Меллера

3

4.1.3 – 4.1.4

Приготовление временных цитогенетических препаратов из слюнных желез личинок, мальпиниевых сосудов имаго малярийных комаров

4

4.1.5

Изучение модификационной изменчивости. Составление вариационных рядов изменчивости листьев у растений


6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины:

6.1. Рекомендуемая литература:

а) основная литература:


  1. Бакай, А. В. Генетика с основами селекции : учебник для вузов / А. В. Бакай, И. И. Кочиш, Г. Г. Скрипченко. - М. : КОЛОСС, 2007. – 448 с.


б) дополнительная литература:

  1. Алиханян, С. И. Общая генетика : учебник для вузов / С. И. Алиханян, А. П. Акифьев, Л. С. Чернин. - М. : Высшая школа, 1985. - 445 с.

  2. Глик, Б. Молекулярная биотехнология : Принципы и применения / Б. Глик, Дж. Пастернак ; под ред. Н. К. Янковского. - М. : Мир, 2002. -589 с.

  3. Дубинин, Н. П. Общая генетика / Н. П. Дубинин. - Изд. 3-е, перераб. и доп. - М. : Наука, 1986. -559 с.

  4. Дженкинс, М. 101 ключевая идея. Генетика / М. Дженкинс. - М. : ФАИР-ПРЕСС, 2002. - 238 с.

  5. Жимулев, И. Ф. Общая и молекулярная генетика : учебное пособие для вузов / И. Ф. Жимулев ; отв. ред. : Е. С. Беляева, А. П. Акифьев. - Изд. 3-е, испр. – Новосибирск : Сибирское университетское издательство, 2006. - 478 с.

  6. Заяц, Р. Г. Основы общей и медицинской генетики : учебное пособие для вузов / Р. Г. Заяц, И. В. Рачковская. - Изд. 2-е, испр. и доп. – Минск : Вышейшая школа, 2003. - 239 с.

  7. Хандогина, Е. К. Основы медицинской генетики : учебное пособие / Е. К. Хандогина, З. Н. Рожкова, А. В. Хандогина. - М. : ФОРУМ, 2004. - 169 с.

  8. Хедрик, Ф. Генетика популяций : монография / Ф. Хедрик. - М. : Техносфера, 2003. - 588 с.

  9. Шевченко, В. А. Генетика человека : учебник для вузов / В. А. Шевченко, Н. А. Топорнина, Н. С. Стволинская. - Изд. 2-е, испр. и доп. - М. : ВЛАДОС, 2004. - 239 с.



6.2 Средства обеспечения освоения дисциплины:

Видеофильмы по разделам курса; мультимедийные презентации; электронные тесты для контроля знаний.


7. Материально – техническое обеспечение дисциплины:

Специализированная аудитория зоологии, цитологии и генетики. Оборудование: микроскопы, микрофотографии, микропрепараты, лабораторный инструмент, чистые живые мутантные линии Drosophila melanogastr. Постоянные микроскопические препараты по гаметогенезу и мутантным фенотипам плодовой мушки.



8. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:

8.1. Методические рекомендации преподавателю:

Изучение дисциплины рассчитано на один семестр и включает в себя только лабораторные занятия. Успешному усвоению дисциплины способствуют тематический подбор видео- и фото материала, гербарные образцы растений, коллекции животных разных систематических групп Томской области. На занятиях необходимо подчеркивать, что изменчивость является фундаментальным свойством живой материи. Процесс точного воспроизведения признаков и свойств в ряду поколений организмов осуществляется на основе матричного принципа. В то же время, наследственные управляющие структуры (ДНК, гены, хромосомы, кариотипы), детерминирующие все признаки, способны мутировать, что определяет изменчивость признаков.

Необходимо обратить внимание на важное прикладное значение изменчивости: создание новых штаммом микроорганизмов, сортов растений и пород животных, профилактика и лечение наследственных заболеваний человека. В то же время изучение причин изменчивости имеет значение и для понимания механизмов эволюции жизни на Земле. Важно показать современные методы, применяющихся в мутационной биологии на примере живых объектов Томской области.

Студенты должны приобрести навыки выявления мутационной изменчивости в природных популяциях, а также уметь изготавливать цитогенетические препараты для изучения хромосомных и геномных мутаций некоторых модельных представителей фауны и флоры Томской области.

Промежуточный срез знаний проводится устно (экспресс-опрос в начале лабораторных занятий, коллоквиумы). По изучаемому курсу студенты выполняют индивидуальные задания в виде рефератов и курсовых работ, темы которых определяются преподавателем (образцы представлены в рабочей программе дисциплины). Семестр заканчивается итоговым зачетом.


8.2. Методические указания для студентов:

8.2.1. Перечень примерных контрольных вопросов и заданий для самостоятельной работы:


  1. Механизмы размножения прокариот. Клеточный цикл.

  2. Митоз как механизм бесполого размножения у эукариот.

  3. Нехромосомное наследование. Особенности генетического наследования у микроорганизмов.

  4. Развитие представлений о гене.

  5. Молекулярные основы наследственности. Доказательства генетической роли нуклеиновых кислот. Рекомбинация у бактерий.

  6. Понятие о наследственных и врожденных аномалиях у человека.

  7. Значение частной и сравнительной генетики растений, животных и микроорганизмов в селекции.

  8. Популяционная генетика. Частоты аллелей и генотипов. Равновесие Харди-Вайнберга.

  9. Уравнение Харди-Вайнберга. Следствие уравнения Х-В.

  10. Факторы, вызывающие изменения в популяциях: неслучайное скрещивание, дрейф генов, генетический груз, поток генов.

  11. Центры происхождения культурных растений по Н.И. Вавилову.


8.2.2. Примерная тематика рефератов, курсовых работ:

  1. Мутационная теория Г. де Фриза.

  2. Закон гомологических рядов наследственной изменчивости Н.И. Вавилова.

  3. Методы изучения наследственных заболеваний человека.


8.2.3. Примерный перечень вопросов к зачету:

  1. Оперонная система генов у прокариот.

  2. Особенности строения гена эукариот – прерывистость.

  3. Дробимость гена, экспериментальные доказательства.

  4. Генетический код. Свойства генетического кода.

  5. Особенности структуры генома эукариот

  6. Мобильные элементы.

  7. Мутационная изменчивость. Понятие о мутациях (по Г. Де Фризу). Гомологические ряды в наследственной изменчивости (по Н.И. Вавилову).

  8. Генные (точковые) мутации (по Г. Меллеру).
  9. Мутационные понятия: плейотропный эффект, экспрессивность и пенетрантность, множественный аллелизм.


  10. Генеративные и соматические, прямые и обратные, спонтанные и индуцированные мутации.

  11. Хромосомные мутации.

  12. Системные мутации.

  13. Геномные мутации: автополиплоидия, аллополиплоидия.

  14. Геномные мутации: гетероплоидия (анеуплоидия),

  15. Геномные мутации: гаплоидия.

  16. Ненаследственная изменчивость, норма реакции генотипа.

  17. Генетические основы селекции. Понятие о селекции. Порода, сорт, штамм.

  18. Системы скрещиваний в селекции: аутбридинг, инбридинг, отдаленная гибридизация, гетерозис.

  19. Методы учета мутаций.

  20. Картирование генов и получение мутаций.

  21. Тест мутаций на аллелизм.

  22. Определение групп сцепления.

  23. Картирование генов с помощью рецессивных и доминантных мутаций.

  24. Метод анеуплоидных тестов.

  25. Методы изучения наследственных заболеваний человека.


Программа составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по специальности

032400 (050102.65) «Биология».


Программу составил: к.б.н., доцент, доцент кафедры общей биологии и экологии _____________ В.П. Перевозкин


Программа учебной дисциплины утверждена на заседании кафедры общей биологии и экологии протокол № __ от ___ августа 200__ года.


Зав. кафедрой общей биологии и экологии ______________ В.Н. Долгин


Программа учебной дисциплины одобрена методической комиссией биолого-химического факультета ТГПУ протокол № __ от _______ 200_ года.


Председатель методической комиссии биолого-химического факультета

________________________ И.А. Шабанова


Согласовано:

Декан БХФ _____________________ А.С. Минич