Реферат: Программа дисциплины опд ф. 11 Генетика и эволюция для студентов специальности 020803 Биоэкология направления 020800 «Экология и природопользование»

Министерство образования и науки Российской федерации

Федеральное агентство по образованию





ОБНИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

(ИАТЭ)


УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе


C.Б. Бурухин

"______"___________200__ г.


ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ


ОПД Ф.11 Генетика и эволюция


для студентов специальности 020803 – Биоэкология

направления 020800 «Экология и природопользование»


Форма обучения: очная


Объем дисциплины и виды учебной работы по очной форме в соответствии с учебным планом


Вид учебной работы

Всего часов

Семестры







6-й

7-й







Общая трудоемкость дисциплины

170

102

68







Аудиторные занятия

87

51

36







Лекции

51

34

18







Практические занятия и семинары

36

17

18







Лабораторные работы

-

-

-







Курсовой проект (работа)

-

-

-







Самостоятельная работа

83

51

32







Расчетно-графические работы

-

-

-







Вид итогового контроля (зачет, экзамен)




экзамен

зачет








Обнинск 2008

Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки
020803- Биоэкология


Программу составила:


___________________ Н.В. Амосова, доцент кафедры биологии, к.б.н.


Программа рассмотрена на заседании кафедры Биологии

(протокол № ____ от “____” _____________ 200__ г.)


Заведующий кафедрой биологии


____________________ А.Ф.Цыб


“____”_____________ 200__ г.


СОГЛАСОВАНО

Начальник Учебно-методического

управления

___________ Ю.Д. Соколова

Декан

Факультета естественных наук


_______________________Н.Б. Эпштейн

“____”_____________ 200__ г.



^ 1. Цели и задачи дисциплины.

На основе представлений о развитии генетики как науки с момента зарождения и до настоящего времени и основных открытий в этой области сформировать у студентов современные представления об основах наследственности и изменчивости, а также ознакомить с основными методами, применяемыми как для решения научно- исследовательских задач, так и в прикладных областях. Большое внимание уделяется медицинской генетике, в частности, новым возможностям в области диагностики, профилактики и лечения наследственных заболеваний.


^ 2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.

В результате изучения дисциплины студент должен

знать: молекулярные основы хранения и передачи наследственной информации, цитологические основы и закономерности наследования генов и признаков, механизмы мутационного процесса, актуальные вопросы медицинской генетики, методы и особенности популяционной генетики, задачи и возможности генетической инженерии;

уметь: применить свои знания при решении генетических задач, а также, если потребуется, в своей дальнейшей работе;

иметь навыки: работы с научной литературой по данной тематике.


^ 3. Содержание дисциплины

3.1. Лекции

Раздел 1. Предмет генетики (основные этапы развития генетики, понятия о наследственности и изменчивости, место генетики среди биологических наук, ген, генотип, фенотип. Роль отечественных ученых в развитии генетики и селекции – Н.И. Вавилов, А.С. Серебровский, Н.К. Кольцов, С.С. Четвериков и др.) 2 часа. Иванов В.И., Барышникова Н.В., Билева Дж.С. и др. Генетика: учебник для вузов под редакцией В.И. Иванова М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. 640 с.

Раздел 2. Молекулярные основы наследственности (генетическая информация, митотический цикл и фазы митоза, мейоз и образование гамет, конъюгация, кариотип, роль нуклеиновых кислот, свойства генетического кода, вырожденность кодов, понятие о генетической супрессии, терминирующие кодоны. Строение хромосом: хроматида, хромомеры, эухроматические и гетерохроматические районы хромосом. Уровни упаковки хроматина, нуклеосомы). 2 часа.

Иванов В.И., Барышникова Н.В., Билева Дж.С. и др. Генетика: учебник для вузов под редакцией В.И. Иванова М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. 640 с.

Раздел 3. Генетический анализ (закономерности наследования признаков, установленные Менделем, моногибридное, дигибридное, полигибридное скрещивания. Анализирующее и возвратное скрещивания. Значение работы Менделя. Гибридологический метод. Цитологические основы расщепления в потомстве гибрида. Поведение хромосом в митозе и мейозе. Метод 2. Аллельные гены. Множественный аллелизм. Взаимодействие аллельных генов. Группы крови человека. Взаимодействие неаллельных генов. Комплементарное, эпистатическое и полимерное действия генов. Модифицирующее действие генов. Влияние факторов внешней среды на проявление действия гена. Экспрессивность и пенетрантность. Пол у диплоидных организмов. Типы определения пола. Наследование признаков, сцепленных с полом. Уравнивание дозы гена. Признаки, ограниченные полом и зависимые от пола. Балансовая теория определения пола у дрозофилы. Определение пола у человека. Синдромы с числовыми аномалиями половых хромосом. Практическое значение данных о наследовании признаков, сцепленных с полом. Сцепленное наследование. Группы сцепления. Кроссинговер. Генетическое доказательство перекреста хромосом. Факторы, влияющие на кроссинговер. Картирование гена в хромосоме. Генетические и цитологические карты. Соматическая рекомбинация. Отличие от мейотической рекомбинации. Хромосомная теория наследственности. Эволюция представления о гене).14 часов

Иванов В.И., Барышникова Н.В., Билева Дж.С. и др. Генетика: учебник для вузов под редакцией В.И. Иванова М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. 640 с.

Раздел 4. Генетическая изменчивость (типы изменчивости, наследственная изменчивость, геномные, хромосомные и генные мутации. Роль полиплоидии в эволюции и селекции. Анеуплоидия: нуллисомики, моносомики, полисомики, их использование в генетическом анализе. Оосбенности мейоза и образования гамет у анеуплоидов. Классификация генных мутаций. Представление прямых и обратных, генеративных и соматических, адаптивных и нейтральныхСпонтанный и индуцированный мутагенез. Факторы, влияющие на мутационный процесс. Канцерогенез. Норма реакции генотипа, закономерности «доза-эффект», антимутагены, мутагены окружающей среды и методы их тестирования). 2 часа.

Иванов В.И., Барышникова Н.В., Билева Дж.С. и др. Генетика: учебник для вузов под редакцией В.И. Иванова М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. 640 с.

Раздел 5. Теория гена. Структура генома (Т. Морган и его школа; исследование тонкой структуры гена на примере фага Т4. Ген как единица функции, цистрон. Структурная организация прокариот, сплайсинг). 0,5 часа.

Иванов В.И., Барышникова Н.В., Билева Дж.С. и др. Генетика: учебник для вузов под редакцией В.И. Иванова М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. 640 с.

Раздел 6. Молекулярные механизмы генетических процессов (генетический контроль, репликация, проблемы стабильности генетического материала. Рекомбинация, гомологический кроссинговер, транспозиции. Молекулярная модель рекомбинации по Холлидею. Регуляция генов. Гипотеза Жакоба и Моно. Принцип регуляции генетических элементов. Роль мигрирующих генетических элементов в регуляции генного действия. 0,5 часа.

1) Иванов В.И., Барышникова Н.В., Билева Дж.С. и др. Генетика: учебник для вузов под редакцией В.И. Иванова М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. 640 с.

2) Алтухов Ю.П. Генетические процессы в популяции.: Учебное пособие для вузов/3-е изд., перераб. и доп. - - М.: Академкнига, 2003. – 431 с.

Раздел 7. Генетика развития (онтогенез, стабильность генома, гетерокарионы, онкогены, гормональное переопределение пола). 0,5 часа.

Иванов В.И., Барышникова Н.В., Билева Дж.С. и др. Генетика: учебник для вузовпод редакцией В.И. Иванова М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. 640 с.

Раздел 8. Основы генетической инженерии (задачи и методология, методы выделения и синтеза генов, векторы эукариот. Социальные аспекты генетической инженерии). 0,5 часа.

Иванов В.И., Барышникова Н.В., Билева Дж.С. и др. Генетика: учебник для вузов под редакцией В.И. Иванова М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. 640 с.

Раздел 9. Популяционная и эволюционная генетика (вид, популяция, частоты генов и генотипов. Закон Харди-Вайнберга, возможности его применения, генетическая гетерогенность популяции, дрейф генов, мутационный процесс, естественный процесс. Приспособленность и формы отбора. Роль генетических факторов в эволюции. Молекулярногенетические основы эволюции). 4 часа

1) Иванов В.И., Барышникова Н.В., Билева Дж.С. и др. Генетика: учебник для вузов под редакцией В.И. Иванова М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. 640 с.

2) Алтухов Ю.П. Генетические процессы в популяции.: Учебное пособие для вузов/3-е изд., перераб. и доп. - - М.: Академкнига, 2003. – 431 с.


Раздел 10. Генетические основы селекции (центры происхождения культурных растений по Н.И. Вавилову. Системы скрещиваний в селекции растений и животных. Работы отечественных ученых И.В. Мичурина, Г.Д. Карпеченко и др.) 2 часа

Иванов В.И., Барышникова Н.В., Билева Дж.С. и др. Генетика: учебник для вузов под редакцией В.И. Иванова М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. 640 с.

Раздел 11. Генетика человека (предмет и задачи, методы медицинской генетики, лабораторные методы диагностики наследственных болезней. Программа «Геном человека», наследственные болезни человека. Болезни с наследственной предрасположенностью. Факторы, повышающие риск рождения детей с наследственными аномалиями. Скрининг генных дефектов. Использование биохимических методов для выявления наследственных болезней. Медико- генетическое консультирование. Профилактика наследственной патологии. Принципы лечения больных с наследственной патологией. 2 часа (Иванов В.И., Барышникова Н.В., Билева Дж.С. и др. Генетика: учебник для вузов под редакцией В.И. Иванова М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. 640 с. ; Шевченко В.А., Топорнина Н.А., Стволинская Н.С. Генетика человека: учебник для вузов. М. Изд-во «Владос»,2002,240с.). 6 часа.

1) Иванов В.И., Барышникова Н.В., Билева Дж.С. и др. Генетика: учебник для вузов под редакцией В.И. Иванова М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. 640 с.

2) Шевченко В.А., Топорнина Н.А., Стволинская Н.С. Генетика человека: учебник для вузов. М. Изд-во «Владос», 2002, 240с.


^ 3.2. Практические и семинарские занятия


Раздел(ы)

Тема практического или семинарского занятия

Литература

Число часов

1. Менделевское наследование


2. Закон Т.Моргана. Сцепление генов.

3. Генетика популяций

1. Моногибридное, дигибридное и полигибридное скрещивания.

2. Взаимодействие аллельных генов.

3. Взаимодействие неаллельных генов.

4. Контрольная работа по пройденным темам.

5. Наследование признаков, сцепленных с полом.

6. Наследование при сцеплении и кроссинговере.

7. Гены в популяциях.

8. Контрольная работа по генетике популяций.

9. Обсуждение обзорных статей, посвященных наследственным болезням человека..

Иванов В.И., Барышникова Н.В., Билева Дж.С. и др. Генетика: учебник для вузов под редакцией В.И. Иванова М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. 640 с.

Шевченко В.А., Топорнина Н.А., Стволинская Н.С. Генетика человека: учебник для вузов. М. Изд-во «Владос», 2002, 240с.


2


2


2


2


2


2

2


1


^ 3.3. Лабораторный практикум


Раздел(ы)

Тема практического или семинарского занятия

Число часов




Не предусмотрен






^ 3.4. Курсовые проекты (работы)


Не предусмотрены


3.5. Формы текущего контроля



Раздел(ы)

Форма контроля

Неделя

Сцепленное наследование. Группы сцепления. Кроссинговер. Генетическое доказательство перекреста хромосом. Факторы, влияющие на кроссинговер

Домашнее задание.

10


^ 3.6. Самостоятельная работа


Темы самостоятельной работы:

1. Наследственные заболевания человека (журнал «Медицинская генетика», т.3, 2006-2007 гг).

2. Факторы, увеличивающие риск наследственной патологии (журнал «Медицинская генетика», т.3, 2006-2007 гг).

3. Профилактические меры для предотвращения наследственных заболеваний (журнал «Медицинская генетика», т.3, 2006-2007 гг).

Форма контроля: самостоятельная работа, устная.


^ 4.1. Рекомендуемая литература


4.1.1. Основная литература


1. Иванов В.И., Барышникова Н.В., Билева Дж.С. и др. Генетика: учебник для вузов под редакцией В.И. Иванова М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. 640 с.

2. Шевченко В.А., Топорнина Н.А., Стволинская Н.С. Генетика человека: учебник для вузов. М. Изд-во «Владос», 2002, 240с.

3. Орлова Н.Н., Глазер В.М., Ким А.И. и др., Сборник задач по общей генетики., Учебное пособие, ред. М.М. Асланян, М., изд-во МГУ, 2001, 144 с.

4. Топорнина Н.А., Стволинская Н.С. Генетика человека, практикум для вузов, М. ВЛАДОС, 2001, 96 с.

5. Алтухов Ю.П. Генетические процессы в популяции.: Учебное пособие для вузов/3-е изд., перераб. и доп. - - М.: Академкнига, 2003. – 431 с.


^ 4.1.2. Дополнительная литература


Глазер В.М., Ким А.И., Орлова Н.Н., Удина И.Г., Алтухов Ю.П. Задачи по современной генетике – М.: КДУ, 2005. – 222 с.

Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика. Учебное пособие для вузов. Новосибирск. Изд-во Новосибирского университета. 2002. 459с.

Бочков Н.П., Асанов А.Ю., Жученко Н.А. и др., Медицинская генетика. Учебник. М. Изд. Центр «Академия». 2003. 192 с.

Щипков В.П., Кривошеина Г.Н. Общая и медицинская генетика. М. АСАДЕМА. 2003. 253с.

Асанов А.Ю., Демикова Н.С., Морозов С.А. Основы генетики и наследственные нарушения развития у детей. М. АСАДЕМА. 2003. 217с.

Дубинин Н.П. Общая генетика. М. Изд. «Наука». 1986. 590с.

Гершензон С.М. Основы современной генетики. Киев. «Наукова думка», 1979. 506с.

Геном, клонирование, происхождение человека. Под редакц. Корочкина Л.И. Фрязино. «Век 2». 2004. 224с.

МаксимовГ.В., Степанов В.И., Василенко В.И. Сборник задач по генетике. М. «Вузовская книга». 2001. 136с.

Щипкова В.П., Кривошеина Г.Н. Практикум по медицинской генетике. М. АСАДЕМА. 2003. 111с.



^ 4.2. Средства обеспечения освоения дисциплины


Мультимедийные лекции, плакаты, фотографии хромосом человека, фотографии мутаций., кинофильмы.


Материально-техническое обеспечение дисциплины


Учебный класс, оснащенный необходимым материалом.


^ Теория эволюции
Цели и задачи дисциплины

Создать представление об основных факторах и механизмах эволюционных процессов, значение эволюционного учения для развития биологических наук, практической деятельности человека и охраны окружающей среды.

^ В результате освоения дисциплины студенты должны знать: истории эволюционных учений, методы изучения эволюции, основные положения учения о микро – и макроэволюции, этапы возникновения и развития жизни на Земле, антропогенеза, проблемы эволюции экосистем. Уметь: применять эволюционный подход и методы в области других биологических наук.




^ Содержание дисциплины

Лекции

Раздел 1. Введение (эволюционные идеи в древности, додарвиновские взгляды и теории. Предпосылки возникновения дарвинизма. Основные положения теории Ч. Дарвина, ее значение для развития биологии. Методы изучения эволюции – палеонтологические, морфологические, эмбриологические, биогеографические, генетические, молекулярно-биологические). 2 часа

А.В. Яблоков, А.Г. Юсуфов. Эволюционное учение. М., 2003

Раздел 2. Факторы эволюции. Микроэволюция (понятие о виде и популяции. Характеристика популяций. Генетические процессы в популяциях. Популяция как элементарная единица эволюции, элементарные факторы эволюции – мутационный процесс, популяционные волны, изоляция. Естественный отбор как движущий направляющий фактор эволюции. Формы естественного отбора. Критерии вида и способы видообразования. Проблемы микроэволюции. Эволюция онтогенеза. Соотношение онтогенеза и филогенеза. Формы филогенеза – дивергенция, конвергенция, параллелизм. Аллогенез и арогенез как основные направления эволюции. Правила эволюции групп. Эволюционный прогресс и регресс).8 часов

А.В. Яблоков, А.Г. Юсуфов. Эволюционное учение. М., 2003

Раздел 3. Пути и закономерности эволюции. Макроэволюция (филогенез, гомология, соотношение индивидуального и исторического развития, теория биологического прогресса, ароморфоз, специализация. Основные формы специализации: теломорфоз, гипоморфоз, гиперморфоз, катаморфоз). 4 часа.

А.В. Яблоков, А.Г. Юсуфов. Эволюционное учение. М., 2003

Алтухов Ю.П. Генетические процессы в популяции.: Учебное пособие для вузов/3-е изд., перераб. и доп. - - М.: Академкнига, 2003. – 431 с.

Раздел 4. Проблема эволюции экосистем (методы изучения, экологические кризисы, коадаптивная эволюция, когерентная и некогерентная эволюция). 2 часа

А.В. Яблоков, А.Г. Юсуфов. Эволюционное учение. М., 2003

Алтухов Ю.П. Генетические процессы в популяции.: Учебное пособие для вузов/3-е изд., перераб. и доп. - - М.: Академкнига, 2003. – 431 с.

Раздел 5. Основные недарвинские теории эволюции (ламаркизм, теория Лысенко. Нейтрализм, сетчатая эволюция, современный сальтационизм). 2 часа

А.В. Яблоков, А.Г. Юсуфов. Эволюционное учение. М., 2003

Алтухов Ю.П. Генетические процессы в популяции.: Учебное пособие для вузов/3-е изд., перераб. и доп. - - М.: Академкнига, 2003. – 431 с.




Практические и семинарские занятия




Раздел(ы)

Тема практического или семинарского занятия

Литература

Число часов

1. Естественный отбор

Адаптация как результат действия естественного отбора.

А.В. Яблоков, А.Г. Юсуфов. Эволюционное учение. М., 2003


2 часа

Механизмы возникновения адаптаций. Проблема органической целесообразности

2 часа

2. Генетика

популяций

Особенности генетических процессов в популяциях человека

Алтухов Ю.П. Генетические процессы в популяции.: Учебное пособие для вузов/3-е изд., перераб. и доп. - - М.: Академкнига, 2003. – 431 с.


3 часа

3. Эволюционный процесс

Возникновение и развитие жизни на Земле.

Алтухов Ю.П. Генетические процессы в популяции.: Учебное пособие для вузов/3-е изд., перераб. и доп. - - М.: Академкнига, 2003. – 431 с.


4 часа

Антропогенез.

2 часа

Способы эволюции органов и функций

2 часа

Значение эволюционного учения.

3 часа




Лабораторный практикум

Не предусмотрен.


Курсовые работы

Не предусмотрены.

Формы текущего контроля

Разделы

Форма контроля

Неделя

Факторы и механизмы микроэволюции

Коллоквиум

13




Самостоятельные работы студентов

Темы, изучаемые студентами самостоятельно

Возникновение и развитие жизни (Ч. Дарвин. Происхождение видов М., 1987, с. 36-47)

Адаптации к условиям окружающей среды ( Н.Н. Воронцов, Л.Н. Сухоруков. Эволюция органического мира. М., 1989, с. 24-67).

Способы эволюции органов и функций (Н.Н. Воронцов, Л.Н. Сухоруков. Эволюция органического мира. М., 1989, с. 35-56).

Форма контроля: устно.

Рекомендуемая литература

Основная литература:

1. А.В. Яблоков, А.Г. Юсуфов. Эволюционное учение. М., 2003 – 15 экз.

2. Алтухов Ю.П. Генетические процессы в популяции.: Учебное пособие для вузов/3-е изд., перераб. и доп. - - М.: Академкнига, 2003. – 431 с. – 12 экз.

Дополнительная литература
1. Ч. Дарвин. Происхождение видов М., 1987 – 6 экз.

2. Н.Н. Воронцов, Л.Н. Сухоруков. Эволюция органического мира. М., 1989 – 2 экз.

Под редакцией С.Р. Микульского. История биологии. М., 1972 – 5 экз.


4.2. Средства обеспечения освоения дисциплины


Мультимедийные лекции, плакаты, кинофильмы.


5. Материально-техническое обеспечение дисциплины


Учебный класс, оснащенный необходимым материалом.