Реферат: Программа дисциплины дпп. Р. 01 Мутационные изменения растений и животных цели и задачи дисциплины

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.

^ 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:

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:

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

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

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

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

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.

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.

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

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

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:

Механизмы размножения прокариот. Клеточный цикл.

Митоз как механизм бесполого размножения у эукариот.

Нехромосомное наследование. Особенности генетического наследования у микроорганизмов.

Развитие представлений о гене.

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

Понятие о наследственных и врожденных аномалиях у человека.

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

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

Уравнение Харди-Вайнберга. Следствие уравнения Х-В.

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

Центры происхождения культурных растений по Н.И. Вавилову.


8.2.2. Примерная тематика рефератов, курсовых работ:

Мутационная теория Г. де Фриза.

Закон гомологических рядов наследственной изменчивости Н.И. Вавилова.

Методы изучения наследственных заболеваний человека.


8.2.3. Примерный перечень вопросов к зачету:

Оперонная система генов у прокариот.

Особенности строения гена эукариот – прерывистость.

Дробимость гена, экспериментальные доказательства.

Генетический код. Свойства генетического кода.

Особенности структуры генома эукариот

Мобильные элементы.

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

Генные (точковые) мутации (по Г. Меллеру).

Мутационные понятия: плейотропный эффект, экспрессивность и пенетрантность, множественный аллелизм.

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

Хромосомные мутации.

Системные мутации.

Геномные мутации: автополиплоидия, аллополиплоидия.

Геномные мутации: гетероплоидия (анеуплоидия),

Геномные мутации: гаплоидия.

Ненаследственная изменчивость, норма реакции генотипа.

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

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

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.


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