Перечень контрольных вопросов и заданий для самостоятельной работы к лабораторным работам и семинарам по всем разделам дисциплины
№ п/п | Перечень тем лабораторных работ | Трудоемкость (час) |
Митоз Клеточный цикл: интерфаза, митоз и его фазы. Генетическое значение митоза. Политения. | 2 | |
Кариотип. Хромосомы Кариотип и его характеристики. Строение хромосом: хроматида, хромомеры, эухроматин и гетерохроматин. Молекулярная организация хромосом прокариот и эукариот. Компоненты хроматина: ДНК, РНК, гистоны и другие белки. Уровни упаковки хроматина. | 2 | |
Мейоз Мейотический цикл клетки и фазы мейоза. Конъюгация хромосом. Редукция числа хромосом. Независимое расхождение хромосом - основа выполнения менделевских закономерностей. Генетическое значение мейоза. | 2 | |
Генетическое картирование у прокариот Общая характеристика процессов, ведущих к рекомбинации у прокариот. Конъюгация у бактерий: открытие, особенности наследования. Половой фактор кишечной палочки. Репликация при конъюгации. Методы генетического картирования при конъюгации. Кольцевая карта хромосом прокариот. Генетическая рекомбинация трансформации. Общая и специфическая трансдукция. | 3 | |
Модификационная изменчивость Понятие о наследственной и ненаследственной (модификационной) изменчивости. Формирование признаков как результат взаимодействия генотипа и факторов среды. Норма реакции. Модификационная изменчивость, ее типы: адаптивные модификации, морфозы, длительные модификации. | 2 | |
Хромосомные мутации Мутационная изменчивость, ее типы. Хромосомные перестройки, их типы. Делеции и дупликации: их фенотипическое проявление, использование в генетическом анализе, особенности мейоза. Инверсии и транслокации: их фенотипическое проявление особенности мейоза, использование в генетическом анализе, особенности мейоза. Мигрирующие генетические элементы, их роль в возникновении хромосомных перестроек. | 2 | |
Геномные мутации Автополиплоидия. Особенности мейоза и наследование у автополиплоидов. Аллополиплоидия. Особенности отдаленной гибридизации: скрещиваемость, фертильность, особенности расщепления у гибридов. Анеуплоидия. Особенности мейоза и наследование у анеуплоидов. | 2 | |
Теория гена Представление школы Моргана о строении и функции гена. Функциональный и рекомбинационный критерии аллелизма. Мутационная и рекомбинационная делимость гена: работы школы Серебровского по ступенчатому аллелизму, псевдоаллелизм. Цис-транс-тест на аллелизм. Исследование тонкой структуры гена на примере фага Т4 ( Бензер). Интрон-экзонная организация генов эукариот, сплайсинг, процессинг. Структурная организация генома эукариот. Классификация повторяющихся элементов генома. Семейства генов. Псевдогены. Регуляторные элементы генома. | 3 | |
Действие гена Механизм транскрипции. Механизм трансляции. Регуляция транскрипции на уровне промотора, функции РНК- полимеразы. Принципы негативного и позитивного контроля. Системная регуляция; роль циклической АМФ и ГТФ. Оперонные системы регуляции. Генетический анализ лактозного оперона. Регуляция транскрипции на уровне терминации на примере триптофанового оперона. | 3 |
Примерный перечень вопросов для экзамена, а также для оценки компетенций, сформированных у обучаемых
Введение
1. Предмет и методы генетики. Место генетики в системе биологических наук.
2. Основные этапы развития генетики.
3. Роль отечественных ученых в развитии генетики и селекции.
4. Значение генетики для решения задач селекции, медицины, биотехнологии, экологии.
Материальные основы наследственности
5. Митотический цикл и фазы митоза. Генетическое значение митоза.
6. Мейоз. Генетическая роль мейоза.
7. Кариотип. Строение хромосом: хроматида, хромомера, эухроматиновые и гетерохроматиновые районы.
8. Доказательства роли ядра и хромосом в явлениях наследственности
9. Доказательства генетической роли нуклеиновых кислот: трансформация у бактерий, опыты с вирусами.
10. Генетический код, его свойства. Доказательства триплетности кода.
11. Расшифровка генетического кода в экспериментах.
12. Молекулярная организация хромосом прокариот и эукариот.
Генетический анализ
13. Основные понятия генетики: доминантные и рецессивные признаки, аллельные гены, генотип и фенотип, гомозиготность и гетерозиготность. Генетическая символика.
14. Закономерности наследования при моногибридном скрещивании, открытые Г. Менделем. Менделем о дискретной природе наследственности.
15. Наследование при неполном доминировании и кодоминировании. Множественный аллелизм.
16. Реципрокные скрещивания. Возвратные скрещивания. Анализирующее скрещивание и его значение.
17. Закономерности наследования при дигибридном скрещивании, открытые Г. Менделем. Общие формулы при полигибридных скрещиваниях.
18. Цитологические основы закономерностей наследования, открытых Г. Менделем.
19. Условия осуществления “менделеевских” расщеплений.
20. Наследование при комплементарности и его биохимические основы.
21. Наследование при эпистазе и его биохимические основы.
22. Наследование при полимерии. Особенности наследования количественных признаков.
23. Генотип как сложная система. Плейотропное действие генов. Пенетрантность и экспрессивность.
24. Половые хромосомы. Типы хромосомного определения пола. Балансовая теория определения пола.
25. Наследование признаков, сцепленных с полом. Значение рецирокных скрещиваний для изучения сцепленных с полом признаков.
26. Наследование при нерасхождении половых хромосом. Гинандроморфизм.
27. Понятие сцепленного наследования, групп сцепления. Открытие сцепленного наследования.
28. Работы школы Т. Моргана по изучению сцепленного наследования. Особенности наследования при сцеплении генов.
29. Цитогенетические доказательства кроссинговера.
30. Доказательства прохождения кроссинговера в мейозе и в митозе на стадии четырех нитей.
31. Множественные перекресты Интерференция.
32. Основные положения хромосомной теории наследственности по Т. Моргану и ее экспериментальные доказательства.
33. Генетические карты, принципы их построения у эукариот.
Генетический анализ у прокариот
34. Открытие конъюгации у бактерий. Oсобенности наследования при конъюгации. Половой фактор.
35. Репликация при конъюгации. Картирование при конъюгации.
36. Генетическая рекомбинация при трансформации.
37. Трансдукция у бактерий. Общая и специфическая трансдукция.
Внеядерное наследование
38. Материнский эффект цитоплазмы. Наследование завитка у моллюсков. Наследование окраски у мельничной огневки и др.
39. Пластидная наследственность. Наследование пестролистности у растений. Наследование устойчивости к антибиотикам у хламидомонады
40. Митохондриальная наследственность. Наследование дыхательной недостаточности у дрожжей и нейроспоры.
41. Взаимодействия ядерных и внеядерных генов. Цитоплазматическая мужская стерильность у растений.
42. Инфекционные факторы внеядерной наследственности. Наследование бессамцовых линий у дрозофилы, каппа частиц у парамеций, наследование сигма-фактора у дрозофилы.
43. Плазмидное наследование.
Генетическая изменчивость
44. Типы изменчивости. Изучение основных закономерностей изменчивости. Иоганнсена о популяциях и чистых линиях. Вейсмана по изучению закономерностей изменчивости.
45. Мутационная теория Гуго Де Фриза. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости .
46. Формирование признаков как результат взаимодействия генотипа и факторов среды. Норма реакции генотипа. Модификационная изменчивость, ее типы.
47. Комбинативная изменчивость, механизм ее возникновения, роль в эволюции и селекции.
48. Классификация мутаций. Классификация мутаций по характеру изменения наследственного материала.
49. Генные мутации. Общая характеристика молекулярной природы возникновения генных мутаций.
50. Спонтанный и индуцированный мутационный процесс.
51. Делеции и дупликации. Механизм их возникновения, использование в генетическом анализе; особенности мейоза.
52. Инверсии и транслокации, механизм их возникновения, использование в генетическом анализе, особенности мейоза.
53. Транспозиции. Рекомбинации при транспозиции. Генетический контроль транспозиции.
54. Понятие полиплоидии. Фенотипическое проявление автополиплоидов.
55. Особенности мейоза и характер наследования у автополиплоидов.
56. Аллополиплоидия. Особенности мейоза и характер наследования у аллополиплоидов. Амфидиплоидия как механизм возникновения плодовитых аллополиплоидов.
57. Анеуплоидия. Использование анеуплоидов в генетическом анализе. Особенности мейоза и образование гамет у анеуплоидов, их жизнеспособность и плодовитость.
58. Гаплоидия. Фенотипическое проявление гаплоидов.
Теория гена. Структура генома.
59. Представление школы Моргана о строении гена и функции гена. Функциональный и рекомбинационный критерии аллелизма.
60. Мутационная и рекомбинационная делимость гена. Работы школы Серебровского по ступенчатому аллелизму. Псевдоаллелизм.
61. Исследование тонкой структуры гена на примере фага Т 4 в работах Бензера.
62. Функциональный тест на аллелизм (цис-транс-тест). Явление межаллельной комплементации.
63. Современные представления о строении генов прокариот и эукариот. Интрон-экзонная организация генов эукариот. Сплайсинг.
64. Структурная организация генома эукариот.
Молекулярные механизмы генетических процессов
65. Полуконсервативный механизм репликации ДНК, его экспериментальные доказательства, понятие о репликоне.
66. Схема событий в вилке репликации. Полигенный контроль процесса репликации.
67. Системы рестрикции и модификации. Рестрикционные экзонуклеазы.
68. Типы структурных повреждений в ДНК и репарационные процессы. Генетический контроль и механизмы эксцизионной и пострепликативной репарации.
69. Рекомбинация: гомологичный кроссинговер. Молекулярная модель рекомбинации по Холлидею. Генная конверсия.
70. Рекомбинация: сайт-специфическая рекомбинация. Схема интеграции и исключения ДНК фага лямбда.
71. Механизмы спонтанного мутирования. Механизмы действия аналогов оснований, азотистой кислоты, акридиновых красителей, алкилирующих агентов.
72. Оперонные системы регуляции. Генетический анализ лактозного оперона.
73. Регуляция транскрипции на уровне терминации на примере триптофанового оперона.
74. Принципы негативного и позитивного контроля. Системная регуляция; роль циклической АМФ и гуанозин трифосфата.
Генетика развития
75. Онтогенез как реализация наследственно детерминированной программы развития. Стабильность генома и дифференциальная активность гена в ходе онтогенеза.
76. Тканеспецифическая активность генов. Функциональные изменения хромосом в онтогенезе; роль гормонов и эмбриональных индукторов.
77. Генетический контроль дифференцировки пола. Роль генов Y - хромосомы в определении мужского пола. Мутации переопределяющие пол в ходе онтогенеза. Гормональное переопределение пола.
Основы генетической инженерии
78. Задачи и методология генетической инженерии. Методы выделения и синтеза генов.
79. Понятие о векторах. Векторы на основе плазмид и ДНК фагов. Геномные библиотеки.
80. Способы получения рекомбинантных молекул ДНК, методы клонирования генов.
81. Значение генетической инженерии для решения задач биотехнологии, сельского хозяйства, медицины и различных отраслей народного хозяйства.
Популяционная и эволюционная генетика
82. Понятие панмиктической популяции. Генетические характеристики популяции. Наследование в панмиктической популяции.
83. - основоположник экспериментальной популяционной генетики. Генетическая гетерогенность популяций.
Генетические основы селекции
84. Селекция как наука. Генетика как теоретическая основа селекции. Методы получения исходного материала для селекции.
85. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости. Значение наследственной изменчивости организмов для селекционного процесса и эволюции.
86. Системы скрещиваний в селекции растений и животных. Аутбридинг. Инбридинг. Линейная селекция.
87. Отдаленная гибридизация. Особенности межвидовой и межродовой гибридизации: скрещиваемость, фертильность и особенности расщепления гибридов.
88. Пути преодоления нескрещиваемости. Работы отечественных ученых: , и др.
89. Явление гетерозиса, его генетические механизмы. Производство гибридных семян на основе цитоплазматической мужской стерильности.
90. Методы отбора. Индивидуальный и массовый отбор. Отбор по фенотипу. Отбор по генотипу(оценка по родословной, по качеству потомства). Сибселекция.
Генетика человека
91. Особенности человека как объекта генетических исследований. Методы изучения генетики человека.
92. Врожденные и наследственные болезни, распространенные в человеческих популяциях. Хромосомные и генные болезни. Болезни с наследственной предрасположенностью.
93. Причины возникновения врожденных и наследственных заболеваний. Генетическая опасность радиации и химических веществ. Задачи медико-генетических консультаций.
Рекомендуемый перечень вопросов для вынесения на междисциплинарный итоговый государственный экзамен
6.1.3. Рефераты
Раздел 11. Генетические основы селекции
1. Центры происхождения культурных растений по .
2. Значение наследственной изменчивости организмов для селекционного процесса и эволюции.
3. Использование индуцированных мутаций и комбинативной изменчивости в селекции растений, животных и микроорганизмов.
4. Роль полиплоидии в повышении продуктивности растений.
5. Отдаленная гибридизация в селекции.
6. Вклад отечественных ученых (, и др.) в развитие генетики и селекции.
7. Использование простых и двойных межлинейных гибридов в растениеводстве.
8. Использование простых и двойных межлинейных гибридов в животноводстве.
9. Производство гибридных семян на основе цитоплазматической мужской стерильности.
10. Перспективны методов генетической и клеточной инженерии селекции и биотехнологии.
Раздел 12. Генетика человека
1. Программа «Геном Человека».
2. Врожденные и наследственные болезни, распространение в человеческих популяциях.
3. Хромосомные и генные болезни.
4. Болезни наследственной предрасположенностью.
5. Скрининг генных дефектов. Использование биохимических методов для выявления гетерозиготных носителей и диагностики наследственных заболеваний.
6. Генетическая опасность радиации и химических веществ.
7. Генотоксикология.
8. Перспективы лечения наследственных болезней.
9. Задачи медикогенетических консультаций.
10. Роль генетических и социальных факторов в эволюции человека.
6.1.4. Курсовые работы по дисциплине: не предусмотрены
6.1.5. Методические указания студентам
· Для успешного освоения курса «Генетика и селекция» необходимо систематическое изучение материалов различных разделов по ходу их рассмотрения на лекциях и практических занятиях с постоянными экскурсами в пограничные дисциплины, поскольку все разделы в данном курсе логически связаны между собой, последующий раздел логически вытекает из предыдущего, а «перескоки» через раздел(ы) нарушают не только целостность восприятия материала, но и их понимание.
· Освоение материалов по разным разделам курса и самостоятельная работа по ним контролируется выполнением проверочных заданий в тестовой форме и в форме решения задач. УМК по дисциплине содержит все эти задания, успешное выполнение которых является необходимым условием для получения допуска к сдаче экзамена.
· При изучении курса следует использовать учебники и дополнительную литературу, которые позволят получить необходимую информацию по изучаемым разделам курса «Генетика и селекция». Во многих случаях может возникать необходимость прибегать к Интернету.
· При подготовке к экзамену необходимо активизировать приобретенные на аудиторных лекционных и практических занятиях знания, а также - самостоятельно в ходе работы с литературой и в Интернете в соответствии с предложенным примерным перечнем вопросов.
6.2. Оценочные средства
Текущий контроль студентов производится на лабораторных занятиях в следующих формах:
· защита лабораторных работ – оформление результатов лабораторного занятия и их интерпретация,
· выполнение контрольных заданий по разделам программы
· работы на семинарских занятиях (проводится два семинарских занятия в течение семестра),
· тестирование,
· доклады по материалом специальной литературы
Промежуточный контроль совпадает с итоговым контролем
Итоговый контроль студентов производится по окончании изучения дисциплины в форме письменного экзамена. Система оценок: пятибалльная.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля)
7.1. Методические рекомендации (материалы) преподавателю
· Прилагается методическое указание «Опыты на дрозофиле» для проведения лабораторных работ
· Прилагается учебное пособие «Генетика в задачах»
· Прилагается фонд тестов и контрольных вопросов для проведения опросов по разным темам
· Прилагается глоссарий для усвоения основных понятий
· На лекциях и лабораторных занятиях рекомендуется работать в соответствии с календарным и тематическим планированием. Это позволит преподавателю четко реализовать учебно-воспитательные задачи каждого раздела, темы, правильно отобрать учебный материал, избежать чрезмерного освещения одних проблем, за счет других, продумать формы и методы работы, своевременно подготовить необходимое оборудование, распределить время между занятиями, рационально с учетом нагрузки студентов организовать учебный процесс.
· С учетом содержания необходимо так организовать познавательную деятельность студентов, чтобы обеспечить усвоение основного учебного материала, в органической связи с его усвоением решать задачи воспитания и развития. Применять разные формы организации познавательной деятельности студентов: фронтальную, групповую, индивидуальную. Не забывать, что содержание многих разделов генетики и селекции имеет воспитательное значение. В связи с этим заранее продумывать, какие мировоззренческие выводы можно сделать из изученного материала, какие вопросы использовать для повышения экологической, гигиенической культуры, для формирования нравственных качеств студентов. Каждое занятие пытаться проводить так, чтобы оно способствовало развитию студентов, обогащению их генетического кругозора, повышению интеллектуального уровня и др.
7.2. Перечень справочных, иллюстративных и других раздаточных материалов к лабораторным занятиям
Микроскопы световые с бинокулярными насадками, осветителями и комплектами окуляров и объективов, настольные лампы, термостаты, сушильные шкафы, холодильник, оборудование и материалы для приготовления питательных сред (комплект), готовые препараты (комплект), чистые линии из генетической коллекции дрозофилы (список линий прилагается), таблицы (перечень прилагается), презентации (к лекциям), микрофотографии к лабораторным занятиям.
Перечень линий из генетической коллекции дрозофилы, используемых для проведения лабораторных занятий по генетике
№ п/п | Символ линии | Название | Признак |
D-32 |
| Дикий тип | |
w | white | Белые глаза | |
wa |
| Абрикосовые глаза | |
wch |
| Вишневые глаза | |
y | yellow | Желтое тело | |
B | Bar | Полосковидные глаза | |
bw | brown | Коричневые глаза | |
cn | cinnabar | Ярко-красные глаза | |
vg | vestigial | Зачаточные крылья | |
b | black | Черное тело | |
e | ebony | Темное тело | |
st | scarlet | Ярко-красные глаза |
Перечень микропрепаратов и микрофотографий:
№ | № | Название |
1 | Кариотип человека (микрофотография) | |
2 | Кариотип человека (схема) | |
3 | Набор хромосом человека (в конверте) | |
4 | Кариотипы разных видов растений и животных (микрофотография) | |
5 | 1 | Митоз в клетках корешка лука |
6 | Митоз у пиона, Paeonia californica, 2N = 10 (x 850) (микрофото) | |
7 | 2 | Гигантские хромосомы |
8 | 3 | Сперматогенез у мыши (мейоз) |
9 | Мейоз у самца кузнечика Chorthippus parallelus, 2N = 17 (у самки 2N = 18) (x1500) | |
10 | Зародышевые мешки (микрофотографии) | |
11 | 5 | Пыльца на рыльце пестика |
12 | 6 | Сперматозоиды млекопитающего |
13 | 7 | Яйцеклетка млекопитающего |
14 | 8 | Дрозофила (норма) |
15 | 9 | Дрозофила (бескрылая форма) |
Перечень слайдов для презентации (и таблиц), используемых в курсе “Генетика и селекция”, для студентов специальности «Биология»
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 |
