РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
«УТВЕРЖДАЮ»:
Проректор по учебной работе
_______________________ //
__________ _____________ 2011г.
МЕТОДЫ ТЕСТИРОВАНИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ СРЕДЫ.
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов направления 020400.62 - Биология,
профиль подготовки - Генетика, магистерская программа «Экологическая генетика», очной формы обучения
«ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»:
Автор (ы) работы _____________________________//
«______»___________2011г.
Рассмотрено на заседании кафедры экологии и генетики 25 марта 2011 г. № протокола12 Соответствует требованиям к содержанию, структуре и оформлению.
«РЕКОМЕНДОВАНО К ЭЛЕКТРОННОМУ ИЗДАНИЮ»:
Объем 11 стр.
Зав. кафедрой ______________________________//
«25» марта 2011 г.
Рассмотрено на заседании УМК биологического факультета 28 марта 2011 г. № протокола 3
Соответствует ФГОС ВПО и учебному плану образовательной программы.
«СОГЛАСОВАНО»:
Председатель УМК ________________________//
28 марта 2011г.
«СОГЛАСОВАНО»:
Зав. методическим отделом УМУ_____________//
«______»_____________2011 г.
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Биологический факультет
Кафедра экологии и генетики
МЕТОДЫ ТЕСТИРОВАНИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ СРЕДЫ.
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов направления 020400.62- Биология, профиль подготовки – Генетика, очной формы обучения.
Тюменский государственный университет
2011
Петухова тестирования генетической активности среды. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 020400.62 - Биология, профиль подготовки – Генетика, очной формы обучения. Тюмень.
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки.
Рабочая программа дисциплины опубликована на сайте ТюмГУ: Методы тестирования генетической активности среды. [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www. *****., свободный.
Рекомендовано к изданию кафедрой экологии и генетики. Утверждено проректором по учебной работе Тюменского государственного университета.
ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: заведующий кафедрой экологии и генетики, д. б.н.
© Тюменский государственный университет, 2011.
© , 2011.
1. Пояснительная записка.
1.1. Цели и задачи дисциплины
Целью дисциплины «Методы тестирования генетической активности среды» является получение базовых знаний о биотестиорованию, о научных и прикладных аспектах использовании биотестирования для оценки генетической активности среды.
В процессе изучения дисциплины магистры решают следующие задачи: в систематизированной форме усваивают основы методов оценки генетической активности среды; вопросы постановки экспериментов по оценке генетической опасности факторов среды, приготовления цитогенетических препаратов, получения фенокопий мутаций, анализа хромосомных аберраций и морфозов.
Учебно-методический комплекс «Методы тестирования генетической активности среды» соответствует требованиям федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования.
1.2. Место дисциплины в структуре ООП магистратуры
Дисциплина «Методы тестирования генетической активности среды» относится к циклу Б3. Профессиональный цикл: базовая общепрофессиональная часть. Она логически и содержательно-методически взаимосвязана с дисциплинами Б.1. Гуманитарного, социального и экономического цикла: базовой частью и Б.3. Профессионального цикла: базовой (общепрофессиональной) частью: экономикой; биологией размножения и развития; микробиологией, физиологией человека и животных, генетикой и селекцией, биохимией и молекулярной биологией. Для успешного освоения дисциплины необходимы базовые знания по генетике, биологии размножения и развития, микробиологии, физиологии, биохимии, умение к биометрической обработке материала, владение компьютерными статистическими программами. Для успешного освоения данной дисциплины необходимо предшествующее изучение следующих модулей: экономики; биологии размножения и развития, цитологии и гистологии; физиологии человека и животных, генетики и селекции, биохимии и молекулярной биологии.
1.3. Компетенции выпускника ООП магистратуры, формируемые в результате освоения данной ООП ВПО.
В результате освоения ООП магистратуры выпускник должен обладать следующими компетенциями:
- применять современные экспериментальные методы работы с биологическими объектами в полевых и лабораторных условиях, навыки работы с современной аппаратурой – ПК-5;
- демонстрирует базовые представления об основных закономерностях и современных достижениях генетики, о геномике, протеомике- ПК-6.
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
· Знать: основы биотестирования генетической активности среды.
· Уметь: демонстрировать базовые представления по биотестированию генетической активности среды, применять их на практике, критически анализировать полученную информацию и представлять результаты исследований.
· Владеть: навыками к научно-исследовательской работе, преподаваниюметодов биотестирования енетической активности среды, ведению дискуссии.
Карта компетенций дисциплины
«Методы тестирования генетической активности среды»
Компетенции | Формулировка компетенции | Результаты обучения в целом | Результаты обучения по уровням освоения материала | Виды занятий (лекции, практические, семинарские, лабораторные) | Оценочные средства (тесты, творческие работы, проекты и др.) | ||
минимальный | базовый | повышенный | |||||
ПК-5 | применять современные экспериментальные методы работы с биологическими объектами в полевых и лабораторных условиях, навыки работы с современной аппаратурой | Знает: механизмы возникновения мутаций и тератогенеза | Основные методы выявления и оценки мутагенности факторов среды | Об основных методах экспериментального мутагенеза | Основных принципах оценки тератогенной активности веществ | Семинарские занятия, самостоятельная работа | Дискуссия на семинаре |
Умеет: оценивать структурные изменения хромосом | Исследовать частоту хромосомных аберраций в клетках | Проводить оценку генетической активности среды по реакции половых клеток | Применять вариационные кривые в ходе проводимых анализов | Семинарские занятия | Творческие задания | ||
Владеет: методами оценки влияния среды на генетические структуры клеток | Основными понятиями при оценке генетической активности среды | Способностью применять полученные знания для обоснования вклада хромосомных мутаций в генетическую активность среды | Навыками организациии дискуссии о чувствительных периодах в эмбриогенезе | Практические занятия | Дискуссии | ||
ПК-6 | демонстрирует базовые представления об основных закономерностях и современных достижениях генетики, о геномике, протеомике-. | Знает: теорию формирования ответных реакций клетки на стресс | О методах воздействия на эибриогенез организмов | Основные методы оценки тератогенной активности среды | Последствия воздействия стресс-факторов на развитие и генетическую стабильность организмов | Семинарские занятия, самостоятельная работа | Дискуссии |
Умеет: выявлять мутагенные и тератогенные факторы среды | Выявлять основные причины возникновения нарушений в геноме модельных тест-объектов | Использовать полученные знания для выяснения более тонких генетических механизмов нарушения структуры наследственного материала | Применять принципы теории тератогенеза для защиты организмов от повреждений | Семинарские занятия | Творческие задания | ||
Владеет: методами оценки генетической изменчивости клеток и организмов | Умением выявлять и анализировать генетические нарушения у организмов разных уровней организации | Побуждать к дискуссии о механизмах формирования генных, хромосомных и геномных нарушений при действии мутагенов | Навыками изучения формирования тератогенных нарушений у растений и животных при действии повреждающих факторов окружающей среды | Практические занятия | Тесты |
2. Структура и трудоемкость дисциплины.
Семестр 8. Форма промежуточной аттестации зачет. Общая трудоемкость дисциплины составляет 1 зачетная единица, 36 часов.
3. Тематический план.
Таблица 1.
Тематический план
№ | Тема | недели семестра | Виды учебной работы и самостоятельная работа, в час. | Итого часов по теме | Из них в интерактивной форме | Формы контроля | ||
Лекции | Семинарские (практические) занятия | Самостоятельная работа | ||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
Модуль 1. | ||||||||
1. | Оценка генетической активности среды с помощью бактерий | 1 | 2 | 4 | 6 | 2 | Собеседование | |
2. | Изучение частоты хромосомных аберраций в соматических клетках дрозофилы | 2 | 4 | 4 | 8 | 3 | Дискуссия на семинаре | |
Всего | 6 | 8 | 14 | 5 | ||||
Модуль 2. | ||||||||
3. | Аllium – тест | 3 | 2 | 2 | 4 | 1 | Дискуссия на семинаре | |
4. | Оценка генетической активности среды по реакции половых клеток – доминантные летальные мутации | 4 | 2 | 3 | 5 | 2 | Дискуссия по докладам | |
Всего | 4 | 5 | 9 | 3 | ||||
Модуль 3. | ||||||||
5. | Тератогенная активность веществ ( крыловые морфозы у дрозофил) | 5 | 2 | 4 | 6 | 2 | Обсуждение презентаций | |
6. | Тератогенная активность веществ (удвоенные и извитые щетинки у дрозофил). | 6 | 3 | 4 | 7 | 2 | Беседа | |
Всего | 6 | 5 | 8 | 13 | 4 | |||
Итого (часов, баллов): | 15 | 21 | 36 | 12 | Зачет | |||
Из них в интерактивной форме | 8 | 4 | 12 |
Таблица 2.
Планирование самостоятельной работы студентов
№ | Модули и темы | Виды СРС | Неделя семестра | Объем часов | |
обязательные | дополнительные | ||||
Модуль 1 | |||||
1.1 | 1. Оценка генетической активности среды с помощью бактерий | Изучение отдельных тем, необходимых для выполнения лабораторной работы. Выполнение индивидуальных заданий (рефератов) | Работа с литературой по теме | 1 | 4 |
1.2 | 2. Изучение частоты хромосомных аберраций в соматических клетках дрозофилы | Изучение отдельных тем, необходимых для выполнения лабораторной работы. Выполнение индивидуальных заданий (компьютерных презентаций) | Работа с литературой по теме | 2 | 4 |
Всего по модулю 1: | 2 8 | ||||
Модуль 2 | |||||
2.1 | Аllium – тест | Изучение отдельных тем, необходимых для выполнения лабораторной работы. Выполнение индивидуальных заданий (глоссарий). | Работа с литературой по теме | 4 | 2 |
2.2 | Оценка генетической активности среды по реакции половых клеток – доминантные летальные мутации | Изучение отдельных тем, необходимых для выполнения лабораторной работы. Выполнение индивидуальных заданий (эссе). | Работа с литературой по теме | 5 | 3 |
Всего по модулю 2: | 2 5 | ||||
Модуль 3 | |||||
3.1 | Тератогенная активность веществ (крыловые морфозы у дрозофил) | Изучение отдельных тем, необходимых для выполнения лабораторной работы. Выполнение индивидуальных заданий (рефератов, составление библиографического списка) | Работа с литературой по теме | 6 | 4 |
3.2 | Тератогенная активность веществ (удвоепнные и извитые щетинки у дрозофил). | Изучение отдельных тем, необходимых для выполнения лабораторной работы. Выполнение индивидуальных заданий (эссе, компьютерных презентаций) | Работа с литературой по теме | 7 | 4 |
Всего по модулю 3: 2 | 8 | ||||
ИТОГО: 7 | 21 |
4. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п | Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин | Темы дисциплины необходимые для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин | |||||
1.1 | 1.2 | 2.1 | 2.2 | 3.1 | 3.2 | ||
1. | Молекулярная генетика | + | + | ||||
2. | Иммунология | + | |||||
3. | Экология и рациональное природопользование | + | + | ||||
4. | Биоинженерия (магистратура) | + | + | ||||
5. | Молекулярные механизмы стабильности и изменчивости геномов (магистратура) | + | + | + |
5. Содержание дисциплины.
Темы практических работ.
Практическая работа 1. Оценка генетической активности среды с помощью бактерий.
Материал: Бактериальные культуры.
Оборудование: чашки Петри с высеянные бактериальными штаммами, обработанными химическими и физическими мутагенами.
Задание: регистрация ревертантов от ауксотрофности по гистидину к прототрофности у индикаторных штаммов Salmonella typhimurium
Практическая работа 2. Изучение частоты хромосомных аберраций в соматических клетках дрозофилы.
Материал: личинки третьего возраста Drosophila melanogaster
Оборудование: бинокуляры, микроскопы, препаровальные иглы, предметные и покровные стекла, физораствор для насекомых, раствор ацетоорсеина 2%, уксусная кислота 45%.
Задание: выделение нервных ганглиев личинок, приготовление цитогенетических препаратов, учет частоты хромосомных перестроек анафазным методом.
Практическая работа 3. Аllium – тест
Материал: корешки лука
Оборудование: : бинокуляры, микроскопы, препаровальные иглы, предметные и покровные стекла, раствор ацетоорсеина 2%, уксусная кислота 45%.
Задание: приготовить цитогенетические препараты из корней лука, проанализировать частоту хромосомных перестроек в клетках
Практическая работа 4. Оценка генетической активности среды по реакции половых клеток – доминантные летальные мутации
Материал: мухи дрозофилы
Оборудование: стаканчики с мухами, пробки с агаровой средой, бинокуляры, счетчики, препоровальные иглы, медицинский эфир, морилки.
Задание: проанализировать количество отложенных мухами яиц, количество желтых и белых неразвившихя яиц.
Практическая работа 5. Тератогенная активность веществ (крыловые морфозы у дрозофил).
Материал: мухи дрозофилы, предметные стекла с фиксированными крыльями мух.
Оборудование: стаканчики с мухами, предметные стекла, бинокуляры, препаровальные иглы, медицинский эфир, морилки.
Задание: проанализировать морфозы типа «вырезка на крыле» у мух.
Практическая работа 6. Тератогенная активность веществ (удвоенные и извитые щетинки у дрозофил).
Материал: мухи дрозофилы, предметные стекла
Оборудование: стаканчики с мухами, предметные стекла, бинокуляры, препаровальные иглы, медицинский эфир, морилки.
Задание: проанализировать частоту встречаемости у мух морфозов типа удвоенных и извитых щетинок на головогруди.
6. Учебно - методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины (модуля).
I. Оценка генетической активности среды с помощью бактерий
Темы рефератов:
1. Методы экспериментального мутагенеза.
2. Основные закономерности радиационного и химического мутагенеза
3. Методы выявления и оценки мутагенности факторов среды
4. Микробные тест-системы
II. Изучение частоты хромосомных аберраций в соматических клетках дрозофилы.
Темы компьютерных презентаций:
1. Хромосомные мутации
2. Внутрихромосомные перестройки.
3. Дифференциальная окраска хромосом.
4. Межхромосомные перестройки.
5. Генетические последствия возникновения хромосомных перестроек в соматических клетках
6. Генетические последствия возникновения хромосомных перестроек в половых клетках
III. Аllium – тест
Подготовка компьютерного варианта глоссария:
1.Генетическая активность среды
2.Мутации. Хромосомные мутации
3. Делеции
4. Дицентрики
5. Транслокации
IV. Оценка генетической активности среды по реакции половых клеток – доминантные летальные мутации
Тема эссе:
Обоснуйте свое мнение по различиям в чувствительности соматических и половых клеток на действие повреждающих факторов внешней среды
V. Тератогенная активность веществ ( крыловые морфозы у дрозофил).
Темы рефератов:
1.Тератогенез.
2. Чувствительные периоды в эмбриогенезе дрозофил
3. Чувствительные периоды в эмбриогенезе.
4. Мутации и их фенокопии.
Составление библиографического списка за последние 5 лет (по журналу «Генетика», реферативному журналу) по разделам:
1. Физический мутагенез
2.Химический мутагенез
3. Биологический мутагенез
4. Тератогенез.
VI. . Тератогенная активность веществ (удвоепнные и извитые щетинки у дрозофил).
Темы компьютерных презентаций:
1. Основные фенокопии у дрозофилы
2. Эмбриогенез крыла у мух
3. Фенокопии мышей
4. Морфозы у человека
Тема эссе:
Ваше представление о природе формирования фенокопий и их взаимосвязи с генетическими повреждениями.
7. Образовательные технологии.
Мультимедийные средства обучения (презентации), проблемные и исследовательские методы, встречи с представителями института Общей экологии, Криосферы Земли и т. д.
Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля).
8.1. Основная литература:
1., Порошенко методы прогнозирования мутагенных и бластомогенных свойств химических соединений. Итоги науки и техники ВИНИТИ, Токсикология, 1996, т.14, 173c.
2. Абилев и прогнозирование мутагенной активности химических соединений окружающей среды. - Москва, 20c..
3. Горбунова онкогенов в инициации и промоции канцерогенеза.// Мутагены и канцерогены окружающей среды: Новые подходы к оценке риска для здоровья. Санкт - Петербург. 1998, с.34-59.
4. Руководство по краткосрочным тестам для выявления мутагенных и канцерогенных химических соединений. Гигиенические критерии окружающей среды. № 51. Женева, ВОЗ, 1982, 212с.
5. Тарасов качественной и количественной оценки генетической опасности химических веществ. В кн.: Мутагены и канцерогены окружающей среды и наследственность человека. М.,2004. с.3-66.
6. Оценка мутагенности новых лекарственных средств. Методические рекомендации. М., 2004, 20 с.
7. , Н., И. и др. Особенности пространственной динамики мутагенной активности воды р. Которосль и оз. Неро. // Современные проблемы биологии, экологии, хмимии : Региональный сборник научных трудов. — Ярославль: 2005. — С. 118-119
8. Прохорова тест-системы для оценки мутагенов / Сост. . — Ярославль: ЯрГУ, 1988. — 13 с.
9. Тарасов количественной оценки генетической опасности химических загрязнителей биосферы // Мутагены и канцерогены в окружающей среде: новые подходы к оценке риска для здоровья. — СПб, 2001. — С. 92-117
8.2. Дополнительная литература:
1., , Краткосрочные тесты в системе выявления канцерогенных для человека химических соединений.// Вопросы онкологии. 1986, т.32, № 4, с.3-11Журнал «Биотехнология» М.: Биотехнология.
2.Журнал «Генетика» М.: Академиздат « Наука»
3.Журнал «Молекулярная биология» М.: Академиздат « Наука»
8.3. Программное обеспечение и Интернет – ресурсы:
1. www.
2.www. /.../geneticheskii-monitoring-antropogennogo- zagryazneniya-okruzhayushchei-sredy
3. histopathology. *****/.../mutagenic_properties_of_drugs. htm
8. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля).
Дисциплина обеспечена компьютерными презентациями, составленными автором, видеофильмами. На факультете имеется для проведения занятий 3 мультимедийные аудитории, есть специализированные лаборатории: центр микроскопии (№ 000), оснащенный электронным микроскопом LSM 510-мета, фазово-контрастным микроскопом Axioimager А1; лаборатория молекулярной генетики (№ 000), оснащенная хроматографом ВСЖХ, ПЦР; лаборатория популяционной генетики (№ 000), оснащенная приборами для проведения электрофореза и цитогенетических исследований.
