Токсикологическая генетика

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

«УТВЕРЖДАЮ»:

Проректор по учебной работе

_______________________ //

__________ _____________ 2011г.

ТОКСИКОЛОГИЧЕСКАЯ ГЕНЕТИКА

Учебно-методический комплекс. Рабочая программа

для студентов направления 020400.68 - Биология,

очной формы обучения

«ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»:

Автор (ы) работы _____________________________//

«______»___________2011г.

Рассмотрено на заседании кафедры экологии и генетики (25.03.2011 протокол ) Соответствует требованиям к содержанию, структуре и оформлению.

«РЕКОМЕНДОВАНО К ЭЛЕКТРОННОМУ ИЗДАНИЮ»:

Объем _____11____стр.

Зав. кафедрой ______________________________//

«______»___________ 2011 г.

Рассмотрено на заседании УМК биологического факультета (28.03.2011 протокол )

Соответствует ФГОС ВПО и учебному плану образовательной программы.

«СОГЛАСОВАНО»:

Председатель УМК ________________________//

«______»_____________2011г.

«СОГЛАСОВАНО»:

Зав. методическим отделом УМУ_____________//

«______»_____________2011 г.

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт математики, естественных наук и информационных технологий

Кафедра экологии и генетики

ТУПИЦЫНА Л. С.

ТОКСИКОЛОГИЧЕСКАЯ ГЕНЕТИКА

Учебно-методический комплекс. Рабочая программа

для студентов направления 020400.68- Биология, магистерская программа «Экологическая генетика», очной формы обучения.

Тюменский государственный университет

2013

Тупицына генетика. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления 020400.68 - Биология, магистерская программа, очной формы обучения. Тюмень, 2013, _12__ стр.

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: Токсикологическая генетика [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, 2013.

© , 2013

1. Пояснительная записка.

1.1.  Цели и задачи дисциплины.

Целью дисциплины «Токсикологическая генетика» является изучение базовых знаний о мутационном процессе, а также о закономерностях тератогенеза и канцерогенеза; о научных и прикладных аспектах использования этих знаний.

В процессе изучения дисциплины магистранты решают следующие задачи: в систематизированной форме усваивают основные научные выводы в области токсикологической генетики, получают представление о генетически активных факторах окружающей среды и индуцируемых ими генетических процессах. Знакомятся с основными направлениями генетического мониторинга, принципами организации генетического скрининга.

Учебно-методический комплекс «Токсикологическая генетика» соответствует требованиям федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования.

1.2.  Место дисциплины в структуре магистерских программ.

Дисциплина «Токсикологическая генетика» относится к циклу М3. Профессиональный цикл. Дисциплина по выбору. Читается на первом году обучения в магистратуре, в первом семестре. Она логически и содержательно-методически взаимосвязана с дисциплинами Б.1. Для успешного освоения дисциплины необходимы базовые знания по общей генетике, биологии размножения и развития, физиологии, биохимии, общей биологии, умение к биометрической обработке материала, владение компьютерными статистическими программами. Кроме того необходимо предшествующее изучение следующих модулей: биохимии и молекулярной биологии, анатомии и физиологии, генетики и селекции, биотехнологии.

1.3. Компетенции выпускника ООП магистатуры, формируемые в результате освоения данной ООП ВПО.

В результате освоения дисциплины профессионально цикла магистерской программы выпускник должен обладать следующими компетенциями:

- понимает пути развития и перспективы сохранения цивилизации, связь геополитических и биосферных процессов, проявляет активную жизненную позицию, использует профессиональные знания (ОК-4);

- знает и использует основные теории, концепции и принципы в избранной области деятельности, способен к системному мышлению (ПК-2);

- планирует и проводит мероприятия по оценке состояния и охране природной среды в соответствии со специализацией (ПК-14).

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

·  Знать: основы генетического скрининга и мониторинга.

·  Уметь: демонстрировать базовые представления по генетике, применять их на практике, критически анализировать полученную информацию и представлять результаты исследований.

·  Владеть: навыками к научно-исследовательской работе, преподаванию генетики, ведению дискуссии.

Карта компетенций дисциплины «Токсикологическая генетика»

Компетен - ция	Результаты обучения	Результат обучения по уровням освоения учебного материала	Вид занятия	Оценоч-ные средства
минимальный	базовый	повышенный
ПК-2	знает и использует основные теории, концепции и принципы в избранной области деятельности, способен к системному мышлению
	Знает:	Базовые понятия в области основ мутагенеза и генетической токсикологии	Основные результаты, полученные в области генотоксикологии	Группы методов, используемых для выявления закономерностей в генотоксикологии	Лекции, самостоятельная работа	Тесты
	Умеет:	Опираться на знания основных понятий в области основ мутагенеза и генетической токсикологии	Демонстрировать базовые представления об основных достижениях в генотоксикологии	Критически анализировать полученную информацию по генотоксикологии	Семинар-ские занятия	Конт-рольные работы
	Владеет:	Опытом формулирования правильных суждений об основных закономерностях в генотоксикологии	Навыками синтеза информации о действии генотоксикантов и их фенотипических последствиях	Навыками самостоятельного поиска информации в области генотоксикологии и презентации учебных вопросов	Семинар-ские занятия	Конт-рольные работы, самостоятельные работы, презентации
ПК - 14	планирует и проводит мероприятия по оценке состояния и охране природной среды в соответствии со специализацией
	Знает:	Базовые понятия для планирования и проведения мероприятий по оценке состояния и охраны природной среды	Основные направления оценки природной среды в соответствии со специализацией	Группы методов, для планирования и проведения мероприятий по оценке состояния и охраны природной среды	Лекции, самостоятельная работа	Тесты
	Умеет:	Опираться на знания основных понятий для планирования и проведения мероприятий по оценке состояния среды и её охраны	Демонстрировать знание основных направления оценки природной среды в соответствии со специализацией знание	Критически анализировать информацию по оценке состояния природной среды в соответствии со специализацией	Семинар-ские занятия	Конт-рольные работы
	Владеет:	Опытом формулирования правильных суждений об оценке состояния природной среды	Навыками синтеза информации по разным направлениям оценки природной среды в соответствии со специализацией знание	Навыками самостоятельного поиска информации в области оценки природной среды в соответствии со специализацией	Семинар-ские занятия	Конт-рольные работы, самостоятельные работы, презентации

Компетен - ция	Результаты обучения	Результат обучения по уровням освоения учебного материала	Вид занятия	Оценоч-ные средства
минимальный	базовый	повышенный
ОК-4	понимает пути развития и перспективы сохранения цивилизации, связь геополитических и биосферных процессов, проявляет активную жизненную позицию, использует профессиональные знания
	Знает:	О путях развития цивилизации	О связи геополитических и биосферных процессов	О перспективах сохранения цивилизации	Лекции, самостоятельная работа	Самост. работа
	Умеет:	Использовать профессиональные знания	Повышать свой профессиональный уровень	Проявлять активную жизненную позицию	Семи- нар	Устный ответ
	Владеет:	Базовыми понятиями о биосферных процессах	Знаниями, побуждающими проявлять активную жизненную позицию	Убежденностью в необходимости понимания путей развития цивилизации	Самостоятельная работа	Устный ответ

2.  Структура и трудоемкость дисциплины.

Семестр 1. Форма аттестации - зачёт. Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы, 72 часа.

3.  Тематический план.

Таблица 1 .

№	Тема	недели семестра	Виды учебной работы и самостоятельная работа, в час	Итого часов по теме	Формы контроля
лекции	Самостоятельная работа
1	2	3	4	5	6	7
1.	Токсикология.	1	2	3	5	Конт. работа
2.	Токсины.	2	2	3	5	Конт. работа
3.	Мутагены.	3	2	3	5	Конт. работа
4.	Скрининг и мониторинг.	4	2	3	5	Конт. работа
5.	Мобильные элементы генома.	5	2	4	6	Конт. работа
6.	Генетическая рекомбинация.	6	2	3	5	Конт. работа
7.	Синдром клеточного стресса.	7	2	3	5	Конт. работа
8.	Онкогенез.	8	2	3	5	Конт. работа
9.	Химические канцерогены.	9	2	3	5	Конт. работа
10.	Апоптоз.	10	2	4	6	Конт. работа
11.	Тератогенез.	11	2	3	5	Конт. работа
12.	Репарация ДНК.	12	2	3	5	Реферат
13.	Детоксикация.	13	2	3	5	Реферат
14.	Антимутагенез.	14	2	3	5	Реферат
	ИТОГО часов		28	44	72	Зачет

Таблица 2.

Планирование самостоятельной работы студентов

№	Темы	Виды обязательной СРС	Неделя семестра	Объем часов
1	Токсикология.	Изучение темы (чтение лекций, обязательной литературы подготовка к контрольной работе)	1	3
2	Токсины.	Изучение темы (чтение лекций, обязательной литературы подготовка к контрольной работе)	2	3
3	Мутагены.	Изучение темы (чтение лекций, обязательной литературы подготовка к контрольной работе)	3	3
4	Скрининг и мониторинг.	Изучение темы (чтение лекций, обязательной литературы подготовка к контрольной работе)	4	3
5	Мобильные элементы генома.	Изучение темы (чтение лекций, обязательной литературы подготовка к контрольной работе)	5	3
6	Генетическая рекомбинация.	Изучение темы (чтение лекций, обязательной литературы подготовка к контрольной работе)	6	4
7	Синдром клеточного стресса.	Изучение темы (чтение лекций, обязательной литературы подготовка к контрольной работе)	7	3
8	Онкогенез.	Изучение темы (чтение лекций, обязательной литературы подготовка к контрольной работе	8	3
9	Химические канцерогены.	Изучение темы (чтение лекций, обязательной литературы подготовка к контрольной работе	9	3
10	Апоптоз.	Изучение темы (чтение лекций, обязательной литературы подготовка к контрольной работе	10	3
11	Тератогенез.	Изучение темы (чтение лекций, обязательной литературы подготовка к контрольной работе	11	4
12	Репарация ДНК.	Изучение темы (чтение обязательной литературы подготовка реферата	12	3
13	Детоксикация.	Изучение темы (чтение обязательной литературы подготовка реферата	13	3
14	Антимутагенез.	Изучение темы (чтение обязательной литературы подготовка реферата)	14	3
	ИТОГО:			44

4.  Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами

№ п/п	Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин	Темы дисциплины необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
1	3	4	5	6	7	8	9	11
1.	Методы тестирования генетической активности среды.		+	+		+			+
2.	Динамика генофондов человека.	+					+			+
3.	Генетический полиморфизм белков и ДНК.				+			+

5.  Содержание дисциплины.

Содержание лекций

Тема 1. Токсикология.

Токсикологические тесты. Эксперименты и эпидемиология. Токсикокинетика. Биологические эффекты токсинов.

Тема 2. Токсины.

Распределение, накопление и элиминация токсинов. Органо - и тканеспецифичность распределения.

Тема 3. Мутагены.

Причины мутирования. Экзогенные и эндогенные факторы. Супрессорные мутации. Фенотипические последствия.

Тема 4. Генетически скрининг и мониторинг.

Модельные объекты для скрининга. Тест-системы. Основные направления генетического мониторинга.

Тема 5. Мобильные элементы генома.

Классификация мобильных элементов. Мутации, индуцируемые инсерциями мобильных элементов генома.

Тема 6. Генетическая рекомбинация.

Молекулярные основы кроссинговера. Рекомбинация: гомологичная, сайт-специфическая. Генная конверсия.

Тема 7. Синдром клеточного стресса.

Системы защиты клеток. Белки теплового шока. Окислительный стресс. Антиоксиданты. Окисление ДНК при патологиях, сопряженных с окислительным стрессом.

Тема 8. Онкогенез.

Трансформация клеток в процессе опухолеобразования. Причины возникновения опухолей. Онкогены. Опухолевая прогрессия. Антионкогены.

Тема 9. Химические канцерогены.

Классификация канцерогенов. ПАУ. Нитрозамины. Ароматические амины. Афлотоксины. Гетероциклические амины. Табачный дым.

Тема 10. Апоптоз.

Морфология апоптоза. Молекулярно-генетические аспекты апоптоза.

Тема 11. Тератогенез.

Тератогены. Механизмы тератогенеза. Врожденные пороки развития.

Тема 12. Репарация ДНК

Прямая коррекция. Дорепликативная и пострепликативная репарация. Гены мутаторы и антимутаторы.

Тема 13. Детоксикация.

Этапы детоксикации. Ксенобиотики. Гены и ферменты детоксикации.

Тема 14. Антимутагенез.

Классификация антимутагенов. Эндогенные соединения в восстановительных процессах. Социальная значимость поиска антимутагенов.

6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины (модуля).

Темы рефератов:

1. Канцерогены.

2. Химические мутагены.

3. Генетическая опасность пестицидов.

4. Электромагнитное загрязнение и мутагенез.

5. Роль мобильных элементов генома в мутационном процессе.

6. Ответ организма на воздействие окружающей среды и белки теплового шока.

7. Стресс и мутагенез.

8. Окислительный стресс.

9. Генотоксичность этилового спирта.

10.  Свободные радикалы и мутационный процесс.

11.  Роль антиоксидантов в формировании устойчивости организмов к действию генотоксикантов.

12.  Понятие риска. Канцерогенный риск.

13.  Фармакогенетика.

14.  Эндогенные соединения в восстановительных процессах.

15.  Детоксикационный потенциал растений.

16.  Апоптоз.

17.  Факторы окружающей среды и рекомбинация.

18.  Оценка роли генетических факторов в радиорезистентности людей.

19.  Оценка роли генетических факторов в устойчивости к химическим факторам окружающей среды.

20. Генотоксиканты и геномный полиморфизм.

Контрольные вопросы для промежуточной аттестации представлены в учебно-методическом комплексе «Токсикологическая генетика» (см. Л. С Тупицына в списке литературы).

Вопросы для зачета:

1. Токсикология.

2. Токсины. Распределение, накопление и элиминация токсинов.

3. Эндогенные и экзогенные факторы, определяющие мутагенез.

4. Основные тест-системы для генетического скрининга.

5. Направления генетического мониторинга популяций организмов.

6. Роль мобильных элементов в мутационном процессе.

7. Генетическая рекомбинация.

8. Синдром клеточного стресса.

9. Белки теплового шока.

10. Окисление ДНК при патологиях.

11. Механизмы опухолеобразования.

12. Онкогены и антионкогены.

13. Трансформация клеток при развитии опухоли.

14. Механизмы действия химических мутагенов.

15. Морфология апоптоза.

16. Молекулярно-генетические аспекты апоптоза.

17. Механизмы тератогенеза.

18. Гены мутаторы и антимутаторы.

19. Этапы биологической трансформации соединений в организме.

20. Эндогенные и экзогенные соединения в восстановительных процессах.

7. Образовательные технологии.

Мультимедийные средства обучения, проблемные и исследовательские методы, интерактивные технологии (групповые дискуссии, разбор конкретных ситуаций).

8. Учебно-методическое обеспечение дисциплины (модуля).

8.1. Основная литература:

1.  Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование. М,: «Академия», 2008, - 288 с.

2.  Другов, -анализ экологических проб: практическое руководство. М.: «БИНОМ», 2010. – 424 с.

3.  Другов, Ю, С. Подготовка проб в экологическом анализе: практическое руководство. М.: «БИНОМ», 2011. – 855 с.

4.  Тупицына. Эколого-генетический мониторинг в Тюменской области: Монография. Тюмень: Издательство Тюменского государственного университета, 2008. – 200 с.

8.2. Дополнительная литература:

1.  Инге-Вечтомов с основами селекции. 2-е издание, перераб. и доп. СПб.: Изд-во Н-Л. 20с.

2.  Ядерно-химическое производство и генетическое здоровье / , , Пузырев : Печатная мануфактура. 20с.

8.3. Рекомендуемая литература:

1.  Александров Л. И., Яблокова проблемы автомобильного транспорта. Environmental Problems of Mechanical Transport: Аналит. обзор ГПНТБСОРАН Новосиб. обл. ком. по экологии и природным ресурсам, ПО «Север»- Новосибирск. 19с.

2.  Биология. В 2 кн. Кн. 1. Учеб. для медиц. спец вузов. \ , , . Под ред. . М.: Высш. шк. 19с.

3. Гвоздев ДНК эукариот. Часть I и II // Соросовский образовательный журнал. 1998. №8 С. 8-21.

4. , Середин (скрининг и фармакологическая профилактика воздействий). М.: Медицина. 19с.

5. Жимулев и молекулярная генетика: учеб. пособие.2-е изд., исп. и доп. Новосибирск: Сибирское унив. изд-во. 20с.

6. 3айнуллин. Генетические эффекты хронического облучения в малых дозах излучения СПб: Наука. 19с.

7. Куминский ксенобиотиков. // Соросовский образовательный журнал. 1999. №1. С. 8-12.

8. Пурмаль токсикация планеты. Соросовский образовательный журнал. // 1998. №9. Часть 1 и 11. С.

9. Тупицына генетика. Учебно-методический комплекс для студентов биологического факультета специальностей 0011600 –«Биология» и 013500 – «Биоэкология». Изд-во Тюменского государственного университета. 20с.

10. Худолей : характеристики, закономерности, механизмы действия. СПб.: НИИХ СПбГУ. 19с.

11. Экология и здоровье детей. Под ред. , А. А, Ефимовой. М.: Медицина. 19с.

8.4. Интернет-ресурсы htth: // www. *****

Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины

Дисциплина обеспечена компьютерными презентациями, составленными автором, для демонстрации которых на факультете имеется мультимедийное оборудование.

ТОКСИКОЛОГИЧЕСКАЯ ГЕНЕТИКА

Учебно-методический комплекс. Рабочая программа

для студентов направления 020400.68 - Биология,

очной формы обучения

Подписано в печать __________ г. Тираж _______экз.

Объем _______ п. л. Формат 60х84/16 Заказ № ________

Издательство Тюменского государственного университета

г. Тюмень, Семакова, 10