Методические указания и контрольные вопросы по дисциплине «Генетика» (стр. 1 )

Министерство образования и науки Российской Федерации

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Забайкальский аграрный институт – филиал ФГБОУ ВПО

«Иркутская государственная сельскохозяйственная академия»

Факультет Технологический

Кафедра Агрономии

Методические указания и контрольные вопросы по дисциплине

«Генетика»

Направление подготовки ООП 110400.62 «Агрономия»

Профиль 1. Агрономия

Профиль 2. Защита растений

Форма обучения: заочная

Квалификация (степень) бакалавр

Курс 2

Чита 2012

Раздел 1. ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ.

1.1. Цели и задачи курса

Целью данного курса является формирование системы знаний по фундаментальным генетическим основам возникновения и функционирования живых организмов и биоценозов на Земле, их стабильности, изменчивости и развития в онто - и филогенезе. Изучение основных разделов генетики необходимо для более глубокого понимания не только теоретических основ генетического знания, но и биологических процессов, связанных с выращиванием сельскохозяйственной продукции, в которой важную роль играет селекция растений.

В предлагаемом курсе на современном уровне дается изложение теоретического и фактического материалов генетики, необходимых для подготовки работников сельского хозяйства. В основу изложения материала положены фундаментальные труды ученых-генетиков: Менделя, Моргана, Мичурина, Вавилова и др.

Задача дисциплины - изучение цитологических основ наследственности; основных закономерностей наследования при внутривидовой и отдаленной гибридизации; молекуляр­ных механизмов реализации генетической программы; генетических процессов в популяци­ях.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Дисциплина Генетика входит в естественнонаучный базовый цикл в вариативную часть, осваивается на 2 курсе (Б2 В2).

На момент начала изучения курса дисциплины студент должен:

- уметь пользоваться справочниками, находить необходимую информацию, используя литературу, интернет ресурсы, иметь навыки работы на ПК;

- знать и понимать основные законы син - и аутэкологии;

- овладеть основами математики;

-воспринимать, перерабатывать и предъявлять учебную информацию в

различных формах (словесной, образной, символической и т. д.);

-объяснять физические явления и процессы;

-делать качественные выводы на основе экспериментальных данных,

представленных таблицей, графиком, диаграммой, схемой и т. п.;

-проводить расчеты, используя сведения, получаемые из графиков, таблиц, диаграмм, схем и т. п.;

Спектр смежных дисциплин для полноты освоения курса: математика, общая биология, общая экология, ботаника, цитология, химия, физика, информатика.

Полученные знания по генетике необходимы студентам для успешного освоения курса селекции полевых культур, семеноводства, физиологии и биохимии растений, ТППР, частного и альтернативного растениеводства, кормопроизводства.

3. Результаты освоения дисциплины

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций (в соответствии с ФГОС приказ Минобрнауки России от 22 декабря 2010 г. № 811):

- владеет культурой мышления, способен к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК-1);

- готовностью к кооперации с коллегами, работе в коллективе (ОК-3);

- способностью находить организационно - управленческие решения в нестандартных ситуациях и готовностью нести за них ответственность (ОК-4);

- стремлением к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК-6);

- осознанием социальной значимости своей будущей профессии, обладанием высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности (ОК - 8);

- способностью использовать основные положения и методы социальных, гуманитарных и экономических наук при решении социальных и профессиональных задач, способностью анализировать социально значимые проблемы и процессы (ОК-10);

- способностью представлять современную картину мира на основе естественнонаучных, математических знаний, ориентироваться в ценностях бытия, жизни, культуры (ОК-11);

- использует основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применяет методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-1);

- способностью применять современные методы научных исследований агрономия согласно утвержденным планам и методикам (ПК-24)

4. Структура и содержание дисциплины

4.1. Структура дисциплины по разделам, формам организации и

контроля обучения

№	Название раздела/темы	Аудиторная работа (час)	СРСчас	Итого	Формы текущего контроля и аттестации
Лек ции	Практ./ семин.	Лаб. зан.
	2 курс
1	Введение в дисциплину. Цитологические основы наследственности	1			20	21	Конспекты лекций и практических занятий.
2	Принципы и методы генетического анализа. Менделизм.	2	2		18	22	Конспекты лекций и практических занятий
3	Наследование признаков при взаимодействии генов	1	2		20	23	Конспекты лекций и практических занятий
4	Молекулярные основы наследственности	1	2		20	23	Конспекты лекций и практических занятий
5	Хромосомная теория наследственности	1	2		20	23	Конспекты лекций и практических занятий.
6	Инбридинг и гетерозис. Селекция растений.		2		11	13	Конспекты лекций и практических занятий
7	Популяционно-генетический анализ	1	2		20	23	Конспекты лекций и практических занятий
8	Изменчивость признаков	1	2		20	23	Конспекты лекций и практических занятий
9	Итоговая аттестация					9	экзамен
	Итого	8	14		149	180

4.2. Содержание разделов дисциплины: (лекций – 8 часов, практических занятий – 14 часов)

4.2.1. Введение в дисциплину. Цитологические основы наследственности.

Генетика – наука о наследственности и изменчивости. Предмет, объекты и задачи генетики. Генетическая информация; её свойства. Разделы генетики. Генетика – фундамент современной биологии. Методы генетики. Краткая история генетики*. Особенности развития отечественной генетики*. Клеточное строение организмов. Деление растительной клетки. Мейоз*. Митоз*.

4.2.2. Принципы и методы генетического анализа. Менделизм.

Закономерности наследования при моногибридном скрещивании. Гибридизация. Скрещивание. Результаты исследования Г. Менделя. Закон единообразия, его генетическая и цитологичес­кая основа. Закон расщепления, его генетическая и цитологическая основа. Закон независимого комбинирования генов, его гене­тическая и цитологическая основа. Суть закона «чистоты» гамет.

Анализ закономерностей наследования, вытекающий из работ Г. Менделя (дискретная природа наследственности, относительное постоянство гена, аллельное состояние гена).

Значение работ Г. Менделя для дальнейшего развития генетики и научно обоснованной теории селекции.

4.2.3. Наследование признаков при взаимодействии генов

Отличия во взаимодействиях доминантных и рецессивных генов. Неполное доминирование. Анализирующее скрещивание и его значение для сельскохозяйственной практики.

Комплементарное взаимодействие генов*. Эпистаз (супрессия). Полимерия. Плейотропия*. Трансгрессия*.

4.2.4. Молекулярные основы наследственности

Нуклеиновые кислоты, их строение, функции и генезис*. Основные этапы биосинтеза белков. Генетический код, его основные свойства. Регуляция экспрессии генов*. Структура гена. Организация генома*. Генная инженерия*. Матричные процессы и действие гена*. Транскрипция. Типы РНК в клетке. Трансляция. Основные свойства генетического кода: триплетность, однонаправленное чтение кода без запятых, вырожденность, однозначность, неперекрываемость, универсальность. Таблица генетического кода*. Генетические основы онтогенеза, механизмы дифференцировки, действия и взаимодействия генов, стадии и критические периоды онтогенеза*.

4.2.5. Хромосомная теория наследственности

Краткая история развития хромосомной теории*. Определение и развитие пола. Хромосомный механизм определения пола. Половые хромосомы, аутосомы. Гомогаметный, гетерогаметный пол. Наследственные заболевания*. Пол и половые хромосомы у растений. Определение и развитие пола у растений. Однодомные и двудомные растения*. Влияние внутренней и внешней среды на развитие признаков пола*. Экспериментальное изменение соотношения полов и получение особей нужного пола*. Сцепление генов. Перекрест. Факторы влияющие на кроссинговер*. Механизм кроссинговера*. Генетическое и цитологическое доказательство кроссинговера*. Величина кроссинговера и расстояние между генами. Группы сцепления*. Соответствие числа групп сцепления гаплоидному числу хромосом. Локализация гена*. Понятие о генетических и цитологических картах хромосом*.

Нехромосомное (цитоплазматическое) наследование. Роль цитоплазмы и ядра в наследственности*. Содержащие ДНК органоиды клетки*. Цитоплазматическая мужская стерильность, пластидная наследственность. Понятие о геноме и плазмоне*. Генотип, как целостная система.

4.2.6. Инбридинг и гетерозис. Селекция растений.

Понятие об инбридинге. Инцухт-депрессия и инцухт-минимум*. Коэффициент инбридинга*. Понятие о гетерозисе. Теоретические аспекты гетерозиса. Гетерозис как основа нового метода селекции.

Селекция растений. Структура современной селекции. Теория селекционного процесса. Искусственный отбор. История селекции в России*. Частная селекция*. Частная селекция растений*.

4.2.7. Популяционно-генетический анализ

Понятие «популяция». Современное определение популяции. Генетическая структура популяции. Закон Харди–Вайнберга – основной закон популяционной генетики. Выполнение закона Харди–Вайнберга в природных популяциях*. Практическое значение закона Харди–Вайнберга. Биологическое разнообразие*. Генетический полиморфизм популяций как основа биологического разнообразия*. Проблема сохранения биоразнообразия*.

4.2.8. Изменчивость признаков

Изменчивость, ее причины и методы изучения. Классификация форм изменчивости. Фенотипическая изменчивость и ее компоненты. Наследуемость признаков.

Мутационная изменчивость. Основные положения мутационной теории. Общие свойства мутаций. Генные мутации. Последствия мутаций. Методы выявления генных мутаций. Общие закономерности мутационного процесса. Механизмы возникновения генных мутаций.

Хромосомные перестройки (аберрации). Молекулярные механизмы хромосомных перестроек. Изменение числа хромосом: автополиплоидия, аллополиплоидия, анеуплоидия. Прочие цитогенетические феномены. Механизмы геномных мутаций.

 Примечание: Символом * отмечены вопросы для самостоятельного изучения.

4.3. Распределение компетенций по разделам дисциплины

Распределение по разделам дисциплины планируемых результатов обучения по ООП, формируемых в рамках данной дисциплины и указанных в пункте 3 (таблица 2).

Таблица 2.

№	Формируемые компетенции	Разделы дисциплины
1	2	3	4	5	6	7	8
1	З.2.1.	х	х	х	х	х	х	х	х
2	З.2.2.	х	х	х	х	х	х	х	х
3	З.2.3.	х	х	х	х	х	х	х	х
4	З.2.4	х	х	х	х	х	х	х	х
5	З.2.5	х	х	х	х	х	х	х	х
6	3.3.6	х	х	х	х	х	х	х	х
7	У.1.1.	х	х	х	х	х	х	х	х
8	У.2.1	х	х	х	х	х	х	х	х
9	У.2.2	х	х	х	х	х	х	х	х
10	У.2.3	х	х	х	х	х	х	х	х
11	У.2.4	х	х	х	х	х	х	х	х
12	У.2.5	х	х	х	х	х	х	х	х
13	В.1.1	х	х	х	х	х	х	х	х
14	В.1.2	х	х	х	х	х	х	х	х
15	В.1.3	х	х	х	х	х	х	х	х
16	В.2.2	х	х	х	х	х	х	х	х
17	В.3.1	х	х	х	х	х	х	х	х
18	В.3.2	х	х	х	х	х	х	х	х

5. Образовательные технологии