Титульный лист рабочей учебной программы |
| Ф СО ПГУ 7.18.3/30 |
Министерство образования и науки Республики Казахстан
|
Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова
Кафедра зоотехнологии, генетики и селекции
 |
Рабочая учебная программа
дисциплины
«Биотехнология животных»
сспециальности 5В070100 Биотехнология
|
Лист утверждения рабочей учебной программы, разработанной на основании государственного общеобязательного стандарта образования специальности и типовой программы |
| Форма Ф СО ПГУ 7.18.3/31 |
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по УР
_____________
«____»_______________2011 г.
Составитель: ____________д. б.н., профессор
Кафедра зоотехнологии, генетики и селекции
Рабочая учебная программа
по дисциплине Биотехнология животных для студентов специальности 5В070100 Биотехнология
Рабочая программа разработана на основании государственного общеобязательного стандарта образования специальности РУМС РК 3.08.360 - 2006 и типовой программы, утвержденной МОН РК № 000 23.12.2005 г.
Рекомендована на заседании кафедры «___» ________ 2011 г. протокол №
Заведующий кафедрой ________________
Одобрена учебно-методическим советом агротехнологического факультета
«____» ___________ 2011 г. протокол №
Председатель УМС_________________
«____»___________2011г.
СОГЛАСОВАНО
Декан факультета ______________________
«____»___________2011г.
ОДобрено опимоУП
Начальник ОПиМОУП__________________
«____» ___________2011г
Одобрена учебно-методическим советом университета « » .2011 протокол №
1 Цели дисциплины – ознакомить с объектами иследования и историей разяития биотехнологии, получить общее представление о биотехнологии животных и применении ее методов в животноводстве.
Задачи дисциплины:
- искусственное оплодотворение;
- трансплантация эмбрионов животных;
- химеризм и клонирование животных;
- генетическая трансформация;
- клеточная и эмбриогенетическая инженерия.
В результате изучения данной дисциплины студенты должны иметь представление:
– о искусственном оплодотворении и пересадке зародышей;
- о химерах и клонировании животных;
- о генетической трансформации;
- о клеточной и эмбриогенетической инженерии.
В результате изучения курса студенты должны:
знать:
– общебиологические основы биотехнологии животных;
- подходы к клеточной и эмбриологической инженерии;
- принципы клонирования и генетической трансформации соатических и половых клеток;
- представление о применении биотехнологических методов в науке и практике животноводства.
уметь:
- использовать теоретические знания для внедрения в науку и практику животноводства;
- грамотно планировать эксперименты по биотехнологии животных.
- обратиться с основными животными объектами, микроскопической техникой и лабораторными оборудованием.
2 Пререквизиты
Для освоения данной дисциплины необходимы знания, умения и навыки приобретённые при изучении следующих дисциплин:
- зоология,
- биология,
- генетика,
- биохимия,
- физиология.
3 Постреквизиты
Знания, умения и навыки, полученные при изучении дисциплины необходимы для освоения следующих дисциплин:
- биотехнология микроорганизмов,
- биотехнология растений,
- молекулярное клонирование.
4. Содержание дисциплины
4.1Тематический план дисциплины 
№ п/п | Наименование тем | Количество контактных часов по видам занятий | |||||
лекции | практические (сем) | лабора-торные | студий-ные | индиви-дуаль-ные | СРСП | ||
1 | Введение | 1 | |||||
2 | Общебиологические основы биотехнологии животных | 4 | 18 | 10 | |||
3 | Искусственное оплодотворение и трансплантация эмбрионов | 4 | 34 | 10 | |||
4 | Химеры млекопитающих животных | 1 | 10 | ||||
5 | Клонирование животных | 1 | 10 | ||||
6 | Генетическая трансформация | 2 | 10 | ||||
7 | Криоконсервация гаметов и эмбрионов | 1 | 8 | 10 | |||
8 | Прикладные аспекты клеточной и эмброигенетической инженерии | 1 | |||||
ИТОГО | 15 | 60 | 60 |
4.2 Содержание тем дисцилины
Содержание лекционных занятий
Тема 1. Введение. Предмет и методы биотехнологии животных. Основные направление и задачи современной биотехнологии. Молекулярная биология и генетика - основа биотехнологии. Основные объекты биотехнологии животных. Достижение биотехнологии животных.
Тема 2. Общебиологические основы биотехнологии животных. Структура ДНК по Уотсону и Крику. Расшифировка генетической информации. Транскрипция. Трансляция.
Тема 3. Генная инженерия. Рекомбинантная ДНК. Рестрицирующие эндонуклеазы. Векторы для молекулярного клонирования. Химический синтез и секвенирование ДНК. Полимеразная цепная реация. Рекомбинантный белок.
Тема 4. Эндокринология в биотехнологии животных. Роль гипоталамуса, гипофиза в регуляции размножения. Мужские половые гормоны: андрогены и тестостерон. Женские половые гормоны: эстрогены и прогестероны. Эндокринная регуляция полового цикла животных.
Тема 5. Онтогенез животных. Структурные и функциональные особенности яичников и семенников. Морфологические и функциональные особенности половых клеток. Гаметогенез: сперматогенез и оогенез. Мейоз. Оплодотворение. Ранний эмбриогенез. Типы и стадии дробления.
Тема 6. Получение семени у самцов. Методы получения спермы от различных видов самцов - производителей. Изучение основных параметров сперматозоидов: параметры движения, концентрации и морфологическая оценка. Разбавление семени. Методы хранения спермы. Капацитация.
Тема 7. Искусственное оплодотворение животных. Методы определения охоты самок. Подготовка и отбор самок для осеменения. Методы введения спермы в половые пути. Сбор и культивирование ооцитов. Оплодотворение ооцитов. Методы разделения Х - и У - хромосом несущих сперматозоидов.
Тема 8. Получение и оценка эмбрионов. Половой цикл самок. Синхронизация половых циклов. Отбор самок-доноров. Вызывание суперовуляции и осеменение у самок-доноров. Методы получения эмбрионов. Оценка эмбрионов по морфологическим показателям.
Тема 9. Трансплантация эмбрионов. Подготовка эмбрионов к пересадке. Трансплантация эмбрионов самкам – реципиентам. Выживаемость пересаженных зародышей. Межвидовая трансплантация. Значение трансплантации эмбрионов в селекции животных. Культивирование ооцитов вне организма.
Тема 10. Химеры животных. Проявление спонтанного химеризма у домашных животных и ее природа (фримартины). Методы получения химер: эмбриональные агрегационные химеры, химеры, полученные инъекцией в бластоцисту. Хирургические химеры.
Тема 11. Клонирование животных. Метод клонирования с помощью пересадки ядер. Способы энуклеяции яйцеклетки. Использование микротехники для трансплантации ядер в яйцеклетки и эмбрионы. Опыты Джона Гердона с использованием объекта ксенопус. Эксперименты по клонированию животных. Клонирование зародышей для получения монозиготных близнецов. Клонирование соматических клеток. Конирование как метод восстановление исчезнувших видов животных.
Тема 12. Генетическая трансформация. Генетическая трансформация на уровне клетки и организма. Этапы исследований генетической трансформации: введение препаратов ДНК, гибридизация соматических клеток, пересадка клеточных ядер, перенос генов, трансформация соматических и зародышевых клеток животных. Понятие селективных маркеров и селективных систем. Типы маркеров.
Тема 13. Методы получения трансгенных животных. Оборудование и материалы для получения трансгенных животных. Использование клеток зародышевого пути. Инфицирование предимплантированных эмбрионов рекомбинантными ретровирусами. Манипулирование с эмбриональными стволовыми клетками. Микроинъекция ДНК в оплодотворенную яйцеклетку. Перенос генов с помощью искусственных хромосом. Основные проблемы получения трансгенных организмов.
Тема 14. Криоконсервация гамет и эмбрионов. Понятие о криоконсервации. Криоконсервация – метод для сохранения генетических материалов. Основные свойства криопротекторов и их оставляющих. Методы замораживания спермы. Влияние температурных режимов охлаждения на качество сперматозоидов после замораживания и оттаивания. Медленное и быстрое замораживания эмбрионов. Оттаивание замороженных ооцитов и эмбрионов.
Тема 15. Прикладные аспекты клеточной и эмбриогенетической инженерии. Сущность и задачи клеточной и эмбриогенетической инженерии. Получение клеток суперпродуцентов из тканей животного происхождения. Создание новых хозяйственно ценных признаков у животных. Получение трансгенных животных с ускоренным ростом. Трансгенные животные: мыши, крупный рогатый скот, овцы, козы и свиньи и др.
4.3 Перечень и содержание лабораторных занятий
Тема 2. Общебиологические основы биотехнологии животных (18 часов)
Лабораторное занятие 1. Строение животной клетки.
Содержание. Основные компоненты клетки: ядро, цитоплазма и оболочка. Ядро имеет особое образование – хромосом и состоит из ядрышек и нуклеоплазмы. Органеллы и их строение и функция.
Лабораторное занятие 2. Строение хромосом и ДНК.
Содержание. Хромосом. Показатели хромосом: число, общая длина и длина плеча. Состав хромосом: ДНК, РНК, гистон, остаточные белки. Типы метафазных хромосом. Строение ДНК
Лабораторное занятие 3. Гормоны гипоталамуса, гипофиза.
Содержание. Рилизинг – гормоны гипоталамуса. Гормоны, выделяемее из передней и задней долей гипофиза: ФСГ, ЛТГ, окситоцин и др. Использование этих гормонов в животноводстве. Простагландины и их действие. Применение гормонов в животноводстве.
Лабораторное занятие 4. Гаметогенез.
Содержание. Овогенез - образование яйцеклеток. Сперматогенез – образование мужских половых клеток. Стадии овогенеза и сперматогенеза. Морфология половых клеток у самок и самцов.
Лабораторное занятие 5. Деление клетки.
Содержание. Митоз и его фазы. Мейоз и его фазы. Редукционное и эквационное деление. Отличие мейоза от митоза. .
Лабораторное занятие 6. Дробление зиготы.
Содержание. Дробление зиготы. Образование бластомер. Стадии развития оплодотворенной яйцеклетки: морула и бластоциста. Классификация морул и бластоцист по развитию.
Тема 3. Искусственное оплодотворение и трансплантация эмбрионов (30 часов)
Лабораторное занятие 7. Репродуктивный аппарат.
Содержание. Анатомо – топографические сведения о половых органах самцов. Половые органы самцов состоит из мошонки, семенников, семяпроводов, придаточных половых желез. Функция половых органов. Анатомо – топографические сведения о половых органах самок. Половы органы самцов состоит из влагалища, матки, яичников и яйцепроводов. Функция половых органов самок.
Лабораторное занятие 8. Половой цикл. Стадии и феномены полового цикла. Охота и овуляция. Методы определения феноменов полового цикла. Гормоны яичников и семенников и их роли в регуляции полового цикла.
Лабораторное занятие 9. Методы получения спермы от самцов.
Содержание. Методы получения спермы от лабораторных и сельскохозяйственных животных. Искусственная вагина, ее составные части. Методы сборки искусственной вагины. Другие методы получения спермы от самцов.
Лабораторное занятие 10. Оценка спермы.
Содержание. Методы визуальной оценки спермы: объем, консистенция, запах и цвет. Методы лабораторной оценки спермы: концентрация, подвижность и др.
Лабораторное занятие 11. Разбавление и хранение спермы.
Содержание. Разбавители, их виды. Компоненты разбавителей и их значения. Методы приготовления разбавителей. Степень разбавления спермы у разных видов животных.
Кратковременное хранение спермы при температурах плюс 4-5 градусов. Методы глубокого замораживания спермы у самцов – производителей на длительный срок.
Лабораторное занятие 12. Техника искусственного оплодотворения у основных видов самок.
Содержание. Методы оплодотворения: in vivo (в организме) и in vitro (вне организме). Оплодотворение лабораторных животных. Оплодотворение сельскохозяйственных животных. Осеменение коров и телок.
Лабораторное занятие 13. Отбор доноров и реципиентов.
Содержание. Отбор доноров по племенным и биотехническим показателям. Основные показатели отбора реципиентов. Кормление и содержание донора и реципиентов.
Лабораторное занятие 14. Вызывание суперовуляции и осеменение у доноров.
Содержание. Полиовуляция и суперовуляция. Техника суперовуляция коров-доноров с применением ФСГ. Факторы, влияющие на эффект суперовуляции. Доза спермы и кратность осеменения.
Лабораторное занятие 15. Методы синхронизации охоты и овуляции.
Содержание. Методы синхронизации охоты у доноров и реципиентов. Техника инъекции простагландина для синхронизации охоты. Метод введения сидр и спираль во влагалище.
Лабораторное занятие 16. Методы извлечения эмбрионов.
Содержание. Хирургические методы извлечения эмбрионов и вымывание зародышей после убоя лабораторных животных. Трансцервикальное вымывание матки коров. Извлечение эмбрионов при помощью хирургическими методами у сельскохозяйственных животных. Лабораторное занятие 17. Оценки качества эмбрионов.
Содержание. Метод оценки эмбрионов по морфологическим показателям. Метод использования флуорсценттной окраски. Метод выращивания эмбрионов в инкубаторе Лабораторное занятие 18. Техника пересадки эмбрионов.
Содержание. Хирургические методы пересадки эмбрионов у лабораторных животных: лапаротомия и введение эмбриона в рогу матки. Нехирургические методы трансплантации крупных животных. Трансцервикальная трансплантация эмбрионов коровы.
Лабораторное занятие 19. Культивирование овариальных ооцитов и оплодотворение их вне организма.
Содержание. Методы сбора ооцитов и их оценка. Выращивание ооцитов в инкубаторе. Определение качества выращенных в инкубаторе яйцеклеток. Методы введения сперматозоидов в яйцеклетки и их оплодотворение.
Тема 5. Клонирование животных (4 часа)
Лабораторное занятие 20. Клонирование животных.
Содержание. Изучать процедуры, связанные с получением клонированных животных.
Тема 7. Криоконсервация гаметов и эмбрионов (8 часов)
Лабораторное занятие 21. Методы криоконсервации спермы
Содержание. Оборудование, среды и растворы для криоконсервации гамет. Техника кратковременного хранения. Методы длительного хранения спермы: медленное замораживание (кристаллизация) и быстрое замораживание (витрификация). Лабораторное занятие 22. Методы криоконсервации эмбрионов.
Содержание. Оборудование и реактивы для криоконсервации. Техника кратковременного хранения. Хранение эмбрионов при глубоком замораживаний.
4.4.1 Содержание СРС на базе ОСО
№ | Вид СРС | Форма отчетности | Вид контроля | Объем в часах |
1 | Подготовка к лекционным занятиям | Письменно и устно | 0,5 * 15 =7.5 | |
2 | Подготовка к лабораторным занятиям | коллоквиум | Письменно и устно | 0,5 * 60 = 30 |
3 | Изучение материала, не вошедшего в содержание аудиторных занятий | конспект | Проверка конспектов | 14,5 |
4 | Подготовка к контрольным мероприятиям | Коллоквиум, тестирование | РК 1, 2 | 8 |
Всего | 60 |
4.4.2 Перечень тем, вынесенных на самостоятельное изучение студентами
1) Биологическая роль и структура нуклеиновых кислот
2) Генетический код
3) Синтез белка в клетке
4) Строение и размножения бактерии и вирусов
5) Трансформация, трансдукция, конъюгация
6) Получение генов и рекомбинантные ДНК
7) Раскрытие сложной структуры гена
8) Влияние генов на развитие признаков
9) Эндокринный контроль половых циклов самок
11) Строение яйцеклетки и сперматозоида
12) Тотипотентность зиготы
13) История трансплантации эмбрионов животных
14) Отбор коров – доноров
15) Вызывание суперовуляции с использованием СЖК
16) Осеменение коров – доноров
17) Методы извлечения эмбрионов от мелких животных
18) Оценка качества эмбрионов с помощью флуоресцентной окраски
19) Трансплантация эмбрионов у овец
20) Жизнеспособность эмбрионов, культивированных вне организма
21) История развития химеризма и его виды.
22) Терапевтическое клонирование
23) Перспективы клонирования человека и животных
24) Регуляция пола животных
25) Гибридизация соматических клеток
26) Трансформация зародышевых клеток животных
27) Использование клонированных промоторов про – и эукарит
28) Анабиоз и осмотический шок сперматозоидов
29) Теоретические основы криоконсервации гамет животных
30) Получение моноклональных и поликлональных антител
5. Список литературы
Основная:
1. «Биотехнология животных» - «Маматай», Алматы - 2004
2. «Практикум по биотехнологии животных» - «Маматай», Алматы - 2004
3. Аятханулы М., «Трансплантация эмбрионов животных» - «Кереку», Павлодар - 2010
Дополнительная:
4. Стамбеков О. С., «Генетика» - «Наука», Новосибирск – 2006
5. , Миролюбов В. Н., и др. «Практикум по акушерству и биотехнике размножения животных» - Москва, «КолосС» - 2004
6. , , «Практикум по цитологии, гистологии и эмбриологии» - «КолосС», Москва - 2004
7. , Подберезный. «Ветеринарное акушерство и биотехника репродукции животных» - «Феникс», Ростов на Дону, 2001
Выписка из рабочего учебного плана специальности |
| Ф СО ПГУ 7.18.3/32 |
Выписка из рабочего учебного плана
специальностей 5В070100 Биотехнология
Наименование дисциплины Биотехнология животных
Форма обучения | Трудоёмкость дисциплины | Формы контроля по семестрам | Семестр | Объём работы студентов по семестрам | ||||||||||||
кре-дитов | академических часов | кредитов | аудиторных занятий (ак. часов) | СРС (ак. часов) | ||||||||||||
всего | ауд | СРС | экз. | зач. | КП | КР | всего | лек | пр. | лаб | всего | СРСП | ||||
очная на базе ОСО | 3 | 135 | 75 | 60 | 5 | 5 | 3 | 75 | 15 | - | 30 | 60 | 60 | |||
Заведующий кафедрой ______ .«___» ________2011г.
(подпись)
Лист согласования рабочей учебной программы |
| Форма Ф СО ПГУ 7.18.3/35 |
Лист согласования рабочей учебной программы дисциплины биотехнология животных
для студентов специальности (ей) 5В070100 Биотехнология
на 2011-2011 учебный год
ЛИСТ СОГЛАСОВАНИЯ | |||
Выпускающая кафедра | Ф. И.О. заведующего кафедрой | Подпись | Дата согласования |
