Проект макета ООП ВПО вуза - Кубанский государственный

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет агрохимии и почвоведения
Рабочая программа дисциплины
Б2.В.ДВ.3 Генетика и селекция
Направление подготовки
110100.62 «Агрохимия и агропочвоведение»
Профиль подготовки
Агрохимия и агропочвоведение
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
Форма обучения
очная
Краснодар
2013
1. Цели освоения дисциплины
Цель дисциплины — Генетика и селекция – теоретическая основа семеноводства,
растениеводства и других прикладных наук. Она имеет мировоззренческое значение. Преподавание дисциплины «Генетика и селекция» строится исходя из требуемого уровня подготовки в области биологии.
Целью изучения дисциплины «Генетика и селекция» является познание закономерностей наследственности и изменчивости, путей практического их использования в селекции и семеноводстве.
Задачи дисциплины:
Главная задача генетики и селекции – разработка методов изучения наследственности и изменчивости с целью получения сортов и гибридов с.х. культур, устойчивых к болезням и вредителям.
2.Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата
Для успешного освоения дисциплины необходимы знания по следующим дисциплинам и разделам ООП: Ботаника, основы научных исследований.
Знания, умения и приобретенные компетенции будут использованы при изучении
последующих дисциплин и разделов ООП: сельскохозяйственная экология, растениеводство.
3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины (модуля) «Генетика и селекция».
- Готовность составить схемы севооборотов, системы обработки почвы и защиты
сельскохозяйственных растений от вредных организмов, обосновать экологически безопасные технологии возделывания культур и провести контроль за качеством продукции
(ПК-13).
- Способность определять экономическую эффективность применения удобрений,
химических средств мелиорации и технологических приемов возделывания сельскохозяйственных культур (ПК-17).
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать:
- законы наследственности и наследования признаков и свойств;
- модификационную и генотипическую изменчивость;
- основы хромосомной теории;
- молекулярные основы наследственности;
- закономерности наследования при внутривидовой и межвидовой гибридизации,
мутагенезе, полиплоидии, инбридинге;
- генетику признака ЦМС и использование ее при получении межлинейных гибридов (кукурузы, подсолнечника, сорго, сахарной свеклы и др.).
- принципы создания сортов.
- генетическую структуру сортов.
- исходный материал для создания сортов и гибридов.
- методы селекции.
Уметь:
- использовать цитологические и генетические методы анализа,
технику и методику гибридизации при получении гибридов;
- решать практические задачи с использованием генных и геномных формул.
Владеть:
- генетико-статистическими методами анализа популяции гибридов.
Иметь представление:
- об основных концепциях деления клеток и размножения организмов;
- о генно-модифицированных организмах и их роли в народном хозяйстве;
- об иммунитете и генетике устойчивости к болезням.
1
2
3
4
5
6
7
Основные понятия генетики. Цитологические и
молекулярные основы генетики.
Аллельное взаимодействие и независимое наследование генов.
Дигибридное
скрещивание.
Неаллельное
взаимодействие
генов.
Генетика пола.
Сцепленное наследование генов.
Наследование
плазмогенов.
Мутации. Межвидовая гибридизация. Инбредное
вырождение и гетерозис.
Основные понятия селекции, генетическая структура сортов. Исходный материал.
Центры происхождения культурных растений.
Селекционный
процесс. Методы
оценки селекционного материала.
ИТОГО
Неделя семестра
п/
п
Семестр
№
4. Структура и содержание дисциплины (модуля) «Генетика и селекция»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц 72 часа.
Раздел
Виды учебной работы, включая
Формы текущего
самостоятельную работу студенконтроля успедисциплины
тов и трудоемкость (в часах)
ваемости (по неделям семестра)
лекция лаб.
самост. всего Форма промежузан.
раб.
точной аттестации (по семестрам)
5
1
2
2
4
8
Метод текущего
контроля, решение задач
5
3
2
4
4
10
Метод текущего
контроля, решение задач
5
5
2
4
4
10
5
7
2
6
4
12
Метод текущего
контроля, решение задач
Метод текущего
контроля, решение задач
5
9
2
2
4
8
Метод текущего
контроля, решение задач
5
11
2
6
4
12
Метод текущего
контроля, решение задач
5
13
2
6
4
12
Метод текущего
контроля, решение задач
14
30
28
72
5. Образовательные технологии
Доклад (презентация) используется студентами для более глубокого изучения
дисциплины по темам для самостоятельной работы:
1. Доклад «История открытий в генетике».
2. Доклад «Ученые-генетики».
3. Доклад «Особенности наследования количественных признаков».
4. Доклад «Генетика наследования признаков, сцепленных с полом»
5. Доклад «Цитоплазматическая наследственность (ЦМС) у разных культур. Использование в селекции на гетерозис»
6. Доклад «Мутации и их роль для эволюции и селекции»
7. Доклад «Вавилов Н.И. – центры происхождения культурных растений»
8. Доклад «Оценка селекционного материала на устойчивость к болезням и вредителям»
Данный метод используется в учебном процессе при чтении лекций по следующим
темам:
1. Основные понятия генетики. Цитологические и молекулярные основы генетики.
2. Аллельное взаимодействие и независимое наследование генов. Дигибридное
скрещивание.
3. Неаллельное взаимодействие генов.
4. Генетика пола. Сцепленное наследование генов. Наследование плазмогенов.
5. Мутации. Межвидовая гибридизация. Инбредное вырождение и гетерозис.
6. Основные понятия селекции, генетическая структура сортов. Исходный материал. Центры происхождения культурных растений.
7. Селекционный процесс. Методы оценки селекционного материала.
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации
по итогам освоения дисциплины.
Программа самостоятельной работы студентов
№ темы
Форма самостоятельной работы
Форма контроля
лекции
1-7
Проработка конспектов лекций и вопросов,
вынесенных на самостоятельное изучение Ответы во время устного оппосредством изучения основной и дополроса или тестирования
нительной литературы
1-7
Ответы во время устного опПодготовка к опросу, контрольной работе
роса или тестирования
1-7
Подготовка рефератов по определенной теме, Защита рефератов, доклады на
докладов
лабораторных занятиях
№ темы
Форма и тема самостоятельной работы студентов
Темы рефератов, докладов и пр.
1
Доклад «История открытий в генетике».
1
Доклад «Ученые-генетики».
3
Доклад «Особенности наследования количественных признаков».
4
Доклад «Генетика наследования признаков, сцепленных с полом»
4
Доклад «Цитоплазматическая наследственность (ЦМС) у разных культур.
Использование в селекции на гетерозис»
5
Доклад «Мутации и их роль для эволюции и селекции»
6
Доклад «Вавилов Н.И. – центры происхождения культурных растений»
7
Доклад «Оценка селекционного материала на устойчивость к болезням и
вредителям»
Темы контрольных работ и тестирования
№ темы
1
1
2
3
4
4
5
Форма и тема самостоятельной работы студентов
Митоз, мейоз
Молекулярные основы генетики
Аллельное взаимодействие генов
Неаллельное взаимодействие генов
Сцепленное наследование генов
Нехромосомная наследственность
Мутации
Фонд оценочных средств
Ефремова В.В., Аистова Ю.Т. Тестовые задания по генетике. - Краснодар, 2003. -22
с.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
Вопросы к зачету
Генетика как наука и ее основное содержание. Предмет и основные методы исследования генетики.
Раскрыть содержание понятий: ген, генотип, наследственная информация, фенотип,
наследственность, изменчивость, норма реакции, наследование.
Генотипическая изменчивость и ее типы, значение для эволюции и селекции.
Модификационная изменчивость, роль для эволюции и селекции.
Факторы эволюции по Дарвину.
Онтогенетическая и филогенетическая адаптации. Фон и факторы отбора.
Определение митоза. Фазы митоза.
Определение мейоза. Фазы мейоза.
Молекулярные основы генетики. Структура и функция нуклеиновых кислот.
Репликация молекулы ДНК по Уотсону и Крику и в свете современных представлений.
Генетический код и его основные свойства.
Типы РНК и их функции.
Синтез белка под контролем гена. Регуляция биосинтеза в клетке.
Моногибридное скрещивание при полном и неполном доминировании.
Анализирующее и возвратное скрещивание моногибрида.
Дигибридное скрещивание при полном доминировании.
Дигибридное скрещивание при неполном доминировании одного гена.
Дигибридное скрещивание при неполном доминировании двух генов.
Анализирующее и возвратное скрещивание дигибрида.
Неаллельное взаимодействие генов, комплементарность.
Неаллельное взаимодействие генов, эпистаз.
Неаллельное взаимодействие генов, полимерия; подтипы полимерии.
Наследование количественных признаков. Трансгрессия.
Понятие о сцеплении генов. Полное и неполное сцепление генов (привести примеры).
Кроссинговер. Частота кроссинговера. Генетические карты хромосом.
Генетика признака ЦМС.
Генетика пола.
Наследование признаков, сцепленных с полом (гемофилия, дальтонизм).
Понятие о чистых, инбредных линиях, закрепителях стерильности и восстановителях
фертильности.
Селекционная методика создания стерильных аналогов линий.
Селекционная методика создания аналогов линий, восстанавливающих фертильность.
Понятие и классификация мутаций. Спонтанные и индуцированные мутации. Значение для эволюции и селекции. Химические и физические мутагены.
33. Генные мутации. Нонсенс и миссенс мутации, трансверсии и транзиции. Множественный аллелизм.
34. Хромосомные мутации: нехватки (делеции, дефишенси), дупликации, инверсии,
транслокации, транспозиции (инсерция, транспозоны).
35. Геномные мутации: Гаплоидия, анеуплоидия, полиплоидия
36. Особенности фенотипа автополиплоидов и их использование в сельском хозяйстве.
37. Автотетраплоидия и автотриплоидия. Методы получения, особенности фенотипа, использование в селекции.
38. Гаплоидия и ее значение. Методы получения гаплоидов.
39. Аллополиплоидия, методы получения, значение для эволюции и селекции.
40. Понятие биологического вида и отдаленной гибридизации отличия отдаленной гибридизации от внутривидовой. Цели использования межвидовой гибридизации.
41. Нескрещиваемость биологических видов. Причины и методы преодоления.
42. Фертильность межвидовых гибридов. Причины бесплодия гибридов и методы преодоления.
43. Особенности расщепления межвидовых гибридов. Интрогрессия и ее использование в
селекции.
44. Достижения отдаленной гибридизации в селекции растений и животных.
45. Геномный анализ и его сущность
46. Синтез и ресинтез видов.
47. Инцухт, инбридинг, инбредный минимум, инбредная депрессия.
48. Гетерозис и его генетические причины. Типы гетерозиса
49. Типы гетерозисных гибридов и схема их получения.
50. Понятие о популяции, генофонде. Панмиктическая популяция.
51. Закон Харди-Вайнберга.
52. Понятие о семеноводстве, селекции, сорте.
53. Генетическая структура сортов- линий, популяций, клонов, гибридов, синтетиков,
чистых сортов, многолинейных сортов, сортосмесей.
54. Охарактеризовать требования, предъявляемые к сорту производством.
55. Особенности примитивной, народной и промышленной селекции. Основные этапы и
достижения научной селекции. Раскрыть экономическую эффективность селекции и
ее роль в системе биологических наук.
56. Понятие и классификация исходного материала. Ботаническая и экологогеографическая классификация, их значение для селекции.
57. Понятие о коллекции, научные основы ее сбора, способы хранения и использования.
Понятие об интродукции растений.
58. Центры происхождения культурных растений.
59. Понятие о внутривидовой гибридизации и принципы подбора пар концепции сорта,
концепция признака, концепция гена.
60. Методы скрещиваний: простые (парные, диаллельные) и сложные (тройные, двойные,
ступенчатые, возвратные, конвергентные), их сущность, применяемость.
61. Методы при работе с поколениями внутривидовых гибридов, его сущность, достоинство, недостатки, применяемость.
62. Метод массовых популяций при работе с поколениями гибридов, его сущность, достоинства, недостатки.
63. Модификация метода педигри при работе с поколениями гибридов.
64. Понятие и классификация полиплоидии, роль в эволюции и селекции.
65. Автотетраплоидия: получение автотетраплоидов, особенности фенотипа, расщепление, примеры селекционного использования.
66. Триплоидия: получение триплоидов, особенности фенотипа, примеры использования.
67. Аллополиплоидия, роль в эволюции, использование в селекции.
68. Анэуплоидия, роль в эволюции и улучшении культурных растений.
Гаплоидия, роль в эволюции и селекции самоопылителей и перекрестников.
Методы индуцирования гаплоидов и культура пыльников.
Межвидовая гибридизация, понятие, задачи, использование.
Причины нескрещиваемости видов, пути их преодоления.
Особенности расщепления межвидовых гибридов.
Понятие и генетические основы гетерозиса. Типы гетерозисных гибридов.
Получение инбредных линий.
Понятие об общей и специфической комбинационной способности (ОКС и СКС).
Методы определения СКС (метод диаллельных скрещиваний).
Методика определения ОКС.
ЦМС и ее использование в селекции на гетерозис (на примере различных культур).
Понятие мутационного процесса и классификация мутаций.
Спонтанные мутации, их роль в эволюции и селекции.
Индуцированные мутации и их использование в селекции.
Классификация методов отбора.
Массовый отбор, его сущность, эффективность, применяемость.
Индивидуальный отбор у самоопылителей, его сущность, эффективность, применяемость.
86. Индивидуальный отбор у перекрестноопыляющихся культур без изоляции (семейный
отбор).
87. Отбор с использованием метода половинок, его сущность, достоинства, недостатки,
применяемость.
88. Индивидуально-семейственный отбор, сущность, применяемость.
89. Семейственно-групповой отбор у перекрестноопыляющихся культур.
90. Индивидуальный отбор с контролируемым опылением (метод В.С. Пуствойта).
91. Понятие об оценке селекционного материала. Классификация методов оценки.
92. Селекция и оценка сортов по продуктивности.
93. Селекция и оценка селекционного материала по продолжительности вегетационного
периода и биологической устойчивости.
94. Понятие о засухоустойчивости растений. Типы засух и засухоустойчивости.
95. Прямые и косвенные методы оценки на засухоустойчивость.
96. Понятие о качестве продукции. Прямые и косвенные методы оценки на примере хлебопекарных качеств.
97. Селекция и оценка сортов на приспособленность к механизированному возделыванию
и уборке.
98. Значение селекции растений на устойчивость к болезням и вредителям.
99. Понятие устойчивости и иммунитета растений к болезням.
100. Вертикальная и горизонтальная устойчивость, их сущность.
101. Условия, необходимые для правильной оценки селекционного материала на устойчивость к болезням.
102. Инфицированные фоны, значение для селекции, методы создания.
103. Методы учета при оценке устойчивости растений к болезням.
104. Основные принципы селекции и оценки сортов на устойчивость к вредителям.
105. Понятие о селекционном процессе, этапность, цикличность, продолжительность
селекционного процесса.
106. Схема селекционного процесса для самоопылителей (классическая), роль и характеристика каждого звена.
107. Схема селекционного процесса для перекрестников (классическая), роль и характеристика каждого звена.
108. Схема селекционного процесса межлинейных гибридов (на примере кукурузы).
109. Схема селекционного процесса, разработанная акад. В.С.Пустовойтом.
110. Государственное сортоиспытание: задачи, методика.
69.
70.
71.
72.
73.
74.
75.
76.
77.
78.
79.
80.
81.
82.
83.
84.
85.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля)
«Генетика и селекция»
А) Основная литература:
Ефремова В.В., Аистова Ю.Т. Генетика. - Краснодар, 2007.
Глазер В.М., Ким А.И., Орлова Н.Н., Удина И.Г., Алтухов Ю.П. Задачи по современной
генетике (учебное пособие). – М.: КДУ, 2008.
Пухальский В.А. Введение в генетику.- М.: Колос, 2007.
Гуляев Г.В. Селекция и семеноводство полевых культур. – М.: Колос, 1987
Гужов Ю.Л.; Фукс А.; Валичек П. Селекция и семеноводство
культивируемых растений: - М.: Из-во РУДН, 1999 г
Инструкция по апробации сортовых посевов. Часть I и II. М.,1995
Б) Дополнительная
Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика. – Новосибирск: Сиб. универ. изд-во,
2006.
Жученко А.А. Генетика. М.: Колос, 2003.
Орлова Н.Н., Глазер В.М., Ким А.И., Кокшарова Т.А., Алтухов Ю.П. Сборник задач по
общей генетике (учебное пособие: Допущено Министерством образования РФ) – М.: Издательство Московского ун-та, 2001.
Пирузян Э.С. Основы генетической инженерии растений. – М.: Наука, 1988.
В) Программное обеспечение и Интернет-ресурсы
Мультимедийные лекции (7 тем).
Обучающие фильмы: «Гибридизация пшеницы», «Гибридизация риса», «Гибридизация
подсолнечника», «Гибридизация рапса», «Вавилов Н.И.»
Научно-популярные фильмы: «Код жизни» - 7 серий; «Генетика».
Коллекция анимационных фильмов: «Митоз», «Мейоз», «Синтез белка», «Репликация
ДНК» и др.
Интернет-ресурсы:
«Мой геном» интернет-портал - http://mygenome.ru/articles/
Сайт института цитологии и генетики (Новосибирск) - http://www.bionet.nsc.ru/public/
Журнал экологической генетики - http://ecolgenet.ru/
ВОГиС (Всероссийское общество) - http://www.vogis.org/
ВОГиС (Санкт-Петербург) - http://www.spbvogis.spb.ru/
Медико-генетического центра РАМН - http://www.med-gen.ru/romg/
Европейское общество генетики человека - https://www.eshg.org/
Американское общество генетики человека - http://www.ashg.org
Американский колледж медицинских генетиков - http://www.acmg.net
Американская коллегия по медико-генетическому консультированию - http://www.abgc.net
Международная федерация обществ генетики человека - http://www.ifhgs.org
Институт молекулярной генетики - http://www.img.ras.ru/
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)
1. Мультимедийный проектор.
2. Ноутбук.
3. Учебные аудитории (710, 711, 712, 713, 714, 737).
4. Стенды по дисциплине «Генетика» - 6 штук.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки - 110400.62 Агрономия.
Автор
Янченко В.А.
Рецензент
Бровкина Т.Я.