РП Генетика и эволюция - Астраханский Государственный

Федеральное агентство по рыболовству
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение
высшего профессионального образования
«Астраханский государственный технический университет»
Разработка и предоставление образовательных услуг в области среднего, высшего и дополнительного профессионального образования,
послевузовского образования; воспитательная и научно-исследовательская работа сертифицированы DQS и ГОСТ Р по ISO 9001:2008
Института рыбного хозяйства, биологии и природопользования
(Наименование института, факультета)
УТВЕРЖДАЮ:
Директор Института рыбного хозяйства,
биологии и природопользования
_Д-р. биол. наук, профессор_____________
_Неваленный А.Н.______________________
(уч. степень, звание, должность, ФИО) (подпись)
Рассмотрено на учебно-методическом совете,
протокол № __от «__»_____201_ г.
Рабочая программа дисциплины (модуля)
ГЕНЕТИКА И ЭВОЛЮЦИЯ
Б.3.Б.1
Направление подготовки
020400.62 Биология
Профиль подготовки
биология
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
Форма обучения
Очная
«СОГЛАСОВАНО»
Заведующий выпускающей кафедрой
«Прикладная биология и
микробиология»
д. б. н., проф. Зайцев В.Ф.
«___» __________ 201 г.
Автор (ы) _доц. Осипова Л.А.________________
Программа рекомендована кафедрой
«Гидробиология и общая экология»
.
(Наименование кафедры-разработчика)
протокол № ___ от «___» _____201_ г.
Зав. кафедрой «Гидробиология и общая экология»
(Наименование кафедры-разработчика)
__проф. Зайцев В.Ф. _____________________
(уч. степень, звание, должность, ФИО)
Астрахань - 2013
(подпись)
1 .Цели и задачи дисциплины
Цель изучения дисциплины РП – 020400.62 – Б.3.Б.1– ГОЭ -2012
Направление подготовки 020400.62 «БИОЛОГИЯ»
- дать необходимую теоретическую базу для практической работы в области
биологии и овладения методами анализа наследования признаков в популяциях и чистых
линиях.
Задачи дисциплины - дать студенту глубокие знания по цитологическим и
молекулярным основам наследственности, генетическим основам индивидуального
развития, анализу причин и последствий генетической и модификационной изменчивости,
изучить закономерности наследования различных признаков при скрещиваниях,
познакомить с методами изучения наследования количественных и биохимических
признаков в популяциях и чистых линиях.
2 Место дисциплины в структуре ООП бакалавра
Цикл ОПД.Ф.04., профессиональный (бакалаврская программа «Экологическая
химия»). Читается в 5 , 6 семестре обучения. Дисциплина «Генетика и эволюция» по
учебному
плану
является
дисциплиной
федерального
компонента
цикла
общепрофессиональных дисциплин.
При изучении дисциплины используются знания и навыки, полученные при
изучении биохимии, физиологии, общей гистологии и эмбриологии рыб, микробиологии,
эволюционной теории, теории вероятностей и математической статистики.
В начале курса студент должен иметь достаточные знания в области биологии,
экологии, промышленной экологии в объеме программы бакалавриата, прослушав
соответствующие курсы и имея по ним положительные оценки. Желательно, чтобы
студент, приступая к изучению данного курса, мог продемонстрировать следующие
общие компетенции бакалавра:
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
(модуля) Генетика и эволюция.
ОК-1 имеет четкую ценностную ориентацию на сохранение природы и охрану прав и
здоровья человека
ОК-4 выстраивает и реализует перспективные линии интеллектуального,
профессионального саморазвития и самосовершенствования
ОК-8 проявляет экологическую грамотность и использует базовые знания в области
биологии в жизненных ситуациях; понимает социальную значимость и умеет
прогнозировать последствия своей профессиональной деятельности, готов нести
ответственность за свои решения
ОК-16 заботиться о качестве выполняемой работы
ОК-18 умеет работать самостоятельно и в команде
ПК-6 демонстрирует базовые представления об основных закономерностях и
современных достижениях генетики, о геномике
ПК-7 понимает роли эволюционной идеи в биологическом мировоззрении, имеет
современные представления об основах эволюционной теории, о микро- и макроэволюции
ПК-8 имеет базовые представления о закономерностях воспроизведения и
индивидуального развития биологических объектов, использует методы получения и
работы с эмбриональными объектами
В результате освоения дисциплины обучающийся студент должен:
Знать:
- цитологические основы наследственности;
- особенности гибридологического (генетического) анализа;
- закономерности наследования при моно-, ди- и полигибридных скрещиваниях
(менделизм);
2
- хромосомную теорию наследственности: особенности наследования сцепленных
генов, наследование при перекресте хромосом; наследование пола и признаков,
сцепленных с полом;
- молекулярные основы наследственности;
- особенности наследования биохимических признаков;
- методы изучения количественных признаков;
- генотипическую и паратипическую изменчивость;
- генетические основы индивидуального развития;
- генетические процессы в популяциях;
- традиционные и генетические методы в селекции ;
- вероятность и статистику;
- методы обработки экспериментальных данных
Уметь:
- пользоваться лабораторным оборудованием, ставить специальные скрещивания и
анализировать результаты
- применять знания в области биологии для освоения общепрофессиональных
дисциплин и решения профессиональных задач
Владеть
- методами анализа наследования признаков в популяциях и чистых линиях
- навыками исследований ,необходимых для освоения теоретических основ и
методов биологии
Знания и навыки, полученные при изучении дисциплины, используются при
изучении эволюционной теории, биологии (разделы систематика, размножение, структура
популяций), биологические основы селекции растений и животных, молекулярной
генетике, сохранение здоровья человека, рациональном природопользовании.
5
1
2
Образо
вательн
ые
технол
огии
Самостоят
ельная
работа
кие
2
Практичес
-
ные
Лаборатор
Введение. Раздел 1.
Основы генетики.
Тема 1
Цитологические
основы
наследственности.
Тема 2.
Закономерности
наследования при
моногибридном и
полигибридном
скрещиваниях.
Независимое
комбинирование
Виды учебной работы,
включая
самостоятельную работу
студентов и
трудоемкость (в часах)
Лекции
1
Семестр
№
п/п
Раздел
дисциплины
Неделя семестра
4 Структура и содержание дисциплины «Генетика и эволюция»
4.1 Структура дисциплины
Общая трудоёмкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы, 144 часа.
Аудиторные занятия – 48 часов, лекционных занятий 18 часов, лабораторных занятий 18,
практических занятий 18,самостоятельная работа - 54 часов.
3
Формы текущего
контроля успеваемости
(по неделям семестра)
Форма промежуточной
аттестации (по
семестрам)
Разбор
конкрет
ных
ситуаци
йс
задания
ми,
способс
твующи
ми
развити
ю
професс
иональ-
3
2
3
4
(дигибридные
скрещивания).
Тригибридные
скрещивания.
Множественные
аллели.
Тема 4 Определение
пола. Наследование
признаков,
сцепленных
с
полом.
Наследственность и
изменчивость
на
всех
уровнях
организации
живого.
Наследование,
сцепленное с полом.
X и Y хромосомы.
Нерасхождение Ххромосом.
Вторичное
нерасхождение.
сцепленное с полом
наследование
у
человека
.Определение пола.
Тема 3 Сцепленное
наследование
и
перекрест
хромосом.
Механизмы
рекомбинации
генов.
Кроссинговер.
Молекулярные
механизмы
кроссинговера.
Тема
5
Молекулярные
основы
наследственности.
Теория гена
Тема
6
Нехромосомное
(цитоплазматическо
е)
наследование.
Тема
7.
Генетические
основы онтогенеза
Тема 8
Мутационная и
модификационная
изменчивость
ных
компете
нций
2
3
4
2
-
2
2
2
3
Разбор
конкрет
ных
ситуаци
йс
задания
ми,
способс
твующи
ми
развити
ю
професс
иональных
компете
нций
1. опрос;
2. контрольная работа;
3
Интерак
тивная
лекция.
Разбор
конкрет
ных
ситуаци
йс
задания
ми,
способс
твующи
ми
развити
ю
професс
иональных
компете
нций
Разбор
конкрет
ных
ситуаци
йс
задания
3. опрос;
4. 2 контрольные работы;
5. решение задач по теме
3
6. опрос;
7. контрольная работа;
8. решение задач по теме
4
5
6
7
Тема 10 Основы
генетики
популяций. Чистоты
аллей, генотипов и
фенотипов. Закон
Харди-Вайнберга.
Оценка
генетической
гетерогенности
популяций.
Генетические
процессы в
популяции.
Изменение частот
аллелей в
популяции как
элементарное
эволюционное
событие.
Генетические
основы селекции
животных и
растений.
Методы
генетического
анализа селекции.
Мутагенез,
природные
и антропогенные
мутагены, методы
оценки мутагенного
действия
загрязнений
природной среды.
Генетические
основы селекции
рыб
Вопросы
генетической
инженерии.
Клеточная и генная
инженерия.
Получение и
клонирование
генов. Векторы.
Банки генов.
Трансформация
эукариот.
Применение
генетической
инженерии в
биотехнологии.
Биохимическая
5
6
7
2
2
2
2
2
3
ми,
способс
твующи
ми
развити
ю
професс
иональных
компете
нций
Интерак
тивная
лекция
3
Разбор
конкретн
ых
ситуаци
йс
заданиям
и,
способст
вующим
и
развити
ю
професс
иональных
компете
нций
3
Интерак
тивная
лекция
9. опрос;
10. контрольная работа;
11. решение задач по теме

опрос
12. опрос;
13. решение задач по теме
5
8
9
10
11
генетика.
История
становления эволюционных идей.
Основные теории
эволюции.
История
становления
эволюционных
представлений.
Эволюционные
идеи в древности,
средневековьи и в
эпоху Возрождения.
Ж.Б. Ламарк и его
учение.
Предпосылки
возникновения
дарвинизма и его
сущность.
Последующее
развитие
дарвинизма и его
влияние
на
биологию.
Формирование
и
кризис
классического
дарвинизма,
его
синтез с генетикой.
Формирование
синтетической
теории эволюции.
Генетические
обоснования
эволюции.
Органическая
эволюция
как
объективный
процесс. Основные
свойства
живого.
Единство жизни в
биосферном
круговороте.
Основные
пути
эволюции растений
и животных.
Учение
о
микроэволюции.
Популяция
как
элементарная
единица эволюции.
Основные
характеристики популяции
как
экологогенетической
системы.
8
2
9
10
11
2
2
2
3
Интерак
тивная
лекция.
3
Разбор
конкрет
ных
ситуаци
йс
задания
ми,
способс
твующи
ми
развити
ю
професс
иональных
компете
нций
Интерак
тивная
лекция.
Интерак
тивная
лаборат
орная
работа
3
2
2
3
Разбор
конкретн
ых
ситуаци
йс
заданиям
и,
способст
вующим
и
развити
ю
професс
иональных
компете
14. опрос
опрос;
опрос;
15. опрос;
16. контрольная работа;
17. решение задач по теме
6
12
Генетические
основы
эволюционного
процесса.
Фенотипическая,
генотипическая
и
паратипическая
изменчивость.
Мутации
разных
типов
как
элементарный
эволюционный
материал.
Возникновение
аллелей генов.
12
13
Основы генетики
популяций.
Частоты аллелей,
генотипов и
фенотипов. Закон
Харди-Вайнберга.
Оценка генетической
гетерогенности
популяций.
Изменение частот
аллелей в
популяции как
элементарное
эволюционное событие.
13
14
Возникновение
адаптации в
результате действия
естественного
отбора. Вид как
основной этап
эволюционного
процесса.
Концепция
видообразования
Структура вида.
Основные пути и
способы
видообразования.
Основные пути и
способы
видообразования.
Проблемы
макроэволюции.
Эволюция
онтогенеза.
Эмбрионизация
и
автономизация
онтогенеза
в
эволюции. Учение о
рекапитуляции.
Эволюция органов и
функций.
Эволюция
14
15
16
2
2
2
2
15
16
3

опрос
18. опрос
3
2
2
3
нций
Разбор
конкрет
ных
ситуаци
йс
задания
ми,
способс
твующи
ми
развити
ю
професс
иональных
компете
нций
Разбор
конкретн
ых
ситуаци
йс
заданиям
и,
способст
вующим
и
развити
ю
професс
иональных
компете
нций
2
3
3
7
филогенетических
групп.
Филетическая
эволюция.
Дивергенция. Конвергенция.
Параллелизм.
Направления
и
темпы
эволюции
групп. 6 основных
"правил" эволюции
групп.
Эволюционный
прогресс и его
критерии.
Классификация
явлений прогресса.
Проблемы
эволюции
экосистем и
эволюции видов в
экосистемах.
Значение
эволюционного
учения для развития
биологии и для
практики.
Подготовка
к
экзамену
17
18
19
ВСЕГО
17
18
2
2
2
18
3
3
18
18
54
Удельны
й вес
занятий,
проводи
мых в
интеракт
ивной
форме –
40%
4.3 Практические занятия (семинары)
№
п/п
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Наименование практических работ
Главные этапы в геологической эволюции Земли.
Трансляция генетической информации
Независимое комбинирование (дигибридные скрещивания).
Тригибридные скрещивания.
Тонкая структура гена. Мутации и модификации. Структура и
функции генов.
Методы анализа изменчивости белков
Модели видообразования: популяционно-генетический взгляд.
Полевое популяционно-генетическое исследование.
Количественная изменчивость и ее законы. Наследуемость.
Картирование локусов количественных признаков (ЛКП).
Эволюция ЛКП.
Концепция генетического гомеостаза.
Возникновение и изменение генома. Формирование новых генов.
Количество
часов
2
2
2
2
2
2
2
2
2
8
Повторяющиеся ДНК и мультигенные семейства.
Итого
18
4.4 Лабораторные работы
№
п/п
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Итого
Наименование лабораторных работ
Митоз. Митотическая активность. Мейоз. Биологическое значение
митоза и мейоза. Контрольная работа
Особенности сперматогенеза и оогенеза у рыб. Особенности мейоза
Хромосомы рыб, растений, животных и человека. Приготовление
препаратов, анализ метафазных пластинок, идентификация
хромосом
Типы полового размножения. Партеногенез, гиногенез, андрогенез.
Особенности наследования при разных типах полового
размножения.
Цитологические основы наследственности
Гибридологический
анализ.
Моногибридное
скрещивание.
Постановка скрещивания (материал - дрозофила или один из видов
аквариумных рыб) и анализ результатов в F1 и F2. Решение задач
Гибридологический анализ: ди- и полигибридное скрещивания.
Постановка скрещивания (материал - дрозофила или один из видов
аквариумных рыб) и анализ результатов в F1 и F2. Решение задач
Наследование летальных генов. Анализ расщепления карпов,
гетерозиготных по гену светлой окраски (летальный ген L), и
чешуйного покрова (ген N). Решение задач. Контрольная работа
Плейотропное действие генов. Морфометрический анализ карпов с
разным типом чешуйного покрова. Решение задач
Генетический анализ наследования признаков при различных типах
взаимодействия генов (комплементарность, эпистаз, полимерия).
Решение задач. Контрольная работа
Хромосомная теория наследственности. Сцепленное наследование
и перекрест хромосом. Составление генетических карт хромосом.
Решение задач
Хромосомная теория наследственности. Наследование пола и
признаков, сцепленных с полом. Постановка реципрокных
скрещиваний (материал дрозофила или один из видов
аквариумных рыб) и анализ результатов в F1, F2. Решение задач.
Контрольная работа
Молекулярные основы наследственности. Решение задач
Биохимическая генетика
Генетические процессы в популяциях. Закон Харди-Вайнберга.
Решение задач по сопоставлению генетической структуры
различных стад (пород, линий и проч.) с использованием различных популяционных параметров
Количество
часов
1
1
1
1
1
1
1
2
2
1
1
1
2
1
1
18
4.5 Самостоятельная работа
При изучении дисциплины «Генетика и селекция» предусматривается
самостоятельная работа студентов: усвоение тем и разделов, изложенных в учебных и
методических пособиях (см. список литературы) с последующим закреплением во время
лабораторных работ; подготовка к контрольным работам и коллоквиуму; выполнение
индивидуальных заданий в виде набора задач по соответствующей теме, с помощью
9
которых проверяется степень усвоения студентами пройденного материала; подготовка к
экзамену.
№
Кол-во
Тема
Формы контроля
п/п
часов
1
Введение.
3
10. опрос
-Роль отечественных и зарубежных ученых в
развитии генетики и селекции.
2
Тема 1 Цитологические основы наследственности
3
11. коллоквиум
12. контрольная
работа
3
Тема 2
Закономерности наследования при
3
13. опрос;
моногибридном и полигибридном скрещиваниях
14. 2
- Менделизм и возможные модификации моно-,
контрольные
ди- и полигибридного расщепления вследствие
работы;
взаимодействия аллельных и неаллельных генов
15. набор задач
по теме
4
Тема 3 Сцепленное наследование и перекрест
хромосом
- Сцепленное наследование и перекрест хромосом,
генетические и цитологические карты хромосом
3
5
Тема 4 Определение пола. Наследование
признаков, сцепленных с полом
- Особенности наследования пола и признаков,
сцепленных
с
полом.
Искусственное
переопределение пола. Регуляция соотношения
полов.
Тема 5 Нехромосомное (цитоплазматическое)
наследование
- Особенности нехромосомного
(цитоплазматического) наследования
Тема 6 Молекулярные основы наследственности.
Теория гена.
3
Тема 7. Строение ДНК и РНК, репликация,
транскипция, трансляция, обратная транскрипция
как матричные процессы; функция гена на
молекулярном уровне
Тема 8. Мутационная и модификационная
изменчивость.
Тема 9. Наследственная и ненаследственная
изменчивость, методы ее изучения, практическое
использование. Генные (точковые), хромосомные,
геномные
и
цитоплазматические
мутации.
Полиплоидия и использование её в селекции.
Тема 10. Генетические основы онтогенеза
- Генетика развития и онтогенетическая адаптация.
3
6
7
8
9
10
11
16. опрос;
17. контрольная
работа;
18. набор задач
по теме
19. опрос;
20. контрольная
работа;
21. набор задач
по теме
опрос;
3
22.
3
23. опрос;
24. набор задач
по теме
25. опрос
26. набор задач
по теме
3
27.
опрос
3
28.
опрос
3
29. опрос;
30. контрольная
работа;
10
12
13
14
15
16
17
18
Тема 11. Генетические основы селекции рыб
- Традиционные методы селекции: скрещивание и
отбор. Типы скрещиваний, формы и методы
отбора. Специальные (генетические) методы
селекции.
Тема 12. Генетические процессы в популяции
- Анализ генетической структуры популяций и
пород.
Закон
Харди-Вайнберга
и
его
использование
в
популяционно-генетических
исследованиях и селекции.
Тема 13. Биохимическая генетика
- Использование данных по биохимическому
полиморфизму при популяционно-генетических
исследованиях и в селекции.
Тема 14. Генная инженерия
- Химический и ферментативный синтез генов.
Современные методики генетической инженерии.
Тема 15. Биоматериалы.
3
3
31. опрос
32. набор задач
по теме
 опрос
3

опрос
3

опрос
3

опрос
Тема 16. Использование генной инженерии в
микробиологии.
Подготовка к экзамену
3

опрос
Итого:
54
3
Экзамен
5. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ.
Темы для самостоятельного изучения:
Самостоятельная работа студентов в 5 семестре
Рефераты по теме:
1.Митоз. Подготовка реферата -2
2.Мейоз. Подготовка реферата-2
3.Законы Менделя. Решение задач по 2 законам Менделя -2
4.Решение задач на дигибридное и тригибридное скрещивание -4
5.Метод ''хи-квадрат'' и его использование при решении генетических задач-2
6.Решение задач на расщепление сцепленных с полом признаков-4
7.Генетические аномалии у животных и человека-4
8.Решение задач на взаимодействие генов- комплементарность, эпистаз, полимерию,
плейотропию-5
9.Структура ДНК и РНК -2
домашние задания –решение задач в тетрадях по практическим занятиям.
10.Современные достижения генной инженерии-3.
11. Использование генной инженерии в микробиологической промышленности-2.
12. Использование генной инженерии в медицине-2.
13. Использование генной инженерии в пищевой промышленности-2.
14. Работа с материалами из Интернета, подготовка докладов студентами .
15. Генетически модифицированные продукты питания
ФОРМЫ КОНТРОЛЯ
ВХОДНОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ: Вт
1. Цитологические основы наследственности и наследования (фазы митоза)
2.Характеристика фаз и стадий митоза и мейоза.
3.Отличие митоза от мейоза и значение пролиферационной активности.
4.Овогенез и сперматогенез у животных и человека.
5.Классификация позвоночных животных, их особенности.
11
6.Классификация основных групп растений(высших и низших).
7.Структурная модель ДНК.
8.Виды РНК.
ТЕКУЩЕЕ ТЕСТИРОВАНИЕ ЗНАНИЙ ПО ГЕНЕТИКЕ. (1-я контрольная точка) К1
1.Основные законы наследственности по Моргану.
2. Три закона Менделя.
3.Основные положения работы Г. Менделя “Опыты над растительными гибридами”
(1865г.).
4.Работы Ч.Дарвина “Изменение домашних животных и растений под влиянием
одомашнивания” (1868г.).
5.Механизмы селекции по Ч.Дарвину.
6.Основные формы генотипа и фенотипа при полном доминировании.
7.Условия эффективности селекции по Ч.Дарвину.
8.Взаимодествие генов.
ТЕКУЩЕЕ ТЕСТИРОВАНИЕ ЗНАНИЙ ПО ГЕНЕТИКЕ (2-я контрольная точка) К2
1.Множественный аллелизм.
2.Генетическая изменчивость: пенетрантность и экспрессивность
3.Факторы, влияющие на кроссинговер.
4.Стабилизирующуу скрещивание, его значение.
5.Виды и формы отбора.
6.Эффективность селекции.
7.Коэффициенты наследуемости: формулы, методы определения.
8.Генетика пола у растений, животных, человека.
Оценка знаний в точке контроля К3 и К4 проводится по сумме ответов на занятиях.
1.Типы определения пола.
2.Центральная догма молекулярной биологии.
3.Виды переноса наследственной информации.
4.Классификация мутаций.
5.Генная инженерия ее значение в медицине и сельском хозяйстве.
ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ.
1.Митоз. Подготовка реферата -3
2.Мейоз. Подготовка реферата-3
3.Законы Менделя. Решение задач по 2 законам Менделя -3
4.Решение задач на дигибридное и тригибридное скрещивание -4
5.Метод ''хи-квадрат'' и его использование при решении генетических задач-4
6.Решение задач на расщепление сцепленных с полом признаков-4
7.Генетические аномалии у животных и человека-4
8.Решение задач на взаимодействие генов- комплементарность, эпистаз, полимерию,
плейотропию-5
9.Структура ДНК и РНК -5
домашние задания –решение задач в тетрадях по практическим занятиям.
10.Современные достижения генной инженерии-5.
11. Использование генной инженерии в микробиологической промышленности-10.
12. Использование генной инженерии в медицине-10.
13. Использование генной инженерии в пищевой промышленности-5.
Работа с материалами из Интернета, подготовка докладов студентами .
Генетически модифицированные продукты питания
Образовательные технологии
12
В процессе преподавания используются следующие методы:
- лекции;
- проведение лабораторных работ;
- использование компьютерных программ;
- контрольные работы;
- письменные и устные домашние задания;
- опрос;
- развернутая беседа;
- видеофильм;
- консультации преподавателей;
- самостоятельная работа студентов, в которую входит:
изучение роли отечественных и зарубежных ученых в развитии генетики и
селекции, освоение теоретического материала, подготовка к защите контрольных работ,
подготовка к защите лабораторных работ, выполнение индивидуальных заданий в виде
набора задач по соответствующим темам, работа с электронным учебно-методическим
комплексом, подготовка к текущему и итоговому контролю.
6 Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной
аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение
самостоятельной работы студентов
6.1 Вопросы и задания для проведения текущего контроля
6.1.1 Темы контрольных работ
1. Митоз. Мейоз. Биологическое значение митоза и мейоза.
2. Гибридологический анализ. Моно-, ди- и полигибридное скрещивание.
Наследование летальных генов у рыб и других организмов.
3. Генетический анализ наследования признаков при различных типах
взаимодействия неаллельных генов. Плейотропное действие генов чешуйного
покрова карпа.
4. Хромосомная теория наследственности. Сцепленное наследование. Перекрест
хромосом.
5. Генетические процессы в популяциях.
6.1.2 Контрольные вопросы для проведения текущего контроля и
промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
1.
Предмет генетики, её связь с сельским хозяйством, ветеринарией, пищевой
промышленностью.
2. Понятие о наследственности и изменчивости.
3. Методы генетических исследований.
4. Роль ядра и цитоплазмы в наследственности.
5. Органеллы клетки и их функции (центриоли, рибосомы, митохондрии и др.)
6. Понятие о кариотипе, гаплоидном и диплоидном наборах хромосом.
7. Форма и строение хромосом, индивидуальность хромосом.
8. Использование кариологических данных в ихтиологических исследованиях и в
селекции рыб.
9. Клеточный цикл. Митоз и его биологическое значение.
10. Понятие об амитозе и эндомитозе.
11. Мейоз. Фазы мейоза. Его биологическое значение.
12. Конъюгация и перекрёст хромосом в мейозе.
13. Образование половых клеток у животных. Гаметогенез (оогенез и
сперматогенез) у рыб. Особенности мейоза.
14. Процесс оплодотворения у рыб. Случайность и избирательность
оплодотворения.
15. Понятие о партеногенезе, гиногенезе, андрогенезе. Особенности наследования
при различных типах полового размножения.
13
16. Гиногенез у серебряного карася. Особенности мейоза. Индуцированный
гиногенез и андрогенез у карпа, осетра и др. рыб.
17. Роль ДНК в сохранении и передаче наследственной информации.
18. Строение ДНК и РНК. Видовая специфичность ДНК.
19. Схема репликации (самоудвоения) молекулы ДНК
20. Транскрипция. Типы РНК и их роль в синтезе белка в клетке.
21. Синтез белка в клетке (трансляция).
22. Генетический код и его свойства. Универсальность генетического кода.
23. Гибридологический анализ и его использование в генетике.
24. Особенности работы Г. Менделя при установлении закономерностей
наследования при гибридизации.
25. Первый закон Менделя о единообразии F1 (доминирование признаков). Понятие
о доминантных и рецессивных признаках.
26. Понятие о генотипе и фенотипе, гомозиготности и гетерозиготности.
Аллельные гены и признаки.
27. Второй закон Менделя и расщепление признаков в F2 при моногибридном
скрещивании. Статистический характер расщепления.
28. Условия для соблюдения 1 и 2 законов Менделя.
29. Реципрокные скрещивания. Возвратное и анализирующее скрещивания. Их
использование в генетике.
30. Взаимодействие аллелей: полное доминирование, неполное доминирование,
кодоминирование. Примеры.
31. Расщепление в F2 при дигибридном и полигибридном скрещивании.
32. Принципы независимого наследования (комбинирования) генов; 3-ий закон
Менделя. Общая формула расщепления при независимом наследовании.
33. Объяснение независимого комбинирования признаков при дигибридном и
полигибридном скрещивании на основе поведения хромосом в мейозе.
34. Взаимодействие неаллельных генов в процессе развития признаков. Гены
комплементарные, эпистатические, полимерные.
35. Гены-модификаторы; летальные и сублетальные гены у рыб и других
организмов.
36. Наследование по типу комплементарных генов.
37. Наследование по типу эпистаза.
38. Полимерия кумулятивная и некумулятивная. Наследование количественных
признаков.
39. Плейотропное действие генов. Наследование генов чешуйного покрова у карпа.
40. Основные положения хромосомной теории наследственности. Т.Морган и его
работы.
41. Понятие о группах сцепления и сцепленном наследовании.
42. Неполное сцепление как результат кроссинговера.
43. Линейное расположение генов в хромосомах. Составление карт хромосом.
44. Особенности расщепления в F2 при сцеплении генов.
45. Наследование пола и понятие о половых хромосомах.
46. Типы хромосомного определения пола у животных.
47. Типы определения пола у рыб.
48. Балансовая теория определения пола у животных.
49. Проблема искусственного регулирования соотношения полов у животных, в т.ч.
у рыб.
50. Наследование признаков, сцепленных с полом.
51. Практическое использование данных о наследовании признаков, сцепленных с
полом у кур, тутового шелкопряда и других.
52. Цитоплазматическая наследственность. Особенности наследования признаков,
контролируемых плазмагенами.
53. Молекулярные основы цитоплазматической наследственности.
14
54. Современная классификация изменчивости: модификационная, мутационная,
комбинативная, онтогенетическая, коррелятивная.
55. Модификационная изменчивость и методы её изучения.
56. Взаимодействие организма со средой. Норма реакции организма на условия
среды.
57. Проблема наследования приобретённых признаков и свойств.
58. Мутационная изменчивость. Спонтанный мутагенез. Причины спонтанного
мутагенеза.
59. Классификация мутаций по фенотипу и генотипу.
60. Характеристика индуцированных мутаций (частота их появления,
жизнеспособность, возможность использования в селекционной работе).
61. Понятие о мутагенах. Физические и химические мутагенные агенты. Примеры.
62. Генные и хромосомные мутации. Молекулярный механизм генных мутаций.
63. Хромосомные аберрации (перестройки). Типы аберраций. Эффект положения
гена в хромосоме.
64. Множественный аллелизм.
65. Закон гомологических рядов наследственной изменчивости Н.И. Вавилова и его
значение для селекции.
66. Полиплоидия. Методы получения полиплоидов.
67. Использование полиплоидии в селекции растений, рыб.
68. Этапность онтогенеза и генетическая программа индивидуального развития.
Критические периоды.
69. На каких уровнях осуществляется регуляция действия генов?
70. Взаимодействие генотипа и среды. Влияние гормональной регуляции
активности генов на синтез белков.
71. Иммуногенетика. Наследование групп крови у человека, у рыб.
72. Методы изучения полиморфизма популяций рыб и других животных.
73. Использование данных по биохимическому полиморфизму и группам крови для
анализа структуры популяций рыб и в селекционной работе.
74. Понятие о популяции и чистой линии.
75. Закон Харди-Вайнберга и его использование для изучения генетической
структуры популяции.
76. Факторы, влияющие на генетическую структуру популяции (мутационное
давление, отбор, миграция особей, способ размножения, дрейф генов).
77. Задачи отдалённой гибридизации. Межвидовая и межродовая гибридизация.
78. Причины нескрещиваемости при отдалённой гибридизации и методы их
преодоления.
79. Причины бесплодия отдалённых гибридов и методы их преодоления.
80. Типы скрещиваний (родственные, неродственные, синтетическая селекция).
81. Понятие об инбридинге и инбредной депрессии. Причины инбредной
депрессии.
82. Понятие о гетерозисе. Гипотезы, объясняющие причины гетерозиса (гипотезы
доминирования, сверхдоминирования, комплементарного действия генов).
83. Практическое использование эффекта гетерозиса в растениеводстве,
животноводстве, рыбоводстве.
84. Двухлинейное разведение. Промышленные скрещивания. Для каких целей они
применяются?
85. Коэффициент наследуемости и методы его вычисления.
86. Формы и методы отбора.
87. Массовый отбор в рыбоводстве. Напряженность (жесткость) и эффективность
отбора.
88. Индивидуальный отбор в рыбоводстве. Техника его проведения. В каких
случаях применяют сибселекцию?
89. Комбинированный отбор и его эффективность.
15
90. Генетические методы селекции рыб.
ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЭКЗАМЕНУ
по генетике.
1. Этапы развития доменделеевской генетики . Генетика ХХI века.
2. Основные методы генетики .
3. Значение генетики для практики и других биологических наук.
4. Доминантность и рецессивность. Моногибридные скрещивания.
5. Три закона Менделя.
6. Независимое комбинирование (дигибридное скрещивание).
Тригибридное скрещивание. Множественные аллели.
7. Виды взаимодействия генов.
8. Пенетрантность и экспрессивность, норма реакции.
9. Генетика пола. Аутосомы и половые хромосомы Наследование, сцепленное с
полом.
10. Нерасхождение Х- хромосом у дрозофилы и человека.
Вторичное нерасхождение хромосом.
11. Сцепленное с полом наследование у человека и животных. Хромосомное
определение пола.
12. Балансовая теория определения пола.
13. Генетика популяций. Генетическое равновесие и динамика популяций.
14. Митоз. Фазы, значение.
15. Мейоз-1. Фазы, значение.Мейоз-2. Фазы, значение.
16. Строение молекул РНК. Типы РНК. Структура и функции. РНК как генетический
материал.
17. ДНК. Структура и функции. Химический состав ДНК и видовая специфичность
нуклеинового состава.
18. . Молекулярная структура генов эукариот. Характеристика генов. Структура генов
(интроны, экзоны). Псевдогены, уникальные повторяющиеся и прыгающие гены.
Процессированные псевдогены; гены, кодирующие РНК, белки.Генетический код.
19. Этапы реализации генетической информации в клетке. Транскрипция.
20. Генетический контроль синтеза ДНК. Репликация ДНК. Схема образования
репликационной вилки. Ферменты, участвующие в репликации ДНК. Регуляция
активности генов.
21. Этапы реализации генетической информации в клетке. Трансляция.
Полимеризация ДНК в репликативной вилке.
22. Синтез белка (трансляция м РНК). Инициация, элонгация, терминация.
Транскрипция ДНК. Сборка рибосомы (шпилечная, структурная, петли, линейная
молекула).
23. Специализированный перенос генетической информации. Обратная транскрипция.
Ее роль в механизмах образования рака. Амплификация.
24. Хромосомы эукариот. Структурная организация эукариотической хромосомы.
25. Повторяемость последовательностей ДНК. Структурно – генетическая организация
митохондриальной ДНК.
26. Посттрасляционная модификация полипептида
27. Транспонирующие (мигрирующие) генетические элементы.
28. Запись генетической информации в молекулах нуклеиновой кислоты.
Генетический код.
29. Мутагенез и канцерогенез
30. Кроссинговер, факторы, влияющие на кроссинговер.
31. Механизм рекомбинации при кроссинговере.
32. Наследственные болезни человека. Наследственные аутосомно-доминантные и
аутосомно-рецессивные болезни, а также локализованные на Х и Y- хромосоме.
16
33. Мутационная теория. Классификация мутаций. Использование мутационного
процесса в селекции.
34. Генетические основы селекции (модели пород и сортов, типы отбора, типы
скрещиваний - инбридинг, аутбридинг, гетерозис).
35. Генетическая токсикология. Мутагенез и канцерогенез. Уменьшение генетической
опасности.
36. Тест- системы и система тестов генетической активности.
37. Генетический аномалии и устойчивость птиц к некоторым болезням.
38. Генетические аномалии и устойчивость овец к некоторым болезням.
39. Генетические аномалии и устойчивость свиней к некоторым болезн7ям
хромосомные аберрации у свиней устойчивость свиней к некоторым заболеваниям.
40. Роль мутации и рекомбинации генов в возникновении патологии у животных.
41. Особенности распространения генетических аномалий животных.
42. Профилактика распространения летальных и полулетальных аномалий у
сельскохозяйственных животных.
43. Влияние генетических факторов на мертворождаемость и постнатальную
смертность молодняка.
Генная инженерия.
1. Характеристика стадий в генно-инженерном эксперименте при клонировании гена.
2. Выделение ДНК плазмид (Хромосомная, плазмидная). Схема выделения ДНК
(кольцевая, сусперспирализованная).
3. Ферменты рестриктазы и рестрикция ДНК. Система рестрикации-модификации
(полиндромные последовательности).
4. Комплементарная ДНК. Химический и ферментативный метод секвенирования.
5. Генетические векторы.
6. Конструирование рекомбинантных молекул ДНК. Введение рекомбинантных
молекул ДНК в клетки.
7. Открытие, получение, синтез соматотропина.
8. Открытие, получение, синтез инсулина.
9. Биосинтез в генетически сконструированных микроорганизмах интерферона.
Общее и различие. Открытие, получение, синтез интерферона.
10. Получение вакцин с использованием методов генетической инженерии.
11. Использование генной инженерии в микробиологической промышленности.
12. Биоматериалы.
13. Общие свойства генетического материала. Эволюция генетического материала.
Структура, организация и функционирование генома. Расположение генов в
хромосомах
14. Структура генов (интроны, экзоны). Псевдогены, уникальные повторяющиеся и
прыгающие гены. Процессированные псевдогены; гены, кодирующие РНК, белки.
15. Расщепление ДНК (рестрикция). Ферменты рестриктазы и рестрикция ДНК.
Система рестрикации-модификации (полиндромные последовательности).
16. Гибридизация нуклеиновых кислот (коннекторный метод, рестриктазно-лигазный
метод).
17. Полимеразная цепная реакция в генной инженерии- метод амплификации
фракментов нуклеиновых кислот.
18. Клонирование ДНК.
19. Определение нуклеотидных последовательностей ( химическое, энзиматический
методы секвенирования).
20. Химико-ферментативный синтез полинуклеотидов.
21. Получение генов.
22. Рекомбинантные ДНК. Свойства векторов. Этапы клонирования.
23. Генная инженерия и векторы для клонирования растений.
17
24. Биотехнология в животноводстве.
25. Биоматериалы.
26. Открытие, получение, синтез соматотропина.
27. Открытие, получение, синтез инсулина.
28. Биосинтез в генетически сконструированных микроорганизмах интерферона.
Общее и различие. Открытие, получение, синтез интерферона.
29. Получение вакцин с использованием методов генетической инженерии.
30. Использование генной инженерии в микробиологической промышленности.
31. Общие свойства генетического материала. Эволюция генетического материала.
Структура, организация и функционирование генома. Расположение генов в
хромосомах
Вопросы к экзамену по Эволюции
1. История развития эволюционных идей. Эволюционные идеи в древности,
средневековьи и в эпоху Возрождения.
2. Эволюционное учение – биологическая эволюция (10 позиций).
3. Идеи эволюции в XVIII веке (трансформизм, преформизм).
4. Теория катастроф (разногласия во взглядах Ж.Кювье и Э.Жоффруа Сент-Илера).
5. Ж.Б.Ламарк и оценка его учения.
6. Предпосылки возникновения дарвинизма.
7. Основные положения теории естественного отбора и ее оценка.
8. Основные этапы развития эволюционной теории.
9. Формирование классического дарвинизма.
10. Кризис классического дарвинизма.
11. Период синтеза генетики и классического дарвинизма.
12. Популяционное мышление (принцип Харди, исследования Четверикова С.С., Фишера
и др.).
13. Формирование синтетической теории эволюции. Развитие эволюционной биологии.
14. Развитие экосистемного подхода.
15. Молекулярные основы изменчивости в эволюции.
16. Современная критика дарвинизма.
17. Дарвинизм и креационизм в наши дни.
18. Движущие силы эволюции. Дивергенция признаков.
19. Пять аксиом теоретической биологии.
20. Дискретность и целостность.
21. Конвариантная редупликация.
22. Геохимическая энергия жизни. Биотический потенциал.
23. Эволюция, как условие существования жизни. Давление жизни.
24. Молекуляно-генетический уровень организованности жизни.
25. Онтогенетический уровень организованности жизни.
26. Популяционно-видовой уровень организации жизни.
27. Биогеоценотический (экосистемный) уровень организации жизни.
28. Основные пути эволюции растений..
29. Основные пути эволюции животных.
30. Основные этапы эволюции биосферы.
31. Понятие «популяция». Основные характеристики популяции, как экологической
системы.
32. Численность особей в популяции.
33. Динамика популяции.
34. Возрастной состав популяции.
35. Половой состав популяции.
36. Основные морфофизиологические характеристики популяции.
37. Генетическая гетерогенность популяции.
18
38. Генетическое единство популяции.
39. Экологическое единство популяции.
40. Элементарное эволюционное явление – изменение генотипического состава
популяции.
41. Генетическая комбинаторика.
42. Обезвреживание мутаций в эволюции.
43. Значение мутационного процесса, как элементарного эволюционного фактора.
44. Классификация популяционных волн.
45. Эволюционное значение популяционных волн.
46. Классификация явлений изоляции.
47. Значение изоляции в эволюции.
48. Естественный отбор – движущая и направляющая сила эволюции.
49. Борьба за существование.
50. Естественный отбор – определение понятия, объект отбора.
51. Сфера действия естественного отбора.
52. Эффективность и скорость действия естественного отбора.
53. Основные формы естественного отбора (стабилизирующий, движущий, дизруптивный,
половой).
54. Индивидуальный и групповой отбор.
55. Вид – основной этап эволюционного процесса.
56. Макроэволюция и микроэволюция.
57. Биологический прогресс. Биологический регресс.
58. Основные пути и способы видообразования.
7. СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.
Основная литература
1.Глазер В.М., Ким А.И., Орлова Н.Н., Удина И.Г., Алтухов Ю.П. «Задачи по современной
генетике» Изд-во Университет,Москва,2005.-224с.
2.Задачи по современной генетике: учеб. пособие/ В.М.Глазер [и др.]; [под ред.
М.М.Асланяна]. - М.: КДУ,2005. - 224с. 3 экз.
3.Осипова Л.А., Зайцев В.Ф., Воробьев В.И. Учебное пособие «Генетика» Изд-во
Астрахань, АГТУ. 2009.- 371с. 80 экземпляров.
4.Пехов А.П. Биология с основами экологии : учебник для студентов вузов / А.П. Пехов. Изд. 2-е, испр. и доп. - СПб [и др.] : Лань, 2004. - 687с. 12 экз.
5.Саковская В.Г. «Задачник по генетике» , Изд-во Колос, Москва, 2008.-208с.50экз.
Методическая литература
6. Осипова Л. А. ,Щербакова Е.Н.
Моногибридное скрещивание. Методические указания - Астрахань: Издательство АГТУ,
2007.-15с. 50экз.
7. Осипова Л. А. ,Щербакова Е.Н.
Биометрические методы анализа качественных и количественных признаков.
Методические указания - Астрахань: Издательство АГТУ, 2008.- 60с. 50экз.
8. Осипова Л. А. ,Щербакова Е.Н.
Задачи по генетике. Моногибридное и дигибридное скрещивания. Методические указания
- Астрахань: Издательство АГТУ, 2010.- 23с. 50экз.
Дополнительная литература
9.Алексеев В.П. Становление человечества. М., 1984.
10.Бернал Дж. Возникновение жизни. М., 1969.
11.Вернадский В.И. Биосфера. М., 1967.
12.Галл Я.М. Становление эволюционной теории Ч. Дарвина. СПб., 1993.
13.Георгиевский А.Б. Эволюция адаптации: Историко-методологическое исследование.
Л., 1989.
14.Георгиевский А.Б. Дарвинизм. М., 1978.
19
15.Грант В. Эволюционный процесс: Критический обзор эволюционной теории. М., 1991.
16.Б.Гуттман Генетика; [пер. с англ. О.Перфильева]. - М.: ФАИР-ПРЕСС,2004. - 448с.:ил. (Наука & Жизнь). 3 экз.
17.Дарвин Ч. Происхождение видов путем естественного отбора. СПб., 1991.
18.А.А. Жученко.Генетика: учеб. пособие для вузов/ - М. :КолосС,2004. - 480с.:ил. (Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений). - 1 экз.
19.Завадский К.М. Развитие эволюционной теории после Ч. Дарвина. Л., 1973.
20. Заяц Р.Г.Общая и медицинская генетика: лекции и задачи/ - [2-е изд.]. - Ростов-н/Д.:
Феникс,2002. - 320c.:ил. - (Длястудентов вузов: Учебники, учебные пособия). - 5 экз.
21.Иорданский Н.Н. Макроэволюция. Системная теория. М., 1994.
22.Иорданский Н.Н. Эволюция жизни. М., 2002.
23.История биологии с древнейших времен до начала XX века / Под ред. Л.Я. Бляхера. М.,
1975.
24.Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции., М.: «Высшая школа»., 1989. ,
593с. 25 экз.
25.Котов М.М. Генетика и селекция:учебник для вузов.Ч.1/ М.М. Котов. - ЙошкарОла:Изд-во МарГТУ,1997. - 286с. 3 экз.
26.Медников Б.М. Аксиомы биологии. М., 1982.
27.Рогинский Я.Я. Проблемы антропогенеза. М., 1977.
28.Стоун И. Происхождение. М., 1983.
29.Тимофеев-Ресовский М.В., Яблоков Л.П., Воронцов Н.Н. Краткий очерк теории
эволюции. М, 1977.
30.Хедрик Ф. Генетика популяций / Ф. Хедрик; пер. с англ. А.А. Лушниковой,
Н.В.Петровой. - М.:Техносфера,2003. - 588с.: ил. – (Мир биологии). 3экз.
31.Шевченко В.А. Генетика человека: учебник для студентов вузов/ В.А. Шевченко, Н.А.
Топорнина, Н.С. Стволинская. - 2-е изд., испр. и доп. - М.:ВЛАДОС,2004. - 239с. (Учебник для вузов). - 9 экз.
32. М. Шварц С.С. Экологические закономерности эволюции М., 1980.
33.Шмальгаузен И.И. Организм как целое в индивидуальном и историческом развитии.
М., 1982.
34.Шмальгаузен И.И. Проблемы дарвинизма. Л., 1969.
35.Яблоков А.В., Юсуфов А.Г. Эволюционное учение. М., 1998.
36.Бакай А.В. Генетика / А.В. Бакай, И.И. Кочиш, Г.Г. Скрипниченко. М., 2006,
2007. – 448 с.
37.Кирпичников В.С. Генетика и селекция рыб. Л.: Наука, 1987. – 519 с.
38.Катасонов В.Я., Селекция рыб с основами генетики / В.Я. Катасонов Б.И.Гомельский. М.: Агропромиздат, 1991. – 205 с.
39.Богерук А.К. Каталог пород, кроссов и одомашненных форм рыб России и СНГ. Серия:
Породы и одомашненные формы рыб / А.К. Богерук, Н.Ю. Евтихеева, Ю.И. Илясов. – М.,
2001. – 206 с.
Программное обеспечение и Интернет-ресурсы:
Интернет-ресурсы
http://www.twirpx.com – общая биология
httt://www.med-edu.ru - видеоматериалы
httt://quator.ru – основные положения молекулярной генетики
http://library.krasu.ru – генетика как наука
http://www.snezhnaya-chayka.ru – информационные материалы по генетике и эволюции.
8 Материально-техническое обеспечение дисциплины
Занятия проходят в 4.327 ,плакаты, учебное пособие, методические указания.
20