Динамика генофондов популяций растений и животных

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
«УТВЕРЖДАЮ»:
Проректор по учебной работе
_______________________ /Волосникова Л.М./
__________ _____________ 2011г.
ДИНАМИКА ГЕНОФОНДОВ ПОПУЛЯЦИЙ РАСТЕНИЙ И ЖИВОТНЫХ
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов направления 020400.68 – Биология, очной формы
обучения.
Магистерская программа: «Экологическая генетика»
«ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»:
Автор работы _____________________________/Шаповалов С.И./
«______»___________2011г.
Рассмотрено на заседании кафедры экологии и генетики «25» 04 2011 г. № протокола 12
Соответствует требованиям к содержанию, структуре и оформлению.
«РЕКОМЕНДОВАНО К ЭЛЕКТРОННОМУ ИЗДАНИЮ»:
Объем ___9_____стр.
Зав. кафедрой ______________________________/Пак И.В./
«______»___________ 2011 г.
Рассмотрено на заседании УМК биологического факультета «28» 03 2011 г. № протокола 3
Соответствует ФГОС ВПО и учебному плану образовательной программы.
«СОГЛАСОВАНО»:
Председатель УМК ________________________/Мелентьева А.А./
«______»_____________2011г.
«СОГЛАСОВАНО»:
Зав. методическим отделом УМУ_____________/Федорова С.А./
«______»_____________2011 г.
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Биологический факультет
Кафедра экологии и генетики
Шаповалов С.И.
ДИНАМИКА ГЕНОФОНДОВ ПОПУЛЯЦИЙ РАСТЕНИЙ И ЖИВОТНЫХ
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов направления 020400.68 – Биология, очной формы обучения.
Магистерская программа: «Экологическая генетика»
Тюменский государственный университет
2011
Шаповалов С.И. Динамика генофондов популяций растений и
животных. Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для
студентов направления 020400.68 – Биология, очной формы обучения.
Магистерская программа: «Экологическая генетика». Тюмень, 2011, 9 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:
Динамика генофондов популяций растений и животных [электронный
ресурс] / Режим доступа: http://www.umk3.utmn.ru., свободный.
Рекомендовано к изданию кафедрой экологии и генетики. Утверждено
проректором по учебной работе Тюменского государственного университета.
ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР:
заведующая кафедрой экологии и генетики
Тюменского государственного университета,
д.б.н. Пак И.В.
© Тюменский государственный университет, 2011.
© Шаповалов С.И., 2011
1. Пояснительная записка.
1.1. Цели и задачи дисциплины.
Целью дисциплины «Динамика генофондов популяций растений и животных»
является получение базовых знаний об эволюционных процессах животных и растений, о
научных и прикладных аспектах использовании эволюционной теории. В процессе
изучения дисциплины магистры решают следующие задачи: в систематизированной
форме получают знания о генетической структуре популяций животных и растений,
исследуют общие принципы микроэволюции, познают особенности изменения генофонда
в процессе хозяйственность деятельности человека, выясняют общие закономерности
эволюции человека.
Учебно-методический комплекс «Динамика генофондов популяций животных и
растений» соответствует требованиям федерального государственного образовательного
стандарта высшего профессионального образования.
1.2. Место дисциплины в структуре ООП.
Дисциплина «Динамика генофондов популяций растений и животных» относится к
циклу М2. Математический и естественнонаучный цикл: дисциплины по выбору. Она
логически и содержательно-методически взаимосвязана с дисциплинами Б.1.
Гуманитарного, социального и экономического цикла: базовой частью и Б.3.
Профессионального цикла: базовой (общепрофессиональной) частью: экономикой;
биологией размножения и развития; ботаникой; зоологией; микробиологией, физиологией
человека и животных,. Для успешного освоения дисциплины необходимы базовые знания
по ботанике, зоологии, генетике, теории эволюции; умение использовать современные
образовательные и информационные технологии.
Для успешного освоения данной дисциплины необходимо предшествующее
изучение следующих модулей: ботаники, зоологии, генетики, теории эволюции.
1.3. Требования к результатам освоения дисциплины.
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих
компетенций:
- понимает и глубоко осмысливает философские концепции естествознания, место
естественных наук в выработке научного мировоззрения (ПК-7);
- профессионально оформляет, представляет и докладывает результаты научноисследовательских и производственно-технологических работ по утвержденным формам
(ПК-9).
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
 Знать: особенности популяционной структуры различных групп организмов,
влияние на популяцию отдельных эволюционных факторов, структуру популяций, ее
динамические показатели, организацию популяций, управление генофондом популяции.
 Уметь: демонстрировать базовые представления по организации популяций,
применять их на практике, обсуждать полученные результаты
 Владеть: навыками к преподаванию дисциплины «Динамика генофондов
популяций животных и растений», ведению дискуссии по вопросам популяционной
структуры различных групп организмов, структуре популяций.
2. Структура и трудоемкость дисциплины
Семестр 2. Форма промежуточной аттестации зачет.
дисциплины составляет 1 зачетная единица, 36 часов.
Общая трудоемкость
3. Тематический план
5.
Генетическая дифференциация популяций
6.
7.
8.
Генетический анализ субпопуляционных систем
9.
Вид видообразование
2.
3.
Полиморфизм белковых систем
Естественный отбор
1
1
2
3
2
1
2
3
3-4
2
2
4
5
1
2
3
6-7
1
2
4
8
9-10
2
2
2
2
3
4
11-12
1
1
3
13
1
2
3
14
2
2
3
15
1
2
3
15
15
6
21
36
Из них в интерактивной
форме
Самостоятельная
работа
4.
Понятие популяции, ее экологические и генетические
признаки. Генофонд. Понятие мобилизационного
резерва изменчивости.
Полиморфизм популяции Понятие идеальной
популяции. Закон Харди-Вейнберга
Мутационный процесс как фактор эволюции.
Классификация и частота мутаций. Рекомбинация
генов
Поток генов, дрейф генов.
1.
Виды учебной
работы и
самостоятельная
работа, в час.
Семинарские
(практические)
занятия
Тема
недели семестра
№
Итого часов по теме
Таблица 1.
Устный опрос:
ответ на семинаре
2
Устный опрос:
ответ на семинаре
Устный опрос:
ответ на семинаре
2
Устный опрос:
ответ на семинаре
Устный опрос:
ответ на семинаре
Реферат
Реферат
Устный опрос:
ответ на семинаре
Устный опрос:
ответ на семинаре
Реферат
10. Изменение генофонда животных и растений в процессе
хозяйственной деятельности человека Химическое
загрязнение окружающей среды
11. Генетический мониторинг природных популяций, его
цели и методы
Итого (часов, баллов):
Из них в интерактивной форме
Формы контроля
2
Реферат
6
6
Зачет
Таблица 2.
Планирование самостоятельной работы студентов
№
Модули и темы
1.
Понятие популяции, ее экологические и
генетические признаки. Генофонд.
Понятие мобилизационного резерва
изменчивости.
Полиморфизм популяции Понятие
идеальной популяции. Закон ХардиВейнберга
Мутационный процесс как фактор
эволюции. Классификация и частота
мутаций. Рекомбинация генов
Поток генов, дрейф генов
2.
3.
4.
7.
Генетическая дифференциация
популяций
Генетический анализ субпопуляционных
систем
Полиморфизм белковых систем
8.
Естественный отбор
9.
Вид видообразование
10.
Изменение генофонда животных и
растений в процессе хозяйственной
деятельности человека Химическое
загрязнение окружающей среды
Генетический мониторинг природных
популяций, его цели и методы
ИТОГО:
5.
6.
11.
Виды СРС
обязательные
Изучение отдельных тем
(ответы на семинарах).
Неделя
семестра
Объем часов
1
2
Изучение отдельных тем
(ответы на семинарах).
2
2
Изучение отдельных тем
(ответы на семинарах).
3-4
2
5
2
6-7
2
8
2
9-10
2
11-12
1
13
2
14
2
15
2
15
21
Изучение отдельных тем
(ответы на семинарах).
Изучение отдельных тем
(ответы на семинарах).
Выполнение индивидуальных
заданий (рефератов).
Выполнение индивидуальных
заданий (рефератов)
Изучение отдельных тем
(ответы на семинарах).
Изучение отдельных тем
(ответы на семинарах).
Выполнение индивидуальных
заданий (рефератов).
Выполнение индивидуальных
заданий (рефератов).
4. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми
(последующими) дисциплинами
№
п/п
1.
2.
3.
Наименование
обеспечиваемых
(последующих)
дисциплин
Генетический
полиморфизм белков и
ДНК (магистратура)
Механизмы
модификационной
изменчивости
Динамика генофондов
популяций человека
Темы
дисциплины
необходимые
для
обеспечиваемых (последующих) дисциплин
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
+
+
+
+
+
+
изучения
10.
11.
+
+
+
+
5. Содержание дисциплины
1. Понятие популяции, ее экологические и генетические признаки. Генофонд.
Понятие мобилизационного резерва изменчивости.
Понятие популяции, экологические и генетические признаки. Определение
генофонда. Мобилизационный резерв изменчивости, его размеры.
2. Полиморфизм популяции Понятие идеальной популяции. Закон ХардиВайнберга.
Полиморфные и мономорфные популяции. Типы полиморфизма. Значение
полиморфизма в поддержании адаптированного состояния популяции. Понятие
равновесной популяции. Закон Харди-Вайнберга.
3. Мутационный процесс как фактор эволюции. Классификация и частота мутаций.
Рекомбинация генов.
Определение мутации. Классификация мутаций, их частота. Рекомбинация генов.
Мутации как материал для эволюции.
4. Поток генов, дрейф генов.
Расселение организмов. Изменение генофонда популяции-реципиента в результате
вселения пришлых особей.
5. Генетическая дифференциация популяций.
Генетическая дифференциация популяций. Субпопуляционные группировки особей.
Роль хоминга (гнездового консерватизма) в обособлении внутрипопуляционных
группировок особей.
6. Генетический анализ субпопуляционных систем.
Генетическая динамика субпопуляционной системы с меняющимися параметрами
структуры и отбора. Динамика популяционной системы при взаимодействии дрейфа и
потока генов.
7. Полиморфизм белковых систем.
Метод оценки белкового полиморфизма. Значение белкового полиморфизма.
Показатели полиморфности популяции и уровень гетерозиготности белковых локусов.
8. Естественный отбор.
Реальность естественного отбора. Коэффициент отбора. Уровни отбора.
Взаимодействие с другими эволюционными факторами.
9. Вид видообразование.
Вид и его структура. Критерии вида. Основные типы видообразования.
10. Изменение генофонда животных и растений в процессе хозяйственной
деятельности человека.
Изменение генофонда вредных животных и растений. Перестройка генофонда
домашних животных и культурных растений. Влияние промысла и акклиматизации на
генофонд популяций.
11. Генетический мониторинг природных популяций, его цели и методы
6. Планы семинарских занятий
1. Понятие популяции, ее экологические и генетические признаки. Генофонд.
Понятие мобилизационного резерва изменчивости.
Вопросы:
1. Основные признаки популяции.
2. Методы выделения популяции.
3. Динамические показатели популяции.
2. Полиморфизм популяции. Понятие идеальной популяции. Закон Харди-Вайнберга.
Вопросы:
1. Типы полиморфизма.
2. Понятие равновесной популяции.
3. Закон Харди-Вайнберга.
3. Мутационный процесс как фактор эволюции. Классификация и частота мутаций.
Рекомбинация генов.
Вопросы:
1. Классификация мутаций, их частота.
2. Рекомбинация генов.
3. Мутации как материал для эволюции.
4. Поток генов, дрейф генов.
Вопросы:
1. Расселение организмов.
2. Понятие генофонда.
3. Дрейф генов.
5. Генетическая дифференциация популяций.
Вопросы:
1. Роль хоминга в обособлении внутрипопуляционных группировок особей.
2. Генетическая дифференциация популяций.
6. Генетический анализ субпопуляционных систем.
Вопросы:
1. Генетическая динамика субпопуляционной системы с меняющимися параметрами
структуры и отбора.
2. Динамика популяционной системы при взаимодействии дрейфа и потока генов.
7. Полиморфизм белковых систем.
Вопросы:
1. Метод оценки белкового полиморфизма.
2. Значение белкового полиморфизма.
3. Показатели полиморфности популяции.
4 Уровень гетерозиготности белковых локусов.
8. Естественный отбор.
Вопросы:
1. Реальность естественного отбора.
2. Коэффициент отбора.
9. Вид видообразование.
Вопросы:
1. Вид и его структура.
2. Критерии вида.
3. Основные типы видообразования.
10. Изменение генофонда животных и растений в процессе хозяйственной
деятельности человека.
Вопросы:
1. Изменение генофонда животных и растений.
2. Перестройка генофонда домашних животных и культурных растений.
3. Влияние промысла и акклиматизации на генофонд популяций.
11. Генетический мониторинг природных популяций, его цели и методы.
Вопросы:
1. Особенности генетического мониторинга.
2. Методы генетического мониторинга природных популяций.
7. Учебно - методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной
аттестации по итогам освоения дисциплины.
6. Генетический анализ субпопуляционых систем.
Темы рефератов:
1. Субпопуляционные группировки особей.
2. Динамика субпопуляционных систем при взаимодействии различных
эволюционных факторов.
3. Роль хоминга и гнездового консерватизма в формировании субпопуляционных
единиц.
7. Полиморфизм белковых систем.
Темы рефератов:
1. Методы изучения белкового полиморфизма.
2. Значение белкового полиморфизма в поддержании адаптированности популяции.
3. Показатели уровня белкового полиморфизма.
10. Изменение генофонда животных и растений в процессе хозяйственной
деятельности человека. Химическое загрязнение окружающей среды.
Темы рефератов:
1. Доказательства реальности естественного отбора.
2. Уровни отбора.
3. Отбор к действию антропических факторов среды.
11. Генетический мониторинг природных популяций, его цели и методы.
Темы рефератов:
1. Цели и методы генетического мониторинга.
2. Генетический мониторинг растений.
3. Генетический мониторинг животных.
8. Образовательные технологии:
По всем темам дисциплины использование мультимедийных средств обучения
(презентации). Использование проблемных и исследовательских методов при написании
рефератов. Проведение занятий в интерактивной форме по теме 3: конференция «Мутации
как материал для эволюции», теме 6: проведение групповой дискуссии «Устойчивость
подразделенной популяции» и теме 10: ролевая игра «Изменение генофонда в процессе
хозяйственной деятельности человека.
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля)
по всем темам тематического планирования.
9.1.Основная литература:
1. Алтухов Ю. П. Генетические процессы в популяциях. М.: Изд-во Академкнига,
2003. 431 с.
2. Алтухов Ю.П. Динамика популяционных генофондов при антропогенных
воздействиях. М.: Наука, 2004. 619 с.
3. Грант В. Эволюционный процесс. М.: Мир, 1991. 451 с.
4. Кайданов Л. З. Генетика популяций. М.: Мир, 1996. 386 с.
5. Картавцев Ю. Ф. Молекулярная эволюция и популяционная генетика: учеб.
пособие для вузов. Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та, 2005. 233 с.
6. Пухальский В. А. Введение в генетику. М.: Из-во "КолосС", 2007. 223 с.
7. Хедрик Ф. Мир биологии. Генетика популяций. М.: Техносфера, 2003. 592 с
8. Шилов И. А. Экология. М.: Высшая школа, 2000. 512 с.
9.2. Дополнительная литература:
1. Смиряев А. В., Кильчевский А. В. Генетика популяций и количественных
признаков. М.: Из-во "КолосС", 2007. 272 с.
Столповский Ю.А., Захаров И.А. Генофонды отечественных пород – национальное
богатство России». М.: 2007, 48 с.
2. Тимофеев-Ресовский Н. В., Яблоков А. В., Глотов Н. В. Очерк учения популяции.
М.: Высшая школа, 1973. 311 с.
3. Шеппард Ф. Естественный отбор и наследственность. М.: Просвещение, 1970. 450
с.
4. Яблоков А. В. Популяционная биология. М.: Мир, 1973. 367 с.
5. Яблоков А. В., Юсуфов А. Г. Эволюционное учение. М.: Изд-во Высш. шк., 2006.
310 с.
9.3. Интернет – ресурсы:
1. Официальный сайт издательства: «Наука» [электронный ресурс] / Режим доступа:
htth://www.naukaran.ru., свободный.
10. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины.
Дисциплина обеспечена компьютерными презентациями, составленными автором по
всем темам дисциплины. На факультете имеется для проведения занятий 3
мультимедийные аудитории, изданы методические указания для проведения семинарских
занятий по всем темам курса.
Дополнения и изменения к рабочей программе на 2014 / 2015 учебный год
В рабочую программу вносятся следующие изменения:
11. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля).
11.1 Основная литература:
1.Исаков, П.В. Сиговые рыбы в экосистеме Обской губы. Тюмень: ТюмГУ, 2010. – 184 с.
2. Разумов, В. А.Экология: учебное пособие для вузов / В. А. Разумов. – М.: Инфра-М,
2013. - 296 с. Гриф МО
11.2 Дополнительная литература:
1.Сметанин, А. Н. Охрана генофонда и проблемы сохранеия биологического разнообразия
[Электронный ресурс] / А. Н. Сметанин // Экологические, экономические и социальные
аспекты лесоустройства и лесозащиты : Тезисы докладов межрегиональной научнопроизводственной конференции. Выпуск 1. - Брянск, 2003. - 59-63 с. Режим доступа:
www.znanium.com/
2.Биоразнообразие и динамика экосистем: информационные технологии и моделирование
/ отв. ред. В. К. Шумный. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2006. - 648 с.
3.Сметанин, А. Н. Функциональная структура биологического разнообразия в экосистемах
Камчатки [Электронный ресурс] / А. Н. Сметанин // Соииоэкономические и экологические
проблемы устойчивого развития территорий с уникальными и экстремальными
природными условиями. Материалы международной конференции 22-25 мая 2001 г. Петропавловск- Камчатский, 2001. - 215-218. - ISBN 5-7968-0028-0- Режим доступа:
www.znanium.com/
Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры экологии и генетики
« 27 » января 2015 г, протокол № 11
Заведующий кафедрой
Пак И.В.