Генетика - Учебно-методические комплексы

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Филиал в г. Тобольске
УТВЕРЖДАЮ
Директор Филиала
_______________________ /Короткова Е.А./
__________ _____________ 201_г.
ГЕНЕТИКА
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов по направлению подготовки 44.03.05 Педагогическое образование( с двумя
профилями) Биология, химия
форма обучения очная
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Филиал в г. Тобольске
Кафедра биологии, экологии и МПЕ
А. М. Сивцова
ГЕНЕТИКА
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов по направлению подготовки 44.03.05 Педагогическое образование
профиль Биология, химия
форма обучения очная
Тобольск
2014
Сивцова Алла Марсовна. Генетика . Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов по направлению подготовки 44.03.05 Педагогическое образование, профиль
«Биология, химия», форма обучения очная,
Тюмень: Издательство Тюменского
государственного университета, 2014, 21 стр.
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВО с учетом
рекомендаций и ПрОП ВО по направлению и профилю подготовки.
Рабочая программа дисциплины (модуля) опубликована на сайте ТюмГУ: Генетика
[электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.umk3plus.utmn.ru, раздел
«Образовательная деятельность», свободный.
Рекомендовано к изданию кафедрой биологии, экологии и МПЕ. Утверждено
директором Филиала ТюмГУ в г. Тобольске.
ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: Таратынов Д.В., и.о.заведующий кафедрой биологии,
экологии и МПЕ
© Филиал ТюмГУ в г. Тобольске, 2014.
© Сивцова А.М., 2014.
Пояснительная записка
Дисциплина «Генетика » в соответствии с ФГОС ВО по направлению подготовки
050100.62 Педагогическое образование, профиль «Биология, химия»
является
обязательной дисциплиной базовой части цикла Б1 ООП подготовки бакалавра. Ее
основное назначение - содействовать формированию систематизированных знаний в
области генетики, способствовать дальнейшему развитию личности
1.1.
Цели и задачи дисциплины (модуля)
Цель: формирование знаний о закономерностях наследственности и изменчивости
живых организмов на организменном клеточном, хромосомном, молекулярном
популяционном уровнях
организации и использование их в разных областях
практической деятельности человека: селекции, медицине, клеточной и геномной
инженерии, биотехнологии.
Задачи курса: изучить особенностях строения хромосом, генетической роли
процессов митоза, мейоза, гаметогенеза, изменчивости и ее механизмах; знакомятся с
законами независимого и сцепленного наследования признаков, особенностями
взаимодействия генов; приобретают знания о структуре носителей генетической
информации, а также механизмах протекания основных генетических процессов на
молекулярном уровне.
Учебно-методический комплекс «Генетика» соответствует требованиям
федерального государственного образовательного стандарта высшего образования.
1.2. Место дисциплины в структуре образовательной программы
Дисциплина «Генетика»
в соответствии с ФГОС
ВО по направлению
подготовки 050100.62 Педагогическое образование является обязательной дисциплиной
базовой части цикла Б1 ООП подготовки бакалавра.
Она логически и содержательно-методически взаимосвязана с другими
дисциплинами: базовой (общепрофессиональной) и вариативной частями:
основы
биотехнология,
методика обучения биологии. Для успешного освоения дисциплины
необходимы базовые знания по дисциплинам:
биохимия с основами биорегуляции,
физиология животных и высшей нервной деятельности, цитология и гистология.
Таблица 1.
Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми
(последующими) дисциплинами
№
Наименование
Темы
дисциплины
необходимые
для
изучения
п/п
обеспечиваемых
обеспечиваемых (последующих) дисциплин
(последующих)
1.1
1.2
2.1
2.2
3.1
3.2
3.3
дисциплин
1. Методика обучения
+
+
+
+
+
биологии
2. Методика решения
+
+
+
+
+
задач по биологии
3. Основы
+
+
+
+
биотехнологии
4. Молекулярная
+
+
+
биология
1.3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения данной
образовательной программы.
В результате освоения ОП выпускник должен обладать следующими
компетенциями:
общепрофессиональные:
1.
ОК-4 способностью использовать знания о современной естественнонаучной картине
мира в образовательной и профессиональной деятельности, применять методы
математической обработки информации, теоретического и экспериментального
исследования;
профессиональные:
ПК-1 способностью разрабатывать и реализовывать учебные программы базовых и
элективных курсов в различных образовательных учреждениях.
1.4. Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине (модулю)
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
Знать:
основные закономерности наследственности и изменчивости на разных
уровнях организации живого и современные достижения генетики, селекции,
генной
инженерии; формы и методы использования знаний в образовательной и
профессиональной деятельности; учебные программы базовых и элективных курсов,
содержание и принципы построения школьных программ и учебников по биологии,
систему биологического образования современной средней школы и место генетики в ней.
Уметь: применять знания о закономерностях наследственности и изменчивости на
разных уровнях организации живого и современные достижения генетики, селекции,
геномики, протеомики в процессе решения задач образовательной и профессиональной
деятельности, применять методы математической обработки экспериментального
исследования; реализовывать учебные программы базовых и элективных курсов по
генетике, определять учебно-воспитательные задачи изучаемого материала.
Владеть:
навыками
приобретения, использования и обновления
представлений об основных закономерностях и современных достижениях генетики и
селекции;
способами ориентации в профессиональных источниках информации;
методами математической обработки экспериментального исследования; навыками
реализации современных учебных программ базовых и элективных курсов.
2. Структура и трудоемкость дисциплины.
Семестр 8,9. Форма промежуточной аттестации зачет, экзамен. Общая
трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 академических часа, из них
77 часа, выделенных на контактную работу с преподавателем, 103 часов, выделенных на
самостоятельную работу.
2. Тематический план
1
Семестр 8
2
5
6
7
Итого количество
Баллов
интерактивной
в
из них
форме
4
Самостоятельная
работа*
3
Лабораторные
занятия
Виды
учебной
работы
и
самостоятельная
работа, в час.
Лекции*
Тема
Недели семестра
№
Итого часов по теме
Таблица 2
8
1.1
1.2
Модуль 1
Предмет и задачи генетики
Закономерности
признаков
и
наследственности
Всего по модулю 1
1-2
2
2
6
10
2
наследования 3-6
принципы
4
4
6
14
2
6
6
6
12
24
4
7-8
2
2
6
10
4
9-12
4
4
6
14
2
6
6
6
12
24
6
2
2
6
10
2
4
6
18
10
6
12
36
14
24
72
4
Модуль 2
2.1 Закономерности
наследования
признаков
и
принципы
наследственности
2.2 Хромосомная
теория
наследственности
Всего по модулю 2
Модуль 3
3.1 Хромосомная теория
наследственности
3.2 Изменчивость
Всего по модулю 3
Итого за семестр (часов, баллов):
Из них в интерактивной форме
часов
Семестр 9
Модуль 1
1.1 Основы популяционной генетики
1.2
2.1
2.2
3.1
3.2
Структурная
нуклеиновых кислот
Всего по модулю 1
13-14
15-18 4
6
6
18 18
6
16
2
4
12
18
2
организация 3-4
2
4
12
18
2
4
8
24
36
4
2
4
12
18
4
2
4
12
18
2
4
8
24
36
6
2
4
12
18
2
2
4
12
6
4
8
24
10
12
24
72
18
4
36
108
16
Модуль 2
Стабильность генетической
5-6
информации. Репликация.
Репарация.
Реализация генетической
7-8
информации. Транскрипция и
процессинг РНК.
Всего по модулю 2
4
Модуль 3
Реализация генетической
9-10
информации. Биосинтез белка
Генетические основы селекции
11-12
Всего по модулю 3
4
Итого за семестр (часов, баллов):
12
Из них в интерактивной форме
часов
0-30
0-40
0-100
1-2
4
0-30
0-30
0-30
0-40
0-100
5. Содержание дисциплины.
Модуль 1
1.1. Предмет и задачи генетики
Предмет генетики. Основные понятия. Наследственность и изменчивость как
универсальные свойства живых организмов. Основные разделы и методы генетики.
Популяционная генетика. Классическая (меделевская) генетика. Цитогенетика.
Молекулярная генетика. Практические приложения генетики. Психогенетика. Генетика
развития. Филогенетика. Селекция. Археогенетика. Экологическая генетика. Частная
генетика. Иммуногенетика. Медицинская генетика. Геномика. Генетическая инженерия.
Значение генетики для медицины и сельского хозяйства. Основные теоретические
проблемы и задачи генетики.
1.2Закономерности наследования признаков и принципы наследственности
Наследование признаков при моно-, ди- и полигибридных скрещиваниях.
Гибридологический анализ. Опыты Г. Менделя по моно-, ди- и полигибридным
скрещиваниям. Три закона
Менделя. Наследование при взаимодействии генов,
нехромосомное наследование.
Модуль 2
2.1. Закономерности наследования признаков и принципы наследственности
Определение аллельных и неаллельных генов. Понятие аллеля. Полное и неполное
доминирование.
Кодоминирование.
Сверхдоминирование.
Межаллельная
комплементация. Молекулярные механизмы взаимодействия аллелей. Множественный
аллелизм. Типы взаимодействия неаллельных генов. Комлементарность. Доминантный и
рецессивный эпистаз. Кумулятивная и некумулятивная полимерия.
2.2Хромосомная теория наследственности
Опыты Томаса Моргана с мушкой дрозофилой. Различия в реципрокных
скрещиваниях. Крисс-кросс наследование. Половые хромосомы и аутосомы.
Гомогаметный и гетерогаметный пол. Типы хромосомного определения пола.
Гинандроморфизм. Структурные особенности и эволюция Y-хромосомы. Доминантное и
рецессивное Х-сцепленное наследование. Голандрическое наследование. Зависимые от
пола признаки. Ограниченные полом признаки. Дозовая компенсация.
Модуль 3
3.1. Хромосомная теория наследственности
Сцепленное аутосомное наследование. Полное и неполное сцепление. Группы
сцепления. Цис- и транс-фаза. Частота кроссинговера. Генетические дистанции.
Хромосомная теория наследственности. Генетические карты сцепления. Некоторые
современные методы построения генетических карт.
3.2. Изменчивость
Основные
типы
изменчивости:
онтогенетическая,
модификационная,
генотипическая (комбинативная и мутационная) изменчивость. Факторы (источники)
комбинативной изменчивости. Значение комбинативной изменчивости в селекции и
эволюции. Модификационная изменчивость. Норма реакции. Нормальное распределение.
Механизмы и типы модификаций: адаптивные модификации, морфозы, фенокопии,
фенотипическая супрессия. Методы изучения модификационной изменчивости.
Мутационная теория Гуго Де Фриза. Основные принципы классификации мутаций.
Генные мутации: транцизии, трансверсии, вставки, делеции. Миссенс-мутации. Нонсенсмутации. Сдвиг рамки считывания. Хромосомные мутации: внутрихромосомные,
межхромосомные. Делеции, дупликации, инверсии, транслокации. Изохромосомы,
дицентрические и кольцевые хромосомы. Робертсоновские транслокации. Особенности
конъюгации и расхождения хромосом при наличии мутаций. Классификация геномных
мутаций.
Модуль 1
1.1 Основы популяционной генетики
Популяция как единица эволюционного процесса. Генофонд. Частоты генов,
генотипов и фенотипов. Закон Харди-Вайнберга. Факторы динамики популяции.
Естественный отбор, его типы. Приспособленность. Мутационный процесс, дрейф генов,
поток генов. Панмиктическая популяция. Равновесная популяция. Генетическая
гетерогенность популяций: полиморфизм и средняя гетерозиготность.
1.2 Структурная организация нуклеиновых кислот
Открытие нуклеиновых кислот. Типы нуклеиновых кислот. Локализация
нуклеиновых кислот в клетках. Химический состав нуклеиновых кислот. Структура
пентоз, входящих в состав нуклеиновых кислот (рибозы и дезоксирибозы). Цикло-цепная
таутомерия и конформационные возможности пентоз. Химическое строение азотистых
оснований. Кето-енольная и амино-иминная таутомерия. Минорные основания в ДНК и
РНК. Строение и номенклатура нуклеозидов и нуклеотидов. Нуклеотидный состав ДНК.
Правила
Чаргаффа.
Первичная
структура
нуклеиновых
кислот.
Природа
межнуклеотидной связи. Вторичная структура ДНК. Принцип комплементарности и его
биологическое значение. Факторы, обеспечивающие стабильность вторичной структуры
ДНК. Водородные связи. Пары оснований. Стэкинг-взаимодействия. Формы ДНК. Их
сходства и различия. Параметры спиралей. А-форма РНК. Вторичная структура РНК.
Шпильки. Неканонические пары оснований. Принципы формирования третичной
структуры РНК. Триплеты и квартеты оснований. Участие рибозы в образовании
водородных связей. Пространственная структура тРНК.
Модуль 2
2.1Стабильность генетической информации. Репликация. Репарация
Молекулярные механизмы репликации ДНК у прокариот. Общее уравнение синтеза ДНК.
Полуконсервативный способ репликации. Понятие репликона, ориджина репликации.
Репликативная "вилка". Белки, участвующие в репликации ДНК. Современные модели
репликации. Особенности репликации ДНК у эукариот. Механизм инициации
репликации. Теломераза. Механизмы репарации ДНК
2.2 Реализация генетической информации. Транскрипция и процессинг РНК
Транскрипция и биосинтез РНК у прокариот. Структура и функции бактериальной
РНК-полимеразы. Стадии транскрипции. Инициация транскрипции у бактерий. Структура
промоторов. Механизмы узнавания промотора РНК-полимеразой. Элонгация
транскрипции, факторы элонгации. Терминация транскрипции, ее типы. Регуляция
экспрессии генов на уровне транскрипции. Схема оперона по Жакобу и Моно. Индукция и
репрессия синтеза ферментов на примере лактозного оперона . Механизмы транскрипции
эукариотических генов. Типы ДНК-зависимых РНК-полимераз, их функции. Строение
РНК-полимеразы II. Факторы транскрипции. Инициация транскрипции: сборка
инициаторного комплекса. Регуляторные зоны эукариотических генов. Проксимальные и
дистальные регуляторные элементы. Энхансеры, сайленсеры. Механизмы РНКпроцессинга. Экзоны и интроны. Гипотезы происхождения интронов. Сплайсинг.
Механизмы сплайсинга. Группы интронов.
Модуль 3
3.1Реализация генетической информации.Биосинтез белка. Уравнение
суммарной химической реакции биосинтеза белка. Энергетическое обеспечение процесса
трансляции. Компоненты аппарата трансляции. Полярность трансляции. Адапторная
гипотеза Крика. Гипотеза качающихся оснований. Аминоацил-тРНК-синтетазы.
Активация аминокислот. Акцептирование аминокислотных остатков на тРНК.
Генетический код. Рамка считывания. Экспериментальной расшифровка состава кодонов
при использовании искусственных матричных полирибонуклеотидов. Понятие о
неперекрываемости кодонов, вырожденности и универсальности генетического кода.
Прокариотические и эукариотические рибосомы. Состав рибосомных субъединиц.
Рибосомные РНК и белки. Функциональные центры рибосомы и их локализация.
Инициация трансляции у прокариот: инициирующие кодоны, инициаторная тРНК,
факторы инициации. Последовательность событий в процессе инициации. Особенности
процесса инициации у эукариот. Элонгация у прокариот. Факторы элонгации.
Последовательность событий в процессе элонгации: поступление аминоацил-тРНК в
рибосому, транспептидация, транслокация. Особенности элонгации у эукариот.
Терминация трансляции. Кодоны терминации. Факторы терминации. Последовательность
событий в процессе терминации.
3.2. Генетические основы селекции
Определение селекции как науки и технологии, характеристика генетических
методов селекции: источников изменчивости для отбора, систем скрещиваний растений и
животных. Значение изменчивости в селекции и эволюции.Методов отбора. Полиплоидия
и гетероплоидия. Автополиплоидия и аллополиплоидия. Мейоз и генетический анализ у
полиплоидов. Конъюгация и расхождение хромосом. Использование полиплоидов в
селекции. Стерильность и восстановление фертильности у полиплоидов. Капустноредечный гибрид. Природные аллополиплоиды. Гетероплоидия, ее механизмы.
6. Планы
практических (семинарских занятий). Учебным планом не
предусмотрены
7.Темы лабораторных работ (Лабораторный практикум).
Модуль1.
Тема 1. Наследование признаков при моногибридном скрещивании.
Цель. Изучить закономерности наследования одной пары противоположных признаков,
генов на примере схем опыта, динамических пособиях.
Тема 2.Решение задач, статистическая обработка материалов.
Цель:1. Изучить закономерности наследования признаков при решении более сложных
генетических задач при нарушениях количественных соотношении фенотипов и
генотипов у потомков.
Тема 3. Наследование признаков при ди- и полигибридных скрещиваниях.
Цель. Изучить закономерности наследования при ди- и полигибридных скрещиваниях
Тема 4. Наследование при взаимодействии неаллельных генов: комплементарность,
эпистаз, полимерия.
Цель. Изучить особенности наследования признаков у потомков нескольких поколений
при взаимодействии неаллельных генов.
Модуль 2.
Тема 1.Наследование признаков сцепленных с полом.
Цель. Изучить особенности наследования признаков гены которых располагаются в Х и
У– хромосомах, наследование крест - накрест.
Тема 2.Явление сцепления признаков, генов. Кроссинговер. Генетические карты.
Цель. Изучить особенности наследования сцепленных признаков без кроссинговера, с
одинарным и множественным кроссинговером. По проценту кроссинговера научиться
определять расстояния между сцепленными генами на хромосоме.
Тема 3. Мутации, классификации мутации, значение.
Цель. Изучить на микропрепаратах хромосомные и геномные мутации, механизмы и
причины их возникновения, последствия
Тема 4.Модификационная изменчивость
Цель.
Изучение модификационной изменчивости, методов ее изучения и ее
закономерностей
Модуль3.
Тема 1.Анализ структуры гена. Изучение молекулярных механизмов реализации
наследственной информации.
Цель. Изучить структуру гена нормального и мутантного, а также основные этапы
реализации наследственной информации: транскрипции, трансляции.
Тема 2. Генетика человека. Методы изучения.
Цель. Ознакомиться с человеком как объектом генетических исследований и основными
методами генетики человека:
Тема3. Генетика популяции, изучение генетической структуры популяции.
Цель. Изучение генетической структуры популяции с использованием формулы Харди –
Вайнберга.
Тема 4. Генетические основы селекции. Генетические методы селекции
Цель. Ознакомить студентов с системами скрещиваний при выведении сортов
растений, пород животных, методами получения гетерозиса, использование генных,
хромосомных, геномных мутаций генной и клеточной инженерий, форм отбора в
селекции.
8. Примерная тематика курсовых работ. Учебным планом не предусмотрены.
9. Учебно-методическое обеспечение и планирование самостоятельной работы
студентов.
Таблица 4
№
темы
Виды СРС
обязательные
Подготовка к лабораторнопрактическому занятию
Написание
реферата
и
подготовка к его защите
Составление
библиографического списка
1.2
Подготовка к лабораторнопрактическому занятию
Выполнение
индивидуальных
заданий
(глоссарий)
Подготовка к контрольной
работе
Всего по модулю 1:
1.1
Подготовка к лабораторнопрактическому занятию
Подготовка
презентации
Выполнение
индивидуальных
заданий
(глоссарий)
Подготовка презентации
2.2
Подготовка к лабораторнопрактическому занятию
Написание
реферата
и
подготовка к его защите
2.3
Подготовка к лабораторнопрактическому занятию
Подготовка к контрольной
работе
Всего по модулю 2:
2.1
3.1
3.2
Подготовка к лабораторнопрактическому занятию
Подготовка
презентации
Написание
реферата
и
подготовка к его защите
Подготовка к лабораторнопрактическому
занятию
дополнительные
Модуль 1
Чтение специальной
литературы
Неделя
семестра
Объем
часов
Кол-во
баллов
1
4
0-10
2-5
8
0-15
5
12
0-25
6-7
6
0-15
8-9
6
0-10
10
6
0-10
5
18
0-35
11
7
0-15
12-15
8
0-15
Изучение отдельных тем
Чтение специальной
литературы
Изучение отдельных тем
Модуль 2
Чтение специальной
литературы
Изучение отдельных тем
Чтение специальной
литературы
Изучение отдельных тем
Чтение специальной
литературы
Изучение отдельных тем
Модуль 3
Чтение специальной
литературы
Изучение отдельных тем
Чтение специальной
литературы
Выполнение
индивидуальных
заданий
(глоссарий)
3.3
Подготовка к лабораторнопрактическому занятию
Подготовка к итоговому
тестированию
Всего по модулю 3:
ИТОГО:
Изучение отдельных тем
Чтение специальной
литературы
16
8
0-10
6
23
53
0-40
0-100
Изучение отдельных тем
Примерный перечень тем рефератов:
1. История развития генетики
2. Положение генетики в СССР
3. Роль отечественных ученых (Дубинин,
Тимофеев-Ресовский, Вавилов,
Четвериков, и др.) в развитии генетики
4. Г. Мендель-основоположник генетики
5. Вклад ученого (Морган, Меллер, Бидл, Эвери, Уотсон, Криг и др.) в развитие
генетики» (по выбору)
6. Бесполое размножение. Особенности бесполого размножения прокариот и
эукариот. Клеточный цикл. Митоз как механизм бесполого размножения.
7. Половое размножение. Мейоз и его типы. Фазы мейоза. Генетическое значение
мейоза.
8. Гаметогенез: овогенез и сперматогенез у животных. Гаметогенез у растений.
9. Нерегулярные типы полового размножения, особенности наследования
10. Мутагенные факторы (физические, химические и др.)
11. Значение работ по искусственному вызыванию мутаций
12. Наследственные болезни
13. Проблемы канцерогенеза
14. Использование методов генной, генетической и клеточной инженерии в селекции
растений, животных и микроорганизмов
Примерная тематика презентаций
1. Химический состав и структура нуклеиновых кислот
2. Транскрипция и биосинтез РНК. Стадии транскрипции. Структура промоторов и
РНК-полимераз про- и эукариот.
3. Регуляция транскрипции. Лактозный оперон. Триптофановый оперон.
Проксимальные и дистальные регуляторные элементы у эукариот. Энхансеры,
сайленсеры.
4. Механизмы РНК-процессинга.
5. Сплайсинг. Механизмы сплайсинга. Альтернативный сплайсинг, его биологическое
значение.
6. Механизмы РНК-процессинга. Кэпирование и полиаденилирование РНК.
Механизмы РНК-редактирования.
7. Трансляция РНК. Компоненты аппарата трансляции. Адапторная гипотеза Крика.
Полярность трансляции.
8. Генетический код. Свойства кода. Рамка считывания. Аминоацил-тРНК-синтетазы.
Активация аминокислот. Акцептирование аминокислотных остатков на тРНК.
15. Прокариотические и эукариотические рибосомы. Состав рибосомных субъединиц.
Рибосомные РНК и белки. Функциональные центры рибосомы и их локализация.
16. Инициация, элонгация и терминация трансляции у про- и эукариот. Факторы и
механизмы инициации, элонгации, терминации.
10.Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации по итогам
освоения дисциплины (модуля).
10.1 Перечень компетенций с указанием этапов их формирования в процессе
освоения образовательной программы (выдержка из матрицы компетенций):
В процессе изучения дисциплины формируются следующие компетенции:
общепрофессиональные:
ОК-4 способностью использовать знания о современной естественнонаучной картине
мира в образовательной и профессиональной деятельности, применять методы
математической обработки информации, теоретического и экспериментального
исследования;
профессиональные:
ПК-1 способностью разрабатывать и реализовывать учебные программы базовых и
элективных курсов в различных образовательных учреждениях.
Циклы, дисциплины (модули)
учебного плана ОП
Б.1. Дисциплины (модули)
8,9 семестр
Генетика
Индекс компетенции
Профессиональные
компетенции
ОК -4
Виды
аттестации
Текущая (по
дисциплине)
Промежуточная (по
дисциплине)
+
Формы оценочных
средств
УО-1
ПР-1
ПР-2
УО-4
+
+
+
+
ПК - 1
Виды
аттестации
Текущая (по
дисциплине)
Промежуточная (по
дисциплине)
+
Формы оценочных
средств
УО-1
ПР-1
ПР-2
УО-4
+
+
+
+
10.2 Описание показателей и критериев оценивания компетенций на
различных этапах их формирования, описание шкал оценивания
Таблица 5
Карта критериев оценивания компетенций
Код
компетенции
Критерии в соответствии с уровнем освоения ОП
пороговый
(удовл.)
61-75 баллов
базовый (хор.)
76-90 баллов
повышенный
(отл.)
91-100 баллов
Виды занятий
(лекции,
семинарские,
практические,
лабораторные)
Оценочные
средства
(тесты,
творческие
работы,
проекты и др.)
ОК -4
Знает: имеет
общее
представление о
структурной
организации
геномов вирусов,
прокариот,
эукариот;
биохимические и
молекулярных
механизмах
репликации,
репарации,
транскрипции и
их регуляции
Знает: имеет
базовые
представление о
структурной
организации
геномов вирусов,
прокариот,
эукариот;
биохимические и
молекулярных
механизмах
репликации,
репарации,
транскрипции и
их регуляции
Умеет:
оперировать
основными
понятиями,
использовать
знания об
принципах
структурной и
функциональной
организации
биологических
объектов в
образовательной и
профессионально
й деятельности;
применять
методы
математической
обработки
информации,
экспериментально
го исследования
Умеет:
использовать
базовые знания об
основных
принципах
структурной и
функциональной
организации
биологических
объектов в
образовательной и
профессионально
й деятельности;
применять
методы
математической
обработки
информации,
теоретического и
экспериментально
го исследования
Знает: имеет
расширенное
представление о
представление о
структурной
организации
геномов вирусов,
прокариот,
эукариот;
биохимические и
молекулярных
механизмах
репликации,
репарации,
транскрипции и
их регуляции
Умеет:
использовать
знания об
основных
принципах
структурной и
функциональной
организации
биологических
объектов,
различать
особенности
строения и
функционирования
геномов вирусов,
прокариот и
эукариот в
образовательной и
профессиональной
деятельности;
профессионально
применять методы
математической
обработки
информации,
теоретического и
экспериментальног
о исследования
лекции,
практические
занятия
тесты,
контрольные
работы,
презентации.
рефераты
практические
занятия
лекции,
тесты,
контрольные
работы,
презентации
ПК- 1
Владеет:
вопросами
о
структурной
организации
геномов вирусов,
прокариот,
эукариот с целью
применения
полученных
знаний
в
образовательной и
профессиональной
деятельности;
навыками
математической
обработки
информации,
экспериментально
го исследования
Владеет:
вопросами
о
структурной
организации
геномов вирусов,
прокариот,
эукариот;
биохимических и
молекулярных
механизмах
репликации,
репарации,
транскрипции и их
регуляции
с
целью применения
полученных
знаний
в
образовательной и
профессиональной
деятельности;
навыками
математической
обработки
информации,
экспериментально
го исследования
Владеет: вопросами
о
структурной
организации
геномов
вирусов,
прокариот,
эукариот;
биохимических
и
молекулярных
механизмах
репликации,
репарации,
транскрипции,
трансляции
и
механизмы
их
регуляции у про- и
эукариот с целью
применения
полученных знаний
в образовательной и
профессиональной
деятельности;
навыками
математической
обработки
информации,
теоретического
и
экспериментального
исследования
практические
занятия,
лекции
тесты,
контрольные
работы,
презентации
Основные
учебные
программы
базовых курсов,
содержание
школьных
программ и
учебников по
биологии
Учебные
программы
базовых и
элективных
курсов,
содержание
школьных
программ и
учебников по
биологии,
систему
биологического
образования
современной
средней школы
Учебные
программы
базовых и
элективных
курсов,
содержание и
принципы
построения
школьных
программ и
учебников по
биологии, систему
биологического
образования
современной
средней школы и
место генетики в
ней
практические
занятия,
лекции
тесты,
контрольные
работы,
презентации
Реализовывать
основные
учебные
программы
базовых курсов,
содержание
школьных
программ и
учебников по
биологии
Навыками
реализации
учебных
программ
базовых курсов
Реализовывать
учебные
программы
базовых и
элективных
курсов,
содержание
школьных
программ и
учебников по
биологии,
систему
биологического
образования
современной
средней школы
Навыками
реализации
учебных
программ
базовых и
элективных
курсов
Реализовывать
учебные
программы
базовых и
элективных
курсов по
генетике,
определять
учебновоспитательные
задачи изучаемого
материала
практические
занятия,
лекции
тесты,
контрольные
работы,
презентации
Навыками
реализации
современных
учебных
программ
базовых
элективных
курсов
практические
занятия,
лекции
тесты,
контрольные
работы,
презентации
и
10.3 Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для оценки
знаний, умений, навыков и (или) опыта деятельности, характеризующей этапы
формирования компетенций в процессе освоения образовательной программы.
Учебно-методическое обеспечение выполнения обучающимися самостоятельных
заданий, лабораторно-практический практикум включает методические указания к
выполнению каждого задания.
Примеры контрольных вопросов, тестов для проведения текущего контроля и
промежуточной аттестации:
Тест
Степень сложности: I – простые задания,II – средней степени сложности III – сложные
задания.
1.1.Закономерности наследственности и изменчивости организмов изучает
наука……………
1.2. Годом рождения генетики является
1. - 1865
2. - 1900
3. – 1910
4. – 1930
1.3. Термины «ген», «генотип», «фенотип» были введены
1. - Г. Менделем
2. - В. Иоганнсеном
3. - Т. Морганом
4 – Н.И. Вавиловым
1.4. Основным методом общей генетики является
1. Генеалогический
2. Гибридологический
3. Цитогенетический
4. Популяционный.
1.5. Хромосомная теория была создана
1. Г. Менделем
2. У. Бэтсоном
3. Т. Морганом
4. Н.К. Кольцовым
1.6. Термин «мутация» был введен:
1.Г. де Фризом
2. Дж. Меллером
3. Г. Менделем
4. Г. А. Надсоном
2.7. Фрагмент одной цепи ДНК имеет состав ААТАГГГЦТЦЦААТГГАТГ….
Последовательность нуклеотидов в комплементарном ей участке ДНК
1. УУАУЦЦЦГАГГУУАЦЦУАЦ
2. ТТАТЦЦЦГАГГТТАЦЦТАЦ
3. УУАУЦЦЦГТГГАЦЦУАЦ
4. ТТУТЦЦЦГГУГГУЦЦТУЦ.
2.8. Кодирующие участки гена у высших эукариот называются
1. Экзонами
2. Интронами
3. Сайтами
4. Цистронами
1.9. Наука генетика изучает:
1. Клеточное строение организмов
2. Наследственность и изменчивость организмов
3. Процессы обмена веществ
4. Модификационную изменчивость
1.10. У особи с генотипом АаВв образуются гаметы
1. АВ, ав
2.Ав, аВ
3. АВ, Ав, аВ, ав
4. АА, АВ, ВВ, аа
2.11.При скрещивании дигетерозиготных АаВв растений томатов (гены, отвечающие за
каждый признак, находятся в разных парах аутосом) образуются фенотипы в
соотношении:
1.3:1
2. 9:3:3:1
3. 1:1:1:1
4. 13:3.
2.12. При скрещивании двух моногетерозигот доля гетерозигот составит
1. 0 %
2. 25 %
3. 50 %
4. 100 %
3.13. Тригетерозигота АаВвСс образует следующее количество гамет
(типы гамет обозначьте буквами)
1. четыре
2. восемь
3. две
4.шестнадцать
3.14. По современным представлениям ген - это
1. элементарная, далее делимая единица наследственности
2. единица мутации
3. единица рекомбинации
4. неделимая единица наследственности.
3.15. Генотип – это
1. совокупность генов, которую получает организм от родителей
2. совокупность генов популяции
3. множество генов, отвечающих за развитие одного признака
4. совокупность внешних и внутренних признаков организма.
3.16. Комбинационная изменчивость образуется в ходе процессов
1. мейоза, полового размножения, митоза
2. полового размножения, митоза, кроссинговера
3. бесполового размножения, кроссинговера
4. случайного расхождения хромосом в мейозе, кроссинговера и случайного
слияния гамет при оплодотворении
3.17. Если известна частота встречаемости рецессивного признака в популяции, то
при решении практических задач формуле Харди-Вайнберга, можно рассчитать:
1. частоту доминантного гена
2. частоту рецессивного гена
3. частоту гетерозигот
4. генетическую структуру популяции
2.18. Генная мутация – это
1. изменение вторичной структуры ДНК
2. изменение последовательности нуклеотидов в ДНК
3. нарушение структуры хромосомы
4. изменение генетической информации в гене
1.19. Гаметы, образующиеся в ходе мейоза у высших организмов генетически:
1. идентичны
2. разнообразны
3. стабильны
4. нежизнеспособны.
1.20. Признаки, гены которых располагаются в Х хромосоме,
1. наследуются по типу свободного комбинирования
2. наследуются по типу крест-накрест
3. наследуются по женской линии
4. свободно не комбинируют
Контрольная 1
1. Вариант
1. Напишите формулу
моногибридного скрещивания
и поясните
основные
закономерности, проявляющиеся в нем.
2. Особенности наследования признаков при эпистазе.
3. Типы взаимодействия аллельных генов.
4. Задача. Женщина с веснушками и волнистыми волосами, отец которой не имел
веснушек и имел прямые волосы, вышла замуж за мужчину с веснушками и прямыми
волосами (его оба родителя имели такие же признаки). Какие дети у них могут быть?
Наличие веснушек и волнистые волосы доминантные.
2.Вариант
1. Напишите формулу дигибридного скрещивания и поясните, в чем суть третьего
закона Г. Менделя.
2. Особенности наследования признаков при комплементарности.
3. Что такое гомозиготность и гетерозиготность?
4. Задача. Как изменяется расщепления по фенотипу в F 2 , если при дигибридном
скрещивании ААвв х ааВВ гамета АВ окажется нежизнеспособной ?
1. Вариант
1. Цитологические основы I и II законов Г. Менделя.
2. Закономерности наследования признаков при полимерии.
3. Биологическое значение мейоза.
4. Задача. У собак черный цвет доминирует над коричневым. Каков генотип черных и
коричневых животных? Какое потомство может появится от скрещивания черных и
коричневых собак, двух черных собак?
2. Вариант
1. Наследование признаков сцепленных с полом. Дайте схему наследования признаков
по типу крест – накрест и поясните ее.
2. Объясните в чем суть второго закона Г. Менделя.
3. Почему зрелые половые клетки одного организма несут разные комбинации генов?
4. Задача. У человека классическая гемофилия наследуется как сцепленный с Ххромосомой
рецессивный
признак. Альбинизм обусловлен аутосомным
рецессивным геном. У одной супружеской пары, нормальный по этим двум
признакам, родился сын с обеими аномалиями. Определить генотипы родителей и
потомков?
Контрольная работа 2
1.Вариант
1.
2.
3.
4.
Закон Харди – Вайнберга. Напишите формулу и поясните, что она отражает?
Что такое селекция? Какие генетические методы используются в селекции?
Охарактеризуйте этапы реализации наследственной информации.
Задача. Гладкая форма семян кукурузы доминирует над морщинистой, окрашенные
семена над неокрашенными. Оба признака сцеплены. При скрещивании кукурузы с
гладкими окрашенными семенами, с растением
имеющим
морщинистые
неокрашенные семена, получено потомство: окрашенных гладких – 4152 особей,
окрашенных морщинистых – 149, неокрашенных гладких – 152, неокрашенных
морщинистых – 4163. Определите расстояние между генами.
2.Вариант
1.
2.
3.
4.
Что такое генетический код? Свойства кода?
Классификация мутации.
Чем отличается наследование сцепленных генов от наследования несцепленных генов?
Задача. Петух гетерозиготен по сцепленной с полом рецессивной летали. Каково
соотношение полов в потомстве от скрещивания такого петуха с нормальными
курами?
3.Вариант
1.
2.
3.
4.
Полиплоидия. Механизмы ее возникновения и значение для селекции.
Что такое генетическая структура популяции и ее значение в эволюции?.
Дайте определение гена.
Задача. У человека катаракта и полидактилия вызываются аллелями двух генов,
расположенными в одной хромосоме. Одна женщина унаследовала катаракту от отца и
многопалость от матери. Ее муж нормален по этим признакам. Сравните вероятность
того, что их ребенок: а) будет страдать одновременно обеими аномалиями, б) будет
страдать одной из них, в) будет здоров. Как изменится ответ, если принять во
внимание явление кроссинговера?
4.Вариант
1. Сцепленное наследование генов. Объясните суть закона сцепленных генов Т. Моргана.
2. Классификация изменчивости.
3. Что такое популяция? Панмиксис и его значение.
4. Задача. В анализирующем скрещивании от дигетерозиготы (АаВв) получено потомков:
АВ- 243, Ав – 762, аВ –758, ав – 237. Как наследуются эти гены?. Если они сцеплены,
то каково расстояние между ними?
10.4 Методические материалы, определяющие процедуры оценивания знаний,
умений, навыков и (или) опыта деятельности характеризующих этапы
формирования компетенций.
Согласно «Положению о рейтинговой системе оценки успеваемости студентов
Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего
профессионального
образования
«Тюменский
государственный
университет»
(приложение 1 к приказу ректора № 190 от 04.04.2014г.) всех формы текущего контроля,
предусмотренные рабочей программой, оцениваются в баллах. Дисциплинарные модули,
формы текущего контроля и шкала баллов, по которым они оцениваются, отражены в
разделе «Тематический план».
Студенты, набравшие по дисциплине в период проведения текущего контроля от 35
до 60 баллов допускаются к зачету или экзамену. Если в период проведения текущей
аттестации студент набрал 61 балл и более, то он автоматически получает зачет или
экзаменационную оценку в соответствии со шкалой перевода, но в то же время он имеет
право повысить оценку, полученную по итогам рейтинга (удовлетворительно, хорошо),
путем сдачи экзамена.
Шкала перевода баллов в оценки:
60 баллов и менее – «неудовлетворительно»;
от 61 до 75 баллов – «удовлетворительно»;
от 76 до 90 баллов – «хорошо»;
от 91 до 100 баллов – «отлично».
Преподаватель может использовать систему штрафов, уменьшая набранные баллы
за пропуски занятий без уважительных причин, за нарушение сроков выполнения учебных
заданий, за систематический отказ отвечать на занятиях и т.д.Возможно также начисление
премиальных баллов за работы, выполненные студентом на высоком уровне.
Студенты, набравшие по дисциплине менее 35 баллов к экзамену (зачету) не
допускаются. Необходимое количество баллов (до 35) для получения допуска к экзамену
(зачету), студенты набирают после третьей контрольной недели.
Вопросы к экзамену
1. Предмет, методы, задачи и основные разделы генетики.
2. Генетический аппарат прокариот.
3. Особенности работы Менделя. Законы наследования. Моногибридное скрещивание.
4. Дигибридное скрещивание. Статистический характер расщепления.
5. Условия выполнения законов Менделя.
6. Полигибридное скрещивание.
7. Множественный аллелизм. Типы взаимодействия аллельных генов и молекулярные
механизмы взаимодействия.
8. Комплементарное взаимодействие неаллельных генов. Механизмы взаимодействия.
9. Эпистатическое взаимодействие неаллельных генов. Механизмы взаимодействия.
10. Полимерное взаимодействие генов. Кумулятивная и некумулятивная полимерия.
11. Особенности наследования, сцепленного с полом.
12. Типы хромосомного определения пола. Особенности половых хромосом.
13. Х-сцепленное, голандрическое и митохондриальное наследование.
14. Сцепленное аутосомное наследование. Полное и неполное сцепление генов.
15. Хромосомная теория наследственности Т. Моргана.
16. Принципы построения генетических карт сцепления.
17. Классические и современные методы картирования геномов про- и эукариот.
18. Характеристика основных типов изменчивости.
19. Комбинативная изменчивость. Источники комбинативной изменчивости.
20. Молекулярные механизмы генетической рекомбинации.
21. Генетическая рекомбинация у прокариот. Процессы горизонтального переноса
генетической информации: конъюгация, трансдукция, трансформация.
22. Мутационная изменчивость. Принципы классификации мутаций.
23. Генные мутации. Причины и биохимические последствия.
24. Генные мутации. Критерии аллелизма. Мутационная теория Гуго де Фриза.
25. Закон гомологических рядов наследственной изменчивости Н.И. Вавилова.
26. Хромосомные мутации. Общая характеристика.
27. Особенности мейоза при различных типах хромосомных перестроек.
28. Автополиплоидия.
29. Аллополиплоидия.
30. Гетероплоидия.
31. Модификационная изменчивость. Норма реакции. Вариационные ряды.
32. Методы изучения модификационной изменчивости. Механизмы модификаций.
33. Популяционная генетика. Генофонд. Закон Харди-Вайнберга.
34. Инбредная депрессия и гетерозис.
35. Химический состав нуклеиновых кислот. Структура пентоз и азотистых оснований.
36. Строение и номенклатура нуклеозидов и нуклеотидов.
37. Нуклеотидный состав ДНК. Правила Чаргаффа. Первичная структура нуклеиновых
кислот.
38. Вторичная структура ДНК. Модель Уотсона-Крика. Принцип комплементарности и
его биологическое значение.
39. Вторичная и третичная структура РНК. Шпильки. Неканонические пары оснований.
Особенности третичных взаимодействий.
40. Вторичная и третичная структура транспортной РНК.
41. Молекулярные механизмы репликации ДНК. Полуконсервативный способ репликации
ДНК. Репликативная вилка.
42. Ферменты, участвующие в репликации ДНК.
43. Особенности репликации ДНК у про- и эукариот.
44. Транскрипция и биосинтез РНК. Инициация транскрипции у прокариот. Структура
промоторов и РНК-полимеразы прокариот.
45. Транскрипция и биосинтез РНК. Элонгация и терминация транскрипции.
46. Регуляция транскрипции генов прокариот. Лактозный оперон. Триптофановый оперон.
47. Регуляция транскрипции генов эукариот. Проксимальные и дистальные регуляторные
элементы. Модификации гистонов и метилирование ДНК.
48. Механизмы РНК-процессинга. Экзоны и интроны. Сплайсинг. Альтернативный
сплайсинг.
49. Механизмы РНК-процессинга. Кэпирование и полиаденилирование. РНКредактирование.
50. Трансляция РНК. Компоненты аппарата трансляции. Полярность трансляции.
51. Генетический код. Свойства кода.
52. Инициация элонгация и терминация трансляции у прокариот. Факторы трансляции.
53. Особенности трансляции у эукариот. Факторы трансляции.
54. Механизмы регуляции трансляции.
11. Образовательные технологии
 лекции с использованием мультимедийных презентаций;
 письменные домашние задания в виде написания реферата;
 самостоятельная работа студентов, в которую входит освоение теоретического
материала, подготовка к практическим занятиям, написание реферата по
выбранной теме, составление глоссария, библиографического списка.
 консультации преподавателей.
 интерактивные формы: групповые дискуссии, кейс-метод.
12. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля).
12.1 Основная литература:
1. Применение молекулярных методов исследования в генетике: Учебное пособие / Л.Н.
Нефедова. - М.: НИЦ Инфра-М, 2012. - 104 с. (Высшее образование: Бакалавриат).
[Электронный ресурс].Режим доступа: http://znanium.com/catalog.php?bookinfo=302262
(Дата обращения: 02.02. 2015).
2. Пухальский, В.А. Введение в генетику: учебное пособие / В.А. Пухальский. – Москва:
НИЦ
Инфра-М,
2014.
–
224
с.
[Электронный
ресурс].Режим
доступа:http://znanium.com/bookread.php?book=419161 (Дата обращения: 01.02.2015).
3. Сазанов, А.А. Основы генетики / А.А. Сазанов. – Санкт-Петербург: ЛГУ им. А. С.
Пушкина,
2012.
–
240
с.
[Электронный
ресурс].
Режим
доступа:
http://znanium.com/bookread.php?book=445015 (Дата обращения: 01.02.2015).
12.2 Дополнительная литература:
1. Асанов, А.Ю. Основы генетики и наследственные нарушения развития у детей :Учеб.
пособие для студ. пед. вузов / Асанов А.Ю., Демикова Н.С., Морозов С.А. - М. :
Академия, 2003. - 224 с.
2. Заяц Р.Г. Общая медицинская генетика/ Р.Г.Заяц, Бутвиловский, И.В.Рачковская. Ростов н/Д: Феникс, 2002. - 320 с.
3. Мастюкова, Е. М. Основы генетики. Клинико-генетические основы коррекционной
педагогики и специальной психологии: Учеб. пособ. для студ. пед. вузов/Е.М.
Мастюкова, А.Г. Московкина; под ред. В.И. Селиверстова, Б.П. Пузанова.М.:ВЛАДОС,2005.-367с.
4. Топорнина, Н.А.Генетика человека: Практикум для вузов /Н.А. Топорнина, Н.С.
Стволинская.-М.:ВЛАДОС,2001.-96с.
5. Трошина А. И. Методическое пособие к решению задач по генетике: Пособ. для студ.
биол. фак. пединститута и учителей биологии/Авт.-сост. А.И. Трошина Тобольск:ТГПИ,2004.-138с.;УМЦ
6. Шевченко, В.А Генетика человека: Учеб. для студ. вузов /В.А. Шевченко, Н.А.
Топорнина, Н.С. Стволинская - М. : ВЛАДОС, 2002. - 240 с.
7. Щипков В.П.Общая и медицинская генетика: Учеб. пособие для студ. мед. вузов/В.П.
Щипков, Г.Н. Кривошеина.- М.: Академия, 2003.-256с
12.3 Интернет-ресурсы:
1.
http://www.bio.pu.ru/index.php
Санкт-Петербургский государственный университет,
биологический факультет
2. http://www.soil.msu.ru/
Московской государственный университет им. М.В.
Ломоносова, факультет биологии
13. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении
образовательного процесса по дисциплине (модулю), включая перечень
программного обеспечения и информационных справочных систем (при
необходимости).
Для подбора источников информации используется электронные ресурсы ИБЦ ТюмГУ
(электронный каталог, электронная библиотека). Электронный ресурс znanium: Режим
доступа: www.znanium.com/., электронный ресурс «Лань» : http://e.lanbook.com/
14. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины
(модуля).
Дисциплина обеспечена компьютерными презентациями, составленными автором,
видеофильмами. Лекционная мультимедийная аудитория (514).В 513 аудитории (
химико-технологического корпуса):
Микроскоп "ST-240-B". Микроскоп "Микмед"
вар.2/Р-15/. Набор посуды, дозаторы, реактивы.В лаборатории цифровой микроскопии
(504 аудитория химико-технологического корпуса): компьютеры «Core 2 Duo E 4400».
Электронные микроскопы «Motic DM-52». Цифровой стереоскопический микроскоп
«Motic DM-39».Биологический микроскоп со встроенной камерой «Motic
DMBA300».Документ-камера «AVerVision 300».