Документ 2223725

1 Цели и задачи освоения дисциплины
Цель курса: формирование систематизированных знаний о закономерностях наследственности и изменчивости на базе современных достижений
различных разделов генетики, изучение основ селекции, генетической инженерии, методов молекулярно-генетического анализа.
Курс генетики имеет также общеобразовательное и прикладное значение: многие вопросы содержат материал, способствующий формированию
правильного представления о современной естественнонаучной картине мира.
Задачи курса: курс ориентирован на освоение студентами основ классической генетики, современных данных по молекулярной генетике, биотехнологии, генной инженерии; знания, полученные по данному предмету,
должны способствовать пониманию роли генетики в развитии медицины, селекции, теории эволюции.
2 Место дисциплины в структуре ООП ВПО
Дисциплина «Генетика» относится к базовой части учебного цикла - Б3
Профессиональный цикл (Б3.1.4.1).
Для освоения дисциплины используются знания, умения и виды деятельности, сформированные в процессе изучения предметов Б.2.1.6 – Общая
биология, Б.3.1.3.1 – Цитология и гистология, Б.3.1.7 – Биология человека .
Дисциплина «Генетика», наряду с дисциплинами «Теория эволюции» и
циклом дисциплин общей биологии, является фундаментом биологического
образования.
Знания и умения, формируемые в процессе изучения дисциплины «Генетика», будут использоваться в дальнейшем при освоении дисциплин:
Б.2.2.4 – Генетика человека, Б.2.2.3 – Организм и среда, Б.2.2.7.3.1 - Антропология.
3 Требования к уровню освоения содержания дисциплины
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование и развитие
специальных компетенций:
а) общекультурных (ОК):
− следует этическим и правовым нормам в отношении других людей и в
отношении природы (принципы биоэтики), имеет четкую ценностную
ориентацию на сохранение природы и охрану прав и здоровья человека (ОК-1);
− использует в познавательной и профессиональной деятельности базовые знания в области математики и естественных наук, применяет
методы математического анализа и моделирования, теоретического и
экспериментального исследования (ОК-6);
2
− 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-8)
б) профессиональных (ПК):
− демонстрирует базовые представления об основных закономерностях и
современных достижениях генетики, о геномике, протеомике (ПК-6);
− понимает роль эволюционной идеи в биологическом мировоззрении;
имеет современные представления об основах эволюционной теории, о
микро- и макроэволюции (ПК-7);
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать:
закономерности проявления наследственности и изменчивости на разных уровнях организации живого;
причины изменчивости и ее роль в сохранении биоразнообразия;
генетическую структуру популяций;
генетические основы эволюционного процесса;
закономерности в эволюции кариотипов;
происхождение и эволюцию генома человека;
уметь:
уметь решать генетические задачи, связанные с закономерностями наследственности,
изменчивости и законами генетики популяций;
проводить сравнительный анализ данных по генетическим основам
эволюционного процесса;
популярно и научно правильно объяснять закономерности наследственности и изменчивости;
владеть:
методами экспериментальной деятельности;
методами поиска необходимой достоверной информации в библиотеках, в музеях;
методами подбора материалов из Интернета;
приобрести опыт деятельности:
планирования и проведения генетических экспериментов, работы с
информацией, анализа полученных данных.
3
4 Содержание и структура дисциплины
4.1 Содержание разделов дисциплины
№
Наимераз
нование
дераздела
ла
1
2
1
Введение
2
Генетический
анализ
Содержание раздела
Форма
текущего
контроля
3
4
Модуль 1
Уровни организации живой природы. ОсновКоллокные положения клеточной теории. Место геневиум
тики среди наук о природе. История развития
генетики. История генетики в России. Три этапа
развития генетики. Основные достижения каждого этапа.
Понятия генетики: ген, генотип, фенотип. Основные свойства живого: наследственность, изменчивость, их определение. Генотипическая,
фенотипическая изменчивость, мутации.
Методы генетики: гибридологический, цитологический, цитогенетический, популяционностатистический, биохимический, математический, генеалогический, близнецовый, онтогенетический.
Направления и разделы генетики: генетика вирусов, генетика бактерий, генетика человека,
экогенетика, фармакогенетика, генетическая
токсикология, популяционная генетика, медицинская генетика, медико-генетическое консультирование.
Основные закономерности наследования. Цели
и принципы генетического анализа.
Основы гибридологического метода: выЛР,
бор объекта, отбор материала для скрещивания,
тестовый
анализ признаков, применение статистического контроль
метода. Генетическая символика.
по модулю
Закономерности наследования при моно- 1
гибридном скрещивании, открытые Г. Менделем: единообразие гибридов первого поколения,
расщепление во втором поколении. Представления Менделя о дискретной наследственности.
4
1
2
3
Представление об аллелях и их взаимодействие: полное, неполное доминирование, кодоминирование. Закон «чистоты гамет».
Гомозиготность, гетерозиготность. Расщепление
по генотипу, по фенотипу. Виды скрещивания:
анализирующее, возвратное и др.
Закономерности в ди- и полигибридных
скрещиваниях. Закон независимого наследования каждого признака. Статистический характер расщепления. Общая формула расщеплений
при независимом наследовании.
Отклонения от менделевских расщеплений: летальные и полулетальные мутации, неаллельные взаимодействия генов: эпистаз,
полимерия, комплементарность.
Внеядерная наследственность. Материнский
эффект цитоплазмы. Пластидная, митохондриальная наследственность.
Изменчивость. Понятие о наследственной
и ненаследственной изменчивости. Формирование признака как результат взаимодействия генотипа и факторов среды. Норма реакции
генотипа. Адаптивный характер модификаций.
Комбинативная изменчивость, механизм ее возникновения.
Мутации, мутационный процесс; причины
возникновения мутаций: роль среды, генымутаторы и гены-антимутаторы. Классификация
мутаций.
Геномные изменения: полиплоидия, анеуплоидия. Автополиплоиды, особенности мейоза и
характер наследования. Аллополиплоиды. Анеуплоидия: нуллисомики, моносомики, полисомики, их использование в генетическом анализе.
Хромосомные перестройки, их виды, механизмы их возникновения. Использование хромосомных
перестроек
при
составлении
генетических карт.
Классификация генных мутаций. Общая характеристика молекулярной природы возникновения генных мутаций.
5
4
1
3
2
3
Генотип как сложная система неаллельных и аллельных взаимодействий генов.
Расщепление. Возвратные скрещивания. Реципрокные скрещивания.
Переоткрытие законов Г. Менделя.
Число типов гамет, классов потомков. Соотношение классов потомков во втором поколении. Вероятность появления разных
классов потомков. Представление об аллелях
и их взаимодействие: полное, неполное доминирование, кодоминирование. Закон «чистоты
гамет».
Гомозиготность,
гетерозиготность. Расщепление по генотипу,
по фенотипу. Виды скрещивания: анализирующее, возвратное и др.
Отклонения от менделевских расщеплений: летальные и полулетальные мутации,
неаллельные взаимодействия генов: эпистаз,
полимерия, комплементарность.
Внеядерное (неменделевское, цитоплазматическое) наследование. Нехромосомная
(пластидная,
митохондриальная,
плазмидная) наследственность. Цитогены.
Особенности цитоплазматического наследования. Первые факты пластидного наследования. Вегетативные (митохондриальные) и
генеративные (ядерные) мутанты дрожжей,
неспособные к дыханию. Критерии цитоплазматической наследственности.
Инфекционная
наследственность.
Плейотропное действие генов. Пенетрантность, экспрессивность.
Модуль 2
МатериКлетка как основа наследственности и восальные ос- произведения. Клеточные и неклеточные
новы
формы организации живого. Деление клетки
наследсти воспроизведение. Митоз и мейоз. Митотивенности
ческий цикл и фазы митоза. Мейоз и гаметогенез. Фазы и стадии мейоза.
Доказательства роли ядра и хромосом в
явлениях наследственности.
Локализация
генов в хромосомах. Роль цитоплазматических факторов в передаче наследственной
информации.
6
4
Коллоквиум, ЛР
1
4
2
3
Строение хромосом, уровни организации
хромосом: хроматида, хромонема, гетерохроматиновые и эухроматиновые районы
хромосом. Кариотип, кариограмма, метафазные хромосомы. Правила хромосом. Основные
положения
хромосомной
теории
наследственности. Генная теория.
Генетический аппарат эукариотической
Молекулярные ос- клетки. Структура ДНК и РНК Параметры
новы
модели ДНК Дж. Уотсона и Ф. Крика. Правила Чаргоффа. Проблема стабильности гегенетических про- нетического аппарата. Репарация ДНК,
системы репарации. Функции нуклеиновых
цессов.
Структура кислот в реализации генетической информагена
ции: репликация, транскрипция, трансляция.
Механизмы репликации: консервативный,
полуконсервативный, «катящегося кольца».
Полуконсервативный способ репликации.
Репликативная вилка. Репликон. Фрагменты
Оказаки. Лидирующая и отстающая цепь.
Теоретическое и практическое значение полимеразной цепной реакции. Процессы
транскрипции: локализация в клетке, ферментативное обеспечение. Виды РНК: информационная,
или
матричная,
транспортные, рибосомальные. Структура тРНК. Кодоны и антикодоны, ацилирование тРНК. Трансляция информации.
Трансляция. Клеточные органоиды, участвующие в процессе трансляции. Методологическое значение принципа передачи
информации: ДНК↔ РНК → белок. Факты
нарушения центральной догмы биологии.
Генетический код. Принципы генетического
кода. Триплетность, однозначность, вырожденность, неперекрываемость, «знаки препинания»,
терминирующие
кодоны.
Доказательства триплетности кода. Расшифровка кодонов.
7
4
Коллоквиум, ЛР
1
5
6
2
Молекулярные основы
генетических процессов.
Механизмы регуляции
3
Особенности микроорганизмов как объекта
биологических исследований. Организация
генетического аппарата у вирусов и бактерий. Представление о плазмидах, эписомах.
Особенности процессов, ведущих к рекомбинации у прокариот. Конъюгация у бактерий:
половой фактор кишечной палочки. Генетическая рекомбинация при трансформации.
Трансдукция у бактерий. Особенности передачи генетической информации у вирусов.
Влияние вирусов на генетический аппарат
эукариот.
Ген как единица функции (цистрон). Интрон-экзонная организация генов эукариот,
сплайсинг. Регуляторные элементы генома.
Принципы негативного и позитивного контроля. Оперонные системы регуляции (теория Жакоба и Моно).
Нарушения отдельных звеньев механизма
воспроизведения информации как причина
возникновения аномалий и наследственных
болезней.
Элементы генетики человека. Особенности
изучения генетики человека. Понятие о медико-генетическом консультировании. Проблемы медицинской генетики. Генотерапия.
Модуль 3
ПопуляГенетический контроль поведенческих реционная и акций. Гены и поведение особей. Понятие о
эволюцивиде и популяции. Понятие о частотах генов
онная ге- и генотипов. Математические модели в понетика
пуляционной генетике. Закон Харди – Вайнберга, возможности его применения.
С. Четвериков – основоположник экспериментальной популяционной генетики.
Генетическая гетерогенность популяций. Факторы динамики генетического состава популяций: дрейф генов, мутационный
процесс, межпопуляционные миграции, действие отбора.
8
4
Коллоквиум по модулю 2,
ЛР
Коллоквиум по модулю 3,
ЛР
1
7
2
Генетические основы
селекции
3
4
Молекулярно-генетические основы
эволюции. Микроэволюция, макроэволюция.
Проблемы происхождения и молекулярной
эволюции генов. Значение генетики популяций для медицинской генетики, селекции,
решения проблем сохранения генофонда и
биологического разнообразия.
Модуль 4
Селекция как наука. Предмет и методы исследования. Генетика как теоретическая основа селекции. Учение об исходном
материале. Центры происхождения культурных растений по Н. Вавилову. Понятие о породе, сорте, штамме.
Закон гомологических рядов наследственной
изменчивости. Значение наследственной изменчивости организмов для селекционного
процесса и эволюции.
Признаки качественные и количественные. Методы отбора: индивидуальный и
массовый. Отбор по генотипу и фенотипу.
Влияние условий внешней среды на эффективность отбора.
Системы скрещивания в селекции растений и животных. Аутбридинг, инбридинг.
Коэффициент инбридинга. Линейная селекция. Отдаленная гибридизация. Межвидовая
и межродовая гибридизация. Пути преодоления нескрещивания. Работы отечественных
ученых: И. Мичурина, Г. Карпеченко.
Явление гетерозиса и его генетические
механизмы.
Классические, современные и новейшие методы в селекции. Перспективы методов генетической и клеточной инженерии в
селекции и биотехнологии.
9
Коллоквиум по модулю 4,
ЛР
4.2 Структура дисциплины
4.2.1 Структура дисциплины для студентов полного срока обучения
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы (108
часов).
Вид работы
Трудоемкость, часов
№ семестра
Всего
4
Общая трудоемкость
108
108
Аудиторная работа:
54
54
Лекции (Л)
36
36
Практические занятия (ПЗ)
Лабораторные работы (ЛР)
18
18
Самостоятельная работа:
27
27
1
Курсовой проект (КП), курсовая работа (КР)
Расчетно-графическое задание (РГЗ)
Реферат (Р)
Эссе (Э)
Самостоятельное изучение разделов
15
15
2
Контрольная работа (К)
Самоподготовка (проработка и повторение
12
12
лекционного материала и материала учебников
и учебных пособий, подготовка к лабораторным и практическим занятиям, коллоквиумам,
рубежному контролю и т.д.),
Подготовка и сдача экзамена3
27
27
Вид итогового контроля (зачет, экзамен)
27, экзамен 27, экзамен
4.2.2 Структура дисциплины для студентов сокращенного срока обучения
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы (108
часов).
Вид работы
Трудоемкость, часов
№ семестра
Всего
4
Общая трудоемкость
108
108
Аудиторная работа:
54
54
Лекции (Л)
36
36
Практические занятия (ПЗ)
Лабораторные работы (ЛР)
18
18
Самостоятельная работа:
18
18
4
Курсовой проект (КП), курсовая работа (КР)
1
На курсовой проект (работу) выделяется не менее одной зачетной единицы трудоемкости (36 часов)
Только для заочной формы обучения
3
При наличии экзамена по дисциплине
2
10
Вид работы
Трудоемкость, часов
№ семестра
Всего
4
9
9
9
9
Расчетно-графическое задание (РГЗ)
Реферат (Р)
Эссе (Э)
Самостоятельное изучение разделов
Контрольная работа (К)5
Самоподготовка (проработка и повторение
лекционного материала и материала учебников
и учебных пособий, подготовка к лабораторным и практическим занятиям, коллоквиумам,
рубежному контролю и т.д.),
Подготовка и сдача экзамена6
36
Вид итогового контроля (зачет, экзамен)
36, экзамен
36
36, экзамен
Разделы дисциплины, изучаемые в 4 семестре студентами полного срока
обучения
Количество часов
Аудиторная Вне№
Наименование разделов
работа
ауд.
разВсеЛ ПЗ ЛР рабодела
го
та
СР
1
2
3
4
5
6
7
1 Введение
7
2
2
3
2 Генетический анализ
14
6
4
4
3 Материальные основы наследственности
14
6
4
4
4 Молекулярные основы генетических 12
6
2
4
процессов. Структура гена
5 Молекулярные основы генетических
10
6
4
процессов. Механизмы регуляции
6 Популяционная и эволюционная генети- 14
6
4
4
ка
7
Генетические основы селекции
10
4
2
4
Итого
81
36 18
27
Разделы дисциплины, изучаемые в 4 семестре студентами сокращенного срока обучения
4
На курсовой проект (работу) выделяется не менее одной зачетной единицы трудоемкости (36 часов)
Только для заочной формы обучения
6
При наличии экзамена по дисциплине
5
11
№
раздела
Наименование разделов
1
1
2
3
4
2
Введение
Генетический анализ
Материальные основы наследственности
Молекулярные основы генетических процессов. Структура гена
Молекулярные основы генетических процессов. Механизмы регуляции
Популяционная и эволюционная генетика
Генетические основы селекции
Итого
5
6
7
Количество часов
Аудиторная
Внеработа
Вс
ауд.
его Л ПЗ ЛР
СР
3
6
12
12
10
4
2
6
6
6
5
-
6
2
4
4
2
7
2
2
2
2
8
6
-
-
2
14
10
72
6
4
36
-
4
2
18
4
4
18
4.3 Лабораторные работы для студентов полного и сокращенного
сроков обучения
№ №
ЛЗ раздела
1
2
1
1
2
2
3
2
4
3
5
3
Тема
Колво
часов
3
4
Основные понятия генетики. Поведение хромосом в мито- 2
зе и мейозе. Изучение микропрепаратов «митоз в клетках
корешка лука», деления (первое и второе) созревания у
аскариды. Рекомбинация генетической информации в гаметогенезе у растений и животных.
Законы наследственности: Моногибридное скрещивание. 2
Моно- и полигибридное скрещивание. Демонстрация семян гороха: желтых, зеленых, гладких, морщинистых.
Ди- и полигибридное скрещивание. Заполнение таблицы 2
«Полигибридное скрещивание». Решение задач по теме занятия. Определение вероятности появления разных классов потомков.
Взаимодействие генов. Понятие об аллеле. Множествен- 2
ный аллелизм. Типы взаимодействия аллелей. Моделирование случайного образование и соединения гамет,
несущих разные аллели одного гена.
Решение задач по теме занятия.
Сцепленное наследование. Законы Т.Моргана. Хромосом- 2
ное определение пола. Наследование, сцепленное с полом.
Демонстрация мушек дрозофил разных линий. Решение
12
6
4
7
6
8
6
9
7
задач по теме занятия.
Молекулярная генетика: воспроизведение информации.
Правила Чаргоффа. Генетические карты эукариот. Составление генетической карты по данным гибридологического
анализа у дрозофилы. Демонстрация генетических карт
различных организмов, в том числе прокариотов.
Генетика популяций. Популяция как элементарная эволюционная единица. Генофонд. Закон Харди – Вайнберга.
Применение закона Харди – Вайнберга. Условия выполнения закона Харди – Вайнберга. Факторы динамики популяции. Мутационное давление.
Поток генов.
Генетический дрейф. Естественный отбор. Его формы.
Инбредная депрессия и гетерозис. Решение задач по теме
занятия
Модификационная изменчивость. Графическое изображение изменчивости антропометрических признаков (рост,
масса) студентов естественнонаучного факультета разного
пола.
Селекция. Признаки качественные и количественные. Решение задач по теме занятия
Итого
2
2
2
2
18
4.4 Практические занятия (семинары)
Не предусмотрены учебным планом
4.5 Курсовой проект (курсовая работа)
Не предусмотрены учебным планом
4.6 Самостоятельное изучение разделов дисциплины
4.6.1 Самостоятельное изучение разделов дисциплины студентами полного срока обучения
№
Вопросы, выносимые на самостоятельное изучение
Кол-во
раздела
часов
1
2
3
1
Основные типы изменчивости. Комбинативная изменчивость. Ее значение в эволюции и селекции. Хромосомные
перестройки. Особенности мейоза при хромосомных перестройках Генные мутации. Критерии аллелизма. Внутригенная рекомбинация. Сравнение мутационной и
модификационной изменчивости. Механизмы модификаций.
Модель ДНК Уотсона и Крика. Доказательства полуконсервативного способа репликации. Ферменты, участвующие в процессе транскрипции. Полимеразная цепная
реакция.
3
2
13
4
Строение и функции белков. Генетический код. Его свойства. Таблица кода.
Автополиплоидия. Аллополиплоидия. Гетероплоидия.
Итого
2
7
4
4
15
4.6.2 Самостоятельное изучение разделов дисциплины студентами сокращенного срока обучения
№
Вопросы, выносимые на самостоятельное изучение
Кол-во
разд.
часов
1
2
3
1
Основные типы изменчивости. Комбинативная изменчивость. Ее значение в эволюции и селекции. Хромосомные
перестройки. Особенности мейоза при хромосомных перестройках Генные мутации. Критерии аллелизма. Внутригенная рекомбинация. Сравнение мутационной и
модификационной изменчивости. Механизмы модификаций.
Модель ДНК Уотсона и Крика. Доказательства полуконсервативного способа репликации. Ферменты, участвующие в
процессе транскрипции. Полимеразная цепная реакция.
Строение и функции белков. Генетический код. Его свойства. Таблица кода.
Автополиплоидия. Аллополиплоидия. Гетероплоидия.
Итого
2
2
2
7
2
2
3
9
5 Образовательные технологии
В ходе освоения дисциплины при проведении аудиторных занятий могут быть использованы следующие методы образовательных технологий:
проблемные лекции, лекции с заранее запланированными ошибками, лекциибеседы и дискуссии, лабораторные занятия с применением затрудняющих
условий, групповое решение творческих задач, работа с электронным учебником «Открытая биология».
При организации самостоятельной работы используются следующие
образовательные технологии: работа с электронным учебником «Открытая
биология», создание компьютерных презентаций.
5.1 Интерактивные образовательные технологии, используемые в
аудиторных занятиях
Вид занятия
(Л, ЛР)
Л
Л
Используемые интерактивные образовательные технологии
1 Лекция с заранее запланированными ошибками:
«Цитологические основы законов Менделя»
2 Лекция-дискуссия: «Изменчивость»
14
Количество
часов
2
2
Л
ЛР
ЛР
ЛР
3 Проблемная лекция: «Структура и функции генетического материала».
1 Воспроизведение генетической информации (работа
с интерактивным диском «Открытая биология»)
2 Лабораторное занятие с применением затрудняющих условий: «Влияние условий среды на фенотип»
3 Метод развивающей кооперации на лабораторном
занятии: «Графическое изображение изменчивости
антропометрических признаков (рост, масса) студентов биологического факультета разного пола»
Итого
2
2
2
2
12
6 Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации
Программой дисциплины предусмотрены следующие виды текущего
контроля: устный, письменный, тестовый контроль знаний.
Итоговой формой контроля знаний, умений и навыков по дисциплине
является экзамен. Экзамен проводится по результатам балльно-рейтинговой
системы. В целях повышения рейтинга допускается сдача экзамена по билетам, которые включают три теоретических вопроса по разным разделам курса.
Контрольные вопросы для проведения текущего контроля знаний
по дисциплине
1 Предмет, задачи и методы генетики. Перспективы развития.
2 Строение ДНК и РНК. Типы РНК и их функции. Механизм удвоения ДНК.
3 Современные представления о химическом составе и структуре
хромосом. Морфология хромосом. Кариотип.
4 Мейоз и его значение.
5 Митотический цикл. Значение митоза.
6 Особенности генетического аппарата и передачи наследственной
информации у микроорганизмов. Трансформация и трансдукция. Плазмиды и
эписомы.
7 Наследование при взаимодействии аллельных генов.
8 Наследование при взаимодействии неаллельных генов: комплементарное и эпистатическое.
9 Наследование при взаимодействии неаллельных генов: полимерное
и плейотропное действие гена.
10 Наследование при моногибридном скрещивании. Цитологические
основы чистоты гамет.
11 Наследование при дигибридном скрещивании. Цитологические основы независимого наследования.
15
12 Законы Менделя.
13 Возвратные и анализирующие скрещивания.
14 Особенности гибридологического метода, разработанного Менделем.
15 Цитоплазматическое наследование.
16 Явление сцепления генов. Кроссинговер и его значение.
17 Цитологические доказательства кроссинговера и его механизм с современной точки зрения. Влияние различных условий на кроссинговер.
18 Закон сцепления Моргана.
19 Изменчивость организмов. Мутационная теория Гуго де Фриза.
20 Классификация мутаций.
21 Генные мутации и их эволюционная оценка.
22 Хромосомные мутации и их эволюционное значение.
23 Геномные мутации их селекционное значение.
24 Спонтанный мутационный процесс и его причины.
25 Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости.
26 Индуцированный мутационный процесс и его закономерности.
27 Основные типы мутагенов. Генетические последствия заражения
среды мутагенами.
28 Модификационная изменчивость и ее адаптивное значение. Основные параметры модификационной изменчивости.
29 Природа гена. Молекулярное строение гена. Картирование гена.
30 Генетический код. Основные свойства генетического кода.
31 Генетические и цитологические карты хромосом.
32 Механизм белкового синтеза в клетке.
33 Регуляция белкового синтеза в клетке.
34 Хромосомная теория определения пола.
35 Наследование признаков, сцепленных с полом. Опыты Моргана.
36 Структура популяций самооплодотворяющихся организмов и их
динамика. Учение Иоганнсена.
37 Структура панмиктической популяции. Закон Харди-Вайнберга и
факторы, ограничивающие его проявление.
38 Факторы генетической динамики популяций.
39 Особенности образования половых клеток у растений. Сущность
двойного оплодотворения.
40 Генетические основы эволюции: генетический гомеостаз, внутривидовая дивергенция.
Примерные
контроля знаний
тестовые задания для проведения промежуточного
1. Репродуктивно изолированная совокупность скрещивающихся популяций:
а) биоценоз
б) вид
16
в) изоляция
г) ареал
д) подвид
е) разновидность
2. На каком объекте Шелл и Ист изучали явление гетерозиса?
а) кукуруза
б) горох
в) арабидопсис
г) дрозофила
д) энотера
3. Для какой изоляции характерны полиплоидия и хромосомные перестройки?
а) географической
б) физиологической
в) генетической
г) экологической
4. Поддержание под влиянием естественного отбора частоты генов в популяции на определенном относительно постоянном уровне:
а) генетическая изоляция
б) генетический гомеостаз
в) полиморфизм
г) экологическая изоляция
д) географическая изоляция
5. Свободное основанное на случайности скрещивание особей в пределах популяции:
а) панмиксия
б) аутбридинг
в) инбридинг
г) инверсия
д) апомиксис
6. Основным фактором эволюции по Ч. Дарвину является:
а) внутриродовая борьба
б) межродовая борьба
в) внутривидовая борьба
г) межвидовая борьба
7. В каком поколении межвидовых гибридов возникают аллоплоиды?
а) F1
б) F2
в) F3
г) FА
8. Полиплоиды, возникающие на основе геномов разных видов:
а) аллоплоиды
б) анеуплоиды
в) автополиплоиды
г) диплоиды
17
д) полигаплоиды
9. Растение, имеющее уменьшенное или увеличенное число хромосом одной
или нескольких гомологичных пар, это:
а) аллоплоид
б) анеуплоид
в) автополиплоид
г) диплоид
д) полигаплоид
10. Особь, происходящая от тетраплоидной формы, но имеющая по сравнению с ней в 2 раза меньше хромосом, это:
а) диплоид
б) полигаплоид
в) дигаплоид
г) моногаплоид
д) гаплоид
Вопросы и задачи к экзамену по дисциплине
Вопросы к экзамену по дисциплине
1 Предмет и задачи генетики.
2 История развития и становления генетики как науки. Период лысенковщины.
3 Селекция как процесс и как наука. Методы селекции.
4 Генетические основы селекции.
5 Основные методы генетики: гибридологический, цитологический, математический, онтогенетический, популяционный, мутационный и др.
6 Гипотеза чистоты гамет и её цитологические основы.
7 Основные понятия генетики: митоз как способ деления соматических
клеток.
8 Генетика соматических клеток.
9 Основные понятия генетики: мейоз. Кроссинговер, его значение.
10 Структура и функции нуклеиновых кислот.
11 Основные понятия генетики: ген, его структура. Структурные и функциональные гены.
12 Генетический код. Принципы генетического кода.
13 Концепция оперона. Принцип прямой и обратной связи при функционировании оперона.
14 Генетический контроль и механизмы репликации ДНК.
15 Воспроизведение генетической информации: транскрипция.
16 Воспроизведение генетической информации: трансляция.
17 Мутации их классификация. Физические и химические мутагены. Гены
– мутаторы и антимутаторы.
18 Основные понятия генетики: генотип и фенотип. Влияние среды на
проявление генотипа.
18
19 Основные понятия генетики: доминантные и рецессивные признаки.
Промежуточное наследование. Сцепленные признаки. Группы сцепления.
20 Генетика пола. Гомо– и гетерогаметный пол. Зависимость хромосомного определения пола от факторов окружающей среды.
21 Хромосомы. Строение хромосом: хроматиды, хромонема, хромомеры.
Центромеры. Структура хромосом во время интерфазы и митоза.
22 Молекулярная организация хромосом: ДНК, гистоны и др. белки. Гетерохроматиновые и эухроматиновые участки хромосом. Уровни организации хроматина.
23 Политения. Политенные хромосомы.
24 Генетический анализ. Методы генетического анализа.
25 Моно- и полигибридное скрещивание. Закономерности наследования.
26 Теория наследственности Т.Моргана.
27 Представление об аллелях и их взаимодействиях: полное и неполное
доминирование.
28 Неаллельные взаимодействия: комплементарность, эпистаз, полимерия.
29 Генотип как система аллельных и неаллельных взаимодействий.
Плейотропное действие генов. Пенетрантность и экспрессивность.
30 Особенности генетики прокариот. Методы изучения.
31 Генетические процессы у прокариот: конъюгация, трансдукция.
32 Плазмиды, эписомы, их роль в переносе генетической информации.
33 Нехромосомное наследование: материнский эффект цитоплазмы, пластидная, митохондриальная наследственность.
34 Изменчивость, ее виды.
35 Геномные изменения – полиплоидия, анеуплоидия. Жизнеспособность
и плодовитость анеуплоидов.
36 Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости.
37 Предмет и задачи популяционной генетики. Заслуга С.С. Четверикова.
38 Понятие о частотах генов и генотипов. Закон Харди-Вайнберга.
39 Генетическая гетерогенность популяций. Факторы, влияющие на динамику генетического состава популяции.
40 Понятие о внутрипопуляционном генетическом полиморфизме и генетическом грузе.
41 Молекулярно-генетические основы эволюции.
42 Человек как объект генетических исследований.
43 Центры происхождения культурных растений. Работы Н.Вавилова.
44 Генофонд культурных и диких форм растений и животных.
45 Использование мутаций в селекции.
46 Применение методов генетической инженерии в селекции.
47 Системы скрещивания в селекции животных и растений: инбридинг,
аутбридинг, отдаленная гибридизация.
48 Межвидовая и межродовая гибридизация. Способы преодоления нескрещиваемости.
49 Работы И.Мичурина, Г. Карпеченко, Н. Цицына и др.
19
50 Гетерозис и его генетические механизмы.
51 Методы отбора: индивидуальный и массовый.
52 Методы отбора: по генотипу и фенотипу.
53 Признаки качественные и количественные.
54 Влияние условий внешней среды на эффективность отбора.
55 Связь генетики с другими науками. Место дисциплины среди наук о
природе
56 Значение генетики для народно-хозяйственной деятельности человека.
57 Достижения селекции на современном этапе.
58 Чистая линия. Значение линейных животных для научных исследований.
59 Модели для исследования генетических процессов.
60 Основные геномные технологии.
Задачи к экзамену по дисциплине
1. Полипептид состоит из следующих аминокислот: валин–аланин–
глицин–лизин–триптофан–валин–серин–глутаминовая кислота. Определите
структуру участка ДНК, кодирующего указанный полипептид.
2. Участок молекулы ДНК, кодирующий синтез полипептида, имеет
следующее строение: АЦЦАТАГТЦЦААГГА. Определите последовательность аминокислот в полипептиде.
3. Мех платиновой норки стоит дороже, чем стандартной коричневой, но может резко снизится в цене, когда мода изменится. Каким образом
провести скрещивание, чтобы от имеющихся на ферме стандартной самки и
платинового самца в кратчайший срок получить большое количество платиновых потомков? Ген платиновости – рецессивный.
4. Какими признаками будут обладать гибриды, полученные от
скрещивания раннеспелого овса нормального роста, гетерозиготного по первой аллели с позднеспелым гигантского роста овсом. Нормальный рост и
раннеспелость – доминантные признаки.
5. У плодов арбуза корка может быть зеленой или полосатой, форма
длинная или круглая. Гомозиготное растение с длинными зелеными плодами
скрещено с гомозиготными, имеющими круглые полосатые плоды. В первом
поколении плоды круглые зеленые. Какие плоды получатся при дальнейшем
скрещивании сортов:
а) круглых зеленых с длинными полосатыми; б) круглых зеленых с такими же?
6. У собак жесткая шерсть доминантна, мягкая рецессивна. Два жесткошерстных родителя дают жесткошерстного щенка. С особью какой масти его нужно скрестить, чтобы выяснить, имеет ли он в генотипе аллель
мягкошерстности?
7. От скрещивания томата с шаровидными желтыми плодами с томатом, дающим грушевидные красные плоды, получено 25 % особей с шаровидными красными плодами, 25 % особей с шаровидными желтыми
20
плодами, 25 % с грушевидными красными плодами. Определить генотипы
родственных форм, если известно, что шаровидная форма и красная окраска
плодов – доминирующие признаки.
8. От скрещивания белого кролика с черной крольчихой получено 6
черных и 5 белых крольчат. Почему в первом же поколении произошло расщепление? Определите генотипы родителей и крольчат.
9. Оперенность ног у кур определяется доминантным геном. Гороховидный гребень доминирует над простым. Какими признаками будут обладать гибридные куры, полученные от скрещивания кур с гороховидными
гребнями и оперенными ногами с голоногим петухом, имеющим простой
гребень? Исходные особи гомозиготны. Какая часть второго поколения, полученная от скрещивания гибридов, окажется с гороховидным гребнем и голыми ногами?
10. У морских свинок гладкая шерсть определяется рецессивным геном, а всклоченная доминантным. Скрещивание свинок с всклоченной шерстью дает 36 особей лохматых и 11 гладких. Сколько среди них
гомозиготных особей?
11. Мыши имеют генотип УУ-серые, Уу-желтые, уу-гибнут на эмбриональной стадии. Какое будет потомство у следующих родителей: желтая
х серая, желтая х желтая. При каком скрещивании можно ожидать более многочисленного потомства?
12. В каком численном соотношении можно ожидать расщепление
гибридного потомства, если скрещивать красноглазую серую дрозофилу, гетерозиготную по двум аллелям, с красноглазой черной гетерозиготной по
первой аллели (гены, контролирующие эти признаки, сцеплены).
13. У собак черный цвет шерсти доминирует над кофейным цветом, а
короткая шерсть над длинной. Обе пары генов не сцеплены. Охотник купил
собаку черную с короткой шерстью и хочет быть уверен, что она не несет генов кофейного цвета и длинной шерсти. Какого партнера по фенотипу и по
генотипу надо подобрать для скрещивания, чтобы проверить генотип купленной собаки?
14. При скрещивании земляники с красными плодами с растением,
имеющим белые плоды, в первом поколении образовались розовые плоды.
Какое потомство возникнет при скрещивании растений с розовыми плодами?
А при скрещивании растений красноплодных с розовыми плодами? Красные
плоды – доминирующий признак.
15. У кур черный цвет оперения обусловлен доминантным геном Е,
красный – его рецессивным аллелем е. Наличие гребня обусловлено доминантным геном С, отсутствие – рецессивным аллелем с. Красного петуха с
гребнем скрестили с черной курицей без гребня. Получили многочисленное
потомство, половина которого имеет черное оперение и гребень, а половина
– красное оперение и гребень. Каковы наиболее вероятные генотипы родителей?
21
16. У дрозофилы серый цвет тела доминирует над черным. При скрещивании двух серых мух в потомстве появилось 1/4 мух с черной окраской
тела. Определите генотипы серых мух.
17. У человека гены резус–фактора и эллиптоцитоза сцеплены и находятся на расстоянии 3 сМ. Резус–положительность и эллиптоцитоз доминантные признаки. Дигетерозиготная женщина выходит замуж за резус–
отрицательного мужчину с нормальными эритроцитами. Какое потомство
ожидается от этого брака? Укажите вероятность рождения детей с возможными фенотипами.
18. При скрещивании самки дрозофилы с черным телом (рецессивный
признак) и нормальными крыльями (доминантный признак) с самцом серым
(доминантный признак) телом и сетчатыми крыльями (рецессивный признак)
получено следующее потомство: серых с нормальными крыльями 280, серых
с сетчатыми крыльями 336, черных с нормальными крыльями 334, черных с
сетчатыми 230. Рассчитать расстояние между генами цвета тела и сетчатостью крыльев.
19. Фенотипически состав популяции неизменен на протяжении ряда
поколений: 700 темных особей и 900 светлых. Сколько в данной популяции
гетерозигот по гену, определяющему окраску (влиянием отбора и мутаций
пренебречь)?
20. В данной популяции 700 особей, из них 672 – с доминантным признаком. Определить количество гетерозиготных организмов.
21. В популяции диких зайцев на 1000 серых встречается 10 белых
особей. Рассчитать частоту встречаемости аллелей серой окраски, белой окраски и количества гетерозигот в этой популяции.
22. В популяции людей 16% резус–отрицательные. Резус–
положительность – доминантный признак. Вычислить процент встречаемости гетерозиготных организмов по резус–фактору в изучаемой популяции.
23. Если в семье, где у отца кровь II (А) группы, а у матери III (В)
группы, первый ребенок имел кровь I (0) группы, то какие группы крови возможны у последующих детей?
24. Женщина с I (0) группой крови резус–отрицательная (рецессивный признак) вышла замуж за гетерозиготного мужчину с III (В) группой
крови, резус–положительного. Определить генотип и фенотип детей; вероятность рождения детей с первой группой крови резус–положительного.
25. При скрещивании двух растений кукурузы с белыми зернами получены растения с пурпурными зернами. Во втором поколении получено 87
растений с пурпурными и 70 с белыми зернами (вариант: 145 и 113). Как
можно объяснить результаты скрещивания?
26. При скрещивании между собой горностаевых кур в потомстве, состоящем из 42 цыплят, получено 20 горностаевых, 12 черных и 10 чисто белых кур. Как наследуется горностаевая окраска оперения?
22
27. Определите наследование признака и генотипы членов родословных:
7 Учебно-методическое обеспечение дисциплины
7.1 Основная литература
− Клаг, У. Основы генетики [Текст] : лекции / Уильям С. Клаг, Майкл Р.
Каммингс .- 4-е изд. - М. : Техносфера, 2009. - 896 с. - (Мир биологии и
медицины) - ISBN 978-5-94836-206-9.
− Шевченко, В.А. Генетика человека: учебник / В.А. Шевченко, Н.А.
Топорнина, Н.С. Стволинская .- 2-е изд., исправ. и доп.. - М. : ВЛАДОС, 2004. - 240 с. : ил... - (Учебник для вузов). - Библиогр.: с. 237 ISBN 5-691-00717-3.
7.2 Дополнительная литература
− Генетика: учеб. пособие для вузов / А. А. Жученко - М. : КолосС, 2006.
- 480 с. : ил.. - Библиогр. в конце глав. - Предм. указ.: с. 469-476. - ISBN
5-9532-0069-2.
−
−
−
Никольский, В. И. Генетика: учеб. пособие для вузов / В. И. Никольский. - М. : Академия, 2010. - 250 с. : ил. - (Высшее профессиональное
образование. Педагогические специальности). - Прил.: с. 214-242. Библиогр.: с. 243-245. - ISBN 978-5-7695-5807-8.
Биологический энциклопедический словарь [Электронный ресурс] :
[9000 с. текста, свыше 1000 ил.]. - Электрон. дан. - М. : Директмедиа
Паблишинг, 2006. - 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). - (Классика энциклопедий). -Минимальные систем. требования: Windows 95/98 /ME/
NT /XP/ 2000, IMB PC 486 и выше, 16 MB RAM, CD-ROM, SVGA
Биология: учебник для мед. специальностей вузов: в 2 кн. / под ред. В.
Н. Ярыгина. - М. : Высш. шк., 2006.. - ISBN 5-06-004590-0
7.3 Периодическая литература
23
- Биология : реферативный журнал: свод. том: в 12 ч. - М. : ВИНиТИ,
7.4 Интернет-ресурсы
− Электронные учебники. Режим доступа: http://books4study.biz/c16
− Электронные учебники. Режим доступа: http://www.maps/edu.ru
− Электронный
журнал
«Генетика».
Режим
доступа:
http://www.maik.ru
7.5 Методические указания к лабораторным занятиям
− Малахова, М.С. Генетика и селекция. Практикум для проведения лабораторных работ./ М.С.Малахова – Бузулук: БГТИ, 2011. – 149с.
7.6 Программное обеспечение
коммуникационных технологий
современных
информационно-
− Полный интерактивный курс биологии «Открытая биология», версия 2.5, 2003.
− Тестирующая оболочка «Тестер»
8 Материально-техническое обеспечение дисциплины
Для проведения лабораторного практикума предназначена специализированная лаборатория биологии, оборудованная необходимым количеством микроскопов МБИ–6, бинокулярных луп. Имеются наборы
микробиологических препаратов, реагенты для приготовления препаратов.
Лабораторные работы могут быть проведены в компьютерном классе с использованием интерактивного курса «Открытая биология», для этого имеется
программное обеспечение в виде компьютерных дисков.
Для проведения лабораторных занятий разработаны методические пособия. Имеются атласы, рисунки, схемы.
24