Document 2355228

РАЗДЕЛ 1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
1.1. Требования к студентам
Приступая к изучению данной дисциплины, студент должен владеть
компетенциями, знаниями и умениями, сформированными при изучении клеточной биологии, генетике, молекулярной биологии, гистологии и биохимии.
1.2. Краткая характеристика данной дисциплины, ее особенности
Цитогенетика - наука изучающая закономерности наследственности во
взаимосвязи со строением и функциями различных внутриклеточных структур. Основной предмет исследований цитогенетики - хромосомы, их морфология, структурная и химическая организация, функции и поведение в делящихся
и
неделящихся
клетках.
Как
пограничная
наука цитогенетика использует методы генетики и цитологии и тесно связана с
разделами этих наук - молекулярной генетикой, цитохимией, кариологией,
кариосистематикой и др. Подразделяется на общую цитогенетику, изучающую общие клеточные основы наследственности, и цитогенетику растений,
животных, человека или медицинская цитогенетика.
1.3. Цели изучения дисциплины
Образовательный аспект:
- сформировать у студентов комплексное представление о цитогенетике как о прикладной науке изучающей хромосомные основы передачи и
реализации генетической информации. Раскрыть механизмы и пути передачи
наследственной информации с участием хромосом. Сформировать целостное
представление о клеточном уровне организации живого. Обеспечить усвоение студентами медов приготовления и анализа цитогенетических препаратов. Способствовать усвоению современных информационных технологии,
используемых в цитогенетике.
Воспитательный аспект:
- воспитание профессионала, с устойчивой гражданской позицией,
трудовой заинтересованностью на благо Отечеству, формирование гуманного и биоэтического отношения к биологическим объектам и предметам исследований. Воспитание добросовестного и эстетического отношения к труду.
Развивающий аспект:
- развитие аналитического биологического мышления, умения применять полученные теоретические знания на практике. Развитие умения самостоятельно планировать и выполнять экспериментальные работы, а также
анализировать полученные данные. Реализуя развивающий аспект, преподаватель на собственном примере должен демонстрировать высокие личностные уровни интеллектуального, морально-нравственного и этического развития личности.
1.4. Учебные задачи дисциплины
В результате изучения дисциплины студент должен овладеть следующими компетенциями:
- способность представить современную картину мира на основе целостной системы естественно-научных и математических знаний, ориентироваться в ценностях бытия, жизни, культуры (ОК–1);
- способность грамотно и самостоятельно проводить теоретическую и
экспериментальную научно-исследовательскую работу в области биоинженерии, биоинформатики и смежных дисциплин, а также оформлять ее в
письменной форме, излагать в устной форме, и участвовать в различных
формах дискуссий (ПК-1);
- способность использовать основные физико-химические и информационные методы исследования, применяемые в области физико-химической
биологии, биоинженерии и биоинформатики (ПК-23);
- способность использовать специализированные знания фундаментальных разделов математики, физики, химии, экологии для проведения исследований в области биоинженерии, биоинформатики и смежных дисциплин
(ПК-24).
Студент должен знать: молекулярные основы наследственности;
структурно-функциональная организация хромосом; проблем цитогенетической нестабильности; механизмы поведения хромосом в течении клеточного
цикла; клеточная инженерия; прикладная цитогенетика; кариотипирование
диких, сельскохозяйственных растений и животных; цитогенетический мониторинг экологии среды существования организмов; клеточная селекция;
методы цитогенетических исследований и диагностические приемы клинической генетики.
Студент должен уметь: производить забор и пробоподготовку биологического материала для цитогенетического исследования; дифференциально, различными методами окрашивать хромосомы растений, животных, человека; производить кариотипирование исследуемых образцов с составлением цитогенетических хромосомных карт с их последующим ручным и автоматическим анализом; грамотно интерпретировать полученные результаты.
1.5. Формы работы студентов
Формами работы студентов являются лекции, семинарские занятия, выполнение модульных контрольных работ, контрольное тестирование, самостоятельная работа.
1.6. Виды контроля
Текущий: контроль работы на семинарских занятиях.
Промежуточный: контрольные работы по трем модулям, контрольное
тестирование, подготовка докладов.
Итоговый: зачет (7 семестр).
1.7. Методика формирования результирующей оценки
Учебным планом по данной дисциплине предусмотрен зачет. Максимальное количество баллов, которое может набрать студент, 100.
За выполнение заданий текущего и промежуточного контроля студент
может набрать максимальное количество баллов:
За первый модуль – 30 баллов.
За второй модуль – 30 баллов.
За третий модуль – 40 баллов.
Сумма баллов складывается следующим образом: полный ответ на
лабораторном занятии – 2 балла, дополнение на лабораторном занятии – 1
балл, доклад на лабораторном занятии – до 3-х баллов, проверочная работа
на лекции – до 2-х баллов, модульная контрольная работа – 10 баллов.
Зачет проводится в конце курса. На зачет е студент имеет возможность
набрать 40 баллов.
При успешном освоении курса студент, набравший 60 баллов или более, может быть освобожден от зачета и получить оценку, в соответствии с
количеством набранных им баллов.
РАЗДЕЛ 2. СТРУКТУРА ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Всего часов (общая трудоемкость в часах)
72
В т.ч.
Аудиторных занятий
34
Из них лекций
18
Семинарских/практических занятий
16
Лабораторных занятий
0
Практикумов
0
Самостоятельных занятий
38
Изучение основной и дополнительной литературы
18
Написание курсовых работ, эссе, рефератов
10
Выполнение письменных домашних заданий,
расчетов, проектов
5
Выполнение контрольных работ, тестов
5
РАЗДЕЛ 3. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Тема
1. Введение в цитогенетику
Содержание
Вид занятий
Форма занятий
Цитогенетика как наука. Место
Аудиторные
Лекции
среди других наук. Характеристика основных методов исследоСеминарские
вания. Основные системы генов в
занятия
клетке - кариотип и плазмотип.
Функции хромосом - информаци- Самостоятельные Изучение осонная,
структурноновной и доорганизационная, сегрегационная,
полнительной
рекомбинационная, транскрипцилитературы,
онная.
электронных
Основные этапы развития цитогебиблиотечных
нетики. Цитогенетика и медицина.
ресурсов, выЦитогенетика и селекция. Значеполнение рефение цитогенетики для исследоваратов и подгоний в области генетики, биолотовка докладов.
гии.
2. Строение, функ- Хромосомы эукариот. Морфология
Аудиторные,
Лекции
ции, типы и
хромосом, ее изменение в клеточкариология хро- ном цикле. Хромомерная структуСеминарские
мосом.
ра хромосом. Эухроматиновые и
занятия
Кол-во
часов
Форма контроля
2
Опрос, проверка отчета
по лабораторной работе, контрольное тестирование, защита
рефератов.
2
4
2
2
Опрос, проверка отчета
по лабораторной рабо-
гетерохроматиновые районы хроСамостоятельная
мосом, особенности их строения,
работа
локализация в хромосомах, поведение в клеточном цикле. Основные свойства гетерохроматиновых
районов.
3. Митоз как осно- Митоз - общая характеристика прова бесполого
цессов репродуктивного деления
размножения.
клеток. Понятия о митотическом
цикле и его периодах. Изменение
активности и морфологии хромо-
Аудиторные
Изучение основной и дополнительной
литературы,
электронных
библиотечных
ресурсов, выполнение рефератов и подготовка докладов.
6
те, контрольное тестирование, защита
рефератов.
Лекции
4
Семинарские
занятия
4
Опрос, проверка отчета
по лабораторной работе, контроль-
сом в митотическом цикле. Фазы
митоза и их цитогенетическая характеристика. Преемственность наследственных свойств при митозе.
Амитоз. Эндомитоз. Политения.
Самостоятельные
Изучение основной и дополнительной
литературы,
электронных
библиотечных
ресурсов, выполнение рефератов и подготовка докладов.
10
ное тестирование, защита
рефератов.
4. Мейоз как мехаМейоз как основа полового
Аудиторные
Лекции
низм полового
размножения. Типы мейоза. ЭвоСеминарские
размножения.
люция мейоза. Характеристика осзанятия
новных фаз мейоза. Принципы рас- Самостоятельные Изучение осхождения и комбинации гомолоновной и догичных хромосом. Генетическое
полнительной
значение мейоза. Генетический
литературы,
контроль мейоза. Мейоз у межвиэлектронных
довых и межродовых гибридов.
библиотечных
Образование унивалентов и мульресурсов, вытивалентов. Нарушения мейоза в
полнение рефепервом и втором делениях. Факторатов и подгоры, влияющие на ход мейоза.
товка докладов.
4
4
Опрос, проверка отчета
по лабораторной работе, контрольное тестирование, защита
рефератов.
8
5. Хромосомные
мутации. Методы
цитогенетического
мониторинга.
Полиплоидия. Понятие основного
Аудиторные
Лекции
(базового) числа хромосом, генома,
Семинарские
кариотипа и идиограммы. Полизанятия
плоидия, гаплоидия, анеуплоидия. Самостоятельные
Изучение осАвто- и аллополиплоиды. Хромоновной и дополсомное и хроматидное расщепление.
нительной литеПричины нарушения менделевских
ратуры, элекзакономерностей в F1. Получение и
тронных бибиспользование гаплоидов. Анеуплиотечных релоиды. Механизмы возникновения
сурсов, выполвосходящей и нисходящей анеупнение рефератов
лоидии. Создание и использование
и подготовка
серии анеуплоидов (моносомиков,
докладов.
нулисомиков, трисомиков, тетрасомиков) в цитогенетических исследованиях. Использование полиплоидов
в селекции.
6. Молекулярная
Мобильные генетические элементы,
Аудиторные
Лекции
цитогенетика
их типы и строение. Генетический
Семинарские
Цитогенетические анализ высокой мутабильиости гена
занятия
базы данных и ав- al у кукурузы. Контролирующие Самостоятельные
Изучение остоматические сис- элементы и высокая мутабильностъ у
новной и дополтемы кариотипиро- кукурузы. Высокая мутабильность и
нительной литевания
мобильные генетические элементы у
ратуры, элекдрозофилы. Парамутации у кукурузы
тронных биби томатов. Цитогенетические базы
лиотечных реданных. Программное обеспечение
сурсов, выполавтоматического кариотипирования
нение рефератов
и хромосомного картирования.
и подготовка
докладов.
2
2
10
4
2
10
Опрос, проверка отчета
по лабораторной работе, контрольное тестирование, защита
рефератов.
Опрос, проверка отчета
по лабораторной работе,
контрольное
тестирование,
защита рефератов.
РАЗДЕЛ 4. ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ
1. Краткая история развития цитогенетики
2. Фиксаторы, их свойства. Правила фиксации.
3. Способы окрашивания цитогенетических препаратов.
4. Организация генетического аппарата вирусов и прокариот.
5. Типы последовательностей ДНК у эукариот. Сателлитная ДНК.
Динамические мутации.
6. Структурная организация хроматина эукариот.
7. Функциональная организация хроматина. Гетерохроматин и эухроматин.
8. Диминуция хроматина
9. Морфологическая характеристика хромосом эукариот.
10. Политенные хромосомы. Механизм образования, строение, функционирование.
11. Клеточный цикл. Митоз. Генетический контроль митоза.
12. Общая характеристика мейоза. Генетический контроль мейоза.
13. Конъюгация хромосом, формирование синаптонемального комплекса. Генетический контроль синапсиса.
14. Распределительная конъюгация хромосом
15. Доказательства хроматидной природы кроссинговера.
16. Хроматидная и хромосомная интерференция.
17. Неравный кроссинговер. Кроссинговер между сестринскими хроматидами.
18. Схема кроссинговера Холлидэя.
19. Конверсия.
20. Влияние эндогенных и экзогенных факторов на частоту кроссинговера
21. В-хромосомы: строение, поведение в митозе, мейозе, функции.
22. Механизмы возникновения хромосомных перестроек.
23. Делеции, дупликации. Роль в эволюции
24. Транслокации. Роль в эволюции
25. Инверсии.
26. Эффект положения.
27. Мобильные генетические элементы, их классификация и характеристика
28. Генетический контроль смены ядерных фаз у дрожжей
РАЗДЕЛ 5. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ПРОГРАММЫ
5.1. Список литературы:
Базовый учебник/учебное пособие
1.
Бакай, А.В. и др. Генетика - ("Учебники и учебные пособия для
студентов высших учебных заведений"). - КолосС, 2007. – 448с.
Основная литература
1.
Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика. Изд-во Новосибирского университета. 2002.
2.
Попов В.В. Геномика с молекулярно-генетическими основами. 2е изд. 2012. 304 с.
3.
Пухальский В.А., Соловьев А.А., Бадаева Е.Д., Юрцев В.Н. Практикум по цитологии и цитогенетике растений. М.: КолосС, 2007. 200 с.
4.
Сингер М., Берг П. Гены и геномы. М.: Мир, 1998, Т. 2 - 373 с.
Дополнительная литература
1. Баранов В.С., Кузнецова Т.В. Цитогенетика эмбрионального развития человека. М.: Н-Л, 2007. 658 с.
2. Ворсанова С.Г., Юров Ю.Б., Чернышов В.Н. Медицинская цитогенетика. М.: Медпрактика-М, 2006. 318 с.
3. Загоскина Н.В., Назаренко Л.В., Калашникова Е.А., Живухина Е.А.
Биотехнология. Теория и практика. 2009. 496 с.
4. Смирнов В.Г. Цитогенетика. М.: Высшая школа, 1991. 247с.
5. Демина Э.А., Пилинская М.А., Петунин Ю.И. Радиационная цитогенетика. Русско-английский словарь-справочник. Киев: Здоров’я, 2009. 368 с.
5.2. Реестр электронных библиотечных ресурсов
1. http://isir.ras.ru/ - Интегрированная Cистема Информационных Ресурсов
Российской Академии Наук.
2. http://www.viniti.msk.su/ - Всероссийский Институт Научной и Технической Информации (ВИНИТИ РАН).
3. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Pubmed - База научных данных в области
биомедицинских наук.
4. www.molbiol.ru, www.nature.ru - Учебники, научные монографии, обзоры,
лабораторные практикумы в свободном доступе на сайтах практической
молекулярной биологии.
5.3. Ссылка на ПТК «УМКа»
http://umka.volsu.ru/newumka3/