Генетика - Тамбовский государственный университет имени Г.Р

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Тамбовский государственный университет имени Г.Р.Державина»
Утверждено на заседании
Ученого Совета
Тамбовского
государственного
университета имени
Г.Р. Державина
протокол № 35 от
«25» марта 2014г.
Ректор
В. М. Юрьев
ПРОГРАММА
ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ
ПО НАПРАВЛЕНИЮ ПОДГОТОВКИ
НАУЧНО-ПЕДАГОГИЧЕСКИХ КАДРОВ В АСПИРАНТУРЕ
06.06.01 «БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ»
ПРОФИЛЬ
«ГЕНЕТИКА »
КВАЛИФИКАЦИЯ: ИССЛЕДОВАТЕЛЬ. ПРЕПОДАВАТЕЛЬ-ИССЛЕДОВАТЕЛЬ
Тамбов 2014
Программа вступительных испытаний по направлению подготовки научнопедагогических кадров в аспирантуре 06.06.01 «Биологические науки», по
профилю
«Генетика»
разработана
профессорско-преподавательским
составом кафедры биологии, обсуждена и утверждена на заседании кафедры
биологии ТГУ имени Г.Р.Державина.
Протокол № 9 от 17 марта 2014 г.
В данной программе представлены вопросы к вступительным
испытаниям по направлению подготовки научно-педагогических кадров в
аспирантуре 06.06.01 «Биологические науки», по профилю «Генетика».
Программа вступительных испытаний сформирована на основе
федеральных государственных образовательных стандартов высшего
образования по программам как специалитета, так и магистратуры, и дает
возможность оценить качество знаний поступающих в аспирантуру по
данному профилю.
Структура программы
1. Цели и задачи вступительных испытаний
Целью вступительного испытания для поступающих должна стать
возможность показать свое умение мыслить биологически при анализе того
или иного материала, объясняя, чем вызваны поиски и открытия в том или
ином направлении научного знания, какие конкретно факторы, предпосылки
(генетические, экологические или что-то другое) послужили толчком к
появлению новых идей и выводов.
Основные задачи испытания:
-практических
и личных интересов поступающего;
усвоение и развитие
исследователя;
компетенций
поступающего, обеспечивающие
исследователя, преподавателяпоступающему данной
программы.
2. Требования к знаниям и умениям поступающего
В соответствии с предъявляемыми требованиями по направлению
подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре 06.06.01
«Биологические науки», по профилю «Генетика», поступающий должен:
быть хорошо эрудированным, обладать высокой культурой
биологического мышления;
знать теоретические основы и закономерности функционирования
генетики, принципы соотношения методологии и методов генетического
исследования;
иметь представление об основных тенденциях и направлениях развития
мировой и отечественной генетики;
уметь квалифицированно анализировать современные научные проблемы в
рамках одного из разделов генетики;
владеть методикой и технологией создания и использования
биологических моделей;
освоить методику генетического анализа в различных сферах
генетической науки – фундаментальной и практической.
владеть инновационными технологиями в практике генетической работы.
Умения и навыки:
владение навыками самостоятельной научно-исследовательской и
научно-педагогической деятельности, требующими широкого образования в
соответствующем направлении;
умение определять проблему, формулировать гипотезы и решать задачи,
возникающие в ходе научно-исследовательской и педагогической
деятельности и требующие углубленных профессиональных знаний;
умение формировать план исследования, выбирать необходимые методы
исследования, модифицировать существующие и разрабатывать новые
методы исходя из задач конкретного исследования;
умение обрабатывать полученные результаты, анализировать и
осмысливать их с учетом имеющихся литературных данных;
умение вести библиографическую работу с привлечением современных
информационных технологий;
умение представлять итоги проделанной работы в виде отчетов,
рефератов, статей, оформленных в соответствии с имеющимися
требованиями, с привлечением современных средств редактирования и
печати.
3. Содержание программы (аннотации тем)
Раздел I. Генетика и ее место в биологии.
Предмет генетики. Истоки генетики. Значение работ
Г. Менделя в
формировании методологии генетики. Роль отечественных ученых в
развитии генетики и селекции (Н.И. Вавилов, А.С. Серебровский, Н.К.
Кольцов, Ю.А. Филипченко, С.С. Четвериков и др.). Основные этапы
развития генетики. Место генетики среди биологических наук. Задачи и
перспективы генетики. Методы генетики. Метод генетического анализа. Г.
Мендель как основатель метода генетического анализа.
Раздел II. Клетка как основа наследственности и воспроизведения.
Клеточные и неклеточные формы организации живого – эукариоты,
прокариоты, вирусы. Роль органоидов клетки в преемственности поколений.
Значение цитологических методов в исследованиях материальных основ
наследственности. Строение и роль ядра в наследственности, доказательства
роли ядра, хромосом и ДНК в передаче свойств и признаков.
Клеточный цикл. Митоз и мейоз. Стадии деления клетки и их генетическая
сущность. Регуляция биосинтеза ДНК в митотическом цикле.
Структурная модель ДНК Уотсона и Крика. Механизм репликации ДНК.
Функции ДНК, гистонов и РНК в клеточном метаболизме. Специфика ДНК.
Функции РНК. Репликация ДНК и репродукция хромосом. Значение
непрерывного потока информации при репликации и транскрипции.
Воспроизведение и распределение органелл цитоплазмы и ядра при делении
клетки.
Раздел III. Основы наследственности.
Гены и хромосомы. Развитие представлений о хромосомном наборе.
Структура и функции хромосом. Компоненты хромосом: ДНК, РНК, белки.
Взаимодействие молекул в структуре хромосом. Специфичность морфологии
и числа хромосом. Парность набора хромосом в соматических клетках.
Гомологичные хромосомы. Кариотип. Цитогенетические различия и видовая
изоляция.
Генетический код и его свойства: триплетность, вырожденность,
универсальность. Перекрывание и рамки считывания кодонов.
Структурно-функциональная организация генома эукариот. Рекомбинация.
Генетические и цитологические карты хромосом. Идентификация хромосом.
Внеядерная наследственность.
Раздел IV. Изменение хромосом.
Факторы, влияющие на хромосомный набор. Парадокс размеров генома. Роль
экологических факторов в возникновении хромосомных аберраций.
Генетические факторы риска. Перестройки, связанные с изменением
морфологии хромосом. Перестройки, связанные с изменением числа
хромосом. Спонтанная изменчивость хромосом в соматических клетках.
Геномные и хромосомные мутации. Генные мутации, мутационный эффект
на фенотипическом и молекулярном уровнях. Индуцированный мутагенез.
Генетические эффекты радиации. Репарации повреждений генетического
материала. Химический мутагенез. Действие химических мутагенов на
хромосомы и ДНК. Молекулярные основы мутаций и процессов репараций.
Анеуплоидия. Полиплоидия. Механизмы фенотипического проявления
хромосомного дисбаланса.
Роль различных хромосомных перестроек в эволюционных преобразованиях
кариотипа. Кариотипические особенности разных видов. Принцип
стабильности хромосом.
Молекулярные
механизмы
хромосомных
повреждений. Репарация ДНК.
Раздел V. Генетический анализ.
Менделизм как основа генетического анализа. Разрешающая способность
генетического (гибридологического) метода и ограниченность его
применения. Генетический анализ у эукариот при половом размножении.
Системы скрещиваний, подбор исходного материала, оценки результатов
скрещиваний. Анализирующее скрещивание.
Исходный материал для генетических исследований. Генетические
коллекции. Роль генетических моделей в генетике. Понятие признака в
генетике.
Раздел VI. Сцепленное наследование и методы его анализа.
Группы сцепления и число хромосом. Расщепление при независимом
наследовании, при полном и неполном сцеплении. Определение групп
сцепления. Идентификация и локализация гена. Хромосомная теория
наследственности Т. Моргана. Условия, влияющие на кроссинговер.
Раздел VII. Цитоплазматическая наследственность.
Методы выявления цитоплазматической (нехромосомной) наследственности.
Плазмон, цитоплазмон и пластом, их изменчивость. Значение метода
реципроктных и обратных скрещиваний, методов замены ядра. Пластидная
наследственность. Типы пластидной наследственности и изменчивости.
Митохондриальная наследственность. Явление цитоплазматической мужской
стерильности (ЦМС).
Раздел VIII. Генетика популяций.
Наследственность, изменчивость и отбор как факторы популяции. Понятие
вида и популяции, макро- и микроэволюции. Популяция и ее генетическая
структура. Популяция организмов с перекрестным оплодотворением и
самооплодотворением. Учение Иоганнсена о популяциях и чистых линиях.
Наследование в популяциях. Генетическое равновесие в панмиктической
популяции. Факторы генетической динамики популяции. Роль мутационной
изменчивости в популяции (С.С. Четвериков). Действие отбора. Понятие о
селективной ценности генотипов и коэффициенте отбора. Факторы изоляции.
Изменения в генетической структуре популяций: мутации, дрейф генов,
миграции, отбор. Микроэволюция. Роль микроэволюции в растениеводстве.
Раздел IX. Генетические основы селекции.
Генетика как теоретическая основа селекции. Селекция как наука. Учение об
исходном материале в селекции. Центры происхождения культурных
растений по Н.И. Вавилову. Понятие о породе, сорте, штамме.
Особенности отдаленной (межвидовой и межродовой) гибридизации:
скрещиваемость, фертильность и особенности расщепления у гибридов.
Реципроктные скрещивания. Пути преодоления нескрещиваемости. Работы
отечественных ученых по отдаленной гибридизации (И.В. Мичурин, Г.Д.
Карпеченко и др.). Методы преодоления стерильности отдельных гибридов.
Амфидиплоидия. Ресинтез видов и получение новых видовых форм.
Изменчивость как источник материала для отбора в селекции. Использование
индуцированной мутационной изменчивости в селекции растений. Значение
разных методов отбора в селекции. Регуляция генной экспрессии. Значение
условий внешней среды для эффективности отбора.
Явление гетерозиса. Использование простых и двойных гибридов в
растениеводстве.
Производство
гибридных
семян
на
основе
цитоплазматической мужской стерильности.
Коэффициент наследуемости и его использование в выборе методов
селекции.
Роль агротехнических мероприятий в реализации потенциальной
продуктивности сортов растений.
Успехи отечественных селекционеров в создании сортов растений.
Основные методы генетико-селекционной работы И.В. Мичурина,
акклиматизация и интродукция растений (метод Ментора, отдаленная
гибридизация
плодовых
культур,
опыление
смесью
пыльцы,
предварительное вегетативное сближение и вегетативная гибридизация,
спартанский режим воспитания гибридов, метод посредника, управление
доминированием). Значение работ И.В. Мичурина в развитии селекции
плодовых растений и биологии в целом. Наиболее распространенные сорта
яблони, груши, вишни и др. культур, выведенные И.В. Мичуриным.
Генетическая оценка селекции растений на засухоустойчивость,
морозоустойчивость, холодостойкость, устойчивость к болезням и
вредителям, селекция на высокое хозяйственное и биохимическое качество
с/х растений, селекция растений на солеустойчивость, приспособленность к
механизированной технологии возделывания и орошения, физиологическая
стратегия селекции и генетики.. Пути развития современных направлений в
селекции растений (мутагенез, полиплоидия, отдаленная гибридизация,
генная и клеточная инженерия), моделирование сортов растений с помощью
компьютерной техники и ЭВМ. Конструирование, клонирование и отбор
рекомбинантных форм и практическое использование данных в селекции
растений.
4. Вопросы к вступительному испытанию
1. Предмет, история развития, задачи и перспективы генетики.
2. Методы генетики.
3. Клеточные и неклеточные формы организации живого.
4. Строение и роль ядра в наследственности.
5. Клеточный цикл. Митоз и мейоз.
6. Строение и роль ДНК и РНК.
7. Гены и хромосомы.
8. Генетический код и его свойства.
9. Структурно-функциональная организация генома эукариот. Рекомбинация.
10. Генетические и цитологические карты хромосом. Идентификация
хромосом.
11. Внеядерная наследственность.
12. Факторы, влияющие на хромосомный набор.
13. Геномные и хромосомные мутации.
14. Роль различных хромосомных перестроек в эволюционных
преобразованиях кариотипа.
15. Менделизм как основа генетического анализа.
16. Исходный материал для генетических исследований.
17. Сцепленное наследование и его механизмы.
18. Хромосомная теория наследственности Т. Моргана.
19. Цитоплазматическая наследственность.
20. Популяция и ее генетическая структура.
21. Факторы генетической динамики популяции.
22. Факторы изоляции.
23. Изменения в генетической структуре популяций: мутации, дрейф генов,
миграции, отбор.
24. Генетика как теоретическая основа селекции. Селекция как наука.
25. Учение об исходном материале в селекции. Центры происхождения
культурных растений по Н.И. Вавилову.
26. Особенности отдаленной (межвидовой и межродовой) гибридизации.
27. Изменчивость как источник материала для отбора в селекции.
28. Значение разных методов отбора в селекции.
29. Явление гетерозиса.
30. Роль агротехнических мероприятий в реализации потенциальной
продуктивности сортов растений.
31. Успехи отечественных селекционеров в создании сортов растений.
32. Основные методы генетико-селекционной работы И.В. Мичурина.
5. Рекомендуемая литература
Основная литература
1. Курчанов Н.А. Генетика человека с основами общей генетики:
руководство для самоподготовки. СпецЛит, 2010.
2. Нахаева В.И. Практический курс общей генетики: учебное пособие для
студентов биологических специальностей педагогических высших
учебных заведений. ФЛИНТА, 2011.
Дополнительная литература
1. Гладков Л.А., Курейчик В.В., Курейчик В.М. Генетические алгоритмы:
учебник. ФИЗМАТЛИТ, 2010.
2. Давидчук Н.В., Еремеева Н.В. Делектус семян: каталог. Тамбов: Издат.
дом ТГУ им. Г.Р. Державина, 2010.
3. Докинз Р. Расширенный фенотип: длинная рука гена. М.: Астрель:
CORPUS, 2010.
4. Козлов Н.Н. Математический анализ генетического кода. БИНОМ.
Лаборатория знаний, 2010.
5. Леруа А.М. Мутанты: о генетической изменчивости и человеческом теле.
М.: Астрель: CORPUS, 2010.