kv1-reproduktivnaya_biologiya-mag

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Биологический факультет
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебно-методической работе
___________________Е.Г.Елина
"_____" _______________2011 г.
Рабочая программа дисциплины
Курс по выбору 1. Репродуктивная биология
Направление подготовки
020400 Биология
Магистерская программа
Общая биология
Квалификация выпускника
Магистр
Профиль подготовки
Генетика
Форма обучения
очная
Саратов,
2011
1. Цели освоения дисциплины.
Цель освоения дисциплины «Репродуктивная биология» - сформировать у
обучающихся современные представления о закономерностях зарождения и первых
этапах развития растений и животных и механизмах генетической детерминации пола у
разных таксономических групп. Задачи дисциплины: изучение процессов протекающих
в генеративной сфере покрытосеменных растений, генетической регуляции формирования
репродуктивных структур растений, изучение генетических закономерностей основных
этапов эмбрионального развития
животных, изучение механизмов генетического
контроля полового размножения и пола у разных организмов.
2. Место дисциплины в структуре ООП магистратуры.
Цикл М.3, вариативная часть, курс по выбору, дисциплина изучается в 3 семестре.
Для успешного освоения данной дисциплины необходимо знание физиологии
человека и животных, биологии индивидуального развития», генетики, цитологии.
Освоение данной дисциплины как предшествующей важно для изучения дисциплин
«Молекулярно-генетические основы коммуникации организмов», «Проблемы геномики,
протеомики и гликомики», а также
для успешной работы над выпускной
квалификационной раотой.
3. Компетенции
дисциплины
обучающегося,
формируемые
в
результате
освоения
В процессе освоения дисциплины формируются компетенции ОК-1, ПК-3, ПК-10,
ПК-11, ПК-12, ПК-13, СК-1, СК-3.
ОК-1: способен к творчеству (креативность) и системному мышлению;
ПК-3: самостоятельно анализирует имеющуюся информацию, выявляет
фундаментальные проблемы, ставит задачу и выполняет полевые, лабораторные
биологические исследования при решении конкретных задач по специализации с
использованием современной аппаратуры и вычислительных средств, демонстрирует
ответственность за качество работ и научную достоверность результатов;
ПК-10: глубоко понимает и творчески использует в научной и производственнотехнологической деятельности знания фундаментальных и прикладных разделов
специальных дисциплин магистерской программы.
ПК-11: умеет планировать и реализовывать профессиональные мероприятия (в
соответствии с целями магистерской программы).
ПК-12: применяет методические основы проектирования и выполнения полевых и
лабораторных биологических и экологических исследований с использованием
современной аппаратуры и вычислительных комплексов (в соответствии с целями
магистерской программы), генерирует новые идеи и методические решения.
СК-1: владеет широким спектром
культивирования биологического материала;
методов
описания,
классификации,
СК-3: владеет современными методами общей биологии и эффективно использует
их для решения практических задач биомедицины, сельского хозяйства, биотехнологии,
охраны природы и образования;
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
Знать: закономерности развития репродуктивных структур цветковых растений, что
предполагает освоение студентом следующих аспектов: особенностей морфогенеза
и генетической регуляции развития цветка и его структур, развития мужского и
женского гаметофитов, эмбрио- и эндоспермогенеза у растений; особенности
регуляции активности и экспрессии генов в онтогенезе животных; механизмы
генетической детерминации пола и половых признаков.
Уметь: применять знания об эмбриологических
закономерностях при изучении
семенного размножения у покрытосеменных, при анализе индивидуального
развития животных и особенностях наследования пола в прогнозировании и
объяснении результатов при изучении генетически разнообразного потомства в
естественных популяциях, при решении практических задач в области селекции,
биотехнологии, генетической инженерии.
Владеть: навыками по применению основных закономерностей генетики для объяснения
биологических процессов и изменений в популяциях живых организмов.
.
4. Структура и содержание дисциплины.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единицы 216 часа.
4.1. Структура дисциплины.
№
п/п
1
2
3
4
5
Раздел дисциплины
Раздел 1.
«Генетические
аспекты
эмбриологии
растений»
Генетический
контроль развития
цветка и органов
цветка
Генетический
контроль мейоза
Генетический
контроль развития
мужского и
женского
гаметофитов
Опыление и
оплодотворение
Генетика эмбрио- и
эндоспермогенеза
Раздел 2.
«Генетика
развития
Виды учебной работы, включая
самостоятельную работу студентов и
трудоемкость (в часах)
ПракСамотич.
Лекции
стоят.
Всего
заняработа
тия
Формы текущего
контроля успеваемости
(по неделям семестра)
Формы промежуточной
аттестации (по
семестрам)
Семестр
Неде-ля
семестра
3
1-5
10
16
50
76
3
1, 2
2
4
10
16
Устный опрос
3
2, 3
2
2
10
14
Устный опрос
3
3, 4, 5 2
4
10
16
Устный опрос
3
4, 6
2
2
10
14
Устный опрос
3
5, 7, 8 2
4
10
16
Устный опрос
3
6-9
12
40
60
8
1
2
3
4
1
2
3
животных»
Генетическое
обеспечение плана
строения организма
Генетический
контроль
сегментации и
гомеозисные гены
Генетические
основы клеточной
дифференцировки
Гены
эмбриональной
индукции.
Формообразование
Раздел 3.
«Генетика пола»
Многообразие
типов определения
пола
Механизмы
генетической
детерминации пола
у растений
Молекулярногенетические
механизмы
определения пола у
животных
Промежуточная
аттестация
Итого по
дисциплине
3
6, 9
2
2
10
14
Устный опрос
3
7, 10, 2
11
4
10
16
Устный опрос
3
8, 12
2
2
10
14
Устный опрос
3
9, 13, 2
14
4
10
16
Контрольная
работа №1
3
10-12
6
8
30
44
3
10,
2
15, 16
4
10
16
Устный опрос
3
11, 17 2
2
10
14
Устный опрос
3
12, 18 2
2
10
14
Контрольная
работа №2
36
36
Экзамен
156
216
Экзамен
3
3
1-12
24
36
4.2. Содержание дисциплины.
Раздел 1. «Генетические аспекты эмбриологии растений»
Тема 1. Генетический контроль развития цветка и органов цветка
Гены флоральной индукции, раннего и позднего перехода растений к цветению.
Гены цветковых меристем. Гомеозисные и гетерохронические мутации. Гипотеза
взаимодействия гомеозисных генов при формировании структур цветка. Особенности
проявления их мутаций. Гены с МАДS-боксом. Кадастровые гены. Активация и регуляция
генов, контролирующих тип органов цветка.
Тема 2. Генетический контроль мейоза
Мутации предмейотических митозов. Мутанты с нарушением мейотического
цикла. Синаптические гены. Мутации нарушения веретена деления. Генетические
последствия меймутаций.
Тема 3. Генетический контроль развития мужского и женского гаметофитов
Генетический контроль развития пыльцы. Экспрессия генов в спорофите и
гаметофите. Типы и механизм контроля цитоплазматической мужской стерильности.Гены
отвечающие за качественные и количественные признаки макрогаметофита. Мутации
макроспоро- и макрогаметогенеза. Влияние на проявление признаков мужского и
женского гаметофитов анеуплоидии, гаплоидии и полиплоидии.
Тема 4. Опыление и оплодотворение
Взаимодействие пыльцы и столбика при опылении. Механизмы внутривидовой
несовместимости мужского гаметофита и пестика. Генетика само- и перекрестной
несовместимости (аллели несовместимости). Ингибирование роста пыльцевых трубок.
Преодоление барьера несовместимости. Генетический
контроль оплодотворения.
Отклонения от нормального полового процесса: моно- и полиспермия, семигамия,
одинарное оплодотворение.
Тема 5. Генетика эмбрио- и эндоспермогенеза
Особенности развития зародыша у однодольных и двудольных. Цитогенетическая
характеристика зародыша. Гены, экспрессирующиеся в раннем эмбриогенезе. Гены
экспрессирующиеся в процессе созревания зародыша. Мутанты по эмбриогенезу. Данные
о генетической детерминация партеногенеза и андрогенеза. Типы развития эндосперма.
Гены автономного развития и дефектности эндосперма. Соотношение плоидности
зародыша и эндосперма у половых и апомиктичных видов. Геномный инпринтинг.
Раздел 2. «Генетика развития животных»
Тема 1. Генетическое обеспечение плана строения организма
Молекулярно-генетическое обеспечение плана строения организма. Формирование
полярных градиентов ооцита. Системы генов, контролирующие формирование полярных
градиентов. Гены с материнским эффектом.
Тема 2. Генетический контроль сегментации и гомеозисные гены
Классификация генов, контролирующих сегментацию развивающихся организмов.
Сегрегационные гены. Гены сегментарной полярности. Два комплекса гомеозисных генов:
ВС-С и ANT- С, их роль в регуляции развития. Особенности гомеозисных генов и
механизм их действия в процессе развития. Место и время действия гомеозисных генов у
дрозофилы. Свойства генов. Модель Э. Льюиса о контроле сегментации дрозофилы
гомеозисными генами Молекулярное строение гомеозисных генов. НОХ- гены
млекопитающих.
Тема 3. Генетические основы клеточной дифференцировки
Понятие о детерминации и трансдетерминации. Региональная детерминация.
Молекулярно- генетические причины детерминации и дифференциации клеток.
Изоферменты как показатель активности генов в ходе клеточной дифференцировки.
Экспериментальные модели исследования дифференцировки клеток. Регуляторные гены.
Тема 4. Гены эмбриональной индукции. Формообразование
Методы изучения эмбриональной индукции. Понятие об индукторах и
компетентной ткани. Первичная эмбриональная индукция. Нейральная индукция.
Мезодермальная индукция. Особенности взаимодействия
молекулярных факторов,
индуцирующих формообразовательные процессы. Эктотипическая экспрессия генов
регулирующих развитие глаза у дрозофилы, лягушки, мыши.
Раздел 3. «Генетика пола»
Тема 1. Многообразие типов определения пола
Понятие о парасексуальном процессе и относительной сексуальности. Определение
пола у водорослей, грибов и мхов. Эпигамное, сингамное и прогамное определение пола.
Температуро-зависимое определение пола у пресмыкающихся. Хромосомные типы
определения пола (Protenor- и Lygeus-типы). Понятие о гомогаметном и гетерогаметном.
Гаплоидно-диплоидный тип определения пола. Определение пола у тли, в результате
потери в жизненном цикле одной из Х-хромосом.
Тема 2. Механизмы генетической детерминации пола у растений
Половой полиморфизм растений. Генетические механизмы определения пола
цветков: система Х-У хромосом, гены детерминаторы. Регуляция пола цветков
цитоплазматическими
генами.
Эколого-гормонально-генетическая
концепция
определения пола у раздельнополых растений (гипотеза М.Х.Чайлахяна и В.Н.Хрянина).
Тема 3. Молекулярно-генетические механизмы определения пола у животных
Определение пола у дрозофилы. Балансовая теория пола К. Бриджеса. Гены
нумераторы и денумераторы. Альтернативный сплайсинг - основной путь реализации
программы детерминации пола у дрозофилы. Особенности строения и функционирования
Х и У хромосом человека. Поведение половых хромосом в мейозе. Половой хроматин.
Гипотеза М.Лайон о женском мозаицизме по половым хромосомам. Определение пола у
человека на хромосомном уровне, на уровне гонад, вторичных половых признаков и
психологических особенностей. Первичная и вторичная детерминация пола у
млекопитающих. Развитие гонад и половых органов. Гены, отвечающие за
дифференцировку пола у человека. Механизм первичной детерминации пола у
млекопитающих. Нарушения определения пола у человека, связанное с мутациями генов,
детерминирующих
развитие
пола
(синдром
тестикулярной
феминизации,
псевдовагинальной гипоспадии и др.).
5. Образовательные технологии.
В образовательном процессе используются основные формы работы в виде лекций,
практических и семинарских занятий. На лекциях применяются мультимедийные
презентации. Текущий контроль знаний организован в виде опросов и устных докладов.
Семинарские занятия организованы в форме сообщений студентов, их обсуждения и
дискуссий. Для более полного усвоения материала применяется разбор сложных тем.
Самостоятельная
работа
студентов
подкреплена
учебно-методическим
и
информационным обеспечением, включающим учебники, учебно-методические пособия,
конспекты лекций, Интернет-ресурсы. Удельный вес активных и интерактивных форм
обучения составляет 20% аудиторных занятий.
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной
аттестации по итогам освоения дисциплины.
Самостоятельная работа студентов проводится в форме изучения специальной и
справочной литературы с целью углублённого освоения материала лекций, ознакомления
с периодическими изданиями естественнонаучной направленности. Самостоятельная
работа студентов включает подготовку к практическим и семинарским занятиям, работу с
литературой для подготовки устных докладов. Текущий контроль включает устные и
письменные опросы, устные доклады.
Вопросы для текущего контроля
Раздел 1. «Генетические аспекты эмбриологии растений»
Тема 1. Генетический контроль развития цветка и органов цветка
Литература: основная – 1; дополнительная – 3, 13.
1. Гены флоральной индукции.
2. Гены раннего и позднего перехода растений к цветению.
3. Гены цветковых меристем.
4. Гомеозисные и гетерохронические мутации.
5. Расположение органов цветка.
6. Гипотеза взаимодействия гомеозисных генов при формировании структур цветка.
7. Особенности проявления их мутаций.
8. Гены с МАДS-боксом. Кадастровые гены.
9. Особенности экспрессии гомеозисных генов при развитии органов цветка.
10. Активация и регуляция генов, контролирующих тип органов цветка.
Тема 2. Генетический контроль мейоза
Литература: основная – 1; дополнительная – 3, 6, 13.
1.
2.
3.
4.
5.
Мутации предмейотических митозов.
Мутанты с нарушением мейотического цикла.
Синаптические гены.
Мутации нарушения веретена деления.
Генетические последствия меймутаций.
Тема 3. Генетический контроль развития мужского и женского гаметофитов
Литература: основная – 1; дополнительная – 3, 6, 13.
1. Данные о генах влияющих на развитие пыльцы.
2. Экспрессия генов в спорофите и гаметофите.
3. Типы цитоплазматической мужской стерильности (ЦМС).
4. Механизм контроля мужской стерильности.
5. Гаметофитный и спорофитный контроль ЦМС.
6. Гены отвечающие за качественные и количественные признаки
макрогаметофита.
7. Мутации генов влияющих на макроспоро- и макрогаметогенез.
8. Вопросы эволюции зародышевых мешков.
9. Влияние на проявление признаков гаметофита хромосомных мутаций.
10. Влияние на проявление признаков гаметофита геномных мутаций.
11. Влияние на проявление признаков гаметофита мутаций цитоплазматических
генов.
Тема 4. Опыление и оплодотворение
Литература: основная – 1; дополнительная – 3, 6, 11, 13.
1. Связь структуры цветка со способом опыления.
2. Взаимодействие пыльцы и столбика.
3. Механизмы внутривидовой несовместимости мужского гаметофита и пестика.
4. Генетика само- и перекрестной несовместимости (аллели несовместимости).
5. Ингибирование роста пыльцевых трубок.
6. Преодоление барьера несовместимости.
7. Отклонения от нормального оплодотворения: моно- и полиспермия.
8. Семигамия.
9. Одинарное оплодотворение.
10. Оплодотворение полярных ядер.
11. Особенности оплодотворения при отдаленной гибридизации.
Тема 5. Генетика эмбрио- и эндоспермогенеза
Литература: основная – 1; дополнительная – 3, 6, 13.
1. Начальные этапы эмбриогенеза.
2. Классификация типов развития зародышей.
3. Понятие об автономности зародыша.
4. Особенности развития зародыша однодольных и двудольных.
5. Цитогенетическая характеристика зародыша.
6. Гены, экспрессирующиеся в раннем эмбриогенезе.
7. Гены экспрессирующиеся в процессе созревания зародыша.
8. Мутанты по эмбриогенезу.
9. Типы развития эндосперма. Биологическая роль эндосперма.
10. Проблема взаимоотношения зародыша и эндосперма.
11. Гены автономного развития и дефектности эндосперма.
12. Плоидность эндосперма. Соотношение плоидности зародыша и эндосперма у
половых и апомиктичных видов.
13. Геномный инпринтинг.
Раздел 2. «Генетика развития животных»
Тема 1. Генетическое обеспечение плана строения организма
Литература: основная – 2,3; дополнительная – 4,5,7.
1. Формирование полярных градиентов оцитов дрозофилы. Роль генов.
2. Система генов, контролирующая формирование апикально-вегетативного
градиента.
3. Система генов, контролирующая формирование дорзо-вентрального градиента.
4. Система генов, контролирующая формирование терминальных структур
дрозофилы.
5. Гены с материнским эффектом.
Тема 2. Генетический контроль сегментации и гомеозисные гены
Литература: основная – 2,3; дополнительная – 4,5,7.
1. Классификация генов, контролирующих сегментацию.
2. Гены сегментации: GAP- гены.
3. Гены сегментации: PAIR- RULE – гены и гены сегментарной полярности.
4. Гены сегментарной полярности.
5. Гомеозисные гены: их роль в развитии.
6. Гомеозисные гены: принцип действия.
7. Модель Э. Льюиса о контроле сегментации дрозофилы генами ВХ – С.
8. Гомеозисные гены: молекулярное строение.
9. Роль НОХ – генов в эмбриогенезе млекопитающих.
Тема 3. Генетические основы клеточной дифференцировки
Литература: основная – 2,3; дополнительная – 4,5,7.
1. Понятие о детерминации и дифференциации клеток.
2. Трансдетерминация.
3. Региональная детерминация ( компартменизация).
4. Молекулярно-генетические причины детерминации и дифференциации клеток.
Дифференциальная экспрессия генов. Изоферменты.
5. Регуляция экспрессии гомеозисных генов. Регуляторные гены.
6. Экспериментальные модели исследования дифференцировки клеток.
Тема 4. Гены эмбриональной индукции. Формообразование
Литература: основная – 2,3; дополнительная – 4,5,7.
1. Межклеточные взаимодействия. Взаимодействие индуктора и компетентной
ткани.
2. Эмбриональная индукция. Методы изучения эмбриональной индукции.
3. Эксперименты Г. Шпемана.
4. Мезодермальная индукция.
5. Нейральная индукция.
6. Двухградиентная гипотеза эмбриональной индукции. Эксперименты
С.
Тойвонена.
7. Особенности взаимодействия молекулярных факторов, индуцирующих
формообразовательные процессы.
8. Эктотипическая экспрессия генов. Эксперименты В. Геринга.
Раздел 3. «Генетика пола»
Тема 1. Многообразие типов определения пола
Литература: основная – 3; дополнительная – 1, 4, 10, .
1. Понятие о парасексуальном процессе и относительной сексуальности. Определение
пола у грибов и водорослей.
2. Эпигамный, сингамный и прогамный типы определения пола.
3. Хромосомное определение пола. Понятие о гомогаметном и гетерогаметном поле.
Protenor- и Lygeus-типы определения пола.
4. Гаплоидно-диплоидный тип определения пола.
5. Определение пола у тли, в результате потери в жизненном цикле одной из Ххромосом.
Тема 3. Механизмы генетической детерминации пола у растений
Литература: основная – 3; дополнительная – 1, 6, 12, 13
1. Програмный и сингамный типы определение пола у покрытосеменных растений.
2. Эколого-гормонально-генетическая концепция определения пола у раздельнополых
растений (гипотеза М.Х.Чайлахяна и В.Н.Хрянина).
Тема 3. Молекулярно-генетические механизмы определения пола у животных
Литература: основная – 3; дополнительная – 2,8, 9.
3. Балансовая теория пола К.Бриджеса.
4. Гены нумераторы и денумераторы.
5. Альтернативный сплайсинг - основной путь реализации программы детерминации
пола у дрозофилы.
1. Особенности строения и функционирования Х и У хромосом человека. Поведение
половых хромосом в мейозе.
2. Половой хроматин. Гипотеза М.Лайон о женском мозаицизме по половым
хромосомам.
3. Определение пола у человека на хромосомном уровне, на уровне гонад, вторичных
половых признаков и психологических особенностей.
4. Первичная и вторичная детерминация пола у млекопитающих. Развитие гонад и
половых органов.
5. Гены, отвечающие за дифференцировку пола у человека. Механизм первичной
детерминации пола у млекопитающих.
6. Нарушения определения пола у человека, связанное с мутациями генов,
детерминирующих развитие пола (синдром тестикулярной феминизации,
псевдовагинальной гипоспадии и др.).
Вопросы для промежуточной аттестации
Цель и задачи репродуктивной биологии растений.
Гены раннего и позднего перехода растений к цветению.
Гены, определяющие развитие цветковых меристем.
Генетический контроль развития органов цветка.
Гомеозисные гены у растений, их роль при формировании структур цветка.
Молекулярные механизмы развития цветка. Гены с МАDS-боксом, их функция.
Генетический контроль мейоза. Меймутации и их генетические последствия.
Гены, влияющие на развитие микрогаметофита.
Типы цитоплазматической мужской стерильности. Механизм контроля мужской
стерильности.
10. Гены, влияющие на развитие макрогаметофита. Проявление мутаций.
11. Влияние хромосомных и цитоплазматических мутаций на проявление
гаметофитных признаков.
12. Влияние геномных мутаций на проявление признаков мужского и женского
гаметофитов.
13. Прорастание пыльцы и рост пыльцевой трубки. Взаимодействие пыльцы и рыльца.
Способы вхождения пыльцевой трубки в зародышевый мешок.
14. Механизмы внутривидовой несовместимости мужского гаметофита и пестика.
Генетика само- и перекрестной несовместимости (аллели несовместимости).
15. Двойное оплодотворение и его биологическая роль. Гены, влияющие на
оплодотворение.
16. Особенности оплодотворения при отдаленной гибридизации.
17. Классификация типов развития зародышей двудольных. Особенности развития и
строения зародышей однодольных.
18. Генетический контроль раннего и позднего эмбриогенеза у растений.
19. Мутанты по эмбриогенезу у растений
20. Развитие зародыша без оплодотворения. Данные о генетической детерминации
партеногенеза и андрогенеза.
21. Типы развития эндосперма. Гены автономного развития
и дефектности
эндосперма. Плоидность эндосперма.
22. Соотношение плоидности зародыша и эндосперма у половых и апомиктичных
видов. Геномный инпринтинг.
23. Генетика индивидуального развития животных,
24. Формирование полярных ооцитов дрозофилы. Роль генов.
25. Система генов, контролирующая формирование апикально-вегетативного
градиента.
26. Система генов, контролирующая формирование дорзо-вентрального градиента и
терминальных структур дрозофилы.
27. Гены с материнским эффектом.
28. Гены сегментации: GAP- гены.
29. Гены сегментации: PAIR- RULE – гены и гены сегментарной полярности.
30. Гомеозисные гены: принцип действии и роль в развитии.
31. Модель Э. Льюиса о контроле сегментации дрозофилы генами ВХ – С.
32. Регуляция экспрессии гомеозисных генов. Регуляторные гены.
33. Гомеозисные гены: молекулярное строение.
34. Роль НОХ – генов в эмбриогенезе млекопитающих.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
35. Понятие о детерминации и дифференциации клеток. Трансдетерминация.
36. Региональная детерминация ( компартменизация).
37. Молекулярно-генетические причины детерминации и дифференциации клеток.
Дифференциальная экспрессия генов. Изоферменты.
38. Межклеточные взаимодействия. Взаимодействие индуктора и компетентной
ткани.
39. Эмбриональная индукция. Методы изучения эмбриональной индукции.
Эксперименты Г. Шпемана.
40. Мезодермальная индукция.
41. Нейральная индукция.
42. Особенности взаимодействия молекулярных факторов, индуцирующих
формообразовательные процессы.
43. Эктотипическая экспрессия генов. Эксперименты В. Геринга.
44. Гипотезы о причинах возникновения пола.
45. Понятие о парасексуальном процессе и относительной сексуальности. Определение
пола у грибов и водорослей.
46. Эпигамный, сингамный и прогамный типы определения пола.
47. Хромосомное определение пола. Понятие о гомогаметном и гетерогаметном поле.
Protenor- и Lygeus-типы определения пола.
48. Гаплоидно-диплоидный тип определения пола.
49. Определение пола у тли, в результате потери в жизненном цикле одной из Ххромосом.
50. Определение пола у покрытосеменных растений.
Эколого-гормональногенетическая концепция определения пола у раздельнополых растений (гипотеза
М.Х.Чайлахяна и В.Н.Хрянина).
51. Молекулярно-генетические механизмы детерминации пола у дрозофилы.
Балансовая теория пола К.Бриджеса. Альтернативный сплайсинг - основной путь
реализации программы детерминации пола у дрозофилы.
52. Определение пола у человека на хромосомном уровне, на уровне гонад, вторичных
половых признаков и психологических особенностей.
53. Первичная и вторичная детерминация пола у млекопитающих. Развитие гонад и
половых органов.
54. Гены, отвечающие за дифференцировку пола у человека. Механизм первичной
детерминации пола у млекопитающих.
55. Нарушения определения пола у человека, связанное с мутациями генов,
детерминирующих развитие пола (синдром тестикулярной феминизации,
псевдовагинальной гипоспадии и др.).
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины.
а) основная литература:
1. Генетика развития растений /Лутова Л.А., Проворов Н.А., Тихонович И.А. – СПб.:
Наука, 2000.
2. Дондуа А. К. Биология развития: учебник для студентов ун-тов, обучающихся по
направлению "Биология" и биол. специальностям : в 2 т. - СПб. Изд-во С.Петербург. ун-та, 2005.
3. Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика. Новосибирск: Изд-во НУ, 2006.
б) дополнительная литература:
1. Астауров В.Л. Генетика пола // Проблемы общей биологии и генетика. - М.:Наука,
1979.- С.127-178.
2. Баклушинская И.Ю. Эволюция системы определения пола у млекопитающих //
Известия РАН. – 2009, №2. – С. 209-217.
3. Батыгина Т.Б., Васильева В.Е. Размножение растений: Учебник – СПб.: Изд-во С.Петерб. ун-та, 2002.
4. Корочкин Л.И. Биология индивидуального развития (генетический аспект): Учебник.
– М.: Изд-во МГУ, 2002. 264с.
5. Поддубная–Арнольди В.А. Цитоэмбриология покрытосеменных растений. - М.:
Наука, 1976 – 508с.
6. Рефф Р., Кофман Т. Эмбрионы, гены и их эволюция. – М.: Мир, 1986.
7. Смирнов А.Ф. Молекулярно-генетические механизмы первичной детерминации пола
у млекопитающих // Сорос. обр. журн. – 1997. - №. 1– С. 26-34.
8. Спиенца К. Геномный импринтинг // В мире науки. - 1990.- №12.- С.14-20.
9. Хрянин В.Н. Дифференциация пола у растений // Вестник Башкирского университета,
2001, № 2(1), с. 170-173
10. Эмбриология цветковых растений: Терминология и концепции. Т.3 / Под ред. Т.Б.
Батыгиной. – СПб.: Мир и семья, 2000.
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы
Основные справочные и поисковые системы: LibNet, MedLine, PubMed, Google, Yandex,
Rambler и др.
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины.
1. Мультимедийный проектор, ноутбук, слайды, таблицы.
2. Микроскопы.
3. Микроскопические препараты.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом
рекомендаций и Примерной ООП ВПО по направлению подготовки 020400 - Биология.
Авторы:
Профессор кафедры генетики, д.б.н.
________________ О.И. Юдакова
Доцент кафедры генетики, к.б.н.
________________ Л.П. Лобанова
Программа одобрена на заседании кафедры генетики от 28.01.2011 года, протокол
№ 6.
Зав. кафедрой генетики
д.б.н., профессор
________________ В.С. Тырнов
Декан биологического факультета
д.б.н., профессор
________________ Г.В. Шляхтин
Приложение 1.
Оценка качества освоения студентами
учебной дисциплины «Репродуктивная биология»
в соответствии с бально-рейтинговой системой
Ведущие преподаватели: профессор кафедры генетики О.И.Юдакова, доцент
кафедры генетики Л.П.Лобанова
Качество освоения студентами учебной дисциплины «Репродуктивная биология»
определяется суммой баллов, набранных в ходе
- текущей аттестации – 80 баллов,
- промежуточной аттестации (экзамен) – 20 баллов.
Аттестация по данной дисциплине включает:
Текущая аттестация
Коэффициент Максимальное
количество
баллов
0
0
Тестовые задания
Самостоятельная аудиторная работа :
Письменный и устный контроль знаний на семинарских
(практических) занятиях*
Контрольная работа 1.
Контрольная работа 2.
Самостоятельная внеаудиторная работа:
Подготовка доклада**
Научно-исследовательская деятельность:
Отчет о выполнении практических (лабораторных)
работ ***
Промежуточная аттестация (экзамен)
0,6
100
0,1
60
20
20
100
0,1
100
0,2
100
Примечание:
* Результаты письменного и устного контроля знаний на семинарских (практических) занятиях оцениваются
следующим образом: средняя итоговая оценка по пятибалльной системе умножается на 12 (Например,
оценка «5» 5 х 12= 60 баллов; «4,5» 4,5 х 12 = 54; «4» 4 х 12 = 48 и т.д.).
** Рабочей программой дисциплины предусмотрена подготовка студентом одного доклада. Максимальная
оценка – 100 баллов.
*** Максимальная оценка в 100 баллов выставляется при условии своевременного предоставления
правильных отчетов о выполнении всех практических (лабораторных) работ.
Пересчет в итоговую оценку суммы баллов, полученной студентом по всем видам
текущего и промежуточного контроля, производится в соответствии со следующей
шкалой:
Сумма баллов, набранных
студентом по итогам изучения
дисциплины
0-55
56-70
71-85
85-100
Экзамен
«неудовлетворительно»
«удовлетворительно»
«хорошо»
«отлично»
Задания для контрольных работ и темы докладов представлены в Приложениях 2.
Приложение 2.
Контрольная работа №1.
к разделу «Генетические аспекты эмбриологии растений»
Дать краткие письменные ответы на вопросы.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Вариант 1
Почему в генетике развития растений именно формирование цветка считается
наиболее перспективной и интересной генетической моделью?
Что такое циркадные ритмы? Приведите примеры.
Каковы особенности экспрессии гена позднего перехода к цветению – CONSTANS
(CO)?
Как проявляется мутация ap1 (apetala 1) при закладке цветковых меристем? Как
проявляется данная мутация совместно с мутацией lfy (leafy)?
В чем заключается основное отличие белка AP2 от AP1?
Назовите основные гены, участвующие в формировании органов цветка.
Какие гены необходимы для нормальной функции активности А (по гипотезе
АВС)?
Каков фенотип цветка у мутантов ag (agamous)? Какая активность работает во всех
мутовках цветка?
Какие гены называются кадастровым генами? Пример.
Вариант 2
Назовите основные отличия онтогенеза растений от онтогенеза животных?
Какие факторы внешней среды влияют на процесс индукции цветения?
Перечислите гены идентичности цветковых меристем.
Каково фенотипическое проявление мутации lfy (leafy) и к какому типу мутаций
она относится?
Какие молекулярные данные указывают на участие гена UFO в регуляции
клеточных делений?
Каково строение и функция MАDS-домена? Продукты каких генов содержат этот
домен?
Каковы основные положения гипотезы взаимодействия гомеозисных генов в
цветке (гипотезы АВС).
Какие гены необходимы для нормальной функции активности В?
Каков фенотип цветка у двойных мутантов ap3 и ag? Какая активность работает
во всех мутовках цветка?
Контрольная работа №2
к разделам ««Генетика развития животных» и «Генетика пола»
Дать краткие письменные ответы на вопросы.
Вариант 1.
1. Назовите гены, определяющие формирование анимально-вегетативного градиента
в развитии зародыша у дрозофилы.
2. Известно, что у дрозофилы рецессивная мутация deep orange (dor), наследуемая по
материнскому типу, локализована в Х-хромосоме. Почему у гомозиготной самки
dor/dor все потомство, независимо от пола, гибнет?
3. Какова функция Paire-rule-генов? В чем состоит сходство и различие нарушений,
вызываемых у дрозофилы мутациями fushi tarazu и paired?
4. Какие гены называются гомеозисными? За индивидуализацию каких сегментов у
дрозофилы ответственны гены ВХ-С?
5. Какие эксперименты доказывают консервативность и универсальность
молекулярно-генетического механизма управления формообразовательными
процессами?
6. Классификация типов определения пола.
7. Определение пола у человека на хромосомном уровне, на уровне гонад, вторичных
половых признаков и психологических особенностей.
8. Молекулярно-генетические механизмы детерминации пола у дрозофилы.
Балансовая теория пола К.Бриджеса. Альтернативный сплайсинг - основной путь
реализации программы детерминации пола у дрозофилы.
9. Нарушения определения пола у человека, связанное с мутациями генов,
детерминирующих развитие пола (синдром тестикулярной феминизации,
псевдовагинальной гипоспадии и др.).
Вариант 2
1. Почему самки дрозофилы гомозиготные по какому-либо рецессивному признаку,
обусловленному мутацией с материнским эффектом, развиваются нормально, а их
потомство развивается аномально?
2. Назовите гены, определяющие формирование дорсо-вентрального градиента в
развитии зародыша у дрозофилы.
3. Какие нарушения в развитии дрозофилы наблюдаются при мутациях Gap-генов?
Какая мутация Gap-локуса приводить к образованию одного большого сегмента
брюшного сегмента вместо семи, наблюдаемых в норме?
4. За индивидуализацию каких сегментов у дрозофилы ответственны гены ANT-С?
5. Каково строение генетической конструкции индуцирующей развитие глаз у
мутантной безглазой линии дрозофилы?
6. Гаплоидно-диплоидный тип определения пола.
7. Первичная и вторичная детерминация пола у млекопитающих. Развитие гонад и
половых органов.
8. Определение пола у покрытосеменных растений. Эколого-гормональногенетическая концепция определения пола у раздельнополых растений (гипотеза
М.Х.Чайлахяна и В.Н.Хрянина).
9. Гены, отвечающие за дифференцировку пола у человека. Механизм первичной
детерминации пола у млекопитающих.
Приложение 3.
Темы докладов и рефератов
по учебной дисциплине «Репродуктивная биология» для магистров,
направление подготовки «Биология»
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
Раздел 1. «Генетические аспекты эмбриологии растений»
Арабидопсис, как модельный объект генетики развития растений.
Гены запуска программ цветения.
Молекулярно-генетические механизмы развития цветка.
Взаимодействие гомеозисных генов при формировании структур цветка и их
мутации.
Генетический контроль поведения хромосом в мейоз.
Кукуруза, как модельный объект изучения меймутаций.
Сходство и различие проявления меймутаций в женском и мужском мейозе.
Генетические последствия меймутаций.
Гаметофитные мутации.
Фенотипическое проявление мутаций в мегагаметофите.
Фенотипическое проявление мутаций в микрогагаметофите.
Цитоплазматическая мужская стерильность.
Генетика несовместимости и эмбриональной стерильность растений.
Гены, экспрессирующиеся в эмбриогенезе.
Гены автономного развития и дефектности эндосперма.
Гаплоидия и полиплоидия у растений.
Достижения и перспективы эмбриогенетики.
Раздел 2. «Генетика развития животных»
Доказательства ведущей роли ядра в регуляции формообразования.
Тотипотентность клеток и возможность клонирования организмов.
Генетический контроль формирования полярности зародыша дрозофилы.
Роль сегрегационных генов в развитии зародыша.
Гомеозисные гены: открытие, характеристика, значение.
Молекулярно-генетические исследования гомеозисных генов.
Гены Нох, эволюция развития и происхождение позвоночных.
Эволюционное значение гомеозисных генов.
Молекулярно-генетические механизмы детерминации и дифференциации клеток.
Экспериментальная эмбриональная индукция в работах Г. Шпемана. Понятие об
индукторах и компетентной ткани.
11. Клеточные взаимодействия в развитии животных.
12. Апоптоз и его роль в регуляции клеточного равновесия.
13. Связь индивидуального и исторического развития.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Раздел 3. «Генетика пола»
1. Причины и целесообразность возникновения раздельнополости в эволюции.
Эволюционная теория Геодакяна.
2. Эколого-гормонально-генетическая концепция определения пола у раздельнополых
растений (гипотеза М.Х.Чайлахяна и В.Н.Хрянина).
3. Определение пола у покрытосеменных растений. Эколого-гормонально-генетическая
концепция определения пола у раздельнополых растений (гипотеза М.Х.Чайлахяна и
В.Н.Хрянина).
4. Молекулярно-генетические механизмы детерминации пола у дрозофилы. Балансовая
теория пола К.Бриджеса. Альтернативный сплайсинг - основной путь реализации
программы детерминации пола у дрозофилы.
5. Половой хроматин. Гипотеза М.Лайон о женском мозаицизме по половым
хромосомам.
6. Генетическая детерминация полового поведения. Половые гормоны и поведение.
7. Способы искусственной регуляции численного соотношения полов. Опыты с тутовым
шелкопрядом Астаурова и Струнникова.
8. Эксперименты по искусственному переопределению пола у организмов.
9. Генетические методы раннего распознования пола будущего потомства.
10. Гоносомное наследование. Голандрические признаки. Признаки, сцепленные с полом
у человека.
11. Наследственные заболевания человека и геномный импринтинг.