Программа вступительного экзамена в аспирантуру по учебной дисциплине

ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНОГО ЭКЗАМЕНА В АСПИРАНТУРУ ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ

1. 
   Общие требования к соискателям, поступающим в аспирантуру
   

2. 
   Содержание программы
   

1. 
   Предмет генетики. Место генетики среди биологических наук. Значение генетики для решения задач селекции, медицины, биотехнологии, экологии.
   
2. 
   Очерк истории генетики в России.
   
3. 
   Закономерности наследования, открытые Г.Менделем. Представление Г.Менделя о дискретной наследственности. Представление об аллелях и их взаимодействиях. Анализирующее скрещивание.
   
4. 
   Доказательства роли ядра и хромосом в явлениях наследственности. Роль цитоплазматических факторов в передаче наследственной информации.
   
5. 
   Митотический цикл и фазы митоза.
   
6. 
   Генетическая роль митоза и мейоза. Кариотип. Парность хромосом в соматических клетках. Гомологичные хромосомы. Специфичность морфологии и числа хромосом.
   
7. 
   Эухроматин и гетерохроматин.
   
8. 
   Доказательства генетической роли нуклеиновых кислот. Структура ДНК и РНК. Функции нуклеиновых кислот в реализации генетической информации.
   
9. 
   Генетический код. Свойства генетического кода. Мутации, связанные с нарушениями генетического кода.
   
10. 
    Строение хромосом. Изменения в организации морфологии хромосом в ходе митоза и мейоза. Онтогенетическая изменчивость хромосом. Репродукция хромосом.
    
11. 
    Молекулярная организация хромосом прокариот и эукариот. Компоненты хроматина: ДНК, РНК, гистоны, друге белки. Уровни упаковки хроматина, нуклеосомы.
    
12. 
    Основные закономерности наследования. Цели и принципы генетического анализа. Методы генетического анализа. Основы гибридологического и мутационного методов.
    
13. 
    Цели и принципы генетического анализа. Методы генетического анализа. Основы цитогенетических и биохимических методов.
    
14. 
    Цели и принципы генетического анализа. Генеалогический, популяционный и близнецовый методы.
    
15. 
    Основы гибридологического метода генетического анализа: выбор объекта, отбор материала для скрещиваний, анализ признаков, применение статистического метода. Разрешающая способность гибридологического метода. Генетическая символика.
    
16. 
    Представление об аллелях и их взаимодействиях. Относительный характер доминирования. Возможные биохимические механизмы доминирования.
    
17. 
    Закономерности наследования в ди- и полигибридных скрещиваниях. Статистический характер расщеплений.
    
18. 
    Общая формула расщеплений при независимом наследовании. Значение мейоза в осуществлении законов «чистоты гамет» и независимого наследования.
    
19. 
    Условия осуществления «менделевских» расщеплений. Отклонения от «менделевских» расщеплений при ди- и полигенном контроле признаков.
    
20. 
    Неаллельные взаимодействия: комплементарность, эпистаз, полимерия. Биохимические основы неаллельных взаимодействий.
    
21. 
    Количественные признаки. Полигенная концепция генетического контроля количественных признаков К.Мазера. Гибридологический и генетико-статистический метод описания характера наследования количественных признаков. Современное представление о системах генетического контроля количественных признаков. QTL.
    
22. 
    Классификация мутаций. Плейотропное действие генов. Пенетрантность и экспрессивность.
    
23. 
    Определение группы сцепления мутаций D.melanogaster: использование доминантных и рецессивных маркёров.
    
24. 
    Половые хромосомы. Наследование признаков, сцепленных с полом. Значение реципрокных скрещиваний для изучения сцепленных с полом признаков. Наследование при нерасхождении половых хромосом. Хромосомное определение пола. Гинандроморфы, интерсексы, гермафродиты, синдромы Шерешевского-Тернера и Клайнфелтера.
    
25. 
    Структура фенотипической вариансы, описывающей количественный признак. Наследуемость количественных признаков (h²) как свойство признака и популяции. Путевые коэффициенты С.Райта. Коэффициент наследуемости (h²), методы его оценки и использование для характеристики признака и прогноза ожидаемого ответа на селекционной давление.
    
26. 
    Понятие о дозовой компенсации. Компенсация дозы генов при определении пола у дрозофилы.
    
27. 
    Генетический контроль и молекулярные механизмы репликации.
    
28. 
    Значение работ школы Т.Моргана в изучении сцепленного наследования признаков. Особенности наследования при сцеплении. Группы сцепления.
    
29. 
    Кроссинговер. Доказательства происхождения кроссинговера в мейозе и митозе на стадии четырех нитей. Цитологические доказательства кроссинговера. Значение анализирующего скрещивания и тетрадного анализа при изучении кроссинговера.
    
30. 
    Представление школы Моргана о строении и функции гена. Функциональный и рекомбинационный критерии аллелизма. Множественный аллелизм. Мутационная и рекомбинационная делимость гена. Работы Серебровского и Дубинина по ступенчатому аллелизму.
    
31. 
    Генетические карты, принцип их построения у эукариот.
    
32. 
    Локализация гена в группе сцепления: картирование летальных мутаций, селективные схемы скрещиваний. Соотношение кроссоверной и молекулярной карт генов.
    
33. 
    Неравный кроссинговер. Митотический кроссинговер. Факторы, влияющие на кроссинговер.
    
34. 
    Построение физических карт хромосом с помощью методов молекулярной биологии.
    
35. 
    Представление о плазмидах, эписомах и мобильных генетических элементах (инсерционные последовательности, транспозоны) прокариот.
    
36. 
    Рекомбинация. Доказательство механизма общей рекомбинации по схеме «разрыв-воссоединение». Молекулярная модель рекомбинации по Холлидею.
    
37. 
    Сайт-специфическая рекомбинация. Генетический контроль и механизмы процессов транспозиции.
    
38. 
    Принципы регуляции действия генов у эукариот. Регуляторная область гена.
    
39. 
    Конъюгация у бактерий. Методы генетического картирования при конъюгации.
    
40. 
    Кольцевая карта хромосом прокариот. Генетическая рекомбинация при трансформации.
    
41. 
    Трансдукция у бактерий. Общая и специфическая трансдукция. Использование трансформации и трансдукции для картирования генов.
    
42. 
    Закономерности нехромосомного наследования. Методы изучения: реципрокные, возвратные и поглощающие скрещивания, метод трансплантации, биохимические методы.
    
43. 
    Материнский эффект цитоплазмы. Пластидная и митохондриальная наследственность. Взаимодействие ядерных и внеядерных генов. Цитоплазматическая мужская стерильность у растений.
    
44. 
    Отбор. Формы естественного отбора: стабилизирующий, дизруптивный, движущий. Формы искусственного отбора: по фенотипу, по генотипу, линейная и семейная селекция. Селекция по нескольким признакам одновременно, генетическая корреляция.
    
45. 
    Нехромосомное наследование. Значение изучения нехромосомного наследования в понимании проблем эволюции клеток высших организмов, происхождения клеточных органелл (пластид и митохондрий). Эндосимбиоз.
    
46. 
    Понятие о наследственной и ненаследственной (модификационной) изменчивости. Формирование признаков как результат взаимодействия генотипа и факторов среды. Норма реакции генотипа. Адаптивный характер модификаций.
    
47. 
    Комбинативная изменчивость, механизм ее возникновения, роль в эволюции и селекции.
    
48. 
    Популяция. Генетическая структура популяции. Генетическое равновесие Харди-Вайнберга. Факторы, нарушающие генетическое равновесие, последствия и значение для эволюции.
    
49. 
    Геномные изменения: полиплоидия, анеуплоидия. Аллополиплоиды. Амфидиплоидия как механизм возникновения плодовитых аллополиплоидов.
    
50. 
    Геномные изменения: полиплоидия, анеуплоидия. Анеуплоидия: нуллисомики, моносомики, полисомики, их использование в генетическом анализе. Особенности мейоза и образования гамет у анеуплоидов, их жизнеспособность и плодовитость.
    
51. 
    Хромосомные перестройки. Механизмы их возникновения, использование в генетическом анализе для локализации отдельных генов и составления генетических карт. Особенности мейоза при различных типах перестроек.
    
52. 
    Классификация генных мутаций. Общая характеристика молекулярной природы возникновения генных мутаций.
    
53. 
    Классификация генных мутаций. Роль мобильных генетических элементов в возникновении генных мутаций и хромосомных перестроек.
    
54. 
    Спонтанные и индуцированные мутации. Количественная оценка частот возникновения мутаций.
    
55. 
    Химический мутагенез. Особенности мутагенного действия химических агентов. Факторы, модифицирующие мутационный процесс. Антимутагены. Мутагены окружающей среды и методы их тестирования.
    
56. 
    Репортерные гены.
    
57. 
    Локализация генов с помощью гибридизации нуклеиновых кислот.
    
58. 
    Ген как единица функции. Перекрывание генов в одном участке ДНК. Молекулярно-генетические подходы в исследовании тонкого строения генов.
    
59. 
    Интрон-экзонная организация генов эукариот, альтернативный сплайсинг.
    
60. 
    Структурная организация генома эукариот. Классификация повторяющихся элементов генома.
    
61. 
    Мобильные элементы генома. Классификация и биологическая роль.
    
62. 
    Полимеразная цепная реакция. Саузерн-блот и Нозерн-блот анализы.
    
63. 
    Структурная организация генома эукариот. Семейства генов. Псевдогены. Проблемы происхождения и молекулярной эволюции генов.
    
64. 
    Структурная организация генома эукариот. Регуляторные элементы генома.
    
65. 
    Понятие о дозовой компенсации. Компенсация дозы генов при определении пола у млекопитающих.
    
66. 
    Проблемы стабильности генетического материала. Типы структурных повреждений в ДНК и репарационные процессы.
    
67. 
    Плазмидное наследование. Свойства плазмид. Использование плазмид в генетических исследованиях.
    
68. 
    Политенные хромосомы дрозофилы как модельный объект генетических исследований.
    
69. 
    Молекулярные механизмы регуляции действия генов. Принципы негативного и позитивного контроля. Оперонные системы регуляции (теория Жакоба и Моно). Генетический анализ лактозного оперона.
    
70. 
    Принципы регуляции действия генов у эукариот. Транскрипционно активный хроматин. Регуляторная роль гистонов, негистоновых белков, гормонов.
    
71. 
    Молекулярные механизмы регуляции действия генов. Регуляция транскрипции у эукариот.
    
72. 
    Рекомбинация: гомологический кроссинговер, сайт-специфическая рекомбинация, транспозиции. Генная конверсия.
    
73. 
    Посттранскрипционный уровень регуляции синтеза белков.
    
74. 
    Онтогенез как реализация наследственно детерминированной программы развития. Роль гомейозисных генов в онотогенезе.
    
75. 
    Векторы эукариот.
    
76. 
    Генетический контроль мутационного процесса. Связь мутабильности с функциями аппарата репликации. Механизмы спонтанного мутагенеза.
    
77. 
    Дифференциальная активность генов в ходе индивидуального развития. Первичная дифференцировка цитоплазмы, действие генов в раннем эмбриогенезе, амплификация генов.
    
78. 
    Онтогенез как реализация наследственно детерминированной программы развития. Опыты по трансплантации ядер. Методы клонирования генетически идентичных организмов.
    
79. 
    Действие генов в раннем эмбриогенезе. Позиционная информация, морфогены. Гомология генов, контролирующих раннее развитие.
    
80. 
    Причины возникновения наследственных и врождённых заболеваний. Генетическая опасность радиации и химических веществ. Генотоксикология. Использование биохимических методов для выявления гетерозиготных носителей и диагностики наследственных заболеваний. Перспективы лечения наследственных болезней. Задачи медико-генетических консультаций.
    
81. 
    Изучение структуры и активности генома человека с помощью методов молекулярной генетики. Программа «Геном человека». Проблемы геногеографии.
    
82. 
    Роль наследственности в формировании поведенческих признаков человека.
    
83. 
    Генетика иммунитета. Совместимость и несовместимость тканей.
    
84. 
    Общая характеристика опухолей. Онкогены, онкобелки, антионкогены.
    
85. 
    Генетика определения пола у человека и дрозофилы.
    
86. 
    Задачи и методология генетической инженерии.
    
87. 
    Методы выявления и синтеза генов.
    
88. 
    Понятие о векторах. Векторы на основе плазмид и ДНК фагов. Геномные библиотеки.
    
89. 
    Явление теплового шока и изменение активности генов.
    
90. 
    Основы генетической инженерии растений и животных: трансформация клеток высших организмов, введение генов в зародышевые и соматические клетки животных. Получение трансгенных организмов.
    
91. 
    Проблемы генотерапии. Значение генетической инженерии для решения задач биотехнологии, сельского хозяйства, медицины и различных отраслей народного хозяйства.
    
92. 
    Использование методов генетической инженерии для изучения фундаментальных проблем генетики и других биологических наук. Социальные аспекты генетической инженерии.
    
93. 
    Генетика соматических клеток. Химерные (аллофенные) животные.
    
94. 
    Генетика соматических клеток. Гетерокарионы. Применение метода соматической гибридизации для изучения процессов дифференцировки и для генетического картирования.
    
95. 
    Проблемы медицинской генетики. Врожденные и наследственные болезни, их распространение в человеческих популяциях. Болезни с наследственной предрасположенностью. Скрининг генных дефектов. Хромосомные и генные болезни.
    
96. 
    Генетическая гетерогенность популяций. Методы изучения природных популяций. Понятие о внутрипопуляционном генетическом полиморфизме и генетическом грузе.
    
97. 
    Хромосомная ходьба при клонировании ДНК.
    
98. 
    Геномные проекты. Методика микроэрреев.
    
99. 
    Понятие о виде и популяции. Популяция как естественно-историческая структура. Понятие о частотах генов и генотипов в популяциях. Закон Харди-Вайнберга, возможности его применения.
    
100. 
     Понятие о структурной, функциональной и эволюционной геномике. Молекулярно-генетические методы картирования генома.
     
101. 
     Структурная организация генома эукариот. Семейства генов. Псевдогены. Проблемы происхождения и молекулярной эволюции генов.
     
102. 
     Естественный отбор как направляющий фактор эволюции популяций. Понятие о приспособленности и коэффициенте отбора. Формы отбора: движущий, стабилизирующий, дизруптивный. Роль генетических факторов в эволюции.
     
103. 
     Молекулярно-генетические основы эволюции. Задачи геносистематики. Значение генетики популяций для медицинской генетики, селекции, решения проблем сохранения генофонда и биологического разнообразия.
     
104. 
     Предмет и методология селекции. Генетика как теоретическая основа селекции.
     
105. 
     Системы скрещиваний в селекции растений и животных. Линейная селекция. Отдаленная селекция.
     
106. 
     Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости (Н.И.Вавилов). Значение наследственной изменчивости организмов для селекционного процесса и эволюции.
     
107. 
     Использование простых и двойных межлинейных гибридов в растениеводстве и животноводстве. Производство гибридных семян на основе цитоплазматической мужской стерильности. Коэффициенты наследуемости и повторяемости и их использование в селекционном процессе.
     
108. 
     Особенности человека как объекта генетических исследований. Методы изучения генетики человека.
     
109. 
     Системы скрещиваний в селекции растений и животных. Аутбридинг. Инбридинг.
     
110. 
     Роль частной генетики отдельных видов организмов в селекции. Использование индуцированных мутаций и комбинативной изменчивости в селекции растений, животных, микроорганизмов. Роль полиплоидии в повышении продуктивности растений.
     
111. 
     Явление гетерозиса и его генетические механизмы.
     
112. 
     Предмет и методология селекции. Перспективы методов генетической и клеточной инженерии в селекции.
     
113. 
     Роль наследственности в формировании поведенческих признаков. Генетика поведения дрозофилы.
     
114. 
     Центры происхождения культурных растений по Н.И.Вавилову. Понятие о породе, сорте, штамме. Сохранение генофонда ценных культурных и диких форм растений и животных.
     

1. 
   Айала Ф., Кайгер Дж. Современная генетика: В 3 т. М.: Мир. 1987-1988. Т.1 – 295 с. Т.2 – 368 с. Т.3 – 335 с.
   
2. 
   Алиханян С.И., Акифьев А.П., Чернин Л.С. Общая генетика. М.: Высш. шк. 1985. – 446 с.
   
3. 
   Гершензон С.М. Основы современной генетики. Киев: Наук. думка. 1983. –558 с.
   
4. 
   Гершкович И. Генетика. М.: Наука. 1968. – 698 с.
   
5. 
   Дубинин Н.П. Генетика. Кишинев: Штиинца. 1985. – 533 с.
   
6. 
   Дубинин Н.П. Избранные труды: В 4 т. М.: Наука. Т. 1: Проблемы гена и эволюции. 2000. 545 с. Т. 2: Радиационный и химический мутагенез. 2000. – 465 с.
   
7. 
   Жимулёв И.Ф. Общая и молекулярная генетика: Учеб. пособие – 2-ое издание. Новосибирск: Сиб. унив. изд-во. 2003. – 479 с.
   
8. 
   Жимулёв И.Ф. Общая и молекулярная генетика: Учеб. пособие – 3-е издание. Новосибирск: Сиб. унив. изд-во. 2006. – 478 с.
   
9. 
   Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции. М.: Высш. шк., 2010. – 740 с.
   
10. 
    Кайданов Л.З. Генетика популяций. М.: Высш. шк.. 1996. – 320 с.
    
11. 
    Картель Н.А., Макеева Е.Н., Мезенко А.М. Генетика: Энциклопедический словарь. Минск: Тэхналогия. 1999. – 447 с.
    
12. 
    Лобашев М.Е. Генетика. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та. 1967. – 751 с.
    
13. 
    Льюин Б. Гены. М.: Мир. 1987. – 544 с.
    
14. 
    Мюнтцинг А. Генетика. М.: Мир. 1967. – 600 с.
    
15. 
    Натали В.Ф. Основные вопросы генетики. М.: Просвещение. 1967. – 207 с.
    
16. 
    Основы цитогенетики человека / Под. ред. А.А. Прокофьевой–Бельговской. М.: Медицина. 1969. – 544 с.
    
17. 
    Рокицкий П.Ф. Введение в статистическую генетику. Минск: Вышейшая школа. 1974. – 447 с.
    
18. 
    Сингер М., Берг П. Гены и геномы: в 2 т. М.: Мир. 1998. Т.1. – 373 с. Т.2. – 391 с.
    
19. 
    Тимофеев-Ресовский Н.В., Воронцов Н.Н., Яблоков А.В. Краткий очерк теории эволюции. М.: Наука. 1977. – 301 с.
    
20. 
    Уотсон Дж. Д. Двойная спираль: воспоминания об открытии ДНК. М.: Мир. 1969. – 152 с.
    
21. 
    Уотсон Дж. Молекулярная биология гена. М.: Мир. 1967. – 461 с.
    
22. 
    Шмальгаузен И.И. Факторы эволюции. М.: Наука. 1968. – 451 с.