Рабочая программа дисциплины дисциплина дв2 «Молекулярная биология и генная инженерия»
Скачать 481.13 Kb.
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» УТВЕРЖДАЮ Директор ИФБиБТ __________/Сапожников В.А. «___» _________ 2011 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ Дисциплина М1.ДВ2 «Молекулярная биология и генная инженерия» Укрупненная группа 010000 «Физико-математические науки» Направление 011200.68 «Физика» Магистерская программа 011200.68.01 «Биофизика» Институт фундаментальной биологии и биотехнологии Кафедра биофизики Квалификация (степень) выпускника Магистр Красноярск 2011 Рабочая программа дисциплины составлена в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по укрупненной группе 010000 «Физико-математические науки» направления 011200.68 «Физика» Программу составил доцент Межевикин В.В. _____________________ Заведующий кафедрой проф. Кратасюк В.А. _______________________ «_____»_______________201_ г. Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры биофизики «______» _________________ 201_ г. протокол № _____ Заведующий кафедрой Кратасюк В.А. _________________ (фамилия, и. о., подпись) Дополнения и изменения в учебной программе на 201 __/201__ учебный год. В рабочую программу вносятся следующие изменения: _____________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________ Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры _______ «____» _____________ 201__г. протокол № ________ Заведующий кафедрой биофизики___________________проф., Кратасюк В.А Внесенные изменения утверждаю: Директор института ИФБиБТ_______________проф., Сапожников В.А. 1 Цели и задачи изучения дисциплины 1.1 Цель преподавания дисциплины В настоящее время, когда утверждается, что понято какое-либо биологическое явление, - это означает, что мы разобрались с молекулярными механизмами этого явления. Однако биологические молекулы имеют огромные размеры, и их структуру и взаимодействие друг с другом невозможно исследовать без использования физических законов и принципов. Поэтому молекулярная биология, изучающая главным образом большие биомолекулы и их роль в функционировании живой клетке, прежде всего в ее размножении, является одной из основных наук, знание которой необходимо в биологических и биофизических исследованиях. Многие биологические исследования, а также молекулярная биотехнология в настоящее время немыслимы без методов генной инженерии, теснейшим образом связанной с молекулярной биологией. Главная цель данного курса заключается в ознакомлении студентов с основными фактами, законами и принципами строения и функционирования живых клеток, накопленными и обнаруженными молекулярной биологией, а также в ознакомлении с методами и принципами генной инженерии, тесно связанной с молекулярной биологией. Дисциплина «Молекулярная биология и генная инженерия» относится к профессиональному циклу М.1.ДВ2 Дисциплины по выбору по направлению 011200.68 «Физика» и имеет своей целью расширить знания и дать практические навыки в области молекулярной биологии и генной инженерии. 1.2 Задачи изучения дисциплины Задачи дисциплины вытекают из необходимости получения студентами знаний об основных законах и принципах молекулярной биологии. Основное внимание в курсе уделяется рассмотрению структуры и функции белков и нуклеиновых кислот. В курсе рассмотрены также принципы и методы генной инженерии и ее использование в молекулярной биотехнологии и медицине. Обсуждаются нерешенные биологические проблемы с точки зрения молекулярной биологии. Изучение дисциплины направлено на подготовку выпускника в области биологии, получение высшего профессионального образования, позволяющего выпускнику успешно работать в избранной сфере деятельности. Задачей изучения дисциплины является формирование следующих компетенций:
1.3 Межпредметная связь Перед изучением дисциплины для магистранта желательно изучение биохимии. Данная дисциплина является одной из основных для освоения молекулярной и общей биофизики, и вообще для изучения биологических дисциплин. 2 Объем дисциплины и виды учебной работы
3 Содержание дисциплины 3.1 Разделы дисциплины и виды занятий в часах (тематический план занятий)
3.2 Содержание разделов и тем лекционного курса Модуль 1. Введение Раздел 1.1 Молекулярная биология как раздел биохимии, описывающий хранение, переработку и реализацию генетической информации. Биохимия и её роль в биологии. О методологии биохимии и молекулярной биологии. Молекулярная биология как фундаментальная основа для разработки высокоэффективных биотехнологических методов. Проблема освоения биохимических знаний. Основные биологические и биохимические принципы. Раздел 1.2 Живые организмы и их клетки. Основные типы живых организмов. Гетеротрофы и автотрофы. Клетка как элементарная единица жизни. (Нулевой биологический принцип). Многочисленность типов клеток. Основные методы изучения структуры клеток. Классификация клеток и структура геномов. Прокариоты и эукариоты. Субклеточная структура прокариотических клеток. Субклеточная структура эукариотических клеток. Ядро. Клеточная оболочка. Мембраны. Митохондрии. Пластиды. Эндоплазматический ретикулум. Аппарат Гольджи. Лизосомы. Цитоскелет. Двигательные структуры одноклеточных организмов. Размножение. Раздел 1.3 Генетика и генетическая информация. Генетика и законы Менделя. Генотип и фенотип. У эукариот гены дублированы. Генетический полиморфизм. Аллельные гены. Доминантность и рецессивность. ДНК как материал, хранящий наследственную информацию. Ген – элементарный фактор наследственности. Расположение генов в ДНК хромосом. Генетика и молекулярная биология. Согласование концепций. Исходная основная гипотеза генетики: «один ген – один признак». Модификация основной гипотезы. (аудиторные часы – 0,027 (1ч)) Модуль 2. Структура белков, нуклеиновых кислот и общая схема о генетической системы Раздел 2.1 Белки как основной инструмент клеточного строительства и ее функционирования. Химическая природа белков. Структурная организация белков и их пространственное строение. Первичная структура. Вторичная структура. Третичная структура, Четвертичная структура. Современные представления о высших уровнях структурной организации белков. Супервторичные структуры. Домены. Супрамолекулярные структуры. Формирование пространственной структуры белков. Денатурация и ренатурация белков. Метастабильные состояния. Шапероны. Формирование супрамолекулярных структур. Биологические функции белков и пептидов. Раздел 2.2 Молекулярные механизмы обеспечения функционирования белков. Ферменты. Двигательные белки. Защитные белки. Ферменты как катализаторы биохимических реакций. Активный центр. Кофакторы и коферменты. Регуляция активности ферментов. Механизмы обеспечения высокой каталитической эффективности ферментов. Теория ферментативного катализа. Современное состояние проблемы «структура-функция». Предсказание пространственной структуры глобулярных белков. Проблема распознавания на молекулярном уровне. Раздел 2.3 Нуклеиновые кислоты: структура и функции. Нуклеиновые кислоты: хранение и реализация наследственной информации. Методы исследования структурной организации нуклеиновых кислот. Структура нуклеиновых кислот. Уровни структурной организации нуклеиновых кислот. Двойная спираль ДНК. Структура ДНК в клетке. Обратимая денатурация ДНК. Репликация ДНК. ДНК полимеразы. Основные типы клеточной РНК: информационные РНК; рибосомальные РНК; транспортные РНК. Рибозимы. Метод молекулярной селекции. Раздел 2.4 Общая схема реализации генетической информации. Транскрипция. Трансляция. Информационная РНК как матрица для синтеза белка. Генетический код. Универсальность генетического кода (аудиторные часы – 0,042 (1,5ч)) Модуль 3. Реализация генетической информации Раздел 3.1 Механизмы реализации генетической информации. Геномы прокариот и эукариот Геном бактерий. Оперонная организация геномов у прокариот. Лактозный и триптофановый опероны E.coli. Регуляция транскрипции у бактерий. Геном архебактерий. Особенности структуры генома эукариот. Экзоны и интроны. Структурные гены и их представление в РНК. Транскрипция и РНК полимеразы. Регуляция транскрипции у прокариотов. Регуляция транскрипции у эукариот. Процессинг. Аденилирование. Кэпирование. Сплайсинг. Альтернативный сплайсинг. Регуляция синтеза белка. Геномы клеточных органелл. Экспрессия собственных генов органелл. Раздел 3.2 Особенности механизмов трансляции у прокапиот и эукариот. Особенности строения mРНК у прокариот и эукариот. Структура рибосом у прокариот и эукариот. Гипотезы о происхождении рибосом. (аудиторные часы – 0,042 (1,5ч)) Модуль 4. Хромосомы Раздел 4.1 Хромосомы: строение и функционирование. Хромосомы (нуклеоиды) прокариот. Хромосомы митохондрий и хлоропластов. Хромосомы эукариот. Упаковка ДНК в хромосомах прокариот и эукариот. Специфические участки линейных хромосом эукариот- теломеры и центромера. Половые хромосомы. Диминуция хромосом и дифференцировка клеток. В-хромосомы. (аудиторные часы – 0,042 (1,5ч)) Модуль 5. Передача, изменение и защита генетической информации в ряду поколений Раздел 5.1 Переработка, передача и изменение генетической информации в ряду поколений. Митоз и мейоз. Кроссинговер. Репликация. Характеристики ключевых ферментов репликации ДНК. Клеточный цикл прокариот. Клеточный цикл эукариот. Возникновение и эволюция эукариот. Раздел 5.2 Сохранение и защита генетической информации. Мутационная теория и классификация мутаций. Закон гомологичных рядов наследственной изменчивости Н.И.Вавилова. Генеративные и соматические мутации. Некоторые типы и свойства мутаций. Хромосомные перестройки. Ненаследственная изменчивость. Причины мутирования. Механизмы репарации ДНК. Кроссинговер и защита генетической информации. Раздел 5.3 Основные генетические и родственные им системысистемы. Прокариотические хромосомы. Эукариотические хромосомы. Хромосомы митохондрий. Хромосомы пластид. Вирусы. Вироиды. Мобильные элементы генома. Плазмиды. Прионы. Нанобактерии. (аудиторные часы – 0,042 (1,5ч)) Модуль 6. Системы развития и поддержания целостности многоклеточных организмов Раздел 6.1 Развитие многоклеточного организма Раздел 6.2 Апоптозэ Раздел 6.3 Иммунитет. Некоторые отклонения в работе иммунной системы. Раздел 6.4 Основы онкогенетики. (аудиторные часы – 0,07 (2,5ч)) Модуль 7. Методы генной инженерии Раздел 7.1 Основы технологии рекомбинантных ДНК. Общая схема переноса генов из одного организма в другой. Инструментарий генной инженерии. Рестриктазы. Плазмидные векторы. Создание и скрининг генных библиотек. Клонирование структурных генов эукариот. Векторы для клонирования крупных фрагментов ДНК. Трансформация прокариот. Получение фрагментов ДНК и их характеризация. Рестриктазы для получения фрагментов. Полимеразная цепная реакция (ПЦР) для получения фрагментов ДНК. Методы секвенирования ДНК. Химический синтез ДНК. Раздел 7.2 Системы экспрессии для получения белков. Экспрессия в E. Coli. Эукариотические системы экспрессии. Необходимость использования эукариотических систем экспрессии. Дрожжевые системы экспрессии. Системы экспрессии с использованием культур клеток насекомых. Использование клеток млекопитающих. Конструирование белков. Раздел 7.3 Получение животных и растительных трансгенных организмов. Трансгенные животные. Клонирование высших животных. Получение трансгенных растений. Раздел 7.4 Основные направления развития молекулярной биотехнологию. Молекулярная диагностика. Методы иммунодиагностики. Системы ДНК-диагностики. Микробиологическое производство лекарственных средств. Производство вакцин. Получение коммерческих продуктов. Биодеградация токсичных соединений и утилизация биомассы. Фиксация атмосферного азота. Микробные инсектициды. Промышленный синтез белков при участии рекомбинантных микроорганизмов. Раздел 7.5 Геномика и генная терапия. Картирование генов. Картирование локусов генетических заболеваний. Клонирование генов заболеваний человека. Программа «Геном человека». Генная терапия. Методы лечения неполноценных генов. Создание лекарств. Лекарственные средства на основе олигонуклеотидов. (аудиторные часы – 0,07 (2,5ч)) Модуль 8. Задачи молекулярной биологии в XXI-ом веке Раздел 8. 1 Молекулярная биология и возникновение жизни. Раздел 8.2 Молекулярная биология и происхождение человека. Раздел 8.3 Молекулярно-биотехнологическая революция. Патентование биотехнологических изобретений. Контроль исследований в области биотехнологии. Основные опасения. (аудиторные часы – 0,055 (2ч)) 3.3 Практические занятия
3.4 Лабораторные занятия «Учебным планом не предусмотрено». 3.5 Самостоятельная работа Самостоятельная работа по курсу включает изучение теоретического материала для подготовки к семинарам, написание реферата. Основные цели самостоятельной работы – формирование у студентов навыков к самостоятельному творчеству, труду, умений решать профессиональные задачи с использованием всего арсенала современных средств, потребностей к непрерывному самообразованию и совершенствованию своих знаний, приобретение опыта планирования и организации рабочего времени и расширение кругозора. Выполнение всех видов самостоятельной работы по изучению курса поможет студентам сориентироваться в понимании основных понятий и проблем курса, освоить приемы и способы решения конкретных задач из различных областей науки, овладеть научным проектированием, необходимым для написания любого уровня научных текстов – от проектов до научных статей, выработать умение выделить общие закономерности развития науки на фоне конкретного содержания состояния науки в определенную эпоху, конкретных фактов и научных биографий известных ученых. В конечном счете студенты должны понять свое место в науке, определить цели в жизни и в профессиональной деятельности, развить творческие способности, подготовить к будущей деятельности молодых специалистов. Самостоятельная работа по дисциплине включает: – самостоятельное изучение теоретического материала с использованием рекомендуемой литературы; – подготовку к выполнению и защите реферата. |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Рабочая программа дисциплины дисциплина дв2 – Генная инженерия промышленно-важных Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по укрупненной группе |  | Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... ... |
| Рабочая программа учебной дисциплины «молекулярная биология» Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины профессионального цикла, базовой части студентам очной формы обучения... | | Рабочая учебная программа дисциплины молекулярная биология для направления 020400. 62 «Биология» Фгос впо по направлению подготовки 020400 «Биология», Утвержденным приказом Минобрнауки России от 04. 02. 10 г. №101 |
| Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению «Биология», магистерская программа «Микробиология и... | | Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению «Биология», магистерская программа «Микробиология и... |
| Рабочая программа дисциплины дисциплина дв2 Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по укрупненной группе | | Законы Менделя». Написать реферат по теме. Тема «Генная инженерия» |
| Рабочая программа дисциплины опубликована на сайте ТюмГУ: Биохимия... «Биология» профили ботаника, зоология, физиология, генетика, биоэкология; форма обучения – очная | | Реферат по биологии «Генная инженерия в быту и на службе у человека» Цели реферата |
| Генная инженерия Саратовская областная организация Профессионального союза работников народного образования и науки Российской Федерации | | Программа подготовки аспирантов по специальности научных работников... Рабочая программа предназначена для аспирантов, обучающихся в аспирантуре Федерального государственного бюджетного учреждения науки... |
| Учебной дисциплины «Реферирование и аннотирование текстов на иностранном... Программа предназначена для обучения студентов 3 курса указанного профиля и направления. Дисциплина предшествует изучению курсов... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Общая биология как дисциплина биологии, раскрывающая основные закономерности организации, функционирования и развития жизни на нашей... |
| Рабочая программа дисциплины дисциплина дв2 «Методология научного творчества» Целью изучения дисциплины является: сформировать у магистрантов цельное представление обо всем спектре методологических и методических... | | Рабочая программа Дисциплины (модуля) Математическое модел ирование... «Программная инженерия» на кафедре «Информационные системы» факультета Информационных систем и технологий |
