Рабочая программа Дисциплины «Экологическая генетика»





Скачать 325.82 Kb.
НазваниеРабочая программа Дисциплины «Экологическая генетика»
страница1/3
Дата публикации20.01.2015
Размер325.82 Kb.
ТипРабочая программа
100-bal.ru > Биология > Рабочая программа
  1   2   3


Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Сыктывкарский государственный университет»


Институт естественных наук

Кафедра «Экологии»

УТВЕРЖДЕНО

На заседании учебно-методической

комиссии Инстиута естественных наук

«___» сентября 2012 г.

Протокол №____


Председатель УМК

Л.А. Тулаева _____________

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
Дисциплины «Экологическая генетика»

Блок дисциплины – М2.ДВ5

Направление – 022000.68 «Экология и природопользование» профиль «Окружающая среда и здоровье человека»

Институт естественных наук

Форма обучения – очная
Семестр 1

Всего учебных занятий – 60.15 часов

В том числе:

Аудиторных 48 часов, из них

Лекций – 8 часов;

Лабораторные занятия – 24 часов;

Семинары – 16 часов;

Текущий контроль – тесты, контрольные работы, реферат;

Самостоятельная работа – 4.5 часов.

Итоговый контроль – экзамен

Сыктывкар 2012

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Сыктывкарский государственный университет»


Институт естественных наук

Кафедра «Экологии»

Учебно-методический комплекс
Дисциплины «Экологическая генетика»

Блок дисциплины – М2.ДВ5

Направление – 022000.68 «Экология и природопользование» профиль «Окружающая среда и здоровье человека»

Квалификация – магистр

Институт естественных наук

Форма обучения – очная

Сыктывкар 2012

ЛИСТ СОГЛАСОВАНИЯ

И УТВЕРЖДЕНИЯ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ



Рабочая программа составлена на основании ГОС ВПО (СПО) и учебного плана направления 022000.68 «Экология и природопользование» профиль «Окружающая среда и здоровье человека»
Составитель программы:

Доцент кафедры экологии, кандидат биологических наук__________Шапошников М.В.

Сведения о рецензентах:

Научный сотрудник отдела радиоэкологии

Института биологии Коми НЦ УрО РАН,

доцент кафедры экологии СГУ, кандидат биологических наук___________Плюснина Е.Н.
Доцент кафедры экологии СГУ, кандидат биологических наук___________ Плюснин С.Н.

Программа рассмотрена и одобрена на заседании кафедры экологии

Протокол заседания №___от «____»_________2012 г.
Заведующий кафедрой экологии

Доцент, доктор биологических наук_________________Москалев А.А.
Нормы Госстандарта
В соответствие со стандартом ФГОС ВПО студенты, обучающиеся по направлению 022000.68 «Экология и природопользование» профиль «Окружающая среда и здоровье человека», изучают «Экологическую генетику» как дисциплину по выбору. Форма текущего контроля – тесты, контрольные работы, реферат, форма итогового контроля – экзамен. На освоение курса программой отводится 48 часов, из них: 8 – лекции, 24 – лабораторные занятия, 16 – семинары, 4.5 часов – самостоятельная работа студентов.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Цель курса – дать студентам комплексное представление об экологической генетике как пограничной области знания, возникшей на стыке двух наук – экологии и генетики, а также раскрыть содержание основных разделов экологической генетики, решающих как фундаментальные, так и прикладные проблемы, связанные с селекцией, генетикой симбиотических отношений, медициной, токсикологией и сохранением оптимальной среды обитания человека.
Задачи курса:

- познакомить студентов с основными эколого-генетическими моделями и принципами и целями их разработки;

- дать представление о генетических основах симбиотических отношений;

- дать знания о механизмах устойчивости к факторам окружающей среды;

- дать представление о механизмах канцерогенеза.

Место дисциплины в структуре ООП

Экологическая генетика относится к общепрофессиональным дисциплинам ГОС. Учебная программа курса экологической генетики включает следующие вопросы: эколого-генетические модели, генетика симбиотических отношений, генетика устойчивости к факторам окружающей среды, генетическая токсикология и канцерогенез, токсикология и сохранение оптимальной среды обитания человека.

Изучение экологической генетики основывается на пройденных ранее дисциплинах: биологии, химии, общей экологии. Экологическая генетика является комплексным, междисциплинарным научным направлением, интегрирующим достижения различных наук, прежде всего биологического и экологического профиля. Приступая к изучению курса экологической генетки студент должен знать: взаимосвязь абиотических факторов и биотической компоненты экосистемы, иметь представление о законах наследственности и изменчивости; иметь современные представления о процессах метаболизма ДНК и биосинтеза белка; иметь современные представления о популяциях в экологии, систематике, генетике; иметь современные представления о популяционной генетике; Экологическая генетика тесно связана с такими науками, как экологическая токсикология, экологическая эпидемиология, биохимия, органическая химия, физиология растений, животных и человека, микробиология, молекулярная и клеточная биология, популяционная биология, синэкология, химия окружающей среды, прикладная экология и охрана окружающей среды, биоиндикация и экологический мониторинг, экологическая экспертиза, оценка воздействия хозяйственной деятельности на окружающую среду, почвоведение, агрохимия и геохимия.

Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
В результате изучения дисциплины формируются следующие профессиональные компетенции:

- иметь базовые общепрофессиональные представления об охране окружающей среды (ПК-4);

- умение разрабатывать типовые природоохранные мероприятия (ПК-5);

- способность проводить оценку воздействия планируемых сооружений или иных форм хозяйственной деятельности на окружающую среду (ПК-6);

- умение диагностировать проблемы охраны природы, разрабатывать практические рекомендации по охране природы и обеспечению устойчивого развития (ПК-7);

- знание нормативных документов, регламентирующих организацию производственно-технологических экологических работ (ПК-8);

- способность методически грамотно разрабатывать план мероприятий по экологическому аудиту, контролю за соблюдением экологических требований, экологическому управлению производственными процессами (ПК-9);

- умение проводить экологическую экспертизу различных видов проектного задания, осуществить экологический аудит любого объекта и разрабатывать рекомендации по сохранению природной среды (ПК-10);

- готовность осуществлять организацию и управление научно-исследовательскими и научно-производственными и экспертно-аналитическими работами с использованием углубленных знаний в области управления природопользованием (ПК-11).
Результаты обучения

В результате освоения дисциплины студент должен

знать:

  • основные группы загрязнителей, пути их миграции, трансформации и накопления в экосистемах;

  • механизмы воздействия факторов среды на организм и пределы его устойчивости, пути адаптации к стрессорным воздействиям среды;

  • пути влияния загрязнений различной природы на отдельные организмы и биоценозы;

  • физиологические основы здоровья человека, факторы экологического риска, возможности экологической адаптации.

уметь:

- применять в оценке воздействия на окружающую среду методы обнаружения и количественной оценки основных загрязнителей;

владеть:

- методами тестирования генетической активности факторов окружающей среды.
Формы контроля

Усвоение пройденного материала и проверка самостоятельной работы студентов происходит в виде устного опроса, посвященной той или иной теме, тестов. Владение теоретическими знаниями проверяется в ходе контрольных работ и зачета. Большая роль отводится самостоятельной работе студентов, написанию реферата, что помогает им лучше усваивать и понимать пройденное, логику геоботаники как науки биологической и экологической.

Допуск к зачету осуществляется по результатам посещения лекций, лабораторных работ, после написания реферата и выполнения контрольных работ.
4. КАЛЕНДАРНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ


Наименование тем

Количество часов по учебному плану

Макси-мальная нагрузка

Аудиторная нагрузка


Самостоя-тельная работа

Лекции

Лабораторные

Семинары

Раздел 1. Введение в экологическую генетику

Тема 1. Предмет и задачи экологической генетикии, место в системе наук

3,5

0,5

1

1

1

Раздел 2. ЭКОЛОГО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ




Тема 1. Эколого-генетическая модель растение-дрозофила и защита растений

3,5

0,5

1

1

1

Тема 2. Система растение-агробактерия и биотехнология растений

2,5

0,5

1

1

-

Раздел 3. ГЕНЕТИКА СИМБИОТИЧЕСКИХ ОТНОШЕНИЙ

Тема 1. Симбиогенетика.


2,5

0,5

1

1

1

Тема 2. Микробно-растительный симбиоз.


2,5

0,5

1

1

-

Тема 3. Микориза: симбиоз между растениями и грибами.


2,5

0,5

1

1

-

Тема 4. Эндосимбиоз у животных: насекомые и бактерии.


2,5

0,5

1

1

-

Тема 5. Роль симбиотических отношений в происхождении эукариотической клетки.


2,5

0,5

1

1

-

Раздел 4. ГЕНЕТИКА УСТОЙЧИВОСТИ К ФАКТОРАМ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Тема 1. Генетика устойчивости к факторам окружающей среды.


5,5

0,5

3

1

1

Тема 2. Процессы репарации и их дефекты.


4,5

0,5

3

1

-

Тема 3. Система белков теплового шока.


3,5

0,5

2

1

-

Тема 4. Система цитохрома P450.


3,5

0,5

2

1

-

Тема 5. Биологические факторы мутагенеза.


3,5

0,5

2

1

-

Раздел 5. ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ТОКСИКОЛОГИЯ И КАНЦЕРОГЕНЕЗ

Тема 1. Классификация канцерогенов.


3

0,5

1

1

0,5

Тема 2. Механизмы химического и радиационного канцерогенеза.

2,5

0,5

1

1

-

Тема 3. Онкогены и гены опухолевые супрессоры

2,5

0,5

1

1

-

Тема 4. Онкогенные вирусы.

1

-

1

-




Итого

52,5

8

24

16

4,5


5. Структура и содержание дисциплины
Раздел 1. Введение в экологическую генетику

Тема 1. Предмет и задачи экологической генетикии, место в системе наук.

Определение экологической генетики как пограничной области знания, возникшей на стыке двух наук – экологии и генетики. Концепция уровней организации жизни и область интересов экологической генетики. Общая структура экологической генетики, основанная на методологических достижениях экологии и генетики. Использование в экологической генетике методов генетического анализа. Понятие о наследственности, значение элементарных признаков для генетического анализа экологических отношений. Изменчивость, типы изменчивости. Мутационная изменчивость. Роль генетических процессов, связанных с процессами репликации, репарации и рекомбинации. Модификационная изменчивость и связанные с ней генетические процессы, транскрипция и трансляция. Генетические процессы в популяциях. Типы экологических отношений. Синэкологические отношения, пищевые цепи. Аутэколгические отношения, естественные и антропогенные факторы окружающей среды.
Раздел 2. ЭКОЛОГО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ

Тема 1. Эколого-генетическая модель растение-дрозофила и защита растений. Эколого-генетические модели. Принципы и цели их разработки. Известные на сегодняшний день модели, их фундаментальная и практическая важность. Взаимоотношение типа «продуцент-потребитель» на примере членистоногих и высших растений. Метаболизм стеринов и принципы создание растений, устойчивых к насекомым-вредителям. Модель растение-дрозофила, этапы создания, практическая и теоретическая важность.

Тема 2. Система растение-агробактерия и биотехнология растений. Агробактерия. Взаимодействие почвенной бактерии Agrobacterium tumefaciens с корнями растений. Образование растительной опухоли и заболевания корончатые галлы. Явление генетической колонизации. Выработка клетками зараженного растения несвойственных продуктов, опины. Генетическая система агробактерии: крупные плазмиды и две хромосомы (кольцевая и линейная). Ti-плазмида, наследование свойств вирулентности, строение Ti-плазмиды, значение T-ДНК. Гены Ti-плазмиды семейства vir, гены вирулентности, катаболизма и конъюгативного распространения. Факторы вирулентности в хромосомах, гены семейства chn. T-ДНК, прямые концевые повторы Т-ДНК и их функция, гены Т-ДНК – посредники при синтезе фитогормонов. Механизм генетической колонизации, стадии переноса T-ДНК из генома агробактерии в геном растения-хозяина. Роль в процессе инфицирования генов Ti-плазмиды и генов бактериальной хромосомы. Биотехнология растений. Система бинарного вектора Agrobacterium tumefaciens, как самый распространенный подход к созданию трансгенных растений. Строение бинарного вектора, хелперная и векторная плазмиды. Принцип создания трансгенных растений с помощью системы бинарного вектора. Различные направления использования достижения биотехнологии растений, создание генетически модифицированных растений, использование системы бинарного вектора в генетическом анализе.

Раздел 3. ГЕНЕТИКА СИМБИОТИЧЕСКИХ ОТНОШЕНИЙ

Тема 1. Симбиогенетика. История исследования симбиотических отношений, работы Де Бари (1879), Фаминцина (60-е гг. XIX века), Мережковского (1905, 1909), Козо-Полянского (1921, 1924), Маргелис (70-е гг. XX века). Современный взгляд на симбиотические отношения: определение, многообразие симбиотических систем, их значение. Генетическая основа симбиотических отношений. Роль симбиоза в эволюции.

Тема 2. Микробно-растительный симбиоз. История исследования клубеньков бобовых растений. Работы Фушиуса (1542), Мальпиги (1675), Воронина (1866), Франка (1879), Хейригеля (1888), Бейеринка (1888), Пражмовски (1890) и др. исследователей микробно-растительных симбиозов. Открытие азотофиксирующих корневых клубеньков и клубеньковых бактерий. Современный взгляд на азотофиксирующий симбиоз. Филогенетические группы Rhizobium и Frankia, микробный и цианобактериальный азотфиксирующий симбиоз. Этапы взаимодействия между бактерией и растением на пути образования симбиоза. Генетические основы бобово-ризобиального симбиоза. Изменение генной экспрессии в системе растение-клубеньковая бактерия. Бактериальные гены, Nod-факторы, обычные и хозяин-специфические гены. Гены растений, ранние и поздние гены-нодулины.

Тема 3. Микориза: симбиоз между растениями и грибами. Фундаментальное значение микоризных ассоциаций для большинства наземных растений. Различные типы микориз. Особенности строения арбускулярной и эктомикоризы. Роль химических сигналов в микоризообразовании. Арбускулярная микориза (эндомикориза), распространение, этапы колонизации грибом растения. Строение, формирование апрессориума, арбускулы и петель. Две морфологические формы эндомикоризной ассоциации “Arum” и “Paris”. Эктомикориза, распространение, этапы формирования, строение эктомикоризы, значение мантии и сети Хартига. Изменение генной экспрессии при микоризообразовании. Гены растения и гриба, индуциирующиеся при микоризном симбиозе. Симбиотические гены, гены защитного ответа, гены имеющие гомологию с клубеньками растений.

Тема 4. Эндосимбиоз у животных: насекомые и бактерии. Симбиотические микроорганизмы насекомых, распространение, их филогенетическое многообразие. Локализация симбиотических микроорганизмов в организме насекомого. Микроорганизмы, заселяющие кишечник и внутриклеточные симбиотические мокроорганизмы, бактериоциты – клетки насекомого, заселенные микроорганизмами, строение, локализация в организме насекомых. Особые условия коэволюции геномов симбиотических микроорганизмов насекомых. Генетическая организация симбиотических микроорганизмов на примере бактерий рода Buchnera. Строение генома Buchnera, явление минимизации бактериального генома и перенос части генов в клетку насекомого-хозяина, амплификация симбиотических генов. Способы передача симбиотических микроорганизмов в ряду поколений насекомых, трансовариальный перенос.

Тема 5. Роль симбиотических отношений в происхождении эукариотической клетки. История вопроса, работы Фаминцина, Мережковского, Козо-Полянского. Теория эндосимбиогенеза Маргелис. Роль эндосимбиотических отношений в возникновении эукариотической клетки. Три домена живых существ: бактерии, археи и эукариоты. Эволюция прокариот из гипотетического предка – прогенота. Возникновение эукариот из бактерий и архей. Мозаичная структура генома эукариот, возникновение информационных генов от архебактерий, а операционных – от эубактерий. Идея происхождения эукариотических в результате многократного симбиоза различных прокариот. Близость хлоропласта к цианобактериям, а митохондрии к -Proteobacteria. Сравнение генома риккетсий и митохондрий, доказательства их филогенетической близости. Особенности генетического аппарата митохондрий, связанные с симбиотическим происхождением. Амитохондриальные организмы и гипотетический промитохондриальный организм, гипотезы возникновения митохондрий: Классическая теория эндосимбиогенеза. Гипотеза синтрофии или метаболического симбиоза. "ox-tox" гипотеза. Гипотеза происхождения митихондрии при слиянии эубактерии и архебактерии. Происхождение хлоропласта. Особенности функционирования генетического аппарата пластид растений, связанные с их симбиотическим происхождением.
Раздел 4. ГЕНЕТИКА УСТОЙЧИВОСТИ К ФАКТОРАМ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Тема 1. Генетика устойчивости к факторам окружающей среды. Генетические механизмы, определяющие устойчивость организмов к факторым среды. Основные положения генетики устойчивости. Понятие о факторах окружающей среды. Генетическая детерминированность устойчивости к факторам среды. Ксенобиотики и механизмы устойчивости к ним на примере насекомых. Биохимические механизмы повышения устойчивости: избегание, усиление барьеров, метаболитическая детоксификация, ослабление чувствительности молекул-мишеней. Генетические механизмы повышения устойчивости: точковые мутации, амплификация генов, индукция генов семейства P450, хромосомные перестройки, индукция транспозиций мобильных генетических элементов.

Тема 2. Процессы репарации и их дефекты. Основные типы повреждений ДНК и механизмы репарации. Эксцизионная репарация оснований, мисметч репарация, рекомбинационная репарация. Система эксцизионной репарации нуклеотидов (ЭРН), виды репарируемых повреждений. Способы реализации ЭРН, репарация, связанная с транскрипцией, глобальная геномная репарация, незапланированный синтез ДНК. Стадии процесса ЭРН, узнавание и вырезание повреждения, заполнение образовавшегося пробела с помощью ДНК-полимеразы и сшивка свободных концов. Синдромы нарушения эксцизионной репарации нуклеотидов, пигментная ксеродерма (ХР), синдром Коккайна (СS), трихотиодистрофия (ТТD). Молекулярные основы пигментной ксеродермы, синдрома Коккайна и трихотиодистрофии. Природа нарушения эксцизионной репарации нуклеотидов при синдромах.

Тема 3. Система белков теплового шока. Обнаружение индукции экспрессии белков теплового шока Ритоссой (1962) у личинок дрозофилы. Система белков теплового шока, значение и механизмы индукции в ответ на действие неблагоприятных факторов. Универсальность и высокая эволюционная консервативность системы белков теплового шока для представителей растительного и животного мира, прокариот и эукариот. Фактор теплового шока (ФТШ), сборка фактора теплового шока в ответ на повышение температуры, его роль в активации уровня транскрипции генов белков теплового шока (БТШ), регуляция активности фактора теплового шока. Функции белков теплового шока, понятие о шаперонах, как о белках участвующих в поддержании пространственной структуры клеточных белков. Заболевания, связанные с нарушением в системе белков теплового шока, перспективы использования активаторов БТШ в фармакологии.

Тема 4. Система цитохрома P450. Ксенобиотики – вещества, чужеродные для организма. Источники поступления ксенобиотиков. Метаболизм ксенобиотиков и его основные фазы: модификация и конъюгация. Характеристика этапов метаболизма. Первая фаза, система микросомальных пероксидаз P450, функции образования в молекулах гидрофильных функциональных групп с детоксикацией десятков тысяч веществ. Вторая фаза метаболизма ксенобиотиков, функциональное значение глутатион трансфераз. Значение и происхождение систем метаболизма ксенобиотиков.

Тема 5. Биологические факторы мутагенеза. Канцерогены - химические, биологические и физические агенты, вызывающие развитие рака. Природные и антропогенные источники канцерогенов. Классификации
  1   2   3

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Рабочая программа Дисциплины «Экологическая генетика» iconУчебно-методический комплекс Дисциплины «Экологическая и популяционная генетика»
Инге Вечтомов С. Г. Генетика с основами селекции: Учеб пособие для биол спец ун-тов / С. Г. Инге-Вечтомов.— М. Высш шк., 1989.— 591с...
Рабочая программа Дисциплины «Экологическая генетика» iconРабочая программа учебной дисциплины (модуля) Экологическая практика...
Изучить механизмы изменчивости. Закрепить понятия: генофонд, частоты аллелей, закон Харди-Вайнберга, отбор, видообразование, виды...
Рабочая программа Дисциплины «Экологическая генетика» iconЭкологическая физиология учебно-методический комплекс
Биология; магистерские программы: «Биотехнология», «Зоология позвоночных», «Физиология человека и животных», «Экологическая генетика»,...
Рабочая программа Дисциплины «Экологическая генетика» iconРабочая программа составлена в соответствии с требованиями гос впо...
Н. Ф. Чистякова «Экологическая геология». Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов специальности 020306. 65...
Рабочая программа Дисциплины «Экологическая генетика» iconРабочая программа составлена в соответствии с требованиями фг
Биология; магистерские программы: «Биотехнология», «Зоология позвоночных», «Физиология человека и животных», «Экологическая генетика»,...
Рабочая программа Дисциплины «Экологическая генетика» iconТюменский государственный университет
Биология; магистерская программа: «Физиология человека и животных», «Зоология позвоночных», «Биотехнология», «Экологическая генетика»,...
Рабочая программа Дисциплины «Экологическая генетика» iconРабочая программа дисциплины общая биология Для специальности: 020400 «Биология»
Биология (естественнонаучное образование), квалификация (степень) бакалавр, профили Генетика и Биохимия. Дисциплина «Общая биология»...
Рабочая программа Дисциплины «Экологическая генетика» iconТюменский государственный университет «утверждаю»: Проректор по учебной...
Биология; Профиль «Физиология человека и животных», «Экология человека», «Экологическая генетика», «Биотехнология», «Зоология позвоночных»;...
Рабочая программа Дисциплины «Экологическая генетика» iconУчебно-методический комплекс рабочая программа для студентов направления 020400. 68 Биология
Трофимов О. В. Основные методы генетической инженерии: Учебно-методический комплекс. Рабочая программа для студентов направления...
Рабочая программа Дисциплины «Экологическая генетика» iconРабочая программа учебной дисциплины «генетика человека»
Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины вариативной части естественнонаучного цикла студентам (полного и сокращенного...
Рабочая программа Дисциплины «Экологическая генетика» iconРабочая программа учебной дисциплины «генетика»
Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины базовой части профессионального цикла студентам (полного и сокращенного...
Рабочая программа Дисциплины «Экологическая генетика» iconРабочая программа учебной дисциплины теоретические основы селекции...
Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины блока в. Од. 4 студентам очной формы обучения
Рабочая программа Дисциплины «Экологическая генетика» iconРабочая программа учебной дисциплины «мониторинг и экологическая экспертиза»
Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины вариативной части гуманитарного, социального и экономического цикла студентам...
Рабочая программа Дисциплины «Экологическая генетика» iconБиологическая и социальная природа человека учебно-методический комплекс
Биология; магистерские программы: «Физиология человека и животных», «Экология человека», «Экологическая генетика», «Биотехнология»,...
Рабочая программа Дисциплины «Экологическая генетика» iconРабочая программа учебной дисциплины селекция декоративных культур...
Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины блока «Профессиональный цикл», вариативная часть, обязательные дисциплины...
Рабочая программа Дисциплины «Экологическая генетика» iconРабочая программа учебной дисциплины «Генетика»
Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины профессионального цикла базовой части профессионального цикла студентам...


Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
100-bal.ru
Поиск