Скачать 198.52 Kb.
|
Министерство образования и науки Российской Федерации Сибирский федеральный университет Генетика Методические указания к семинарским занятиям Красноярск СФУ 2011 УДК (узнавать в библиотеке по тел. 2912-761) ББК (там же) Г (авт. знак дает РИО. Буква по первой фамилии или по названию) Рецензенты: И.О. Фамилия, должность, место работы. Составитель И.Л. Милютина Г 20 Генетика: Методические указания к семинарским занятиям [Текст] / сост. И.Л. Милютина. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2011. – 15 с. ISBN 978-5-7638-????-? (для внешних работ – дает РИО) Тел. 8-913-522-4987 Методические указания составлены в соответствии с учебным планом и программой по дисциплине «Генетика». Пособие содержит тематический план лекций и семинарских занятий. В пособие даны рекомендации для подготовки к семинарам, график занятий и список литературы по темам семинарских занятий. Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по специальности – «Биохимия». УДК (повтор) ББК (повтор) © Сибирский федеральный университет, 2011 ISBN 978-5-7638-????-? (повтор) СОДЕРЖАНИЕ
общие сведения Преподавание генетики осуществляется путем чтения курса лекций и проведения семинарских занятий с контролем приобретенных знаний, навыков и умений. На семинарских занятиях изучаются способы решения различных типов генетических задач соответственно пройденному теоретическому материалу, более подробно обсуждаются ключевые и трудно усваиваемые моменты, на семинарах также проводится входной контроль и устный опрос студентов, презентация подготовленных студентами рефератов. Закрепление полученных знаний проводится во внеучебное время в ходе выполнения самостоятельной работы – решения задач из предложенных разделов сборников задач по общей и молекулярной генетике. При оценке успеваемости студентов по дисциплине «Генетика» значительное внимание уделяется текущему контролю успеваемости и итоговой аттестации. Текущая аттестация – аттестация во время семестра, включает аттестацию на семинарских занятиях. Текущий контроль осуществляется путем входного контроля, устного опроса в ходе решения задач или обсуждения сложных для понимания вопросов. В процессе самостоятельного изучения курса генетики каждый студент должен выполнить входной контроль. Для этого в конце занятия студент получает у преподавателя тестовые задания, ответы на которые готовит в период до следующего занятия дома, используя рекомендуемую учебную литературу по соответствующей теме. Контроль проводится в начале каждого занятия. Такой контроль позволяет определить степень усвоения студентом учебного материала и предусматривает: самостоятельную работу с учебной литературой, позволяющей решить предложенные варианты задач. Для промежуточного контроля проводятся две письменные контрольные работы по блокам (темы 2-6 и темы 7-13, соответственно на 7-й и 13-й неделе семестра). Контрольно-измерительные материалы состоят из задач и тестовых вопросов (всего 6-7 заданий на вариант). Время, отведенное на каждую контрольную работу – 45 минут. По результатам работ на семинарском занятии подробно разбираются задачи и вопросы, вызвавшие наибольшие затруднения. На семинарские занятия в процессе изучении дисциплины «Генетика» отводится 32 часа, из них 2 часа – на контрольные работы и для защиты рефератов - 6-8 часов в течение семестра. Рефераты представляются в виде презентаций или устных докладов. 1. СОДЕРЖАНИЕ И МЕТОДИКА ПОДГОТОВКИ К СЕМИНАРСКИМ ЗАНЯТИЯМ Содержание разделов дисциплины Тема 1. Предмет и методы генетики Основные этапы развития генетики. Общая характеристика типов наследственности и изменчивости. Методы генетики: гибридологический, статистический метод χ, генеалогический, цитологический, секвенирование, ПЦР, гибридизация нуклеиновых кислот, рестрикционный анализ. Тема 2. Закономерности наследования моногенных признаков, открытые Г.Менделем Эксперименты Г.Менделя на горохе огородном. Гибридизация. Моногибридное, дигибридное, полигибридное и анализирующее скрещивания Законы Менделя: закон единообразия первого поколения, закон расщепления, закон независимого комбинирования признаков. Условия существования менделевских закономерностей. Понятия: ген, генотип, фенотип, аллель, доминантный, рецессивный, гомозигота, гетерозигота. Система обозначений в генетических записях. Тема 3. Взаимодействие генов Типы взаимодействия между аллелями одного гена: полное доминирование, неполное доминирование, множественный аллелизм, кодоминирование. Наследование групп крови по системе АВ0 у человека. Взаимодействие между неаллельными генами: комплементарность, эпистаз (доминантный и рецессивный), полимерия. Плейотропия. Летальные гены. Экспрессивность и пенетрантность. Тема 4. Цитологические основы наследственности: кариотип и распределение генетического материала в ходе деления клеток Кариотип, идиограмма. Аутосомы и половые хромосомы. Морфологические признаки хромосом. Клеточный цикл. Регуляция клеточного цикла. Апоптоз. Стадии митоза. Клоны и примеры природного клонирования. Стадии мейоза. Кроссинговер. Тема 5. Сцепление генов Хромосомная теория наследственности. Сцепленные гены и группы сцепления. Эксперименты Т.Моргана на дрозофиле, доказывающие сцепление между генами. Группы сцепления. Частота рекомбинации. Генетическое картирование. Тема 6. Сцепление с полом, генетика пола Признаки, сцепленные с полом. Хромосомный механизм определения пола у человека, дрозофилы. Т.Моргана, доказывающие сцепление ряда признаков с полом. Типы сцепления с полом. Наследование дальтонизма и гемофилии у полом. Типы сцепления с полом. Наследование дальтонизма и гемофилии у человека. Наследование при нерасхождении половых хромосом. Исследование полового хроматина. Балансовая теория определения пола. Признаки, ограничиваемые полом. Определение пола у различных организмов: прогамное, сингамное, эпигамное. Соотношение полов. Искусственная регуляция соотношения.полов. Тема 7. Молекулярные основы наследственности: структура ДНК и гена Доказательства генетической роли нуклеиновых кислот. Опыты по трансформации у пневмококков и эксперименты Херши и Чейз на бактериофагах. Строение полинуклеотидной цепи. Модель ДНК, предложенная Уотсоном и. Криком. Формы молекулы ДНК: А, В, Z. Принцип кодирования генетической информации. Теория «один ген - один фермент». Эксперименты Дж.Бидла и Э.Татума, данные Гаррода по алкаптонурии. Основные свойства генетического кода. Рамка считывания. Гипотеза «качания». Кодирующая и некодирующая ДНК. Кодирующая ДНК: уникальные последовательности, повторяющиеся последовательности, мультигенные семейства и кластеры генов. Сателитная ДНК и спейсерные участки. Определение гена с молекулярныой точки зрения. Регуляторные и структурные области гена. Экзоны и интроны. Тема 8. Организация ДНК у различных организмов Организация генома прокриот. Плазмиды. Эписомы. Фактор F+. Организация эукатиотической ДНК в линейные хромосомы. Хроматин. Гистоны, нуклеосомы. Уровни компактизации хроматина. Хромосомы типа ламповых щеток, политенные хромосомы. Внеядерная наследственность. Геном хлоропластов. Геном митохондрий. Организация генома вирусов. Ретровирусы. Тема 9. Механизмы экспрессии и регуляции экспрессии генов Транскрипция. Промоторы прокариот и эукариот. РНК-полимеразы. Механизмы транскрипции у прокариот: инициации, элонгации и терминации. Факторы транскрипции. Особенности транскрипции и посттранскрипционной модификации у эукариот. Сплайсинг. Контроль инициации транскрипции у прокариот. Теория Жакоба-Моно Модель индукции-репрессии на примере lac-оперона; trp-оперона; белка-активатора катаболизма. Контроль на стадии инициации эукариотических генов. Энхансеры. Контроль на других стадиях генной экспрессии: аттенуация, альтернативный сплайсинг. Трансляция. Характеристика аппарата и механизмов трансляции у прокариот и эукариот. Сигналы трансляции. Моно- и полицистронность. Инициация, элонгация и терминация трансляции. Регуляция белкового синтеза и контроль генной экспрессии на стадии трансляции: маскирование и редактирование мРНК. Механизмы регуляции активности генов, связанные с перестройками в ДНК: механизм фазовой вариации, «кассетный» механизм, соматическая рекомбинация при образовании иммуноглобулиновых генов. Тема 10. Механизмы сохранения генетической информации: репликации и репарации ДНК Полуконсервативный механизм репликации ДНК. Эксперименты Мезельсона и Сталя, доказывающие полуконсервативный механизм репликации ДНК. Типы репликации и точки начала репликации у про- и эукариот. Репликационная вилка. Синтез на лидирующей и отстающей цепях. Ферменты репликации. Репродуктивное старение клеток, связанное с концевой недорепликацией хромосом. Эффект Хейфлика и механизмы иммортализации. Теломеразный механизм поддержания бессмертных клеток. Механизмы репарации: эксцизионная и прямая репарация. Ферменты репарации. Репликативная и пострепликативная репарация. Значение метилирования дочерней цепи. SOS-репарация E.coli Тема 11. Генетическая изменчивость: мутации Типы генетической изменчивости. Мутации: классификация, частота. Мутационная теория. Этапы мутагенеза Природные и антропогенные мутагены. Генные мутации: замены (транзиции, трансверсии), делеции, инсерции; мисенс и нонсенс-мутации. Международная система обозначения мутаций по амнокислотному типу с использованием однобуквенного кода и по нуклеотидному типу. Хромосомные мутации: внутри- (инверсии, делеции) и межхромосомные (реципрокные и нереципрокные, робертсоновские транслокации) мутации. Геномные мутации: полиплоидные и анеуплоидные. Номенклатура хромосомных мутаций. Механизмы действия мутагенов. Мутагены, действующие на единичный нуклеотид: дезаминирование, депуринизация, алкилирование оснований и т.д. и действующие на пару нуклеотидов: образование тиминовых димеров и др. Мутагены, вызывающие разрыв полинуклеотидной цепи. Другие мутагены: интерклирующие и аналоги оснований. Радиационный мутагенез. Методы оценки мутагенного воздействия. Нормирование дозы мутагенов. Тема 12. Генетическая изменчивость: рекомбинации и транспозиции Общая рекомбинация. Белок RecA E.coli. Миграция ветви. Обмен с перемещением цепей. Конверсия генов. Сайт-специфическая рекомбинация. Мобильные элементы генома. Транспозоны прокариот (IS-элементы и Tn). Механизмы транспозиции. Эукариотические транспозоны. Процессированные псевдогены. Тема 13. Популяционная генетика и элементарные процессы эволюции Популяция с генетической точки зрения, генофонд. Панмиктическая популяция. Генетическая структура популяции. Закон Харди-Вайнберга, следствия. Факторы, влияющие на генетическую структуру популяции: отбор: естественный и искусственный, мутации, поток генов, дрейф генов, избирательность скрещивания. Механизмы, лежащие в основе образования новых генов и кариотипов. Тема 14. Модификационная изменчивость и реализация генетической программы развития в ходе индивидуального развития Типы модификаций. Фенокопии и морфозы. Молекулярно-генетические механизмы клеточной дифференцировки и детерминация. Комбинаторная схема дифференциальной экспрессии генов. Постоянство генома и изменение экспрессии генов в ходе развития. Переключение генов в эмбриогенезе. Гомеобоксы и гомеозисные мутации. Тема 15. Генетическая инженерия Молекулярное клонирование. Основные приемы генной инженерии. Применение генно-инженерных методов. Получение генов. Создание рекДНК. Векторы: структура и требования к векторной молекуле. Используемые при конструировании рекДНК ферменты: рестриктазы, лигазы, обратная транскриптаза. Библиотеки генов: геномные и кДНК. Применение клонирования в бактериальных клетках. Способы физического картирования генов. Использование генно-инженерных методов в биотехнологии. Принципы создания трансгенных растений и животных. Тема 16. Генетические основы селекции Породы и сорта, штаммы микроорганизмов с полезными свойствами. Наследование количественных признаков. Типы отбора в селекции. Типы скрещиваний в селекции. Гетерозис. Полиплоидия и отдаленная гибридизация. Использование мутационного процесса и генной инженерии в селекции. Темы практических занятий (семинаров): Тема 1. Моногибридное и дигибридное скрещивания, метод χ2 : решение задач. 2 ч Литература для подготовки к семинару- [6] – 31-34; [7] – 75-91, 107-115; [12] – (I) 37-63; [33] – 23-38 Основные вопросы; Система обозначений в генетических записях. Моногибридное, дигибридное, полигибридное и анализирующее скрещивания Закон независимого наследование признаков. Формы взаимодействия аллельных генов (доминирование, неполное доминирование, кодоминирование). Применение метода χ2 для решения соответствия экспериментальных данных той или иной гипотезе (на примере моно- и дигибридного расщепления). Самостоятельная работа – решение задач из сборников 1 (разделы 1, 2), 2 (разделы 1, 2), 3 (разделы 1, 2), 4 (главы I-IV) Тема 2. Взаимодействие генов: решение задач. 2 ч Литература для подготовки к семинару- [6] – 34-39; [7] - 115-122, 128-132, 175-181; [12] – (II) 334-359; [33] – 39-54 Основные вопросы; Взаимодействие неаллельных генов: а) комплементарность, б) эпистаз –доминантный и рецессивный, в) полимерия – кумулятивная и некумулятивная. Летальные гены. Пенетрантность и экспрессивность признака. Самостоятельная работа – решение задач из сборников 1(раздел 3), 2 (разделы 1, 3), 3 (раздел 3), 4 (глава V, VIII) Тема 3. Знакомство с цитогенетическими методами. Изучение кариотипа. Хромосомные мутации – количественные и структурные абберации. 4 ч 3.1. Знакомство с цитогенетическими методами. Изучение кариотипа. 2 ч Литература для подготовки к семинару- [6] – 244-253; [33] – 55-68 Основные вопросы; Этапы цитогенетического исследования. Методы подготовки и окрашивания препаратов – G-, С- и Q-окрашивание. Нормальный полиморфизм хромосом. Строение хромосом человека. Классификация хромосом человека – группы A (хромосомы 1-3), B (хромосомы 4-5), C (хромосомы 6-12), D (хромосомы 13-15), E (хромосомы 16-18), F (хромосомы 10-20), G. (хромосомы 21-22), Х - хромосома, Y - хромосома. Самостоятельная работа – идентификация хромосом человека по фотографии кариотипа 3.2. Хромосомные мутации – количественные и структурные абберации. 2 ч Литература для подготовки к семинару- [6] – 54-76; [7] – 214-224; [12] – (III) 32-71; [33] – 318-369 Основные вопросы; Хромосомные мутации: внутри- и межхромосомные мутации. Геномные мутации: полиплоидные и анеуплоидные. Самостоятельная работа –решение задач из сборников 1 (раздел 9), 2 (раздел 6), 3 (раздел 8). Тема 4. Сцепление с полом, сцепление генов: решение задач. Построение генетических карт на основании частот рекомбинации. 4 ч 4.1. Сцепление с полом. 2 ч Литература для подготовки к семинару- [6] – 350-368; [7] – 123-128, 147-168; [12] – (I) 67-87; [33] – 85-95 Основные вопросы; Хромосомный механизм определение пола. Соотношение полов. Наследование признаков, сцепленных с полом. Одновременное наследование признаков, сцепленных с полом, и аутосомных. Нерасхождение половых хромосом. Самостоятельная работа – решение задач из сборников 1(раздел 4), 2 (раздел 4), 3 (раздел 4), 4 (глава VII) 4.2. Сцепление генов, построение генетических карт на основании частот рекомбинации. 2 ч Литература для подготовки к семинару- [6] - 42-50; [7] – 234-297; [12] – (I) 129-144, 227-254; [33] – 97-111 Основные вопросы; Группы сцепления. Наследование несцепленных, полностью и частично сцепленных генов. Кроссинговер, рекомбинантные гаметы и генотипы. Принципы построения генетических карт эукариот и прокариот. Самостоятельная работа – решение задач из сборников 1(разделы 5-6), 2 (раздел 5), 3 (разделы 5,7), 4 (глава VI) Тема 5. Генеалогический метод. Близнецовый метод. 2 ч Литература для подготовки к семинару - [9] - 9-38. Основные вопросы; Генеалогический метод - составление родословных и их генеалогический анализ. Определение наследуемости признака и типа наследования. Близнецовый метод (полисимптомный, иммуногенетический, приживляемость кусочков кожи, дерматоглифика, сопоставление групп моно- и дизиготных близнецов). Конкордантность признака. Самостоятельная работа – решение задач из сборника 3 (раздел 6) Тема 6. Популяционно-статистические расчеты: решение задач. 4 ч 6.1. Расчет частоты аллелей и генотипов в равновесной популяции. 2 ч Литература для подготовки к семинару- [7] – 741-752; [12] – (III) 72-116; [33] – 454-461 Основные вопросы; Панмиктическая популяция. Закон Харди-Вайнберга, условия выполнения, следствия. Расчет частоты аллелей и генотипов в популяции. Применение метода χ2 для решения соответствия экспериментальных данных той или иной гипотезе (на примере частоты фенотипов в популяции). Самостоятельная работа – решение задач из сборников 1(раздел 10), 2 (раздел 8), 3 (раздел 8) 6.2. Расчет частоты аллелей и генотипов в неравновесной популяции. 2 ч Литература для подготовки к семинару- [7] – 753-772; [12] – (III) 117-176; [33] – 467-474 Основные вопросы; Факторы, влияющие на генетическую структуру популяции: отбор естественный и искусственный (разная выживаемость генотипов), мутации, миграции, дрейф генов, инбридинг. Самостоятельная работа – решение задач из сборников 1(раздел 10), 2 (раздел 8), 3 (раздел 8) Тема 7. Молекулярно-генетические задачи: использование генетического кода для определения аминокислотной и нуклеотидной последовательностей. 2 ч Литература для подготовки к семинару- [7] – 12,1-12,4 [12] – (II) 67-95 Основные вопросы; расчет соотношения оснований в структуре ДНК и РНК. Использование генетического кода для определения аминокислотной и нуклеотидной последовательностей. Самостоятельная работа – решение задач из сборников 1(разделы 7-9), 5 Тема 8. Знакомство с математическими методами генетики. 2 ч Основные вопросы; Биоинформатика – базы данных (архивные, курируемые, производные, интегрированные). Задачи сравнения – парное выравнивание (количество, оптимизация, параметры), множественное и прогрессивное выравнивание. Применение – предсказание вторичной структуры РНК, исследование альтернативного сплайсинга. 2. ГРАФИК ВЫПОЛНЕНИЯ СЕМИНАРСКИХ ЗАНЯТИЙ В ТЕЧЕНИЕ СЕМЕСТРА
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК Основная литература
Дополнительная литература
Программное обеспечение и Интернет-ресурсы:
Учебное издание Милютина Инна Леонидовна Генетика Методические указания к семинарским занятиям Редактор И.О. Фамилия Корректор И.О.Фамилия Компьютерная верстка: И.О.Фамилия Подписано в печать (дата) 2011 г. Формат 60х84/16. (А5) Бумага офсетная. Печать плоская. Усл. печ. л. … (количество страниц/16). Уч.-изд. л. ? ?. Тираж 100 экз. Заказ ????. (Дает РИО) Редакционно-издательский отдел Библиотечно-издательского комплекса Сибирского федерального университета 660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 79 Тел/факс (391) 244-82-31. E-mail rio@sfu-kras.ru http://rio.sfu-kras.ru Отпечатано Полиграфическим центром Библиотечно-издательского комплекса Сибирского федерального университета 660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 82а |
Методические указания к семинарским занятиям Красноярск Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению «Биология» | Методические указания к семинарским занятиям Красноярск Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению 011200 «Физика» | ||
Методические указания по семинарским занятиям Красноярск 2011 Авторы: Самойлова А. А Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению 020400. 68 «Биология» | Методические указания к семинарским занятиям Часть1 И 90 Культурология: Методические указания к семинарским занятиям. Часть I / Сост. Г. А. Табейкина. Казань: ктасу, 2009. 39 с | ||
Методические указания к семинарским занятиям Часть II И 90 Культурология: Методические указания к семинарским занятиям. Часть II / Сост. Г. А. Табейкина. Казань: кг асу, 2009. 23 с | История экономических учений методические указания к семинарским занятиям Панасенкова Т. В., Родионова Н. Д., Чернышева Н. И. История экономических учений: методические указания к семинарским занятиям Ростов-на-Дону,... | ||
Методические указания для подготовки к семинарским занятиям для студентов... История государства и права зарубежных стран (Новое и Новейшее время) [Текст]: методические указания для подготовки к семинарским... | Методические указания к семинарским занятиям для студентов специальности «социология» Овчинникова, Э. В. Методология и методика социологических исследований [Текст]: методические указания к семинарским занятиям для... | ||
Методические указания и планы к семинарским и практическим занятиям... Орлов И. И., Половинкина М. Л. Методические указания и планы к семинарским и практическим занятиям по курсу «История культуры и искусств»... | Методические указания и рекомендации к практически-семинарским занятиям... Местные финансы: Методические указания и рекомендации к практически-семинарским занятиям по дисциплине «Местные финансы» для студентов... | ||
Методические указания для подготовки к семинарским занятиям Тема Происхождение государства Теория государства и права: учебно-методическое пособие [Текст] / сост. Н. В. Высоцкая. Красноярск: Сиб федер ун-т, 2012. 38 с | Методические указания для подготовки к семинарским занятиям Э401 Экономические преступления: учебно-методическое пособие для семинарских занятий [Текст] / сост. Н. А. Вербицкая. – Красноярск:... | ||
Курс лекций по дисциплине. Методические указания по подготовке к... Методические указания по подготовке к семинарским, практическим и лабораторным занятиям | Методические указания к семинарским занятиям для студентов всех специальностей... Минаков В. Б. Политология. Методические указания к семинарским занятиям для студентов всех специальностей очной формы обучения. Тюмень:... | ||
Методические указания к семинарским занятиям ... | Методические указания к семинарским занятиям по курсу «Социология» Методические указания предназначены для студентов всех направлений и специальностей, изучающих социологию |