Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни херсонський державний університет факультет природознавства, здоров’я людини І туризму затверджено icon

Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни херсонський державний університет факультет природознавства, здоров’я людини І туризму затверджено




Скачати 277.7 Kb.
НазваМіністерство освіти І науки, молоді та спорту україни херсонський державний університет факультет природознавства, здоров’я людини І туризму затверджено
Дата03.11.2012
Розмір277.7 Kb.
ТипПротокол
джерело

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ


ХЕРСОНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ


Факультет природознавства, здоров’я людини і туризму


ЗАТВЕРДЖЕНО

Вченою радою ХДУ

Протокол № ________

від «____»_________201__ р.


НАВЧАЛЬНА ПРОГРАМА

З ГЕНЕТИКИ ТА ОСНОВ СЕЛЕКЦІЇ


Кафедра фізіології людини і тварин


Напрям підготовки: “Біологія”


Курс 4

Форма навчання денна, заочна, екстернатна


СХВАЛЕНО

Науково-методичною радою ХДУ

Протокол № __________

від «_____ » __________ 20 ___ р.


^ Херсон – 2012

Програма розроблена:

Лановенко Оленою Геннадіївною, доцентом кафедри фізіології людини і тварин

Програма розроблена на основі типової міністерської програми 1991 року “Генетика з основами селекції. Програми педагогічних інститутів для студентів природничих і природничо-географічних факультетів” (Укладачі: Лишенко І.Д., Дегтярьова Н.І., Воловник С.В.).- К.: РНМК, 1991.- 15 с.


Рецензенти:

  1. Полещук С.В. – доцент кафедри корекційної освіти ХДУ

2. Загороднюк Н.В. – старший викладач кафедри ботаніки ХДУ,

кандидат біологічних наук


Розглянута на засіданні кафедри фізіології людини і тварин

Протокол № ___ від “___” _______ 200_ р.

Завідувач кафедри _____________ професор Шмалєй С.В.


Схвалена НМР факультету природознавства,

здоров’я людини і туризму

Протокол № ____ від “_____” _____________ 200__ р.


Голова НМР факультету___________ Вишневська Л.В.

Затверджена на засіданні вченої ради факультету

природознавства, здоров’я людини і туризму

Протокол № ____ від “_____” _____________ 200__ р.


Голова Вченої ради ___________професор Шмалєй С.В.




НАВЧАЛЬНА ПРОГРАМА

^ З КУРСУ "ГЕНЕТИКА З ОСНОВАМИ СЕЛЕКЦІЇ"


Пояснювальна записка

Генетика – найсучасніший напрямок загальної біології, який визначає стрімкий розвиток цієї науки. Використання методів генетичних досліджень дозволяє не тільки глибше вивчити структуру і функціонування генів, які контролюють розвиток будь-якого організму, але й аналізувати спадково обумовлені процеси життєдіяльності, що відбуваються на усіх рівнях організації – від організменого до біосферного.

Навчальний курс “Генетика з основами селекції” включає розділи, присвячені вивченню основних закономірностей і механізмів передачі спадкової інформації, виникнення різних форм мінливості, що забезпечують процес мікроеволюційних змін у популяціях. Значна увага приділяється проблемам генетики онтогенезу, епігенетики, медичної генетики, біотехнології.

Мета курсу - сформувати у студентів систему знань про закономірності та механізми спадковості i мінливості на молекулярному, клітинному, організменному, популяційному рівнях.

Завдання курсу

Теоретичні - викласти основи генетичних знань про функціонування біологічних систем різних рівнів складності, а також про специфіку функціонування ядерного та цитоплазматичного геномiв та їх взаємодію.

Практичні - ознайомити студентів із сучасними методами генетичного аналізу, навчити застосовувати деякі з них на практиці; сприяти формуванню логіки планування генетичного експерименту та навичок коректної інтерпритації результатів генетичного аналізу; навчити розв’язувати генетичні задачі, дати спеціальну підготовку до проведення шкільних занять з розділу “Спадковість i мінливість організмів” (11 клас).


Перелік знань та умінь студентів

По закінченні вивчення курсу студент повинен знати:

- закономірності спадковості та принципи успадкування;

  • механізми визначення статі;

  • типи і значення взаємодії генів;

  • значення позаядерної спадковості;

  • закономірності мінливості, причини модифікаційної мінливості,

  • поняття про норму реакції генотипу та її значення;

  • роль спадкової мінливості в еволюції організмів;

  • основи генетики популяцій;

  • основи медичної генетики;

  • причини і приклади епігенетичних модифікацій геному;

  • основні методи селекції рослин, тварин, мікроорганізмів;

  • основні напрямки розвитку та досягнення сучасної біотехнології, молекулярної біології та генної інженерії.

Студент повинен уміти:

- правильно визначати типи взаємодії алельних та неалельних генів;

- будувати ділянки генетичних карт хромосом;

- розв’язувати генетичні задачі та тестові завдання різних рівнів складності;

- проводити гібридизацію культурних рослин;

- самостійно проводити генетичний аналіз успадкування ознак організмів;

- вільно володіти методами генетики та селекції, використовувати їх на практиці;

- доцільно використовувати закони, принципи і правила генетики;

- узагальнювати сучасні теоретичні знання в галузі єдиного комплексу природничого циклу дисциплін (біохімія, мікробіологія, генетика, екологія, біотехнологія);

- використовувати одержану теоретичну інформацію при викладанні шкільного курсу біології;

- користуватися довідковою літературою та ресурсами Інтернет.

Для успішного вивчення даної дисципліни студенту необхідні знання з: ботаніки, зоології, бiохiмiї, цитології, мікробіології, вірусології, молекулярої біології, фізіології.


Курси цитології та біохімії, які є основою для розуміння багатьох генетичних явищ, передує вивченню генетики. Оскільки цитологічний матеріал теми “Матеріальні основи спадковості” у курсі цитології вивчається докладно (у програмі з генетики він підкреслений), за рахунок бюджету часу індивідуальної роботи слід проводити колоквіум з цієї теми. Такий підхід змусить студентів повторити цитологію, активізує самостійну роботу, зміцнить принцип наступності при вивченні двох дисциплін, створить для вивчення генетики цитологічну базу.

У програмі наведена тематика лабораторних робіт. Під час лабораторно-практичних занять слід навчити студентів розв’язувати генетичні задачі. Останні сприяють пізнавальній активності, посилюють проблемність викладу матеріалу, стимулюють до використання набуті знання при поясненні конкретних ситуацій, сприяють індивідуалізації підходу у навчанні, дають змогу ефективно контролювати знання студентів.

Розв’язувати задачі доцільно під час вивчення менделівських закономірностей успадкування, типів взаємодії генів, генетики статі, зчепленого успадкування, молекулярних основ спадковості, генетики популяцій.

За рахунок часу, відведеного на індивідуальну роботу, можна провести 2-3 колоквіуми, а також 1-2 контрольні роботи.

Загальна кількість годин, передбачених навчальним планом для вивчення цієї дисципліни, складає 90 годин, з них лекційних – 22 години, лабораторних занять – 22 години, самостійної роботи – 46 годин. Курс вивчається у 7 семестрі. Вивчення курсу завершується складанням диференційованого заліку.

^ ЗМІСТ ПРОГРАМИ


ВСТУП

Предмет генетики. Місце генетики в системі біологічних наук. Поняття про спадковість та мінливість як основні властивості живих організмів. Завдання генетики, основні її проблеми. Вивчення генетичних процесів на всіх рівнях організації живої речовини.

Значення робіт Г.Менделя у формуванні методології селекційних та генетичних досліджень. Основні етапи розвитку генетики. Внесок вітчизняних вчених у розвиток генетики й селекції (М. І. Вавілова, М. К. Кольцова, І. В. Мічуріна, Г. А, Надсона, С. Г. Філіпова, О. С. Серебровського, Ю. О. Філіпченко, Г. Д. Карпеченко, С. С. Четверикова, С. Г. Навашина, М. Ф. Іванова, Б. Л. Астаурова, М. Є. Лобашева, М. П. Дубініна, П. П. Лук’яненко та ін). Об’єкти генетичних досліджень. Поняття про генетичний аналіз та його окремі методи: гібридологічний, цитологічний, мутаційний, популяційний, онтогенетичний, молекулярно-генетичний.

Сучасні досягнення генетики та селекції. Генна інженерія. Значення генетики для вирішення завдань селекції, медицини, охорони природи, біотехнології. Генетика як теоретична основа селекції.Перспективи розвитку сучасної генетики.

Роль генетики у підготовці вчителя біології. Вивчення основ генетики і селекції в шкільному курсі біології.



  1. ^ МАТЕРІАЛЬНІ ОСНОВИ СПАДКОВОСТІ

Клітина як основа спадковості і відтворення. Клітинні та неклітинні форми організації живого: еукаріоти, прокаріоти, віруси. Докази ролі ядра і хромосом в успадкуванні ознак. Локалізація генів в хромосомах. Роль цитоплазматичних факторів у передачі спадкової інформації. Поділ та відтворення клітини.

^ 1.1. Цитологічні основи нестатевого розмноження еукаріотів

Структура хроматину в інтерфазі. Сателітна ДНК. Гетерохроматин і еухроматин. Хромосоми: хімічний склад, будова, реплікація і розподіл. Інтеграція білків і ДНК у хромосомі. Нуклеосоми. Ультраструктурна організація хромосом. Політенія. Велетенська хромосома як модель інтерфазної хромосоми. Реплікація хромосом. Онтогенетична мінливість хромосом. Поліплоїдія.

Індивідуальність та парність хромосом у соматичних клітинах. Видова специфічність числа та морфології хромосом. Каріотип. Гомологічні хромосоми. Диференційне забарвлення хромосом та його значення для аналіза каріотипу. Будова хромосом: хроматида, хромонема, гетерохроматичні і евхроматичні райони хромосом, хромомери, хромоцентри. Зміни в організації і морфології хромосом під час мітозу і мейозу.

Клітинний цикл. Мітотичний цикл. Мітотична активність тканин. Мітотичний індекс. Ліміт Хейфліка. Мітоз як механізм нестатевого розмноження еукаріотів. Фази мітозу. Цикл спіралізації та деспіралізації хромосом у мітозі. Генетичне значення мітозу. Клони. Ендомітоз. Типи мітозу. Амітоз.

Особливості відтворення хромосом у еукаріотів. Асинхронність синтезу ДНК. Поняття про реплікон.


^ 1.2. Цитологічні основи статевого розмноження

Мейоз – цитологічна основа утворення і розвитку статевих клітин (гамет). Фази та стадії першого та другого мейотичних поділів. Особливості синтезу ДНК у мейозі. Характерні риси профази І. Механізм кон’югації гомологічних хромосом у мейозі. Значення синаптонемального комплексу та його структура. Незалежна орієнтація бівалентів у метафазі. Рекомбінація цілих хромосом. Розходження гомологічних та негомологічних хромосом у мейозі. Принципові відмінності у поведінці хромосом при мейозі та мітозі. Гаплоїдне і диплоїдне число хромосом. Генетичне значення мейозу.

^ Основна відмінність між статевим і нестатевим розмноженням. Порушення в ході мітозу й мейозу, їх генетичне значення.

Чергування гаплофази і диплофази в життєвих циклах рослин, тварин і мікроорганізмів. Гаметогенез у тварин: сперматогенез та оогенез. Спорогенез (мікроспорогенез та мегаспорогенез), гаметогенез у рослин. Подібність та відмінність у розвитку статевих клітин у тварин і рослин.

Запліднення. Загальні та специфічні риси процесу запліднення у рослин і тварин.

Нерегулярні типи статевого розмноження: партеногенез, апоміксис, гіногенез, андрогенез.

Особливість життєвих циклів у еукаріотичних мікроорганізмів – дріжджів, нейроспори.


^ 2. МОЛЕКУЛЯРНІ ОСНОВИ СПАДКОВОСТІ. ПРИРОДА ГЕНА

2.1. Нуклеїнові кислоти як носії генетичної інформації

Поняття про геном. Особливості структурно-функціональної організації геномів вірусів, прокаріотів, еукаріотів. Компоненти хроматину: РНК, ДНК, гістони, негістонові білки. Рівні просторової організації хроматину. Структура нуклеосом.

Будова і структура ДНК і РНК. Модель ДНК Уотсона - Кріка. Генетичний код та його властивості. Докази триплетності коду. Розшифровка кодонів. Виродженість коду. Термінуючі кодони. Універсальність коду.

Мікроорганізми як об’єкти генетичних досліджень. Прототрофність і ауксотрофність. Виявлення й аналіз біохімічних мутацій у мікроорганізмів (метод відбитків, метод селективних середовищ). Концепція “один ген – один фермент” та її сучасна оцінка. Уявлення про плазміди, епісоми та мігруючі елементи генома (інтерсекційні послідовності, транспозони), їхня роль у переносі генетичної інформації.

Звичайна та змішана реконструкція вірусів. Рекомбінація спадкового матеріалу мікроорганізмів. Кон’югація у бактерій. Плазміди. Докази генетичної ролі нуклеїнових кислот (трансформація, трансдукція). Лізогенія.

Розвиток уявлень про складну будову гена. Відкриття генів (спадкових факторів) Менделем. Уявлення школи Моргана про будову і функції гена. Функціональний і рекомбінаційний критерій алелізму. Множинний алелізм. Білкова гіпотеза гена М.К. Кольцова і Шредінгера.

Сучасні уявлення про структурно-функціональну природу гена. Типи генів. Мозаїчність генів еукаріотів. Надлишковість ДНК. Повторення. Нестабільні генетичні елементи.

Функції нуклеїнових кислот у реалізації генотипної інформації: реплікація, транскрипція і трансляція. Механізм реплікації ДНК та її розподіл під час поділу клітин прокаріотів і еукаріотів. Участь ферментів у реплікації. Генетичний контроль та молекулярні механізми реплікації. Напівконсервативний механізм реплікації ДНК. Полігенний контроль процесу реплікації. Схема подій у реплікаційній виделці. Поняття про реплікон.

Цитоплазматична спадковість. Організація геномів клітинних органел.

^ 2.2. Механізми реалізації спадкової інформації

Загальна схема реалізації спадкової інформації у клітинах. Транскрипція та її етапи. Структура та функціонування РНК-полімераз. Зворотна транскрипція. Процесинг РНК, типи сплайсингу. Синтез білка на рибосомах. Етапи трансляції. Роль мРНК, тРНК та рибосом у синтезі білка.

^ 2.2. Структура та функція генів, регуляція їх експресії

Ген як одиниця функції. Мутаційна та рекомбінаційна подільність гена. Порівняння фізичних та генетичних розмірів одиниць карти для встановлення розмірів гена і мінімальної одиниці мутації та рекомбінації. Явище ступінчастого алелізму (роботи М.П. Дубініна, О.С. Серебровського). Псевдоалелізм. Критерій алелізму: цис-транс тест (Льюіс, Грін). Явище міжалельної комплементації, відносність критеріїв алелізму. Внутрішньогенний кросинговер. Вивчення тонкої структури гена на прикладі локусу r-II фага Т 4 (роботи Бензера).

Регуляція активності генів у про- та еукаріотів. Рівні регуляції. Лактозний та триптофановий оперони кишкової палички. Регуляція транскрипції у промоторах та термінаторах прокаріотів. Системна регуляція; роль циклічних нуклеотидів. Оперонні системи регуляції. Теорія Жакоба і Моно. Генетичний аналіз дії лактозного оперона, ген-регулятор і ген-оператор. Регуляція транскрипції на рівні термінації за прикладом триптофанового оперона.

Перервна структура генів еукаріотів. Нестабільність геному. Різноманітність молекулярних механізмів регуляції дії генів: роль промотора, РНК-полімерази, метилювання ДНК, суперспіралізації ДНК. Роль Z-ДНК. Принципи негативного та позитивного контролю. Особливості організації регуляторних областей генома у еукаріотів. Роль мігруючих генетичних елементів у регуляції генної активності. Регуляторні послідовності геному еукаріотів і регуляція транскрипції у еукаріотів. Транскрипційно-активний хроматин. Регуляторна роль гістонів, негістонових білків, гормонів. Гормони як регулятори експресії генів. Трансляційний та посттрансляційний рівні регуляції. Роль мобільних генетичних елементів у регуляції експресії генів.

Порівняння принципів регуляції дії генів у прокаріотів та еукаріотів.

^ 2.3. Молекулярні механізми репарації та рекомбінації

Типи репараційних процесів. Механізми ексцизійної і постреплікативної репарації. Індуцибельна репарація. Фотореактивація та репараційний синтез ДНК. Роль репараційних систем в забезпеченні генетичних процесів.

Явище рекомбінації: гомологічний кросинговер, сайт-специфічна рекомбінація, транспозиція. Докази механізму загальної рекомбінації за схемою "розрив-з'єднання". Молекулярні моделі рекомбінації. Генна конверсія. Сайт-специфічна рекомбінація: схема інтеграції та виключення ДНК фага лямбда й генів імуноглобулінів.

    1. ^ Основи генетичної інженерії

Поняття про генетичну та генну інженерію. Завдання та методологія генетичної інженерії. Основні операції генетичної інженерії. Ферменти, що використовуються для генно-інженерних робіт: рестрикційні ендонуклеази, ДНК-полімерази та інші, іх характеристика. Система рестрикції та модифікації.

Методи виділення та синтезу генів. Векторні молекули для прокаріотів та еукаріотів. Способи одержання та селекції рекомбінантних молекул ДНК. Методи введення рекомбінантних ДНК у клітини. Методи клонування генів. Банки генів. Проблема експресії гетерологічних генів.

Мікроорганізми - продуценти амінокислот для мікробіологічної промисловості, одержані за допомогою генної інженерії. Основи генетичної інженерії рослин та тварин: трансформація клітин вищих організмів, введення генів у зародкові та соматичні клітини тварин. Клітинна інженерія рослин. Проблеми клітинної інженерії. Гібридоми.

Використання методів генної інженерії для вивчення фундаментальних проблем генетики та інших біологічних наук. Значення генетичної та клітинної інженерії для вирішення проблем біотехнології, сільського господарства та медицини. Соціальні та етичні аспекти генетичної інженерії.

  1. ^ ПРИНЦИПИ ТА МЕТОДИ ГЕНЕТИЧНОГО АНАЛІЗУ. ОСНОВНІ ЗАКОНОМІРНОСТІ УСПАДКУВАННЯ ОЗНАК

Принципи генетичного аналізу. Методи: гібридологічний, мутаційний, цитогенетичний, популяційний, генеалогічний, близнюковий, біохімічний. Порівняння методів генетичного аналізу у прокаріотів та еукаріотів.

^ 3.1. Особливості та механізми менделівського успадкування ознак Особливості гібридологічного методу Г.Менделя: вибір об'єкту, добір "чистого" матеріалу для схрещувань, аналіз успадкування дискретних ознак, вивчення розщеплення ознак у нащадків двох-трьох поколінь, використання статистичного обліку. Розрішальна здатність гібридологічного методу. Генетична символіка. Моногібридні та полігібридні схрещування.

Закономірності успадкування при моногібридному схрещуванні, відкриті Менделем: одноманітність гібридів першого покоління, розщеплення в другому поколінні. Домінантність і рецесивність. Уявлення Менделя про дискретну спадковість (факторіальна гіпотеза). Уявлення про алелі, їх взаємодії: повне і неповне домінування, наддомінування, кодомінування, міжалельна комплементація. Множинний алелізм. Правило"чистоти гамет". Тетрадний аналіз. Гомозиготність і гетерозиготність. Генотип і фенотип. Зворотнє та аналізуюче схрещування. Розщеплення за фенотипом і генотипом в другому поколінні та в аналізуючому схрещуванні при моногенному контролі ознаки і різних типах алельних взаємодій. Відносний характер домінування. Можливі біохімічні механізми домінування. Явище наддомінування та його можливі механізми.

Закономірності успадкування ознак у ди- та полігібридних схрещуваннях при моногенному контролі кожної ознаки. Закон незалежного успадкування генів. Статистичний характер розщеплення. Загальні формули розщеплення при незалежному успадкуванні генів. Генетична рекомбінація. Значення мейоза у здійсненні законів "чистоти гамет" і незалежного успадкування. Умови для проявлення менделівських закономірностей успадкування ознак.

Причини відхилень від менделівських статистичних закономірностей успадкування за ди- та полігенного контролю ознак.

^ 3.2. Особливості взаємодії неалельних генів

Уявлення про генотип як складну систему взаємодії продуктів експресії алельних та неалельних генів. Пенетрантність та експресивність генів. Типи неалельних взаємодій: комплементарність, епістаз (домінантний та рецесивний), модифікуюча та плейотропна (множинна) дія генів, полімерія (кумулятивна і некумулятивна). Біохімічні механізми взаємодії генів. Особливості проведення генетичного аналізу розщеплення ознак при неалельній взаємодії генів.

Особливості та статистичний аналіз успадкування кількісних ознак (полігенне успадкування). Поняття про трансгресію та її типи.

^ 3.3. Генетика статі. Успадкування ознак, зчеплених зі статтю

Первинні, вторинні та залежні від статі ознаки. Аутосоми і статеві хромосоми. Гомогаметна і гетерогаметна стать. Розподіл статевих хромосом під час мейозу.

Визначення статі. Типи фенотипового визначення статі: міжклітинний і внутріклітинний. Типи внутріклітинного визначення статі: прогамний, епігамний, сингамний, еусингамний. Типи хромосомного визначення статі: ligeus-тип, protenor-тип, abraxas-тип. Балансова, фізіологічна та інші теорії визначення статі. Статевий хроматин і механізм його формування. Нерозходження статевих хромосом у людини та його наслідки.

Характерні особливості успадкування ознак, зчеплених зі статтю. Результати реципрокних схрещувань при гетерогаметності чоловічої або жіночої статей. Крис-крос успадкування. Генетична детермінація статі.

Диференціація та визначення статі в онтогенезі, роль гормонів у цьому процесі. Генетичний контроль диференціації статі. Роль НУ-антигена у визначенні статі. Генетична бісексуальність організмів. Інтерсексуальність. Фримартинізм. Залежні від статі та обмежені статтю ознаки. Співвідношення статей у природі та проблеми його штучного регулювання. Природне і штучне перевизначення статі. Мутації, що перевизначають стать у процесі онтогенезу. Гормональне перевизначення статі. Можливість керування статтю (роботи В.А. Струннікова).

^ 3.4. Зчеплене успадкування генів та кросинговер

Характерні особливості зчепленого успадкування генів. Повне і неповне зчеплення. Групи зчеплення генів. Хромосомна теорія спадковості Моргана, її основні положення. Кроссинговер як показник сили зчеплення генів. Методика визначення частоти кросинговеру. Одинарний і множинний кросинговер, їхній вплив на частоту рекомбінації. Мітотичний і нерівний кросинговер. Залежність частоти кросинговеру від впливу екзогенних та ендогенних умов середовища.

Генетичні та цитологічні докази кросинговеру. Явище хіазматипії та кросинговер. Значення аналізуючого схрещування та тетрадного аналізу при вивченні кросинговера. Молекулярні механізми кросинговеру. Хроматидна інтерференція та коіцинденція.

Визначення локалізації генів у хромосомах. Мітотичний кросинговер та його використання для картування хромосом. Цитологічні карти хромосом. Мейотичний кросинговер та його використання для побудови генетичних карт хромосом. Принципи побудови генетичних карт у еукаріотів. Порівняння генетичних і цитологічних карт.

Генетична рекомбінація при трансформації у прокаріотів. Кон'югація у бактерій. Статевий фактор у кишкової палички, його роль. Методи генетичного картування при кон'югації. Кільцева карта хромосоми кишкової палички.. Використання трансформації та трансдукції для картування генів.

Значення кросинговера в еволюції та селекції.

^ 4. ПОЗАЯДЕРНА (ЦИТОПЛАЗМАТИЧНА) СПАДКОВІСТЬ. НЕХРОМОСОМНЕ УСПАДКУВАННЯ ОЗНАК

Генетична система клітини. ДНК-вмісні структури клітини та їх відтворення. Закономірності нехромосомної спадковості. Методи вивчення цитоплазматичного успадкування: реципрокні та зворотні схрещування, беккроси, метод трансплантації, біохімічні методи.

Материнський ефект цитоплазми. Успадкування завитка у молюсків. Материнський ефект цитоплазми при віддаленій гібридизації у дрозофіли. Пластидна спадковість. Успадкування ознаки пістрявого листя у рослин, типи пістряволистості і механізми успадкування.

Мітохондріальна спадковість. Успадкування дихальної нестачі у дріжджів і нейроспори.

Інфекційні фактори позаядерної спадковості. Успадкування капа-частинок у парамецій при різних способах розмноження (при нормальній і пролонгованій кон’югації, при автогамії). Успадкування сигма-фактора у дрозофіли.

Плазмідне успадкування. Особливості різних типів плазмід. Використання плазмід у генетичних дослідженнях.

Взаємодія ядерних та позаядерних генів. Поняття про керуючу систему клітин. Цитоплазматична чоловіча стерильність у рослин (ЦЧС). Значення знань про особливості нехромосомної спадковості для розуміння проблем еволюції клітин вищих організмів, походження клітинних органел - пластид і мітохондрій. Ендосимбіоз. Критерії нехромосомного, позаядерного успадкування.

^ 5. МІНЛИВІСТЬ, ЇЇ ПРИЧИНИ І МЕТОДИ ВИВЧЕННЯ

Поняття про спадкову та неспадкову (модифікаційну) мінливість.

Спадкова мінливість організмів як основа еволюції. Форми спадкової мінливості: комбінативна, мутаційна.

^ Комбінативна мінливість, механізм її виникнення та значення в еволюції і селекції.

Мутаційна мінливість. Виникнення, класифікація і властивості мутацій. Молекулярні механізми генних мутацій. Типи внутрігенних мутаційних змін: заміна, вставка або випадіння пар азотистих основ та зсув рамки зчитування. Нонсенс- і місенс-мутації. Множинний алелізм.

Хромосомні перебудови (аберації). Внутрі- і міжхромосомні перебудови: делеції, дуплікації, інверсії, транслокації, транспозиції. Мобільні генетичні елементи (транспазони та IS-елементи), їх роль у перенесенні генетичної інформації між біологічними видами та у виникненні генних мутацій і хромосомних перебудов. Механізм виникнення аберацій, використання у генетичному аналізі для визначення локалізації окремих генів і створення генетичних карт. Особливості мейозу при різних типах хромосомних перебудов.

Геномні мутації: поліплоїдія, анеуплоїдія. Класифікація поліплоїдів. Механізм виникнення поліплоїдів. Поліплоїдні ряди в природі. Морфо-фізіологічні особливості поліплоїдів. Мейоз і фертильність поліплоїдів. Добір та ідентифікація поліплоїдів. Автополіплоїди, особливості мейозу і характер успадкування. Алополіплоїди. Ресинтез видів. Амфідиплоїдія як механізм виникнення плодючих алополіплоїдів. Анеуплоїдія: нулісоміки, моносоміки, полісоміки, їх використання в генетичному аналізі. Особливості мейозу і утворення гамет у анеуплоїдів, їх життєздатність і плодючість. Поліплоїдні ряди. Паралелізм мутацій. Закон гомологічних рядів у спадковій мінливості (М.І.Вавілов). Роль поліплоїдії в еволюції і селекції.

Спонтанний та індукований мутаційний процес. Частота мутацій. Багатоетапність і генетичний контроль мутаційного процесу. Зв'язок мутабільності з функціями апарату реплікації. Механізми спонтанного мутагенезу, гени мутатори та антимутатори. Фізичні мутагени та їх генетичні ефекти. Закономірності "доза-ефект". Хімічні мутагени та особливості їх мутагенної дії. Фактори, які модифікують мутаційний процес. Мутагенез, опосередкований через процеси рекомбінації. Поняття про мутагенні індуцибельні шляхи репарації. Мутагени навколишнього середовища та методи їх тестування. Антимутагени.

Значення спадкової мінливості для еволюції та селекції.

^ Модифікаційна мінливість: характерні особливості та приклади. Формування ознак як результат взаємодії генотипу і факторів середовища. Норма реакції генотипу. Причини і приклади модифікацій. Адаптивний характер модифікацій. Морфози. Фенокопії.

Статистичні методи вивчення модифікаційної мінливості. Варіаційний ряд та його основні характеристики. Генетична однорідність матеріалу як необхідна умова визначення параметрів варіаційного ряду. Варіаційна крива та її аналіз. Значення модифікаційної мінливості для селекції та біотехнології.

^ 6. ГЕНЕТИЧНІ МЕХАНІЗМИ ІНДИВІДУАЛЬНОГО РОЗВИТКУ

Онтогенез як реалізація спадково детермінованої програми розвитку. Стабільність геному і фактори диференціальної активації генів у процесі індивідуального розвитку. Час дії гена.

Первинна диференціація цитоплазми, дія генів у ранньому ембріогенезі, ампліфікація генів. Трансплантація ядер як метод вивчення дії генів. Роль ядра та ядерно-цитоплазматичних взаємодій в онтогенезі. Еквівалентність і тотипотентність клітинних ядер.

Тканинно-специфічна активність генів. Функціональні зміни хромосом в онтогенезі (пуфи, хромосоми типу "лампові щітки"), роль гормонів, ембріональних індукторів у цьому процесі. Фактори, які визначають прояв ознак в онтогенезі: плейотропна дія генів, взаємодія генів та клітин, детермінація, індукція. Пенетрантність та експресивність генів. Компенсація дози генів. Тератогенез. Екзогенні та ендогенні фактори тератогенезу.

Взаємовплив клітин у морфогенезі. Досліди з трансплантації тканин.

Генетика соматичних клітин. Гетерокаріони. Використання методу соматичної гібридизації для вивчення процесів диференціації клітин та для генетичного картування. Химерні (аллофенні) організми, їх особливості та шляхи використання. Сумісність і несумісність тканин.

Генетика імунітету. Онкогени, онкобілки. Генетика пізніх етапів онтогенезу.

^ 7. ГЕНЕТИКА ПОПУЛЯЦІЙ ТА МІКРОЕВОЛЮЦІЙНІ ПРОЦЕСИ

Поняття про вид і популяцію. Популяції автогамні, алогамні, апогамні, їх характеристика. Поняття про генофонд популяцій.

Генетична структура і динаміка автогамних популяцій. Ефективність добору в автогамних популяціях і чистих лініях (роботи В. Йоганнсена).

Поняття про панміксію. Генетична структура алогамних популяцій (роботи С.С. Четверикова). Гетерогенність і спадковий поліморфізм панміктичних популяцій. Визначення ступеню гетерозиготності популяцій.

Ідеальна модельна популяція та її характеристики. Поняття про частоти генів та генотипів, їх рівноважний стан. Закон Харді-Вайнберга, можливості його використання. Методи вивчення природних популяцій.

Фактори динаміки генетичної структури популяції: обмеження панміксії, інбридинг, ізоляція, мала ефективна чисельність популяції (дрейф генів), “ефект засновника”, популяційні хвилі, мутаційний процес, міжпопуляційні міграції, дія добору. Поняття про пристосованість та коефіцієнт добору. Форми природного добору: рушійний, стабілізуючий, дизруптивний, особливості їх дії на генетичну структуру популяцій. Особливості впливу на генетичну структуру популяцій дестабілізуючого та статевого добору.

Генетичний гомеостаз і його механізми. Взаємодія факторів динаміки генетичної структури в природних популяціях. Поняття про генетичний тягар популяцій. Природний добір як спрямовуючий фактор еволюції популяцій. Сутність синтетичної теорії еволюції. Геносистематика і філогенетика. Проблеми утворення й еволюції генів. Значення генетики популяцій для медичної генетики, селекції, вирішення проблем збереження генофонду й біосфери.


^ 8. ГЕНЕТИКА ЛЮДИНИ

Зародження і розвиток антропогенетики як науки. Особливості людини як об'єкта генетичних досліджень. Біосоціальна природа людини. Методи вивчення генетики людини: генеалогічний, імуногенетичний, близнюковий, цитогенетичний, біохімічний, дерматогліфічний, популяційний. Використання методу гібридизації соматичних клітин для генетичного картування. Проект "Геном людини" та його підсумки.

Типи успадкування ознак у людини: аутосомно-домінантний, аутосомно-рецесивний, кодомінантний, зчеплений зі статтю, полігенний, їх приклади. Успадкування ознак при споріднених шлюбах.

Генетичний тягар у популяціях людини і вплив на нього забруднюючих факторів зовнішнього середовища. Проблеми екологічної та медичної генетики. Вроджені та спадкові хвороби, їх поширеність у людських популяціях.

Генні (молекулярні) хвороби та їх причини. Класифікація генних хвороб людини та характеристика найпоширеніших ензимопатій, коагулопатій, гемоглобінопатій, фетопатій. Скринінг генних дефектів. Використання біохімічних методів діагностики для визначення гетерозиготних носіїв спадкових захворювань. Використання генеалогічного аналізу для визначення спадкової природи захворювання, типу успадкування хвороби та розрахунку ризику народження хворої дитини у родині.

Хромосомні хвороби людини. Гетероплоїдії (анеуплоїдії) за аутосомами та статевими хромосомами. Етіологія і патогенез найпоширеніших хромосомних хвороб людини: синдромів Дауна, Едвардса, Патау, Шерешевського-Тернера, Клайнфельтера.

Хвороби геномного імпринтинга, їх характеристика. Поліфакторіальні спадкові захворювання. Хвороби з спадковою схильністю. Перспективи профілактики та лікування спадкових хвороб. Генотерапія.

Мета і завдання медико-генетичного консультування (МГК). Методи пренатальної діагностики і профілактики спадкових хвороб людини: каріотипування, біохімічні, інвазивні, молекулярно-генетичні, УЗ-діагностика. Показання для направлення людини до медико-генетичної консультації.

^ 9. ГЕНЕТИЧНІ ОСНОВИ СЕЛЕКЦІЇ

Селекція як наука. Значення робіт Ч.Дарвіна для розробки теорії штучного добору. Предмет та методи селекції. Генетика як теоретична основа селекції. Поняття про породу, сорт, штам. Завдання сучасної селекції.

^ Вихідний матеріал для селекції. Поняття про вихідний матеріал. Центри походження культурних рослин за М.І.Вавіловим..Світова колекція ВІР, її використання. Проблема збереження генофонду цінних культурних та дикорослих форм рослин і порід тварин. Походження свійських тварин, їх зміни в процесі селекції.

^ Методи селекції та їх ефективність.

Гібридизація внутрішньовидова і віддалена, їх роль у сучасній селекції. Особливості міжвидової і міжродової гібридизації. Причини несхрещування віддалених видів та стерильності віддалених гібридів, методи їх подолання. Значення праць І.В.Мічурина, М.Ф. Кащенка, Г.Д.Карпеченка, А.П. Сапегіна.

Системи схрещування в селекції рослин і тварин.. Аутбридинг. Інбридинг. Коефіцієнт інбридингу - показник рівня гомозиготності організмів, його розрахунок. Фертильність і особливості розщеплення у гібридів. Коефіцієнт успадкованості ознак і його використання в селекційному процесі.

Гетерозис (наддомінування). Гіпотези про явище гетерозису, його можливі генетичні механізми. Інбредне виродження і гетерозис. Одержання інбредних ліній. Лінійна селекція. Використання апоміксису.

Практичне використання гетерозису у рослинництві та тваринництві. Виробництво гібридного насіння на основі цитоплазматичної чоловічої стерильності.

^ Експериментальний мутагенез. Використання індукованих мутацій та комбінативної мінливості в селекції рослин, тварин і мікроорганізмів - продуцентів антибіотиків, вітамінів, амінокислот. Фізичні та хімічні мутагени, що використовуються для одержання експериментальних мутантів для селекційного процесу. Досягнення мутаційної селекції.

Роль поліплоїдії у підвищенні продуктивності рослин (жито, буряк, лікарські та декоративні культури).

Перспективи використання методів генетичної інженерії в селекції і біотехнології.

^ Штучний добір. Форми добору. Масовий добір та його різновиди. Добір за фенотипом. Індивідуальний добір як основа селекції. Добір за генотипом (оцінка за родоводом та якістю покоління). Особливості добору у самозапильних і перехреснозапильних рослин. Клоновий добір. Сиб-селекція. Вплив умов зовнішнього середовища на ефективність добору.

Досягнення світової селекції та успіхи вітчизняних селекціонерів у створенні сортів рослин і порід тварин, штамів мікроорганізмів. Сортове та породне районування. Районовані на Херсонщині сорти і породи, методи їх створення і коротка характеристика.

^ ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧНІ ЗАНЯТТЯ

  1. Аналіз каріотипів. Морфологія і структура метафазних і політенних хромосом. Мітоз. Каріограма хромосом.

  2. Поділ дозрівання статевих клітин – мейоз. Фази мейозу. Мейоз як складова частина процесу мікро- та макроспорогенезу у рослин і гаметогенезу у тварин.

  3. Гаметогенез у тварин, мікро- та макрогаметогенез у рослин. Процес запліднення.

  4. Генетичний аналіз успадкування моногенних ознак.

  5. Генетичний аналіз успадкування полігенних ознак.

  6. Генетичний аналіз взаємодії неалельних генів.

  7. Генетичний аналіз успадкування ознак, зчеплених із статтю.

  8. Генетичний аналіз зчепленого успадкування ознак.

  9. Визначення відносної локалізації генів у хромосомі. Побудова ділянки генетичної карти для трьох генів дрозофіли.

  10. Будова та самоподвоєння ДНК.Транскрипція. Біосинтез білка.

  11. Визначення відносної локалізації генів у хромосомі. Побудова ділянки генетичної карти для трьох генів дрозофіли.

  12. Мутаційна мінливість. Аналіз генних мутацій та хромосомних перебудов у дрозофіли.

  13. Генетичний аналіз успадкування ознак у поліплоїдів.

  14. Модифікаційна мінливість. Біометричне вивчення дискретного та безперервного варіювання ознак у рослин і тварин.

  15. Складання модельних панміктичних популяцій за даними частотами гамет і визначення їх генетичної структури.

  16. Людина як об*єкт генетичних досліджень. Складання й аналіз родоводів.


ЛІТЕРАТУРА

Основна література

1.Айала Ф., Кайгер Дж. Современная генетика: В 3-х т.-М.:Мир,1987-1988.-Т.1.-1987.-295 с.-Т.2.-1988.-369 с.-Т.3.-335 с

2.Алиханян С., Акифьев А., Чернин Л. Общая генетика.- М: Высшая школа, 1985.-445 с.

3. Бердышев Г.Д.,Криворучко И.Ф. Генетика человека с основами медицинской генетики.- Киев: Вища школа ,1979.

4. Бороевич С. Принципы и методы селекции растений. М.: Колос, 1984.

5. Бочков М.П., Захаров А.Ф., Иванов В.И. Медицинская генетика. М., Медицина. 1984. 366 с.

6. Бужієвська Т.І. Основи медичної генетики. Київ: Здоров’я, 2001.- 136 с.

7. Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика.- Сибирское университетское издательство: Новосибирск, 2003.- 456 с.

8.Инге-Вечтомов С.Генетика с основами селекции.-М:Высшая школа,1989.-591 с.

9. Коновалов В.С., Коновалов В.П., Горбатенко І.Ю. та ін. Генетика сільськогосподарських тварин. К.: Урожай, 1996.- 356 с.

10.Лановенко О.Г.Словник-довідник основних понять з генетики,цитології та селекції.-Херсон:Айлант,1999.- 165 с.

11.Лановенко О.Г. Чи знаєте ви генетику? Різнорівневі тестові завдання для студентів біол.спец.ун-тів.-Херсон:ХДУ,2004.-80 с.

12.Лановенко О.Г, Чинкіна Т. ВІд молекул нуклеїнових кислот до людини/ Генетичні задачі з методикою розв*язання:Навч.-метод.посібник.-Херсон: Айлант,2002.-164 с.

13.Лановенко О.Г. Збірник тестів з курсу “Генетика з основами селекції” для студентів 4 курсу біологічних спеціальностей денної, заочної та екстернатної форм навчання.-Херосн: Видавництво ХДУ, 2008.- 76 с.

14. Лишенко І.Д. Генетика з основами селекції. К.: Вища школа, 1995.- 430 с.

15. Лобашев М.,Ватти К., Тихомирова М. Генетика с основами селекции.-М.:Просвещение,1979.-380 с.

16. Моргун В.В., Логвиненко В.Ф. Мутационная селекция пшеницы. К.: Наук. думка, 1995.

17. Ніколайчук В.І., Горбатенко І.Ю. Генетична інженерія. Ужгород, 1999.

18. Ніколайчук В.І., Надь Б.Б. Генетика з основами селекції. - Ужгород, 2003. - 196 с.

19. Ніколайчук В.І., Надь Б.Б. Курс лекцій генетики з основами селекції. - Ужгород, 1997.- 200 с.

20. Патрушев Л.И. Экспрессия генов.- М: Наука, 2000.-356 с.

21. ПатрушевЛ.И. Искусственные генетические системы. Т.1. Генная и белковая инженерия.- М.: Наука, 2004.- 426 с.

22. Тихомирова М. Генетический анализ: Учебное пособие.-Л: ЛГУ, 1990.-

280 с.

23. Тоцький В. Генетика: Підручник для студ.біол.спец.ун-тів.- В 2-х т.-Одеса: Астропринт,2000.-Т.1.-476 с.;Т.2.-276 с.

24. Топорнина Н.А. Генетика человека: Практикум для вузов.-М.: Владос, 2003.- 120 с.

25. Шевченко В.А., Топорнина И.А., Стволинская Н.С. Генетика человека: Учеб. для студ. высш. учеб. заведений.- 2-е изд., испр. и доп.- М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2004.- 240 с.

26. Федоренко В.О., Осташ Б.О., Гончар М.В., Ребець Ю.В. Великий практикум з генетики, генетичної інженерії та аналітичної біотехнології мікроорганізмів. – Львів: Видавничий центр ЛНУ імені Івана Франка, 2007. – 279 с.

27. Щелкунов С.Н. Генетическая инженерия. Сибирское университетское издательство. Новосибирск. 2004.- 234 с.


Додаткова література


1. Альбертс Б. и др.Молекулярная биология клетки.-М.:Мир,1986.- 587 с.

2.Белоконь Е.М. Генетический эксперимент в исследованиях на дрозофиле. – Львов: Изд-во при Львов. ун-те, 1979.- 107с.

3 Бердышев Г.Д., Дуброва Ю.Е., Карпенчук К.Г. Строение, функции и эволюция генов.- К.: Наукова думка,1980.-215 с.

4. Ватти К., Тихомирова М.,Руководство к практическим занятиям по генетике.- М.: Просвещение,1979.-365 с.

5. Гайсинович А. Зарождение и развитие генетики.- М.:Наука,1988.-434 с.

6. Геном растений/ Под ред.акад.АНУССР.Сыткина К.-К.:Наукова думка,1988.-386 с.

7. Герасименко В. Биотехнология.-К.:Вища школа,1989.-343 с.

8. Кучук М. Генетическая инженерия высших растений.- К:Наукова думка,1997.-316 с.

9. Льюин Б. Гены.-М.Мир,1987.-326 с.

10. Молекулярная биология. Структура и биосинтез нуклеиновых кислот.Учеб. для биол.спец.вузов/ Под ред.А.С.Спирина.-М:Высшая школа, 1990.- 486 с.

11. Молоцький М., Васильківський С., Князюк В.Селекція та насінництво польових культур.-К.:Вища школа,1994.-454 с.

12. Резник Б, Запорожан В.,Минков В.Врожденные пороки развития у детей.-Одесса, АО «Бахва»,1994.- 428 с.

13. Рокицкий П. ф. Введение в статистическую генетику.-Минск:Вышейшая школа, 1978.-226 с.

14.Сиволап Ю. Геном растений и его улучшение.- К:урожай,1994.-786 с.

15. Фогель Ф., Мотульски А.Генетика человека: В 3-х т.-М.:Мир,1989-1990.-Т.1.-588 с.;т.2.-456 с.; Т.3.-514 с.

16. Шахбазов В., Чешко В., Шерешевская Ц. Механизмы гетерозиса: История и современное состояние.- Харьков:Основа,1990.-428 с.

17. Шевцов И.А. Использование инбридинга у растений. К.: Наук. думка, 1983.- 234 с.


WEB -ресурси

http://www.omsk.edu.ru

http://elibrary.rsl.ru

http://www.academia-moscow.ru/

http://vse-pro-geny.ru/

http://www.megabook.ru/

http://vse-pro-geny.ru/

http://www.megabook.ru/



Схожі:

Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни херсонський державний університет факультет природознавства, здоров’я людини І туризму затверджено iconМіністерство освіти І науки, молоді та спорту україни херсонський державний університет факультет природознавства, здоров’я людини І туризму затверджено
Напрями підготовки: “Екологія. Охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування”
Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни херсонський державний університет факультет природознавства, здоров’я людини І туризму затверджено iconМіністерство освіти І науки, молоді та спорту україни херсонський державний університет факультет природознавства, здоров’я людини І туризму затверджено
Напрями підготовки: “Біологія”, “Екологія. Охорона навколишнього середовища та збалансоване природокористування”
Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни херсонський державний університет факультет природознавства, здоров’я людини І туризму затверджено iconМіністерство освіти І науки, молоді та спорту україни херсонський державний університет факультет природознавства, здоров’я людини І туризму затверджено
Блинова О.Є. – завідуючий кафедри загальної та соціальної психології хду, доктор психологічних наук
Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни херсонський державний університет факультет природознавства, здоров’я людини І туризму затверджено iconМіністерство освіти І науки, молоді та спорту україни херсонський державний університет факультет природознавства, здоров’я людини І туризму
...
Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни херсонський державний університет факультет природознавства, здоров’я людини І туризму затверджено iconІністерство освіти І науки, молоді та спорту україни херсонський державний університет факультет природознавства, здоров’я людини І туризму
Спеціальності: 04010101. Хімія*. Спеціалізація: аналітичний контроль за станом навколишнього середовища та лікарських препаратів
Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни херсонський державний університет факультет природознавства, здоров’я людини І туризму затверджено iconМіністерство освіти І науки, молоді та спорту україни херсонський державний університет факультет природознавства, здоров’я людини І туризму
Державна атестація студента – це визначення фактичної відповідності його освітньої (кваліфікаційної) підготовки вимогам освітньої...
Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни херсонський державний університет факультет природознавства, здоров’я людини І туризму затверджено iconМіністерство освіти І науки, молоді та спорту україни херсонський державний університет факультет природознавства, здоров’я людини І туризму
Державна атестація студента – це визначення фактичної відповідності його освітньої (кваліфікаційної) підготовки вимогам освітньої...
Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни херсонський державний університет факультет природознавства, здоров’я людини І туризму затверджено iconМіністерство освіти І науки, молоді та спорту україни херсонський державний університет факультет природознавства, здоров’я людини І туризму затверджено
Методи генетичної інженерії дозволяють не тільки глибше вивчати структуру І функціонування генів, що визначають розвиток будь-якого...
Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни херсонський державний університет факультет природознавства, здоров’я людини І туризму затверджено iconХерсонський державний університет факультет природознавства, здоров’я людини І туризму
У відповідності до сучасних соціальних замовлень підготовка фахівців вищої освіти повинна ґрунтуватися на методологічній основі
Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни херсонський державний університет факультет природознавства, здоров’я людини І туризму затверджено iconПриродознавства
Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни херсонський державний університет
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи