Типовая программа по дисциплине опд. Ф. Оз: «Генетика и биометрия». для специальности 110401. 65 Зоотехния Абакан 2008
|
|
Скачать 190.85 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» ХАКАССКИЙ ФИЛИАЛ Кафедра технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции Типовая программа по дисциплине ОПД.Ф.ОЗ: «Генетика и биометрия». для специальности 110401.65 - Зоотехния Абакан 2008 1.ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ Учебная дисциплина «Генетика и биометрия» в сельскохозяйственных вузах является специальной, формирующей специалиста в области зоотехнии. Основная цель в подготовке зооинженера по дисциплине «Генетика и биометрия» состоит в том, чтобы дать студентам теоретические и практические знания по общей генетике, цитогенетике, иммуногенетике, биометрии, популяционной генетике, генетике поведения животных и генетической инженерии. При этом основное направление в изучении материала должно опираться на данные генетики сельскохозяйственных животных. Овладение дисциплиной «Генетика и разведение с/х животных» в полном объеме достигается в том случае, если все звенья учебного процесса материально оснащены и хорошо организованы. Лекции, лабораторные работы и практические занятия всегда должны быть обеспечены наглядными пособиями, аппаратурой, техническими средствами обучения (слайды, кинофильмы, видеофильмы, компьютерная техника, микроскопы, диапозитивы и др.), а также в достаточном количестве постоянно обновляющимся генетическим материалом (мухи — дрозофилы, препараты хромосом из слюнных желез дрозофилы, костного мозга животных и др.). На кафедрах генетики и разведения животных следует шире внедрять прогрессивные формы учебного процесса; проблемное обучение, учебно-исследовательскую работу студентов (УИРС). С помощью таких форм обучения студенты учатся самостоятельно решать теоретические и практические проблемы, осваивают методики научных генетических исследований, приобщаются к творческому поиску в научных экспериментах. Лабораторно-практические занятия необходимо проводить с элементами проблемного обучения в сочетании с традиционным изложением материала. На практических занятиях студенты самостоятельно проводят остановку опытов по моногибридному, дигибридному и сцепленному с полом наследованию при размножении дрозофил в течение двух поколений, проводят гибридологический анализ полученных данных и т.д. Задача преподавателя - осуществлять действенный контроль за работой студентов. Таким образом, создается проблемная ситуация, направленная задача на активацию творческой деятельности студента. Основными актуальными задачами и направлениями по генетике сельскохозяйственных животных являются: поиск высокой комбинационной способности линий и пород животных с целью получения гетерозисного потомства с повышенной продуктивностью и жизнеспособностью; разработка методов генетической оценки популяций и отдельных особей по потомству; разработка методов создания животных с высокой резистентностыо к заболеваниям; создание животных с использованием интродукции отдельных генов («dw» — карликовость животных, «Na» - голошеесть у птицы, «О» - голубая окраска скорлупы яиц кур и т.д.); получение трансгенных животных; гибридизация соматических клеток; клонирование генотипов; создание химерных животных (генетических мозаиков); совершенствование существующих методик биотехнологии сельскохозяйственных животных. ^ Знания по генетике живых существ базируются на принципах материалистической методологии, на знаниях зоологии, морфологии, органической и биологической химии, математики, физики с основами биофизики, микробиологии, физиологии, этологии и других дисциплин. После прохождения дисциплины студент должен знать основные закономерности наследственности и изменчивости применительно к запросам прикладной генетики с.-х. животных. Владеть методами генетического анализа: гибридологическим, генеалогическим, цитогонстическим, иопуляционным, биометрическим, методами биохимической генетики (иммуногенетики, генетического полиморфизма). Иметь представление об этапах развития и о современном состоянии генетики, связи генетики с эволюционным учением, о мутациях в структуре генов, хромосом и генома, о генетике индивидуального развития и генетике популяций, о генетических основах иммунитета. Уметь выполнять задания по использованию методов и теоретических положений генетики для решения актуальных задач животноводства, самостоятельно планировать выполнение заданий, определять необходимые методы и приемы работы и анализа и уметь обобщать полученные результаты. Овладеть методами управления наследственностью и изменчивостью в процессе онтогенеза животных, методами трансплантации эмбрионов. Генетика с биометрией является теоретической основой для следующих за ней дисциплин: разведение сельскохозяйственных животных, частная зоотехния, племенного дела и курса искусственного осеменения животных. ^
^ 4.1. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН 4.1.1. Лекции 1 .Определение предмета, задачи и содержание дисциплины, истории развития генетики. 2. Цитологические основы наследственности. 3.Закономерности наследования признаков при половом размножении. 4.Хромосомная теория наследственности. 5.Генетика пола. 6.Молекулярные основы наследственности. 7.Генетические основы онтогенеза. 8.Мутационная изменчивость. 9. Генетико-математические методы анализа количественных и качественных признаков.
^ Построение вариационного ряда, вычисление статистических показателей, характеризующих совокупность. Оценка достоверности разности между средними арифметическими двух выборочных совокупностей. Определение связи между признаками. Дисперсионный анализ. Решение задач по моно - дигибридному скрещиванию, взаимодействию генов и сцепленному с полом наследованию. Решение задач по определению расстояний между генами. Молекулярные основы наследственности. Мутационная изменчивость, индуцированный мутагенез. Генетика онтогенеза. Генетика популяций. Генетические основы иммунитета. Группы крови, полиморфизм белков, определение достоверности происхождения животных, решение задач. Знакомство с врожденными уродствами, аномалиями, изучение аберраций хромосом и типа наследования на основе анализа родословных. Повышение наследственной устойчивости животных к заболеваниям. ^ Изучение кариотипа с.-х. животных. Приготовление препаратов хромосом из слюнных желез дрозофилы, костного мозга и др. Знакомство с биологией и морфологией дрозофилы. Постановка опытов по моно-, дигибридному и сцепленному с полом наследованию. Знакомство с лабораторией трансплантации эмбрионов. Освоение методов трансплантации эмбрионов. ^ Цитологические основы наследственности. Кариотип разных видов животных. Строение хромосом. Деление клеток: митоз, мейоз. Закономерности наследования признаков при половом размножении. Виды доминирования. Типы взаимодействия неаллельных генов. Молекулярные основы наследственности. Генетический код и его свойства. Механизм регуляции действия генов. Проблема направленного мутагенеза и его значение. Геномные, хромосомные, генные мутации. Генетическая инженерия, ее история и движение. Трансплантация эмбрионов. Отбор и подготовка донора и реципиентов к пересадке эмбрионов. Частная генетика сельскохозяйственных животных (КРС, лошади, свиньи, овцы, козы, птицы, пушных зверей, собаки и кошки). Наследственно обусловленные болезни животных разных видов. Типы наследования аномалий. Методы профилактики распространения генетических аномалий. Методы изучения наследования устойчивости и восприимчивости животных к болезням. ^ 4.2.1. Введение Предмет генетики. Генетика - одна из основополагающих наук современной биологии. Сущность явлений наследственности и изменчивости на молекулярном, субклеточном, клеточном, организменном, популяционном уровнях. Основные виды наследственности: ядерная цитоплазматическая наследственность. Истинная, ложная и переходная наследственность. Виды изменчивости: онтогенетическая, модификационная, комбинативная и мутационная. Значение модификационной изменчивости для практики животноводства. Использование других видов изменчивости в селекционной работе. Коррелятивная изменчивость. Творческая роль человека в формировании наследственности и изменчивости организмов. Методы генетики: гибридологический, генеалогический, феногенетический, популяционный, мутационный, рекомбинационный, биометрический анализ, методы биохимической генетики. Основные этапы развития генетики. Роль отечественных ученых в развитии генетики. Генетика как теоретическая основа селекции с.-х. животных. Современное состояние и проблемы генетики в связи с актуальными проблемами человечества (пищевых ресурсов, роста народонаселения, здоровья человека, охраны окружающей среды и т. д.). Достижения современной генетики и пути ее дальнейшего развития. ^ Клетка как генетическая система. Строение клеток эукариот и прокариот. Роль ядра и других органелл клетки в передаче, сохранении и реализации наследственной информации. Доказательства роли ядра в наследственности. Хромосомы, их строение и химический состав. Гаплоидный и диплоидный наборы хромосом. Геном и кариотип. Аутосомы к половые хромосомы. Методы изучения кариотипа. Организация хромосом на разных стадиях жизни клетки и деления ядра. Митоз, его генетическая сущность и значение в жизни клетки и организма. Митотический цикл и жизненный цикл клетки. Мейоз, его генетическая и биологическая сущность. Гаметогенез. Оплодотворение. Половой процесс как средство реализации комбинативной изменчивости и обеспечения жизненности организма. Патологии при гаметогенезе и оплодотворении. ^ Менделизм как основа генетики. Особенности экспериментального метода Менделя. Значение выбора стабильных альтернативных признаков родительских пар, обеспечение надежности скрещивания, жизнеспособности и плодовитости гибридов. Моногибридное, дигибридное и полигибридное скрещивание. Аллельность, понятие о множественном аллелизме. Понятие о гомо- и гетерозиготности. Правила наследования признаков: единообразие гибридов первого поколения, растепления, независимого наследования признаков. Понятие о чистоте гамет. Доминантность и рецессивность. Виды доминирования: полное, неполное, кодоминирование, сверхдоминирование. Факторы, влияющие на характер расщепления признаков у гибридов: значение объема выборки, влияние внешней среды, жизнеспособность разных фенотипов (гамет, зигот, эмбрионов и особей) к моменту анализа. Летальное действие некоторых генов у сельскохозяйственных животных. Плейотропное действие генов. Наследование признаков при взаимодействии неаллельных генов: комплементарное, эпистатическое, полимерное, модифицирующее действие. Виды полимерии, их значение в практике животноводства. Супрессия как основа неаллельного взаимодействия генов. Гены-модификаторы. Наследственность и среда. Экспрессивность и пенетрантность генов. ^ Сцепленное наследование признаков и его объяснение. Группы сцепления. Характер расщепления при независимом и сцепленном наследовании. Кроссинговер как причина неполного сцепления генов. Генетическое и цитологическое доказательство кроссинговера. Одинарный и множественный перекресты хромосом, явление интерференции. Хромосомная теория наследственности Моргана. Закон линейного расположения генов в хромосоме. Использование частоты кроссинговера для генетического картирования. Влияние генетических и внешних факторов на частоту кроссинговера. Общебиологическая роль кроссинговера как средства усиления комбинативной изменчивости. Перспективы использования генетических карт в практике. Значение сцепления и кроссинговера в эволюции. ^ Пол как совокупность признаков, обеспечивающих воспроизводство потомства. Типы хромосомного определения пола. Кариотипы мужского и женского пола у разных видов. Гомогаметный и гетерогаметный пол. Потенциальная бисексуальность организмов. Прогамное, эпигамное и сингамное определение пола. Интерсексуальность. Фримартизм, гермафродитизм, гинандроморфшм, их теоретическое и практическое значение. Балансовая теория определения пола: хромосомный баланс пола, физиологический баланс пола. Общая генная природа этих явлений. Экспериментальное переопределение пола у птиц, рыб и других животных. Опыты по регуляции соотношения полов и возможность получения животных только одного пола. Практическое значение сдвига в соотношении полов в различных отраслях животноводства. Партеногенез, гипогенез и андрогенез, их значение для понимания наследственности и перспектива практического использования. Признаки, ограниченные полом, контролируемые полом и сцепленные с полом. Особенности сцепленного с полом наследования. Зависимость признака от локализации гена в одной из половых хромосом. Примеры генетически обусловленных болезней, наследуемых сцепленно с полом. Практическое использование сцепленного с полом наследования. ^ Доказательства хранения и передачи генетической информации нуклеиновыми кислотами. Генетическая трансформация. Химическая структура нуклеиновых кислот (ДНК и РНК). Пиримидиновые и пуриновые основания. Модель структуры ДНК по Уотсону и Крику. Правило комплементарности. Видовая специфичность молекул ДНК. Репликация молекулы ДНК. Вилка репликации. Реализация наследственной информации. Химическая структура и биосинтез белков. Транскрипция. Нитроны и экзоны. Сплайсинг. Трансляция. Инициация. Терминация. Генетический код и его свойства. Трилетность, неперекрываемость, вырожденность и универсальность. Колинеарность гена и кодируемого им белка. Объем генетической информации, хранящейся в генах и передаваемых ими. Регуляция активности генов. Теория Жакоба и Моно о механизме регуляции действия генов. Адаптивный синтез ферментов. Оперон. Структурные и регуляторные гены. Негативная и позитивная индукция и репрессия. Обмен генетическим материалом у прокариот: трансформация, транедукция, конъюгация. Лизогения. Лизогенное состояние клеток как возможная причина заболевания животных. ^ Сложная структура и биологическая сущность гена. Влияние гена на развитие признака. Опыты Д. Гердона по доказательству сохранения генетической информации в соматических клетках при индивидуальном развитии животных. Роль генетической информации на ранних и последующих этапах онтогенеза. О понятиях неравномерности, неоднородности, необратимости и обратимости процессов дифференциации и роста животных. Взаимодействие ядра и цитоплазмы в развитии. Проявление генетической нормы реакции организма в различных условиях внешней среды. Критические периоды развития. Целостность и дискретность организма в онтогенезе. Значение активности ферментов и уровня обмена веществ, а также факторов внешней среды в реализации генетической потенции животных. Фенокопии и морфозы, их значение в практике животноводства. Перспективы использования биологически активных соединений (гормоны, витамины, микроэлементы, микродозы супермутагенов) для реализации наследственных возможностей организма и получения желательной модификационной изменчивости. ^ Понятие о мутации и мутагенезе. Роль Г. де Фриза и С. Коржинского в развитии теории мутаций. Классификация мутаций: спонтанные и индуцированные; геномные, хромосомные, генные (точковые); генеративные и соматические; рецессивные и доминантные; прямые и обратные; полезные, нейтральные и вредные (летальные). Проявление мутаций в зависимости от генотипа и внешней среды. Полиплоидия. Разновидности и особенности полиплоидов, причины возникновения, распространение, практическое и эволюционное значение. Примеры полиплоидных форм, в том числе полезных для сельского хозяйства и ветеринарной медицины. Гетероплоидия как одна из причин наследственных аномалий (синдромы Дауна, Эдварса, Патау, Клайнфельтера и др.). Хромосомные аберрации (перестройки), их классификация, механизмы образования. Робертсоновские транслокации, их практическая ценность и значение в эволюции. Влияние хромосомных перестроек на продуктивность, жизнеспособность и воспроизводительную способность животных. Генные мутации, молекулярно-биологический механизм и причины возникновения. Аморфные, гипоморфные и неоморфные мутации. Роль ферментных систем репарации клеточного ядра в поддержании активного состояния ДНК и возникновении мутаций Фотореактивация и темновая репарации. Мутагенез как следствие аномальной работы репарационных систем. Понятие о мутабильности генов. Частота мутаций. Физические, химические и биологические мутагены. Значение индуцированных мутаций в селекции вирусов, микроорганизмов, растений и животных. Закон Н.И. Вавилова о гомологических рядах в наследственной изменчивости и его использование при изучении наследственных болезней. Генетические последствия загрязнений внешней среды. Проблема направленного мутагенеза. ^ Понятие о биометрии и основных ее направлениях. Средний уровень варьирующего признака в выборочной или генеральной совокупности особей. Величины средних значений признака - средняя арифметическая, геометрическая, квадратическая, гармоническая, мода, медиана. Классификация и особенности типов изменчивости - мутационная, кодификационная, коррелятивная, комбинативная. Показатели, характеризующие степень изменчивости признака у животных. Типы распределения варьирующих признаков (нормальное, биномиальное, асимметрическое, эксцессивное, трансгрессивное). Биометрические показатели связи между признаками. Определение статистических ошибок и достоверности разности между средними двух выборок. Основы регрессионного и дисперсионного анализов. Использование критерия «хи-квадрат». Полимерное и полигенное действие генов. Понятие об аддитивных генах. Понятие о коэффициентах наследуемости (1т) и повторяемости (rw) и методы их вычисления с помощью коэффициентов связи и дисперсионного анализа. Практическое значение этих коэффициентов для селекционной работы при прогнозировании эффективности отбора. Влияние на коэффициенты наследуемости и повторяемости генотипических и паратипических факторов и взаимодействие генотипа и среды. ^ Понятие о популяции и чистой линии. Методы их изучения. Пан-миктическая, исходная, гетерогенная и контрольная популяции. Характеристика генетической структуры популяций по соотношению генных частот гомозиготных и гетерозиготных генотипов. Закон Харди-Вайнберга и его практическое использование при анализе структуры популяции. Основные факторы, влияющие на генетическую структуру популяции: генные и хромосомные мутации; миграция особей; способ размножения; отбор; случайный генетический тренд (дрейф). Значение инбридинга и скрещиваний для структуры популяции. Типы искусственного отбора - направленный, стабилизирующий, дивергентный, технологический, косвенный. Влияние внешней среды на эффективность отбора. Понятие о генофонде, сходство и различие его с понятием популяции. Численность генофонда основных видов с.-х. животных. Методы и приемы сохранения генофонда промышленного животноводства и резервы его увеличения. Практические примеры использования новых видов животных для получения продуктов питания и сырья для промышленности. Генетический груз как резерв наследственной изменчивости вида. Возникновение популяций как следствие географической, сезонной и репродуктивной изоляций. Значение изоляции для дивергенции и эволюции видов. Генетическая адаптация животных. Генетический гомеостаз популяции. ^ Понятие об инбридинге и инбредной депрессии, их биологические особенности и генетические основы. Способы ослабления инбредной депрессии. Влияние инбридинга на генетическую структуру популяций. Использование инбридинга в животноводстве при выведении ин-бредных линий. Генетическая сущность коэффициента инбридинга и коэффициента генетического сходства. Методы оценки степени инбридинга. Гетерозис, его биологические особенности и генетические причины. Гипотезы, объясняющие эффект гетерозиса. Возникновение гетерозиса при разных типах скрещивания: межвидовом, межпородном, межлинейном. Истинный и гипотетический гетерозис. Ослабление эффекта гетерозиса в поколениях. Перспективы закрепления гетерозиса. Роль явления гетерозиса в практике различных отраслей животноводства. ^ Понятие об иммунитете и иммунной системе организма. Неспецифические факторы защиты. Специфический иммунитет. Клеточная и гуморальная системы иммунитета. Роль В- и Т-лимфоцитов. Генетический контроль иммунного ответа. Теория иммунитета. Учение об уродствах и врожденных аномалиях. Понятие о генетических, наследственно-средовых и экзогенных аномалиях. Определение типа наследования аномалий. Распространение генетических аномалий в популяциях животных разных видов и их профилактика. Генетическая устойчивость и восприимчивость к заболеваниям: к бактериальным и протозойным болезням, к гельминтозам, к вирусным инфекциям. Роль наследственности в проявлении незаразных болезней. Моногенный и полигенный характер устойчивости. Влияние факторов среды на проявление устойчивости к заболеваниям. Методы и мероприятия по повышению устойчивости животных к заболеваниям. Примеры успешной селекции в этом направлении. ^ Иммуногенетика - наука о генетическом полиморфизме антигенного состава клеток животных. Особенности эритроцитарных антигенов животных и методы их определения. Иммуногенетический контроль за структурой популяции. Генетический полиморфизм белков и ферментов крови, молока, яйца, спермы и его использование в селекции. Генетико-математнческий анализ полиморфных генетических систем. Понятие о системах гистосовместимости у сельскохозяйственных животных. ^ Генетическая инженерия — целенаправленное изменение генотипа органических форм. Клеточная, геномная и хромосомная инженерия. Генная инженерия. Истоки генетической инженерии. Ферменты - главные инструменты генетической инженерии. Переносчики генетической информации (векторы)- Схема встройки чужеродного гена в фаговый вектор. Генетическая инженерия и ветеринария. Синтез эукариотического гена в бактериях, искусственный синтез генов. Принципиальная схема введения чужеродного гена в организм животных. Определение последовательности нуклеотидов ДНК. Современные методики биотехнологии воспроизводства с.-х. животных. Трансплантация эмбрионов. Получение зигот и эмбрионов в организме донора и их опенка по пригодности к пересадке в организм реципиента. Отбор и подготовка реципиентов, пригодных для использования и приема трансплантантов. Биотехнология оплодотворения в условиях in vitro. Методы получения химерных организмов (генетических мозаиков или аллофенов). Получение трансгенных животных. ^ Основы этологии с.-х. животных. Основные формы поведения животных. Влияние факторов среды и материнского организма на поведение и адаптацию организма животных. Генетические основы высшей нервной деятельности и поведения. Учение И.П. Павлова и И.М. Сеченова об условно-рефлекторной деятельности как реакции на внешние раздражения. Факторы, влияющие на поведение животных: доместикация, селекция, стабилизирующий отбор, стресс и др. Использование генетически обусловленного поведения животных в селекционной практике. ^ Генетика как одна из основ эволюционного учения. Роль Ч. Дарвина в формировании материалистического мировоззрения в биологии. Значение открытия нуклеиновых кислот и универсального кода наследственности для понимания эволюции жизни на единой генетической основе. Происхождение и развитие жизни, генетическая основа становления доклеточных и клеточных форм жизни. Значение мутационной изменчивости в эволюционном процессе. Популяция как единица эволюции. Значение работ С. Четверикова и П. Шмальгаузена для развития современной теории эволюции. Факторы видообразования. Формы воздействия естественного отбора на генотип. ^ (см. п. 4.1.2 и 4.1.3) 6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ ^ Основная 1. Меркурьева Е.К., Абрамова З.В., Какав А.В., Кочиш И.И. Генетика: Учеб. для высш. учебн. завед. - М.: Агропромиздат, 1991, 446 с.
животноводстве, -М.: Россельхозиадат, 1983, 108 с. 4. Журнал «Зоотехния» - М.: Колос, 2000. Дополнительная
10. Петухов В.Л., Назарова Г.А., Жигячев А.И. Ветеринарная генетика. -М.: Колос, 1996, 384 с. 11 .Хатт Ф.Б. Генетика животных. - М.: Колос, 1969. 445 с. 12. Эрнст Л.К., Жигачев А.И. Профилактика генетических аномалий у крупного рогатого скота. - М.: РАСХН, 1995, 359 с. |
||||||||||||||||||||||
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Похожие:
База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2016
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям