Гладких Марианна Юрьевна, к с. х н., доцент Глущенко Марина Анатольевна, к б. н. 2012г рабочая программа

4.2. Содержание дисциплины

История биометрии. Основные задачи, решаемые биометрией. Генеральная и выборочная совокупности. Репрезентативность выборочной совокупности. Способы отбора объектов в выборку. Объем выборки.

Параметры, характеризующие уровень развития признака, разнообразие, связь, точность, надежность. Способы расчета среднего арифметического значения, среднего квадратического отклонения, коэффициента вариации.

Понятие о распределении. Нормальное распределение. Параметры, характеризующие нормальное распределение. Свойства нормального распределения. Нормированное отклонение. Значение и использование нормального распределения в биологических и зоотехнических исследованиях.

Понятие об ошибках выборочных параметров. Ошибка среднего арифметического. Доверительный интервал. Сравнение параметров генеральных совокупностей. Сравнение средних значений двух независимых нормальных распределений. Оценка достоверности разности двух выборочных средних. Сравнение средних значений нескольких распределений (дисперсионный анализ).

Понятие о статистических связях. Корреляционная связь, составление корреляционной решетки, расчет коэффициента корреляции Пирсона, достоверность коэффициента корреляции. Регрессионная связь, расчет коэффициентов регрессии, составление уравнения регрессии.

Сравнение выборочного распределения с полностью определенным дискретным распределением. Использование критерия хи-квадрат для анализа расщеплений в генетическом анализе.

Предмет и методы генетики. Место генетики в системе биологических наук. Основные этапы развития генетики. Значение генетики для сельскохозяйственной науки и практики животноводства.

Строение и функции ДНК. Репликация ДНК. Молекулярная организация генома эукариот. Понятие о геномике. Структура и функция генов. Строение генов эукариот. Реализация генетической информации: транскрипция, процессинг, трансляция, посттрансляционная модификация белков. Свойства генетического кода. Регуляция экспрессии генов. Морфология и организация хромосом. Кариотип. Клеточный цикл. Митоз и мейоз.

Характеристика наследственной изменчивости. Комбинативная и мутационная изменчивость. Классификации мутаций. Характеристика и механизмы генных, хромосомных и геномных мутаций. Закономерности мутационного процесса. Значение изучения мутаций и мутационного процесса для животноводства. Мутагены среды. Роль генотипа и среды в формировании признака. Понятие нормы реакции. Характеристика модификационной изменчивости. Адаптивный характер модификаций. Морфозы. Проблема наследования приобретенных признаков.

Законы Менделя. Хромосомная теория наследственности. Типы наследования признаков: аутосомный, сцепленный с полом, цитоплазматический. Причины отклонения от стандартных расщеплений. Взаимодействие аллелей и генов. Летальные гены. Экспрессивность и пенетрантность признаков. Сцепленное наследование и составление генетических карт. Составление и анализ родословных для определения типа наследования признака, определения генотипов отдельных особей, определения риска рождения потомков с наследственными аномалиями, составления генетических карт, проверки достоверности происхождения и т.д.

Понятие о популяции. Генетическая гетерогенность популяций. Генетическая структура популяции и ее оценка. Значение генетики популяций для решения проблем разведения животных, сохранения генофонда и биологического разнообразия. Закон Харди-Вайнберга, условия его выполнения, использование. Факторы динамики генетического состава популяции: дрейф генов, мутационный процесс, миграция, система спариваний (инбридинг и аутбридинг), отбор. Понятие о дарвиновской приспособленности и коэффициенте отбора. Изменение генетической структуры популяции при разных вариантах отбора. Понятие о внутрипопуляционном генетическом полиморфизме и генетическом грузе.

4.3. Лабораторные/практические/семинарские занятия

Таблица 2

Содержание лабораторного практикума/практических занятий/семинарских занятий и контрольных мероприятий

№ п/п	№ раздела	№ и название лабораторных/ практических/ семинарских занятий с указанием контрольных мероприятий	Вид контрольного мероприятия	Кол-во часов
	Раздел 1. Основы биометрии
1	Тема 1.1. Понятие о биометрии	Практическое занятие № 1. Генеральная и выборочная совокупности. Планирование количественных наблюдений/экспериментов.	защита работы	2
2	Тема 1.2. Основные параметры, характеризующие совокупность	Практическое занятие № 2. Составление вариационного ряда и расчет основных параметров совокупности.	защита работы	2
3	Тема 1.3. Типы распределений случайной величины	Семинар №1. Характеристика основных параметров хозяйственно полезных признаков и использование свойств нормального распределения.	устный опрос	2
4	Темы 1.1-1.3.	Практическое занятие №3. Контрольная работа №1		2
5	Тема 1.4.7 Оценка и сравнение параметров генеральной совокупности по параметрам выборки	Практическое занятие №4. Расчет ошибки и доверительных границ среднего арифметического	защита работы	2
6		Практическое занятие №5. Оценка достоверности разности выборочных средних.	защита работы	2
7		Практическое занятие №6. Контрольная работа №2.		2
8	Тема 1.6. Сравнение распределений	Практические занятия №10-14. Лабораторная работа №1.
	Раздел 2. Основы генетики
9	Тема 2.2. Строение и функционирование генетического материала	Семинар №2. Строение ДНК, РНК. Свойства генетического кода.	устный опрос тестирование	2
10		Практическое занятие №7. Митоз, мейоз.	тестирование	2
11		Практическое занятие №8. Морфология хромосом. Анализ кариотипов сельскохозяйственных животных.	защита работы	2
12	Тема 2.4. Закономерности наследования признаков	Практическое занятие №9. Комбинативная изменчивость при образовании гамет и зигот.	тестирование	2
13		Практическое занятие №10. Наследование аутосомных и локализованных в половых хромосомах генов.	защита работы	2
14		Практическое занятие №11. Контрольная работа №3.		2
15		Практическое занятие №12. Наследование сцепленных генов. Построение рекомбинационных карт.	защита работы	2
16	Темы 2.3, 2.4, 1.6.	Лабораторная работа №1. Генетический анализ у Drosophila melanogaster: анализ первого поколения гибридов.	защита работы	2
17		Лабораторная работа №1. Генетический анализ у Drosophila melanogaster: анализ второго поколения гибридов.	защита работы	2
18	Тема 2.5. Основы популяционной генетики	Практическое занятие №13. Закон Харди–Вайнберга. Факторы микроэволюции.	защита работы	2
19	Темы 2.4, 2,5, 1.6.	Практическое занятие № 14. Контрольная работа №4		2

5. Образовательные технологии

Таблица 3

Активные и интерактивные формы проведения занятий

№ п/п	Активные и интерактивные формы	№ и название лекции	№ и название практического занятия
1.	Разбор конкретных ситуаций	Лекция №7 Строение и функции генов. Транскрипция. Биосинтез белка. Генетический код	Практическое занятие № 1. Генеральная и выборочная совокупности. Планирование количественных наблюдений/экспериментов.
2	Разбор конкретных ситуаций	Лекция №8 Изменчивость. Модификационная и наследственная изменчивость	Практическое занятие № 2. Составление вариационного ряда и расчет основных параметров совокупности.
3	Разбор конкретных ситуаций	Лекция №10 Закономерности наследования генов, локализованных в аутосомах	Практическое занятие №5. Оценка достоверности разности выборочных средних.
4	Разбор конкретных ситуаций	Лекция №11 Взаимодействие аллельных и неаллельных генов	Практическое занятие №8. Морфология хромосом. Анализ кариотипов сельскохозяйственных животных.
5	Разбор конкретных ситуаций	Лекция №12 Закономерности наследования генов, локализованных в половых хромосомах	Практическое занятие №9. Комбинативная изменчивость при образовании гамет и зигот.
6	Разбор конкретных ситуаций	Лекция №13 Закономерности наследования генов, локализованных в одной хромосоме. Кроссинговер. Построение генетических карт	Практическое занятие №10. Наследование аутосомных и локализованных в половых хромосомах генов
7	Разбор конкретных ситуаций	Лекция №14 Популяция – единица эволюции. Определение основных понятий популяционной генетики. Генетическая структура популяции. Закон Харди-Вайнберга	Практическое занятие №12. Наследование сцепленных генов. Построение рекомбинационных карт.
8	Разбор конкретных ситуаций	Лекция №15 Дрейф генов. Влияние мутаций и миграций на генетическую структуру популяции	Практическое занятие №13. Закон Харди–Вайнберга. Факторы микроэволюции.

6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины

6.1. Перечень вопросов для самостоятельного изучения дисциплины

Таблица 4

Перечень вопросов для самостоятельного изучения дисциплины

№п/п	№ раздела и темы	Перечень рассматриваемых вопросов для самостоятельного изучения	Кол-во часов
	Раздел 1. Основы биометрии
	Тема 1.1. Понятие о биометрии	Репрезентативность выборочной совокупности.	2
		Способы отбора объектов в выборку.
		Надежность и погрешность.
	Тема 1.2. Основные параметры, характеризующие совокупность	Параметры точности и надежности	2
		Параметры уровня развития признака.
		Параметры разнообразия.
		Параметры точности и надежности
		Способы расчета среднего арифметического значения, среднего квадратического отклонения, коэффициента вариации.
	Тема 1.3. Типы распределений случайной величины	Правила построения вариационных рядов.	4
		Графическое представление распределений. Гистограмма и полигон.
		Параметры, характеризующие нормальное распределение.
		Свойства нормального распределения.
		Правило трех сигм.
		Нормированное отклонение.
		Использование свойств нормального распределения в практике животноводства.
	Тема 1.4. Оценка и сравнение параметров генеральной совокупности по параметрам выборки	Ошибка среднего арифметического.	2
		Доверительный интервал и его использование в практике животноводства.
		Что означают выражения «разность выборочных средних достоверна», «разность выборочных средних недостоверна»?
	Тема 1.5. Корреляционный и регрессионный анализы	Функциональная и корреляционная связи.	2
		Правила составления корреляционной решетки.
		Расчет коэффициента корреляции.
		Достоверность коэффициента корреляции.
		Линейная регрессия.
		Расчет коэффициентов регрессии.
		Составление уравнения регрессии.
		Построение теоретической линии регрессии.
	Раздел 2 Основы генетики
	Тема 2.2. Строение и функционирование генетического материала	Доказательства генетической роли ДНК.	4
		Строение ДНК.
		Репликация ДНК.
		Структура и функция генов прокариотических организмов.
		Структура и функция генов эукариотических организмов.
		Сходства и различия строения генов про- и эукариотических организмов.
		Транскрипция.
		Созревание иРНК. Кэпирование, сплайсинг, полиаденилирование.
		Трансляция.
		Посттрансляционная модификация белков.
		Регуляция экспрессии генов.
		Уровни регуляции активности генов.
		Специфическая и неспецифическая регуляция экспрессии генов.
		Свойства генетического кода.
		Морфология хромосом. Кариотип.
		Стадии клеточного цикла.
		Поведение хромосом в митозе и мейозе.
		Оо- и сперматогенез.
		Соотношение стадий гаметогенеза и мейоза.
	Тема 2.3. Закономерности изменчивости	Характеристика наследственной и ненаследственной изменчивости.	4
		Комбинативная изменчивость.
		Мутационная изменчивость..
		Классификации мутаций.
		Характеристика и механизмы генных мутаций.
		Характеристика и механизмы хромосомных мутаций.
		Характеристика и механизмы геномных мутаций.
		Закономерности спонтанного мутационного процесса.
		Мутагены. Физические и химические мутагены.
		Биологические факторы мутагенеза.
		Закономерности индуцированного мутационного процесса.
		Норма реакции.
		Модификационная изменчивость.
	Тема 2.4. Закономерности наследования признаков	Законы Менделя.	6
		Основные положения хромосомной теории наследственности.
		Доказательства хромосомной теории наследственности.
		Типы наследования признаков: рецессивный и доминантный, аутосомный, рецессивный и доминантный сцепленный с полом, голандрический, цитоплазматический.
		Причины отклонения от менделевских расщеплений.
		Летальные гены.
		Экспрессивность и пенетрантность признаков.
		Взаимодействие аллелей: доминирование, неполное доминирование, кодоминирование, сверхдоминирование, аддитивное наследование.
		Взаимодействие генов: комплементарное взаимодействие, эпистаз, супрессия, полимерия.
		Сцепленные с полом, ограниченные и зависимые от пола признаки.
		Сцепленное наследование и кроссинговер.
		Составление генетических карт. Рекомбинационные, цитологические, физические карты.
	Тема 2.5. Основы популяционной генетики	Оценка генетической структуры популяции.	2
		Закон Харди-Вайнберга, условия его выполнения.
		Дрейф генов, влияние численности популяции на генетическую структуру.
		Влияние мутационного процесса на генетическую структуру популяции.
		Влияние миграции на генетическую структуру популяции.
		Влияние систем спариваний (инбридинг и аутбридинг) на генетическую структуру популяции.
		Влияние отбора на генетическую структуру популяции.
		Дарвиновская приспособленность и коэффициенте отбора.
		Внутрипопуляционный генетический полиморфизм.
		Генетический груз.
	Подготовка к зачету		9
	Подготовка к экзамену		27
	ВСЕГО		64

6.2. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины

1. 
   Митоз и мейоз.
   
2. 
   Гаметогенез у животных.
   
3. 
   Строение хромосом.
   
4. 
   Геном и кариотип.
   
5. 
   Закономерности наследования признаков и законы наследственности, установленные Менделем.
   
6. 
   Первое и второе правило (закон) Менделя.
   
7. 
   Третье правило (закон) Менделя.
   
8. 
   Причины отклонений от менделевских закономерностей.
   
9. 
   Генетический анализ и его значение.
   
10. 
    Система скрещиваний в гибридологическом анализе (реципрокные, возвратные, анализирующие, F₁ и F₂).
    
11. 
    Моно- и дигибридное скрещивание.
    
12. 
    Полигибридное скрещивание.
    
13. 
    Понятие об аллелях. Множественный аллелизм.
    
14. 
    Типы взаимодействия аллельных генов.
    
15. 
    Взаимодействие неаллельных генов.
    
16. 
    Полимерия.
    
17. 
    Эпистаз.
    
18. 
    Комплементарное действие генов.
    
19. 
    Доказательства роли хромосом в наследственности.
    
20. 
    Хромосомное определение пола.
    
21. 
    Сцепленное с полом наследование.
    
22. 
    Ограниченные полом признаки и особенности их наследования.
    
23. 
    Сцепленное наследование признаков.
    
24. 
    Доказательство линейного расположения генов.
    
25. 
    Принципы построения генетических карт хромосом.
    
26. 
    Цитоплазматическая наследственность.
    
27. 
    Хромосомные мутации.
    
28. 
    Генные мутации.
    
29. 
    Геномные мутации.
    
30. 
    Полиплоидия.
    
31. 
    Анеуплоидия (гетероплоидия).
    
32. 
    Модификационная изменчивость.
    
33. 
    Плейотропное действие генов.
    
34. 
    Экспрессивность и пенетрантность признаков.
    
35. 
    Рекомбинация генетического материала.
    
36. 
    Доказательства генетической роли ДНК.
    
37. 
    Репликация ДНК.
    
38. 
    Строение ДНК и ее биологическая роль.
    
39. 
    Строение РНК и биологическая роль РНК разных типов.
    
40. 
    Строение и функция гена.
    
41. 
    Транскрипция.
    
42. 
    Созревание (процессинг) про-иРНК.
    
43. 
    Трансляция.
    
44. 
    Генетический код и его свойства.
    
45. 
    Регуляция действия генов.
    
46. 
    Закон Харди-Вайнберга
    
47. 
    Изменение генотипической структуры популяции при миграции.
    
48. 
    Последствия отбора в пользу гетерозигот.
    
49. 
    Последствия отбора против рецессивных гомозигот.
    
50. 
    Изменение генетической структуры популяции под влиянием инбридинга.
    
51. 
    Понятие об эффективности отбора.
    
52. 
    Дрейф генов.
    
53. 
    Судьба возникающих в популяции мутаций.
    
54. 
    Средняя арифметическая величина и ее значение.
    
55. 
    Показатели разнообразия.
    
56. 
    Среднеквадратическое отклонение и его значение.
    
57. 
    Коэффициент вариации и его применение.
    
58. 
    Правила построения вариационных рядов.
    
59. 
    Определение параметров генеральной совокупности по параметрам выборки.
    
60. 
    Коэффициент регрессии и его значение.
    
61. 
    Коэффициент корреляции и его значение.
    
62. 
    Достоверность разности выборочных средних и ее значение.
    

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

7.1. Основная литература

1. 
   Антипов Г.П., Лисицын А.П., Лавровский В.В. Генетика с биометрией. Часть 1. Биометрия., М: Изд-во МСХА, 1995, 166 с.
   
2. 
   Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции. СПб.: Изд-во Н-Л, 2010, 720 с.
   
3. 
   Генетика (под ред. Жученко А.А.). М.: КолосС, 2006.
   
4. 
   Глазер В.М., Ким А.И., Орлова Н.Н. и др. Задачи по современной генетике. М.: Книжный дом "Университет", 2005.
   

7.2. Дополнительная литература

1. 
   Айала Ф., Кайгер Дж. Современная генетика. Т. 1 – 3. М.: Мир: 1987.
   
2. 
   Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика. Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2007.
   
3. 
   Левонтин Р. Генетические основы эволюции. М.: Мир, 1978.
   
4. 
   Петухов В. Л., Жигачев А. И., Назарова Г. Ветеринарная генетика. – М.: Колос, 1996.
   
5. 
   Плохинский Н. А. Биометрия. М.: Изд. МГУ, 1970.
   
6. 
   Рокицкий П.Ф. Введение в статистическую генетику. Минск: Вышэйшая школа, 1974.
   
7. 
   Словарь терминов по биотехнологии для производства продовольствия и ведения сельского хозяйства.
   

http://www.fao.org/docrep/010/y2775r/y2775r00.htm.+

8. 
   Хатт Ф. Генетика животных. М.: Колос, 1969.
   

7.3. Методические указания, рекомендации и другие материалы к занятиям

1. 
   Генетика и биометрия (Часть 1. Биометрия). Рабочая тетрадь, М.:Изд-во РГАУ-МСХА, 2010.
   
2. 
   Генетика и биометрия (Часть 2. Генетика). Рабочая тетрадь, М.:Изд-во РГАУ-МСХА, 2010.
   
3. 
   Сборник задач по генетике с методическими указаниями к ним. Сост. Лисицын А.П., Антипов Г.П., Лавровский В.В. М.: Изд-во МСХА, 1989, 112 с.
   
4. 
   Методы генетической сертификации лошадей по полиморфным системам крови. Изд. ГНУ ВНИИ коневодства, Дидово, 2010, 70 с.
   
5. 
   Дунин И.М., Новиков А.А., Романенко Н.И. и др. Правила генетической экспертизы племенного материала крупного рогатого скота М., ФГНУ «Росинфорагротех», 2003, 48 с.
   
6. 
   Дунин И.М., Новиков А.А., Романенко Н.И. и др. Правила генетической экспертизы племенного материала свиней. М., ФГНУ «Росинфорагротех», 2003, 52 с.
   
7. 
   Дунин И.М., Новиков А.А., Романенко Н.И. и др. Правила генетической экспертизы племенного материала овец. М., ФГНУ "Росинфорагротех», 2003, 44 с.
   

7.4. Программное обеспечение и Интернет-ресурсы

1. 
   http://www.fao.org.
   
2. 
   http://www.ncbi.nlm.nih.gov/
   

8. Критерии оценки знаний, умений, навыков и заявленных компетенций

Оценка знаний, умений и навыков студентов по дисциплине «Генетика и биометрия» проводится при помощи текущего, рубежного и промежуточного контроля.

Виды текущего контроля: устные опросы, защиты практических работ, контрольные работы.

Виды рубежного контроля: зачет.

Виды промежуточного контроля: экзамен.

Рубежный контроль предусматривает зачет в 3 семестре по Разделу 1 «Основы биометрии».

Оценка «зачтено» выставляется на основе успешных ответов студентов на семинарах, по результатам контрольных работ и отсутствия занятий, пропущенных по неуважительной причине и неотработанных до начала зачетной недели.

Оценка «не зачтено» выставляется при наличии неотработанных до начала зачетной недели заданий и нет положительных оценок за обе контрольные работы.

Промежуточный контроль – экзамен в 4 семестре, охватывающий материал всего курса. Экзамен – состоит из двух частей. Часть A – компьютерное тестирование – включает 42 задания базового уровня с выбором правильного ответа или написанием краткого ответа. Для получения положительной оценки за выполнение Части А необходимо правильно ответить на 75% заданий. К выполнению Части В допускаются только студенты, выполнившие Часть А на положительную оценку. Часть B включает три задания, требующих сводного ответа.

Ликвидация студентами текущих задолженностей проводится в соответствии с графиком консультаций, согласованным со студентами.

Система оценок

При выставлении оценки применяются следующие рекомендательные критерии (Положение о промежуточной аттестации студентов в ФГОУ ВПО «Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. Тимирязева» от «11» декабря 2008 г. Введено в действие Приказ №430 от 12 декабря 2008 года «Об утверждении положений»):

Оценка «отлично» выставляется студенту, если он глубоко и прочно усвоил программный материал, исчерпывающе, последовательно, четко и логически стройно его излагает, умеет тесно увязывать теорию с практикой, свободно справляется с задачами, вопросами и другими видами применения знаний, причем не затрудняется с ответом при видоизменении заданий, использует в ответе материал монографической литературы, правильно обосновывает принятое решение, владеет разносторонними навыками и приемами выполнения практических задач.

Оценка «хорошо» выставляется студенту, если он твердо знает материал, грамотно и по существу излагает его, не допуская существенных неточностей в ответе на вопрос, правильно применяет теоретические положения при решении практических вопросов и задач, владеет необходимыми навыками и приемами их выполнения.

Оценка «удовлетворительно» выставляется студенту, если он имеет знания только основного материала, но не усвоил его деталей, допускает неточности, недостаточно правильные формулировки, нарушения логической последовательности в изложении программного материала, испытывает затруднения при выполнении практических работ.

Оценка «неудовлетворительно» выставляется студенту, который не знает значительной части программного материала, допускает существенные ошибки, неуверенно, с большими затруднениями выполняет практические работы.

9. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Для проведения лабораторного практикума по генетическому и цитогенетическому анализу необходима лаборатория, оснащенная оборудованием для приготовления питательных сред и разведения дрозофилы и приготовления цитологических препаратов. В лаборатории должно быть следующее оборудование: вытяжной шкаф, сушильный шкаф для дезинфекции лабораторной посуды и пробирок для разведения дрозофилы, плита для приготовления питательных сред, весы, холодильник, термостат для культивирования дрозофилы, лупы и микроскопы, лабораторная посуда, предметные и покровные стекла для приготовления цитологических препаратов; и расходные материалы: компоненты питательной среды для дрозофил (агар-агар, сахар, пекарские дрожжи, манная крупа), медицинский эфир, набор красителей. Для обеспечения и проведения практических занятий по генетическому анализу с одной подгруппой численностью 10 человек необходимо 250 г свежих или 62 г сухих пекарских дрожжей, 75 г манной крупы, 100 г сахара, 40 г агар-агара и 100 мл медицинского диэтилового эфира. Периодичность закупок дрожжей и медицинского эфира 1 раз в год, остальных компонентов среды 1 раз в 2 года.

Для чтения лекций и демонстрации иллюстративного материала и видеофильмов на практических и семинарских занятиях необходима специализированная аудитория, оснащенная мультимедийным оборудованием.

Программу разработали:

Кузнецова Ольга Викторовна, к.б.н., доцент

_______________________

Гладких Марианна Юрьевна, к.с.х.н., доцент

_______________________

Глущенко Марина Анатольевна, к.б.н. _______________________

жүктеу/скачать 350.12 Kb.

Достарыңызбен бөлісу: