Учебно-методический комплекс по дисциплине

Вид материала

Учебно-методический комплекс

Содержание Учебно-методический комплекс по дисциплине 3. Текущая и промежуточная аттестация студентов по дисциплине 4. Инновационные методы в процессе преподавания дисциплины Выписка из ГОС ВПО Рабочая учебная программа по дисциплине Цели и задачи изучения генетической инженерии. Задачи изучения дисциплины. 1.1.2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины. Распределение часов по семестрам 1.2. Тематический план дисциплины 1.3. Содержание дисциплины 1.3.2. Практические или семинарские занятия не предусмотрены Абортивная трансдукция. Аддитивная дисперсия. Акридиновые красители. Акроцентрическая хромосома. Активатор, РНК-активатор. Активный сайт. Алкилирующий агент Аллельная частота. ... Полное содержание

Подобный материал:

• Л. Л. Гришан Учебно-методический комплекс по дисциплине «Аудит» Ростов-на-Дону, 2010, 483.53kb.
• И. Л. Литвиненко учебно-методический комплекс по дисциплине международный туризм ростов-на-Дону, 398.8kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине «Юридическая психология специальность «Юриспруденция», 970.99kb.
• Е. М. Левченко учебно-методический комплекс по дисциплине «управленческие решения», 181.01kb.
• О. А. Миронова учебно-методический комплекс по дисциплине «основы таможенного дела», 679.3kb.
• Б. В. Мартынов учебно-методический комплекс по дисциплине «логистика» для студентов, 1097.34kb.
• О. А. Миронова учебно-методический комплекс по дисциплине «Международные валютно-кредитные, 747.07kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине «Управление рисками» Для специальности:, 1692.15kb.
• О. А. Миронова Учебно-методический комплекс дисциплины «международная торговля» Ростов-на-Дону, 727.71kb.
• Н. В. Брюханова учебно-методический комплекс по дисциплине «История менеджмента», 307.48kb.

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Кабардино-Балкарский государственный университет

им. Х.М. Бербекова»


Биологический факультет

Кафедра общей генетики, селекции и семеноводства

УТВЕРЖДЕН на заседании кафедры от «____» ____________200__г. Протокол №_____ Зав. кафедрой_____________М.К. Керефова

СОГЛАСОВАНО «____» ______________ 200__г. Декан __________ А.Ю. Паритов

Учебно-методический комплекс по дисциплине


ОПД.В.01 «Генетическая инженерия»


для студентов, обучающихся по направлению

020201.62 Биология


Нальчик 2009

Автор-составитель:

Ситникова А.Д.


Кандидат биологических наук, доцент кафедры общей генетики, селекции и семеноводства


Учебно-методический комплекс по дисциплине ОПД.В.01 «Генетическая инженерия» составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по специальности и направлению шифр 020201.62 Биология


Шифр ОПД.В.01 «Генетическая инженерия»

Дисциплина входит в региональный компонент цикла и изучается по выбору.


Содержание

1. Рабочая учебная программа дисциплины…………………………5

2. Учебно-методическое обеспечение дисциплины 19

2.1. Методические рекомендации для преподавателя 19

2.2. Методические указания для студентов 19

2.3. Организация контролируемой самостоятельной работы студентов 19

2.4. Обеспеченность образовательного процесса по дисциплине специализированным и лабораторным оборудованием 21

2.5. Карта обеспеченности литературой по дисциплине 21

2.6. Перечень обучающих и контролируемых компьютерных программ, мультимедиа и интерактивные материалы (набор видео- и аудиоматериалов, анимированные электронные тренажеры, симуляции и др.), клипарт (набор иллюстраций, графиков, схем, фотографий), Интернет-ресурсы по дисциплине и др………………………………………………………………21

3. Текущая и промежуточная аттестация студентов по дисциплине …21

3.1. Балльно-рейтинговая система текущей аттестации студентов по дисциплине …22

3.1.1. Цели и задачи балльно-рейтинговой аттестации обучающихся по дисциплине …22

3.1.2. Состав и планирование в баллах рейтинговых контрольных мероприятий по дисциплине 22

3.1.3. Шкала оценки по дисциплине …23

3.1.4. График балльно-рейтинговых контрольных мероприятий по дисциплине 23

3.1.5. Учетная документация при рейтинг-контроле по дисциплине 23

3.2. Содержание и порядок промежуточной (экзамен, зачет) аттестации студентов по дисциплине 24

3.2.1. Порядок и сдача экзаменов и зачетов 24

3.2.2. Отработка и повторное изучение дисциплины 24

4. Инновационные методы в процессе преподавания дисциплины 25

Аннотация

УМК по генетической инженерии является совокупностью учебно-методических материалов, способствующих эффективному освоению студентами учебного материала и повышении качества подготовки специалиста, а также является отчетным документом по учебно-методической работе преподавателя.


Выписка из ГОС ВПО


Данная дисциплина (ОПД.В.01 «Генетическая инженерия») составлена на основе Государственного образовательного стандарта по специальности биология – 020201.65. Специальность утверждена приказом Комитета по высшей школе Российской Федерации от 02.03.2000 г. №686.


Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Кабардино-Балкарский государственный университет им.

Х.М. Бербекова»


Биологический факультет

Кафедра общей генетики, селекции и семеноводства


РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ПО ДИСЦИПЛИНЕ


ОПД.В.01 «Генетическая инженерия»

для студентов, обучающихся по специальности

020201.65 Биология


УТВЕРЖДАЮ

Декан БФ __________ /А.Ю. Паритов/

«___» _________________ 200__ г.


Нальчик 2009


Рабочая программа составлена на основании ____________________________

__________________________________________________________________ (наименование государственного образовательного стандарта и (или) примерной типовой программы Утвержденной Министерством по образованию и науке, дата утверждения)


Разработчик: доцент Ситникова А.Д. / ____________________________

(должность, подпись, Ф.И.О.)


Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры общей генетики, селекции и семеноводства


Протокол №____

от «___»_________________200__г.


Заведующий кафедрой________________ М.К. Керефова

(подпись)


Одобрена Учебно-методическим советом (методической комиссией) биологического факультета


«___»_________________200__г.


Председатель ______________ А.Ю. Паритов

1. пояснительная записка
   

Учебно-методический комплекс по дисциплине ОПД.В.01 «Генетическая инженерия» составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по специальности и направлению шифр 020201.62 Биология

1. Цели и задачи изучения генетической инженерии.
   

Цели дисциплины: Курс по выбору читается на 4 курсе биологического факультета очной формы обучения. Изучение этого курса углубляет знание генетики, так как количество часов по генетике постоянно сокращается.

Задачи изучения дисциплины.В процессе изучения данного кура студенты ознакомятся с основными методами, используемыми в генетической инженерии, с генной инженерией на уровне генов, хромосом, клеток и организмов.


1.1.2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.

Для изучения указанной дисциплины студенты хорошо должны знать микробиологию, генетику, цитологию, особенно такие разделы как строение клеток прокариот и эукариот, роль органоидов в передаче наследственной информации, трансформацию и трансдукцию.


Распределение часов по семестрам

Учебные занятия							Число курсов. проектов (работ) расч. задач	Форма итоговой аттестации
Номер семестра	Общий объем	Аудиторные				С.Р.С.
		Всего	Лекции	Лабораторные	Практические
8	55	17	17			38		экзамен

1.2. Тематический план дисциплины.

Дисциплина изучается в восьмом семестре по следующим темам.

1. Введение – 2 ч.
   
2. Генетическая инженерия в природе – 4 ч.
   
3. Инженерия на уровне генов – 3 ч.
   
4. Генетическая инженерия на уровне клеток и организмов – 3 ч.
   
5. Основы генетической инженерии растений – 3 часа.
   
6. Реальность и перспективы генетической инженерии – 2 ч.
   

1.3. Содержание дисциплины

1.3.1. Лекции

1. Введение – 2 ч.

1. История возникновения генетической инженерии.
   
2. Методы, используемые в генетической инженерии.
   

Литература: 1. Стр. 29-35

2. Стр. 20-31.

3. Стр. 411-413.

4. Стр. 5-10.

2-3. Генетическая инженерия в природе – 4 ч.

1. Бактериальные плазмиды и их виды.
   
2. Молекулярная организация плазмид .
   
3. Репликация плазмидных ДНК.
   
4. Плазмиды как канал генетической коммуникации в мире бактерий.
   
5. Трансдуцирующие фаги
   

Литература: 2. Стр. 32-45.

3. Стр. 312-320.

4. Стр. 37-56.

4-5. Инженерия на уровне генов – 3 ч.

1. Понятие о векторах.
   
2. Методы получения генов.
   
3. Способы получения рекомбинантных молекул.
   
4. Клонирование генов. Банк генов.
   

Литература: 1. Стр. 35-37

2.Стр. 6-19.

3. Стр. 420-425.

4. Стр. 71-91.

6-7. Генетическая инженерия на уровне клеток и организмов – 3 ч.

1. Генетическая инженерия на уровне хромосом.
   
2. Генетическая инженерия на уровне клеток и организмов.
   

Литература: 4. Стр. 495-520.

5. Стр. 485-493.

6. Стр. 92-140.

7-8. Основы генетической инженерии растений - 3 ч.

1. Эмбриокультура.
   
2. Клеточная и генная инженерия.
   
3. Клеточная селекция.
   

Литература: 8. Стр. 20-71.

9. Стр. 2-20.

6. Стр. 141-147.

9-10. Реальность и перспективы генетической инженерии –2ч.

1. Значение генетической инженерии для решения задач биотехнологии, сельского хозяйства и медицины.
   
2. Социальные аспекты генетической инженерии.
   

Литература: 2.Стр. 32-45.

6. Стр. 38-110.

6. Стр. 132-148.

2.2.2. Практические занятия - нет

2.2.3. Лабораторные работы – нет

2.2.4. Курсовая работа - нет


1.3.2. Практические или семинарские занятия не предусмотрены


1.3.3. Лабораторные работы не предусмотрены


1.3.4. Курсовые работы не предусмотрены


1.3.5. Глоссарий по дисциплине.

А-ДНК. Альтернативная форма правозакрученной двуспиральной молекулы ДНК. На од­ном витке имеется 11 пар оснований, причем нуклеотидная цепь наклонена вдоль про­дольной оси молекулы. Биологическое значение А-ДНК не вполне понятно.

Абортивная трансдукция. Несостоявшаяся трансдукция, когда ДНК не встраивается в хро­мосому реципиента (см. трансдукция).

Автономно реплицирующиеся последовательности (ARS). Реплицирующиеся, в первую оче­редь, последовательности длиной около 100 нуклеотидов, обнаруженные в хромосо­мах дрожжей и в ДНК клеточных органелл.

Автополиплоидия. Полиплоидия в результате репликации одного диплоидного набора хро­мосом.

Авторадиография. Получение изображения на рентгеновской пленке после экспозиции с радиоактивной пробой. Используется для локализации радиоактивно меченных зон­дов в клетках или тканях.

Автотетраплоид. Автополиплоид, содержащий четыре сходных генома. В этом случае два аллеля А и а могут быть представлены в виде пяти генотипов: АААА (квадраплекс), АААа (триплекс), Аааа (дуплекс) и аааа (нулиплекс).

Адаптация. Наследуемый компонент фенотипа, обеспечивающий лучшую приспособлен­ность и успешную репродукцию особей. А также сам процесс приспособления орга­низмов к условиям среды

Аддитивная дисперсия. Генетическая дисперсия, которая относится к замене одного алле­ля данного локуса на другой аллель. Используется для анализа изменчивости количе­ственных признаков.

Акридиновые красители. Класс органических соединений, молекулы которых встраивают­ся в двойную спираль, препятствуя спариванию оснований. Поэтому в результате сле­дующего цикла репликации ДНК возникают делеции нуклеотидов или добавляются новые нуклеотиды.

Акроцентрическая хромосома. Хромосома с центромерой, локализованной на конце. К акроцентрикам относятся, в частности, человеческие хромосомы 13, 14, 15, 21 и 22.

Активатор, РНК-активатор. Элемент модели бриттена-дэвидсона, синтезируемый при работе гена-интегратора и взаимодействующий с рецепторным сайтом регулируемого гена; один а. может контролировать работу многих генов в том случае, если каждый локус-мишень имеет копию соответствующего рецептора; обычно а. является рнк, но может быть и белком.

Активный иммунитет. Иммунитет в результате прямой экспозиции антигенов с последую­щим образованием антител.

Активный сайт. Структурный домен белка, необходимый для его функционирования. У ферментов это сайт связывания с субстратом.

Алейроновый слой. Наружный слой эндосперма семян.

Алкаптонурия. Аутосомно-рецессивный признак у человека, обусловленный отсутствием фермента - оксидазы гомогентизиновой кислоты. У гомозигот моча темного цвета из-за окисления выделяемой с мочой гомогентизиновой кислоты. У взрослых гомозигот хрящевая ткань темнеет вследствие накопления пигмента - прооизводного гомоген­тизиновой кислоты. Нередко пигментация хрящей сопровождается артритом.

Алкилирующий агент - вещество, вызывающее введение алкильной группы в молекулу органического соединения: многие химические мутагены являются А.а. - азотистый и сернистый иприты, эпоксиды, этилметансульфонат, циклофосфамид, бусульфан, хлорамбуцил, мелфалан, и т.д.

Аллель. Одно из состояний гена, возникшее за счет мутаций. Аллели одного гена отлича­ются по своему проявлению в фенотипе.

Аллельная частота. Доля особей в популяции, несущих определенный аллель.

Аллель-специфичные нуклеотиды. Синтетические олигонуклеотиды длиной 15-20 п.н., которые в определенных условиях гибридизуются только со строго комплементарной последовательностью ДНК.

Аллельное замещение. Процесс вытеснения одного аллеля другим в результате изменения направления естественного oтбора; относительно медленное уменьшение концентрации исходного аллеля обусловливает длительное сохранение субституционного генетического груза в популяции; метод расчетa скорости З.а. (по числу поколений) в зависимости от интенсивности отбора разработан Дж.Холдейном в 1957.

Аллельное исключение (эксклюзия). Селективное действие у гетерозигот только одного из аллелей, кодирующих иммуноглобулин.

Аллелизм, Аллеломорфизм - Парность гомологичных генов, определяющих разные фенотипические признаки у диплоидных организмов.

Аллолактоза. Производное лактозы — индуктор lac-оперона.

Аллопатрическое видообразование. Процесс видообразования, связанный с географичес­кой изоляцией.

Аллополиплоид. Полиплоид, возникший в результате объединения двух и более хромосом­ных наборов с последующим удвоением числа хромосом.

Аллотетраплоид. Диплоид, два хромосомных набора которого получены от разных видов.

Аллостерический эффект. Изменение конформации активного сайта белковой молекулы за счет взаимодействия белка с молекулой эффектора.

Аллофермент. Фермент, кодируемый одним из аллелей и отличающийся от других форм этого фермента по электрофоретической подвижности в геле.

Альтернативный сплайсинг. Образование разных белковых молекул, транслируемых с од­ной пре-и РНК путем изменения числа и последовательности экзонов в молекуле и РНК.

Альфа-фетопротеин (АФП). Эмбриональный гликопротеин массой 70 кДа, синтезирую­щийся в желточном мешке. Высокое содержание АФП в амниотической жидкости ука­зывает на дефекты развития нервной трубки и межпозвоночную грыжу. Содержание АФП ниже нормы может быть связано с синдромом Дауна.

Alu-последовательности. Диспергированные последовательности ДНК длиной около 300 п.н., обнаруженные в геноме приматов и разрезаемые рестриктазой Alu. Alu-последовательности состоят из димеров, соединенных по типу «голова-к-хвосту», размером 140 п.н. (первый мономер) и 170 п.н. (второй мономер). У человека имеется 300000-600000 копий этих последовательностей, что составляет 3-6% генома (см. SINE).

Амбер-кодон. Кодон УАГ, который не кодирует аминокислоту, но служит для терминации трансляции иРНК.

Аминоацил-тРНК. Аминокислота, ковалентносвязанная с тРНК.

Аминокислота. Органическое вещество; ковалентносвязанные аминокислотные остатки образуют молекулу белка.

Амниоцентез. Тестирование эмбриональных дефектов с помощью цитогенетического и

молекулярного анализа клеток амниотической жидкости, окружающей плод. Амплификация генов. Множественная репликация выбранных последовательностей ДНК как вне хромосомы (ПЦР), так и внутри хромосомы (в плазмиде или другом векторе).

Анаболизм. Синтез сложных молекул из более простых предшественников в процессе об­мена веществ.

Аналог. Химическое соединение, структурно близкое другому соединению и отличающе­еся от него по одной функциональной группе. Например, 5-бромдезоксиуридин — ана­лог тимидина.

Аналог основания - Пуриновое или пиримидиновое основание, близкое по структуре к одному из пяти главных оснований, - например, аминопурин, азагуанин, азаурацил, меркаптопурин); некоторые А.о. могут функционально заменять обычные основания.

Анафаза. Стадия клеточного деления, на которой хромосомы начинают движение к полю­сам клетки.

Анафаза I. Стадия первого деления мейоза, на которой расходятся гомологичные хромо­сомы.

Ангстрем. Единица длины, равная 10^-10 м, обозначается как А.

Анеуплоидия. Несоответствие числа хромосом кратному гаплоидному набору.

Аннотация. Анализ нуклеотидной последовательности генома для идентификации генов, кодирующих и не кодирующих белки, а также их регуляторных последовательностей.

Антиген. Белок на поверхности клетки или другое соединение, стимулирующее образова­ние антител.

Антикодон. Нуклеотидный триплет в молекуле тРНК, который комплементарно связыва­ется с кодоном и РНК.

Антипараллель. Сравнение структуры молекул, ориентированных в разных направлениях, например двух цепей молекулы ДНК.

Антисипация. Впервые описана у больных миодистрофией, когда тяжесть заболевания из поколения в поколение усиливается, а возраст проявления симптомов из поколения в поколение снижается. Это обусловлено экспансией тринуклеотидных повторов внут­ри гена или в его окружении.

Антитело. Иммуноглобулин, образующийся в ответ на определенный антиген и специфи­чески связывающий этот антиген.

Апоптоз. Генетически запрограммированная гибель клетки как результат нормальной кле­точной дифференцировки или повреждения клетки.

Ассортативное скрещивание. Неслучайное скрещивание между полами. Селекция скрещи­ваний между одинаковыми генотипами позитивна, а селекция скрещиваний между разными генотипами негативна.

Аттенюатор. Нуклеотидная последовательность между промотором и структурным геном в некоторых оперонах, которая может регулировать доступ РНК-полимеразы к моле­куле ДНК и терминировать транскрипцию соответствующего гена.

АТФ. Аденозинтрифосфат.

Ауксотроф. Мутантный микроорганизм или клеточная линия, для роста которых требует­ся вещество, в норме синтезируемое штаммом дикого типа.

Аутогамия. Самооплодотворение или самоопыление, приводит к появлению в потомстве гомозигот.

Аутоиммунные заболевания. Продукция антител в результате иммунного ответа на собствен­ные молекулы, ткани или клетки. Причина кроется в неспособности иммунной систе­мы отличить «свое» от «чужого». К подобным заболеваниям относятся артриты, скле­родерма, системная красная волчанка, ювенильный диабет и т. д.

Аутбредная депрессия. Снижение приспособленности в потомстве от генетически различ­ных родителей, связанное с более низкой адаптацией к условиям среды.

Ацентрическая хромосома. Хромосома или хромосомный фрагмент без центромеры.

Базовый репликон. Минимальный участок плазмиды <plasmid>, достаточный для ее стабильного существования в бактериальной клетке, т.е. включающий набор генов несовместимости плазмид, контроля числа копий, репликации и сегрегации.

Батарея генов - в модели регуляции транскрипции эукариотических генов Бриттена-Дэвидсона - группа генов, находящихся под контролем одного сенсорного сайта, управляющего геном-интегратором.

Бактериофаг (фаг). Вирус, который заражает бактерии.

Бактериофаг µ. Группа фагов, геном которых встраивается в хозяйскую хромосому, инактивируя гены или вызывая хромосомные перестройки.

Бекросс (возвратное скрещивание). Скрещивание между гетерозиготой F₁ и одним из роди­телей или организмом с генотипом, идентичным родительскому.

β-галактозидаза. Бактериальный фермент, кодируемый геном lacZw превращающий лак­тозу в галактозу и глюкозу.

Блок Прибнова. Каноническая последовательность ТАТААТГ длиной 6 п.н., которая на­ходится перед стартовой точкой бактериальных генов и с которой связывается сигма-субъединица РНК-полимеразы.

BrdU (5-бромдезоксиуридин). Мутаген, аналог тимидина: метильная группа в 5'-положении тимидина замещена бромом.

Библиотека кДНК. Коллекция клонированных последовательностей кДНК.

Биваленты. Синапс гомологичных хромосом в профазе I мейоза.

Бокс Гольдберга—Хогнесса. Короткая нуклеотидная последовательность длиной 20-30 п.н. на 5'-конце сайта инициации транскрипции эукариотических генов, которая связыва­ется с РНК-полимеразой II. Консенсусная последовательность ТАТАААА называется ТАТА-боксом.

Болезнь отторжения трансплантата. Иммунологическая реакция клеток хозяина против клеток донора. Нередко пересадка костного мозга у человека кончается этим заболева­нием с плохим прогнозом.

Биологическое разнообразие. Генетическое разнообразие в популяциях растений и живот­ных.

Блоттинг -название методик, включающих этап переноса разделенных макромолекул из определенной среды (например, геля) на какой-либо носитель (специальная бумага, нитроцеллюлозные фильтры и т.п.); существует два основных типа Б. - капиллярный (например, Саузерн-блоттинг), в основе которого - перемещение молекул благодаря капиллярному эффекту, и электроблоттинг, при котором перенос молекул обеспечивается путем электрофореза.

В-хромосома, добавочная хромосома - хромосома, присутствующая в хромосомном наборе сверх нормального диплоидного числа хромосом; В-х. известны у многих растений и (несколько реже) у животных, их число может значительно варьировать (от 1 до нескольких десятков); часто В-х. состоят из гетерохроматина (но могут содержать - видимо, вторично - и эухроматин) и генетически пассивны, хотя могут оказывать "побочные" эффекты - например, у насекомых наличие В-х. часто обуславливает повышенную аберрантность сперматозоидов; в клеточных делениях могут быть стабильны, но чаще нестабильны (иногда митотически стабильны, но нестабильны в мейозе, где чаще образуют униваленты);  изредка В-х. являются изохромосомы; механизмы появления В-х. различны - фрагментация, гетерохроматинизация "лишних" хромосом после неправильного анафазного расхождения и т.п.

В-форма. ДНК - правоспиральное конформационное состояние молекулы ДНК, существующее при высокой относительной влажности (>92%) и в растворах с низкой ионной силой; полагают, что в живых клетках практически вся ДНК существует именно в В-ф. (в 80-х гг. было обнаружено, что небольшая часть ДНК существует в Z-форме); число пар оснований на 1 виток - 10, расстояние между парами оснований 3,38 , угол вращения между соседними парами оснований - 36o, диаметр спирали - 19, остаток дезоксирибозы находится в С2'-эндоконформации, все основания имеют антиконформацию.