Рабочая программа и календарно-тематический план по дисциплине «молекулярная биология клетки» для студентов факультетов: агрономического
| Вид материала | Рабочая программа |
- Программы дисциплины молекулярная биология в составе модуля Модуль №3 Биология клетки, 22.39kb.
- Календарно-тематический план лекций по биологии для студентов стоматологического факультета, 26.6kb.
- Календарно-тематический план лекций и семинарских занятий по дисциплине «Экономика», 107.26kb.
- Тематический план практических занятий по биологии для лечебного, педиатрического, 383.08kb.
- Календарно-тематический план изучения курса «Биология», 282.63kb.
- Календарно-тематический план лабораторно-практических занятий по ботанике для студентов, 57.62kb.
- Календарно-тематический план лекций и лабораторных занятий для студентов лечебного,, 56.94kb.
- Календарно-тематический план практических занятий по фармакологии для студентов лечебного,, 13.97kb.
- Рабочая программа генетика и селекция Код дисциплины по учебному плану опд ф 1 для, 292.62kb.
- Тематический план лекций по гистологии, цитологии и эмбриологии для студентов стоматологического, 99.17kb.
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РФ
КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА ЦИТОЛОГИИ И МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА И КАЛЕНДАРНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
ПО ДИСЦИПЛИНЕ «МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ КЛЕТКИ»
ДЛЯ СТУДЕНТОВ ФАКУЛЬТЕТОВ:
АГРОНОМИЧЕСКОГО
АГРОХИМИЧЕСКОГО
ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ
ЭКОЛОГИЧЕСКОГО
ПРОГРАММА КУРСА «МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ КЛЕТКИ»
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЕ МЕСТО В УЧЕБНОМ ПЛАНЕ
Молекулярная биология - это наука о молекулярных механизмах важнейших общебиологических явлений. Она представляет собой биологию молекулярного уровня организации живой материи. Процессы, протекающие на этом уровне, лежат в основе реализации генетической информации, заключенной в ДНК клетки. Молекулярная биология выступает связующим звеном между генетикой и цитологией, между закладывающимися в потенции и реально происходящими процессами, определяющими структуру клеток и организмов, особенности их функционирования, роста и развития, она объясняет возможные пути генетического выражения в зависимости от событий, происходящих в клетке на молекулярном уровне.
Цель преподавания молекулярной биологии клетки для студентов факультета агрохимии и почвоведения - дать представление о молекулярном уровне организации и функционирования живой материи и тем самым способствовать системному подходу к усвоению учебного материала на основе понимания глубокой связи естественных наук и формированию современной естественнонаучной картины мира.
Задачей курса является приобретение студентами следующих знаний:
- изучить задачи молекулярной биологии как науки, основные методы исследований;
- рассмотреть строение и свойства нуклеиновых кислот: изучить механизмы репликации ДНК;
- знать общую характеристику процессов транскрипции ДНК;
- изучить процесс синтеза белка;
- изучить механизмы регуляции синтеза белка;
- изучить механизмы перестройки генов;
- получить представление о генной инженерии.
Дисциплина «Молекулярная биология клетки» тесно связана с другими дисциплинами учебного плана: физиологией и биохимией растений, биотехнологией.
ВВЕДЕНИЕ
Понятие молекулярной биологии, история ее возникновения. Цели и задачи дисциплины, ее содержание, порядок изучения, связь со смежными дисциплинами.
1. КЛЕТКА КАК ЭЛЕМЕНТАРНАЯ ЕДИНИЦА ЖИВОЙ МАТЕРИИ (ИСТОРИЧЕСКИЙ ОБЗОР, ПРОИСХОЖДЕНИЕ КЛЕТКИ)
Эволюция клетки. От молекулы к первой клетке. От прокариот к эукариотам. Характеристика прокариотической клетки. Метаболические реакции. Цианобактерии. Клетки эукариот.
2. МЕТОДЫ МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ КЛЕТКИ. БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕМБРАНЫ И ПРИНЦИП КОМПАРТМЕНТАЛИ3АЦИИ
Биохимические и собственные методы молекулярной биологии клетки. Понятие об универсальной мембране. Функции мембран. Компартментализация клетки.
З. ПОТОК ИНФОРМАЦИИ В КЛЕТКЕ. СТРОЕНИЕ МАТРИЧНОЙ, РИБОСОМНОЙ
И ТРАНСПОРТНОЙ РНК. ПЕРВИЧНАЯ, ВТОРИЧНАЯ И ТРЕТИЧНАЯ СТРУКТУРА ДНК
Роль нуклеиновых кислот. Строение нуклеотидов. Пуриновые и примидиновые азотистые основания. Правила Чаргаффа. Полинуклеотиды. Гетерогенность РНК. Структура и функции транспортной РНК. Особенности строения и роль матричной РНК. Структура и функции рибосомной РНК и рибосом. Первичная, вторичная и третичная структура ДНК. Три уровня организации хроматина. Физико-химические свойства ДНК.
4. ГЕНЫ. ГЕНОМ
Центральный постулат молекулярной биологии. Генетическая роль ДНК. Генетический код и его расшифровка. Свойства генетического кода. Геном.
5. ПЕРЕСТРОЙКА ГЕНОВ
Мутации и их роль в эволюционном процессе. Мутагены и злокачественный рост. Репарация мутаций. Роль дупликаций, нехваток, инверсий и транслокаций в эволюции генома.
6. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РЕАЛИЗАЦИИ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ: РЕПЛИКАЦИЯ, ТРАНСКРИПЦИЯ, ТРАНСЛЯЦИЯ У ПРОКАРИОТИЧЕСКИХ И ЭУКАРИОТИЧЕСКИХ
ОРГАНИ3МОВ
Ферменты и белки репликации. Особенности механизма репликации у прокариот и эукариот. Исправление ошибок при репликации. Три стадии транскрипции. Особенности транскрипции у эукариот. Ингибиторы транскрипции. Три стадии синтеза белка: инициация, элонгация, терминация. Транспорт белка в клетке. Ингибиторы синтеза белка.
7. РАЗЛИЧНЫЕ ТИПЫ РЕКОМБИНАЦИЙ И ИХ РОЛЬ. РЕГУЛЯЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ КЛЕТКИ
Механизмы рекомбинации. Рекомбинация плазм ид. Общая генетическая рекомбинация. Регуляция синтеза белка в клетке.
8. ОБЩЕЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ О ГЕННОЙ ИНЖЕНЕРИИ И МОЛЕКУЛЯРНОЙ ГЕНЕТИКЕ
Понятие генной инженерии. Цели, задачи, методы. Молекулярная генетика как современная естественнонаучная область знания. Роль генной инженерии и молекулярной генетики в развитии биотехнологии.
ПРИМЕРНАЯ ТЕМАТИКА
ЛАБОРАТОРНО - ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
ЗАНЯТИЕ 1-2. Нуклеиновые кислоты. Первичная, вторичная и третичная структура ДНК. Физико-химические свойства ДНК. Строение матричной, транспортной и рибосом ной РНК. Генетическая роль ДНК. Генетический код. Свойства генетического кода.
ЗАНЯТИЕ 3. Коллоквиум 1. Нуклеиновые кислоты и их модификации
ЗАНЯТИЕ 4. Репликация ДНК. Ферменты и механизм репликации. Особенности репликации прокариот, эукариот, вирусов.
ЗАНЯТИЕ 5. Транскрипция у прокариот, эукариот, вирусов. Ингибиторы транскрипции.
ЗАНЯТИЕ 6. Синтез белка: инициация, элонгация, терминация. Транспорт белка в клетке. Регуляция синтеза белка.
ЗАНЯТИЕ 7. Коллоквиум 2. Этапы реализации генетической информации. Генетический контроль.
ПРИМЕРНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ ПО РАЗДЕЛАМ
| Наименование раздела | Время, часы | Время, % | |
| ауди-торные | самостоятельные | ||
| 1. Введение. Молекулярная биология как наука. Место среди других наук. | 4 | 2 | 10 |
| 2. Структура и роль белков и нуклеиновых кислот. | 13 | 8 | 35 |
| 3. Этапы реализации генетической информации в клетке и их контроль. | 10 | 12 | 37 |
| 4. Модификации и рекомбинации генетического материала. | 5 | 6 | 18 |
КАЛЕНДАРНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ДИСЦИПЛИНЫ
«МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ КЛЕТКИ2
- ПЛАН ЛЕКЦИЙ
| Неделя семестра | Тема лекции и количество часов на ее раскрытие | N литературного источника |
| 1 | Клетка как элементарная единица живой материи (исторический обзор, происхождение клетки) – 2 часа. | 3,4,5 |
| 1 | Методы молекулярной биологии клетки. Биологические мембраны и принцип компартментализации – 2 часа. | 1,2,3,4,5,6 |
| 3-5 | Поток информации в клетке. Строение матричной, рибосомной и транспортной РНК. Первичная, вторичная и третичная структура ДНК – 4 часа. | 1,2,3,4,5,6 |
| 7 | Гены. Геном – 2 часа. | 2,3,4,5,6,8,9 |
| 9 | Перестройка генов – 2 часа. | 2,3,4,5,6,8,9 |
| 11 | Основные этапы реализации генетической информации: репликация, транскрипция, трансляция у прокариотических и эукариотических организмов – 2 часа. | 1,2,3,4,5,7,8 |
| 13 | Различные типы рекомбинаций и их роль. Регуляция генетической активности клетки – 2 часа. | 1,2,3,4,5,8 |
| 15 | Общее представление о генной инженерии и молекулярной генетике – 2 часа. ИТОГО: 18 ЧАСОВ | 2,9,10 |
-
ПЛАН ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
| Неделя семестра | Темы лабораторно-практических занятий | Кол-во часов | N литературного источника |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 2-4 | Белки. Четыре уровня структуры белков. Нуклеиновые кислоты. Первичная, вторичная и третичная структура ДНК. Физико-химические свойства ДНК. Строение матричной, транспортной и рибосом ной РНК. Генетическая роль ДНК. Генетический код. Свойства генетического кода. | 4 | 1,2,3,4,5,6 |
| 6 | Коллоквиум 1. Нуклеиновые кислоты и их модификации | 2 | 1,2,3,4,5,6,8 |
| 8 | Репликация ДНК. Ферменты и механизм репликации. Особенности репликации прокариот, эукариот, вирусов. | 2 | 1,2,3,4,5,6,8 |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 10 | Транскрипция у прокариот, эукариот, вирусов. Ингибиторы транскрипции. | 2 | 1,2,3,4,5,6,8 |
| 12 | Синтез белка: инициация, элонгация, терминация. Транспорт белка в клетке. Регуляция синтеза белка. | 2 | 1,2,3,4,5,6,8 |
| 14 | Коллоквиум 2. Этапы реализации генетической информации. Генетический контроль. | 2 | 1,2,3,4,5,6,8,9,10 |
| | ИТОГО | 14 | |
- ПЛАН САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
Тема | Вопросы | Кол-во часов | N литературного источника | Форма контроля |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Введение в молекулярную биологию | Молекулярная биология как наука. Цели и задачи молекулярной биологии. История. Методы молекулярной биологии. | 2 | 2,3,4,5,6,8 | Коллоквиум 1, опрос |
| Белки | Строение и свойства аминокислот. Классификация. Первичная, вторичная, третичная и четвертичная структура белков. Функции белков. Классификация белков. Свойства белковых молекул. | 4 | 1,2,3,4,5 | Коллоквиум 1, опрос |
| Нуклеиновые кислоты | Строение мономеров нуклеиновых кислот – нуклеотидов. Первичная, вторичная, третичная структура ДНК. Три уровня организации хроматина. Структура и функции матричной, транспортной и рибосомальной РНК. Генетический код и его свойства. | 4 | 1,2,3,4,5 | Коллоквиум 1, опрос |
| Репликация | Определение репликации. Белки и ферменты репликации. Основной фермент репликации и его свойства. Последовательность событий репликации. Отличие репликации у прокариот и эукариот. Два механизма репликации. Исправление ошибок при репликации. | 4 | 1,2,3,4,5,8 | Коллоквиум 2, опрос |
| Транскрипция | Определение транскрипции. Сходство и отличия транскрипции и репликации. Основной фермент транскрипции и его свойства. Этапы транскрипции: связывание РНКП с ДНК; инициация; элонгация; два типа терминации транскрипции. | 4 | 1,2,3,4,5,8 | Коллоквиум 2, опрос |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Синтез белка | Основные этапы синтеза белка: активация аминокислот; инициация; элонгация; терминация. Ферменты трансляции. | 4 | 1,2,3,4,5,8 | Коллоквиум 2, опрос |
| Мутации | Определение мутаций. Классификация. Основные группы мутагенов. Репарация мутаций. | 6 | 1,2,3,4,5,8 | Коллоквиум 2, опрос |
4. ВИДЫ И СРОКИ ОТЧЕТНОСТИ СТУДЕНТОВ
| Неделя семестра | Тема задания | Вид отчетности |
| 6 | Подготовить материал лекций № 1-5 и лабораторно-практических занятий № 1-3 | Коллоквиум № 1 |
| 14 | Подготовить материал лекций № 6-8 и лабораторно-практических занятий № 5-7 | Коллоквиум № 2 |
| 15 | Лабораторно-практические работы | Допуск к зачету |
| 15 | Лекционный материал и материал лабораторно-практических занятий | Зачет |
5. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ ПО РАЗДЕЛАМ
| Наименование разделов | Время в соответствии с рабочей программой, % | Время в соответствии с календарно-тематическим планом, % |
| 1. Введение. Молекулярная биология как наука. Место среди других наук. | 10 | 10 |
| 2. Структура и роль белков и нуклеиновых кислот. | 35 | 35 |
| 3. Этапы реализации генетической информации в клетке и их контроль. | 37 | 37 |
| 4. Модификации и рекомбинации генетического материала. | 18 | 18 |
| ВСЕГО: | 100 | 100 |
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Основной.
- Молекулярная биология. В 3-х томах. Под ред. Спирина. М.: ВШ, 1990. Учебник.
- Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика. Изд-во Новосиб.ун-та, 2002.
- Молекулярная биология клетки. Пер. с англ. В трех томах. М.: Мир, 1994.
Дополнительный.
- Молекулярная биология. М.: Мир, 1985.
- Молекулярная биология клетки в пяти томах. М.: Мир, 1986.
- Молекулярная биология. Проблемы и перспективы. М.: Науки, 1964.
- Ратнер В.А. Молекулярная генетика: принципы и механизмы. Новосибирск, 1983.
- Молекулярные механизмы генетических процессов: молекулярная генетика, эволюция и молекулярно-генетические основы селекции. М.: Наука, 1985.
- Инге-Вечтомов С.Г. Введение в молекулярную генетику. М.: ВШ., 1983.
- Генетическая инженерия: реальность, перспективы. М.: «Знание», 1978.