ДПП.Ф.11 Молекулярная биология (новое окно)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ)
МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ
Специальность — 050102.65 Биология с дополнительной специальностью
050706.65 Педагогика и психология
Форма подготовки (очная)
Кафедра естественнонаучного образования
курс 5 семестр 9, 10
лекции 20 час.
практические занятия 0 час.
семинарские занятия 0 час.
лабораторные работы 18 час.
консультации 0 час.
всего часов аудиторной нагрузки 38 час.
самостоятельная работа 37 час.
реферативные работы 0
контрольные работы 0
зачет 10 семестр
экзамен - семестр
Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями
государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования
(номер государственной регистрации № 698 пед/сп (новый) от «31» января 2005 г.).
Учебно-методический комплекс обсужден на заседании кафедры естественнонаучного
образования протокол № 1 от «14»
сентября
2011 г.
И. о. заведующего кафедрой: Литвинова Е.А.
Составитель: к.б.н., доцент Быковская Н.В.
25
2011 г.
СОДЕРЖАНИЕ КОМПЛЕКСА
1. Аннотация………………………………………………………………………....3
2. Выписка из ГОС ВПО…………………………………………………………….4
3. Рабочая программа учебной дисциплины (РУПД)……………………...….….5
4. Учебно-методическое обеспечение дисциплины……………………………..25
26
1. Аннотация
Учебно-методические материалы, включенные в УМКД, отражают современный
уровень развития Молекулярной биологии: кратко изложены методы молекулярной
биологии, подробно рассмотрены основные направления изучения нуклеиновых кислот и
белков, значительное место отведено методам генетической инженерии. Они
предназначены для глубокого освоения студентами учебного материала.
Цель курса «Молекулярная биология» - изучение основных свойств и проявлений
жизни на молекулярном уровне.
Основные задачи курса «Молекулярная биология»: изучение молекулярных основ
организации клеток, молекулярных механизмов наследственности, поведения клеток при
формировании многоклеточных организмов, гормональной и феромональной регуляции
работы живых систем.
В программу включены материалы, используемые студентами при самостоятельной
работе.
27
28
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ)
МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ
Специальность — 050102.65 Биология с дополнительной специальностью
050706.65 Педагогика и психология
Форма подготовки (очная)
Кафедра естественнонаучного образования
курс 5 семестр 9, 10
лекции 20 час.
практические занятия 0 час.
семинарские занятия 0 час.
лабораторные работы 18 час.
консультации 0 час.
всего часов аудиторной нагрузки 38 час.
самостоятельная работа 37 час.
реферативные работы 0
контрольные работы 0
зачет 10 семестр
экзамен - семестр
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями государственного
образовательного стандарта высшего профессионального образования (номер
государственной регистрации № 698 пед/сп (новый) от «31» января 2005 г.).
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры естественнонаучного образования
протокол № 1 от «14»
сентября
2011 г.
И. о. заведующего кафедрой: Литвинова Е.А.
Составитель (ли): к.б.н., доцент Быковская Н.В.
29
2011 г.
Оборотная сторона титульного листа РПУД
I. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «_____» _________________ 200 г. № ______
И. о. заведующего кафедрой _______________________ __________________
(подпись)
(И.О. Фамилия)
II. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «_____» _________________ 200 г. № ______
И. о. заведующего кафедрой _______________________ __________________
(подпись)
(И.О. Фамилия)
30
СОДЕРЖАНИЕ
3.1. Пояснительная записка ………………………………………………….…..8
3.2 Тематический план дисциплины..……………………………………….…..9
3.3. Содержание учебного материала……………………………………….….10
3.4. Требования к знаниям и умениям студентов……………………….……..17
3.5. Формы контроля………………………………………………….……….…18
а) текущий контроль………….……………………………………………….…18
б) итоговый контроль……………………………………………………………21
3.6. Список литературы…………………………………………………………..22
31
3.1. Пояснительная записка
Молекулярная биология изучает основные свойства и проявления жизни на
молекулярном уровне. Важнейшими направлениями в молекулярной биологии являются
исследования структурно-функциональной организации генетического аппарата клеток и
механизма реализации наследственной информации (молекулярная генетика),
исследование молекулярных механизмов взаимодействия вирусов с клетками
(молекулярная вирусология), изучение закономерностей иммунных реакций организма
(молекулярная иммунология), исследование проявления разнокачественности клеток в
ходе индивидуального развития организмов и специализации клеток (биология развития).
Молекулярная биология выделилась из биохимии и сформировалась как
самостоятельная наука в 50-х гг. XX века. Рождение молекулярной биологии часто
относят к 1953 г., когда была опубликована работа Дж. Уотсона и Ф.Крика о
пространственной структуре молекулы ДНК, причем биологическая функция этой
молекулы была увязана с ее химическим строением (еще в 1944 г. О.Эйвери с
сотрудниками установил, что ДНК является носителем наследственной информации).
Основными объектами исследования в молекулярной биологии являются вирусы, в
т.ч. бактериофаги, клетки и субклеточные структуры, а также макромолекулы.
Основные задачи курса – изучение молекулярных основ организации клеток,
молекулярных механизмов наследственности, поведения клеток при формировании
многоклеточных организмов, гормональной и феромональной регуляции работы живых
систем.
Молекулярная биология имеет важное практическое значение в развитии сельского
хозяйства (направленное и контролируемое
изменение наследственного аппарата
животных и растений для получения высокопродуктивных пород и сортов),
микробиологической промышленности (бактериальный синтез биологических активных
полипептидов и белков, аминокислот и др.) и как теоретическая основа различных
разделов медицины (вирусология, иммунология). Перед Молекулярной биологией стоят
задачи решения проблем молекулярных основ злокачественного роста, предупреждение
наследственных заболеваний, выяснения молекулярных основ катализа, действия
гормонов, токсических и лекарственных веществ, познания механизмов памяти, природы
нервных процессов. Большое значение приобретает развитие генной инженерии,
позволяющей целенаправленно оперировать генетическим аппаратом организмов.
Цель курса «Молекулярная биология» - изучение основных свойств и проявлений
жизни на молекулярном уровне.
Основные задачи курса «Молекулярная биология»: изучение молекулярных основ
организации клеток, молекулярных механизмов наследственности, поведения клеток при
формировании многоклеточных организмов, гормональной и феромональной регуляции
работы живых систем.
32
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10
9 семестр
Современные теоретические и
практические
задачи
молекулярной
биологии.
Важнейшие
достижения.
Методы
молекулярной
биологии. Феромоны
Пигменты
Пищевые
вещества.
Связь
структуры и функции белков.
Белковая
инженерия.
Внеклеточный синтез белков.
Природные яды
Итого за 9 семестр
10 семестр
Теория аэроионов
Молекулярные
регуляторы
биоритмов.
Гормоны.
Нейропептиды.
Основы
генетической
инженерии:
рестрикционный
анализ,
клонирование,
гибридизация,
определение
нуклеотидных
последовательностей ДНК и
РНК, химический синтез генов.
Создание
искусственных
генетических
программ.
Структура геномов про- и
эукариот.
Уникальные
и
повторяющиеся
гены.
Гомеозисные гены. Неядерные
геномы. ДНК митохондрий и
хлоропластов.
Сателлитная
ДНК.
Молекулярные
регуляторы
роста
и
телосложения
ДНК-содержащие вирусы и
фаги.
Банки
нуклеотидных
последовательностей,
Самостоятельная
работа студентов
Лабораторные
занятия
Практические
занятия
Наименование модулей,
разделов, тем
Всего
№
Лекции
Аудиторные занятия
Трудоемкость
(всего часов)
3.2. Тематический план дисциплины
4
4
4
8
2
2
2
4
4
4
4
8
2
12
2
12
2
12
4
24
4
4
4
8
2
2
2
4
4
4
2
4
4
4
8
8
8
4
4
8
4
4
4
4
33
2
11.
программа “Геном человека”.
Геномная
дактилоскопия.
Генетически детерминируемые
болезни.
Подвижные
генетические
элементы
и
эволюция геномов. Структура
хроматина. Полиморфизм ДНК.
Репликация различных ДНК и
ее
регуляция.
Теломерные
последовательности
ДНК.
Повреждения и репарация ДНК.
Структура транскриптонов и
регуляция транскрипции у прои эукариот. Процессинг РНК.
Сплайсинг
и
его
виды.
Рибозимы.
Обратная
транскрипция.
РНКсордержащие
вирусы.
Молекулярные
основы
канцерогенеза.
Онкогены.
Структура генома вирусов,
прокариот, эукариот
Нуклеиновые
кислоты. 4
Репликация
ДНК.
Транскрипция.
Процессинг
РНК.
Межмолекулярные
взаимодействия и их роль в
функционировании
живых
систем. Молекулярные основы
эволюции,
дифференцировки
развития
и
старения.
Молекулярные
механизмы
регуляции клеточного цикла.
Программируемая
клеточная
гибель.
Итого за 10 семестр
26
Итого по дисциплине
38
34
8
20
4
4
8
18
18
25
37
51
75
3.3. Содержание учебного материала
I. Современные теоретические и практические задачи молекулярной биологии.
Важнейшие достижения. Методы молекулярной биологии. Феромоны.
Классификация запахов: камфарный, едкий, эфирный, цветочный, мятный,
мускусный, гнилостный. Стереохимическая теория обоняния. Феромоны: аттрактанты и
репелленты. Классификация по химическому строению: терпеноиды, стероиды,
насыщенные или ненасыщенные кислоты, альдегиды, спирты, Классификация в
зависимости от вызываемого эффекта: половые феромоны, феромоны тревоги, следовые
феромоны, агрегационные феромоны, феромоны для мечения территории. Влияние
запахов на поведение животных и человека. Ольфактогенетика.
(самостоятельная работа 4 часа; рекомендуемая основная литература – 1, 2;
дополнительная литература – 2, 5, 9).
II. Пигменты.
Окраска млекопитающих. Меланины:Эумеланин и феомеланин. Биосинтез
меланина. Ферментативные реакции метаболизма фенилаланина у человека и блокировки
превращений,
приводящие
к
фенилкетонурии,
алкаптонурии,
альбинизму.
Дифференцировка меланоцитов.. Генетическая регуляция меланогенеза. Родопсин.
Порфирины.
Желчные
пигменты.
Антоцианы
(пеларгонидин,
цианидин,
дельфинидин),флавонолы, каротиноиды, бетацианины. Генетический контроль окраски
растений.
(самостоятельная работа 2 часа; рекомендуемая основная литература – 1, 3;
дополнительная литература – 3, 8, 11).
III.Пищевые вещества. Связь структуры и функции белков. Белковая инженерия.
Внеклеточный синтез белков.
Нутриенты (белки, жиры, минеральные соли, витамины, вода). Природные пищевые
компоненты (компоненты с выраженной фармакологической активностью, токсические
компоненты, антиалиментарные компоненты, микробиологические компоненты,
необычные компоненты. Вещества из окружающей среды (химические контаминаты или
ксенобиотики, биологические контаминаты, пищевые добавки: красители, консерванты,
антиокислители, стабилизаторы, эмульгаторы, усилители вкуса, антифломинги,
подсластители. Прионовая инфекция, Энтомофагия.
(самостоятельная работа 4 часа; рекомендуемая основная литература – 1, 4;
дополнительная литература – 5, 9, 15).
IV.Природные яды.
Ботулин (бактерии). Палитоксин (коралловые рифы). Тайпотоксин (тайпаны).
Батрахотоксин (древолазы-лягушки). Рицин (плоды клещевины), Титьютоксин
(скорпионы). Конотоксин (моллюски-конус). Яд медузы. Кураре (чилибуха). Пчелиный яд
(медоносные пчелы). Мескалин (лофофора). Ядовитые животные и растения. От защиты к
нападению с помощью ядов. Применение ядов в медицине.
(самостоятельная работа 2 часа; рекомендуемая основная литература – 2, 4;
дополнительная литература – 9, 13, 18).
V.Теория аэроионов.
А.Л.Чижевский – Леонардо да Винчи ХХ века. «Витамины Воздуха». Сравнительное
содержание
отрицательных
аэроионов
в
воздухе
различных
местностей.
Электроэффлювиальная люстра Чижевского (аэроионизатор).
Растения как ионизаторы и источники фитонцидов. Заряжен ли человек
электричеством? Электромагнитное поле Земли. Биолокация. Метеочувствительность.
35
Геопатогенные зоны. Биополе. Дети-индиго. Электрический потенциал клеточных
мембран.
(самостоятельная работа 4 часа; рекомендуемая основная литература – 2, 3;
дополнительная литература – 12, 17, 19).
VI.Молекулярные регуляторы биоритмов.
Эпифиз. Серотонин и мелатонин. Классификация биоритмов: минутные, суточные,
недельные, месячные, сезонные, годовые, многолетние. Внешние и внутренние
ритмозадатели и водители ритмов. Десинхроноз. Хронотипы: «жаворонки», «голуби»,
«совы». Биоритмология или хронобиология.
(самостоятельная работа 2 часа; рекомендуемая основная литература – 2, 4;
дополнительная литература – 5, 9, 15).
VII.Гормоны.
Классификация по химической природе: I группа (стероиды, йодтиронины,
кальцитрион) и I группа (белки, гликопротеины, катехоламины). Железы внутренней
секреции и вырабатываемые ими гормоны. Функции гормонов. Гормоны стресса. Теория
общего адаптационного синдрома Г.Селье.
(самостоятельная работа 4 часа; рекомендуемая основная литература – 3, 4;
дополнительная литература – 16, 24, 26).
VIII.Нейропептиды.
Классификация. Эндогенные морфиноподобные пептиды: энкефалины и эндорфины.
Новые опиоидные пептиды. Нейропептиды – регуляторы процессов памяти. Скотофобин,
амелитин, хромодиопсины – пептиды, создающие предпочтение определенному цвету или
звуку. Пептиды памяти передней доли гипофиза (фрагменты АКТТ и МСГ) задней доли
гипофиза (вазопрессин и окситоцин). Допинг.
(самостоятельная работа 4 часа; рекомендуемая основная литература – 1, 2;
дополнительная литература – 18, 27, 30).
IX. Основы генетической инженерии: рестрикционный анализ, клонирование,
гибридизация, определение нуклеотидных последовательностей ДНК и РНК,
химический синтез генов. Создание искусственных генетических программ.
Структура геномов про- и эукариот. Уникальные и повторяющиеся гены.
Гомеозисные гены. Неядерные геномы. ДНК митохондрий и хлоропластов.
Сателлитная ДНК. Молекулярные регуляторы роста и телосложения.
Физические пределы роста. Изометрический и аллометрический рост. Гормоны
роста. Факторы, ингибирующие рост. Схемы конституций. Онкогены и клеточный рост.
Молекулярные механизмы старения. Апоптоз.
(самостоятельная работа 4 часа; рекомендуемая основная литература – 1, 3;
дополнительная литература – 21, 24, 31).
X. ДНК-содержащие вирусы и фаги. Банки нуклеотидных последовательностей,
программа
“Геном
человека”.
Геномная
дактилоскопия.
Генетически
детерминируемые болезни. Подвижные генетические элементы и эволюция геномов.
Структура хроматина. Полиморфизм ДНК. Репликация различных ДНК и ее
регуляция. Теломерные последовательности ДНК. Повреждения и репарация ДНК.
Структура транскриптонов и регуляция транскрипции у про- и эукариот.
Процессинг РНК. Сплайсинг и его виды. Рибозимы. Обратная транскрипция. РНКсордержащие вирусы. Молекулярные основы канцерогенеза. Онкогены. Структура
генома вирусов, прокариот, эукариот.
36
Типы генетического материала и механизм его репликации у различных вирусов.
Типы взаимодействия вируса с клеткой-хозяином. Структура прокариотических генов.
Плазмиды, IS-элементы и транспозоны бактерий. Последовательность нуклеотидов
эукариотического генома. Структура эукариотических генов. Сателлитная ДНК.
Онкогены и антионкогены. Подвижные генетические элементы эукариот. Пограмма
«Геном человека». ДНК митохондрий.
(самостоятельная работа 4 часа; рекомендуемая основная литература – 1, 4;
дополнительная литература – 33, 35, 37).
XI.Нуклеиновые кислоты. Репликация ДНК. Транскрипция. Процессинг РНК.
Межмолекулярные взаимодействия и их роль в функционировании живых систем.
Молекулярные основы эволюции, дифференцировки развития и старения. Молекулярные
механизмы регуляции клеточного цикла. Программируемая клеточная гибель.
Макромолекулярная структура ДНК. Разнообразие форм ДНК. Сверхспирализация
ДНК. Топоизомеразы. Методы молекулярной биологии. Репликация хромосом у эукариот.
Синтез ДНК на РНК-матрице. Хроматин и общая регуляция транскрипции у эукариот
Процессинг мРНК у эукариот. Регуляция трансляции. Методы генетической инженерии.
Гибридизация нуклеиновых кислот. Определение нуклеотидных последовательностей.
Химический синтез гена. Достижения и перспективы генетической инженерии.
(самостоятельная работа 4 часа; рекомендуемая основная литература – 2, 3;
дополнительная литература – 5, 8, 10).
37
Содержание лабораторных занятий.
1.Классификация гормонов.
Ход занятия:
1)классификация гормонов по химической природе на 2 группы. Их растворимость,
транспортные белки, период полужизни в плазме крови, рецептор, медиатор.
2)Примеры гормонов I группы и II группы.
3)Гормоны эпифиза: серотонин, мелатонин. Их функции.
4)Гормоны аденогипофиза: АКТГ, лютропин, фоллитропин, тиреотропин,
соматотропин, пролактин, липотропины, меланотропин. Их функции.
5)Гормоны нейрогипофиза: Вазопрессин, окситоцин. Их функции.
6)Гормоны щитовидной железы: тироксин, трийодтиронин, Кальцитонин. Их
функции.
7)Гормон паращитовидных желез: паратгормон, Его функции.
8)Гормоны тимуса: тимозины
9)Гормоны поджелудочной железы: инсулин, глюкагон, соматостатин. Их функции.
10)гормоны коры надпочечников: кортикостероиды. Их функции.
11)Гормоны мозгового вещества надпочечников: адреналин, норадреналин. Их
функции.
12)Гормоны яичников: эстрогены, прогестерон, их функции.
13)Гормоны семенников: андрогены. Их функции.
14)Механизмы гуморальной регуляции.
Литература:
1.Гилберт С. Биология развития. В 3-х т. М.: Мир, 1995
2.МарриР., Греннер Д., Мейес П., Родуэлл В. Биохимия человека. В 2-х т. А.: Мир,
1993.
3.Эккерт Р., РэнделлД., Огастин Дж. Физиология животных. В 2-х т. М.: Мир,1991,
1992.
4.Альбертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М., Робертс К., Уотсон Дж. Молекулярная
биология клетки. В 3-х т. М.:Мир, 1994.
2.Гормоны стресса
Ход занятия:
I.Контрольные вопросы:
1)Понятие о стресс-реакции, стрессовой ситуации, стрессорных факторах.
2)Стадии развития стресс-реакции по Г.Селье: стадия тревоги, стадия
сопротивления, стадия истощения.
3)Триада необратимых изменений внутренних органов в результате дистресса:
атрофия тимуса и лимфатических узлов; повышенная активность коры надпочечников;
изъязвление желудочно-кишечного тракта.
4)Сущность теории общего адаптационного синдрома Г.Селье.
5)Основные пути регулирования стресс-реакции.
II.Определение стрессового состояния при помощи «оценочной шкалы
общественной приспособляемости» (Сизанов А.Н. Ваш психологический портрет. Мн.:
Полымя,1998).
3.Нейропептиды – анальгетики
(Эндогенные морфиноподобные пептиды)
Ход занятия:
I.Контрольные вопросы:
1)Классификация нейропептидов: пептиды памяти; пептиды-анальгетики; пептиды
сна; пептиды, повышающие невосприимчивость к наркотикам; антипсихотические
38
пептиды; модуляторы пищевого и питьевого поведения; модуляторы настроения и
чувства комфорта; стимуляторы сексуального поведения; регуляторы тонуса
мускулатуры; регуляторы температуры тела; пептиды, создающие
предпочтение
определенном цвету или звуку; нейромедиаторы и их антагонисты; противоаллергические
пептиды; стимуляторы роста и выживаемости; трофические пептиды; кининовые
пептиды.
2)Энкефалины. Их строение и функции.
3)Эндорфины. Их строение и функции.
4)Опиатные рецепторы. Их классификация.
5)Новые опиоидные пептиды: анодинин, динорфин, неоэндорфины, киоторфин,
дерморфины, экзорфины, казоморфин.
4.Нейропептиды памяти и сна.
I.Контрольные вопросы:
1)Пептиды, создающие предпочтение определенному цвету или звуку: амелитин,
хромодиоксины, скотофобин. История открытия.
2)Пептиды памяти передней доли гипофиза: АКТГ и МСГ. Их функции. Опыты с
практическим применением.
3)Допинг с использованием нейропептидов.
4)Пептиды памяти задней доли гипофиза: вазопрессин, окситоцин. Их функции,
опыты с практическим применением.
5)Пептиды сна (гипногенные): пептид дельта-сна, фактор Учизоно, фактор
Паппенгеймера, фактор Нагасаки их функции.
5.Молекулярные регуляторы роста и телосложения.
Ход занятия:
I.Контрольные вопросы.
1)Регуляторы роста: соматропин, соматомедины, инсулин, лактоген плаценты,
фактор роста нервов, тромбоцитарный фактор роста,эпидермальный фактор роста, фактор
роста фибробластов.
2)Классификация типа конституций по гуморальному принципу деления
(Гиппократ): Флегматик, холерик, меланхолик, сангвиник.
3)Классификация по анатомическому принципу (Ашнер): средний тип, узкий тип,
широкий тип.
4)Классификация по антропометрическому принципу (Кречмер): атлетик, астеник,
пикник.
5)Классификация по клинико-функциональному (Черноруцкий): нормостеник,
гипостеник, гиперстеник.
6)Классификация по системно-нозологическому принципу, по свойствам ЦНС
(Кречмер): параноик, эпилептоид, итертим, истероид, шизоид, психастеноид, сензитив,
гипотим, конформный, неустойчивый, астеник, лабильный, циклоид.
7)Классификация по системно-биохимическому принципу, по потребности
характера питания (Брайэнт): Всеядный, плотоядный, растительноядный.
8)Классификация по системно-онтогенетическому принципу, по преобладающему
развитию зародышевых
листков (Бин, Шелдон): Мезоморфный, эктоморфный,
эрдоморфный.
9)Классификация по функционально- физиологическому принципу, нервномышечной работоспособности (Казначеев): миксты, спринтеры, стайеры.
10)Классификация по свойствам личности, виду темперамента (Шелдон):
висцеротоник, соматоник, церебротоник.
11)Классификация по биоритмическому принципу: «жаворонки», «голуби», «совы».
39
12(Классификация по эволюционному принципу (Матес): Форма прошедшего,
форма будущего.
II.Определение типа акцентуации (Сорина Е.А., Сорина Н.А. Язык одежды или как
понять человека по его одежде, М.: Изд-во Гном и Д.,2000.
6.Структура генома вирусов, прокариот.
Ход занятия:
I.Контрольные вопросы:
1)Типы генетического материала и механизм его репликации у различных вирусов.
2)Типы взаимодействия вируса с клеткой-хозяином.
3)Характеристика некоторых вирусов.
4)Происхождение вирусов и их роль в эволюции.
5)Структура бактериальной хромосомы.
6)Структура прокариотических генов.
7)Бактериальные плазмиды.
8)Инсерции и транспозоны бактерий.
II.Решение задач по молекулярной генетике.
Таблицы:
Вирусы; Бактериофаг λ. Схема строения прокариот; схема трансдукции; Регуляция
активности генов (модель оперона).
7.Структура генома эукариот.
Ход занятия:
I.Контрольные вопросы.
1)Кинетика реассоциации денатурированной ДНК и сложность генома эукариот.
2)Последовательность нуклеотидов эукариотического генома.
3)Структура эукариотических генов.
4)Тандемные повторы.
5)Мини - и микросателлиты. ДНК – фингерпртнтинг.
6)Онкогены и антионкогены.
7)Подвижные генетические элементы эукариот.
8)Программа «Геном человека».
9)Геномы органелл эукариот: ДНК митохондрий и хлоропластов.
II.Решение задач по молекулярной генетике.
Таблицы:
Индивидуальные наборы хромосом; Строение хромосом; Строение клетки; Строение
хлоропластов.
8.Нуклеиновые кислоты. Репликация ДНК.
Ход занятия:
I.Контрольные вопросы:
1)Первичная структура нуклеиновых кислот.
2)Макромолекулярная структура ДНК.
3.Разнообразие форм ДНК.
4)Сверхспирализация ДНК. Топоизомеразы.
5)Структура и функции РНК.
6)Концепция «Мир РНК».
7)Белки и ферменты, участвующие в репликации ДНК.
8)Репликация хромосомы E.coli.
9)Репликация хромосом у эукариот.
10)Биосинтез ДНК на РНК-матрице (обратная транскрипция).
40
11)Методы молекулярной биологии.
II.Тест по молекулярной генетике.
Таблицы:
Строение ДНК; Способы редупликации ДНК у про - и эукариот; Генетический
контроль синтеза ДНК; Направление потоков информации в клетке.
9.Транскрипция. Процессинг РНК. Генетическая инженерия.
Ход занятия:
I.Контрольные вопросы:
1)Транскрипция у прокариот.
2)Регуляция транскрипции у эукариот.
3)Процессинг тРНК и рРНК у эукариот.
4)Процессинг мРНК у эукариот.
5)Программируемая клеточная смерть (апоптоз).
6)Методы генетической инженерии.
7)Гибридизация нуклеиновых кислот.
8)Определение нуклеотидных последовательностей.
9)Химический синтез гена.
10)Достижения и перспективы генетической инженерии.
II.Терминологический диктант (дать определение терминам)
Таблицы:
Генетический код; Схема синтеза белка; Гибридизация соматических клеток;
Морфогенетическое поле.
41
3.4. Требования к знаниям и умениям студентов
Знать молекулярные основы организации клеток, молекулярные механизмы
наследственности, поведения клеток при формировании многоклеточных организмов,
гормональной и феромональной регуляции работы живых систем.
42
3.5. Формы контроля (9, 10 семестры)
а) Текущий контроль
Текущий контроль знаний студентов проводится в виде устного опроса на занятиях.
Образцы контрольных задач
1)Задачи по молекулярной генетике:
а) В состав белка входит 400 аминокислот. Определить какую длину имеет
контролирующий его ген, если расстояние между двумя нуклеотидами в молекуле ДНК
составляет 3 и 4 А?
б) Определить массу гена, контролирующего образование белка, состоящего из 500
аминокислот. Известно, что средняя молекулярная масса нуклеотида 300.
2)Задачи по биопотенциалам:
а) Если бы клеточная мембрана была абсолютно непроницаема для ионов, как бы
изменилась величина ПП?
б) Тетродоксин - это яд, блокирующий натриевые каналы клеточной мембраны. Как
повлияет этот яд на величину ПП?
Тематика рефератов:
1.Эволюция клетки
2.Малые молекулы, энергия и биосинтез.
3.Макромолекулы: структура, форма и информационные функции.
4.Основные генетические механизмы
5.Плазматическая мембрана
6,Преобразование энергии: митохондрии и хлоропласты.
7.Внутриклеточная сортировка макромолекул и сохранение клеточных
компартментов.
8.Контроль генной экспрессии
9.Межклеточная сигнализация.
10.Клеточная адгезия, соединения между клетками и внеклеточный матрикс
Тестовые вопросы
1.Оперон – это
А) Примордиальная зародышевая клетка
В) Участок регуляции транскрипции (просмотр и оператор) и два или более
прилежащих к нему структурных гена, транскрибируемых с образованием единой
молекулы и-РНК
С) Опухлевая ткань
D) Способ введения меченых трифосфатов в нативную ДНК
2.Бактериофаг, способный только к литическому развитию, завершающемуся
гибелью клетки, и неспособный к лизогенизации – это
А) Вирулентный фаг
В) Профаг
С) Умеренный фаг
В) Протофаг
3.Фермент,
ответственный
за
синтез
ДНК
из
дезоксирибонуклеотидтрифосфатов – это
А) Гираза
В) Рестриктаза
С) Эндонуклеаза
43
D) ДНК-полимераза
4.Линейное соответствие между последовательностью аминокислотных
остатков в полипептидной цепи и последовательностью нуклеотидов в молекуле
ДНК – это
А) Комплементарность
В) Индивидуальность
С) Универсальность
D) Виртуальность
5.Коньюгация-это
А) Удвоение какого–либо участка хромосомы
В) Изменение последовательности генов в каком-либо участке хромосомы на
обратную последовательность
С) Процесс переноса ДНК от бактерии одного полового к другому при контакте
клеток
D) Комбинация генетических маркеров у потомства, идентичная таковой у
родительской особи
6.Наглядным примером апоптоза служит
А) Вирусная инфекция
В) Осенний листопад
С) Восстановление хвоста у ящерицы
D) Рождение близнецов
7.Последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК, вызывающая
прекращение транскрипции РНК-полимеразой – это
А) Тетрасомин
В) Хиазма
С) Терминатор
D) Суперген
8.Транскрибируемая и транслируемая последовательность ДНК
А) Рекон
В) Цистрон
С) Интрон
D) Экзон
9.Нервная клетка не делится. Нужны ли ей ДНК-овые нуклеотиды
А) ДНК-овые нуклеотиды нужны ей для репарации ДНК
В) Нет, не нужны
Терминологический диктант (дать определения терминам)
1.Аттрактанты
2.Топохимическое чувство
3.Стереохимическая теория обоняния
4.Энхансер
5.Афродизиаки
6.Нутриенты
7.Химические контаминаты
8.Батрахотоксин
9.Цианогенные гликозиды
10.Тиаминаза
11.Серотонин
12.Скотофобин
13.АКТГ
22.Агрегационные феромоны
23.Висцеротония
24.Антифламинги
25.Вомероназальный орган
26.Казоморфины
27.Опиатные рецепторы
28.Сателлитная ДНК
29.Нейропептиды
30.Пищевые добавки
31.Энтомофагия
32.Люстра А.Л.Чижевского
33.Транскриптон
34.Отрицательные аэроионы
44
14.Плазмида
35.Гетерохроматин
15.Эндорфины
36.Экзон
16.Энкефалины
37.Альтернативный процессинг
17.Промотор
первичных транскриптов
18.Апоптоз
38.Транспозон
19.Хронотипы
39.Коровая ДНК
20.Гормоны стресса.................................................40.Лизогения
21.Бомбикол
б) Итоговый контроль
Зачет в 10 семестре. Условие допуска к зачету – выполнение лабораторного
практикума.
Вопросы к зачету
1.Феромоны, их роль в жизни насекомых.
2.Феромоны, их роль в жизни млекопитающих.
3.Феромоны, их роль в жизни людей.
4.Запаховые вещества и стериохимическая теория обоняния.
5.Теория аэронов А.Л. Чижевского.
6.Молекулярные регуляторы биоритмов.
7.Молекулярные регуляторы продолжительности жизни.
8.Апоптоз.
9.Нутриенты.
10.Природные пищевые вещества.
11.Ксенобиотики в пище.
12.Пищевые добавки.
13.Гормоны роста.
14.Хронотипы.
15.Нейропептиды памяти.
16.Нейропептиды – анальгетики.
17.Пути регуляции стресс – реакции.
18.Гормоны стресса.
19.Регуляция работы генов.
20.Дерматоглифика.
21.Молекулярные регуляторы регенерации.
22.Пигменты.
45
3.6. Список литературы:
Основная:
1. Камкин, А.Г. Физиология и молекулярная биология мембран клеток: учеб.
пособие для студ. мед. вузов/ А.Г. Камкин, И.С. Киселева. — М.: Академия, 2008. — 592
c.
2. Клунова, С.М. Биотехнология : учебник для студ. вузов по спец. "Биология" /
С.М. Клунова, Т.А. Егорова, Е.А. Живухина .— М. : Академия, 2010 .— 256 c .
3. Коничев, Г.А. Молекулярная биология / А.С. Коничев, Г.А. Севастьянов. — М.:
Академия, 2008. — 400 c.
4. Коничев, Г.А. Молекулярная биология / А.С. Коничев, Г.А. Севастьянов. - М.: Академия,
2005. - 400 c.
5. Лукашов, В. В. Молекулярная эволюция и филогенетический анализ / В. В.
Лукашов. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. - 256 с.
6. Буторина, А.К. Основы классической генетики и селекции. Избранные лекции
по курсу «Генетика с основами селекции». Учебное пособие / Буторина А.К. — Воронеж:
Изд-во ВГУ, 2006. — 79 с.
Дополнительная:
1. Агеенко, А.И. Молекулярная биология и иммунология вирусного канцерогенеза
/ А.И. Агеенко.— М. : Медицина, 1974 .— 328c .
2. Владимиров, Ю.А. Современное естествознание: в 10 т. Т.8, Молекулярные
основы биологических процессов / Ред. Ю.А. Владимиров: Энциклопедия / Гл. ред.
В.Н.Сойфер. — М.: Магистр-Пресс, 2000 .— 408 с.
3. Общая и медицинская генетика : Лекции и задачи / Р.Г. Заяц, В.Э. Бутвиловский,
И.В. Рачковская, В.В. Давыдов .— Ростов н/Д : Феникс, 2002 .— 316с.
4. Сазыкин, Ю.О. Биотехнология : учеб. пособие для студ., обучающихся по спец.
060108 (040500) "Фармация" / Ю.О. Сазыкин, С.Н. Орехов, И.И. Чакалева ; под ред. А.В.
Катлинского.— М. : Академия, 2006 .— 254 c.
Электронные информационные образовательные ресурсы :
1. Буторина А.К. Молекулярные механизмы генетических процессов. Избранные
лекции по курсу "Генетика с основами селекции" [Электронный ресурс]: Учебное пособие
/ А.К. Буторина О.С. Машкина. – Воронеж: Воронежский государственный университет,
2004. – 75 с. – Режим доступа: http://window.edu.ru/resource/306/27306/files/feb05006.pdf.
2. Леонтьева А.Н. Биосинтез белка и его регуляция: Учебно-методическое пособие
[Электронный ресурс] / А.Н. Леонтьева. – Нижний Новгород, Нижегородский
государственный университет им. Н.И. Лобачевского, 2005. – 40 с. – Режим доступа:
http://window.edu.ru/resource/630/45630/files/unn057.pdf.
3. Лукашов, В. В. Молекулярная эволюция и филогенетический анализ / В. В.
Лукашов. - М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. - 256 с. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://znanium.com/bookread.php?book=368970
46
4. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
Методические материалы к дисциплине
В кабинете общей биологии:
1) Букринская, А.Г. Рассказы о вирусах / А.Г. Букринская, В.М. Жданов. - М.:
Знание, 1986.
2) Гинзбург, А.С. Закономерности оплодотворения у животных / А.С. Гинзбург. - М.:
Знание, 1977.
3) Глебов, Р.Н. Мозг, синапсы и передача информации / Р.Н. Глебов. - М.: Знание,
1984.
4) Дыбан, А.П. Аномалии развития зародышей животных и человека / А.П. Дыбан. М.: Знание, 1976.
5) Кобляков, В.А. Биохимия опухлевой клетки / В.А. Кобляков. - М.: Знание, 1989.
6) Косицын, Н.С. Нервная клетка-здоровая и больная / Н.С. Косицын. - М.: Знание,
1987.
7) Курилкина, М.В.. Программа «Родопсин» / М.В. Курилкина. - М.: Знание, 1982.
8) Либерман, Е.А. Как работает животная клетка / Е.А. Либерман. - М.: Знание, 1990.
9) Лопашов, Г.В. Что лежит в основе развития организма / Г.В. Лопашов. - М.:
Знание,1968.
Список,
оборудование
имеющихся
демонстрационных,
раздаточных
материалов,
Таблицы:
1)Строение клетки
2)Вирусы
3)Схема строения прокариот
4)Животная клетка
5)Трансформация у бактерий
6)Схема трансдукции
7)Интеграция фаговой ДНК в бактериальную хромосому
8)Бактериофаг λ
9)Регуляция активности генов (модель оперона)
10)Перенос генов устойчивости к антибиотикам.
11)Гибридизация соматических клеток
12)Способы редупликации ДНК у про- и эукариот
13)Строение ДНК
14)Репарация повреждений в ДНК
15)Генетический код
16)Схема синтеза белка
17)Метод «ядерных клонов» в изучении роли ядра в развитии организма
18)Морфогенетическое поле
19)Нормальный кариотип человека.
47