Конкурсы ко Дню народного единства — 4 ноября

ОСНОВЫ ГЕНЕТИКИ И СЕЛЕКЦИИ

(1 ч в неделю)

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Курс «Основы генетики и селекции» предназначен для углуб­ленного изучения сложных вопросов гене­тики и практической селекции.

Цель курса — развить представления о главных закономерностях наслед­ственности и изменчивости, сформировать материалистическое мировоззрение у учащихся.

Задачи:

  • углублять и расширять знания учащихся по различным вопросам биологической науки, развивать интерес к биологии, способствовать выбору учащимися путей дальнейшего продолже­ния образования (в школе, средних специальных учебных заведе­ниях, институтах);
  • обеспечивать формирование диалектико-материалистического мировоззрения учащихся и понимание материального единства живой природы, диалектического характера и материальной сущ­ности биологических явлений, познание путей и направлений раз­вития живой природы и пр.;
  • повышать вклад в политехническое образование, способст­вовать профориентации, выбору сельскохозяйственных, медицин­ских, ветеринарных профессий путем усиления внимания к науч­ным основам выращивания растений и животных, включения уча­щихся в работы по выращиванию растений на учебно-опытном, приусадебном, садовом и дачном участках;
  • способствовать решению задач экологического воспитания учащихся, проведению мероприятий по охране природы, форми­рованию бережного отношения к природе;

— расширять знания учащихся о собственном организме, со­хранении здоровья, мерах профилактики, доврачебной помощи, обеспечивать гигиеническое воспитание школьников, понимание вреда гиподинамии, курения, употребления алкоголя, неправиль­ного питания, нарушения режима дня и др.

Настоящий курс способствует развитию практических навыков при самостоятель­ном решении поставленных в ходе обучения задач.

При прохождении курса учащиеся знакомятся с основными практическими задачами, стоящими перед генетикой и селекцией, а также с ролью этих наук в решении актуальных народнохозяй­ственных задач.

В целом курс рассчитан на развитие у школьников представ­лений о науке как реальной движущей силе развития общества.

Успешному усвоению содержания теоретического материала способствует выполнение лабораторных работ, перечень которых дан в каждой теме курса. При выполнении этих работ учащиеся овладевают методами микроскопирования, анализа органических веществ, работы с приборами для хроматографии, спектрографии. Все прикладные вопросы рассматриваются в плане решения кон­кретных теоретических вопросов.

ТЕМАТИЧЕСКОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ЧАСОВ

№ Название раздела Количество часов по авторской программе Количество часов по авторской программе
Введение 1 1
Дискретная природа наследственности. Законы Менделя 3 3
Хромосомная теория наследственности. Вне хромосомное наследование. 4 4
Структура и функции хромосом. 3 3
Взаимодействие генов и фенотипическое проявление. 3 3
Генетика пола и наследование , сцепленное с полом. 3 3
Генные и хромосомные мутации. 4 4
Изменение хромосомного набора 3 3
Молекулярные основы наследственности. 7 7
Регуляция активности генов. 3 3
Молекулярные основы генетической изменчивости. 4 4
Генотип и среда. Модификационная изменчивость. 3 3
Феногенетика и генетика развития. 2 2
Генетика количественных признаков. 2 2
Генетика популяции. 4 4
Генетика и микроэволюция. 3 3
Генетика человека и медицинская генетика. 4 4
Генная и клеточная инженерия. 2 2
Принципы селекции. 4 4
Особенности селекции животных, растений и микроорганизмов. 2 2
ИТОГО 64 64

2. СОДЕРЖАНИЕ ОБУЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ (1 ч)

Предмет генетики. История представлений о наследственности. Задачи, методы и объекты генетических исследований. Основные направления генетики.

1. ДИСКРЕТНАЯ ПРИРОДА НАСЛЕДСТВЕННОСТИ.

ЗАКОНЫ МЕНДЕЛЯ (3 ч)

Метод гибридологического анализа. Моногибридное скрещи­вание. Доминантные и рецессивные признаки. Первый закон Мен­деля. Расщепление. Второй закон Менделя. Принцип чистоты

гамет. Статистический характер расщепления признаков. Аллельные и неаллельные гены. Множественный аллелизм. Расщепле­ние при дигибридном скрещивании во втором поколении. Третий закон Менделя. Полигибридное скрещивание.

Демонстрация схемы моногибридного и дигибридного скрещи­ваний.

2. ХРОМОСОМНАЯ ТЕОРИЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ.

ВНЕХРОМОСОМНОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ (4 ч)

Сцепление генов. Группы сцепления. Хромосомная теория Т. Моргана. Конъюгация хромосом в мейозе. Кроссинговер. Оп­ределение расстояний между генами. Локализация генов в хро­мосомах. Соответствие генетических и цитологических карт хро­мосом. Цитоплазматическая наследственность. Пластиды, мито­хондрии. Цитоплазматическая мужская стерильность.

Демонстрация схемы наследования при кроссинговере.

3. СТРУКТУРА И ФУНКЦИЯ ХРОМОСОМ (3 ч)

Общее строение хромосом. Классификация хромосом. Эухроматин и гетерохроматин. Изменение строения и функционирова­ния хромосом в различных тканях. Хромосомные повторы. А- и В- хромосомы.

4. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГЕНОВ И ФЕНОТИПИЧЕСКОЕ ПРОЯВЛЕНИЕ (3 ч)

Гены и признаки. Множественное действие генов. Степень выраженности генов. Взаимодействие аллельных генов. Полное и неполное доминирование. Типы взаимодействия неаллельных ге­нов. Аддитивное действие генов. Анализ расщеплений при взаи­модействии генов.

Демонстрация схемы взаимодействия генов.

5. ГЕНЕТИКА ПОЛА И НАСЛЕДОВАНИЕ, СЦЕПЛЕННОЕ С ПОЛОМ (3 ч)

Половые хромосомы. Генетическое определение пола. Роль Х- и У-хромосом в определении пола у человека и дрозофилы. Внехромосомные механизмы определения пола. Признаки, огра­ниченные полом и сцепленные с полом. Наследование признаков, сцепленных с полом. Отклонения от нормального соотношения полов.

Демонстрация схемы наследования спецленных с полом при­знаков.

6. ГЕННЫЕ И ХРОМОСОМНЫЕ МУТАЦИИ (4 ч)

Мутации. Нормальные и мутантные признаки. Классификация мутаций. Генные (точковые) мутации. Частоты мутаций. Естест­венный мутагенез и его причины. Искусственный мутагенез. Практическое значение радиационного и химического мутагене­за. Хромосомные перестройки. Влияние хромосомных перестроек на конъюгацию хромосом и кроссинговер. Межхромосомные об­мены. Транслокации.

Демонстрация хромосомных перестроек (на микропрепаратах, фотографиях).

7. ИЗМЕНЕНИЯ ХРОМОСОМНОГО НАБОРА (3 ч)

Автополиплоидия, распространение ее у растений и животных. Наследование признаков у автополиплоидов. Аллополиплоидия и ее значение в межвидовой гибридизации. Искусственное получе­ние полиплоидов. Гаплоидия.

8. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ОСНОВЫ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ (7 ч)

Доказательства роли нуклеиновых кислот в наследственности. Химическое строение ДНК и РНК. Репликация нуклеиновых кис­лот; матричный принцип и факторы репликации. Особенности реп­ликации у бактерий и вирусов. Реализация генетической инфор­мации. Транскрипция, трансляция. Строение рибосом и рибосом- ной PHR. Генетический код. Геном, его организация у бактерий и вирусов. Молекулярная структура хромосом аукариот. Комп­лекс белок — хроматин. Упаковка наследственного материала. Механизмы увеличения генетического материала. Делимость гена. Уникальные и повторяющиеся последовательности, активные и

неактивные участки генома. Подвижные генетические элементы.

Демонстрация:электронно-микроскопических фотографий ДНК; тонкого строения хромосом; конъюгации бактерий; взаимо­действия вирусов и бактерий.

9. РЕГУЛЯЦИЯ АКТИВНОСТИ ГЕНОВ (3 ч)

Строение и работа оперона. Индукция и репрессия. Регуляция генной активности у прокариот и эукариот. Регуляция синтеза белков при трансляции.

10. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ОСНОВЫ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ (4 ч)

Основные типы мутаций: разрывы углеводно-фосфатного ске­лета ДНК, вставки, выпадения, изменения отдельных нуклеоти- дов, сшивки азотистых оснований. Репарация поврежденной ДНК; темновая и световая репарация. Мутагенное действие виру­сов и подвижных генетических элементов. Молекулярные меха­низмы конъюгации и кроссинговера.

11. ГЕНОТИП И СРЕДА.

МОДИФИКАЦИОННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ (3 ч)

Генотип и фенотип. Влияние средовых факторов на феноти- пическое проявление генов. Изменчивость в чистых линиях и по­пуляциях. Норма реакции генотипа. Адаптивные модификации и морфозы. Длительные модификации. Случайная изменчивость и ее природа.

12. ФЕНОГЕНЕТИКА И ГЕНЕТИКА РАЗВИТИЯ (2 ч)

Реализация генетической информации в формировании при­знаков. Взаимодействие и регуляция действия генов в онтогенезе. Дифференциальная активность генов. Генетические основы диф- ференцировки клеток и тканей.

13. ГЕНЕТИКА КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ПРИЗНАКОВ

(2 ч.)

Понятие о количественных признаках. Нормальное распреде­ление и его параметры. Полимерные гены. Характер распределе­ния признаков в потомстве при полигенном наследовании. Рег­рессия и модификационная изменчивость.

14. ГЕНЕТИКА ПОПУЛЯЦИИ (4 ч)

Менделевская популяция. Частота генотипов и генов. Закон Харди—Вайнберга. Популяционно-генетические модели. Мутаци­онный процесс. Системы скрещиваний. Дрейф генов. Понятие при­способленности. Преобразование популяции под действием отбо­ра. Формы отбора. Генетический полиморфизм, его формы и ме­ханизмы поддержания.

15. ГЕНЕТИКА И МИКРОЭВОЛЮЦИЯ (3 ч)

Генетическая изменчивость в природных популяциях. Эколо- го-генетическая структура популяций. Природа генетических раз­личий между популяциями. Механизмы и формы видообразова­ния. Генетические основы дивергенции. Генетика и макроэво­люция.

16. ГЕННАЯ И КЛЕТОЧНАЯ ИНЖЕНЕРИЯ (4 ч)

Химический синтез генов. Ферментативный синтез генов. Вы­деление генов и включение их в вектор. Перенос генов и хромо­сом. Искусственная пересадка ядер в яйцеклетки и соматические клетки. Применение генной инженерии в селекции и медицине.

17. ГЕНЕТИКА ЧЕЛОВЕКА И МЕДИЦИНСКАЯ ГЕНЕТИКА

(2 ч)

Методы изучения генетики человека. Наследование качествен­ных и количественных признаков. Наследование резус-фактора, групп крови. Генные мутации. Хромосомные аномалии. Наследст­венные заболевания человека. Болезни с наследственной предрас­положенностью. Иммуногенетика, генетические аспекты онкологии. Действие ^ядовитых и наркотических веществ на наследствен­ность. Методы диагностики, профилактики и лечения наследствен­ных заболеваний человека.

18. ПРИНЦИПЫ СЕЛЕКЦИИ (4 ч)

Генетика как научная основа селекции. Выбор исходного ма­териала для селекции. Оценка селектируемых признаков. Понятие наследуемости. Методы скрещиваний. Методы искусственного отбор. Интенсивность и эффективность отбора. Инбридинг и гетерозис. Использование поли­плоидов, ансуплоидов, индуцированных мутантов. Отдаленная гибридизация.

19. ОСОБЕННОСТИ СЕЛЕКЦИИ ЖИВОТНЫХ, РАСТЕНИЙ И МИКРООРГАНИЗМОВ.

(2 ч)

Разнообразие пород животных. Родословные и племенные книги. Планирование скрещиваний. Централизованные системы хранения и обработки информации. Банки данных. Закон гомо­логических рядов у растений. Селекционные центры. Районирова­ние сортов. Сорта-популяции. Особенности селекционного процес­са у растений-самоопылителей. Особенности методов селекции микроорганизмов. Достижения и перспективы отечественной се­лекции.

3.СПИСОК УЧЕБНО – МЕТОДИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.

Для учителя

  1. Гужов Ю. А. Генетика и селекция сельскому хозяйству.— М.: Просвещение, 1984.
  1. Топорнина И. А. Задачи по генетике в курсе общей биологии.— М.: Высшая школа, 1984.
  1. Шварцман Л. Я. Полевая практика по генетике с осно­вами селекции.— М.: Просвещение, 1986.

Для учащихся

  1. Гуляев Г. В. Задачник по генетике.— М.: Колос, 1986.
  1. Киселева 3. С., Мягкова А. Н. Генетика.— М.: Про­свещение,