ОСНОВЫ ГЕНЕТИКИ И СЕЛЕКЦИИ

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   диалектико­материалистического   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   учебно­опытном,   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 № 1. 2. Название раздела Количество часов по авторской программе Количество часов по авторской программе Введение Дискретная природа наследственности. Законы  Менделя 1 3 1 3 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. Хромосомная теория наследственности. Вне  хромосомное наследование. Структура и функции хромосом. Взаимодействие генов и фенотипическое  проявление. Генетика пола и наследование , сцепленное с  полом.  Генные и хромосомные мутации. Изменение хромосомного набора Молекулярные основы наследственности. Регуляция активности генов. Молекулярные основы генетической изменчивости. Генотип и среда. Модификационная изменчивость.  Феногенетика и генетика развития. Генетика количественных признаков. Генетика популяции. Генетика и микроэволюция. Генетика  человека и медицинская генетика. Генная и клеточная инженерия. Принципы  селекции. Особенности селекции животных, растений и  микроорганизмов. ИТОГО  4 3 3 3 4 3 7 3 4 3 2 2 4 3 4 2 4 2 4 3 3 3 4 3 7 3 4 3 2 2 4 3 4 2 4 2 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.   митохондрии. Цитоплазматическая мужская стерильность.   Цитоплазматическая   наследственность.   Пластиды, Демонстрация схемы наследования при кроссинговере. 3. СТРУКТУРА И ФУНКЦИЯ ХРОМОСОМ (3 ч) Общее   строение   хромосом.   Эухроматин   и гетерохроматин.   Изменение   строения   и   функционирования   хромосом   в   различных тканях. Хромосомные повторы. А­ и В­ хромосомы.   Классификация   хромосом. 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   У­хромосом   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:электронно­микроскопических 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   углеводно­фосфатного   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. Популяционно­генетические   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   го­генетическая 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. и количественных   признаков.   Наследование   резус­фактора,   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.   Наследование   качественных  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. Районирова­ ние   сортов.   Сорта­популяции.   Особенности   селекционного   процесса   у   растений­ самоопылителей.   Особенности   методов   селекции   микроорганизмов.   Достижения   и перспективы отечественной селекции. 3.СПИСОК  УЧЕБНО – МЕТОДИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ. Д л я   у ч и т е л я 1 . Г у ж о в   Ю. А. Генетика  и селекция  сельскому  хозяйству.—  М.: Просвещение, 1984. 2 . Т о п о р н и н а  И. А. Задачи по генетике в курсе общей биологии.— М.: Высшая школа, 1984. 3 . Ш в а р ц м а н   Л. Я. Полевая  практика  по генетике  с основами селекции.—  М.: Просвещение, 1986. Д л я   у ч а щ и х с я 1 . Г у л я е в  Г. В. Задачник по генетике.— М.: Колос, 1986. 2 . К и с е л е в а  3. С., М я г к о в а  А. Н. Генетика.— М.: Просвещение,