Современные вопросы генетики
элективный курс по биологии (11 класс) на тему

Киселёва Светлана Николаевна

Элективный курс для учащихся 10-11 классов для расширения знаний по генетике.

Скачать:


Предварительный просмотр:

Программа элективного курса

«Современные  вопросы генетики»

С.Н.Киселева

Пояснительная записка

Одним из приоритетных направлений современной биологической науки является генетика. Велико ее как теоретическое, так и прикладное значение. Программа курса охватывает основные разделы молекулярной генетики прокариот и эукариот, которые знакомят учащихся с современными представлениями об основных генетических и биохимических процессах, протекающих в клетках, с главными механизмами функционирования генов у микроорганизмов, растений и животных, с принципами организации их генов и геномов. Особое внимание уделено развитию у учащихся понимания того, каким образом функционируют белки и гены; как различные генетические и метаболические процессы взаимосвязаны друг с другом и как они координировано регулируются факторами окружающей среды; каким образом знания молекулярно-генетических процессов применяются в генной инженерии для конструирования трансгенных организмов. Полученные знания могут стать основой, на которой в дальнейшем должно формироваться освоение основных биологических дисциплин, понимание механизмов эволюции и принципов, на которых основывается современная трансгенная биотехнология.

Международный проект «Геном человека», углубление знаний в области медицинской генетики, разработка современных методов генной терапии, синтез знаний в области генетики и экологии человека, изучение вопросов происхождения и эволюции человека с точки зрения генетики — вот далеко не полный перечень важнейших вопросов, которые решает современная генетика человека. Поэтому, на наш взгляд, весьма актуальным, является углубление содержания этого раздела в рамках предмета «Общая биология» для изучения в старших классах средней школы химико-биологического профиля. Это актуально и с позиций концепции профильного обучения, и с позиций формирования естественнонаучного и гуманистического мировоззрения, и с позиций воспитания биологической и экологической культуры молодого поколения. Исходя из этого, и была разработана данная программа элективного курса «Современные  вопросы генетики».

Элективный курс предусматривает изучение и теоретических, и прикладных вопросов, в частности медицинской генетики и психогенетики. В содержании курса усилены эволюционный и экологический аспекты изучения генетики человека. Причем особое внимание уделено изучению степени влияния некоторых антропогенных факторов на генотип отдельного человека и на генофонд человечества в целом и, следовательно, на общие перспективы развития биологического вида человек разумный.

Изучение элективного курса предполагает решение генетических задач, содержание которых соответствует рассматриваемым темам. Программой предусмотрено также выполнение лабораторных и практических работ, самостоятельная реферативная работа учащихся по некоторым темам.

Наибольшее внимание в курсе уделено:

  1. принципам строения генов у прокариот и эукариот и механизмам их функционирования;
  2. принципам и правилам конструирования трансгенных (или рекомбинантных, генетически модифицированных) организмов, имеющих заданные свойства;
  3. основным методам и приемам генной инженерии;
  4. проблемам, связанным с возможной экологической опасностью трансгенных организмов
  1.  геному человека;

■ генетическим основам антропогенеза и о перспективах эволюции человека как биологического вида с точки зрения генетики.

Приобрести и отработать умения:

  1. применять знание генетических закономерностей при рассмотрении вопросов происхождения и эволюционирования вида Homo sapiens;
  2. давать аргументированное объяснение распространению тех или иных признаков в популяциях человека;
  3. решать генетические задачи, связанные содержанием с генетикой человека;

   составлять генеалогические (родословные) древа и анализировать по ним характер наследования того или иного признака в ряду поколений;

  1. изготовлять микропрепараты и работать с микроскопом;
  2. осуществлять реферативную работу, использовать ресурсы сети Интернет; работать с учебной и научно-популярной литературой, с периодическими изданиями;
  3. работать над содержанием курса, составлять планы, схемы, конспекты.

Особое внимание уделяется проблемам, возникающим при генно-инженерном конструировании прокариотных и эукариотных трансгенных организмов, содержащих чужеродные гены, соответственно из эукариот и прокариот, и методам решения этих проблем.

Изучение элективного курса базируется на знаниях, полученных учащимися при изучении биологических дисциплин: основ анатомии и физиологии человека, цитологии, молекулярной биологии и биохимии, гистологии, эмбриологии, общей генетики и современной теории эволюции. Следует отметить, что ряд вопросов, изучаемых в данном курсе, носят интегративный характер. Большую роль в его усвоении играют знания, приобретенные учащимися при изучении других предметов естественнонаучного цикла (химии, физики, математики) и общественных дисциплин (географии, обществознания и права).

Курс базируется на обязательных учебных предметах, прежде всего на биологических дисциплинах и химии.

Таким образом, изучение элективного курса «Современные вопросы генетики» не только обеспечивает приобретение учащимися знаний в одной из наиболее актуальных областей современной общебиологической науки, но и способствует формированию целостной картины мира и пониманию своего положения в нем, пониманию роли и предназначения современного человека.

Элективный курс «Современные вопросы генетики» рассчитан на 34 часа в 10 или 11 классе средней школы.

Цель курса

Формирование знания основных молекулярно-генетических процессов и представлений, как на их основе проводится генно-инженерное конструирование трансгенных организмов с заданными свойствами, целостной картины мира и пониманию своего положения в нем, пониманию роли и предназначения современного человека.

Задачи курса

Расширить и углубить знания учащихся о строении и функционировании генов прокариот и эукариот.

Дать представление о современном понимании молекулярных механизмов эволюции.

Обосновать основные принципы и методы генной инженерии как необходимое условие применения на практике знаний молекулярно-генетических процессов и принципов строения различных генов.

Расширить знания о молекулярных механизмах регуляции генов и о генно-инженерных методах, направленных на создание трансгенных организмов с заданными полезными свойствами.

Познакомить учащихся с основными принципами и проблемами современной трансгенной биотехнологии, основанной на применении организмов, полученных с помощью генной инженерии.

Основные требования к знаниям и умениям Учащиеся должны знать:

  1. строение различных классов генов прокариот и эукариот;
  2. основные молекулярные механизмы репликации, рекомбинации и репарации генов;
  3. основные механизмы регуляции транскрипции генов и процессинга (сплайсинга) информационных РНК;
  4. основные механизмы, обеспечивающие биосинтез белков (трансляцию);
  5. важнейшие методы генной инженерии (выделение генов, модификацию генов, сшивание генов, внесение чужеродных генов в реципиентные организмы);
  6. принципы техники безопасности работ с трансгенными организмами;
  7. принципы оценки токсикологического и экологического риска при интродукции трансгенных организмов в окружающую среду (в особенности принципы оценки экологического риска трансгенных растений);
  8. важнейшие принципы биоэтики, связанные с генной терапией, с клонированием эмбриональных стволовых клеток человека, с репродуктивным клонированием человека.
  1. особенности человека как объекта генетических исследований и об основных методах изучения генетики человека;
  1. особенности организации наследственного аппарата соматических и генеративных клеток человека;
  2. различные механизмы наследования признаков у человека;
  3. генетические основы онтогенеза человека;
  4. мутагены, в том числе и антропогенного происхождения; о типах мутаций, встречающихся в клетках человека;
  5. основные виды наследственных и врожденных заболеваний и о заболеваниях с наследственной предрасположенностью;
  6. особенности генетической структуры популяций человека и о распространении в них некоторых признаков;
  7. особенности модификационной изменчивости в популяциях человека;

Учащиеся должны уметь:

  1. охарактеризовать основные принципы строения структурных и регуляторных генов и регуляторных белков прокариот и эукариот;
  2. объяснить молекулярные механизмы репликации, репарации и рекомбинации генов и принципы применения знания этих механизмов в генной инженерии;
  3. охарактеризовать основные механизмы экспрессии генов и применение этих механизмов в генно-инженерном конструировании;
  1. составлять принципиальные схемы конструирования рекомбинантных ДНК, экспрессирующих чужеродные гены, и обосновать принципы такого конструирования;
  2. охарактеризовать основные области практического применения трансгенных организмов
  3. применять знание генетических закономерностей при рассмотрении вопросов происхождения и эволюционирования вида Homo sapiens;
  4. давать аргументированное объяснение распространению тех или иных признаков в популяциях человека;
  5. решать генетические задачи, связанные содержанием с генетикой человека;

• составлять генеалогические (родословные) древа и анализировать по ним характер наследования того или иного признака в ряду поколений;

  1. изготовлять микропрепараты и работать с микроскопом;
  2. осуществляя реферативную работу, использовать ресурсы сети Интернет; работать с учебной и научно-популярной литературой, с периодическими изданиями;
  3. работая над содержанием курса, составлять планы, схемы, конспекты.

Содержание курса

Общее количество часов 34

Введение {1 ч)

Молекулярная генетика как наука. Связь молекулярной генетики с биохимией нуклеиновых кислот и биохимией белков, с генетикой микроорганизмов, молекулярной биологией и биоинформатикой. Генная инженерия как технология конструирования трансгенных организмов. Значение молекулярной генетики для развития генной инженерии. Роль генной инженерии в биотехнологии, сельском хозяйстве, пищевой промышленности, медицине, охране окружающей среды.

Объекты и методы молекулярной генетики и генной инженерии. История развития молекулярной генетики и генной инженерии.

Демонстрация схемы, иллюстрирующей взаимосвязь молекулярной генетики и генной инженерии между собой и с другими науками.

Прокариотные и эукариотные организмы. Клетки микроорганизмов, клетки животных, клетки растений: разница и сходство. Нуклеоид микроорганизмов и ядро эукариотных клеток. Строение бактериальной и эукари-отной хромосомы. Уровни организации эукариотной хромосомы. Эухроматин и гетерохроматин — активные и инертные области эукариотной хромосомы.

Демонстрация схем:

  1. основные открытия в области молекулярной генетики;
  2. этапы развития генной инженерии;
  3. строение прокариотной и эукариотной клеток;
  4. организация прокариотных и эукариотных хромосом.

Раздел 1. Строение структурных генов (2 ч)

Что такое ген: от морфологического признака к молекулярному механизму его формирования. Строение ДНК, РНК и белков. Центральный постулат молекулярной биологии: ДНКРНКбелок и его развитие. «Простое» строение генов прокариот и сложное «мозаичное» строение генов эукариот. Экзоны и интроны. Сплайсинг. Альтернативный сплайсинг — механизм, с помощью которого один эукариотный ген может кодировать множество разных белков. Расположение генов в прокариотной хромосоме — опероны. Расположение генов в эукариотной хромосоме — мультигенные семейства. Повторяющиеся последовательности (сателлитная ДНК), их роль в организации хроматина. Пути генно-инженерного преодоления несовместимости механизмов экспрессии генов у прокариот и эукариот. Методы разрезания ДНК — эндонуклеазы рестрикции. Методы выделения генов: химический синтез, комплементация, обратная транскрипция, полимеразная цепная реакция и др.

Демонстрация схем:

  1. строение типичного прокариотного гена;
  2. строение типичного эукариотного гена (экзоны и интроны);
  3. конститутивный и альтернативный сплайсинг;
  4. строение оперона;
  5. строение мультигенного семейства;
  6. механизм действия эндонуклеаз рестрикции;
  7. методы выделения генов.

Раздел 2. Механизмы экспрессии генов (4 ч)

Молекулярные механизмы транскрипции. ДНК-зависимые РНК-полимеразы прокариот и эукариот, их функции. Активация генов как инициация транскрипции ДНК. Гены, регулирующие инициацию транскрипции: промотор, оператор, энхансер, сайленсер, инсулятор и др. Белки — регуляторы транскрипции: репрессоры и активаторы. Модификация нуклеосом как фактор регуляции транскрипции генов у эукариот. Элонгация и терми-нация транскрипции — терминаторы. Типичные механизмы регуляции транскрипции у прокариот: лактозный оперон. Типичные механизмы регуляции инициации транскрипции у эукариот — регуляция активности ДНК-зависимой РНК-полимеразы II — сборка транскриптосо-мы. Генно-инженерные методы обеспечения экспрессии чужеродных генов, векторы для экспрессии.

Демонстрация схем:

  1. ДНК-зависимые РНК-полимеразы прокариот и эукариот, их функции;
  2. строение регуляторных областей транскрипции у прокариот и эукариот;
  3. основные типы белков, регуляторов транскрипции у прокариот и эукариот;
  4. механизм регуляции транскрипции эукариотных генов за счет ковалентной модификации нуклеосом;
  5. строение и функционирование лактозного оперона;
  6. сборка транскриптосомы и активация ДНК-зависимой РНК-полимеразы II;
  7. векторы для экспрессии клонированных генов.

Раздел 3. Механизмы репликации, репараций и рекомбинации ДНК (4 ч)

Полуконсервативный механизм репликации ДНК. ДНК-зависимые ДНК-полимеразы прокариот и эукариот, их функции, механизм их действия. Белки и ферменты репликации: ДНК-лигаза, топоизомераза, ДНК-гираза и др. Суперспирализация ДНК. Участок инициации репликации хромосомы — origin. Применение ферментов репликации в генной инженерии. Векторы для автономной репликации чужеродной ДНК.

Обеспечение точности репликации ДНК и спонтанный мутагенез. Механизмы репарации неправильно спаренных оснований и их роль в эволюции. Эксцизионная репарация ДНК. Индуцируемая репарация, SOS-ответ, индуцируемые стрессами мутагенные ДНК-зависимые ДНК-полимеразы, их роль в адаптивном мутагенезе и эволюции. Применение ферментов репарации в генной инженерии. Направленная модификация генов — сайт-направленный мутагенез. Основные принципы белковой инженерии.

Механизмы рекомбинации. Законная (гомологическая) рекомбинация и сайт-специфическая рекомбинация. Рекомбинационная репарация. Их генетическая роль. Эволюционная роль рекомбинации. Применение гомологической и сайт-специфической рекомбинации в генной инженерии для интеграции чужеродных генов в хромосому реципиентного организма и для инактивации хромосомных генов. Векторы для адресованной интеграции чужеродной ДНК в хромосому. Получение новых высокоактивных генов путем рекомбинационной «перетасовки» экзонов.

Незаконная рекомбинация и мобильные генетические элементы прокариот и эукариот. Механизм перемещения бактериальных мобильных генетических элементов. Роль транспозонов в эволюции микроорганизмов, в распространении лекарственной устойчивости среди микроорганизмов. Применение транспозонов в генной инженерии для конструирования векторных молекул и для проведения перестроек в геноме.

Мобильные генетические элементы эукариот. Транспозиция за счет обратной транскрипции — ретротранспо-зоны. Связь между ретротранспозонами и ретровируса-ми. Роль мобильных генетических элементов в эволюции эукариот. Применение обратной транскрипции в генной инженерии. Мобильные генетические элементы как векторы для эукариот. Плазмиды, бактериофаги и вирусы эукариот. Принципы их строения и методы их применения в генной инженерии в качестве векторов. Трансмис-сибельные и конъюгативные плазмиды, их роль в эволюции микроорганизмов и в генной инженерии. Умеренные бактериофаги как векторы. Эукариотные вирусы в генной инженерии эукариот. Проблемы структурной и реп-ликативной стабильности рекомбинантных ДНК.

Демонстрация схем:

  1. репликация ДНК;
  2. векторы для автономной репликации чужеродных генов;
  3. репарация неправильно спаренных оснований;
  4. эксцизионная репарация, применение репаративного синтеза ДНК в генной инженерии;
  5. методы направленного внесения мутаций в ген, сайт-направленный мутагенез, принципы белковой инженерии;
  6. гомологическая и сайт-специфическая рекомбинация;
  7. векторы для адресованной интеграции клонированных генов в хромосому;
  8. транспозоны и механизм их транспозиции;
  9. применение транспозонов в генной инженерии;
  10. классы мобильных генетических элементов эукариот, механизмы их транспозиции;
  11. применение ретротранспозонов и обратной транскрипции в генной инженерии;
  12. строение разных классов плазмид, бактериофагов и вирусов эукариот;
  13. методы конструирования и применения векторов на основе плазмид и вирусов.

Раздел 4. Механизмы трансляции {2 ч)

Основные свойства генетического кода: вырожденность (избыточность), систематичность, помехоустойчивость. Разные эффективности декодирования различных синонимичных кодонов при кодировании различных типов генов. Аппарат трансляции у прокариот и эукариот. Строение рибосомы, белковые факторы трансляции. Связь между транскрипцией и трансляцией у прокариот. Механизм регуляции экспрессии оперонов биосинтеза аминокислот — аттенюация транскрипции за счет трансляции лидерного пептида — триптофановый оперон. Просходит ли трансляция в ядрах эукариот? Строение лидерных зон у матричных РНК прокариот и эукариот. Методы генной инженерии, обеспечивающие высокоэффективную трансляцию чужеродных мРНК. Векторы для суперпродукции белков клонированных генов. Проблемы генной инженерии штаммов суперпродуцентов низкомолекулярных соединений (аминокислот) — принципы метаболической инженерии.

Демонстрация схем:

  1. строение рибосом прокариот и эукариот, рРНК, рибосомальных белков;
  2. стадии трансляции у прокариот и эукариот;
  3. строение лидерных зон прокариотных и эукариотных мРНК;
  4. механизм регуляции транскрипции триптофанового оперона;
  5. векторы для суперпродукции.

Практическое занятие

Разработка и защита проектов конструирования рекомбинантных ДНК, предназначенных для решения различных научных и практических задач.

Раздел 5. Методы получения трансгенных микроорганизмов, растений и животных (2ч)

Методы введения рекомбинантных ДНК в реципиент-ные организмы. Трансформация микроорганизмов и методы селекции трансформантов. Векторы для селекции рекомбинантных ДНК. Основные классы трансгенных микроорганизмов: суперпродуценты полезных соединений, штаммы биодеструкторы для очистки (биоремеди-ации) окружающей среды от загрязнителей, трансгенные микроорганизмы, повышающие эффективность сельского хозяйства.

Культуры клеток растений. Трансформация клеток растений, методы селекции трансформантов и регенерации из них трансгенных растений. Векторы для растений. Основные классы трансгенных растений: инсектицидные, устойчивые к гербицидам, устойчивые к стрессам, продуцирующие ценные соединения.

Культуры клеток животных. Трансформация клеток животных и методы селекции трансформантов. Получение трансгенных животных. Микроинъекция рекомбинантных ДНК в ядра яйцеклеток. Основные типы трансгенных животных: с повышенной продукцией биомассы, трансгенные животные как биореакторы для получения ценных белков.

Принципы и проблемы репродуктивного клонирования животных. Эпигенетические эффекты и жизнеспособность клонов.

Демонстрация схем:

  1. методы трансформации микроорганизмов, клеток растений и клеток животных;
  2. методы селекции трансформантов;
  3. получение трансгенных растений и животных;
  4. репродуктивное клонирование.

Раздел 6. Трансгенные организмы и проблемы обеспечения биобезопасности {1 ч)

Потенциальные опасности, связанные с применением трансгенных организмов. Токсикологический риск при применении трансгенных организмов для производства пищи и кормов. Типы экологических рисков при интродукции трансгенных организмов (в особенности, транс-генных растений) в окружающую среду и принципы их оценки. Государственное регулирование промышленного применения трансгенных организмов. Отношение общества к трансгенной биотехнологии. Принципы биоэтики при генной терапии.

Демонстрация схем:

  1. основные типы рисков, связанных с применением трансгенных организмов;
  2. принципы оценки рисков, связанные с интродукцией трансгенных организмов в окружающую среду.

Раздел 7. Методы изучения генетики человека (1 ч)

Генеалогический метод. Родословные древа, методика их составления для признаков с разным типом наследования.

Близнецовый метод. Монозиготные и дизиготные близнецы. Конкордантность и дискордантность признаков у близнецов. Изучение степени влияния наследственных задатков и среды на формирование тех или иных признаков у человека.

Цитогенетические методы: простое культивирование соматических клеток, гибридизация, клонирование, селекция соматических клеток.

Биохимические методы.

Метод моделирования.

Метод дерматографики.

Популяционно-генетический (статистический) метод. Генетика популяции человека. Насыщенность популяций мутациями, их частота и распространение. Принципы равновесия мутационного процесса и естественного отбора в популяциях человека. Изоляты и инбридинг. Балансированный наследованный полиморфизм: геногео-графия групп крови, аномальных гемоглобинов.

Модификационная изменчивость в популяциях человека. Признаки с широтой нормы реакции. Признаки с однозначной нормой реакции. Практическое применение знаний о закономерностях модификационной изменчивости в популяции человека.

Практическая работа

Решение задач по темам: «Генеалогические древа», «Популяционная генетика и закон Харди—Вайнберга в применении к популяции человека».

Лабораторная работа

Изучение статистических закономерностей модификационной изменчивости (на примере произвольно выбранных количественных признаков человека).

Темы для рефератов: «Родословные древа известных людей»; «Близнецы как биологическое явление».

Раздел 8. Наследственный аппарат соматических и генеративных клеток человека (2 ч)

Хромосомный набор клеток человека. Кариотип. Типы хромосом. Аутосомы и половые хромосомы. Идиограммы хромосомного набора клеток человека. Структура хромосом. Хроматин: эухроматин, гетерохроматин, половой хроматин. Хромосомные карты человека и группы сцепления.

Геном человека. Явления доминирования (полного и неполного), кодоминирования, сверхдоминирования. Экспрессивность и пенетрантность отдельных генов.

Международный проект «Геном человека»: цели, основные направления разработок, результаты. Различные виды генетических карт человека.

Лабораторная работа

Изготовление и изучение микропрепарата щечного эпителия.

Тема для реферата: «Международный проект «Геном человека».

Раздел 9. Механизмы наследования различных признаков у человека (3 ч)

Менделизм; закономерности наследования признаков у человека и типы их наследования — аутосомно-доминантный и аутосомно-рецессивный.

Признаки: сцепленные с полом, детерминированные полом, ограниченные полом.

Сцепленное наследование. Кроссинговер, его роль в обогащении наследственного аппарата клеток.

Полигенное наследование у человека: комплементарность, эпистаз, полимерия, плейотропное взаимодействие генов.

Цитоплазматическое наследование у человека.

Практическая работа

Решение задач по теме «Различные механизмы наследования признаков у человека».

Раздел 10. Генетические основы онтогенеза человека (3 ч)

Особенности гаметогенеза человека. Строение яйцеклетки и сперматозоида человека, их генетический аппарат. Генетический смысл процесса оплодотворения.

Генетические аспекты эмбриогенеза человека. Регуляция активности генов в ходе онтогенеза (ядерно-цито-плазматическое взаимодействие, межклеточное влияние, действие гормонов, контроль транскрипции и т. д.). Генетический контроль клеточной пролиферации. Гены и дифференцировка клеток. Гипотеза морфогенетических полей. Детерминация, индукция, компетенция. Клональная гипотеза цитодифференцировки. Роль генов в морфогенезе. Депрессия генов в ходе органогенеза.

Цитогенетические основы определения пола в ходе онтогенеза человека, его нарушения (мозаицизм, гермафродиты и гинандроморфы, синдром Морриса, трансвестизм).

Психогенетика. Роль наследственности и среды в проявлении специфических для человека фенотипических признаков — склонностей, способностей, таланта. Общая и специальная одаренность.

Тема для реферата: «Роль наследственности и среды в проявлении специфических для человека фенотипических признаков — склонностей, способностей, таланта».

Раздел 11. Основы медицинской генетики (4 ч)

Мутации, встречающиеся в клетках человека. Основные группы мутагенов: физические, химические и биологические. Принципы классификации мутаций (по типу клеток, по степени влияния на генотип, по степени влияния на жизнеспособность организма и т.д.). Основные группы мутаций, встречающиеся в клетках человека: соматические и генеративные; летальные, полулетальные, нейтральные; генные или точковые, хромосомные и геномные.

Наследственные заболевания.

Моногенные заболевания, наследуемые как аутосомно-рецессивные (фенилкетонурия, галактоземия, муко-висцидоз и т.д.), аутосомно-доминантные (ахондро-плазия, полидактилия, анемия Минковского—Шоффара и т. д.), сцепленные с Х-хромосомой рецессивные (дальтонизм, гемофилия, миопатия Дюшенна), сцепленные с Х-хромосомой доминантные (коричневая окраска эмали зубов, витамин D-резистентный рахит и т. д.), сцепленные с Y-хромосомой (раннее облысение, ихтиозис и т. д.).

Хромосомные и геномные наследственные заболевания, связанные с изменением числа целых аутосом и их фрагментов (трисомии — синдром Дауна, синдром Патау, синдром Эдвардса; делеции — синдром «кошачьего крика») и с изменением числа половых хромосом (синдромы Шерешевского—Тернера, Кляйнфельтера, трисомии Хит. д.).

Врожденные заболевания. Критические периоды в ходе онтогенеза человека. Терратогенные факторы. Физические терратогены. Химические терратогены. Пагубное влияние на развитие плода лекарственных препаратов, алкоголя, никотина и других составляющих табака, а также продуктов его горения, наркотиков, принимаемых беременной женщиной. Биологические терратогены.

Болезни с наследственной предрасположенностью (мультифакториальные): ревматизм, ишемическая болезнь сердца, сахарный диабет, псориаз, бронхиальная астма, шизофрения и т. д.), особенности их проявления и профилактика.

Профилактика наследственно обусловленных заболеваний. Медико-генетическое консультирование. Методы пренатальной диагностики. Достижения и перспективы развития медицинской генетики. Генная терапия.

Практическая работа

Решение задач по теме «Генеалогические древа семей с распространенными наследственными заболеваниями».

Темы для рефератов'. «Мутагены антропогенного происхождения»; «Достижения и перспективы развития медицинской генетики»; «Генная терапия».

Раздел 12. Эволюционная генетика человека (2 ч)

Генетические основы антропогенеза. Биомолекулярные доказательства животного происхождения человека. Молекулярно-генетическое сходство человека и других приматов. Происхождение рас и расогенез. Генетическое родство и генетические различия представителей разных рас. Роль географической и социальной изоляции в формировании генофонда человечества. Homo sapiens как единый полиморфический вид. Перспективы человека как биологического вида с точки зрения генетики. Евгеника. Клонирование человека: морально-этический и научный аспекты проблемы.

Темы для рефератов: «Происхождение рас и расогенез с точки зрения генетики»; «Евгеника»; «Клонирование человека: морально-этический и научный аспекты проблемы».

Заключение (3 ч)

Итоговая конференция

Рекомендуемая литература

  1. Антропология:  Учеб. для студ.  высш. учеб.  завед.  М.: ВЛАДОС, 2003.
  2. Дубинин Л. Б.   Горизонты   генетики.   М.:   Просвещение, 1970.
  1. Константинов А. В. Биология индивидуального развития. Минск: Изд-во БГУ, 1978.
  2. Конюхов Б. В. Генетика развития позвоночных. М.: Наука, 1980.
  3. Ламберт Д. Доисторический человек: Кембриджский путеводитель. Л.: Недра, 1991.
  4. Орехова В. А. и др. Медицинская генетика. Минск: Вы-шэйшая школа, 1997.
  5. Проблемы эволюции человека и его рас: Сборник. М.: Наука, 1968.
  6. Сингер М., Берг П. Гены и геномы. М.: Мир, 1998.
  7. Сойфер С. Г. Международный проект «геном человека» // Соросовский образовательный журнал. 1996. № 12. С. 4— 12.
  1. Фоули Р. Еще один неповторимый вид: Экологические аспекты эволюции человека. М.: Мир, 1990.
  2. Фридрих В. Близнецы. М.: Прогресс, 1985.
  3. Шевченко В. А. Генетика человека: Учеб. пособие для вузов. М.: ВЛАДОС, 2002.
  4. ЭфроимсонВ. П. Введение в медицинскую генетику. М.: Гос. изд-во медицинской литературы, 1964.

14.ЯблоковА. В. Эволюционное учение (Дарвинизм): Учеб. для биол. спец. вузов. М.: Высшая школа, 1998.

15. Д.Тейлор, Н.Грин, У.Стаут «Биология» 1-3 том, М.: Мир, 2004

Тематическое планирование элективного курса

«Современные  вопросы генетики»

№ п/п

Тема

Количество часов

Дата

Примечание

1

Введение

1

Раздел 1. Строение структурных генов

2

2

 Что такое ген: от морфологического признака к молекулярному механизму его формирования

1

3

Расположение генов. Пути преодоления несовместимости.

1

Раздел 2. Механизмы экспрессии генов.

4

4

 Молекулярные механизмы транскрипции.

1

5

Гены, регулирующие инициацию транскрипции

1

6

Белки – регуляторы транскрипции

1

7

Механизмы регуляции инициации транскрипции

1

Раздел 3. Механизмы репликации, репараций и рекомбинации ДНК

4

8

 Полуконсервативный механизм репликации ДНК

1

9

Обеспечение точности репликации ДНК и спонтанный мутагенез.

1

10

Механизмы рекомбинации.

1

11

Незаконная рекомбинация и мобильные генетические элементы прокариот и эукариот.

1

Раздел 4. Механизмы трансляции

2

12

 Основные свойства генетического кода.

1

13

 Практическое занятие. Разработка и защита проектов конструирования рекомбинантных  ДНК.

1

Раздел 5. Методы получения трансгенных микроорганизмов, растений и животных

2

14

Трансформация микроорганизмов и методы селекции трансформатов.

1

15

 Культура клеток растений и животных.

1

Раздел 6. Трансгенные организмы и проблемы обеспечения биобезопасности

1

16

Потенциальные опасности, связанные с применением трансгенных организмов.

1

Раздел 7. Методы изучения генетики человека.

1

17

Методы изучения генетики человека.

1

Раздел 8. наследственный аппарат соматических и генеративных клеток человека.

2

18

 Хромосомный набор клеток человека. Кариотип.

1

19

Геном человека.

1

Раздел 9. Механизмы наследования различных признаков у человека.

3

20

 Менделизм, закономерности наследования признаков у человека и типы их наследования.

1

21

 Сцепленное наследование.

1

22

 Практическая работа. Решение задач по теме «различные механизмы наследования признаков у человека»

1

Раздел 10. Генетические основы онтогенеза человека

3

23

Особенности гаметогенеза человека.

1

24

Генетические аспекты эмбриогенеза человека.

1

25

Цитогенетические основы определения  пола

1

Раздел 11. Основы медицинской генетики

4

26

Мутации, встречающиеся в клетках человека. Основные группы мутагенов.

1

27

 Наследственные заболевания.

1

28

Болезни с наследственной предрасположенностью. Профилактика наследственно обусловленных заболеваний.

1

29

Практическая работа. Решение задач по теме «Генеалогические древа семей с распространенными наследственными заболеваниями».

1

Раздел 12. Эволюционная генетика человека

2

30

Генетические основы антропогенеза

1

31

Клонирование человека: морально-этический и научный аспекты проблемы.

1

32-34

Заключение. Итоговая конференция

3


По теме: методические разработки, презентации и конспекты

"Молекулярная биология и генетика в вопросах и ответах"

Программа элективного курса по биологии«Молекулярная биология и генетика в вопросах и ответах» ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ  ЗАПИСКА    Элективный курс является  предметным, направленны...

Презентация к уроку Проблемы современной генетики

Урок для 10 класса построен в режиме мастерская построения знаний. На уроке обсуждаются проблемы современной генетики - евгеника, клонирование......

Вопросы к итоговому уроку по теме "Генетика"

Возможные темы рефератов по теме "Генетика. Основные методы, задачи и перспективы развития"...

Методическое пособие (разработка) для проведения студенческой научно-практической конференции «Современные достижения генетики»

Данная методическая разработка поможет студентам правильнее и более эффективно усвоить дисциплину и раздел «Генетика». В работе представлены указания для выполнения  докладов и различных самостоя...

Презентация "Клонирование. Нравственные проблемы современной генетики".

Презентация может быть использована на уроке биологии для 10 класса....

Генетика-современный подход

Модифицированная  программа элективного курса по биологии...

Основные понятия и термины современной генетики. (Подготовка к ЕГЭ)

В работе собраны основные понятия и термины современной генетики, необходимые при подготовке к ЕГЭ по биологии....