Курс лекций по дисциплине

“Биология человека и животных”

Лекция 1.

Определение жизни. Живые биологические системы. Обмен веществ - обязательное свойство жизни. Взаимосвязь и сбалансированность анаболизма и катаболизма. Способность живых систем сохранять высокий уровень упорядоченности и противостоять энтропии. Основные молекулярные механизмы хранения и реализации генетической информации. Свойства жизни: способность к росту, раздражимость и возбудимость, дискретность, способность к репродукции. Иерархический принцип организации живых систем. Уровни организации жизни и их характеристика (элементарная структура и элементарное явление). Внутриорганизменные уровни: молекулярно-генетический, клеточный, онтогенетический. Надорганизменные уровни: популяционно-видовой, экосистемный, биосферный.

Лекция 2.

Клетка - элементарная единица живого. Основные положения современной клеточной теории. Прокариотическая и эукариотическая клетка. Функциональное значение компатментации объема клетки. Элементарная биологическая мембрана. Строение и функции плазмалеммы. Строение и функции ядра. Строение и функции цитоплазмы.

Лекция 3.

Органоиды и включения. Органоиды общего значения. Мембранные органоиды: канальцевая вакуолярная система, пластинчатый комплекс, митохондрии, лизосомы, микротельца, пластиды (строение под световым и электронным микроскопом, выполняемые функции). Немембранные органоиды: клеточный центр, рибосомы, микротрубочки, микрофиламенты (строение и функции). Специальные органоиды. Включения, их виды. Основные внутриклеточные процессы общего значения: поток информации, поток энергии, поток веществ.

Лекция 4.

Закономерности организации клетки во времени. Жизненный цикл клетки. Метотический цикл. Интерфаза, ее периоды. Редупликация ДНК полуконсервативным способом. Собственно митоз, его фазы. Эндомитоз и политения.

Лекция 5.

Наследственность и изменчивость. Уровни структурно-функциональной организации материала наследственности. Генный уровень. Химическая организация гена. Первичная, вторичная и третичная структуры ДНК. Генетический код. Свойства кода: универсальность, избыточность, непрерывность, неперекрываемость.

Лекция 6.

Репликация или самокопирование ДНК полуконсервативным способом. Роль ферментов (геликаза,ДНК-полимираза,ДНК-лигаза).Лидирующая и запаздывающая репликационные цепи. Фрагмент Оказаки. Репликон - единица репликации. Ошибки репликации. Механизм самокоррекции и репорации, роль ферментов (редоктирующая эндонуклеаза). Генные мутации. Мутации по типу замены азотистых оснований. Мутации со сдвигом рамки считывания. Мутации по типу инверсий нуклеотидных последовательностей. Ген, мутон, рекон. Множественный аллелизм.

Лекция 7.

Реализация генетической информации в процесе жизнедеятельности клетки. Биосинтез белка, его этапы. Транскрипция, её стадии: инициация, элонгация, терминация. Процессинг проинформационная РНК, сплайсинг. Трансляция. Посттрансляционные процессы.

Лекция 8.

Хромосомный уровень организации генетического материала. Физико-химическая организация хромосом эукоритической клетки. Уровни структурной организации хроматина: нуклеосомный, соленойдный, хромонемный. Метафазные хромосомы - строение и классификация. Идентификация метофазных хромосом. Изменения структурной организации хромосом.Хромосомные аберрации: делеция, инверсия, транслокация, транспозиция.

Лекция 9.

Геномный уровень организации наследственного материала. Геном. Генотип.Кариотип. Сцепленное наследование. Кроссинговер. Камбинотивная изменчивость. Геномные мутации. Генотип как система взаимодействующих генов.Значение дозового баланса генов. Взаимодействие аллельных генов: доминирование, неполное доминирование, кодоминирование, аллельное исключение, сверхдоминирование. Взаимодействие неаллельных генов: полимирия, комплиментарность, эпистаз, плейтропия, эффект положения, модифицирующее влияние. Регуляция экспрессии генов. Схема Жакобо и Моно.

Лекция 10.

Типы и варианты наследования признаков. Характеристика аутосомного, х-сцепленного доминантного, х-сцепленного рецесивного и голандрического типа наследования. Независимое и сцепленное наследование. Кроссоверные гометы и кроссоверное потомство. Генетические карты хромосом, принципы построения. Наследование признаков, обусловленных взаимодействием неаллельных генов. Цитоплазмотическое наследование.

Лекция 11.

Особености человека как объекта генетических исследованний. Методы изучения генетики человека. Генеологический метод и типы наследования у человека. Методы: близнецовый, дерматоглифики, цитогенетический, генетики самотических клеток, биохимический. Популяционно статистический метод и закон статистического равновесия Харди-Вайнберга. Пренатальная диагностика наследственных заболеваний. Медико-генетическое консультирование. Наследственные заболевания человека, их классификация.

Лекция 12.

Генная инженерия. Возможности и области практического применения. Рестриктационные эндонуклиазы и принципы технологий рекомбинантных ДНК. Генноинженерные продукты, используемые в медицине. Генные вакцины. Генотерапия. Создание трансгенных растений.

Лекция 13.

Онтогенетический уровень организации живого. Размножение, его формы и способы. Половые клетки. Структурные и функциональные особенности яйцеклеток и сперматозоидов. Гаметогенез (спермато- и овогенез). Мейоз. Механизм редукции числа хромосом при делениях созревания. Механизмы, обеспечивающие генетическое разнообразие гомет. Особенности сперматогенеза у мужчин. Особенности овогенеза у женщины.

Лекция 14.

Онтогенетический уровень организации жизни. Этапы онтогенеза: пренатальный, интранатальный, постнатальный. Периоды эмбриогенеза: дробление, гаструляция и органогенез. Важнейшие провизорные органы первичноземных животных: амнион, хорион, аллантоис, плацента. Их значение. Механизмы, обеспечивающие сложные преобразования организма в процессе эмбриогенеза: деление клеток, миграция, гибель клеток,дифференцировка, эмбриональная индукция, генетический контроль развития. Критические периоды эмбриогенеза. Периоды постнатального онтогенеза: дорепродуктивный, репродуктивный, пострепродуктивный.

Лекция 15.

Онтогенетический уровень организации жизни. Регенерация как биологический механизм приспособляемости к условиям частой повреждаемости. Физиологическая и репаративная регенерация. Наиболее распространённые способы регенерации у млекопитающих: образование рубца, регенерационная гинертрофия, компенсаторная гинертрофия.

Старость и старение. Изменения органов и система органов в процессе старения. Проявление старения на молекулярном, субклеточном и клеточном уровнях. Гипотезы, объясняющие механизмы старения. Влияние на процессы старения условий и образа жизни. Смерть как биологическое явление.

Лекция16.

Популяционно-видовой уровень организации жизни. Биологический вид. Популяция. Популяционная структура вида. Экологические и генетические характеристики вида. Генофонд популяции, его динамическое равновесие. Закон Харди-Вайнберга. Элементарные эволюционные факторы и элементарное эволюционное явление. Особенности человеческих популяций. Действие элементарных эволюционных факторов в популяциях людей: мутационный процесс, популяционные волны, гуоляция, дрейф генов, естественный отбор, миграция и поток генов.

Лекция17.

Внутривидовая дифференциация человечества. Расы и расогенез. Адаптивные типы людей, их происхождение. Место человека в системе животного мира.

Экзаменационные вопросы по дисциплине «Биология человека и животных»

1. Биология как наука. Жизнь. Свойства жизни.

2. Живая природа как иерархически организованная система. Уровни организации жизни, их характеристика (элементарная структура и элементарное явление).

3. Клетка. Основные положения современной клеточной теории. Прокариоты и эукариоты. Биологические мембраны. Строение и функции плазмалеммы.

4. Ядро и цитоплазма эукариотической клетки. Включения, их классификация.

5. Органоиды, их классификация. Мембранные органоиды (строение и выполняемые функции).

6. Органоиды, их классификация. Строение и функции мембранных органоидов.

7. Основные внутриклеточные процессы общего значения. Поток информации, поток энергии, поток веществ.

8. Закономерности организации клетки во времени. Жизненный цикл клетки, его периодизация. Интерфаза.

9. Фазы и периоды жизненного цикла клетки. Собственно митоз.

10. Характеристика нуклеосомного, соленоидного и хромонемного уровней организации генетического материала.

11. Хромосомный уровень организации генетического материала. Физико-химическая организация хромосом эукариотической клетки. Структурная организация хроматина.

12. Четвертый уровень упаковки генетического материала – метафазные хромосомы. Их морфология и классификация. Кариотип.

13. Методы дифференциального окрашивания как способ идентификации хромосом. Изменения структурной организации хромосом. Хромосомные мутации.

14. Наследственность и изменчивость. Генетический аппарат клетки, уровни его организации. Ген. Химическая организация гена. Трехмерная модель ДНК.

15. Реализация генетической информации в клетке. Биосинтез белка.

16. Генетический код. Свойства кода. Полуконсервативный способ репликации ДНК. Ошибки репликации. Механизмы самокоррекции и репарации.

17. Ген как функциональная единица наследственности. Мутон и рекон. Аллельные гены. Множественный аллелизм (примеры).

18. Регуляция экспрессии генов на генном уровне организации наследственного материала.

19. Оперонная модель регуляции транскрипции у прокариот (схема Жакоба и Моно). Особенности экспрессии генов у эукариот.

20. Генные мутации. Их классификация и характеристика. Последствия генных мутаций.

21. Геномный уровень организации наследственного материала. Геном. Генотип. Кариотип. Гомологичные и гетерологичные хромосомы.

22. Изменения геномной организации наследственного материала. Геномные мутации. Мутации генеративные и соматические.

23. Аутосомное наследование. Закономерности моногибридного скрещивания, установленные Грегором Менделем.

24. Аутосомное наследование. Закономерности дигибридного скрещивания, установленные Грегором Менделем.

25. Закон независимого наследования признаков. Опыты Грегора Менеделя.

26. Сцепленное наследование. Группы сцепления. Тесно- и слабосцепленные гены. Нарушение сцепления. Кроссинговер.

27. Особенности гетерологичных хромосом. Наследование признаков, сцепленных с полом. Х-сцепленное и Y-сцепленное наследование.

28. Комбинативная изменчивость. Механизмы, лежащие в ее основе. Значение.

29. Наследование признаков, обусловленных взаимодействием неаллельных генов. Цитоплазматическая наследственность.

30. Генотип как система взаимодействующих генов. Значение дозового баланса генов. Множественный аллелизм. Гомо- и гетерозиготные организмы. Виды взаимодействия аллельных генов. Примеры.

31. Прямое и непрямое взаимодействие генов. Виды взаимодействия неаллельных генов. Примеры.

32. Роль наследственности и среды в формировании патологически измененного фенотипа человека. Генные (молекулярные) заболевания. Болезни с наследственной предрасположенностью.

33. Сцепленное наследование. Группы сцепления. Кроссинговер. Кроссоверные хромосомы, гаметы, потомство. Определение расстояния между генами в хромосоме. Генетические карты хромосом.

34. Особенности человека как объекта генетических исследований. Методы изучения генетики человека. Генеалогический метод. Его использование для определения типа наследования признака.

35. Особенности человека как объекта генетических исследований. Методы изучения генетики человека. Близнецовый и популяционно-статистический метод.

36. Особенности человека как объекта генетических исследований. Методы изучения генетики человека. Метод дерматоглифики, метод генетики соматических клеток, цитогенетический метод, биохимический метод.

37. Пренатальная диагностика наследственных заболеваний. Медико-генетическое консультирование.

38. Роль наследственности и среды в формировании патологически измененного фенотипа человека. Хромосомные наследственные заболевания.

39. Закон Харди-Вайнберга как отражение динамического равновесия долей генотипов в генофонде популяции. Понятие элементарного эволюционного фактора и элементарного эволюционного явления.

40. Генная инженерия. Возможность и области практического применения. Создание трансгенных растений.

41. Генная инженерия. Основные принципы генно-инженерных технологий на примере прокариот. Рестриктационные эндонуклеазы и лигазы. Основные векторы рекомбинантных ДНК.

42. Генная инженерия. Возможности и области практического применения. Генно-инженерные продукты, используемые в медицине.

43. Генная инженерия. Возможности и области практического применения. Генные вакцины. Генотерапия.

44. Онтогенетический уровень организации жизни. Размножение. Его формы. Особенности гамет, отличающие их от соматических клеток. Морфологические и функциональные особенности яйцеклеток и сперматозоидов.

45. Гаметогенез. Спермато- и овогенез.

46. Мейоз-центральное событие гаметогенеза. Механизм образования гаплоидных гамет из диплоидных клеток.

47. Особенности сперматогенеза у мужчин. Особенности овогенеза у женщин.

48. Процесс оплодотворения у млекопитающих.

49. Онтогенез. Его этапы и периоды.

50. Эмбриогенез. Характеристика стадий эмбриогенеза. Критические периоды эмбриогенеза.

51. Провизорные органы. Их значение для обеспечения жизненно важных функций зародыша. Механизмы, обеспечивающие сложные преобразования зародыша в процессе эмбриогенеза.

52. Популяционно-видовой уровень организации жизни. Вид. Популяция, ее экологические и генетические характеристики.

53. Особенности человеческих популяций. Действие элементарных эволюционных факторов в популяциях людей (мутационный процесс, популяционные волны, изоляция).

54. Особенности человеческих популяций. Действие элементарных эволюционных факторов в популяциях людей (изоляция и дрейф генов, естественный отбор, миграция и поток генов).

55. Старость и старение. Смерть как биологическое явление.

56. Изменения органов и систем органов в процессе старения. Проявление старения на молекулярном, субклеточном и клеточном уровнях.

57. Гипотезы, объясняющие механизмы старения. Влияние на процессы старения условий и образа жизни.

58. Регенерация. Виды и способы регенерации наиболее распространенные у млекопитающих.

Примечание: Экзаменационный билет включает в себя два вопроса и одну ситуационную задачу по генетике.

Дата добавления: 2015-07-08