РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА ЭКОЛОГИИ И ГЕНЕТИКИ
И.В. Пак
БИОЛОГИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ И
ПРОБЛЕМА СОХРАНЕНИЯ ГЕНОФОНДОВ
Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная программа
для студентов очной формы обучения по специальности
«Биоэкология»
Тюменский государственный университет, 2008
Пак И.В. Биологическое разнообразие и проблема сохранения генофондов:
Рабочая учебная программа для студентов 4 курса
специальности
«Биоэкология».
Тюмень:
Издательство
Тюменского
государственного
университета. 2008.
Рабочая учебная программа предназначена для студентов 4 курса
специальности «Биоэкология». Содержит пояснительную записку, тематический
план, содержание дисциплины, темы рефератов, контрольные вопросы, список
рекомендуемой литературы, перечень средств материально-технического
обеспечения дисциплины. Рассчитана на 18 аудиторных часов.
Рекомендована к печати Учебно-методической комиссией биологического
факультета. Утверждена проректором по учебной работе Тюменского
государственного университета.
АВТОР: зав. каф.экологии и генетики, д.б.н. Пак Ирина Владимировна
2
1. Пояснительная записка
Проблема сохранения биологического разнообразия на всех
уровнях
–
становится
от
популяционно-генетического
все
более
антропогенным
актуальной
воздействием
в
на
до
связи
экосистемного
с
–
усиливающимся
биосферу.
Снижение
биоразнообразия относится к важнейшим проблемам, так как утрата
его имеет серьезнейшие экономические, эстетические и моральные
последствия и представляет прямую угрозу для существования
человека как вида.
Целью курса является ознакомление магистрантов с современными
представлениями об уровнях биологического разнообразия, его
динамике и значении, подходах к рассмотрению проблемы и путях ее
решения.
Дисциплина
предназначена
для
студентов,
обучающихся
по
специальности – «Биоэкология».
2. Тематический план изучения дисциплины
№ Наименование
п/п темы
1.
Постановка
Количество часов
Лекции
Самостоятельная
работа студентов
4
Форма
контроля
Контр.раб.
вопроса о
проблеме
биологического
разнообразия
2.
Уровни
6
6
Контр.раб.
4
6
Реферат
биологического
разнообразия
3.
Понятие
генофонда, его
устойчивости
3
4.
Пути сохранения
и
восстановления
БР
ИТОГО:
4
6
Реферат
18
18
экзамен
3. Содержание дисциплины
Постановка вопроса о биологическом разнообразии
Общее представление о биологическом разнообразии (БР).
Состав и уровни БР. Категории БР. Проявление БР. Развитие
представление о БР(начало в 40гг. и до наших дней). Подходы к
изучению
БР:
популяционный,
популяционно-генетический
и
экосистемный.
Уровни БР
Генетическое разнообразие (ГР). Параметры ГР: генные частоты
и их изменчивость; частоты генотипов; уровень гетерозиготности,
полиморфности. Мономорфизм и полиморфизм, их значение в
эволюционном
количественным
процессе.
признакам.
Внутривидовое
Популяционные
разнообразие
системы
и
по
их
структурные компоненты. Динамика генетического разнообразия в
панмиктических и подразделенных популяциях. Проблема адаптивной
нормы и оптимума генетического разнообразия. Факторы, влияющие
на ГР: рекомбинация, мутации, разные формы отбора, дрейф генов,
миграции.
Видовое разнообразие (ВР).
Индексы видового разнообразия.
Разнообразие живой природы России. Факторы, влияющие на ВР:
продуктивность, пространственная неоднородность, изменчивость
климата, суровость среды, возраст местообитания и др. Разнообразие
агросферы.
4
Экосистемное разнообразие (ЭР). Разнообразие экосистем.
Методы
изучения
ЭР.
Связь
разнообразия
экосистем
с
их
устойчивостью.
Понятие генофонда, его устойчивости.
Динамика
внутривидового
мониторинга.
Динамика
самовоспроизводящихся
природной
среды.
в
ГР.
ГР
Понятие
генетического
популяционных
условиях
нормально
Генетический
систем,
колеблющейся
мониторинг
природных
популяционных систем, испытывающих антропогенные воздействия.
Генетический мониторинг сельскохозяйственных популяций. Динамика
ГР популяций человека.
Пути восстановления БР
Реинтродукция,
ресурсов
видов.
рекультивация,
Способы
сохранение
сохранения
генетических
генетических
ресурсов:
консервация in sity и ex sity. Консервация in sity: роль заповедников и
ботанических садов в сохранении фаунистического и флористического
разнообразия; создание генофондных коллекций – основа сохранения
разнообразия
сельскохозяйственных
животных
и
растений.
Консервация ex sity: криоконсервирование различных носителей
наследственной
информации;
ДНК-технология,
использование
методов молекулярной биологии для сохранения БР.
Основные
направления
международной
деятельности
по
сохранению БР.
4.Проверка знаний
4.1. Самостоятельная работа студентов
Контрольная работа № 1.
1.Популяционный подход в изучении биологического разнообразия.
2.Экосистемный подход в изучении биологического разнообразия.
5
Контрольная работа № 2.
1.Параметры генетического разнообразия: частоты генов и генотипов.
2.Полиморфность и гетерозиготность.
3.Индексы видового разнообразия.
4.Факторы, влияющие на видовое разнообразие
4.2. Темы рефератов
1. Методы расчета показателей генетического разнообразия.
2. Методы определения показателей видового разнообразия.
3. Популяционно-генетический уровень БР.
4. Динамика генетического разнообразия.
4.3. Контрольные вопросы к экзамену
1.Общие представления о БР. Проблема БР.
2.Состав и уровни БР.
3.Категории БР.
4.Популяционный подход к изучению БР.
5.Экосистемный подход к изучению БР.
6.Генетическое разнообразие. Параметры ГР: частоты генов и
генотипов.
7.Суммарные показатели ГР: гетерозиготность и полиморфность.
8.Полиморфизм и мономорфизм, их значение в эволюционном
процессе.
9.Внутривидовое разнообразие по количественным признакам.
10.Популяционные системы и их структурные компоненты.
11.Динамика ГР в панмиктических популяциях.
12.Динамика ГР в подразделенных популяциях.
13.Динамика ГР популяционных систем, самовоспроизводящихся в
условиях нормально колеблющейся природной среды.
14.Факторы, влияющие на ГР: рекомбинации.
6
15.Факторы, влияющие на ГР: мутации.
16.Факторы, влияющие на ГР: дрейф генов, миграции.
17.Факторы, влияющие на ГР: отбор.
18.Генетический мониторинг природных систем, испытывающих
антропогенные воздействия: влияние промысла.
19.Генетический мониторинг природных систем, испытывающих
антропогенные
воздействия:
влияние
искусственного
воспроизводства.
20.Понятие генофонда. Устойчивость генофонда.
21.Генетический мониторинг сельскохозяйственных популяций.
22.Видовое разнообразие.
23.Влияние продуктивности на ВР.
24.Влияние суровости среды и пространственной неоднородности на
ВР.
25.Влияние возраста сообщества и климатических колебаний на ВР.
26.Видовое разнообразие животных и растений России.
27.Разнообразие агросферы.
28.БР, его кризисы.
29.Экосистемное разнообразие.
30.Влияние абиотических факторов на ЭР.
31.Роль заповедников в сохранении БР.
32.Одомашнивание животных как один из способов сохранения
генофондов.
33.Роль зоопарков и ботанических садов в сохранении БР.
34.Сохранение БР в питомниках и городских биогеоценозах.
35.Сохранение БР в лабораториях и вивариях.
36.Криоконсервация сперматозоидов.
37.Криоконсервация яйцеклеток, зародышей.
38.Замораживание соматических клеток.
7
39.Лиофилизация
и
другие
способы
сохранения
генетической
информации.
40.Длительность хранения замороженных клеток.
5.Учебно-методическое обеспечение дисциплины
5.1. Рекомендуемая литература
Основная:
1.Гиляров А.М. Популяционная экология. М.:МГУ. 1990. 186 с.
Основы
2.Р.Б.Примак
сохранения
биоразнообразия.
М.:изд-во
НУМЦ.2002 (Эл.вариант)
3.Флинт В.Е.,Смирнова О.В.,Мелехова О.П. и др. Восстановление и
сохранение биоразнообразия. М.:изд-во НУМЦ.2002 (Эл.вариант)
4.Кавтарадзе Д.Н., Овсянников А.А., Олескин А.В. и др. Социальноэкономические и правовые основы сохранения биоразнообразия.
М.:изд-во НУМЦ.2002 (Эл.вариант)
5.Пак
И.В.
Комплексная
морфогенетическая
оценка
состояния
природных популяций рыб. Учебное пособие .Гриф УМО. Тюмень:
Тюм. ГУ, 2005.
6.Пак И.В., Цой Р.М. Экология Тюменской области. Учебное пособие.
Тюмень: ТюмГУ. 2008.
Дополнительная
1.Алтухов
Ю.П.
Генетика
популяций
и
сохранение
биоразнообразия//Природа.1995. №1. С. 32-43.
3.Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд К. Экология: особи, популяции и
сообщества. М.:Мир. 1989. Т.1-2.
4.Солбриг О., Солбриг Д. Популяционная биология и эволюция.
М.:Мир. 1982. 354 с.
5.Никаноров А.М., Хоружая Т.А. Экология. М. 1999. 293 с.
6.Алтухов
Ю.П.,
биохимическое
Корочкин
Л.И.,
разнообразие
Рычков
в
Ю.Г.
процессах
Наследственное
эволюции
и
индивидуального развития//Генетика. 1996. Т. 32. № 11. С. 1450-1473.
8
7.Гиляров
А.М.
Мнимые
и
действительные
проблемы
биоразнообразия//Успехи современной биологии. Т. 116. Вып. 4. С.
493-505.
8.Исаев
А.С..
Носова
разнообразие
лесов
Л.М.,
России
Пузаченко
–
Ю.Г.
Биологическое
предложения
к
программе
действий//Сибирский экологический журнал. № 6. 1997. С. 545-552.
9.Галат В.В.. Ротт Н.Н.. Межжевикина Л.М. Работы лаборатории
биофизики клетки Института теоретической и экспериментальной
биофизики по использованию методов криоконсервации и биологии
развития для сохранения биоразнообразия//Онтогенез. Т.29. № 1.
1998. С. 66-69
10.Глазко
В.И.
Биоразнообразие
агросферы
и
меры
по
его
сохранению//Сельскохозяйственная биология. № 2. 1998. С.3-17.
11.Соколов В.Е.. Стриганова Б.Р. Изучение разнообразия животного
населения в зональных климатических градиентах с использованием
трансектного метода//Известия РАН. Серия биологическая. № 4. 1998.
С. 422-427.
5.2.Средства и материально-техническое обеспечение лекций
Дисциплина
обеспечена
компьютерными
презентациями,
составленными автором, видеофильмами. На факультете имеется
для
проведения
занятий
3
мультимедийные
аудитории,
есть
специализированные лаборатории: центр микроскопии (№ 408),
оснащенный электронным микроскопом LSM 510-мета, фазовоконтрастным микроскопом Axioimager А1; лаборатория молекулярной
генетики
(№
лаборатория
приборами
309),
оснащенная
популяционной
для
хроматографом
генетики
(№
проведения электрофореза
111),
ВСЖХ,
ПЦР;
оснащенная
и цитогенетических
исследований.
9
Приложение
2. Тематический план изучения дисциплины (ОЗО)
№ Наименование
п/п темы
1.
Постановка
Количество часов
Лекции
Самостоятельная
работа студентов
1
6
Форма
контроля
Контр.раб.
вопроса о
проблеме
биологического
разнообразия
2.
Уровни
2
10
Контр.раб.
1
10
Реферат
2
10
Реферат
36
экзамен
биологического
разнообразия
3.
Понятие
генофонда, его
устойчивости
4.
Пути сохранения
и
восстановления
БР
ИТОГО:
6
10