МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГАОУ ВО "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет"

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
ФГАОУ ВО "Новосибирский национальный
исследовательский государственный университет"
Факультет естественных наук
УТВЕРЖДАЮ
Декан ФЕН НГУ, профессор
_______________Резников В.А.
«29» августа 2014 г.
Рабочая программа дисциплины
Кариосиcтематика
Направление подготовки
Биология
Направление подготовки
06.03.01.Биология
Квалификация - академический бакалавр
Форма обучения - очная
Новосибирск 2014
Аннотация рабочей программы
Дисциплина «Кариосистематика» относится к вариативной части дисциплин по
выбору блока Б1 ООП по направлению подготовки «06.03.01 БИОЛОГИЯ» (квалификация
(степень) академический бакалавр). Дисциплина реализуется на факультете естественных
наук Национального исследовательского университета Новосибирский государственный
университет кафедрой цитологии и генетики ФЕН НГУ в 7 семестре 4 курса.
Содержание дисциплины охватывает круг вопросов, связанных с использованием
данных классической и молекулярной цитогенетики для решения проблем в области
филогенетики, зоологии, экологии, биогеографии и генетики.
Дисциплина нацелена на формирование общепрофессиональных компетенций
ОПК-3, ОПК-7, ОПК-10 выпускника.
Преподавание дисциплины предусматривает следующие формы организации
учебного процесса: 30 ч. лекции, самостоятельная работа студента — 32 ч., контроль СРС
- 10 часов.
Программой дисциплины предусмотрены следующие виды контроля: текущий
контроль успеваемости в форме контрольной работы и рубежный контроль в форме
экзамена.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы - 72
академических часа.
1. Цели освоения дисциплины
Курс «Кариосистематика» необходим для приобретения студентами-биологами
знаний в области современной цитогенетики и применения этих знаний в разных областях
биологии.
Для достижения поставленной цели выделяются задачи курса:
 представить информацию о последних достижениях в области молекулярной и
классической цитогенетики, необходимые для расширения биологического
кругозора;
 представить основные наиболее актуальные проблемы молекулярной цитогенетики
и возможность применения молекулярно-цитогенетических технологий в
различных областях биологии.
2. Место дисциплины в структуре ООП магистрата
Дисциплина «Кариосистематика» относится к вариативной части дисциплин по выбору
блока Б1 ООП по направлению подготовки «06.03.01 БИОЛОГИЯ» (квалификация (степень)
академический бакалавр).
Дисциплина «Кариосистематика» опирается на следующие дисциплины
бакалавриата:
 Клеточная биология (структура хромосом, мейоз);
 Генетика (хромосомные и геномные мутации, особенности наследования при
хромосомных перестройках);
 Экология (разнообразие приспособленности организмов);
 Зоология беспозвоночных и позвоночных (разнообразие животного мира,
систематика);
 Ботаника (разнообразие растительного мира, систематика);
 Эволюционная теория.
Результаты освоения дисциплины «Кариосистематика» используются при
выполнении и написании квалификационной работы по профилю.
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
«Кариосистематика»:
Общепрофессиональные компетенции:
 владением базовыми представлениями о разнообразии биологических объектов,
способностью понимать значение биоразнообразия для устойчивости биосферы,
способностью использовать методы наблюдения, описания, идентификации,
классификации, культивирования биологических объектов (ОПК-3);
 владением базовыми представлениями об основных закономерностях и
современных достижениях генетики и селекции, о геномике, протеомике (ОПК-7);
 способностью и готовностью вести дискуссию по социально-значимым проблемам
биологии и экологии (ОПК-14);
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
 иметь представление об общей организации кариотипов животных и растений;
 знать консервативные и вариабельные признаки хромосом;
 уметь применить полученные цитогенетические знания при решении вопросов
экологии популяций, биогеографии, эволюции геномов
4. Структура и содержание дисциплины
Структура дисциплины: лекции, 1 контрольная работа, самостоятельная работа студента.
Рубежный контроль - экзамен. Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные
единицы, 72 часа.
№
п/п
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1.15
Раздел дисциплины
Понятие кариотипа. Общие принципы
строения эукариотических хромосом.
Хромосомы в эволюции.
Консервативные и вариабельные
участки. Особенности строения
центромерных и теломерных районов в
разных таксонах.
Хромосомы млекопитающих.
Вариабельность кариотипов в разных
отрядах. Хромосомные патологии.
Особенности строения и эволюции
хромосом птиц, рептилий, амфибий и
рыб.
Особенности строения и эволюции
хромосом беспозвоночных.
Особенности строения и эволюции
хромосом растений.
Половые хромосомы. Происхождение
и эволюция. Определение пола.
Добавочные хромосомы.
Распространенность в разных таксонах
эукариот. Происхождение и
особенности строения.
Гетерохроматин. Особенности
состава и эволюции. Диминуция
гетерохроматина.
Интерфазная цитогенетика.
Хромосомные территории.
Политенные хромосомы.
Цитогенетические маркеры в
популяционной генетике.
Цитогенетика полиплоидов. Роль
полиплоидии в селекции растений.
Цитогенетика межвидовых гибридов.
Партеногенез и гибридогенез.
Динамика эволюции кариотипов.
Причины вариабельности в скоростях
эволюции. Горячие точки перестроек.
Анализ хромосом в мейозе.
Итого
Се
ме
ст
р
Н
Виды учебной
е
работы, включая
д самостоятельную
е работу студентов и
л
трудоемкость
я
(в часах)
с
е
м Л
е ек
с
т ци
р я
а
7
1
2
7
2
2
7
3
2
7
4
2
7
5
2
7
6
2
7
7
2
7
8
2
7
9
2
СРС
КСРС
1
1
1
1
7 10 2
7 11 2
Формы текущего
контроля
успеваемости
(по неделям
семестра)
Форма промежуточной
аттестации
(по семестрам)
1
5
контрольная
4
7 12 2
7 13 2
1
7 14 2
7
15 2
30
27
32
экзамен
10
5.
Образовательные технологии
Используется традиционная система лекций, текущий контроль осуществляется с
помощью контрольной работы.
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные
средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по
итогам освоения дисциплины.
Вопросы к контрольной и к экзамену

















Изменение содержания ядерной ДНК в эволюции живых организмов. Пределы
изменчивости содержания ДНК в таксонах различного ранга.
Геномные и хромосомные перестройки: полиплоидия, политения, дупликации и
делеции.
Неравный кроссинговер. За счет какой ДНК происходит изменение размеров
геномов?
Повторяющиеся и уникальные последовательности, их чередование в геноме.
Сателлитная ДНК. Функции последовательностей разной степени повторенности.
Изменения ДНК в процессе дивергенции видов. Консервативные и
дивергировавшие последовательности. Их использование в систематике.
Размеры генома и индивидуальное развитие организма. Мобильные элементы
генома. Возможности возникновения новых генов на основе “избыточной” ДНК.
Надмолекулярная организация геномов эукариотических организмов. Кариотип.
Классификация хромосом по морфологии. Вариации числа, размеров и
морфологии хромосом в различных группах животных и растений.
Современные методы кариологического анализа. Линейная дифференциация
хромосом (Q-, G- и C-полосы) как одна из важнейших характеристик кариотипа.
Гипотезы о механизмах дифференциального окрашивания хромосом.
Гетерохроматин. Добавочные элементы кариотипа: В-хромосомы и хромосомные
сегменты. Внутривидовой кариотипический полиморфизм. Его возможная
эволюционная роль. Диминуция хроматина.
Структурные перестройки хромосом и их роль в эволюции кариотипа. Пери- и
парацентрические инверсии, дупликации, делеции, транслокации, тандемные
хромосомные слияния и разделения хромосом.
Анализ хромосом в мейозе и его значение для цитогенетических исследований.
Направления и пути эволюции кариотипов в различных группах животных и
растений.
Строение теломерных районов хромосом. Причины высокой стабильности
теломерных участков. Лимит Хейфлика. Особенности строения теломеразы.
Теломерные повторы.
Строение и функции центромерных районов. Прицентромерный гетерохроматин.
Интерфазная цитогенетика. Что такое хромосомные территории? Уровни упаковки
хроматина. Виды хроматина.
Роль полиплоидизации в эволюции геномов эукариот. Молекулярные
свидетельства палеотетраплоидизации.
Половые хромосомы. Способы определения пола. Распространенность половых
хромосом в разных таксонах. Особенности эволюции половых хромосом.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
а) основная литература:
Жимулев И. Ф. Общая и молекулярная генетика. Сибирское университетское
издательство, 2003. – 479 с.
Коряков Д.Е, Жимулев И.Ф. Хромосомы. Структура и функции. Н: издательство СО
РАН, 2009
Смирнов В.Г. Цитогенетика. М.: Высшая школа, 1991. 247 с.
б) дополнительная литература
Бирнштейн В.Я. Цитогенетические и молекулярные аспекты эволюции позвоночных.
М.: Наука, 1987. 284 с.
Босток К., Самнер Э. Хромосома эукариотической клетки. М.: Мир, 1981. 598 с.
Молекулярные основы геносистематики. Под ред. А.С.Антонова. М.: Изд-во МГУ,
1980.
Оно С. Генетические механизмы прогрессивной эволюции. М.: Мир, 1973. 227 с.
Орлов В.Н., Булатова Н.Ш. Сравнительная цитогенетика и кариосистематика
млекопитающих. М.: Наука, 1983. 405 с.
Прокофьева-Бельговская А.А. Гетерохроматические районы хромосом. М.: Наука,
1986. 341 с.
Суонсон К., Мерц Т., Янг У. Цитогенетика. М.: Мир, 1969. 280 с.
Цитогенетика гибридов, мутаций и эволюция кариотипа. Под ред. В.В.Хвостовой.
Новосибирск: Наука, 1977.
Эволюция генома. Под ред. Г. Доувера и Р.Флейвелла. М.: Мир, 1986.
 Cioffi MB1, Liehr T, Trifonov V, Molina WF, Bertollo LA.Independent sex chromosome
evolution in lower vertebrates: a molecular cytogenetic overview in the Erythrinidae fish
family // Cytogenet Genome Res. 2013;141(2-3):186-94. doi: 10.1159/000354039. Epub
2013 Aug 6.
 Kosyakova
1
N , Trifonov V, Romanenko S, Mkrtchyan H, Graphodatsky A, Liehr
T.Murine multicolor banding // Tsitologiia. 2013;55(4):259-60.
Makunin AI, Dementyeva PV, Graphodatsky AS, Volobouev VT, Kukekova AV, Trifonov
VA. Genes on B chromosomes of vertebrates. // Mol Cytogenet. 2014 Dec 17;7(1):99. doi:
10.1186/s13039-014-0099-y. eCollection 2014.
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы:
подборка статей на электронных носителях
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
 Ноутбук, медиа-проектор, экран.
 Программное обеспечение для демонстрации слайд-презентаций.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом
рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению 06.03.01 «Биология».
Автор:
Трифонов Владимир Александрович,
канд. биол. наук, доцент КЦГ ФЕН НГУ,
зав. лаб. сравнительной геномики ИМКБ СО
РАН
Программа рассмотрена и одобрена на заседании кафедры цитологии и генетики ФЕН
НГУ
от « 29_» августа 2014 года, протокол № _4___
Секретарь кафедры к.б.н. ______________________ А.Д. Брошков