Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Свидетельство о публикации

Автоматическая выдача свидетельства о публикации в официальном СМИ сразу после добавления материала на сайт - Бесплатно

Добавить свой материал

За каждый опубликованный материал Вы получите бесплатное свидетельство о публикации от проекта «Инфоурок»

(Свидетельство о регистрации СМИ: Эл №ФС77-60625 от 20.01.2015)

Инфоурок / Биология / Рабочие программы / Рабочая программы элективного курса по биологии 10-11 кл
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 28 июня.

Подать заявку на курс
  • Биология

Рабочая программы элективного курса по биологии 10-11 кл

библиотека
материалов

Рабочая программа

элективного курса «Молекулярная генетика и генная инженерия»
для обучающихся 11 класса

МОБУ «СОШ №9»

Г. Оренбурга

(базовый уровень)


на 2014/2015 учебный год



Составитель:

Скопинцева Ю.В. ,

учитель биологии

высшей квалификационной категории









Содержание

  1. Пояснительная записка

  2. Требования к уровню подготовки учащихся

  3. Содержание программы

  4. Тематический план

  5. Календарно- тематическое планирование

  6. Литература

Рабочая программа элективного курса «Молекулярная генетика и генная инженерия»

Пояснительная записка

Рабочая программа составлена на основе Программы элективных курсов. Биология. 10-11 классы. Профильное обучение под редакцией В.И. Сивоглазова, В.В. Пасечника. Использована авторская программа элективного курса «Молекулярная генетика и генная инженерия» под редакцией В.В. Велькова. Предлагаемая программа 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.

Наибольшее внимание в курсе уделено:

  • принципам строения генов у прокариот и эукариот и механизмам их функционирования;

  • принципам и правилам конструирования трансгенных (или рекомбинантных, генетически модифицированных) организмов, имеющих заданные свойства;

  • основным методам и приемам генной инженерии;

  • проблемам, связанным с возможной экологической опасностью трансгенных организмов.

Большое внимание уделено сравнению кардинально различных принципов строения генов прокариот и эука­риот, а именно:

  • различной организации структурных генов (кодирую­щих белки и стабильные РНК) у микроорганизмов, рас­тений и животных;

  • принципиально разной организации регуляторных ге­нов прокариот и эукариот, регулирующих экспрессию ге­нетической информации;

  • строению регуляторных белков, взаимодействующих с регуляторными генами.

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.

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

Элективный курс «Молекулярная генетика и генная инженерия» рассчитан на 35 часов (1 час в неделю) в 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.

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:

  • строение различных классов генов прокариот и эукариот;

  • основные молекулярные механизмы репликации, ре­комбинации и репарации генов;

  • основные механизмы регуляции транскрипции генов и процессинга (сплайсинга) информационных РНК;

  • основные механизмы, обеспечивающие биосинтез белков (трансляцию);

  • важнейшие методы генной инженерии (выделение ге­нов, модификацию генов, сшивание генов, внесение чу­жеродных генов в реципиентные организмы);

  • принципы техники безопасности работ с трансгенны­ми организмами;

  • принципы оценки токсикологического и экологиче­ского риска при интродукции трансгенных организмов в окружающую среду (в особенности принципы оценки экологического риска трансгенных растений);

  • важнейшие принципы биоэтики, связанные с генной терапией, с клонированием эмбриональных стволовых клеток человека, с репродуктивным клонированием че­ловека.

Учащиеся должны уметь:

  • охарактеризовать основные принципы строения структурных и регуляторных генов и регуляторных бел­ков прокариот и эукариот;

  • объяснить молекулярные механизмы репликации, ре­парации и рекомбинации генов и принципы применения знания этих механизмов в генной инженерии;

  • охарактеризовать основные механизмы экспрессии ге­нов и применение этих механизмов в генно-инженерном конструировании;

  • составлять принципиальные схемы конструирования рекомбинантных ДНК, экспрессирующих чужеродные гены, и обосновать принципы такого конструирования;

  • охарактеризовать основные области практического применения трансгенных организмов.

По сравнению с авторской программой изменено количество часов в разделах:

  • Раздел 3. Механизмы репликации, репарации и рекомбинации ДНК – 9 часов вместо предусмотренных 8 часов.

  • Заключение – 2 часа вместо предусмотренного 1 часа.

Содержание курса

Общее количество часов - 34

Введение (2ч)

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 эукариотной хромосомы. Уровни организации эукариотной хромосомы. Эухроматин и гетерохроматин — активные и инертные области эукариотной хромосомы.

Демонстрация схем:

  • основные открытия в области молекулярной генетики;

  • этапы развития генной инженерии;

  • строение прокариотной и эукариотной клеток;

  • организация прокариотных и эукариотных хромосом.



Раздел 1. Строение структурных генов (4ч)

Что такое ген: от морфологического признака к мо­лекулярному механизму его формирования. Строение ДНК, РНК и белков. Центральный постулат молекуляр­ной биологии: ДНК — РНК — белок 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:

  • строение типичного прокариотного гена;

  • строение типичного эукариотного гена (экзоны и инт­роны);

  • конститутивный и альтернативный сплайсинг;

  • строение оперона;

  • строение мультигенного семейства;

  • механизм действия эндонуклеаз рестрикции;

  • методы выделения генов.

Раздел 2. Механизмы экспрессии генов (7 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 терминация 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 транскриптосомы. Генно-инженерные методы обеспечения экспрессии чужеродных генов, векторы для экспрессии.

Демонстрация схем:

  • ДНК-зависимые РНК-полимеразы прокариот и эука­риот, их функции;

  • строение регуляторных областей транскрипции у про­кариот и эукариот;

  • основные типы белков, регуляторов транскрипции у прокариот и эукариот;

  • механизм регуляции транскрипции эукариотных генов за счет ковалентной модификации нуклеосом;

  • строение и функционирование лактозного оперона;

  • сборка транскриптосомы и активация ДНК-зависи­мой РНК-полимеразы II;

  • векторы для экспрессии клонированных генов.

Раздел 3. Механизмы репликации, репарации и рекомбинации ДНК (9 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, sols -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 — ретротранспозоны. Связь между ретротранспозонами и ретровирусами. 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. Трансмиссибельные и конъюгативные плазмиды, их роль в эволю­ции микроорганизмов и в генной инженерии. Умеренные бактериофаги как векторы. Эукариотные вирусы в ген­ной инженеии эукариот. Проблемы структурной и репликативной стабильности рекомбинантных ДНК.


Демонстрация схем:

  • репликация ДНК;

  • векторы для автономной репликации чужеродных ге­нов;

  • репарация неправильно спаренных оснований;

  • эксцизионная репарация, применение репаративного синтеза ДНК в генной инженерии;

  • методы направленного внесения мутаций в ген, сайт- направленный мутагенез, принципы белковой инжене­рии;

  • гомологическая и сайт-специфическая рекомбинация;

  • векторы для адресованной интеграции клонирован­ных генов в хромосому;

  • транспозоны и механизм их транспозиции;

  • применение транспозонов в генной инженерии;

  • классы мобильных генетических элементов эукариот, механизмы их транспозиции;

  • применение ретротранспозонов и обратной транс­крипции в генной инженерии;

  • строение разных классов плазмид, бактериофагов и вирусов эукариот;

  • методы конструирования и применения векторов на основе плазмид и вирусов.

Раздел 4. Механизмы трансляции (4 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 высокоэф- фективную трансляцию чужеродных мРНК. Векторы для суперпродукции белков клонированных генов. Пробле­мы генной инженерии штаммов суперпродуцентов низ­комолекулярных соединений (аминокислот) — принци­пы метаболической инженерии.

Демонстрация схем:

  • строение рибосом прокариот и эукариот, рРНК, рибосомальных белков;

  • стадии трансляции у прокариот и эукариот;

  • строение лидерных зон прокариотных и эукариотных мРНК;

  • механизм регуляции транскрипции триптофанового оперона;

  • 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 (4 ч)

Методы введения рекомбинантных ДНК в реципиентные 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 транс- генных 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:

  • методы трансформации микроорганизмов, клеток рас­тений и клеток животных;

  • методы селекции трансформантов;

  • получение трансгенных растений и животных;

  • репродуктивное клонирование.

Раздел 6. Трансгенные организмы и проблемы обеспечения биобезопасности (2ч)

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, транс­генных 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:

  • основные типы рисков, связанных с применением трансгенных организмов;

  • принципы оценки рисков, связанные с интродукцией трансгенных организмов в окружающую среду.

Заключение (2ч)

Итоговая конференция «Молекулярная генетика и ген­ная инженерия в XXI веке».



Тематический план


п/п

Название темы

Количество часов

1.

Введение

2

2.

Строение структурных генов

4

3.

Механизмы экспрессии генов

7

4.

Механизмы репликации, репарации и рекомбинации ДНК

9

5.

Механизмы трансляции

4

6.

Методы получения трансгенных микроорганизмов, растений и животных

4

7.

Трансгенные организмы и проблемы обеспечения биобезопасности.

2

8.

Заключение

2


Итого:

34


Из них:


1 час - практическая работа

1час - контрольная работа


Рекомендуемая литература


  1. П.М Бородин, Л.В. Высоцкая, Г.М. Дымшиц и др. Биология (общая биология), учебник для 10 – 11 классов общеобразовательных учреждений; профильный уровень; 1 часть . – М.; Просвещение. - 2006.

  2. Г.М. Дымшиц, О.В. Саблина, Л.В. Высоцкая, П.М. Бородин. Общая биология: практикум для учащихся 10 – 11 кл. общеобразовательных учреждений; профильный уровень

  3. Ярыгина В.Н.Биология для поступающих в ВУЗы. М. “Высшая школа”1998. 475с.

  4. О.Б. Гигани. Общая биология, 9 – 11. таблицы, схемы. – М.; - Владос, - 2007

  5. Рувинский А.О., Высоцкая Л.В., Глаголев С.М. Общая биология: Учебник для 10-11 классов школ с углубленным изучением биологии. – М.: Просвещение, 1993. – 544с.

  6. Общая биология. 10-11 класс: учеб.дляобщеобразоват. учреждений / А.А.

Каменский, А.Е. Крискунов, В.В. Пасечник. – М.: Дрофа, 2005. – 367 с.

  1. С.Г. Мамонтов, В.Б. Захаров, Т.А. Козлова. Основы биологии (курс для .

самообразования). – М.; Просвещение, 1992

  1. Батуев А.С., Гуленкова М.А., Еленевский А.Г. и др. Биология: Большой справочник для школьников и поступающих в вузы. - М: Дрофа, 2004.10

  2. Каменский А.А. Биология: Полный курс общеобразовательной средней школы:

  3. Учебное пособие для школьников и абитуриентов - М: Экзамен, 2002. - 448 с.

  4. Жеребцова Е.Л. Биология в схемах и таблицах: Пособие для школьников и абитуриентов - СПб: Тригон, 2005. - 128 с. М: Дрофа, 2005. - 240 с.

  5. Лемеза Н.А., Камлюк Л.В., Лисов Л.Д. Биология в вопросах и ответах. - М.: Рольф. 1999. – 496с.




Multimedia – поддержка курса «общая биология»

  1. Открытая биология (версия 2,6). Физикон, 2006

  2. «Кирилл и Мефодий. 10 кл. Общая биология»

  3. «Кирилл и Мефодий. 11 кл. Общая биология»

  4. Основы общей биологии, 9 класс («1С:Образование», 2007)

  5. Биология, 10 класс («1С:Образование», 2008)

  6. Авторские цифровые образовательные ресурсы



Интернет-ресурсы

  1. http://www.eidos.ru – Эйдос-центр дистанционного образования

  2. http://www.km.ru/education - Учебные материалы и словари на сайте «Кирилл и Мефодий»

  3. http://school-collection.edu.ru/catalog/search - Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов

  4. http://window.edu.ru/window/ - единое окно доступа к образовательным ресурсам Интернет по биологии.

  5. http://www.vspu.ac.ru/deold/bio/bio.htm - Телекоммуникационные викторины по биологии - экологии на сервере Воронежского университета.

  6. http://chashniki1.narod.ru/uchutil45.htm - Каталог ссылок на образовательные ресурсы Интернета по разделу "Биология".

  7. Другие интернет- ресурсы на усмотрение учителя и обучающихся



Календарно-тематическое планирование элективного курса

«Молекулярная генетика и генная инженерия»



урока

Дата проведения

Названия разделов и тем уроков

Элементы содержания

Форма занятия

Домашнее задание

Введение (2 часа)

1.


Молекулярная генетика как наука.

Взаимо­связь молекулярной генетики и генной инженерии между собой и с другими науками. Основные открытия в области молекулярной генетики;

этапы развития генной инженерии;

строение прокариотной и эукариотной клеток;

организация прокариотных и эукариотных хромосом.


лекция

сообщения

2.


Генная инженерия.

лекция

повторение лекционного материала

Раздел 1. Строение структурных генов (4 часа)

3.


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

Строение типичного прокариотного гена;

строение типичного эукариотного гена (экзоны и инт­роны);

конститутивный и альтернативный сплайсинг;

строение оперона;

строение мультигенного семейства;

механизм действия эндонуклеаз рестрикции;

методы выделения генов.


Беседа с элементами лекции

Презентация с докладом

4.


Экзоны и интроны. Сплайсинг.

лекция

Работа со словарём

5.


Расположение генов. Пути преодоления несовместимости генов.

лекция


6.


Методы выделения генов.

лекция

повторение лекционного материала

Раздел 2. Механизмы экспрессии генов (7 часов)

7.


Молекулярные механизмы транскрипции.

ДНК-зависимые РНК-полимеразы прокариот и эука­риот, их функции;

строение регуляторных областей транскрипции у про­кариот и эукариот;

основные типы белков, регуляторов транскрипции у прокариот и эукариот;

механизм регуляции транскрипции эукариотных генов за счет ковалентной модификации нуклеосом;

строение и функционирование лактозного оперона;

сборка транскриптосомы и активация ДНК-зависи­мой РНК-полимеразы II;

векторы для экспрессии клонированных генов.


Беседа с элементами лекции


8.


Гены, контролирующие инициацию транскрипцию.

лекция

Презентация с докладом

9.


Белки – регуляторы транскрипции.

лекция


10


Типичные механизмы регуляции транскрипции у прокариот.

лекция


11.


Типичные механизмы регуляции транскрипции у эукариот.

лекция

повторение лекционного материала

12.


Генно-инженерные методы обеспечения экспрессии.

лекция

повторение лекционного материала

13.


Векторы для экспрессии клонированных генов.


лекция

повторение лекционного материала

Раздел 3. Механизмы репликации, репарации и рекомбинации ДНК (9часов)

14.


Полуконсервативный механизм репликации ДНК.

Репликация ДНК;

векторы для автономной репликации чужеродных ге­нов;

репарация неправильно спаренных оснований;

эксцизионная репарация, применение репаративного синтеза ДНК в генной инженерии;

методы направленного внесения мутаций в ген, сайт-направленный мутагенез, принципы белковой инжене­рии;

гомологическая и сайт-специфическая рекомбинация;

векторы для адресованной интеграции клонирован­ных генов в хромосому;

транспозоны и механизм их транспозиции;

применение транспозонов в генной инженерии;

классы мобильных генетических элементов эукариот, механизмы их транспозиции;

применение ретротранспозонов и обратной транс­крипции в генной инженерии;

строение разных классов плазмид, бактериофагов и вирусов эукариот;

методы конструирования и применения векторов на основе плазмид и вирусов.


лекция

сообщение с презентацией

15.


Обеспечение точности репликации ДНК и спонтанный мутагенез. Механизмы репарации.

лекция


16.


Основные принципы белковой инженерии.

лекция

Презентация с докладом

17.


Механизмы рекомбинации. Законная рекомбинация.

лекция


18.


Незаконная рекомбинация и мобильные генетические элементы прокариот и эукариот.

лекция

повторение лекционного материала

19.


Применение транспозонов в генной инженерии.

лекция

сообщение с презентацией

20.


Мобильные генетические элементы эукариот. Ретротранспозоны.

лекция


21.


Разные классы плазмид, бактериофагов и вирусов эукариот.

лекция

Презентация с докладом

22.


Проблемы стабильности ДНК.

Беседа с элементами лекции

повторение лекционного материала

Раздел 4. Механизмы трансляции ( 4 часа)

23.


Основные свойства генетического кода.

Строение рибосом прокариот и эукариот, рРНК, рибосомальных белков;

стадии трансляции у прокариот и эукариот;

строение лидерных зон прокариотных и эукариотных мРНК;

механизм регуляции транскрипции триптофанового оперона;

векторы для суперпродукции.


лекция

повторение лекционного материала

24.


Трансляция у прокариот и эукариот.

лекция

Презентация с докладом

25.


Проблемы генной инженерии штаммов аминокислот.

лекция

Работа над проектами

26.


Практическое занятие. Разработка и защита проектов конструирования рекомбинантных ДНК.

лекция


Раздел 5. Методы получения трансгенных микроорганизмов, растений и животных (4 часа)

27.


Трансформация микроорганизмов и методы селекции трансформатов.

Методы трансформации микроорганизмов, клеток рас­тений и клеток животных;

методы селекции трансформантов;

получение трансгенных растений и животных;

репродуктивное клонирование.


лекция

сообщение с презентацией

28.


Основные классы трансгенных микроорганизмов

лекция

Презентация с докладом

29.


Культура клеток растений и животных.

лекция

повторение лекционного материала

30.


Принципы и проблемы репрордуктивного клонирования

беседа


Раздел 6. Трансгенные организмы и проблемы обеспечения биобезопасности (2 часа)

31.


Потенциальные опасности, связанные с применением трансгенных организмов.

Основные типы рисков, связанных с применением трансгенных организмов;

принципы оценки рисков, связанные с интродукцией трансгенных организмов в окружающую среду.


лекция

повторение лекционного материала

32.


Отношение общества к трансгенной биотехнологии. Принципы биоэтики.

Урок-обсуждение

Подготовка к итоговой конференции

Заключение (2 часа)

33.


Итоговая конференция «Молекулярная генетика и генная инженерия в XXI веке»


Урок-конференция

Презентация с докладом

34.


Итоговое тестирование по курсу «Молекулярная генетика и генная инженерия».


Урок контроля знаний







Подайте заявку сейчас на любой интересующий Вас курс переподготовки, чтобы получить диплом со скидкой 50% уже осенью 2017 года.


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Краткое описание документа:

Рабочая программа

элективного курса «Молекулярная генетика и генная инженерия»
для обучающихся 11 класса

МОБУ «СОШ №9»

Г. Оренбурга

(базовый уровень)

на 2014/2015 учебный год

Составитель:

Скопинцева Ю.В. ,

учитель биологии

высшей квалификационной категории

Содержание

1.Пояснительная записка

2.Требования к уровню подготовки учащихся

3.Содержание программы

4.Тематический план

5.Календарно- тематическое планирование

6.Литература

Рабочая программа элективного курса «Молекулярная генетика и генная инженерия»

Пояснительная записка

Рабочая программа составлена на основе Программы элективных курсов. Биология. 10-11 классы. Профильное обучение под редакцией В.И. Сивоглазова, В.В. Пасечника. Использована авторская программа элективного курса «Молекулярная генетика и генная инженерия» под редакцией В.В. Велькова. Предлагаемая программа 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.

Наибольшее внимание в курсе уделено:

■принципам строения генов у прокариот и эукариот и механизмам их функционирования;

■принципам и правилам конструирования трансгенных (или рекомбинантных, генетически модифицированных) организмов, имеющих заданные свойства;

■основным методам и приемам генной инженерии;

■проблемам, связанным с возможной экологической опасностью трансгенных организмов.

Большое внимание уделено сравнению кардинально различных принципов строения генов прокариот и эука­риот, а именно:

■различной организации структурных генов (кодирую­щих белки и стабильные РНК) у микроорганизмов, рас­тений и животных;

■принципиально разной организации регуляторных ге­нов прокариот и эукариот, регулирующих экспрессию ге­нетической информации;

■строению регуляторных белков, взаимодействующих с регуляторными генами.

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.

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

Элективный курс «Молекулярная генетика и генная инженерия» рассчитан на 35 часов (1 час в неделю) в 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.

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:

■строение различных классов генов прокариот и эукариот;

■основные молекулярные механизмы репликации, ре­комбинации и репарации генов;

■основные механизмы регуляции транскрипции генов и процессинга (сплайсинга) информационных РНК;

■основные механизмы, обеспечивающие биосинтез белков (трансляцию);

■важнейшие методы генной инженерии (выделение ге­нов, модификацию генов, сшивание генов, внесение чу­жеродных генов в реципиентные организмы);

■принципы техники безопасности работ с трансгенны­ми организмами;

■принципы оценки токсикологического и экологиче­ского риска при интродукции трансгенных организмов в окружающую среду (в особенности принципы оценки экологического риска трансгенных растений);

■важнейшие принципы биоэтики, связанные с генной терапией, с клонированием эмбриональных стволовых клеток человека, с репродуктивным клонированием че­ловека.

Учащиеся должны уметь:

■охарактеризовать основные принципы строения структурных и регуляторных генов и регуляторных бел­ков прокариот и эукариот;

■объяснить молекулярные механизмы репликации, ре­парации и рекомбинации генов и принципы применения знания этих механизмов в генной инженерии;

■охарактеризовать основные механизмы экспрессии ге­нов и применение этих механизмов в генно-инженерном конструировании;

■составлять принципиальные схемы конструирования рекомбинантных ДНК, экспрессирующих чужеродные гены, и обосновать принципы такого конструирования;

■охарактеризовать основные области практического применения трансгенных организмов.

По сравнению с авторской программой изменено количество часов в разделах:

§Раздел 3. Механизмы репликации, репарации и рекомбинации ДНК – 9 часов вместо предусмотренных 8 часов.

§Заключение – 2 часа вместо предусмотренного 1 часа.

Содержание курса

Общее количество часов - 34

Введение (2ч)

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 эукариотной хромосомы. Уровни организации эукариотной хромосомы. Эухроматин и гетерохроматин — активные и инертные области эукариотной хромосомы.

Демонстрациясхем:

■основные открытия в области молекулярной генетики;

■этапы развития генной инженерии;

■строение прокариотной и эукариотной клеток;

■организация прокариотных и эукариотных хромосом.

Раздел 1. Строение структурных генов (4ч)

Что такое ген: от морфологического признака к мо­лекулярному механизму его формирования. Строение ДНК, РНК и белков. Центральный постулат молекуляр­ной биологии: ДНК — РНК — белок 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:

■строение типичного прокариотного гена;

■строение типичного эукариотного гена (экзоны и инт­роны);

■конститутивный и альтернативный сплайсинг;

■строение оперона;

■строение мультигенного семейства;

■механизм действия эндонуклеаз рестрикции;

■методы выделения генов.

Раздел 2. Механизмы экспрессии генов (7 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 терминация 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 транскриптосомы. Генно-инженерные методы обеспечения экспрессии чужеродных генов, векторы для экспрессии.

Демонстрация схем:

■ДНК-зависимые РНК-полимеразы прокариот и эука­риот, их функции;

■строение регуляторных областей транскрипции у про­кариот и эукариот;

■основные типы белков, регуляторов транскрипции у прокариот и эукариот;

■механизм регуляции транскрипции эукариотных генов за счет ковалентной модификации нуклеосом;

■строение и функционирование лактозного оперона;

■сборка транскриптосомы и активация ДНК-зависи­мой РНК-полимеразы II;

■векторы для экспрессии клонированных генов.

Раздел 3. Механизмы репликации, репарации и рекомбинации ДНК (9 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, sols -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 — ретротранспозоны. Связь между ретротранспозонами и ретровирусами. 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. Трансмиссибельные и конъюгативные плазмиды, их роль в эволю­ции микроорганизмов и в генной инженерии. Умеренные бактериофаги как векторы. Эукариотные вирусы в ген­ной инженеии эукариот. Проблемы структурной и репликативной стабильности рекомбинантных ДНК.

Демонстрациясхем:

■репликация ДНК;

■векторы для автономной репликации чужеродных ге­нов;

■репарация неправильно спаренных оснований;

■эксцизионная репарация, применение репаративного синтеза ДНК в генной инженерии;

■методы направленного внесения мутаций в ген, сайт- направленный мутагенез, принципы белковой инжене­рии;

■гомологическая и сайт-специфическая рекомбинация;

■векторы для адресованной интеграции клонирован­ных генов в хромосому;

■транспозоны и механизм их транспозиции;

■применение транспозонов в генной инженерии;

■классы мобильных генетических элементов эукариот, механизмы их транспозиции;

■применение ретротранспозонов и обратной транс­крипции в генной инженерии;

■строение разных классов плазмид, бактериофагов и вирусов эукариот;

■методы конструирования и применения векторов на основе плазмид и вирусов.

Раздел 4. Механизмы трансляции (4 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 высокоэф- фективную трансляцию чужеродных мРНК. Векторы для суперпродукции белков клонированных генов. Пробле­мы генной инженерии штаммов суперпродуцентов низ­комолекулярных соединений (аминокислот) — принци­пы метаболической инженерии.

Демонстрациясхем:

■строение рибосом прокариот и эукариот, рРНК, рибосомальных белков;

■стадии трансляции у прокариот и эукариот;

■строение лидерных зон прокариотных и эукариотных мРНК;

■механизм регуляции транскрипции триптофанового оперона;

■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 (4 ч)

Методы введения рекомбинантных ДНК в реципиентные 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 транс- генных животных: с повышенной продукцией биомассы, трансгенные животные как биореакторы для получения ценных белков.

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

Демонстрациясхем:

■методы трансформации микроорганизмов, клеток рас­тений и клеток животных;

■методы селекции трансформантов;

■получение трансгенных растений и животных;

■репродуктивное клонирование.

Раздел 6. Трансгенные организмы и проблемы обеспечения биобезопасности (2ч)

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, транс­генных растений) в окружающую среду и принципы их оценки. Государственное регулирование промышленного применения трансгенных организмов. Отношение обще­ства к трансгенной биотехнологии. Принципы биоэтики при генной терапии.

Демонстрациясхем:

■основные типы рисков, связанных с применением трансгенных организмов;

■принципы оценки рисков, связанные с интродукцией трансгенных организмов в окружающую среду.

Заключение (2ч)

Итоговая конференция «Молекулярная генетика и ген­ная инженерия в XXI веке».

Тематический план

№ п/п

Название темы

Количество часов

1.

Введение

2

2.

Строение структурных генов

4

3.

Механизмы экспрессии генов

7

4.

Механизмы репликации, репарации и рекомбинации ДНК

9

5.

Механизмы трансляции

4

6.

Методы получения трансгенных микроорганизмов, растений и животных

4

7.

Трансгенные организмы и проблемы обеспечения биобезопасности.

2

8.

Заключение

2

Итого:

34

Из них:

1 час - практическая работа

1час - контрольная работа

Рекомендуемая литература

  • 1.П.М Бородин, Л.В. Высоцкая, Г.М. Дымшиц и др. Биология (общая биология), учебник для 10 – 11 классов общеобразовательных учреждений; профильный уровень; 1 часть . – М.; Просвещение. - 2006.
  • 2.Г.М. Дымшиц, О.В. Саблина, Л.В. Высоцкая, П.М. Бородин. Общая биология: практикум для учащихся 10 – 11 кл. общеобразовательных учреждений; профильный уровень
  • 3.Ярыгина В.Н.Биология для поступающих в ВУЗы. М. “Высшая школа”1998. 475с.
  • 4.О.Б. Гигани. Общая биология, 9 – 11. таблицы, схемы. – М.; - Владос, - 2007
  • 5.Рувинский А.О., Высоцкая Л.В., Глаголев С.М. Общая биология: Учебник для 10-11 классов школ с углубленным изучением биологии. – М.: Просвещение, 1993. – 544с.
  • 6.Общая биология. 10-11 класс: учеб.дляобщеобразоват. учреждений / А.А.
  • Каменский, А.Е. Крискунов, В.В. Пасечник. – М.: Дрофа, 2005. – 367 с.
  • 7.С.Г. Мамонтов, В.Б. Захаров, Т.А. Козлова. Основы биологии (курс для .
  • самообразования). – М.; Просвещение, 1992
  • 8.Батуев А.С., Гуленкова М.А., Еленевский А.Г. и др. Биология: Большой справочник для школьников и поступающих в вузы. - М: Дрофа, 2004.10
  • 9.Каменский А.А. Биология: Полный курс общеобразовательной средней школы:
  • 10.Учебное пособие для школьников и абитуриентов - М: Экзамен, 2002. - 448 с.
  • 11.Жеребцова Е.Л. Биология в схемах и таблицах: Пособие для школьников и абитуриентов - СПб: Тригон, 2005. - 128 с. М: Дрофа, 2005. - 240 с.
  • 12.Лемеза Н.А., Камлюк Л.В., Лисов Л.Д. Биология в вопросах и ответах. - М.: Рольф. 1999. – 496с.

Multimedia – поддержка курса «общая биология»

1.Открытая биология (версия 2,6). Физикон, 2006

2.«Кирилл и Мефодий. 10 кл. Общая биология»

3.«Кирилл и Мефодий. 11 кл. Общая биология»

4.Основы общей биологии, 9 класс («1С:Образование», 2007)

5.Биология, 10 класс («1С:Образование», 2008)

  • 6.Авторские цифровые образовательные ресурсы

Интернет-ресурсы

  • 1.http://www.eidos.ru – Эйдос-центр дистанционного образования
  • 2.http://www.km.ru/education - Учебные материалы и словари на сайте «Кирилл и Мефодий»
  • 3.http://school-collection.edu.ru/catalog/search - Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов
  • 4.http://window.edu.ru/window/ - единое окно доступа к образовательным ресурсам Интернет по биологии.
  • 5.http://www.vspu.ac.ru/deold/bio/bio.htm - Телекоммуникационные викторины по биологии - экологии на сервере Воронежского университета.
  • 6.http://chashniki1.narod.ru/uchutil45.htm - Каталог ссылок на образовательные ресурсы Интернета по разделу "Биология".
  • 7.Другие интернет- ресурсы на усмотрение учителя и обучающихся

Календарно-тематическое планирование элективного курса

«Молекулярная генетика и генная инженерия»

№ урока

Дата проведения

Названия разделов и тем уроков

Элементы содержания

Форма занятия

Домашнее задание

Введение (2 часа)

1.

Молекулярная генетика как наука.

Взаимо­связь молекулярной генетики и генной инженерии между собой и с другими науками. Основные открытия в области молекулярной генетики;

этапы развития генной инженерии;

строение прокариотной и эукариотной клеток;

организация прокариотных и эукариотных хромосом.

лекция

сообщения

2.

Генная инженерия.

лекция

повторение лекционного материала

Раздел 1. Строение структурных генов (4 часа)

3.

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

Строение типичного прокариотного гена;

строение типичного эукариотного гена (экзоны и инт­роны);

конститутивный и альтернативный сплайсинг;

строение оперона;

строение мультигенного семейства;

механизм действия эндонуклеаз рестрикции;

методы выделения генов.

Беседа с элементами лекции

Презентация с докладом

4.

Экзоны и интроны. Сплайсинг.

лекция

Работа со словарём

5.

Расположение генов. Пути преодоления несовместимости генов.

лекция

6.

Методы выделения генов.

лекция

повторение лекционного материала

Раздел 2. Механизмы экспрессии генов (7 часов)

7.

Молекулярные механизмы транскрипции.

ДНК-зависимые РНК-полимеразы прокариот и эука­риот, их функции;

строение регуляторных областей транскрипции у про­кариот и эукариот;

основные типы белков, регуляторов транскрипции у прокариот и эукариот;

механизм регуляции транскрипции эукариотных генов за счет ковалентной модификации нуклеосом;

строение и функционирование лактозного оперона;

сборка транскриптосомы и активация ДНК-зависи­мой РНК-полимеразы II;

векторы для экспрессии клонированных генов.

Беседа с элементами лекции

8.

Гены, контролирующие инициацию транскрипцию.

лекция

Презентация с докладом

9.

Белки – регуляторы транскрипции.

лекция

10

Типичные механизмы регуляции транскрипции у прокариот.

лекция

11.

Типичные механизмы регуляции транскрипции у эукариот.

лекция

повторение лекционного материала

12.

Генно-инженерные методы обеспечения экспрессии.

лекция

повторение лекционного материала

13.

Векторы для экспрессии клонированных генов.

лекция

повторение лекционного материала

Раздел 3. Механизмы репликации, репарации и рекомбинации ДНК (9часов)

14.

Полуконсервативный механизм репликации ДНК.

Репликация ДНК;

векторы для автономной репликации чужеродных ге­нов;

репарация неправильно спаренных оснований;

эксцизионная репарация, применение репаративного синтеза ДНК в генной инженерии;

методы направленного внесения мутаций в ген, сайт-направленный мутагенез, принципы белковой инжене­рии;

гомологическая и сайт-специфическая рекомбинация;

векторы для адресованной интеграции клонирован­ных генов в хромосому;

транспозоны и механизм их транспозиции;

применение транспозонов в генной инженерии;

классы мобильных генетических элементов эукариот, механизмы их транспозиции;

применение ретротранспозонов и обратной транс­крипции в генной инженерии;

строение разных классов плазмид, бактериофагов и вирусов эукариот;

методы конструирования и применения векторов на основе плазмид и вирусов.

лекция

сообщение с презентацией

15.

Обеспечение точности репликации ДНК и спонтанный мутагенез. Механизмы репарации.

лекция

16.

Основные принципы белковой инженерии.

лекция

Презентация с докладом

17.

Механизмы рекомбинации. Законная рекомбинация.

лекция

18.

Незаконная рекомбинация и мобильные генетические элементы прокариот и эукариот.

лекция

повторение лекционного материала

19.

Применение транспозонов в генной инженерии.

лекция

сообщение с презентацией

20.

Мобильные генетические элементы эукариот. Ретротранспозоны.

лекция

21.

Разные классы плазмид, бактериофагов и вирусов эукариот.

лекция

Презентация с докладом

22.

Проблемы стабильности ДНК.

Беседа с элементами лекции

повторение лекционного материала

Раздел 4. Механизмы трансляции ( 4 часа)

23.

Основные свойства генетического кода.

Строение рибосом прокариот и эукариот, рРНК, рибосомальных белков;

стадии трансляции у прокариот и эукариот;

строение лидерных зон прокариотных и эукариотных мРНК;

механизм регуляции транскрипции триптофанового оперона;

векторы для суперпродукции.

лекция

повторение лекционного материала

24.

Трансляция у прокариот и эукариот.

лекция

Презентация с докладом

25.

Проблемы генной инженерии штаммов аминокислот.

лекция

Работа над проектами

26.

Практическое занятие. Разработка и защита проектов конструирования рекомбинантных ДНК.

лекция

Раздел 5. Методы получения трансгенных микроорганизмов, растений и животных (4 часа)

27.

Трансформация микроорганизмов и методы селекции трансформатов.

Методы трансформации микроорганизмов, клеток рас­тений и клеток животных;

методы селекции трансформантов;

получение трансгенных растений и животных;

репродуктивное клонирование.

лекция

сообщение с презентацией

28.

Основные классы трансгенных микроорганизмов

лекция

Презентация с докладом

29.

Культура клеток растений и животных.

лекция

повторение лекционного материала

30.

Принципы и проблемы репрордуктивного клонирования

беседа

Раздел 6. Трансгенные организмы и проблемы обеспечения биобезопасности (2 часа)

31.

Потенциальные опасности, связанные с применением трансгенных организмов.

Основные типы рисков, связанных с применением трансгенных организмов;

принципы оценки рисков, связанные с интродукцией трансгенных организмов в окружающую среду.

лекция

повторение лекционного материала

32.

Отношение общества к трансгенной биотехнологии. Принципы биоэтики.

Урок-обсуждение

Подготовка к итоговой конференции

Заключение (2 часа)

33.

Итоговая конференция «Молекулярная генетика и генная инженерия в XXI веке»

Урок-конференция

Презентация с докладом

34.

Итоговое тестирование по курсу «Молекулярная генетика и генная инженерия».

Урок контроля знаний


Автор
Дата добавления 16.05.2015
Раздел Биология
Подраздел Рабочие программы
Просмотров488
Номер материала 285385
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх