Podstawy genetyki populacji SYLABUS A. Informacje ogólne

Transkrypt

1 Podstawy genetyki populacji A. Informacje ogólne Elementy sylabusu Nazwa jednostki prowadzącej kierunek Nazwa kierunku studiów Poziom kształcenia Profil studiów Forma studiów Kod Rodzaj Rok studiów /semestr Wymagania wstępne Liczba godzin zajęć dydaktycznych z podziałem na formy prowadzenia zajęć Założenia i cele Metody dydaktyczne oraz ogólna forma zaliczenia Uniwersytet w Białymstoku, Wydział Biologiczno-Chemiczny, Instytut Biologii biologia studia pierwszego stopnia ogólnoakademicki Stacjonarne przedmiot obowiązkowy, moduł specjalnościowy III rok / I semestr Student powinien zaliczyć genetykę 0200-BS1-3GEN wykład 15 godz., laboratorium 15 godz. Celem jest zapoznanie studentów z procesami ewolucyjnymi kształtującymi zmienność genetyczną w populacjach. Studenci poznają metody badania i opisu zmienności genetycznej naturalnych populacji. W trakcie realizacji studenci dowiadują się jakie są sposoby utrzymywania zmienności w populacjach i jakie są różnice pomiędzy funkcjonowaniem dużych populacji i małych, w pofragmentowanych środowiskach. Metody dydaktyczne: wykład, dyskusja, konsultacje, wykonywanie doświadczeń według instrukcji podczas zajęć laboratoryjnych, analiza wyników. Formy zaliczenia : zaliczenie na ocenę laboratoriów, egzamin Efekty kształcenia i 1. Student identyfikuje procesy ewolucyjne, które wpływają na wzorzec zmienności genetycznej w populacjach 2. Student opisuje różnice w ewolucji populacji dużych i populacji małych funkcjonujących w pofragmentowanych siedliskach 3. Student nabiera praktycznej umiejętności zastosowania wybranych metod opisu zmienności genetycznej w populacjach 4. Student charakteryzuje metody badania i opisu zmienności genetycznej w naturalnych populacjach 5. Student jest przekonany o konieczności aktualizowania swojej wiedzy ze względu na gwałtowny rozwój wszystkich dziedzin genetycznych 6. Student samodzielnie lub zespołowo rozwiązuje problemy genetyczne oraz wykazuje dbałość o bezpieczeństwo pracy w laboratorium i świadomość poszanowania pracy własnej, innych osób oraz powierzonego sprzętu Odniesienie do kierunkowych efektów kształcenia K_W01, K_W07, K_W09, K_U06 K_W07, K_U11 K_U01, K_U09, K_U15 K_U07, K_U04 K_K05, K_U07, K_U11 K_U16, K_K05, K_K06, K_K09 Punkty ECTS 3 Bilans nakładu pracy studenta ii Wskaźniki ilościowe Ogólny nakład pracy studenta: 75 godz. w tym: udział w wykładach: 15 godz.; udział w zajęciach pozawykładowych: 15 godz.; przygotowanie się do zajęć, zaliczeń, egzaminów: 41,3 godz.; udział w konsultacjach, zaliczeniach, egzaminie: 3,8 godz. Nakład pracy studenta związany z zajęciami iii : Liczba godzin Punkty ECTS wymagającymi bezpośredniego udziału nauczyciela 33,8 1,4 o charakterze praktycznym 60,0 2,4 Data opracowania: Koordynator : dr hab. Agata Banaszek

2 Elementy składowe sylabusu Nazwa B. Informacje szczegółowe Podstawy genetyka populacji Kod Nazwa kierunku Nazwa jednostki prowadzącej kierunek Rok studiów/ semestr Liczba godzin zajęć dydaktycznych oraz forma prowadzenia zajęć Prowadzący Biologia, studia I stopnia Wydział Biologiczno-Chemiczny UwB, Instytut Biologii III rok/ I semestr 15 godz., wykład dr hab. Agata Banaszek Treści merytoryczne : 1. Charakterystyka zmienności genetycznej. Podstawowe parametry opisujące zmienność genetyczną i procesy ewolucyjne w populacjach frekwencje alleli, średnia liczba allleli, średnia heterozygotyczność obserwowana i oczekiwana, równowaga Hardy ego-weinberga, wskaźnik inbredu, nierównowaga sprzężeniowa. 2. Badanie zmienności genetycznej metody pomiaru. Elektroforeza białek i metody analizy DNA najczęściej wykorzystywane w genetyce populacji sekwencjonowanie DNA, analiza mikrosatelit, AFLP, RFLP. Cechy ilościowe, analiza statystyczna, wpływ doboru naturalnego i sztucznego na cechy ilościowe. Zasoby zmienności genetycznej w naturalnych populacjach. 3. Ewolucja w dużych populacjach. Dobór naturalny, adaptacje, migracje i mutacje. Hipoteza Czerwonej Królowej konieczność ewoluowania. Równowaga mutacyjno-selekcyjna i obciążenie genetyczne. Równowaga migracyjno-selekcyjna i zmienność klinowa. 4. Ewolucja w małych populacjach dryf genetyczny. Porównanie czynników ewolucji w dużych i małych populacjach. Efekty populacyjnych bottlenecków. Efektywna wielkość populacji. Mała efektywność selekcji w małych populacjach. Współdziałanie dryfu i doboru. Zegar molekularny. 5. Utrzymywanie zmienności w małych i dużych populacjach. Działanie mutacji, migracji, zdarzeń przypadkowych i selekcji kierunkowej. Działanie selekcji zrównoważonej polimorfizm zrównoważony. Wyższość przystosowawcza heterozygot, dobór apostatyczny, zróżnicowanie nacisków selekcji w czasie i przestrzeni. Teoria mutacji neutralnych i prawie neutralnych. Zasoby zmienności u gatunków o różnej ploidalności i systemach rozrodu. 6. Migracyjność zależna od płci. Metody ustalania różnic w migracyjności testy przypisania, różnice w Fst w obrębie płci, analiza markerów o różnych typie dziedziczenia 7. Inbred i depresja inbredowa. Genetyczne konsekwencje inbredu u gatunków outbredowych. Oczyszczanie puli genowej. Regeneracja po depresji inbredowej. 8. Przepływ genów, fragmentacja środowiska i populacji. Statystyka F. Model izolacji przez dystans. Efekt Wahlunda. Efekty kształcenia wraz ze sposobem ich weryfikacji Efekty kształcenia: 1. Student identyfikuje procesy ewolucyjne, które wpływają na wzorzec zmienności genetycznej w populacjach 2. Student opisuje różnice w ewolucji populacji dużych i populacji małych funkcjonujących w pofragmentowanych

3 Forma i warunki zaliczenia Wykaz literatury podstawowej i uzupełniającej siedliskach 3. Student charakteryzuje metody badania i opisu zmienności genetycznej w naturalnych populacjach 4. Student jest przekonany o konieczności aktualizowania swojej wiedzy ze względu na gwałtowny rozwój wszystkich dziedzin genetycznych Sposoby weryfikacji: 1. Egzamin pisemny podsumowujący przedmiot (krótkie pytania otwarte, pytania zamknięte) 1. Pozytywna ocena z egzaminu pisemnego Literatura podstawowa: 1. Hartl DL i Clark AG Podstawy genetyki populacyjnej 2. Avise: Markery molekularne, historia naturalna i ewolucja. WUW Freeland J. Ekologia molekularna. PWN 2008 Literatura uzupełniająca: 1. Frankham et al Conservation Genetics. Oxford University Press. 2. Brown. Genomy. PWN Wybrane artykuły z Molecular Ecology. podpis osoby składającej sylabus i zakładanych efektów kształcenia w zakresie wiedzy, umiejętności i kompetencji społecznych, z uwzględnieniem form zajęć. Uwzględnia się tylko efekty możliwe do sprawdzenia (mierzalne / weryfikowalne). ii Przykładowe rodzaje aktywności: udział w wykładach, ćwiczeniach, przygotowanie do zajęć, udział w konsultacjach, realizacja zadań projektowych, pisanie eseju, przygotowanie do egzaminu. Liczba godzin nakładu pracy studenta powinna być zgodna z przypisanymi do tego punktami ECTS wg przelicznika : 1 ECTS h. iii Zajęcia wymagające bezpośredniego udziału nauczyciela są to tzw. godziny kontaktowe (również te nieujęte w rozkładzie zajęć, np. konsultacje lub zaliczenia/egzaminy). Suma punktów ECTS obu nakładów może być większa od ogólnej liczby punktów ECTS przypisanej temu przedmiotowi.

4 Elementy składowe sylabusu Nazwa C. Informacje szczegółowe Podstawy genetyki populacji Kod Nazwa kierunku Nazwa jednostki prowadzącej kierunek Rok studiów/ semestr Liczba godzin zajęć dydaktycznych oraz forma prowadzenia zajęć Prowadzący Treści merytoryczne : Efekty kształcenia wraz ze sposobem ich weryfikacji Forma i warunki zaliczenia biologia, studia pierwszego stopnia Wydział Biologiczno-Chemiczny UwB, Instytut Biologii III rok/i semestr 15 godz., laboratoria dr hab.agata Banaszek, dr hab. Katarzyna Jadwiszczak, dr Ewa Oleńska 1. struktury genetycznej populacji na podstawie zmienności cech morfologicznych. Ubarwienie kotów. Trudności w opisie struktury genetycznej na podstawie cech z dominacją zupełną 2. Obliczanie frekwencji alleli i frekwencji genotypów w cechach kodominujących z dwoma i większą liczbą alleli 3. Hybrydyzacja pomiędzy jeleniem szlachetnym a jeleniem sika. Obliczanie frekwencji alleli i genotypów na podstawie żeli PCR-RFLP 4. Równowaga genetyczna populacji - prawo Hardy ego- Weinberga i założenia do prawa. Wykorzystanie prawa Hardy ego-weinberga do obliczenia frekwencji genotypów w cechach z dominacją zupełną. Symulacja działania prawa Hardy ego-weinberga eksperyment I: populacja w stanie równowagi 5. Prawo Hardy ego-weinberga cd. Wykorzystanie testu Chi-kwadrat do oceny równowagi genetycznej populacji. Symulacja działania prawa Hardy ego-weinberga eksperyment II: populacja ewoluująca pod naciskiem selekcji 6. Zastosowanie prawa Hardy ego-weinberga profile genetyczne w kryminalistyce. 7. Obliczanie średniej heterozygotyczności, miar oceniających liczbę alleli w locus i współczynnika inbredu Efekty kształcenia: 1. Student nabiera praktycznej umiejętności zastosowania wybranych metod opisu zmienności genetycznej w populacjach 2. Student charakteryzuje metody badania i opisu zmienności genetycznej w naturalnych populacjach 3. Student samodzielnie lub zespołowo rozwiązuje problemy genetyczne oraz wykazuje dbałość o bezpieczeństwo pracy w laboratorium i świadomość poszanowania pracy własnej, innych osób oraz powierzonego sprzętu Sposoby weryfikacji: 1. Sprawdzian pisemny z zadań genetycznych 2. Bieżąca ocena pracy zespołowej podczas analizy uzyskanych w trakcie zajęć wyników. 3. Kontrola rozwiązania zadań i problemów na każdych zajęciach 1. Obecność na zajęciach 2. Pozytywna ocena pracy studenta podczas zajęć. 3. Pozytywna ocena zaliczenia kolokwium pisemnego

5 Wykaz literatury podstawowej i uzupełniającej Literatura podstawowa: 1. Krzanowska H., Łomnicki A, Rafiński J., Wprowadzenie do genetyki populacji. PWN. 2. Genepop on the Web. Literatura uzupełniająca: 1. Avise: Markery molekularne, historia naturalna i ewolucja. WUW podpis osoby składającej sylabus