KARTA PRZEDMIOTU. Metoda sprawdzenia efektu kształcenia Ocena umiejętności zastosowania wiedzy teoretycznej

Transkrypt

1 KARTA PRZEDMIOTU (pieczęć wydziału) 1. Nazwa przedmiotu: Genetyka populacyjna 2. Kod przedmiotu: 3. Karta przedmiotu ważna od roku akademickiego: 2012/ Forma kształcenia: studia pierwszego stopnia studia drugiego stopnia 1 5. Forma studiów: studia stacjonarne, niestacjonarne (wieczorowe/zaoczne) 1 6. Kierunek studiów: Biotechnologia (SYMBOL WYDZIAŁU) RIE 7. Profil studiów: ogólnoakademicki, praktyczny 1 8. Specjalność: Biotechnologia w Ochronie Środowiska 9. Semestr: Jednostka prowadząca przedmiot: Katedra Biotechnologii Środowiskowej (RIE-8) 11. Prowadzący przedmiot: dr Monika Czarnecka 12. Przynależność do grupy przedmiotów: Przedmioty wspólne przedmioty specjalnościowe inne Status przedmiotu: obowiązkowy wybieralny inny Język prowadzenia zajęć: polski 15. Przedmioty wprowadzające oraz wymagania wstępne: WIEDZA: Genetyka ogólna i biologia molekularna (budowa DNA, budowa chromosomu, genom, mejoza, rekombinacja, prawa dziedziczenia Mendla), Ekologia (populacja, adaptacje, interakcje osobnik-środowisko), Ewolucjonizm (dobór naturalny, specjacja) UMIEJĘTNOŚCI: samodzielne wyszukanie i przygotowanie materiałów informacyjnych, przygotowanie argumentów i prowadzenie dyskusji na zadany temat, praca w grupie 16. Cel przedmiotu: C1. Utrwalenie wiedzy z zakresu genetyki ogólnej i molekularnej. C2. Zaznajomienie studentów z metodami badań genetyki populacyjnej. C3. Zapoznanie się z różnymi mechanizmami dziedziczenia cech w populacji. C4. Poznanie najważniejszych czynników naruszających równowagę genetyczną w populacji. C5. Uświadomienie relacji i wpływu różnych czynników zewnątrzpopulacyjnych, środowiskowych i antropogenicznych na różnorodność genetyczną gatunków. C6. Poznanie konkretnych zastosowań genetyki populacyjnej w hodowli zwierząt, uprawie roślin, biotechnologii, profilaktyce medycznej i ochronie przyrody. 17. Efekty kształcenia: Nr 1. Opis efektu kształcenia Student, który zaliczył przedmiot: ma uporządkowaną i pogłębioną wiedzę z zakresu biologii, biologii molekularnej i biometrii, dotyczącą budowy i funkcjonowania genomu 2. szczegółowo opisuje i wyjaśnia mechanizmy dziedziczenia na poziomie osobnika, populacji i gatunku Metoda sprawdzenia efektu kształcenia Ocena zastosowania wiedzy teoretycznej w rozwiązywaniu zadań problemowych i w dyskusji prowadzącego, sprawdziany pisemne) Ćwiczenia - rozwiązywanie zadań, pytania Forma prowadzenia zajęć Ćwiczenia audytoryjne Odniesienie do efektów dla kierunku studiów K_W01 K_W03

2 ma wiedzę dotyczącą zagadnień z zakresu genetyki populacyjnej potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych oraz innych źródeł, integrować je, dokonywać ich interpretacji oraz wyciągać wnioski i wyczerpująco uzasadniać opinie; korzysta z informacji źródłowych w języku angielskim (artykuły specjalistyczne, grafiki internetowe), prowadzi analizy, syntezy, podsumowania i poprawne, wyczerpujące wnioskowania wskazuje podstawowe czynniki genetyczne (wewnątrzpopulacyjne i międzypopulacyjne) oraz środowiskowe odpowiedzialne za wymieranie gatunków. potrafi wykazać wpływ działalności człowieka na bioróżnorodność w aspekcie zmian w ekosystemach oraz charakteryzuje bioróżnorodność terenów w zależności od działalności człowieka Prawidłowo identyfikuje i rozstrzyga dylematy związane z wykonywaniem zawodu (granice etyczne genetyki problemowe, analiza przyczyn i skutków (odpowiedzi ustne, sprawdziany pisemne, wykonanie zadań praktycznych) Odpowiedzi ustne, aktywny udział w dyskusjach, wykonanie zadań praktycznych samodzielne i w grupach, pisemne kolokwium zaliczeniowe (zawierające pytania problemowe i zadania) Ocena samodzielnego przygotowania studenta do zajęć, formułowania argumentów w dyskusji, a także wykorzystywanie materiałów źródłowych do wykonania zadań praktycznych w trakcie zajęć prowadzącego, ocena pracy pisemnej) Ocena zadań praktycznych (sporządzanie map, wykresów i tabel) Ocena pracy pisemnej, ocena wyciągania wniosków i formułowania argumentów w dyskusji prowadzącego) Ocena zdefiniowania Ćwiczenia audytoryjne (z samodzielnym przygotowaniem do zajęć) Ćwiczenia - na przykładach metod badawczych i zastosowań genetyki populacyjnej ( analiza przypadków) przykładów, samodzielne sporządzenie syntetycznej tabeli z wykorzystaniem artykułów i tekstów źródłowych tworzenie zestawień przykładów, analiza przypadków przykładów analiza K_W10 K_U01 K_U02 K_U23 K_U23 K_K04

3 8. hodowlanej, inżynieria genetyczna szanse i zagrożenia, choroby genetyczne człowieka) ma świadomość ważności i zrozumienie pozatechnicznych aspektów i skutków działalności inżynierskiej, w tym jej wpływu na środowisko, i związanej z tym odpowiedzialności za podejmowane decyzje problemu, samodzielnej analizy przypadków i uzasadnienia wyboru prowadzącego) Ocena odpowiedzi na pytania ustne wymagające zajęcia stanowiska lub podjęcia decyzji przypadków dyskusje dotyczące kontrowersyjnych projektów i ich wpływu na różnorodność genetyczną (zapory, melioracje, rolnictwo, wprowadzanie obcych gatunków, GMO itp.) K_K Formy zajęć dydaktycznych i ich wymiar (liczba godzin) W. 15h Ćw. 15h L.- P.- Sem Treści kształcenia: wykłady: 1. Zakres badań genetyki populacyjnej. 2. Informacja genetyczna. Podstawy zasad dziedziczenia. 3. Zmienność w populacjach naturalnych. Populacja mendlowska, kojarzenie losowe, panmiksja. Kojarzenie nienaturalne - mieszańce międzygatunkowe. Zmienność, fenotyp, plastyczność fenotypowa. Przyczyny i kryteria zmienności cech. Zmienność dziedziczna i niedziedziczna. Zmiany ontogenetycz Mimetyzm i mimikra. 4. Zmienność środowiskowa. Fenokopia. Czynniki środowiskowe wywołujące zmienność. Wpływ temperatury (zjawisko cyklomorfozy). Norma reakcji. Cechy skanalizowane rozwojowo i cechy plastycz Efekty matczy 5 Zmienność dziedziczna. Zmienność nieciągła - grupy krwi AB0 i Rh. Zmienność ciągła (cechy merystyczne i poligenowe - ilościowe, wariancja, rozkład normalny - krzywa Gaussa, odziedziczalność). Inne rodzaje zmienności (addytywna, dominacyjna, epistatyczna). Zmienność stopnia ekspresji genu. Penetracja. Stopień ekspresji (ekspresywność, stopień przejawiania się). Transgresja. Miary zmienności - statystyka. 6. Prawo Hardy'ego-Weinberga (Prawo równowagi genetycznej). Populacja panmiktyczna. Frekwencja genotypów i genów. Korelacje między cechami. Plejotropia. Dziedziczenie umaszczenia. Dymorfizm płciowy. 7. Mechanizmy dziedziczenia cech. Cechy jakościowe (współdziałanie alleliczne i niealleliczne). Cechy warunkowane jedną parą alleli (dominowanie całkowite, niezupełne, kodominowanie, naddominowanie). II PRAWO MENDLA (prawo niezależnego dziedziczenia się cech). Dziedziczenie cech sprzężonych (crossing over, podwójny crossing over, krzyżówki trzypunktowe). Mapowanie genów. Mapowanie genetyczne i fizycz Gen sklonowany. Zastosowanie mapowania genomu człowieka. Nierównowaga gametyczna. 8. Inne mechanizmy dziedziczenia cech. Supergeny. Nielosowe układy alleli w gametach. Geny o dużym efekcie. Cechy sprzężone z płcią. Choroby sprzężone z płcią. Cechy związane z płcią. Współdziałanie genów z różnych loci (komplementarność, epistaza, geny modyfikujące, sumujące działanie genów poligeny). 9. Czynniki naruszające równowagę genetyczną. Polimorfizm genetyczny populacji.

4 MUTACJE genowe, - choroby. Mutacje chromosomowe. Mutacje genomowe. Aberracje chromosomowe choroby. Mutacje częstość allelu. MIGRACJE (przepływ genów). Tempo migracji. Równowagowa częstość genu. DRYF GENETYCZNY. Zegar molekularny ewolucji. Migracje Homo sapiens (Koncepcja pożegnania z Afryką, efekt wąskiego gardła - Hipoteza wulkanicznej zimy ). 10. Dlaczego rozmnażamy się płciowo? Rozród bezpłciowy i płciowy. Hermafrodyta. Roślina jednopienna i dwupienna. Rozród bezpłciowy : partenogeneza. Pomnażanie. Rozród płciowy: mejoza. Kojarzenie osobników w populacji: losowe (panmiksja), nielosowe selektywne dodatnie, selektywne ujem O wyższości płciowości (koszty i zyski). Hipotezy o powstaniu i utrzymywaniu się płciowości. Znaczenie pasożytnictwa. Koncepcja czerwonej królowej. Efekt podwiezienia. Mejoza jako mechanizm naprawy DNA. Przemiana pokoleń u roślin i u zwierząt. Różne rodzaje rozmnażania płciowego. Ewolucyjnie stabilny stosunek płci 1:1. Strategia ewolucyjnie stabilna (ESS). Nie zawsze 1:1 (kompensacja lokalnego zaburzenia, efekt matczyny itp.) Wsobność (Inbred, inbreeding, chów wsobny, endogamia). Depresja inbredowa. 11. Dobór naturalny. Czynniki kształtujące częstość genów w populacji. Dobór fenotypowy. Dobór naturalny i adaptacja. Jak powstają adaptacje? Radiacja adaptacyjna. Dobór naturalny, dobór płciowy. Handicap. Dobór i cechy (funkcje) skorelowa Nie dobór grupowy, tylko dobór krewniaczy. Współczynnik pokrewieństwa. Inne rodzaje doboru (antagonistyczny, międzydemowy, oczyszczający, pozytywny, równoważący). 12. KOLOKWIUM zaliczeniowe (pisemne, zawierające pytania problemowe i zadania) Ćwiczenia: 1. Adaptacje (przykłady u roślin i zwierząt). [zadania realizowane w grupach] 2. Rozwiązywanie zadań genetycznych. 3. Zmienność w populacji. Zmienność środowiskowa. Zmienność genetyczna (mutacyjna i rekombinacyjna). Inwersja genów. Koadaptacja tworzenie grup genów zwiększających dostosowanie. Supergeny. Epistaza. Zmienność między populacjami zmienność geograficzna (Reguła Bergmanna). Ekotyp. Dyskusja dotycząca kontrowersyjnych projektów i ich wpływu na różnorodność genetyczną (zapory, melioracje, rolnictwo, wprowadzanie obcych gatunków, GMO itp.) [zadania problemowe i dyskusja] 4. Genetyka populacyjna w ochronie przyrody. Definiowanie gatunku na podstawie danych molekularnych genetyczne kody identyfikacyj Mieszańce międzygatunkowe. Wielkość populacji, zmienność genetyczna i inbred. Depresja inbredowa. Samozapłodnienie. Genetyczny ratunek zagrożonych gatunków. Depresja outbredowa. Rozród w niewoli. Banki różnorodności genetycznej. 5. Gatunki zagrożone przyczyny ekologiczne, genetyczne i antropogeniczne zagrożeń wybranych gatunków zwierząt. [sprawdzian pisemny samodzielne sporządzenie zestawienia tabelarycznego na podstawie materiałów dydaktycznych] 6. Dryf genetyczny i przepływ genów między populacjami. Zastosowanie genetyki populacyjnej w wyjaśnianiu mechanizmów ewolucyjnych. [zadania problemowe i dyskusja] 7. Genetyka populacyjna człowieka. Sposób dziedziczenia chorób, ryzyko wystąpienia chorób. Adaptacje genetyczne charakterystyczne dla człowieka. Pochodzenie człowieka. [dyskusja na podstawie artykułów i informacji przygotowanych przez studentów] 20. Egzamin: tak nie Literatura podstawowa: 1. Hartl D.L., Clark A.G. 2009: Podstawy genetyki populacyjnej. Wyd. UW, Warszawa 2. Freeland J.R. 2008: Ekologia molekularna. Wyd. Nauk PWN, Warszawa 3.Charon K.M., Świtoński M.2009 : Genetyka zwierząt, Wyd. Nauk. PWN, W-wa 4. Krzanowska H., Łomnicki A., Rafiński J., Szarski H., Szymura J.M : Zarys

5 mechanizmów ewolucji. PWN, W-wa 5. Futuyama D.J. 2008: Ewolucja. Wyd. UW, Warszawa 6. Krzanowska H., Łomnicki A, Rafiński J : Wprowadzenie do genetyki populacji. PWN, W-wa 7. Winter P.C., Hickey G.I., Fletcher H.L.2000: Genetyka krótkie wykłady, PWN, W-wa 8. Brown T. A.2009: Genomy, Wyd. Nauk. PWN, W-wa 9. Nowicki B., Kosowska B. 1995: Genetyka i podstawy hodowli zwierząt. Podręcznik dla studentów wydziałów zootechnicznych. PWRiL, Warszawa 10. Maciejowski J., Zięba J.1982: Genetyka i Metody Hodowlane, PWN W-wa 22. Literatura uzupełniająca: 1.Sadakierska-Chudy A., Dąbrowska G., Goc A. 2004: Genetyka ogólna. Skrypt do ćwiczeń dla studentów biologii. Wyd. UMK, Toruń 2. Piątkowska B., Goc A., Dąbrowska G. 1998: Zbiór zadań i pytań z genetyki. Część I Genetyka ogólna. Wyd. UMK, Toruń [z odpowiedziami] 3. Orzeszko-Rywka A., Rochalska M. 2007: Przewodnik do ćwiczeń z genetyki, Wyd. SGGW, Warszawa 4. Samborska-Ciania A., Przyborowski J.A. 2006: Materiały do ćwiczeń z genetyki. Wyd. Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego, Olsztyn 5. Wolański N. 2006: Ekologia człowieka. Podstawy ochrony środowiska i zdrowia człowieka. t.2: Ewolucja i dostosowanie biokulturowe. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa [ewolucja Homo sapiens, zmienność genetyczna i fenotypowa] 6. Krebs J.R., Davies N.B. 2001: Wprowadzenie do ekologii behawioralnej. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa [ekologia populacji, dobór naturalny, adaptacje] 23. Nakład pracy studenta potrzebny do osiągnięcia efektów kształcenia: Lp. Forma zajęć Liczba godzin kontaktowych/ pracy studenta 1 Wykład 15/15 2 Ćwiczenia audytoryjne 15/15 3 Laboratorium -/- 4 Projekt -/- 5 Seminarium -/- 6 Inne 1/- Suma godzin 31/ Suma wszystkich godzin: Liczba punktów ECTS: Liczba punktów ECTS uzyskanych na zajęciach z bezpośrednim udziałem nauczyciela akademickiego: Liczba punktów ECTS uzyskanych na zajęciach o charakterze praktycznym (laboratoria, projekty): Uwagi: Prezentacje z wykładów, instrukcje przygotowania się do ćwiczeń, tematy kolejnych zajęć, terminy i miejsce zajęć są na stronie: Zatwierdzono:. (data i podpis prowadzącego) (data i podpis kierownika katedry)