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: 25.09.2015 Koordynator : dr hab. Agata Banaszek
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
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. 2009. Podstawy genetyki populacyjnej 2. Avise: Markery molekularne, historia naturalna i ewolucja. WUW 2008 3. Freeland J. Ekologia molekularna. PWN 2008 Literatura uzupełniająca: 1. Frankham et al. 2002. Conservation Genetics. Oxford University Press. 2. Brown. Genomy. PWN 2012 3. 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 25 30 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.
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
Wykaz literatury podstawowej i uzupełniającej Literatura podstawowa: 1. Krzanowska H., Łomnicki A, Rafiński J., 1982. Wprowadzenie do genetyki populacji. PWN. 2. Genepop on the Web. http://genepop.curtin.edu.au/ Literatura uzupełniająca: 1. Avise: Markery molekularne, historia naturalna i ewolucja. WUW 2008. podpis osoby składającej sylabus