Методические указания к самостоятельной работе студентов По дисциплине: Молекулярная биология для специальностей 020201. 65 «Биология»




Скачать 374.01 Kb.
НазваниеМетодические указания к самостоятельной работе студентов По дисциплине: Молекулярная биология для специальностей 020201. 65 «Биология»
страница1/3
Дата14.12.2012
Размер374.01 Kb.
ТипМетодические указания
  1   2   3



ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ПО РЫБОЛОВСТВУ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»


Кафедра микробиологии






Методические указания
к самостоятельной работе студентов


По дисциплине: Молекулярная биология


для специальностей 020201.65 «Биология»; 020803.65 «Биоэкология»; 020209.65 «Микробиология»


Форма обучения: очная


Мурманск

2008


Составитель – Елена Викторовна Макаревич, канд. биолог. наук, доцент кафедры микробиологии Мурманского государственного технического университета


Методические указания к самостоятельной работе рассмотрены и одобрены на заседании кафедры-разработчика «____»_________________2008 г., протокол № _____.


Рецензент – Ольга Юрьевна Богданова, канд. биол. наук, доцент кафедры микробиологии Мурманского государственного технического университета


ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Общие организационно-методические указания…………..………………….….......4

2. Тематический план……………………... …………………………….…………..……6

3. Список рекомендуемой литературы……………………………………………...…..11

4.Содержание программы и методические указания к изучению тем дисциплины……...……………………………………………………………………… .12



  1. ОБЩИЕ ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ


Настоящие методические указания составлены в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования, утвержденным Министерством образования РФ 10 марта 2000 г. Методические указания предназначены для студентов биологического факультета очной формы обучения для изучения дисциплины «Молекулярная биология» по специальностям 020201.65 «Биология», 020803.65 «Биоэкология», 020209.65 «Микробиология».


Требования ГОС ВПО к обязательному минимуму содержания дисциплины «Молекулярная биология» для специальностей 020201.65 «Биология», 020803.65 «Биоэкология», 020209.65 «Микробиология». Структура и свойства белков, нуклеиновых кислот, липидов, углеводов, пути биосинтеза макромолекул, их биологическая роль, энергетика клеток растений и животных, структура и функции биомембран, обмен веществ как единая система; регуляция обмена веществ в клетке.

Учебный курс «Молекулярная биология» позволяет студентам получить необходимые знания в области фундаментальных основ молекулярной биологии, в частности о структуре и свойствах белков, нуклеиновых кислот, липидов, углеводов, о путях биосинтеза макромолекул, их биологической роли; об обмене веществ как единой системе, а также получить системные знания о принципах и способах взаимодействия и взаимной регуляции молекулярных механизмов функционирования живой клетки в составе многоклеточного организма; строении и работы биологических молекулярных систем и практического применения молекулярно-биологических знаний.

Целью дисциплины является подготовка биологов, биоэкологов и микробиологов в соответствии с квалификационными характеристиками специалистов и рабочими учебными планами специальностей 020201.65 «Биология», 020803.65 «Биоэкология», 020209.65 «Микробиология».


Задача дисциплины – дать студентам необходимый уровень теоретических и практических знаний в области фундаментальных основ молекулярной биологии.

Биологи, биоэкологи и микробиологи по специальностям 020201.65 «Биология», 020803.65 «Биоэкология», 020209.65 «Микробиология» должны знать:


  • молекулярные основы организации и функционирования живых систем;

  • строение, свойства и функции биологических макромолекул;

  • структурную и химическую организацию клетки и клеточных органелл, молекулярные механизмы клеточных функций;

  • локализацию, структуру, свойства нуклеиновых кислот;

  • молекулярную биологию гена и геном, молекулярные механизмы реализации генотипа в фенотип и дифференцировки клеток;

  • молекулярные механизмы клеточной энергетики;

  • организацию клеточных мембран и молекулярные механизмы внутриклеточного транспорта;

  • молекулярные механизмы воспроизводства клетки и регуляции времени ее жизни, клеточный цикл и его регуляция, некроз и апоптоз;

  • процессы интеграции клетки в многоклеточный организм;

  • механизмы межклеточной коммуникации;

  • механизмы образования рака;



уметь:

  • использовать методы физико-химического анализа и аналитической биохимии для решения задач молекулярной биологии;

  • применять методы препаративного выделения и исследования биологически значимых молекул и надмолекулярных клеточных структур;

  • использовать современные методы выделения генов;

  • применять методы молекулярной биологии клетки в целях клинической диагностики;

  • применять методы математического моделирования и расчетной биологии;



понимать процессы взаимодействия и взаимной регуляции молекулярных механизмов функционирования живой клетки в составе многоклеточного организма;

приобрести навыки практического применения теоретических молекулярно-биологических знаний в области фундаментальной и прикладной биологии.

Место дисциплины в профессиональной подготовке студента

Дисциплина «Молекулярная биология» обеспечивает необходимый уровень теоретических и практических знаний в области молекулярных основ организации и функционирования живых систем, химической организации клетки и клеточных структур, молекулярных механизмах регуляции клеточного метаболизма, воспроизводства клетки и регуляции времени ее жизни, молекулярной биоэнергетики, молекулярных механизмов возникновения заболеваний человека и их диагностики, практического применения молекулярно-биологических знаний.

Как профессиональная учебная дисциплина, носящая междисциплинарный характер, «Молекулярная биология» связана с составляющими современных биологических знаний - общей биологией, цитологией и гистологией, биохимией, биоэнергетикой, энзимологией, микробиологией, иммунологией, генетикой.

Для изучения дисциплины студентам необходимо иметь учебную литературу и методические указания.

Для обеспечения лучшего усвоения дисциплины «Молекулярная биология», а также в целях получения глубоких знаний студентам целесообразно опираться на материалы ранее изученных дисциплин.

Учебным планом по указанной дисциплине предусматриваются лекции, консультации, лабораторные работы. По данной дисциплине выполняются контрольные работы, сдается зачет.

К выполнению контрольной работы необходимо приступить только после изучения всех тем курса.

Самостоятельно изучать материал дисциплины следует в соответствии с тематическим планом.


  1. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

Таблица 1

темы п/п

Наименование тем и содержание

самостоятельной работы

Кол-во часов по специальностям

020201.65

020803.65

020209.65

1

2

3

4

5

1

Введение в молекулярную биологию

Предмет и задачи молекулярной биологии. История развития молекулярной биологии. Методы исследования в молекулярной биологии. Использование для решения задач молекулярной биологии достижений физико-химического анализа, аналитической биохимии, структурной биологии, математического моделирования и расчетной биологии.

Особенности живых систем и уровни их организации. Молекулярные основы организации и функционирования живых систем. Сравнительная характеристика прокариот и эукариот. Многоклеточные организмы. Строение клеток. Теории происхождения клетки. Строение, классификация и размножение вирусов.

2

2

2

2

Химическая организация клетки

Неорганический состав клетки. Вода и минеральные вещества. Распределение и состояние воды в живых тканях. Роль минеральных веществ в поддержании осмотического давления, концентрации ионов водорода (буферные системы), участие в формировании структур биополимеров в деятельности ферментов.

Белки. Биологические функции белков. Состав и строение белков. Классификация белков. Простые и сложные белки. Уровни структурной организации белка: от первичной структуры – к четвертичной.

Общая характеристика липидов. Биологические функции. Классификация липидов. Липидные мономеры. Состав, строение, свойства. Характеристика жирных кислот, входящих в состав жиров.

Строение, общие свойства углеводов и их роль. Классификация и номенклатура. Важнейшие представители моно-, олиго- и полисахаридов. их строение и свойства, распределение и роль в живых организмах.

Ферменты, общая характеристика, биологическая роль. Состав, строение ферментов. Коферменты. Специфичность действия. Теория индуцибильного соответствия.

6

6

6

3

Молекулярная биология клетки и клеточная биология

Понятия, определения, предмет и задачи молекулярной биологии клетки. Структурная молекулярная биология клетки и молекулярная биология клеточных функций. Процесс существования живых систем как система согласованного выполнения функций, ведущего к достижению определенной конечной цели. Понятие о молекулярных механизмах клеточных функций. Молекулярные машины как структурная основа функционирования клетки. Строение клетки с точки зрения молекулярной биологии. Основные принципы структурной и функциональной организации клетки на молекулярном уровне.

2

2

4

4

Молекулярная организация клеточных мембран Свойства и функции биологических мембран. Принципы строения мембран. Типы и функции мембранных липидов. Функциональные свойства мембранных липидов. Мембранные липиды, участвующие в передаче сигналов. Классификация и строение мембранных белков. Цитоскелет мембран. Поверхности мембран полярных клеток. Транспорт веществ через плазматическую мембрану. Пассивный и активный транспорт. Регуляция конформационного состояния каналов. Устройство Na+/K+ насоса. Транспорт крупных молекул через мембрану. Механизм пиноцитоза. Рецепторно-опосредованный клатрин зависимый эндоцитоз. Фагоцитоз. Экзоцитз.

Внутриклеточный транспорт веществ и частиц. Система везикулярного внутриклеточного транспорта. Аппарат Гольджи и различные виды внутриклеточных везикул. Энергозависимость везикулярного транспорта.

Роль аксонального транспорта в функционировании нервной системы человека.

2

2

2

5

Молекулярные механизмы межклеточной сигнализации и интеграции

Интеграция клетки в многоклеточный организм. Баланс между самостоятельностью отдельной клетки и контролем её развития и функционирования со стороны организма.

Механизмы межклеточной коммуникации. Молекулярная рецепция. Многостадийность систем передачи сигнала внутрь клеток и множественность точек регуляции. Этапы передачи сигналов. Значение фосфорилирования и дефосфорилирования в передаче сигналов. Вторичные мессенджеры. Виды, липофильгных и гидрофильных рецепторов, участвующих в передаче сигналов в клетках млекопитающих. Механизм инактивации сигналов. Активация процесса гликолиза в клетках, сопряженная с G-белком.

Клеточные контакты, межклеточная адгезия и внеклеточный матрикс. Прикрепительные контакты. Межклеточные адгезионные, десмосомные и полудесмосомные контакты. Запирающие и коммуникационные контакты. Адгезивные взаимодействия клеток. Адгезивные мембранные белки. Роль адгезии клеток в физиологических и патологических процессах. Роль межклеточного матрикса в межклеточной интеграции и коммуникации.

2

2

2

6

Молекулярная биоэнергетика

Молекулярные механизмы клеточной энергетики. Энергетический обмен как результат согласованной работы макромолекулярных машин системы окислительного фосфорилирования и общего пути катаболизма. Митохондрия как единая надмолекулярная машина. Митохондрии, строение и их роль в клеточной энергетике. Ферменты митохондрий и их локализация. Окисление жиров в митохондриях. Цикл Кребса. Дыхательная цепь. Роль протонного насоса в синтезе АТФ.

2

2

4

7

Молекулярная биология гена

Воспроизводство определенного сочетания генов как цель существования клетки. Стремление живых систем к устойчивому воспроизводству определенного сочетания генов в изменяющихся условиях внешней среды. Гены и геном. Соотношение между геномом и генотипом. Хромосомные и внехромосомные гены. Фундаментальные молекулярные механизмы воспроизводства генома. Репликация как механизм редупликации хромосомных наследуемых элементов. Реплисома как молекулярная машина.

Парадокс стабильной изменчивости как основа развития живой природы. Необходимость баланса между постоянством и изменчивостью генома. Мутационный процесс с точки зрения молекулярной биологии. Случайная и целенаправленная изменчивость. Причины повреждения структуры ДНК внешними факторами. Репарация как комплекс мер по устранению случайных повреждений генома. Направленная модификация генетической информации клетки. Рекомбинация в модификации генома. Модификация генома инвазией чужеродной наследственной информацией. Ретротранспозоны. Подвижные (мобильные) элементы генома как основной элемент системы целенаправленной изменчивости.

2

2

4

8

Реализация генотипа в фенотип

Последовательность молекулярных событий при реализации генотипа: транскрипция, созревание РНК, трансляция, созревание белков. Рибосомы и их роль в биосинтезе белка Инициация, элонгация и терминация. Процессинг и сплайсинг РНК. Сортинг и посттрансляционная модификация белков. Молекулярные шапероны. Роль шероховатого эндоплазматического ретикулума в процессинге белков. Механизм формирования политопных белков. Гликозилирование белков и липидов в ЭПС и комплексе Гольджи. Влияние антибиотиков и токсинов на синтез белка. Взаимосвязь фенотипа со специфическим профилем экспрессии генов. Экспрессия генов и адаптация.

2

2

2

9

Молекулярные механизмы воспроизводства клетки и регуляции времени ее жизни

Воспроизводство клетки. Молекулярные механизмы пролиферации. Клеточный цикл и его регуляция. Роль цитоскелета в процессах деления клетки. Регуляция клеточного деления. Пролиферация эукариотических клеток и теломерные отделы хромосом. Теломеры, телосома и теломераза. Теломераза и старение. Эффект Хейфлика. Регуляция клеточного цикла. Редокс-гомеостаз и клеточный цикл. Контроль клетки за прохождением клеточного цикла.

Регуляция времени жизни клетки. Возможные пути гибели клетки. Некроз и апоптоз (запрограммированная гибель). Энергозависимость апоптоза. Причины, вызывающие апоптоз. Апоптоз как защитный механизм. Молекулярные механизмы индукции, развития, регуляции и отмены апоптоза. Переход к апоптозу из различных стадий клеточного цикла. Вторичный (постапоптотический) некроз.

2

2

2

10

Молекулярная биология рака

Молекулярная биология рака. Понятие о трансформированной и опухолевой клетках. Причины канцерогенеза. Молекулярные механизмы опухолевой трансформации. Клеточно-генетические теории онкогенеза. Концепция онкогенов. Теория аутокринной регуляции. Комплементация онкогенов. Иммортализация и опухолевая промоция. Опухолевые супрессоры. Теория нарушения регуляции клеточного цикла и апоптоза. Межклеточная кооперация и опухолевая трансформация. Тканевая теория онкогенеза. Молекулярные основы метастазирования опухолевых клеток. Возможности стимуляции дифференцировки опухолевых клеток и реверсии опухолевого фенотипа. Молекулярные маркеры опухолей.

2

2

2

11

Молекулярная клиническая диагностика

Генотипирование и фенотипирование интактных клеток и клеточных экстрактов. Гибридизация нуклеиновых кислот. Полимеразная цепная реакция в диагностике заболеваний. Две основных составляющих ПЦР-анализа – амплификация и детекция. Методы обнаружения продуктов амплификации. ПЦР в реальном времени и ПЦР in situ в интактных клетках. Молекулярная диагностика наследственных заболеваний. Проект «Геном человека». Методы идентификации геномных повреждений при наследственных патологиях.

2

2

6




Итого

26

26

36


  1   2   3

Похожие:

Методические указания к самостоятельной работе студентов По дисциплине: Молекулярная биология для специальностей 020201. 65 «Биология» iconУчебно-методический комплекс по дисциплине дс. 01. 5 «Молекулярная генетика» для студентов, обучающихся по специальности 020201. 65 Биология
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Методические указания к самостоятельной работе студентов По дисциплине: Молекулярная биология для специальностей 020201. 65 «Биология» iconПрограмма для студентов биологического факультета специальности 020201 «Биология»
Предназначено для самостоятельной работы студентов биологического факультета специальности 020201 «Биология», рейтингового контроля...
Методические указания к самостоятельной работе студентов По дисциплине: Молекулярная биология для специальностей 020201. 65 «Биология» iconМетодические указания к выполнению самостоятельной работы по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»
Расчет устройства защитного заземления. Методические указания к выполнению самостоятельной работы по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»...
Методические указания к самостоятельной работе студентов По дисциплине: Молекулярная биология для специальностей 020201. 65 «Биология» iconРабочая программа по математике (наименование дисциплины) для специальности 020201. 65 Биология ен. Ф. 01 (шифр и наименование специальности, цикл и компонент гос впо)
Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования второго поколения по специальности 020201. 65 «Биология»,...
Методические указания к самостоятельной работе студентов По дисциплине: Молекулярная биология для специальностей 020201. 65 «Биология» iconМетодические указания по самостоятельной работе студентов
Вычислительная математика: Методические указания по самостоятельной работе студентов / Сост. Ковязина Е. М. – Киров: всэи, 2010....
Методические указания к самостоятельной работе студентов По дисциплине: Молекулярная биология для специальностей 020201. 65 «Биология» iconМетодические указания по самостоятельной работе студентов включают в себя рекомендации по изучению дисциплины, подготовке к разным видам аудиторных занятий: лекционным,
Информатика: Методические указания по самостоятельной работе студентов всех специальностей (изучению дисциплины и подготовке к различным...
Методические указания к самостоятельной работе студентов По дисциплине: Молекулярная биология для специальностей 020201. 65 «Биология» iconМетодические указания практическим занятиям и самостоятельной работе по дисциплине «Финансовый менеджмент»
Методические указания практическим занятиям и самостоятельной работе по дисциплине «Финансовый менеджмент» предназначены для студентов...
Методические указания к самостоятельной работе студентов По дисциплине: Молекулярная биология для специальностей 020201. 65 «Биология» iconМетодические указания по изучению дисциплины Биология лесных зверей и птиц для студентов специальности 050607 Биология
Тема Введение. Морфологические и физиологические особенности млекопитающих и птиц
Методические указания к самостоятельной работе студентов По дисциплине: Молекулярная биология для специальностей 020201. 65 «Биология» iconУчебно-методический комплекс по дисциплине дс. 02. 1 «Ботаника» для студентов обучающихся по специальности 020201. 65 «Биология»
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Методические указания к самостоятельной работе студентов По дисциплине: Молекулярная биология для специальностей 020201. 65 «Биология» iconМетодические рекомендации к самостоятельной и индивидуальной работе студентов по дисциплине «основной иностранный язык»
Формирование навыков самостоятельной работы происходит в процессе выполнения заданий по срс (самостоятельной работе студентов) и...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница