[ ФГОУ ВПО «УЛЬЯНОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
«Математические методы в биологии»
Направление подготовки – 111100 «Зоотехния».
Профиль подготовки – Разведение, селекция и генетика сельскохозяйственных животных
Квалификация (степень) выпускника – Магистр
Форма обучения – очная
Ульяновск-2010
1.ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ:
Целью освоения дисциплины (модуля) «Математические методы в биологии»является:
- методы моделирования животноводства: оптимизация структуры и оборота стада, перевозки грузов, программ селекции сельскохозяйственных животных;
в.т.ч программ крупномасштабной селекции.
- оценка и использование селекционно-генетических параметров (изменчивость, наследуемость, повторяемость, сопряженность признаков) при совершенствовании систем селекции в породах и популяциях сельскохозяйственных животных.
- оценка результативности племенной работы и отдельных ее аспектов при моделировании различных вариантов селекционных программ на различных уровнях управления (стадо, регион, порода, популяция).
Задачи дисциплины:
- формирование у студентов понимания селекционного процесса на основе использования современных достижений популяционной генетики и информационных технологий в животноводстве;
- развитие у студентов методологических основ генетико-математитческой оптимизации селекционного процесса, оценки генетических изменений в стадах и популяциях;
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО
Дисциплина «Математические методы в биологии» относится к базовой части общенаучного цикла (М1.Б.2).Начальные (исходные) знания, умения и общекультурные и профессиональные компетенции у студента, необходимые для изучения дисциплины, получены при изучении дисциплин бакалавриата: Генетика и биометрия, Разведение сельскохозяйственных животных, Биотехнология в животноводстве;
дисциплин магистратуры: История и методология науки о разведении сельскохозяйственных животных.
3. КОМПЕТЕНЦИИ ОБУЧАЮЩЕГОСЯ, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
В результате освоения дисциплины «Математические методы в биологии»обучающийся должен демонстрировать следующие результаты образования (компетенции):
Общекультурные (ОК):
- способен совершенствовать и развивать свой интеллектуальный и общекультурный уровень (ОК-1);
- способен к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно- производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2);
- стремится к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК-6).
В результате изучения дисциплины, обучающийся должен:
Знать:
- методы моделирования животноводства: оптимизация структуры и оборота стада, перевозки грузов, программ селекции сельскохозяйственных животных; в.т.ч. программ крупномасштабной селекции.
- оценку и использование селекционно-генетических параметров (изменчивость, наследуемость, повторяемость, сопряженность признаков) при совершенствовании систем селекции в породах и популяциях сельскохозяйственных животных.
- оценку результативности племенной работы и отдельных ее аспектов при моделировании различных вариантов селекционных программ на различных уровнях управления (стадо, регион, порода, популяция).
Уметь:
- применять знания по методам моделирования в животноводстве при разработке селекционных мероприятий на всех уровнях управления и прогнозирования эффектов селекции; разрабатывать теоретические направления исследований в отдельных отраслях животноводства, проводить их разработку и внедрение в сельскохозяйственное производство; использовать методы теоретических положений генетики для решения актуальных задач животноводства.
Владеть:
- методами генетического анализа популяций разных видов животных и создания высокопродуктивных популяций животных на основе современных достижений в области генетики и селекции;
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ).
Общая трудоёмкость дисциплины составляет 5 зачётных единиц, 180 часов.Виды учебной рабо- Формы теты, включая само- кущего стоятельную работу контроля Неделя семестра магистров и трудо- успеваемомкость (в часах) сти Семестр № Раздел (по неделям п/ седисциплины семестра), п миформы пролек- нар- СРС межуточной ции ские аттестации запо семестнятия рам) 1. Моделирование се- Устный оплекционного экспе- рос. Реферат 3 1 2 8 римента. по теме Анализ и оценка эксУстный оппериментальных рос. Реферат 3 2 2 8 данных по теме Устный опКорреляционный рос. Реферат 3 3 2 8 ционных программ
МАТРИЦА ФОРМИРОВАНИЯ КОМПЕТЕНЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
Разделы, темы дисциплины ментальных данных ных программ Оценка популяционногенетических параметров5.ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ.
Организация занятий по дисциплине «Математические методы в биологии» планируется по видам учебной работы- лекции, семинарские занятия, текущий контроль. Основные моменты лекционных занятий конспектируются, отдельные темы предлагаются для самостоятельного изучения с обязательным составлением конспекта. Семинарские занятия будут проводиться в аудиториях с использованием наглядных материалов и учебно-методических пособий. Самостоятельная работа по дисциплине включает: самоподготовку к учебным занятиям по конспектам, учебной литературе; оформление и подготовка рефератов, докладов.Аудиторная и самостоятельная работы должны быть направлены на углубление и расширение полученных знаний, на закрепление приобретенных навыков и применение формируемых компетенций. Предполагается использование в учебном процессе мультимедийного проектора в виде учебной презентации.
Программы проведения активных и интерактивных занятий по дисциплинам учебного плана № Наименование те- Интерактив- Виды активных и интерактивных ЛПЗ, п/п Корреляционный 3 Оптимизация сеигра генетических па- (2 часа)
6.ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ И УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ.
6.1. Тематика рефератов 1. Моделирование селекционного эксперимента.2. Анализ и оценка экспериментальных данных 3. Корреляционный анализ 4. Регрессионный анализ 5. Дисперсионный анализ 6. Кластерный анализ 7. Оптимизация селекционных программ 8. Оценка популяционно-генетических параметров 6.2. Вопросы для подготовки к экзамену.
1. Селекционный эксперимент. Моделирование селекционного эксперимента.
2. Что такое выборки и как они составляются?
3. Средние величины, их вычисление и свойства.
4. Показатели разнообразия признаков.
5. Фенотипическая корреляция, ее вычисление и свойства.
6. Что такое генетическая корреляция, ее природа, свойства способы 7. Как вычисляется коэффициент корреляции для альтернативных признаков?
8. Ранговая корреляция. В каких случаях используют коэффициент ранговой корреляции?
9. Регрессионный анализ. Способы вычисления коэффициента регрессии. Использование в селекционной работе.
10.Что такое ошибки репрезентативности. Их значение и использование при анализе экспериментальных данных?
11.Доверительные вероятности, их использование в биологических и зоотехнических исследованиях.
12.Что такое достоверность выборочных показателей? Как оценивается достоверность разности между средними величинами?
13.Что такое критерий соответствия (хи-квадрат) и как он используется в генетических исследованиях?
14.Дисперсионный анализ. Его использование в научных исследованиях.
15.Какие показатели используются для оценки достоверности влияния изучаемого фактора?
16.Кластерный анализ. Его использование в научных исследованиях.
17.Основные виды продуктивности. Учет продуктивности.
18.Особенности наследования продуктивности.
19.Повторяемость и наследуемость показателей продуктивности.
20.Способы вычисление коэффициента повторяемости. Его использование в селекционной работе.
21.Способы вычисление коэффициента наследуемости.
22.Использование коэффициента наследуемости в селекционной работе.
23.Наследование и наследуемость.
24.Частоты генов и генотипов.
25.Факторы, влияющие на генетическую структуру популяции.
26.Значение оценки производителей по качеству потомства.
27.Что такое моделирование селекционных программ?
28.Что подразумевается под оптимизацией селекционных программ?
29.Что такое популяционно-генетические параметры? Их вычисление и применение в селекционной работе.
30.Необходимость комплексной оценки животных при выборе их на племя.
31.Моделирование экономической оценки и эффективности селекционных мероприятий.
32.Автоматизированные информационно-вычислительные системы, их значение в селекционной работе.
33. Автоматизированные информационно-вычислительные системы 34.Базы данных племенных ресурсов пород и стад.
35.Что такое ротация линий при работе с породами крупного рогатого скота в масштабе региона, области?
7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ДИСЦИПЛИНЫ
1. Генетика : / А.В. Бакай, И.И. Кочиш, Г.Г. Скрипниченко. - М. : КолосС, 2007. - 448 с. : ил.2. Компьютеризация в животноводстве / Гавриленко В.П., Катмаков П.С., Бушов А.В. – Изд. ФГОУ УГСХА, 2011. – 114 с. (электронный вариант).
3. Теория статистики: Учебник / Под ред. Проф. Г.Л.Громыко. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: ИНФРА-М, 2009. – 476 с.
4. Боровиков В. STATISTICA. Искусство анализа данных на компьютере.
Для профессионалов. 2-е изд. – СПБ.: Питер, 2005. – 688 с.: ил.
1. Завертяев Б.П. Генетические методы оценки племенных качеств молочного скота. – Л.; Агропромиздат. Ленингр. отд-ние – 1986. – 256 с.
2.Ермаков С.М., Жиглявский А.А. Математическая теория оптимального эксперимента. – М.: Наука, 1987. – 320 с.
Гросман С., Тернер Дж. Математика для биологов. Пер. с англ. – М.:
Высш. Школа, 1983. – 383 с.
4.Методы научных исследований в животноводстве. Пер. с английского А.С.Жеребилова, Д.В.Карликова, В.А.Коваленко и др.– М.: Колос, 1975.– 5.Математическое моделирование экономических процессов в сельском хозяйстве / Гатаулин А.М., Гаврилов Г.В., Сорокина Т.М. и дл.: Под ред.
А.М.Гатаулина. – М.: Агропромиздат, 1990. – 432 с.
8. МАТЕРИАЛЬНО- ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
В качестве материально-технического обеспечения используются компьютерный класс, прикладные программы, комплект мультимедийного оборудования (ноутбук ASUS F3Sa, мультимедийный проектор NEC NP 200), наборы презентаций, оборудование для показа учебных фильмов, слайды, плакаты и таблицы.Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП по направлению 111100 «Зоотехния».
Программа утверждена на заседании кафедры разведения, генетики и животноводства от 21.09.2010 года, протокол №1.
Зав кафедрой, доктор с.-х. наук, профессор П.С.Катмаков Программа утверждена на заседании методической комиссии биотехнологического факультета 24 сентября 2010 г., протокол №1.
Председатель методической комиссии профессор В.П.Гавриленко
«