[ МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Саратовский государственный аграрный университет
имени Н.И. Вавилова»
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
Дисциплина ЦИТОЛОГИЯ Направление подготовки 110400.62 Агрономия Профиль подготовки / Селекция и генетика сельскохозяйственных специализация / магикультур стерская программа Квалификация (степень) Бакалавр выпускника Нормативный срок 4 года обучения Форма обучения Очная Количество часов в т.ч. по семестрам Всего 1 2 3 4 5 6 7 Общая трудоемкость дисциплины, ЗЕТ Общее количество часов 72 Аудиторная работа – всего, 54 в т.ч.:
лекции 18 лабораторные 36 практические х х Самостоятельная работа 18 Количество рубежных контролей Форма итогового контроля зач. зач.
Курсовой проект (работа) х х _ Разработчик(и): доцент Вертикова Е.А.
(подпись) Саратов 1. Цели освоения дисциплины Целью освоения дисциплины «Цитология» является формирование навыков использования научного мировоззрения о клеточном уровне организации живой материи в профессиональной деятельности.
2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО Дисциплина «Цитология» относится к вариативной (профильной) части профессионального цикла.
Дисциплина базируется на знаниях, имеющихся у студентов при получении среднего (полного) общего или среднего профессионального образования.
Для качественного усвоения дисциплины студент должен:
- знать: основные химические понятия и законы; химические элементы и их соединения; фундаментальные понятия физики и основные физические явления; виды растительности; строение клетки; устройство микроскопов.
- уметь: отбирать и фиксировать растительный материал; готовить временные препараты; готовить химические растворы, работать с простейшим микроскопом.
Дисциплина «Цитология» является базовой для изучения следующих дисциплин: генетика, основы эволюции, общая селекция.
3. Компетенции обучающегося, формируемые в процессе изучения дисциплины «Цитология»
Дисциплина «Цитология» направлена на формирование у студентов профессиональной компетенции: «Способность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования» (ПК-1).
В результате освоения дисциплины студент должен:
Знать: основные понятия цитологии и современное состояние вопроса, новейшие методы исследований растительной клетки; устройство микроскопов и цитологической микротехники; ультраструктуру растительной клетки; структуру и функции хромосом; особенности клеточного деления (митоза, мейоза); основные методы идентификации хромосом.
Уметь: работать с микроскопом, правильно отбирать и фиксировать растительный материал, изготовлять временные и постоянные препараты из различных растительных тканей.
Владеть: основными методами цитологического анализа клеток и тканей.
4. Структура и содержание дисциплины «Цитология»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы, 72 часов, из них аудиторная работа – 54 ч., самостоятельная работа – 18 ч.
Таблица Структура и содержание дисциплины «Цитология»
Самостоя- Аудиторная тель- Контроль Неделя семестра работа ная знаний работа № Тема занятия.
Содержание п/п 1. Цитология как наука о клетке.
Предмет, цели и задачи курса. Клеточная теория. Клеточная теория Шванна – Вирхова. Методы цитологии. Световая микроскопия. Фазово-контрастная пия. Микроскопия в темном поле. Ультрафиолетовая микроскопия. Флуоресцентная микроскопия. Витальное изучение клеток. Специальные методы электронной микроскопии биологических объектов.
2. Техника работы в цитологической лаборатории.
3. Основы работы с микроскопом. Цитологическая микротехника.
ЛЗ Т ТК УО
4. Клетка – элементарная единица живого.5. Ультраструктура растительной 6. Ультраструктурная организация органоидов клетки.
цип компатметализации. Немембранные органоиды клетки. Цитоскелет.
7. Хромосомные перестройки и методы их изучения.
сии, делеции и транслокации. Методы подсчета хромосомных аберраций: метафазный и анафазный.
8. Общий план строения растительной и животной клеток.
9. Строение и функции хромосом.
10. Приготовление постоянных и временных препаратов.
Подготовка материала к фиксации. Состав и применение наиболее распространённых фиксирующих жидкостей.
Общие правила фиксации. Техника дифференциация по происхождению.
Методы окрашивания. Перевод временных препаратов в постоянные.
ЛЗ ДИ РК
13. Деление клетки.Общая характеристика процессов репродукции клеток. Клеточный цикл и его регуляция. Митоз. Фазы митоза и их цитогенетическая характеристика.
14. Изучение состава классических цитологических красителей. Приготовление красителей для окрашивания 15. Приготовление временных препаратов.
Подготовка растительного материала и культур.
16. Мейоз.
Мейоз как основа полового размножения. Биологическое значение мейоза.
югация гомологичных хромосом. Понятие о кроссинговере и хиазмах. Нарушения в мейозе.
17. Изучение основных фаз митоза на временных препаратах.
18. Аномалии митоза. Эволюция митоза.
Амитоз. Эндомитоз. Политения. Изучение политенных хромосом на препа- 9 ЛЗ Т ТК УО 19. Микроспорогенез и развитие мужских гамет.
Строение пыльника и его развитие.
Сукцессиный и симультантный тип образования тетрад. Микрогаметогенез.
фертильность пыльцы, методы их определения. Типы стерильности пыльцы.
20. Гибель клеток: некроз, апаптоз.
Запрограммированная гибель клеток.
Строение пестика в цветке высших растений. Семяпочка, ее развитие и строение. Типы семяпочек. Нуцеллус, рия. Развитие зародышевого мешка.
Особенности деления ядер в зародышевом мешке. Типы зародышевых мешков у различных с.-х. культур и принципы их классификации.
23. Методы определения фертильности и жиснеспособности пыльцы.
Шардакову.
24. Методы определения фертильности и жиснеспособности пыльцы.
ЛЗ Т ТК УО
по методу Транковского.25. Двойное оплодотворение. Развитие семени. Апомиксис.
Опыление и оплодотворение растений.
Фазы оплодотворения у растений.
растений. Зигота и типы ее образования. Полиэмбриония и партенокарпия.
26. Гибель клеток: некроз, апаптоз.
растений.
Итого:
Примечание:
Условные обозначения:
Виды аудиторной работы: Л – лекция, ЛЗ – лабораторное занятие.
Формы проведения занятий: В – лекция-визуализация, П – проблемная лекция/занятие, ПК – лекция-пресс-конференция (занятие пресс-конференция), Т – лекция/занятие, проводимое в традиционной форме, М – моделирование, ДИ – деловая игра, КС – круглый стол, МШ – мозговой штурм, МК – метод кейсов.
Виды контроля: ВК – входной контроль, ТК – текущий контроль, РК – рубежный контроль, ТР – творческий рейтинг, ВыхК – выходной контроль.
Форма контроля: УО – устный опрос, ПО – письменный опрос, Т – тестирование, КЛ – конспект лекции, Р – реферат, ЗР – защита курсовой работы, ЗП – защита курсового проекта, Э – экзамен, З – зачет.
В процессе изучения дисциплины используются как традиционные педагогические технологии, так и технологии активного обучения: лекциявизуализация, проблемная лекция, пресс-конференция, деловые игры, моделирование.
Удельный вес занятий, проводимых с использованием активных и интерактивных методов обучения, в целом по дисциплине составляет 66,6 % аудиторных занятий (в ФГОС не менее 20 %).
6. Оценочные средства для проведения входного, рубежного 1. Цитология как наука о клеточном уровне организации живой материи.
Основные органоиды растительной клетки.
Клеточная теория, ее суть и значение.
Какую функцию выполняет ядро.
Назовите три основных части клетки.
Чем животная клетка отличается от растительной.
Вопросы, рассматриваемые на аудиторных занятиях 1. Предмет и методы цитологии.
2. Клетка как структурная и функциональная единица живой материи.
3. Отличие прокариотических и эукариотических клеток.
4. История изучения клетки.
5. Взаимосвязь цитологии с другими биологическими науками.
6. Развитие цитологии в XVIII – XX веках.
7. Этапы развития клеточной теории.
8. Клеточная теория Шванна – Вирхова.
9. Основные постулаты современной клеточной теории.
10. Типы микроскопов, особенности работы со световым микроскопом.
11. Измерение микроскопических объектов.
12. Световая микроскопия.
13. Фазово-контрастная микроскопия.
14. Поляризационная микроскопия и интерференционная микроскопия.
15. Микроскопия в темном поле.
16. Ультрафиолетовая микроскопия и флуоресцентная микроскопия.
17. Клеточная стенка, основные компоненты, строение, функции.
18. Плазмолемма, химический состав, строение, функции.
19. Цитоплазма: ее структурные компоненты (строение и функции) и гиалоплазма 20. Эндоплазматическая сеть и рибосомы.
21.Аппарат Гольджи.
22. Лизосомы. Оферосомы. Пероксисомы и глиоксисомы.
23. Органоиды энергетического обмена: митохондрии и пластиды.
24. Система вакуолей.
25. Ядро, структура, химический состав, функции.
26. Хроматин интерфазного ядра.
27. Зоны диффузного и конденсированного хроматина.
28. Основные химические компоненты: ДНК, гистоны и др. компоненты 29. Структурная организация хроматина.
30. Уровни компактизации хроматина.
31. Структура, химический состав и функции хромосом.
32. Элементарная фибрилла и нуклеосомы.
33. Интерфазные и митотические хромосомы.
34. Метафазные хромосомы и их классификация.
35. Гомологичные и гомеологичные хромосомы.
36. Структурные изменения хромосом (аберрации).
37. Значение для селекции структурных перестроек хромосом.
38. Методы подсчета хромосомных аберраций: анафазный и метафазный;
их применимость к сельскохозяйственным объектам.
39. Основные этапы приготовления временных и постоянных препаратов.
40. Основные методы фиксации растительных объектов.
41. Методы окрашивания цитологических препаратов.
1. В чем суть цитохимических методов исследования клеток?
2. С какой целью используются цитохимические методы в цитологических исследованиях?
3. Перечислите известные вам цитохимические методы?
4. Какие физические методы, применяемые в цитологических исследованиях вам известны?
5. Что можно определить с помощью метода цитофотометрии?
6. В чем суть метода цитофотометрии?
7. Что лежит в основе метода интерференционной микроскопии?
Вопросы, рассматриваемые на аудиторных занятиях Общая характеристика процессов репродукции клеток.
Понятие о митотическом цикле и его периодах.
Изменение активности и морфологии хромосом в митотическом цикле.
Фазы митоза и их цитогенетическая характеристика.
5. Генетический контроль митоза.
6. Митотическая активность и митотический индекс.
7. Аномалии митоза.
8. Амитоз, эндомитоз.
9. Понятие о полиплодии и основном числе хромосом.
10. Цитологический механизм возникновения полиплоидов.
11. Автополиплоиды и аллополиплоиды.
12. Анеуплоиды (моносомики, нуллисомики, трисомики и др.).
13. Типы мейоза.
14. Понятие о диплофазе и гаплофазе в развитии высших растений.
15. Отличие мейоза от митоза.
16. Первое и второе деление мейоза.
17. Профаза I и ее подразделение на лептотену, зиготену, пахитену, диплоену, диакинез.
18. Конъюгация гомологичных хромосом и образование бивалентов.
19. Понятие о кроссинговере и хиазмах.
20. Фазы второго деления мейоза: профаза II, метафаза II, анафаза II, телофаза II.
21. Образование тетрад.
22. Генетическое значение мейоза.
23. Аномалии мейоза.
24. Общая характеристика развития пыльника.
25. Тапетум и его роль.
26. Типы образования тетрад микроспор: сукцессивный (последовательный), симультанный (одновременный) и промежуточный.
27. Формирование экзины и интины.
28. Микрогаметогенез.
29. Два митотических деления в ходе гаметогенеза.
30. Использование одноядерных пыльцевых зерен для получения гаплоидов и для подсчета хромосом в первых митозах.
31. Образование вегетативной и генеративной клеток.
32. Образование спермиев.
33. Жизнеспособность пыльцы. Методы определения жизнеспособности пыльцы.
34. Фертильность и стерильность пыльцы. Причины образования стерильной пыльцы.
35. Строение пестика в цветке высших растений.
36. Завязь, столбик и рыльце.
37. Семяпочка (семязачаток), развитие и строение.
38. Различные типы семяпочек.
39. Мейоз мегаспороцита и образование тетрады мегаспор.
1. Дайте определения следующих понятий: геном, гомологичные и гомеологичные хромосомы.
2. Дайте характеристику типов конъюгации хромосом у отдаленных гибридов.
3. Каковы причины образования унивалентов и мультивалентов у отдаленных гибридов?
4. Какие существуют методы преодоления нескрещиваемости отдаленных гибридов?
5. Как связаны нарушения в мейотическом делении с плодовитостью отдаленных гибридов?
6. Какие цитологические задачи позволяет решить использование культуры растительных клеток in vitro?
7. Каковы отличия цитологической характеристики дифференцированных и дедифференцированных клеток?
8. Как по цитоморфологическим особенностям классифицируются клетки каллусной ткани и суспензионной культуры клеток?
1. Предмет и методы цитологии.
2. Клетка как структурная и функциональная единица живой материи.
3. Отличие прокариотических и эукариотических клеток.
4. История изучения клетки.
5. Взаимосвязь цитологии с другими биологическими науками.
6. Развитие цитологии в XVIII – XX веках.
7. Этапы развития клеточной теории.
8. Клеточная теория Шванна – Вирхова.
9. Основные постулаты современной клеточной теории.
10. Типы микроскопов, особенности работы со световым микроскопом.
11. Измерение микроскопических объектов.
12. Световая микроскопия.
13. Фазово-контрастная микроскопия.
14. Поляризационная микроскопия и интерференционная микроскопия.
15. Микроскопия в темном поле.
16. Ультрафиолетовая микроскопия и флуоресцентная микроскопия.
17. Клеточная стенка, основные компоненты, строение, функции.
18. Плазмолемма, химический состав, строение, функции.
19. Цитоплазма: ее структурные компоненты (строение и функции) и гиалоплазма 20. Эндоплазматическая сеть и рибосомы.
21. Аппарат Гольджи.
22. Лизосомы. Оферосомы. Пероксисомы и глиоксисомы.
23. Органоиды энергетического обмена: митохондрии и пластиды.
24. Система вакуолей.
25. Ядро, структура, химический состав, функции.
26. Хроматин интерфазного ядра.
27. Зоны диффузного и конденсированного хроматина.
28. Основные химические компоненты: ДНК, гистоны и др. компоненты хроматина.
29. Структурная организация хроматина.
30. Уровни компактизации хроматина.
31. Структура, химический состав и функции хромосом.
32. Элементарная фибрилла и нуклеосомы.
33. Интерфазные и митотические хромосомы.
34. Метафазные хромосомы и их классификация.
35. Гомологичные и гомеологичные хромосомы.
36. Структурные изменения хромосом (аберрации).
37. Значение для селекции структурных перестроек хромосом.
38. Методы подсчета хромосомных аберраций: анафазный и метафазный; их применимость к сельскохозяйственным объектам.
39. Основные этапы приготовления временных и постоянных препаратов.
40. Основные методы фиксации растительных объектов.
41. Методы окрашивания цитологических препаратов.
42. Общая характеристика процессов репродукции клеток.
43. Понятие о митотическом цикле и его периодах.
44. Изменение активности и морфологии хромосом в митотическом цикле.
45. Фазы митоза и их цитогенетическая характеристика.
46. Генетический контроль митоза.
47. Митотическая активность и митотический индекс.
48. Аномалии митоза.
49. Амитоз, эндомитоз.
50. Понятие о полиплодии и основном числе хромосом.
51. Цитологический механизм возникновения полиплоидов.
52. Автополиплоиды и аллополиплоиды.
53. Анеуплоиды (моносомики, нуллисомики, трисомики и др.).
54. Типы мейоза.
55. Понятие о диплофазе и гаплофазе в развитии высших растений.
56. Отличие мейоза от митоза.
57. Первое и второе деление мейоза.
58. Профаза I и ее подразделение на лептотену, зиготену, пахитену, диплоену, диакинез.
59. Конъюгация гомологичных хромосом и образование бивалентов.
60. Понятие о кроссинговере и хиазмах.
61. Фазы второго деления мейоза: профаза II, метафаза II, анафаза II, 62. телофаза II.
63. Образование тетрад.
64. Генетическое значение мейоза.
65. Аномалии мейоза.
66. Общая характеристика развития пыльника.
67. Тапетум и его роль.
68. Типы образования тетрад микроспор: сукцессивный (последовательный), симультанный (одновременный) и промежуточный.
69. Формирование экзины и интины.
70. Микрогаметогенез.
71. Два митотических деления в ходе гаметогенеза.
72. Использование одноядерных пыльцевых зерен для получения гаплоидов и для подсчета хромосом в первых митозах.
73. Образование вегетативной и генеративной клеток.
74. Образование спермиев.
75. Жизнеспособность пыльцы. Методы определения жизнеспособности пыльцы.
76. Фертильность и стерильность пыльцы. Причины образования стерильной пыльцы.
77. Строение пестика в цветке высших растений.
78. Завязь, столбик и рыльце.
79. Семяпочка (семязачаток), развитие и строение.
80. Различные типы семяпочек.
81. Мейоз мегаспороцита и образование тетрады мегаспор.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины а) основная литература (библиотека СГАУ) 1. Верещагина В.А. Основы общей цитологии – М.: Академия, 2007. – 176 с.
2. Генетика. Учебное пособие студентов для агрономических специальностей сельскохозяйственных ВУЗов. Под редакцией А.А. Жученко. Авторы: Жученко А.А., Пухальский В.А., Смиряев А.В., Гужов Л.А., Долгодворова Л.И., Иванова С.В., Клицов С.В., Соловьев А.А. М.: КолосС, 2007. 480 с.
3. Коничев А.С., Цветков И.Л., Попов А.П. Практикум по молекулярной биологии. Учебное пособие для вузов – М.: КолосС, 2012. 151 с.
4. Пухальский В.А. Введение в генетику. – М.: Изд-во "КолосС", 5. Пухальский В.А., Соловьев А.А., Бадаева Е.Д., Юрцев В.Н. Практикум по цитологии и цитогенетике. – М.: Изд-во «КолосС», 2007. 224 с.
6. Яглов В.В., Яглова Н.В. Основы частной гистологии. Программированное учебное пособие. – М.: КолосС, 2011. 431 с.
б) дополнительная литература 1. Гистология. / под ред. Улумбекова Э.Г., Челышева Ю.А. учеб. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: ГЭОТАР-МЕД, 2002. – 598 с.
2. Горшкова Т. А. Растительная клеточная стенка как динамическая система. – М.: Наука, 2007. – 431 с.
3. Гусев, М.В., Л.А. Минеева. Микробиология : учеб. для студентов биол. специальностей. – М.: Академия, 2007. – 463 с.
4. Данилов Р.К. Клишов А.А., Боровая Т. Г. Гистология. – СПб. : ЭЛБИ-СПБ, 2004. – 368 с.
5. Дерябин Д.Г. Функциональная морфология клетки: учеб. пособие – М.: ЛДУ, 2005. – 320 с.
6. Иванова С.В. Мейоз. Лекция для студентов специальности "Селекция и генетика сельскохозяйственных растений" агрономического и плодоовощного факультета. – М.: Изд-во РГАУ-МСХА, 2006, 45 с.
7. Иванова С.В. Мейоз. М.: Изд-во РГАУ - МСХА им. К.А. Тимирязева, 2006 г. 52 с.
8. Кларк Д., Рассел Л. Молекулярная биология – М.: Компания КОНД, 2004. – 248 с.
9. Лутова Л.А., Проворов Н.А.,. Тиходеев О.Н, Тихонович И.А., Ходжайова Л.Т., Шишкова С.О. Генетика развития растений. – СПб.: Наука, 2000. – 539 с.
10. Паушева З.П. Практикум по цитологии растений. – М.: Колос, 1978.
– 256 с.
11. Пухальский В.А., Соловьев А.А., Юрьев В.Н. Цитология и цитогенетика: руководство к лаб.- практ. занятиям – М.: Изд-во МСХА, 2004.
12. Самусев, Р.П., Пупышева Г.И., Смирнов А.В. Атлас по цитологии, гистологии и эмбриологии. – М.: ОНИКС XXI век, 2004. – 400 с.
13. Соловьев А.А., Иванова С.В., Захарова Е.В., Дивашук М.Г. Тетрадь для лабораторно-практических занятий и самостоятельной работы по цитологии. М.: Изд-во РГАУ-МСХА, 2006, 42 с.
14. Фаллер, Д. М. Шилде Д. Молекулярная биология клетки – М.: БИНОМ, 2006. – 256 с.
15. Цитология и гистология: метод. указания к лаб. занятиям по курсу для студентов биол. фак. / сост.: С.В. Глушен, В. В. Гринев, М.П. Куницкая, М.А. Титок. – Минск, 2004.
16. Цитология. Методические указания к практическим занятиям и самостоятельной работе студентов специальности 110204 «Селекция и генетика сельскохозяйственных культур». Чернева И.Н., Костина Г.И., Ткаченко О.В., Сорокина И.К. Изд-во ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». 2006 г. 20 с.
17. Ченцов Ю.С. Введение в клеточную биологию. М.: ИКЦ «Академкнига», 2005. 482 с.
18. Ченцов Ю.С. Практикум по цитологии. – М.: Изд-во МГУ, 1998. – 295 с.
19. Чухлебова Н.С., Бугинова Л.М., Ледовская Н.В. Ботаника (цитология, гистология, анатомия) – М.: Колос, 2007. – 148 с.
в) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы, Агропоиск, полнотекстовая база данных иностранных журналов Doal, поисковые системы Rambler, Yandex, Google:
• Электронная библиотека СГАУ - http://library.sgau.ru • files.lib.sfu-kras.ru›ebibl/umkd/1317/u_lab.pdf • citologiya-s-osnovami-gistologii.html • benelab.ru›catalog/biologicheskie citologiya/ • http://ru.wikipedia.org/wiki/ • http://www.twirpx.com/files/geologic/geology/gmf/ • nashaucheba.ru›v25070/?download= 8. Материально-техническое обеспечение дисциплины Для проведения занятия используется следующее материальнотехническое обеспечение:
электронная обучающая программа «Карты-схемы по цитологии и цитогенетике» Разработчики: Цаценко Л.В., Бойко Ю.С., Резникова И.Б.
Кубанский государственный аграрный университет. Свидетельство об официальной регистрации базы данных № 2004620088, фильмы.
лабораторные приборы и оборудование: сушильные шкафы, технические весы, аналитические весы, микроскопы марки «Биолам С-11», реактивы для приготовления фиксаторов, красители (фуксин, ацетокармин), бюксы закрывающиеся, предметные и покровные стекла, скальпели, препаровальные иглы, ножницы, бинокулярные лупы, спиртовки.
постоянные цитологические препараты, растительный материал.
фотографии, схемы, рисунки.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООп ВПО по направлению подготовки 110400. Агрономия.
«