Учебная программа (силлабус)
По дисциплине
«Биотехнология растений»
Модуля
для студентов __2_ курса специальности «Почвоведение и агрохимия»
факультета «Агрономии»
Уральск, 2014 г.
СОГЛАСОВАНО УТВЕРЖДАЮ
председатель УМБ факультета декан факультета
агрономии агрономии____________ __________Каиргалиева С.Ж. _____ Тулегенова «_»________ 2014 г. «___» _________ 2014 г.
Учебная программа (силлабус) по дисциплине ««Биотехнология растений»
(обязательный компонент)
Составитель:.доцент, к.с.-х.н Суханбердина Л.Х
Кафедра «Экология и природопользование»
агрономический факультет, 222 кабинет
Учебная программа (силлабус) разработана на основании учебного плана и каталога элективных дисциплин специальности 5В080800-«Почвоведение и агрохимия»
Кол-во кредитов – 3
Лекция – 15 часов
Практические –15 часов
Лабораторные -30
СРОП – 20 часов
СРО – 55 часов
Всего – 135 часов
Форма контроля – экзамен
Обсуждена на заседании кафедры «___»___________2014 г. Протокол №______
Заведующая кафедрой _________ Суханбердина Л.Х
Описание дисциплины.
Биотехнология – современная отрасль деятельности человека, основанная на использовании наук о природе и технических знаний для производства с помощью биосистем полезных продуктов
1.1. Пререквизиты дисциплины: цитология, генетика
2.2 Цель изучения дисциплины - получение глубоких знаний по биотехнологии сельскохозяйственных растений
2.3 Задачей дисциплины является изучение основных принципов культивирования растительных клеток, технологию получения экономически важных веществ растительного происхождении приемы клонального микроразмножения, методы клеточной селекции, генной и клеточной инженерии, технику культивирования органов, тканей, клеток и протопластов растений на искусственных питательных средах.
2.2 Краткое содержание дисциплины: Биотехнология – это «биологическая технология», то есть применение фундаментальных биологических знаний в практической деятельности, направленной на производство лекарственных препаратов, ферментов, белков, красителей, ароматических веществ, витаминов и целого ряда биологически активных соединений. Рассматриваются вопросы использования биотехнологических методов в селекции и конструировании принципиально новых организмов, ранее не существовавших в природе,сомаклональной изменчивости для улучшения сельскохозяйственных культур
2.4 Результаты обучения:
А - знание и пониманиетехнологии получения экономически важных веществ растительного происхождении, приемы клонального микроразмножения, методы клеточной селекции, генной и клеточной инженерии, технику культивирования органов, тканей, клеток и протопластов растений на искусственных питательных средах.
В - применение знаний и пониманий при использованииприемов клонального микроразмножения, методов клеточной селекции, генной и клеточной инженерии, техники культивирования органов, тканей, клеток и протопластов растений на искусственных питательных средах.
С - вынесение суждений - при участии в дискуссиях по применению методов биотехнологии в сохранении и улучшении и использовании биоразнообразия, в селекции для ускорения научно-технического прогресса и обеспечения устойчивого развития агропромышленного комплекса.
Д - коммуникативные навыки при выполнении лабораторных работ при культивировании клеток и тканей растений, при участии в дискуссиях по применению методов биотехнологии в сохранении и улучшении и использовании биоразнообразия
Е- учебные навыки получения растений – регенерантов при культивировании изолированных клеток и тканей в условиях in vitro; использование генофонда и современных методов селекции и биотехнологии для создания новых сортов с/х растений
2.5 Постреквизиты дисциплины: нет
Календарно-тематический план дисциплины
для студентов 3 курса специальности «специальности 5В080800-«Почвоведение и агрохимия» - дневной формы обучения на 5семестр 2013-2014 учеб.года
| Неделя
| Наименование темы
| Лек
| Пр.
| Лаб.
| СРОП
| СРО
| Объем часов
|
|
| Введение. Краткая история культивирования клеток
|
|
|
|
|
|
|
|
| Принципы и методы культивирования клеток растений.
|
|
|
|
|
|
|
|
| Биология культивируемых клеток
|
|
|
|
|
|
|
|
| Использование культуры клеток для решения теоретических вопросов биологии
|
|
|
|
|
|
|
|
| Использование культуры в биосинтетической промышленности
|
|
|
|
|
|
|
|
| Система культивирования клеток
|
|
|
|
|
|
|
|
| Клональное микроразмножение растений
|
|
|
|
|
|
|
|
| Оздоровление растений
|
|
|
|
|
|
|
|
| Преодоление in vitro прогамной и постгамной несовместимости
|
|
|
|
|
|
|
|
| Гаплоидная технология
|
|
|
|
|
|
|
|
| Клеточная инженерия
|
|
|
|
|
|
|
|
| Соматическая гибридизация
|
|
|
|
|
|
|
|
| Генетическая инженерия растений
|
|
|
|
|
|
|
|
| Возможности и перспективы развития генетической инженерии
|
|
|
|
|
|
|
|
| Сохранение in vitro генофонда (банк генов)
|
|
|
|
|
|
|
| | Итого
|
|
|
|
|
|
|
Содержание дисциплины
План лекции
| Неделя
| Тема
| Содержание занятий
| Кол-во часов
|
|
| Введение. Краткая история культивирования клеток
| 1. Значение биотехнологии
2. Краткая история культивирования клеток
|
|
|
| Принципы и методы культивирования клеток растений.
| 1. Питательные среды
2. Условия культивирования клеток.
3. Получение каллуса и его культивирование.
4. Культивирование клеток в жидкой среде
|
|
|
| Биология культивируемых клеток
| 1. Дедиференциация и каллусообразование
2. Гетерогенность культивируемых клеток
3. Рост клеток в культуре
4. Дифференцировка, морфогенез и регенерация
|
|
|
| Использование культуры клеток для решения теоретических вопросов биологии
| 1. Использование культуры клеток для решения теоретических вопросов биологии
|
|
|
| Использование культуры в биосинтетической промышленности
| 2. Использование культуры в биосинтетической промышленности
|
|
|
| Система культивирования клеток
| 1. Культура апикальной меристемы
2. Диагностика заражения растений
3. Получение безвирусного посадочногоматериала
|
|
|
| Клональное микроразмножение растений
| 1. Понятие о клональном микроразмножении
2. Методы клонального микроразмножения
3. Этапы клонального микроразмножения
4. Применение клонального микроразмножения
|
|
|
| Оздоровление растений
| 1. Культура апикальной меристемы
2. Диагностика заражения растений
3. Получение безвирусного посадочногоматериала
|
|
|
| Преодоление in vitro прогамной и постгамной несовместимости
| 1. Понятие о прогамной и постгамной несовместимости
2. Оплодотворение in vitro
3. Культура изолированных зародышей
|
|
|
| Гаплоидная технология
| 1. Понятие о гаплоидах.
2. Получение гаплоидов в культуре пыльников и пыльцы
3. Развитие микроспор in vitro и регенерация растений
4. Культура пыльцы
5. Факторы, влияющие на андрогенез in vitro
6. Получение гаплоидов методом селективной элиминации
7. Получение гаплоидных растений в культуре женского гаметофита
8. Факторы, влияющие на развитие женского гаметофита in vitro
|
|
|
| Клеточная селекция
| 1. Понятие о клеточной селекции
2. Методы клеточной селекции
3. Отбор устойчивых клеток
|
|
|
| Клеточная инженерия
| 1. Понятие о клеточной инженерии и клеточной реконструкции
2. Выделение протопластов
3. Получение жизнеспособных протопластов
4. Регенерация растений в культуре протопластов
5. Слияние протопластов
для переноса в другой организм
6. Принципы соматической гибридизации
7. Генетические основы соматической гибридизации
8. Соматическая гибридизация отдаленных видов растений
9. Методы селекции соматических гибридов
|
|
|
| Генетическая инженерия растений
| 1. Понятие о генетической инженерии 2. Получение генов, предназначенных для переноса.
3. Векторы для переноса генов
4. Методы переноса генов в растения.
|
|
|
| Возможности и перспективы развития генетической инженерии
| 1. Перспективы развития генетической инженерии
|
|
|
| Сохранение in vitro генофонда (банк генов)
| 1. Замедление роста клеток
2. Криосохранение клеток
|
|
| Всего
| |
|
План практических занятий
| Неделя
| Тема
| Содержание занятий
| Количество часов
|
|
| Техника культивирования растительного материала на искусственных питательных средах.
| 1. Организация биотехнологической лаборатории
|
|
| 1. Ознакомление с оборудованием биотехнологического лаборатория
2.Оформление отчета
3. Подведение итогов
|
|
|
| Техника культивирования растительного материала на искусственных питательных средах.
| 1. Техника работы в ламинаре при культивировании стерильных проростков
|
|
| 1. Освоить технику культивирования стерильных проростков
2. Результаты опыта зарисовать через неделю. Сделать выводы об эффективности стерилизующих растворов.
|
|
|
| Техника культивирования растительного материала на искусственных питательных средах.
| 1. Субкультивирование каллусов
|
|
| 1. Освоить метод субкультивирования каллусов растений
2. Подведение итогов и оформление отчета
3. Сдача отчета
|
|
|
| Техника культивирования растительного материала на искусственных питательных средах.
| 1. Пролиферация побегов и микрочеренкование стерильных проростков
|
|
| 1. Освоить метод провеления микрочеренкование проростков
2. Подведение итогов и оформление отчета
3. Сдача отчета
|
|
|
| Дедифференциация и каллусогенез в культуре растительных клеток и тканей
| 1.Получение каллусов из листьев табака
|
|
| 1. Закрепить знания по получению каллусов у растений
2. Подведение итогов и оформление отчета
3.Сдача отчета
|
|
|
| Дедифференциация и каллусогенез в культуре растительных клеток и тканей
| 1. Получение каллусов из корешков огурца
|
|
| 1. Закрепить знания по получению каллусов у растений
2. Подведение итогов и оформление отчета
3. Сдача отчета
|
|
|
| Суспензионная культура
| 1. Подсчет плотности суспензии
|
|
| 1. Рассчитать плотность суспензии
2. Подведение итогов и оформление отчета
3. Сдача отчета.
|
|
|
| Суспензионная культура
| 1. Получение и культивирование изолированных протопластов
|
|
| 1. Освоить методику получения и культивирования протопластов
2. Подведение итогов и оформление отчета
3. Сдача отчета по выполненной работе
|
|
|
| Суспензионная культура
| 1. Получение клеточных клонов на агаризованных средах. Метод Плейтинга
|
|
| 1. Освоить метод микрочеренкования проростков
2. Подведение итогов и оформление отчета
3.Сдача отчета
|
|
|
| Гормональная регуляция в культуре клеток и тканей
| 1. Гормональная регуляция в культуре клеток и тканей
|
|
| 1. Дать характеристику фитогормонам
2. Подведение итогов и оформление отчета
3. Результаты эксперимента зарисовать через 2–4-6–8 недель
|
|
|
| Микроклональное размножение растений и получение безвирусного посадочного материала
| 1. Индукция корнеобразования проростков при микроклональном размножении растений
|
|
| 1. Освоить методику микроклонального размножения картофеля
2. Подведение итогов и оформление отчета
3. Сдача отчета по выполненной работе
4. Результаты зарисовать через 2–4 недели, сделать выводы.
|
|
|
| Микроклональное размножение растений и получение безвирусного посадочного
| Получение безвирусного посадочного материала методом химиотерапии в сочетании с методом апикальных меристем
|
|
| 1. Освоить метод химиотерапии
2. Подведение итогов и оформление отчета
3. Сдача отчета по выполненной работе
|
|
|
| Микроклональное размножение растений и получение безвирусного посадочного материала
| 1. Иммуноферментный анализ
|
|
| 1. Освоить метод иммуноферментного анализа при получение безвирусного посадочного материала
2. Оформление отчета
3.Сдача отчета по выполненной работе
|
|
|
| Культура гаплоидных клеток.
| 1. Получение каллусов из пыльников вишни и яблони
|
|
| 1. Освоить метод получения гаплоидных клеток
2. Оформление отчета
3.Сдача отчета по выполненной работе
|
|
|
| Использование методов криосохранения
| 1. Использование методов криосохранения
|
|
| 1.Закрепить знания по применеию методов криосохранения.
2. Подготовить реферат.
|
|
| Всего
| |
|
План лабораторных занятий
| Неделя
| Тема
| Содержание занятий
| Количество часов
|
|
| Техника культивирования растительного материала на искусственных питательных средах.
| 1. Освоение методов приготовления питательной среды для культивирования клеток и тканей in vitro
|
|
| 1. Приготовить питательную среду
2. Оформление отчета
3. Сдача отчета по выполненной работе
|
|
|
| Техника культивирования растительного материала на искусственных питательных средах.
| 1. Способы стерилизации растительных эксплантов
|
|
| 1. Освоить технику культивирования стерильных проростков
2. Результаты опыта зарисовать через неделю. Сделать выводы об эффективности стерилизующих растворов.
|
|
|
| Дедифференциация и каллусогенез в культуре растительных клеток и тканей
| 1. Получение первичного каллуса из корешков фасоли
|
|
| 1. Освоить метод получения каллусов риз корешков фасоли
2. Подведение итогов и оформление отчета
3. Сдача отчета
|
|
|
| Дедифференциация и каллусогенез в культуре растительных клеток и тканей
| 1. Получение каллуса из изолированных зародышей и узла кущения пшеницы
|
|
| 1. Проростки пшеницы зарисовать через 1–2 недели. Оценить качество посадки
|
|
|
| Суспензионные культуры
| 1. Получение и культивирование суспензии
|
|
| 1. Освоить метод получения суспензионной культуры
2. Подведение итогов и оформление отчета
3. Сдача отчета
|
|
|
| Суспензионные культуры
| 1. Определение степени
агрегированности и жизнеспособности
суспензии.
|
|
| Подготовить письменные ответы на контрольные вопросы к теме 3. 1. Что называется суспензионной культурой, и каковы основные способы их получения? 2. Как определить степень агрегированности и жизнеспособности суспензий? 3. Как подсчитать плотность суспензии? 4. Каковы основные способы культивирования одноклеточных суспензий? 5. В каких отраслях производства и науки используют суспензионные культуры?
|
|
|
| Гормональная регуляция в культуре клеток и тканей
| 1. Индукция органогенеза и соматического эмбриогенеза в каллусной ткани табака под действием фитогормонов
|
|
| 1. Освоить метод использования фитогормонов.
2. Подведение итогов и оформление отчета
3. Сдача отчета
|
|
|
| Микроклональное размножение растений и получение безвирусного посадочного материала
| 1. Вычленение апикальных меристем растения картофеля
|
|
| 1. Выполнитьть лабораторную работу
2. Оформить отчет
3. Результаты зарисовать через 2–4 недели, сделать выводы.
|
|
|
| Микроклональное размножение растений и получение безвирусного посадочного материал
| 1. Получение микроклубней у пробирочных растений картофеля
|
|
| 1. Выполнитьть лабораторную работу
2. Оформить отчет
3. Результаты зарисовать через–4 недели, сделать выводы.
|
|
|
| Микроклональное размножение растений и получение безвирусного посадочного материал
| 1. Получение безвирусного посадочного материала методом термотерапии в сочетании с культивированием апикальных меристем.
|
|
| 1. Освоить метод получения безвирусного материала при использовании термотерапии
2. Результаты зарисовать, сделать выводы
|
|
|
| Иммуноферментный анализ
| 1. Тестирование растительного материала на содержание вирусов
|
|
| 1. Преимущества иммуноферментного анализа
2. Результаты зарисовать, сделать выводы.
|
|
|
| Иммуноферментный анализ
| Получение безвирусного посадочного материала методом термотерапии в сочетании с культивированием апикальных меристем
|
|
| 1.Выполнить лабораторную работу
2. Оформить отчет
|
|
|
| Культура гаплоидных клеток.
| Получение каллусов из пыльников пшеницы
|
|
| 1. Освоить метод получения каллусов из пыльников пшеницы
2. Результаты зарисовать, сделать выводы
|
|
|
| Культура гаплоидных клеток.
| 1. Получение растений – регенерантов из пыльцевых каллусов пшеницы
|
|
| 1. Освоить метод получения растений регенрантов из гаплоидных клеток
2. Результаты зарисовать, сделать выводы
|
|
|
| Культура гаплоидных клеток.
| 1. Получение растений – регенерантов из пыльцевых каллусов яблони
|
|
| 1. Освоить метод получения безвирусного материала при использовании термотерапии
2. Результаты зарисовать, сделать
выводы
|
|
| Всего
| |
|
.
