Genetyka ogólna i weterynaryjna 7100-GEN-2-SJ

https://moodle.umk.pl/course/view.php?id=2985
http://www.genomics-lab.com (w cyklu 2022/23Z)

Wykłady (dr hab. inż. Anna Sławińska, prof UMK 30 godz.):
1. Wprowadzenie do genetyki, krótka historia i obecny rozwój;
2. DNA, RNA, białko – struktura, funkcja, replikacja, ekspresja; Budowa Genu; Genom jądrowy, plastydowy i wirusowy;
3. Cytogenetyka – cykl komórkowy, kariotypy, FISH;
4. Mechanizmy naprawcze DNA i mutageneza;
5. Genetyczna determinacja płci zwierząt – imprinting genomowy;
6. Technologie analiz genomowych – sekwencjonowanie, macierze SNP;
7. Podstawowe mechanizmy dziedziczenia cech – epistaza;
8. Cechy kodowane poligenicznie – QTL, GWAS, selekcja genomowa;
9. Choroby genetyczne i wady wrodzone zwierząt gospodarskich – baza OMIA;
10. Choroby genetyczne i wady wrodzone zwierząt towarzyszących – baza OMIA;
11. Elementy genetyki populacji – równowaga genetyczna, efektywny rozmiar populacji, bottleneck;
12. Wpływ środowiska na ekspresję DNA – epigenetyka i epigenomika;
13. Genetyka prokariontów – plazmidowe DNA, metagenomika;
14. Immunogenetyka – MHC, rearanżacja genów;
15. Wybrane technologie „omiczne” na przykładach – transkryptomika, proteomika, metabolomika, nutrigenomika.

Ćwiczenia (dr Agnieszka Pawełek, ćwiczenia 1-7 oraz dr hab. Magdalena Buszewska, prof, UMK, ćwiczenia 8-15)
1. Organizmy modelowe – wstęp do genetyki;
2. DNA jako substancja dziedziczna – izolacja DNA plazmidowego;
3. Transformacja bakterii metodą szoku cieplnego;
4. Mutageneza - mutanty muszki owocowej (Drosphila melanogaster Meig.);
5. Test Amesa – ocena mutagenności czynników chemicznych i fizycznych;
6. Identyfikacja płci człowieka techniką PCR na przykładzie genu amylogeniny;
7. Kolokwium (1)
8. Chromosomy i podstawy cytogenetyki;
9. Analiza kariotypów prawidłowych i zmutowanych
10. Dziedziczenie cech w typie pisum (z pełną dominacją), Dziedziczenie cech w typie zea (niepełna dominacja), dziedziczenie kilku cech niezależnych;
11. Współdziałanie genów – komplementarność i epistaza;
12. Cechy ssaków sprzężone z płcią i cechy związane z płcią. Dziedziczenie cech sprzężonych z płcią, cech ograniczonych płcią i pozostających pod jej wpływem (kontrolowanych przez płeć). Dziedziczenie cech sprzężonych. Mapowanie genów w chromosomie;
13. Genetyka populacyjna. Efektywny rozmiar populacji, równowaga Hardy’ego-Weinberga wraz z odstępstwami;
14. Rodowody;
15. Kolokwium (2)

W cyklu 2022/23Z:

WYKŁADY:
Wykład 1: Wprowadzenie i streszczenie przedmiotu (zarówno wykładów, jak i ćwiczeń) w odniesieniu do podręczników. Historia genetyki – najistotniejsze wydarzenia w rozwoju nauki.
Wykład 2-3: Podstawy cytogenetyki – Chromosomy. Morfologia chromosomów. Kariotypy i idiogramy człowieka i zwierząt gospodarskich. Diagnostyka patologii kariotypowych zwierząt. Wskazania do badania kariotypu. Zmiany kariotypowe specyficzne gatunkowo.
Wykład 4: Genetyka klasyczna: Dziedziczenie jednej pary cech. Typy dziedziczenia. Dziedziczenie dwóch par cech niezależnych. Dziedziczenie wielu cech niezależnych. Allele wielokrotne. Genotypy letalne związane z polimorfizmem genetycznym.
Wykład 5: Genetyka klasyczna: Współdziałanie par alleli w wyznaczaniu jednej cechy. Współdziałanie epistatyczne par alleli, komplementarność.
Wykład 6. Genetyka klasyczna: Cechy zwierząt sprzężone oraz związane z płcią
Wykład 7. Genetyka molekularna: budowa kwasów nukleinowych, budowa genu, kod genetyczny. Replikacja, transkrypcja, translacja.
Wykład 8: Mutacje genowe, chromosomowe, genomowe i ich wpływ na zdrowotność zwierząt
Wykład 9: Genetyka klasyczna: Cechy sprzężone: rekombinacja homologiczna. Sprzężeniowe mapy chromosomowe. Grupy krwi ssaków. Rodowody
Wykład 10: Wprowadzenie Genetyka populacji (genetyki ilościowej): Struktura genetyczna w losowo kojarzonej populacji. Prawo Hardy'ego- Weinberga.
Wykład 11-12: Genetyka populacji: Przegląd wad dziedzicznych u poszczególnych gatunków zwierząt gospodarskich.
Wykład 13-14: Genetyka populacji: Determinacja płci (owady, ryby, ssaki). Udział genów w różnicowaniu płci ssaków. Determinacja płci. Typy determinacji płci u owadów, ryb, ptaków i ssaków. Ustalenie płci zarodków. Zaburzenia w procesach wykształcania płci. Piętnowanie genomowe. Wpływ środowiska na ujawnienie cech.
Wykład 15: Nowoczesne techniki testowania genetycznego – wprowadzenie.
ĆWICZENIA:
Ćwiczenia 1: Genetyka klasyczna – chromosomy, kariotyp.
Ćwiczenia 2: Dziedziczenie cech w typie pisum (z pełną dominacją), Dziedziczenie cech w typie zea (niepełna dominacja), dziedziczenie kilku cech niezależnych
Ćwiczenia 3: Współdziałanie dopełniające par alleli. Współdziałanie genów nieallelicznych: komplementarność oraz epistaza
Ćwiczenia 4: Cechy ssaków sprzężone z płcią i cechy związane z płcią. Dziedziczenie cech sprzężonych z płcią, cech ograniczonych płcią i pozostających pod jej wpływem (kontrolowanych przez płeć).
Ćwiczenia 5: Dziedziczenie genów – powtórzenie – krzyżówki genetyczne
Ćwiczenia 6-7. DNA jako nośnik informacji genetycznej. markery genetyczne, Izolacja DNA/RNA, PCR, elektroforeza.
Ćwiczenia 8. Grupy krwi ssaków: Grupy krwi zwierząt, Praktyczne wykorzystanie polimorfizmu białek ustroju w hodowli i medycynie, Układ grupowy Rh człowieka, Dziedziczenie grup krwi u ludzi, Dziedziczenie grup u zwierząt gospodarskich. Analiza rodowodów.
Ćwiczenia 9: Mutacje genetyczne – przykłady.
Ćwiczenia 10: Kolokwium I. Cechy sprzężone: Rekombinacja homologiczna, Sprzężeniowe mapy chromosomowe.
Ćwiczenia 11: Frekwencja genów, genotypów i fenotypów w przypadku cech dziedziczących się wg. typu Pisum. Frekwencja genów i genotypów w przypadku cech dziedziczących się wg. typu Zea.
Ćwiczenia 12: Frekwencja genów, genotypów i fenotypów przy dwóch parach niezależnie dziedziczących się cech. Frekwencja genów i genotypów w przypadku cech warunkowanych allelami wielokrotnymi.
Ćwiczenia 13: Frekwencja genów i genotypów w przypadku cech sprzężonych z płcią. Migracja. Wpływ mutacjiObliczanie współczynnika inbreedu.
Ćwiczenia 14: Seminarium
Ćwiczenia 15: Kolokwium II. Podsumowanie przedmiotu.

Całkowity nakład pracy studenta

Godziny realizowane z udziałem nauczycieli (62 Godz.= 2,48 ECTS): - wykłady: 30 Godz. - zajęcia laboratoryjne: 30 Godz. - Udział w konsultacjach: 2 Godz. Czas poświęcony na prace indywidualna studenta (63 Godz.= 2,52): -Przygotowanie do egzaminu: 20 Godz. -Przygotowanie do kolokwium: 20 Godz. - Wykonanie zadań domowych: 10 - Przygotowanie do zajęć: 8 - Czytanie literatury: 5 Łącznie; 125 Godz. (5 ECTS)

Efekty uczenia się - wiedza

W1: zna i rozumie zasady i procesy dziedziczenia oraz zaburzenia genetyczne i podstawy inżynierii genetycznej – K_W14; W2: zna i rozumie zasady i mechanizmy genetyczne leżące u podstaw zdrowia zwierząt oraz powstawanie wad genetycznych – K_W10; W3: zna i rozumie mechanizmy nabywania i przenoszenia genów antybiotykooporności przez drobnoustroje – K_W18.

Efekty uczenia się - umiejętności

U1: potrafi posługiwać się podstawowymi technikami laboratoryjnymi, takimi jak izolacja i elektroforeza kwasów nukleinowych, PCR i mutageneza – K_U02; U2: potrafi analizować krzyżówki genetyczne i rodowody cech osobników z poszczególnych gatunków, w tym gatunku modelowego D. melanogaster – K_U09;

Efekty uczenia się - kompetencje społeczne

K1: jest gotów do korzystania z obiektywnych źródeł informacji, takich jak bazy danych (np. NCBI) – K_K04; K2: jest gotów do formułowania wniosków z własnych pomiarów, obliczeń lub obserwacji wykonanych na ćwiczeniach – K_K05.

Metody dydaktyczne

Wspomagana środkami audiowizualnymi prezentacja informacji z zakresu genetyki ogólnej i genetyki weterynaryjnej szczegółowej (wykłady, teoretyczne wprowadzenie w tematykę zająć laboratoryjnych) Zajęcia praktyczne w laboratorium w zakresie analizy kariotypu, izolacji RNA DNA, oceny zgodności zapisów rodowodowych z molekularnymi testami pochodzenia (zajęcia laboratoryjne i ćwiczenia komputerowe). Krzyżowanie modelowych linii Drosophila melanogaster i analiza efektów genotypowych i fenotypowych tych krzyżowań.

Metody dydaktyczne podające

- wykład informacyjny (konwencjonalny)
- pogadanka

Metody dydaktyczne poszukujące

- laboratoryjna
- ćwiczeniowa

Metody dydaktyczne w kształceniu online

- metody służące prezentacji treści

Rodzaj przedmiotu

przedmiot obligatoryjny

Wymagania wstępne

Wiedza z zakresu przedmiotów: Biologia (I semestr/1rok), Biologia komórki (1 semestr/1 rok), Biostatystyka (2 semestr/1 rok).

Koordynatorzy przedmiotu

W cyklu 2025/26Z:

W cyklu 2023/24Z:

W cyklu 2022/23Z:

W cyklu 2024/25Z:

Kryteria oceniania

Wykład:
Wykład jest zaliczony w formie egzaminu. Egzamin obejmuje całość zagadnień przedstawionych na wykładach. Egzamin przeprowadzany jest w trzech terminach:
1. Termin zerowy (przed sesją egzaminacyjną)
Studentom, którzy uzyskali zaliczenie ćwiczeń w pierwszym terminie na poziomie przynajmniej dobry plus przysługuje prawo do egzaminu w terminie zerowym. Listę osób kwalifikowanych do egzaminu zerowego przygotowuje Prowadzący ćwiczenia. Egzamin zerowy ma formę ustną. Student losuje trzy zagadnienia, na które udziela ogólnej odpowiedzi, a następnie szczegółowych odpowiedzi na pytania Egzaminatora.
2. Termin pierwszy (w sesji egzaminacyjnej)
Podstawowy termin egzaminu. Egzamin przygotowany jest w formie pisemnej. Obejmuje pytania otwarte i zamknięte (20 pytań testowych i 5 otwartych). Każde pytanie oceniane jest na poziomie 1 punkt (testowe) i 3 punkty (otwarte). Minimalna liczba punktów na zaliczenie: 24 punkty.
3. Termin drugi - tzw. "dopytka" (w sesji egzaminacyjnej)
Egzamin poprawkowy, tzw. "dopytka" ma formę ustną i jest dostępna dla osób, które otrzymały 50-59% punktów na egzaminie pisemnych. Podstawą egzaminu poprawkowego są zagadnienia zawarte w formularzu egzaminacyjnym lub dodatkowe pytania losowane przez Studenta.
4 Termin trzeci - poprawkowy (w sesji poprawkowej)
Egzamin przygotowany jest w formie pisemnej. Obejmuje pytania otwarte i zamknięte (20 pytań testowych i 5 otwartych). Każde pytanie oceniane jest na poziomie 1 punkt (testowe) i 3 punkty (otwarte). Minimalna liczba punktów na zaliczenie: 24 punkty.

Skala oceny egzaminu:
Niedostateczny < 60
dostateczny 60-70%
dostateczny plus 71-80%
dobry 81-87%
dobry plus 88-94%
bardzo dobry >95%

Ćwiczenia:
Obecność na ćwiczeniach jest obowiązkowa w wymiarze min. 80%. Nieobecność należy usprawiedliwić u Prowadzącego w następnym tygodniu po ustaniu przyczyny nieobecności oraz ustalić formę zaliczenia. Niespełnienie tego wymogu skutkuje niezaliczeniem laboratorium. Powstałe w wyniku nieobecności zaległości student winien uzupełnić we własnym zakresie. W czasie zajęć laboratoryjnych studenci winni wykazać się niezbędną wiedzą umożliwiającą im odbycie zajęć. Prowadzący ćwiczenia ma możliwość zapowiadania (z tygodniowym wyprzedzeniem) wejściówek oraz zadawania zadań domowych. Do zaliczenia ćwiczeń niezbędne jest dostarczenie wszystkich raportów i zadań domowych, oraz zaliczenie wszystkich kolokwiów. Podczas semestru student pisze trzy kolokwia, obejmujące wiedzę teoretyczną z ćwiczeń oraz zadania. Kolokwia są w formie pisemnej. Każde kolokwium obejmuje 7 pytań otwartych, każde z pytań jest punktowane od 1 do 3 punktów, w zależności od skali trudności.

Skala oceny kolokwium (% maksymalnej liczby punktów):
Niedostateczny < 60
dostateczny 60-70%
dostateczny plus 71-80%
dobry 81-87%
dobry plus 88-94%
bardzo dobry >95%

Studentowi przysługuje prawo do "dopytki" lub poprawy kolokwium. Dopytka ma charakter ustny i ma zastosowanie do prac studentów ocenionych w granicach 50-59%. Podczas "dopytki" zadawane są pytania z zakresu kolokwium w wersji podstawowej. Kolokwium poprawkowe jest w formie pisemnej i obejmuje 7 pytań otwartych, każde z pytań jest punktowane od 1 do 3 punktów, w zależności od skali trudności.

Ocena zaliczeniowa z ćwiczeń jest średnią ważoną wszystkich ocen uzyskanych w trakcie semestru.

Praktyki zawodowe

nie dotyczy

Literatura

Literatura podstawowa:
Świtoński M. (2023) Genetyka ogólna i weterynaryjna, wydawnictwa Naukowe PWN; dostępne online: http://han3.uci.umk.pl/han/ibuk/https/libra.ibuk.pl/reader/genetyka-ogolna-i-weterynaryjna-marek-switonski-299821
A. Sadakierska-Chudy, G. Dąbrowska, A. Goc (2004) Genetyka ogólna, wydawnictwa UMK, Toruń;
A. Goc, B. Piątkowska, G. Dąbrowska (2021) Zbiór zadań i pytań z genetyki ogólnej, wydawnictwa UMK, Toruń;
B. Kosowska (2010) Genetyka ogólna i weterynaryjna. Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu, Dostępna online: https://www.dbc.wroc.pl/dlibra/publication/21271;
Literatura uzupełniająca:
M. Świtoński, E. Słota, K. Jaszczak (2006) Diagnostyka cytogenetyczna zwierząt domowych, Wydawnictwo Akademii Rolniczej im. Augusta Cieszkowskiego w Poznaniu.
P.C. Winter, G.I. Hickey, H.L. Fletcher (2021) Krótkie wykłady genetyka, Wydawnictwa Naukowe PWN, Warszawa, dostępne online: http://han3.uci.umk.pl/han/ibuk/https/libra.ibuk.pl/reader/krotkie-wyklady-genetyka-hugh-fletcher-ivor-hickey-250719;
K. Charon, M. Świtoński (2022) Genetyka ogólna i genomika zwierząt. Wydawnictwa Naukowe PWN, Warszawa;

W cyklu 2022/23Z:

Literatura:
Genetyka ogólna i weterynaryjna: Kosowska i Nowicki
Genetyka weterynaryjna: Kosowska i Nowicki
Diagnostyka cytogenetyczna zwierząt domowych (2006): Świtoński, Slota, Jaszczak.
Genetyka zwierząt: Charon i Świtoński.
Własne Materiały laboratoryjne i wykładowy
Literatura uzupełniająca:
Genetyka i genomiki zwierząt (2012): Charon i Świtoński
Krótkie Wykłady GENETYKA: Fletcher Hickey i Winter
Genetyka: Waldemar Lewiński
Genetyka zwierząt w teorii i Praktyce (2015). Nowak Z.
Introduction to Veterinary Genetics; FW Nicolaus

Uwagi

W cyklu 2022/23Z:

Brak

Więcej informacji

Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb:

Strona przedmiotu 7100-GEN-2-SJ w USOSweb