- •Понятие, задачи, предмет, метод, содержание и компетенции дисциплины «Ветеринарная генетика и биостатистика».
- •История развития генетики, вклад в науку отечественных ученых.
- •Методы исследований в генетике, её связь с другими науками.
- •Достижения генетики и её роль в решении практических задач народного хозяйства.
- •Строение клетки животных. Функции органоидов цитоплазмы и ядра.
- •Морфология хромосом. Кариотипы диких и промысловых животных.
- •Образование половых клеток животных. Особенности мужских и женских гамет.
- •Характеристика мейоза.
- •Оплодотворение у животных. Генетическая сущность оплодотворения.
- •2. Молекулярные основы наследственности.
- •2.1 Строение днк и её синтез в клетках.
- •2.2 Строение рнк и ее синтез.
- •2.3 Регуляция генной экспрессии у эукариот. Современные представления о гене как единице наследственности.
- •2.5 Генетический код и его свойства: триплетность, неперекрываемость, вырожденность и универсальность. Коллинеарность гена и кодируемого им белка.
- •2.6 Регуляция активности генов у прокариот. Теория ф. Жакоба и ж. Моно о механизме регуляции действия генов. Адаптивный синтез ферментов. Оперон.
- •2.7 Структурные и регуляторные гены у прокариот. Негативная и позитивная индукция и репрессия генной активности у прокариот.
- •2.8 Общая характеристика онтогенеза. Влияние генов и среды на развитие признаков. Биогенетический закон Мюллера-Геккеля.
- •2.9 Роль генетической информации матери на начальных стадиях развития зиготы.
- •2.10 Критические периоды в онтогенезе животных.
- •2.11 Регуляция синтеза белков в процессе онтогенеза. Пенетрантность и экспрессивность генов.
- •3.1 Особенности гибридологического метода, разработанного Менделем. Генетическая символика
- •3.2 Действия законов Менделя в моногибридных скрещиваниях при полном и неполном доминировании
- •3.3. Действия законов Менделя при дигибридных скрещиваниях
- •3.4 Аллельные гены и аллеломорфные признаки. Анализирующее скрещивание и его применение
- •3.5. Типы взаимодействия неаллельных генов. Характеристика комплементарного взаимодействия и эпистаза.
- •3.6. Полимерное взаимодействие генов и его роль в формировании качественных и количественных признаков
- •3.7. Особенности сцепленного наследования генов
- •3.8 Кроссинговер как основа неполного сцепления генов. Расчет расстояния между генами
- •4.2 Полиплоидия у растений и животных
- •4.3.Гетероплоидия и хромосомные перестройки
- •4.4.Сущность генных мутаций и причины их возникновения
- •4.5 Процесс возникновения мутаций. Репарация мутаций
- •4.6 Понятие о биометрии и основных ее направлений
- •4.8 Показатели, характеризующие степень изменчивости признака у животных
- •4.9 Типы распределения варьирующих признаков (нормальное, биномиальное, асимметрическое, эксцессивное, трансгрессивное)
- •4.10 Определение статистических ошибок и достоверности разности между средними двух выборок
- •4.11 Использование критерия хи-квадрат
- •4.12 Биометрические показатели связи между признаками. Свойства коэффициента корреляции.
- •4.13 Основы регрессионного анализа
- •4.14 Основы дисперсионного анализа
- •4.15 Взаимодействие генотипа и среды. Влияние на коэффициент наследуемости (h2) и повторяемости (rw) генотипических и паратипических факторов.
- •5.1 Использование биотехнологии в ветеренарии
- •5.2 Использование биотехнологии
- •5.3 Строение вирусов и бактерий.
- •5.4 Обмен генетическим материалом у прокариот: конъюгация, трансдукции, трансфрмация.
- •5.5 Биотехнология. Цели и задачи.
- •5.6 Генная инженерия. Получение генов путем синтеза – химического и ферментативного. Ферменты – главные инструменты генетической инженерии (обратная транскриптаза, рестриктирующая эндонуклеаза и др.)
- •5.7 Рекомбинантные днк. Переносчики генетической информации (векторы).
- •5.8 Клеточная инженерия. Культивирование клеток. Гибридизация соматических клеток.
- •5.9 Гибридомная технология получения моноклональных антител.
- •5. Основы иммуногенетики и биотехнологии
- •6. Генетика популяций.
- •6.1 Видообразование. Популяция как единица эволюции.
- •6.3 Особенности популяций и чистых линий. Эффективность отбор в популяциях и чистых линиях.
- •6.4 Структура свободного размножающихся популяций. Формула Харди Вайнберга и ее использование в селекции.
- •6.5 Изменение структуры популяций при отборе
- •6.6 Изменение структуры популяций в процессе мутаций и при миграции животных
- •6.7 Изменение структуры популяций при скрещиваниях и инбридинге
- •6.8 Генетические основы инбридинга и инбредной депрессии. Влияние инбридинга на структуру популяций.
- •6.9 Гетерозис и его генетические причины. Особенности проявления гетерозиса при различных вариантах скрещивания.
4.6 Понятие о биометрии и основных ее направлений
Биометрия (от греч. bios — жизнь и metreo — измеряю) — направление биологических исследований, в которых находит широкое применение совокупность приемов математической обработки исследуемых данных (массовые измерения различных признаков организмов, популяций, биоценозов).
В 20 веке в дополнение к математико-статистическим методам биометрия стала использовать методы дифференциального и интегрального исчисления, в частности при изучении динамики численности организмов, в том числе и патогенных. Основоположником этого направления стал Р. Росс, применивший высшую математику к изучению взаимодействий между численностью людского населения, пораженного малярийными плазмодиями, и численностью комаров-переносчиков. В последние десятилетия область применения биометрии значительно расширилась в результате рождения кибернетики, изучающей применительно к биологии и медицине количественные закономерности саморегулирующихся живых систем — организмов, популяций и биоценозов.
сновные направления применения биометрии в генетике и селекции животных:
определение степени фенотипического уровня признаков у особей совокупности путем вычисления таких параметров, как средние величины: средняя арифметическая ( ), геометрическая (G), квадратическая (S), гармоническая (H), мода (Мо), медиана (Me);
определение степени фенотипической и генотипической изменчивости признаков с помощью среднего квадратического отклонения (ơ), коэффициентов изменчивости (Cv), варианс (ơ 2);
выявление особенностей и типов варьирования количественных и качественных признаков и характера распределения особей с разным уровнем признаков (нормальное, асимметричное, эксцессивное, биномиальное, пуассоново, трансгрессивное). Для этого используют уравнения, функции и статистические параметры распределения;
определение величины фенотипической и генетической коррелятивной связи между различными признаками и ее направления с использованием коэффициентов корреляции (r), регрессии (b), корреляционного соотношения (η), ранговых коэффициентов связи (rs);
определение доли влияния различных факторов на фенотипическую и генетическую изменчивость признака с использованием дисперсионного и факторного анализа;
сравнение групп по величинам средних, степени изменчивости, вариансам, частотам, коэффициентам связи, теоретическому и эмпирическому распределению с применением метода статистических ошибок, критерия достоверности Фишера, Стьюдента, метода x2и путем проверки состояния генного равновесия в популяциях и определения генетического расстояния или сходства;
определение характеристик популяции по комплексу генетических и статистических параметров: степени гомо- и гетерозиготности, генетическому равновесию, коэффициентам наследуемости и постоянства, проявлению гетерозиса и инбредной депрессии; проверка генетических гипотез о типе наследования (доминантности, рецессивности, кодоминантности).
Теория вероятностей и закон больших чисел — основа биометрии. Основные теоретические положения, на которых строят биометрические принципы анализа, базируются на математической статистике, теории вероятностей и законе больших чисел, которые выявляют закономерности проявления случайных событий на фоне массового материала.
Объектом биометрии служит варьирующий признак, учтенный в имеющей достаточную численность группе особей, однородной по ряду других основных признаков.
Варьирование любого признака у особей группы обусловлено комплексом многообразно и разнонаправлено, в том числе и случайно действующих факторов, таких как различия по наследственности, факторам среды, физиологическому состоянию и т. д. В результате многофакторного воздействия реакция организмов неодинакова, что приводит к индивидуальному варьированию величины признака даже при относительной однородности группы по другим признакам. Варьирующие признаки принято обозначать буквами латинского алфавита — х, у и т. п., а их варианты — х1х2,..., хп; у1 , У2,..., У п.
4.7средний уровень варьируещего признака в выборочный или генеральной совокупности особей. Величины средних значений признака- средняя арифмитическая, геометрическая, квадратическая, гармоническая, мода, медиана.
Реально наблюдаемая совокупность объектов, статистически представленная рядом наблюдений случайной величины , является выборкой, а гипотетически существующая (домысливаемая) — генеральной совокупностью. Генеральная совокупность может быть конечной (число наблюдений N = const) или бесконечной (N = ∞), а выборка из генеральной совокупности — это всегда результат ограниченного ряда наблюдений. Число наблюдений , образующих выборку, называется объемом выборки. Если объем выборки достаточно велик (n → ∞) выборка считается большой, в противном случае она называется выборкой ограниченного объема. Выборка считается малой, если при измерении одномерной случайной величины объем выборки не превышает 30 (n <= 30), а при измерении одновременно нескольких (k) признаков в многомерном пространстве отношение n к k не превышает 10 (n/k < 10). Выборка образует вариационный ряд, если ее члены являются порядковыми статистиками, т. е. выборочные значения случайной величины Х упорядочены по возрастанию (ранжированы), значения же признака называются вариантами.
Средняя гармоническая величина является модификацией средней арифметической. Применяется в тех случаях, когда известны индивидуальные значения признака, т. е. варианты (x), и произведений вариант на частоту (xf = М), но неизвестны сами частоты (f).
Средняя квадратическая величина используется при расчете показателей вариации. Применяется в форме простой и взвешенной.
Средняя геометрическая используется для анализа динамики явлений и позволяет определить средний коэффициент роста. При расчете средней геометрической индивидуальные значения признака представляют собой относительные показатели динамики, построенные в виде цепных величин, как отношения каждого уровня к предыдущему.
Мода (Мо) – средняя величина, которая соответствует варианте, встречающейся в вариационном ряду с наибольшей частотой.
Медиана (Ме) – средняя величина, соответствующая варианте, которая делит вариационный ряд пополам. В нечетном вариационном ряду находится в середине, в четном вариационном ряду вычисляется как полусумма двух средних вариант.
Средняя величина (средняя арифметическая, средняя взвешенная) (М) – обобщенная характеристика среднего уровня и средний уровень признака используется для количественной характеристики статистической совокупности.
К статистическим критериям, характеризующим второе свойство статистической совокупности, относят средние величины.
Для вычисления средних величин используются вариационные ряды.
Вариационный ряд, виды вариационных рядов.
Вариационный ряд – это ряд вариант одного и того же признака, расположенных в определенном порядке (по степени возрастания или убывания).
Вариационные ряды бывают:
простые и взвешенные;
несгруппированные и сгруппированные (интервальные);
четные (число вариант четное) и нечетные (число вариант нечетное).