Биология медицинская кибернетика

Цель дисциплины:

формирование у обучающихся универсальных компетенций в соответствии с федеральным

государственным образовательным стандартом высшего образования.

Задачи дисциплины:

1. Формирование навыков аналитической работы с информацией (учебной, научной, нормативносправочной литературой и другими источниками), с информационными технологиями, диагностическими методами исследованиями.

2. Изучение студентами и приобретение знаний в области функционирования биологических систем: закономерностей эволюции органического мира, эволюции систем органов; в области биологии паразитов

3. Освоение методов исследования биологических систем, приобретение навыков практической работы биологов.

 

Дисциплина включает в себя следующие формы занятий: лекции и практические занятия.

Текущий контроль проводится на каждом практическом занятии в виде устного собеседования, тестирования, коллоквиумов. После завершения изучения каждого раздела проводится контроль с использованием компьютерных технологий в виде тестирования на образовательном портале МГМСУ: mgmsu-portal.ru. Промежуточная аттестация по дисциплине проводится в форме экзамена. 
Экзамен состоит из двух этапов:
1. тестирования на образовательном портале ВУЗа (mgmsu-portal.ru)
2. письменный экзамен ( в т.ч. ZOOM / письменный экзамен)
Экзамен проводится по окончании изучения дисциплины в четвертом семестре.

Рабочая программа включает:

1. Цели  и задачи дисциплины.

2. Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине, соотнесенных с планируемыми результатами освоения образовательной программы.

3. Место дисциплины в структуре образовательной программы.

4. Объем дисциплины и виды учебной работы.

5. Структура и содержание дисциплины.

6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы обучающихся по дисциплине.

7. Фонд оценочных средств дисциплины для проведения промежуточной аттестации по дисциплине.

8. Основная и дополнительная литература, необходимая для освоения дисциплины.

9. Ресурсы информационно-телекоммуникационной сети "Интернет", необходимых для освоения дисциплины.

10. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины.

11. Информационные технологии, используемые при осуществлении образовательного процесса по дисциплине.

12. Материально-техническая база, необходимая для осуществления образовательного процесса по дисциплене.

 

      Ключевые темы:

Рабочая программа включает: 7 разделов дисциплины и 68 тем:

I. Биология клетки. Геном.

1. Фундаментальные основы биологии человека, как теоретической базы современной медицины

2. Определение понятия геном; видоспецифичность генома; характеристика генома вирусов, бактерий

3. Характеристика генома эукариот; хромосомный уровень организации генома эукариот; характеристика хроматина; организация хромосомной ДНК эукариот; мультигенные семейства; характеристика ДНК эукариот

4. Понятия наследственной информации, ген, экспрессия генетической информации; особенности строения и экспрессии генов у прокариот; особенности строения и экспрессии генов; особенности регуляции экспрессии генов у прокариот

5. Особенности строения и экспрессии генов у эукариот; особенности регуляции экспрессии генов и эукариот

6.Уровни организации жизни, формы жизни. Методы изучения клетки; строение про- и эукариотических клеток.

7. Геном вирусов, прокариот,  структурно-функциональная организация наследственного материала у прокариот; особенности реализации наследственной информации у прокариот; осо-бенности регуляции экспрессии генов у прокариот

8. Геном эукариот и человека; структурно-функциональная организация наследственного материала у эукариот; особенности реализации наследственной информации у эукариот; осо-бенности регуляции экспрессии генов у эукари-от.

9. Определение, периоды и варианты клеточного цикла; характеристика периодов митотического цикла; репликация ДНК; определение митоти-ческого коэффициента и пролиферативной ак-тивности тканей; политения, полиплоидия, эн-домитоз, амитоз; механизма регуляции клеточ-ного цикла; различия жизненных циклов нор-мальных и опухолевых клеток; особенности мейотического деления клеток; биологическое значение митоза и мейоза

II. Роль генетических факторов и среды в формировании фенотипа.

10. Методы выделения ДНК. Клонирование ДНК в клетке; ПЦР; секвенирование ДНК; геномные библиотеки; геномная дактилоскопия; методы генетического картирования  наследственных заболеваний. Рестриктазы. Виды рестриктаз. Рестриктационные карты.

11. Практическое значение исследования ДНК; методы кариотипирования; цитогенетический метод; генетические и цитологические карты

12. Характеристика генома человека; мультигенные семейства генома человека; митохондриальная ДНК человека; геномика; протеомика. Характеристика кариотипа человека

13. Временная организация на клеточном уровне; митотический цикл; теломерная ДНК; митотическая активность тканей; регуляция митотического цикла; нарушение пространственно-временной организации при онкотрансформации тканей.

14. Пространственно-временная организация как свойство биологических систем; хронобиология; биоритмология; структура и характеристика биоритмов; классификация биоритмов; синхронизаторы биоритмов; генетический контроль биоритмов; хронофизиология; хрономедицина; хронопатология; хронотерапия; хронодиагностика; хронофармакология

15. Основные генетические понятия и молекулярно-генетические механизмы моногенного аутосом-ного наследования и взаимодействия аллельных генов. Использование закономерностей моноген-ног аутосомного наследования для прогноза потомства у человека. Плейотропия  и летальное дейстсвие  генов

16. Молекулярно-генетические механизмы полиген-ного аутосомного. Использование закономерно-стей полигенного аутосомного независимого наследования для прогноза потомства у человека

17. Взаимодействия неаллельных генов. Цетоплаз-матическое наследование. Геномный имприн-тинг у человека

18. Закономерности сцепленного наследования ге-нов; основные положения хромосомной теории наследственности Т.Моргана; определение рас-стояния между гена в одной хромосоме; методы картирования хромосом; решение генетических задач. Процесс формирования половых разли-чий у людей. Физиологическая основа гонадно-го уровня определения пола. Генетический ме-ханизм половой дифференцировки. Гендерная идентичность человека. Способы и механизмы определения пола. Особенности наследования признаков, сцепленных с полом; решение гене-тических задач

19. Определение и классификация изменчивости; механизмы и биологическая роль различных форм изменчивости; вариационно-статистический метод изучения модификацион-ной изменчивости; пенетрантность и экспрес-сивность гена как проявление модификацион-ной изменчивости; решение генетических задач с учетом пенетрантности гена. Классификация и медицинское значение мутаций; примеры мута-ций у человека; решение генетических задач на определение формы изменчивости

III. Методы генетки человека. Молекулярно-генетические методы

20. Определение, характеристика и классификация изменчивости; генотипическая комбинативная изменчивость как отражение внутривидового разнообразия; мутационная изменчивость; классификация мутаций

21. Молекулярно-генетические и клеточные механизмы обеспечения изменчивости; эволюционное и медицинское значение мутаций; генокопии и фенокопии; мутагенные факторы и механизм их действия; антимутагенные механизмы

22. Генетический полиморфизм и морфологическое разнообразие людей; роль генотипа и среды в формировании фенотипа; эпигенетика; модификационная изменчивость; экспрессивность и пенетрантность гена; близнецовый метод исследования

23. Особенности  моно- и полигенного наследования признаков у человека; мультифакториальные признаки; классификации наследственных болезней человека и их краткая характеристика

24. Молекулярная, превентивная и предикативная медицина; медико-генетическое консультирование; этапы МГК; виды консультирования по прогнозу потомства;  методы пренатальной  диагностика наследственных болезней человека; предимплантационная диагностика; постимплантационная диагностика; генетический скрининг беременных, новорождённых, взрослых

25. Особенности человека как объекта генетических исследований; Близнецовый метод и его исполь-зование для определения соотношения роли ге-нотипа и среды в развитии признаков человека; популяционно-статистический метод и его ис-пользование для определения генетической структуры человеческих популяций и частоты встречаемости патологических генов. Генеало-гический метод и его использование для постро-ения и анализа родословных с целью определе-ния типа наследования анализируемого призна-ка и прогнозирования заболеваемости потомства в семьях, отягощённых наследственной патоло-гией; решение генетических задач на построе-ние и анализ родословных.

26. Денверская и парижская классификация хромо-сом человека; экспресс-метод определения по-лового хроматина. Цитогенетический метод ис-следования кариотипа человека; составление и анализ кариограмм; Описание кариотипа чело-века; хромосомные и геномные болезни челове-ка

27. Выделение ДНК. Рестрикция. Классы рестрик-таз, лигирование. ПЦР, амплификация ДНК; ДНК -полимераза и ее характеристики. Компо-ненты ПЦР, подбор праймеров, этапы ПЦР, электрофорез ДНК. Вариации ПЦР. Примене-ние ПЦР в биотехнологии и медицине. Нахож-дение бактерий по геному через базу данных Интернет; решение ситуационных задач. ПЦР в реальном времени.

28. Секвенирование по Сенгеру, саузерн-блот, но-зерн-блот, пирофосфатное секвенирование ДНК-микрочип и флуоресцентная гибридизация in situ.Гибридизация ДНК, факторы влияющие на скорость гибридизации. Молекулярное кло-нирование. Применение в биотехнологии и ме-дицине; скрининг с помощью гибридизацион-ных
меченых зондов. Поиск секвенированных по-следовательностей через базы данных Интернет

IV. Биология развития. Гомеостаз.

29. Виды гомеостаза; механизмы поддержания генетического гомеостаза; репарация ДНК; иммунитет; структурный гомеостаз и механизмы его поддержании

30. Регенерация; трансплантация и имплантация; биологические основы регенеративной медицины; стволовые клетки и их роль в регенерационном  процессе

31. Регуляционный и мозаичный тип развития; генетическая регуляция развития; регуляционная особенность ядер; клонирование; взаимодействие бластомеров в период дробления; дифференцировка; детерминация; клеточные процессы в периоды. Эмбриональная индукция; нейрогуморальная регуляция развития

32. Определение онтогенеза, периоды и типы онтогенеза; основные периоды онтогенеза человека; сущность и значение прогенеза; периоды гаме-тогенеза; отличия сперматогенеза и овогенеза; особенности гаметогенеза человека; морфо-функциональные и генетические особенности гамет; типы яйцеклеток; оплодотворение, его фазы, биологическая сущность; партеногенез, гиногенез, андрогенез; стадии эмбриогенеза жи-вотных; способы дробления и гаструляции; формирование и дифференцировка зародыше-вых листков; гисто- и органогенез; провизорные органы и их функции у анамний и амниот; осо-бенности эмбриогенеза человека

33. Типы развития организмов в постэмбриональном периоде;тип постэмбрионального развития человека, периодизация постнатального этапа онтогенеза человека, биологический и хроноло-гический возраст, методы определения; основ-ные процессы в постнатальном онтогенезе (рост, формирование дефинитивных органов, половое созревание человека, старение); устойчивость и адаптации организма к действию факторов сре-ды в постнатальном периоде онтогенеза челове-ка; критические периоды постнатального развития человека.

34. Регуляционный и мозаичный тип развития; генетическая регуляция развития; регуляционная особенность ядер; клонирование; взаимодействие бластомеров в период дробления; дифференцировка; детерминация; клеточные процессы в периоды гаструляции и органогенеза.

35. Эмбриональная индукция; нейрогуморальная регуляция развития; воздействие вредных фак-торов среды на зародыш человека; тератогенные факторы, их классификация и механизмы дей-ствия; классификация и механизмы образования врождённых пороков развития

36. Гомеостаз как свойство живого. Виды го-меостаза; механизмы поддержания генети-ческого гомеостаза и последствия его нару-шения; механизмы репарации ДНК; формы защиты биологической индивидуальности организма

37. Регенерация, её виды и уровни; типы и спо-собы репаративной регенерации; транс-плантация, её виды и значение для медици-ны; имплантация; биологические основы регенеративной медицины; стволовые клетки и их роль в регенерационном процессе.

V. Закономерности эволюции систем органов.

38. Законы «Зародышевого сходства», «Эмбриологический закон» К.Бэра отражают закономерности в развитии  эмбриона; биогенетический закон Ф.Мюллера и Э.Геккеля; учение о филэмбриогенезах А.Н.Северцова.

39. Основные принципы эволюции систем органов: дифференциация и интеграция;  полифункциональность органа и способность функции к изменению – основа морфофункционального преобразования органов; главные эволюционные преобразования органов

40. Прогрессивный и регрессивный адаптивный характер преобразования органов; идиоадаптации; гомологичные и аналогичные органы; соотносительные преобразования органов; атавистические и аллогенные пороки развития человека

41. Человек в системе животного мира. Ком-плексы признаков, определяющих положе-ние вида Homo sapiens в системе животного мира. Особенности биологии человека, его отличия от приматов. Методы современной антропологии. Антропоморфозы приматов. Этапы антропогенеза

42. Основные типы пищеварения; функции пищеварительной системы; основные эво-люционные преобразования пищеваритель-ной системы хордовых; эволюция пищева-рительной системы хордовых; онтофилоге-нетически обусловленные пороки развития пищеварительной системы человека и при-чины их формирования.

43. Функции дыхательной системы; эволюци-онные преобразования в дыхательной си-стеме хордовых; эволюция дыхательной си-стемы хордовых; онтофилогенетически обусловленные пороки дыхательной систе-мы человека и причины их появления

44. Функции кровеносной системы; эволюци-онные преобразования кровеносной систе-мы хордовых; основные этапы эволюции сердца и кровеносных сосудов хордовых; преобразование артериальных (жаберных) дуг в процессе эволюции позвоночных жи-вотных и в онтогенезе человека; онтофило-генетически обусловленные пороки разви-тия кровеносной системы у человека и при-чины их формирования.

45. Функции выделительной системы; эволю-ционные преобразования в выделительной системе позвоночных; сравнительная харак-теристика нефронов предпочки, первичной и вторичной почек; эволюция конечных продуктов обмена у позвоночных живот-ных; связь выделительной и половой систем у позвоночных животных; онтофилогене-тически обусловленные пороки развития выделительной и половой систем у челове-ка, причины их формирования

46. Функции нервной системы; эволюционные преобразования нервной системы хордо-вых; эволюция головного и спинного мозга у позвоночных животных; эволюция коры переднего мозга у позвоночных животных; онтофилогенетически обусловленные поро-ки развития нервной системы у человека и причины их формирования; эволюционные преобразования в эндокринной системе хордовых; эволюция желез внутренней сек-реции у позвоночных животных; онтофило-генетически обусловленные пороки разви-тия желез внутренней секреции у человека и причины их формирования

47. Человек в системе животного мира. Ком-плексы признаков, определяющих положе-ние вида Homo sapiens в системе животного мира. Особенности биологии человека, его отличия от приматов. Методы современной антропологии. Антропоморфозы приматов. Этапы антропогенеза

VI. Экология человека. Медицинская экология.

48. Э. Геккель – основоположник экологии;  современное определение в экологии  Ю. Одума;  задачи экологии;  два подхода к решению экологических проблем; структура мегаэкологии; среда жизни; экологические факторы; экологическая пластичность; адаптации; демэкология; понятие.

49. Структура и характеристика биоценоза; биотические связи в биоценозе; экологическая ниша; определение, структура и характеристика экосистем; экологические пирамиды; динамика экосистем; биогеоценоз; биогеохимический круговорот элементов; правило экологического накопления

50. Развитие представлений о биосфере; определение биосферы; биосфера как экосистема;  место человека в биосфере; развитие биосферы в ноосферу

51. Антропогенный фактор в биосфере; экологические кризисы и экологические катастрофы Глобальные экологические проблемы: демографический взрыв, истощение природных ресурсов, энергетический кризис, нарушение водного баланса планеты, проблема деградации лесов, проблемы земельных ресурсов, проблема глобального загрязнения, проблема изменения климата; сохранение биологического разнообразия Земли.

52. Основные разделы экологии человека; классификация экологических факторов, действующих на организм человека; биоло-гические реакции организма человека на действие экологических факторов; среда обитания современного человека; воздей-ствие экологических факторов среды на ор-ганизм человека и их медицинское значе-ние; основные виды адаптации организма человека к факторам среды; климато-географические адаптивные типы людей; экологические типы по видам индивиду-альной адаптации к факторам среды (В.П. Казначеев, 1983); антропогенные экосисте-мы; эндоэкология; микроэкосистемы орга-низма человека; биосфера и человек

53. Разделы медицинской экологии; экологические факторы среды обитания и значение их для здоровья человека; виды антропогенного загрязнения среды; виды химического загрязнения среды.; биоконцентрирование; биоаккумуляция; ионизирующее излучение; действие радиации на организм человека; пути поступления загрязнителей окружающей среды в организм человека; превращение и выведение ксенобиотиков; экофакторы городской среды и здоровье человека; пища как экологический фактор; экология питания.

54. Действие радиации на организм человека; пути поступления загрязнителей окружающей среды в организм человека; превращение и выведение ксенобиотиков; экофакторы городской среды и здоровье человека; пища как экологический фактор; экология питания

55. Основные разделы экологии человека; классификация экологических факторов, действующих на организм человека; биоло-гические реакции организма человека на действие экологических факторов; среда обитания современного человека; воздей-ствие экологических факторов среды на ор-ганизм человека и их медицинское значе-ние; основные виды адаптации организма человека к факторам среды; климато-географические адаптивные типы людей; экологические типы по видам индивиду-альной адаптации к факторам среды (В.П. Казначеев, 1983); антропогенные экосисте-мы; эндоэкология; микроэкосистемы орга-низма человека; биосфера и человек

56. Разделы медицинской экологии; экологиче-ские факторы среды обитания и значение их для здоровья человека; виды антропогенно-го загрязнения среды; виды химического за-грязнения среды.; биоконцентрирование; биоаккумуляция; ионизирующее излучение; действие радиации на организм человека; пути поступления загрязнителей окружаю-щей среды в организм человека; превраще-ние и выведение ксенобиотиков; экофакто-ры городской среды и здоровье человека; пища как экологический фактор; экология питания.

VII. Основы медицинской паразитологии.

57. Паразитизм как экологическое явление; формы паразитизма и классификация паразитов; происхождение паразитизма; пути проникновения паразитов в организм хозяина.

58. Жизненные циклы паразитов; адаптации к паразитическому образу жизни; факторы восприимчивости организма хозяина к паразиту; специфические ответные реакции хозяина на воздействие паразитов; неблагоприятное влияние паразита на организм хозяина

59. Учение о природной очаговости трансмиссивных заболеваний Е.Н.Павловского; структура природного очага; происхождение природно-очаговых заболеваний; классификация природно-очаговых заболеваний; антропоургические очаги; мероприятия по обезвреживанию и ликвидации природных очагов

60. Понятие  трансмиссивных заболеваний; классификация трансмиссивных заболеваний и их характеристика; классификация переносчиков; методы обнаружения паразитов

61. Предмет, задачи и разделы паразитологии; классификация паразитов и хозяев; воздействия паразитов на организм хозяина; реакции хозяина на действие паразитов; понятие трансмиссивных заболеваний; характеристика простейших - паразитов человека, включающая: определение локализации паразита в организме человека, описание жизненного цикла паразита, определение путей инвазии и инвазионной стадии паразита для человека, способов обнаружения паразита в организме человека и профилактики протозойных заболеваний

62. Предмет, задачи и разделы медицинской гельминтологии. Основы общей эпидемиологии гельминтозов. Биогельминтозы, геогельминтозы, контактные гельминтозы, основы борьбы с гельминтозами. Медицинское значение гельминтозов

63. Морфологические особенности клещей – возбудителей и переносчиков заболеваний человека и животных; жизненные циклы, распространение и медицинское значение иксодовых, аргазовых, акариформных клещей; учение о природной очаговости трансмиссивных заболеваний Е.Н.Павловского; характеристика природного очага клещевого энцефалита; природные и синантропные очаги возвратного тифа; профилактика заражения и меры борьбы с клещами.
классификация и морфофункциональные особенности насекомых – возбудителей и переносчиков заболеваний человека и животных; медицинское значение насекомых

64. Предмет, задачи и разделы паразитологии; классификация паразитов и хозяев; воздей-ствия паразитов на организм хозяина; реак-ции хозяина на действие паразитов; поня-тие трансмиссивных заболеваний; характе-ристика простейших - паразитов человека, включающая: определение локализации па-разита в организме человека, описание жизненного цикла паразита, определение путей инвазии и инвазионной стадии пара-зита для человека, способов обнаружения паразита в организме человека и профилак-тики протозойных заболеваний

65. Морфологические особенности сосальщи-ков – паразитов человека и животных; ха-рактеристика сосальщиков - паразитов че-ловека, включающая: определение локали-зации паразита в организме человека, опи-сание жизненного цикла паразита, опреде-ление путей инвазии и инвазионной стадии паразита для человека, способов обнаруже-ния паразита в организме человека и про-филактики трематодозов

66. Морфологические особенности ленточных червей – паразитов человека и животных; характеристика ленточных червей - парази-тов человека, включающая: определение локализации паразита в организме челове-ка, описание жизненного цикла паразита, определение путей инвазии и инвазионной стадии паразита для человека, способов об-наружения паразита в организме человека и профилактики цестодозов

67. Морфологические особенности круглых червей – паразитов человека и животных; понятие геогельминтов и биогельминтов; характеристика круглых червей - паразитов человека, включающая: определение локализации паразита в организме человека, описание жизненного цикла паразита, определение путей инвазии и инвазионной стадии паразита для человека, способов обнаружения паразита в организме человека и профилактики нематодозов.

68. Морфологические особенности клещей – возбудителей и переносчиков заболеваний человека и животных; жизненные циклы, распространение и медицинское значение иксодовых, аргазовых, акариформных кле-щей; учение о природной очаговости трансмиссивных заболеваний Е.Н.Павловского; характеристика природ-ного очага клещевого энцефалита; природ-ные и синантропные очаги возвратного ти-фа; профилактика заражения и меры борьбы с клещами.
классификация и морфофункциональные особенности насекомых – возбудителей и переносчиков заболеваний человека и жи-вотных; медицинское значение насекомых.