Genetik och evolution, 22,5 hp

Innehåll

Med fokus på eukaryota organismer behandlar kursen genetik på cellulär och organism nivå, mikro-och makro-evolutionära processer, mångfalden av jordens organismer och de evolutionära sambanden mellan dem. Genetikavsnittet behandlar även uppbyggnad och funktion av DNA-molekylen och flödet av genetisk information från gener till egenskaper, kromosomstruktur och -organisation, mitos, meios och transmissionsgenetik, samt nedärvning av kvalitativa karaktärer och koppling mellan dessa. Evolutionsdelen behandlar populationsgenetik inklusive Hardy-Weinbergs lag, grundläggande mikroevolutionära processer, kvantitativ genetik och artbildningsprocesser. Även grundläggande molekylär evolution på helgenomsnivå och metoder för att studera genetisk variation i naturliga populationer ingår i kursen. Under systematik och fylogeni behandlas livets utveckling, organismernas släktskap och grunderna inom fylogenetisk analys. Regler för klassificering och namngivning av taxa gås igenom. Huvuddragen i eukaryoternas evolution och grunderna för systematikens teoribildning behandlas och tillämpas på fr a landväxter, svampar och djur. Kunskaperna från de teoretiska inslagen under kursen kommer att befästas och exemplifieras under räkne- och dataövningar, gruppdiskussioner, laborationer, exkursioner och övningar. En individuell fördjupning görs inom någon utvald del av kursens delområden.

Kursen indelas i följande moment:
Moment 1, Genetik, 5 högskolepoäng
Momentet behandlar struktur och replikation av det genetiska materialet (DNA, RNA, proteiner, genetisk kod, replikation, transkription, translation, kromosomer, mitos/meios); den genetiska variationens uppkomst (gen- och kromosomala mutationer); och den genetiska materialets överföring mellan generationer (nedärvning av kvalitativa och kvantitativa karaktärer och koppling).

Moment 2, Evolution, 7,5 högskolepoäng
Under detta moment behandlas populationsgenetik – genetisk variation och Hardy-Weinbergs lag samt modeller för microevolutionära processer som förändrar allel- och genotypfrekvenser inom och mellan populationer (mutationer, migration, genetisk drift, naturlig urval och parningssystem). Vidare behandlas evolutionära slutsatser baserade på helgenomdata, exemplevis genomstorlek och kodande kontra icke-kodande DNA. För att förstå rollerna som de olika evolutionära processer spelar i artbildningsprocessen introduceras artbildningsmodeller. Olika typer av fylogenetiska och molekylära metoder och modeller som används för att detektera och analysera variation på gen-, genom- och fenotypisk nivå inom och mellan individer, populationer och arter introduceras. I vilken utsträckning microevolutionära processer har styrd livets diversitetet på jorden under dess historie diskuteras.

Moment 3, Fylogeni och systematik, 7 högskolepoäng
Momentet behandlar den biologiska systematikens grunder, dvs taxonomi, fylogeni, klassificering och nomenklatur, vilka tillämpas på de eukaryota organismerna, framför allt landväxter, svampar och djur. Bakterier, encelliga eukaryoter och alger studeras mer övergripande. Momentet redogör för grovstrukturen hos livets utveckling i trädform och ger därigenom det skelett på vilket all övrig biologisk kunskap kan placeras in. Momentet kombinerar kunskap från olika ämnen som paleontologi, embryologi, samt traditionell och molekylär systematik.
Momentet delas in i följande avsnitt:
Avsnitt 1, Grunderna i fylogeni och systematik, 2 högskolepoäng. Systematikens teori och arbetsmetoder studeras, omfattande främst taxonomi, släktskap eller fylogeni, samt klassificering och namngivning av taxa. Relationen mellan molekylär evolution, ontogeni, samt fenotypisk evolution behandlas, liksom den mellan mikro- och makroevolution. Metoder för fylogenetisk rekonstruktion behandlas liksom användningen av släktskapsträd inom olika delar av biologin. Avsnittet ger även en kort översikt av livets ursprung och historia med tonvikt på viktiga steg i evolutionen.
Avsnitt 2, Prokaryoter och eukaryota organismer förutom djur, 2,0 högskolepoäng. Avsnittet behandlar naturvetenskapliga teorier om prokaryota och eukaryota cellers uppkomst och ger en översikt av de eukaryota organismernas diversiteten och fylogenin, med tonvikt på svampar och landväxter. Bakterier, arkéer, encelliga eukaryoter och alger behandlas mer övergripande. Morfologiska och anatomiska studier av representanter för organismgrupperna bedrivs i laboratoriet och ger viss färdighet i mikroskopiering.
Avsnitt 3, Djurriket, 3 högskolepoäng. Grunderna för en modern klassificering av djurriket gås igenom. Djurens anpassningar till olika levnadssätt och miljöer exemplifieras. Djurens evolution belyses utifrån deras släktskap och fossila historia. Regler för vetenskaplig namngivning inom zoologin behandlas. De praktiska momenten omfattar bl a studier av makroskopiska  djurpreparat samt dissektioner av utvalda djur.

Moment 4, Fördjupningsuppgift, 3 högskolepoäng
Under detta moment görs en individuell fördjupning inom någon utvald del av kursens ämnesområde. Valet av delämne anges av, eller skall godkännas av, kursansvarig lärare. Arbetet med uppgiften skall innefatta litteratursökning, källvärdering samt hantering av referenser. Fördjupningsuppgiften redovisas muntligt och skriftligt. I detta ingår att opponera på ett annat arbete.

Förväntade studieresultat

Moment 1
1. Beskriva struktur och replikation av det genetiska materialet och de grundläggande aspekterna av flödet av genetisk information från DNA till protein.
2. Beskriva några av de processer involverade i regleringen av genuttryck.
3. Redogöra övergripande för mitosens och meiosens ingående faser och deras konsekvenser för arv.
4. Förklara grundläggande genetiska begrepp.
5. Redogöra för mendelsk genetik och dess relation till meios.
6. Tillämpa principerna om Mendels arv och deras utvidningar genom att analysera nedärvnings mönster från korsningar.

Moment 2
1. Beskriva uppkomst och konsekvens av mutationer och kromosomavvikelser
2. Analysera allel och genotypfrekvenser inom populationer utifrån Hardy-Weinbergs lag och förklara dess relation till Mendelsk genetik
3. Analysera de grundläggande processerna i populationsgenetik; mutation, migration, naturlig urval, och genetisk drift och hur de påverkar genetisk diversitet inom en art.
4. Diskutera olika metoder för att detektera och analysera variation på gen, genom- och fenotypnivå inom och mellan individer, populationer och arter.
5. Använda enkla populationsgenetiska metoder.
6. Beskriva artbildningsprocesser.
7. Redogöra för koppling mellan molekylär och fenotypisk evolution.

Moment 3
1. Kunna redogöra för och diskutera hur under vår planets historia olika processer, framför allt den biologiska evolutionen, har gett upphov till livets mångfald som vi känner den idag.
2. Förklara och kunna redogöra för den grundläggande logiken i rekonstruktion av systematisk släktskap eller fylogeni.
3. Förklara hur systematiska släktskapsträd kan användas inom studier av evolutionära frågeställningar inom biologins olika delar.
4. Använda enkla metoder för fylogenetisk rekonstruktion.
5. Tillämpa reglerna för vetenskaplig namngivning och klassificering av taxa inom botanik och zoologi.
6. Redogöra för prokaryota och eukaryota cellers uppkomst och utveckling samt översiktligt beskriva de encelliga organismernas mångfald.
7. Karakterisera och identifiera de flercelliga eukaryoternas huvudgrupper med tonvikt på landväxter, svampar och djur samt göra evolutionära jämförelser.
8. Inhämta, bearbeta och i dialog med målgruppen redovisa systematisk information.

Moment 4
1. Söka och utvärdera vetenskaplig information samt planera och utföra en skriftligt och muntligt redovisning av en individuell fördjupningsuppgift inom en av kursens delområde.
2. Kritiskt granska och opponera på ett motsvarande arbete.

Behörighetskrav

Biologi B, Fysik A, Kemi A, Matematik D. Eller: Biologi 2, Fysik 1a/1b1+1b2, Kemi 1, Matematik 3c(områdesbehörighet 14/A11 med ett eller flera undantag)

Undervisningens upplägg

Undervisningen innefattar föreläsningar, räkne- och dataövningar, laborationer gruppdiskussioner, projektarbeten, rapportskrivning. Övningar, laborationer, gruppdiskussioner och projektarbeten är obligatoriska. Dessa lär ut metoder och arbetssätt som senare är nödvändiga i arbetslivet.

Examination

Examinationen sker dels genom skriftliga tentamina, dels genom muntlig och/eller skriftlig redovisning av projektarbeten och fältstudier. På en skriftlig tentamen och fördjupningsuppgift sätts något av betygen underkänd (U), godkänd (G) eller väl godkänd (VG). På hela kursen ges något av betygen underkänd (U), godkänd (G) eller väl godkänd (VG). För att bli godkänd på hela kursen krävs att alla prov och obligatoriska moment är godkända. Betyget på kursen utgör en sammanfattande bedömning av resultaten vid examinationens olika delar och sätts först när alla obligatoriska moment är godkända.
Studerande, som underkänts, har rätt att undergå förnyat prov. Den som godkänts i prov får ej genomgå förnyat prov för högre betyg. En student som utan godkänt resultat har genomgått två prov för en kurs eller en del av en kurs, har rätt att få en annan examinator utsedd, om inte särskilda skäl talar emot det (HF 6 kap. 22 §). Begäran om ny examinator ställs till prefekten för institutionen för ekologi, miljö och geovetenskap.

Övriga föreskrifter

Till kursplanen hör ett kursplanetillägg, tillstyrkt av kursplanegruppen vid EMG 2013-06-14.