Руководство к практическим занятиям учащихся химико-биологических классов по разделу «Общая генетика»
|
Скачать 434.64 Kb.
|
|
Д.Л. Белоусов РУКОВОДСТВО к практическим занятиям учащихся химико-биологических классов по разделу «Общая генетика»  МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ Муниципальное общеобразовательное учреждение «Лицей №13» Д.Л. Белоусов Р У К О В О Д С Т В О к практическим занятиям учащихся химико-биологических классов по разделу «Общая генетика» Троицк, 2009 ББК 28.0 я729 УДК 373.167.1:57 Б 47 Белоусов Д.Л. РУКОВОДСТВО к практическим занятиям учащихся химико-биологических классов по разделу «Общая генетика». - Троицк, 2009. с В методических рекомендациях сложная теория генетики изложена просто через решение генетических ситуационных задач. В каждой теме обозначены мотивация и цель занятия, задания для самостоятельной аудиторной работы. Предусмотрены контрольные работы с теоретическими тестовыми заданиями и практические задания (решение задач). Сочетание этих форм изучения генетики позволит учащимся глубже разобраться в законах наследственности и методах прогнозирования наследственных признаков и патологий. Одобрено и рекомендовано к изданию методической комиссией естественнонаучной кафедры МОУ «Лицей №13» Рецензент: Старченко С.А., доктор педагогических наук, профессор, директор МОУ «Лицей №13» СОДЕРЖАНИЕ 1. Основы общей генетики……………………………………………..5 1.1. Молекулярные основы генетики………………………………….5 1.2. Модификационная изменчивость. Изучение вариабельности признаков в популяциях………………………………………………..7 1.3. Методы изучения наследственности. Общие правила решения и оформления генетических задач………………………………………10 1.4. Анализирующее скрещивание, множественный аллелизм и неполное доминирование………………………………………………12 1.5. Полигибридное скрещивание. Вычисление менделеевских отношений ускоренным методом………………………………………16 1.6. Закономерности сцепленного наследования. Хромосомная теория наследственности………………………………………………………...20 1.7. Генетика пола………………………………………………………..24 1.8. Взаимодействие генов: Генетика крови (в системе АВО и Rh), комплементарное взаимодействие, эпистаз, полимерия и летальные гены……………………………………………………………………….27 1.10. Контрольно-обобщающий тест по общей генетике……………..31 1. ОСНОВЫ ОБЩЕЙ ГЕНТИКИ 1.1. Молекулярные основы генетики Мотивация: Молекулярная генетика показывает физико-химические предпосылки хранения в клетке наследственной информации и механизмы передачи ее из поколения в поколение. Биологические представления о строении и функционировании генов помогают понять причину появления наследственных признаков и заболеваний. Цель занятия: 1. Уяснить механизм кодирования и передачи наследственной информации. 2. Научиться решать задачи с использованием правила Чаргаффа. Практическая работа: Задание 1. Примеры решения задач: Задача 1. Познакомьтесь с примерами решения типовых задач с использованием правила Чаргаффа. Исследования показали, что 34% общего числа нуклеотидов иРНК приходится на гуанин, 18% на цитозин. Определите процентный состав азотистых оснований, соответствующий двухцепочечной ДНК. Решение: 1. Одноцепочечная иРНК по составу цитозиновых и гуаниновых оснований соответствует антисмысловой цепи ДНК. Следовательно, в антисмысловой цепи ДНК соотношение гуаниновых и цитозиновых нуклеотидов аналогично иРНК: Г= 18% и Ц=34%. 2. Гуанин и цитозин антисмысловой цепи ДНК образует комплементарные связи с цитозином и гуанином соответственно во второй цепи ДНК, следовательно, Г = Ц (18%); Ц = Г (34%). Таким образом, количество Г+Ц в двухцепочечной ДНК = 18% + 34% =52% 3. Так как (А+Т) + (Г+Ц) =100%, то (А+Т)=100% - 52% = 48% 4. Т.к. но правилу Чартффа Г = Ц, а А=Т, то в 52% (Г+Ц) парах 26% приходится на гуанин и 26% на цитозин. Соответственно в 48% (А+Т) парах на аденин приходится 24% и 24% на тимин, Ответ: В двухценочечной молекуле ДНК 26% приходится на гуанин, 26% - на цитозин, 24% - на аденин и 24% - на тимин. Задача 2. Познакомьтесь с примером решения типовой задачи с использованием таблиц генетического кода. Нормальный гемоглобин (HbA), содержащийся в эритроцитах человека определяется следующей последовательностью нуклеотидов смысловой цепи ДНК: ЦАА ГТА ГАА ТГА ГТТ ЦТТ ТТТ5, При заболевании серповидноклеточной анемией (СКА) эритроциты содержат гемоглобин HbS и имеют форму серпа. Точковая мутация связана е заменой одной пары оснований ДНК в 6 триплете. В результате в молекуле гемоглобина глутаминовая кислота меняется на валин. Напишите последовательность аминокислот в начальном участке HbA и HbS и выясните какие изменения произошли в ДНК.
ЦАА ГТА ГАА ТГА ГТТ ЦТТ ТТТ 2. Построим молекулу нормальной иРНК на смысловой цепи ДНК ГУУ ЦАУ ЦУУ АЦУ ЦАА ГАА ААА 3. Пользуясь таблицей генетического кола, содержащей колоны иРНК, устанавливаем аминокислотный состав участка нормальной молекулы гемоглобина (НbА): 1 2 3 4 5…..6 7 - вал - гис - лей - тре - гли - глу - лиз – 4. Как следует из условия, в молекуле гемоглобина при СКА глутаминовая кислота в шестом положении замещается валином. Следовательно, аминокислотный состав данного участка мутантного гемоглобина (HbS) будет следующим: 1 ..2 .. 3 4 5 6 7 вал - тис - лей - тре - тли - вал - лиз 5. Согласно таблице генетического кода, валин кодируемся четырьмя вариантами триплетов — ГУУ; ГУЦ; ГУА и ГУГ. Однако, лишь один из них (ГУА) отличается от триплета, кодирующего глутаминовую кислоту (ГАА), одним основанием. Следовательно, нуклеотидный состав иРНК при СКА будет: ГУУ ЦАУ ЦУУ АЦУ ЦАА ГУА ААА 6. Восстанавливаем состав молекулы ДНК при СКА, пользуясь принципом комплементарности : ГТТ ЦАТ ЦТТ АЦТ ЦАА ГТА ААА ЦАА ГТА ГАА ТГА ГТТ ЦАТ ТТТ Ответ: 1. Участок молекулы HbА: вал гис лей тре гли глу лиз 2. Участок молекулы HbS: вал гис лей тре гли вал лиз 3. Замена в шестом положении Гутаминовой кислоты на валин связана с точковой мутацией в ДНК - замена в семнадцатом положении тимина на аденин. Задание 2 : Задачи для самостоятельного решения. Решите следующие задачи самостоятельно: 2.1. В результате экспериментов установили, что в молекуле иРНК на долю аденинов приходится 30%, на долю урацилов - 12%. Определите процентный состав азотистых оснований, соответствующих двухцепочечной ДНК. 2.2. На фрагменте одной цепи ДНК нуклеотиды располагаются в последовательности ТТЦ ТЦГ АЦГ ТАГ. Нарисуйте схему двухцепочечной молекулы ДНК. Какова длина этого отрезка ДНК в нм, если каждый нуклеотид занимает 0,34 нм но длине? Сколько содержится нуклеотидов в этой последовательности ДНК? 2.3. Участок полипептида представлен следующими аминокислотами: -сер-вал-глу-мет-тир-ала-вал-. Какое количество нуклеотидов и какие кодоны входит в состав гена? 2.4. Какую длину имеет участок молекулы ДНК, кодирующий участок полипептида, содержащего 20 аминокислот, если расстояние между двумя нуклеотидами равно 0,34 нм.? 2.5. Рибонуклеаза поджелудочной железы содержит в кодирующем участке ДНК 42 нуклеотида. Укажите количество аминокислот, входящих в этот белок? 2.6. Молекула инсулина состоит из 51 аминокислотного остатка. Сколько нуклеотидов имеет участок ДНК, кодирующий данный белок? 2.7. Одна из полинуклеотидных цепей ДНК состоит из следующих нуклеотидов: АТА ЦТЦ ГАЦ ЦТА ТАТ ТТА ААЦ. Сколько урациловых нуклеотидов будет содержать иРНК, синтезированная на данном участке ДНК? 2.8. В синтезе полипептида последовательно приняли участие тРНK с антикодонами: УАЦ ЦЦА УЦГ УГA ААГ. Составьте схему трансляции. Определите структуру участка ДНК, кодирующею этот полипептид. 2.9. Последовательность нуклеотидов на иРНК: ЦГГ ГГЦ УУЦ УАГ ААЦ ГАУ ГАГ. Укажите соответствующий этой последовательности участок гена (ДНК), а также фрагмент белка, соответствующий данному участку ДНК. 2.10. Какой последовательностью нуклеотидов ДНК кодируется участок белка, если он имеет следующее строение: про - вал – арг – мет – тир - ала? 1.2. Модификационная изменчивость. Изучение вариабельности признаков в популяциях Мотивация темы: Наследственность и изменчивость – основные свойства живой природы. Изменчивость заключается в изменении наследственных задатков, а также в вариабельности их проявлений в процессе развития организмов при взаимодействии с внешней средой. Знание закономерностей ненаследственной изменчивости и причин их возникновения позволяет, понять адаптивные возможности организмов в различных условиях среды. Вариабельность признаков позволяет применять статистические методы при изучении тех или иных признаков в популяциях. Цель занятия: Познакомиться с биометрическими методами оценки степени и характера изменчивости. Задание 1. Изучите вариабельность количественных признаков в популяции растений (на примере пшеничного поля) Цель: познакомиться со статистическими закономерностями модификационной изменчивости. На основании фактических данных: а)построить вариационный ряд - расположите данные в порядке увеличения в таблице:
Где: x – величина признака; f – число особей с признаком данной величины) б)построить вариационную кривую (графическое изображение вариации оного ряда); для этого на оси абсцисс расположите величину признака (V), а на оси ординат частоту встречаемости особей с данным признаком; б)определить среднюю величину ряда (М) (см. приложение); в)найти стандартное отклонение (σ) (см. приложение); г)ошибку средней величины (m) (см. приложение), тогда М ± m.
3. Сравните исходное поколение со 2-м поколением, для этого найдите: а) стандартное отклонение (σ); б) ошибку средней величины (m) и в) степень достоверности разности средних величин:  , если t меньше 3, то различия случайны, если равно или больше 3, то различия не случайны.4. Запишите в тетрадь ответы на вопросы: а)сместилась ли граница изменчивости в 1-м и во 2-м поколениях, и если да, то на какую величину? б)достигли ли вы ожидаемого результата? Если цель не достигнута, то, что требуется для ее достижения? Задача №1: заболеваемость инфарктом миокарда в Троицком районе по годам составляет (%): 1,1; 2,0; 1,5; 1,6; 2,3; 1,5; 2,1; 1,2; 1,7; 1,3; 2,4; 1,3; 1,4; 2,5; 1,4; 1,0; 1,5; 1,3; 1,6; 1,9; 1,4; 1,8; 2,2; 1,4; 1,3. Задача №2: заболеваемость онкологическими заболеваниями в Троицком районе по годам составляет (%): 1,2; 2,2; 1,3; 2,1; 2,0; 1,7; 2,4; 2,6; 2,9; 2,5; 2,8; 2,6; 2,4; 2,5; 1,9; 2,7; 2,5; 2,6; 2,7; 2,5; 2,6; 3,0; 2,5; 2,6; 2,4. Задача №3: заболеваемость туберкулезом в Троицком районе по годам составляет (%): 1,3 1,5 2,1 2,3 1,5 2,5 2,8 2,6 2,5 2,7 2,3 2,5 2,6 2,5 2,7 2,8 3,0 2,9 2,6 2,5 2,7 2,4 2,2 2,3 2,5. Приложение:  ;  ;   1.3. Методы изучения наследственности. Общие правила решения и оформления генетических задач Мотивация темы: Прежде чем приступить к решению задач, рекомендуется четко определить основные моменты, опираясь на которые, в дальнейшем можно будет успешно решать практически любые задачи по генетике. Основными моментами при решении любой генетической задачи являются следующие действия: I. Условие задачи. II. Таблица «Ген – Признак» (условие задачи). III. Схема скрещивания. IV. Решетка Пеннета. V. Ответ Для успешного решения любых генетических задач необходимо хоро-шо знать основные понятия генетики, генетическую символику и алгоритм решения: Генетические признаки и символы: Генотип – совокупность всех генов организма; Фенотип – совокупность всех внешних и внутренних признаков организма Аллельные гены – гены, расположенные в одних и тех же локусах гомологичных хромосом и отвечающие за развитие одного признака Если в обеих гомологичных хромосомах находятся гены, кодирующие одинаковые состояния признака, то такой организм называется гомозиготным. Если же аллельные гены кодируют разные состояния признака, то такой организм называется гетерозиготным. Множественный аллелизм – явление, при котором встречается более двух вариантов одного и того же аллельного гена. Доминирование – явление, при котором доминантный ген полностью подавляет проявление другого (рецессивного) аллельного гена. Неполное доминирование – явление, при котором доминантный ген не полностью подавляет проявление другого аллельного гена и наследственный признак носит промежуточный характер. Кодоминирование – явление, при котором оба аллельных гена в гетерозиготном состоянии проявляются в полной мере и не оказывают влияния друг на друга. |
Похожие:
 |
Руководство к практическим занятиям по биохимии Р 82 Руководство к практическим занятиям по биохимии: Учебное пособие/ Под ред. И. П. Смирновой. М.: Оргсервис-2000, 2008. 101 с |
|
Диссертация кандидата биологических наук по специальности «Генетика» |
|
Руководство к лабораторным и практическим занятиям по заводской технологии лекарств |
|
Рабочая программа курса «Химия и медицина» Предлагаемый элективный курс рассчитан на учащихся профильных химико-биологических (10-11) классов, которые сделали выбор соответствующего... |
 |
Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Экономика организации» Экономика организации [Текст]: методические указания к практическим занятиям для студентов очной формы обучения по специальностям... |
|
Учебное пособие к практическим занятиям по курсу «Фармацевтическое товароведение» Учебное пособие предназначено для подготовки студентов к лабораторно-практическим занятиям и включает название темы, цель занятия,... |
|
Руководство к практическим занятиям по психологии психических состояний... П 78 член-корр. Рао, д псх н., проф. В. И. Панов, д псх н., проф. А. Б. Леонова |
|
Руководство к практическим занятиям по фармакологии «фармакология... Руководство предназначено для студентов II-III курсов, обучающихся по специальности 060105(65) стоматология |
|
Методические указания к практическим занятиям по общей, неорганической... Методические указания к практическим занятиям по общей, неорганической химии и органической предназначены для студентов специальности... |
|
Методические рекомендации по практическим занятиям для студентов... Направляющие системы электросвязи: методические рекомендации по практическим занятиям для студентов специальностей 210400. 62, 210406.... |
|
Пояснительная записка Уважаемые студенты! Для подготовки к теоретическим... Для подготовки к теоретическим занятиям (урокам) по разделу «Проведение профилактических мероприятий пожилому населению» вам предлагается... |
|
Пояснительная записка Общая характеристика программы рабочая программа... Иностранный язык. 5-9 классы. – 2-е изд. – М.: Просвещение, 2010), авторской программы М. З. Биболетовой, Н. Н. Трубаневой «Программа... |
|
Материалы для подготовки к практическим занятиям по дисциплине «медицина катастроф» Для подготовки к занятиям студентов необходимо рекомендовать учебник Сахно или его электронную версию |
|
О. П. Островерхов, А. Р. Умерова Островерхов О. П., Умерова А. Р. Руководство к практическим занятиям по клинической фармакологии. / Астрахань фгбоу во астраханский... |
|
Книгообеспеченность для специальность 30. 05. 01 – «Медицинская биохимия» Фармацевтическая технология. Технология лекарственных форм. Руководство к практическим занятиям [Электронный ресурс] : учебное пособие... |
|
Методические рекомендации к практическим занятиям по дисциплине «Программирование... Методические рекомендации к практическим занятиям по учебной дисциплине «Программирование для автоматизированного оборудования» |