«Пермская государственная фармацевтическая академия» методическое пособие. Методичка по биологии 1 курс мед


Методические пособия по медицинской биологии для лечебного факультета

Тема 1. Вступление в курс медицинской биологии. Уровни организации живого. Оптические системы в биологических исследованиях

Теоретические вопросы:

  1. Медицинская биология как наука об основах жизнедеятельности человека, изучающая закономерности наследственности, изменчивости, индивидуального и эволюционного развития, а также вопросы морфофизиологической и социальной адаптации человека к условиям окружающей среды в связи с его биосоциальной сущностью.

  2. Современный этап развития общей и медицинской биологии. Место биологии в системе медицинского образования.

  3. Сущьность жизни. Формы жизни, ее фундаментальные свойства и атрибуты.

  4. Эволюционно обусловленные структурные уровни организации жизни; элементарные структуры уровней и основные биологические явления, их характеризующие.

  5. Значение представлений об уровнях организации живого для медицины.

  6. Особое место человека в системе органического мира.

  7. Соотношение физико-химических, биологических и социальных явлений в жизнедеятельности человека.

  8. Оптические системы в биологических исследованиях. Строение светового микроскопа и правила работы с ним.

  9. Техника изготовления временных микропрепаратов, их изучение и описание.

Практическая часть занятия

1. Используя методические указания изучить строение микроскопа и правила работы с ним.

2. Занести в протокол граф логической структуры “Строение микроскопа”.

3. Занести в протокол “Правила работы с микроскопом”

4. Используя учебник “Биология” под редакцией В.Н.Ярыгина заполнить таблицу «Уровни организации и исследования многоклеточного организма» (с.15).

Уровни организации и исследования многоклеточного организма

Уровень организации

Элементарная единица уровня

Элементарное явление уровня

Основной метод исследования

При подготовке к занятию пользоваться литературой:

Основная:

  1. Медична біологія: Підручник /за ред.В.П.Пішака , Ю.І.Бажори.-Вінниця:Нова книга,2004.- С.20-31

  2. Биология: В 2кн. Кн.1: Учеб. для мед.спец. вузов /под ред. В.Н.Ярыгина. 6-е изд. -М.:Высшая школа,2004.-С.29-32

  3. Биология/А.А.Слюсарев, С.В.Жукова.- К.: Вища школа. Головное изд-во, 1992.- С.9-11

Дополнительная:

  1. Кемп П., Армс К. Введение в биологию: Пер. с англ.-М.:Мир, 1988.-С.19-21

  2. Ченцов Ю.С. Общая цитология: учебник. 2-е изд..- М.: изд-во Моск. унив-та, 1984. – С.17-38

  3. Граф логической структуры.

  4. Конспект лекций

Тема 2. Морфология клетки. Структурные компоненты цитоплазмы и ядра Теоретические вопросы:

  1. Структурно-функциональная организация эукариотической клетки.

  2. Химический состав клетки: макро- и микроэлементы.

  3. Вода, значение водородных связей в процессах жизнедеятельности клетки.

  4. Органические соединения – углеродсодержащие вещества живых организмов.

  5. Цитоплазма и цитоскелет. Циклоз.

  6. Органеллы цитоплазмы – мембранные и немембранные, значение и принципы функционирования.

  7. Включения в клетках, их функции.

  8. Ядро – центральный информационный аппарат клетки. Структура интерфазного ядра.

  9. Хромосомный и геномный уровни организации наследственного материала.

  10. Хроматин: эухроматин, гетерохроматин.

  11. Методы изучения структуры и функционирования клетки.

studfiles.net

Красноярская Государственная Медицинская академия Кафедра биологии Учебно-методическое пособие по биологии для самостоятельной работы

Красноярск, 2001

С о д е р ж а н и е

  1. Введение

  1. Методические указания для самостоятельной работы студентов по следующим темам программы:

  1. Организация живой материи

  2. Биология клетки, химический состав клетки

  3. Эволюция клетки. Строение про- и эукариотической клетки.

  4. Размножение.

  5. Введение в генетику. Закономерности наследования.

  6. Взаимодействие генов

  7. Сцепленное наследование

  8. Молекулярные основы наследственности

  9. Изменчивость

  10. Методы генетического исследования человека

  11. Наследственные заболевания

  12. Онтогенез

  13. Рост и размножение

  14. Эволюция систем органов

  15. Соотношение онто- и филогенеза

  16. Антропогенез

  17. Введение в экологию

  18. Паразитизм как экологический феномен

  19. Паразитизм в типе Простейшие

  20. Паразитизм в типе Плоские черви

  21. Паразитизм в типе Круглые черви

  22. Медицинское значение типа членистоногие

  23. Учение о биосфере

  1. Тестовые вопросы и ситуационные задачи

  1. Систематика по паразитологии

  1. Экзаменационные вопросы

  1. Правильные ответы к тестам

Введение

Современная биология дает научное обоснование представлений о биосоциальной природе человека. Биология как наука имеет огромное значение в системе медицинского образования.

Курс биологии на факультете ВСО отражает современное состояние развития биологической науки, учитывая задачи здравоохранения и профилактической медицины.

Цель: Обеспечить самостоятельное изучение вопросов биологии более эффективно и качественно.

Задачи:

Студенты заочного отделения факультета ВСО должны уметь самостоятельно изучить биологические закономерности на всех уровнях организации живой материи. Изучение вопросов наследственности и изменчивости обеспечит понимание проблем медицинской генетики. При решении генетических задач студенты на практике приобретают представление о наследственной патологии и возможностях ее профилактики.

Изучение экологических вопросов развивает у студентов экологическое мышление и формирует активную позицию специалиста - организатора здравоохранения.

Общие рекомендации:

  1. Используя методическое пособие, изучить по каждой теме предложенные вопросы. Для подготовки студент использует рекомендованную литературу.

  2. Проверить качество усвоения темы вы можете ответив на вопросы для тестового контроля.

В конце пособия предлагаются экзаменационные вопросы.

Задания для самостоятельной работы

Тема 1: "Организация живой материи, свойства систем"

Изучить следующие вопросы:

  1. Определение понятия "жизнь".

  2. Свойства живых систем.

  3. Уровни организации живых систем

  4. Этапы биопоэза

  5. Обмен веществ как основное свойство живых систем

  6. Взаимосвязь процессов ассимиляции и диссимиляции.

Основная литература

  1. Н.В. Чебышев и др. "Биология" М. 2000г. стр. 9-13

  2. Лекции

Дополнительная литература

  1. "Биология" под ред. В.Н. Ярыгина М. 1985г.

  2. "Биология" под ред. В.Н.Ярыгина т. 2 М. 1997г.

  3. Слюсарев А.А., Жукова С.В. "Биология" М. 1987г.

Вопросы для самоконтроля

  1. Что такое жизнь?

  2. Назвать свойства живых систем.

  3. Назвать уровни организации живых систем

  4. Рассказать о теории происхождения жизни Д.Бернале.

  5. Характеристика этапов биопоэза

  6. Что такое обмен веществ?

  7. Что такое ассимиляция?

  8. Какие виды ассимиляции вы знаете?

  9. Что такое диссимиляция?

  10. Какие существуют виды диссимиляции?

  11. Взаимосвязь ассимиляторной и диссимиляторной фазы обмена.

studfiles.net

Кафедра биологии

государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Тюменская государственная медицинская академия»

Министерства здравоохранения Российской Федерации

(ГБОУ ВПО ТюмГМА Минздрава России)

БИОЛОГИЯ:

Методические указания

по выполнению практических заданий

по дисциплине «Биология» для студентов 1 курса

педиатрического факультета

по направлению подготовки

Педиатрия

Лечебный факультет

Тюмень - 2014

Составители:зав. кафедрой биологии, к.б.н. Мамонова Н.В.,

д.м.н., профессор Губин Д.Г.,

к.б.н., доцент Столбов В.А.,

ассистенты Данилова Л.А., Еноктаева О.В., Ушаков П.А.

Методические рекомендации

обсуждены и утверждены

на заседании кафедры биологии

протокол № ____

от __ ___________ 20__ года.

Одобрено на заседании ЦМК

медико-биологических дисциплин

протокол № __

от ___ ___________20__ года

Оглавление

Предисловие

Требования, предъявляемые к рисунку

МОДУЛЬ 1. БИОЛОГИЯ КЛЕТКИ

Занятие 1.1.1. Введение. Оптические приборы. Химический состав клетки. Обмен веществ и энергией.

Занятие 1.1.2 Биология клетки. Прокариоты и эукариоты. Органоиды клетки. Цитохимия

Занятие 1.1.3. Организация генетического материала.

Занятие 1.1.4. Промежуточный контроль по модульной единице 1 (Коллоквиум)

Варианты тестовых заданий

Варианты заданий для самостоятельной работы студентов

МОДУЛЬ 2. БИОЛОГИЯ РАЗВИТИЯ И СТАРЕНИЯ

Занятие 1.2.1. Клеточный цикл. Способы деления клетки. Митоз. Мейоз.

Занятие 1.2.2. «Гаметогенез. Оплодотворение».

Занятие 1.2.3. «Биология развития и старения»

Занятие 1.2.4. Промежуточный контроль по модульной единице 2 (Коллоквиум)

Варианты тестовых заданий

Варианты заданий для самостоятельной работы студентов

МОДУЛЬ 3. ОСНОВЫ ГЕНЕТИКИ

Занятие 1.3.1. Закономерности наследования признаков при моно- и дигибридном скрещивании. Множественные аллели. Взаимодействие аллельных и неаллельных генов.

Занятие 1.3.2. Сцепленное наследование и группы сцепления генов. Генетический эффект кроссинговера.

Занятие 1.3.3. Фенотипическая (модификационная) и генотипическая изменчивость.

Занятие 1.3.4. Методы изучения наследственности у человека: генеалогический и близнецовый.

Занятие 1.3.5. Цитологические основы изучения наследственности у человека.

Занятие 1.3.6. Промежуточный контроль по модульной единице 3 (Коллоквиум)

Варианты тестовых заданий

Варианты заданий для самостоятельной работы студентов

Рекомендуемая литература по модулю 3

МОДУЛЬ 4. МЕДИЦИНСКАЯ ПАРАЗИТОЛОГИЯ

Занятие 2.4.1. Медицинская протистология

Занятие 2.4.2. Медицинская гельминтология (особенности морфологии и циклов развития сосальщиков)

Занятие 2.4.3. Медицинская гельминтология (особенности морфологии и циклов развития ленточных червей)

Занятие 2.4.4. Медицинская гельминтология (круглые черви)

Занятие 2.4.5. Медицинская гельминтология (гельминтоовоскопия)

Занятие 2.4.6. Медицинская арахнология

Занятие 2.4.7. Медицинская энтомология

Занятие 2.4.8. Промежуточный контроль по модульной единице 4 (Коллоквиум).

Варианты тестовых заданий

Варианты заданий для самостоятельной работы студентов

Рекомендуемая литература по модулю 4

МОДУЛЬ 5. ЭКОЛОГИЯ. БИОСФЕРА.

Занятие 2.5.1. Генетическая структура человеческой популяции. Популяционная генетика.

Практическое использование закона Харди – Вайнберга.

Занятие 2.5.2.Медицинские аспекты хронобиологии.

Занятие 2.5.3. Промежуточный контроль по модульной единице 5 (Коллоквиум)

Варианты тестовых заданий

Варианты заданий для самостоятельной работы студентов

Рекомендуемая литература по модулю 5

МОДУЛЬ 6. ЭВОЛЮЦИЯ. АНТРОПОГЕНЕЗ.

Занятие 2.6.1. Филогенез сердечнососудистой и дыхательной систем, выделительной и мочеполовой систем.

Занятие 2.6.2. Эволюционная иммунология.

Занятие 2.6.3. Промежуточный контроль по модульной единице 6 (Коллоквиум)

Варианты тестовых заданий

Варианты заданий для самостоятельной работы студентов

Рекомендуемая литература по модулю 6

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРЕДИСЛОВИЕ

Данное методическое пособие предназначено студентам 1 курса лечебного и педиатрического факультетов медицинского вуза и составлено в соответствие с государственным образовательным стандартом третьего поколения и учебными программами по специальностям «лечебное дело» и «педиатрия». С учетом современных тенденций данное учебное пособие создано на базе модульно-рейтинговой системы организации учебного процесса.

Биология представляет собой теоретическую основу медицины. Разделы биологии, изучаемые на первом курсе медицинских специальностей, являются базисными для таких дисциплин, как «Гистология, эмбриология, цитология», «Инфекционные болезни», «Медицинская и клиническая генетика» и ряда других, преподаваемых на более поздних курсах, и предваряют их изучение.

Учебное пособие охватывает все разделы дисциплины, состоит из 6 модулей, включающих 28 практических работ. В начале каждого модуля кратко изложены теоретические основы соответствующей темы, поставлены основные цели и задачи ее изучения. Теоретический материал модуля поможет студентам при подготовке к занятию и выполнению практической работы. Вопросы и задания, тестовые вопросы, ситуационные задачи будут способствовать закреплению теоретических знаний и практических навыков, полученных в процессе изучения модуля. После каждого модуля представлен перечень обязательной и дополнительной литературы, предназначенной для использования при подготовке к практическим занятиям и самостоятельной работе студентов.

Пособие иллюстрировано таблицами, рисунками, фотографиями микро- и макропрепаратов, на которых указаны морфологические особенности объекта, наиболее значимые для его изучения и диагностике паразитарных болезней. Пособие имеет приложение, содержащие общие понятия и другие материалы.

Данное пособие окажет значительную помощь студентам в изучении и усвоении учебного материала.

studfiles.net

Биология

Государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Алтайский государственный медицинский университет»

Министерства здравоохранения и социального развития РФ

(ГБОУ ВПО АГМУ Минздравсоцразвития России)

Практическое руководство

для аудиторной и внеаудиторной работы

студентов I курса лечебного факультета

БАРНАУЛ – 2011

УДК 57.02

Г 52

Печатается по решению Центрального

координационно-методического совета Алтайского

государственного медицинского университета

Кафедра биологии с экологией

Авторы: д.м.н., профессор Г.А. Глазунова

к.б.н., доцент М.В. Горячева

к.м.н., доцент С.И. Колтакова

к.б.н., ст. преподаватель О.О. Михеева

к.м.н., доцент Л.Е. Обухова

ст. преподаватель М.В. Сорокина

Под редакцией: зав. кафедрой, д.м.н., профессора

Г.А. Глазуновой

Рецензенты: профессор кафедры гистологии АГМУ, д.м.н., профессор С.В. Талалаев, зав. кафедрой инфекционных болезней АГМУ, к.м.н., профессор В.М. Гранитов

Биология : практическое руководство для аудиторной и внеаудиторной работы студентов I курса лечебного факультета /

Г.А. Глазунова, М.В. Горячева, С.И. Колтакова и др. / под ред. Г.А. Глазуновой. – Барнаул : Издательство Алтайский государственный медицинский университет, 2011. – 212 с.

Практическое руководство составлено в соответствии с программой по биологии для студентов лечебного факультета высших медицинских учебных заведений (Москва, ВУНЦ, 2011 года) и включает: памятку о рейтинговой системе оценки знаний студентов, цели каждого занятия, задания для самостоятельной работы, вопросы для контроля исходного и конечного уровня знаний, задания на практикум, список рекомендуемой литературы.

© ГБОУ ВПО «Алтайский государственный

медицинский университет», 2011

© Коллектив авторов, 2011

Рейтинговая система оценки знаний студентов на кафедре биологии с экологией

Под рейтинговой системой понимается система количественной оценки качества освоения образовательной программы. Рейтинговая система позволяет накапливать результаты обучения, учитывая все виды учебной деятельности в виде итогового рейтинга, она вводится для более полного и объективного учета и оценки успеваемости студентов, предполагает непрерывный контроль в течение всего срока изучения дисциплины, побуждает студентов к регулярной и планомерной учебной деятельности как в аудитории, так и самостоятельно, повышает интерес к изучению дисциплины, стимулирует работу студентов в течение семестра и тем самым повышает качество подготовки специалиста.

  1. Следует различать следующие виды рейтингов: текущий, рубежный, семестровый, рейтинговую оценку экзамена (зачета) и итоговый рейтинг. Все эти виды рейтингов учитываются преподавателем кафедры в журнале учета успеваемости студенческой группы.

  2. Каждый вид рейтинга составляет максимально 100 баллов. Соответствие 100-балльной шкалы и традиционной шкалы качественных оценок устанавливается следующим образом:

100-балльная шкала

Традиционная шкала

80-100

Отлично

65-79

Хорошо

50-64

Удовлетворительно

Менее 50

Неудовлетворительно

  1. Текущий рейтинг. На каждом практическом занятии проводится письменно контроль исходного уровня знаний студента по индивидуальным заданиям в соответствии с методическими рекомендациями для внеаудиторной и аудиторной работы. Затем в ходе выполнения практикума оцениваются разные виды работ, и оценки в баллах выставляются в журнал группы.

studfiles.net

Методичка по биологии

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Волгоградский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения

Российской Федерации

М.В. Букатин, О.Ю. Кузнецова, Д.А. Кавалерова, О.Д. Чулков

ОСНОВЫяяяяяя БИОЛОГИИ

Часть 1. (модуль1-3)

Учебное пособие для студентов ВУЗов, обучающихся по специальности: 201000 «Биотехнические системы и технологии»

Волгоград

2013

1

УДК 57 (371.64/69)

О 28

Рецензенты:

Заведующий кафедрой гистологии, эмбриологии, цитологии Волгоградского государственного медицинского университета, к.м.н. В.Л. Загребин Заведующий кафедрой нормальной физиологии Волгоградского государственного медицинского университета, д.м.н., профессор С.В. Клаучек

Печатается по решению УМК Медико-биологическогофакультета ВолгГМУ.

О28 М.В. Букатин, О.Ю. Кузнецова, Д.А. Кавалерова, О.Д. Чулков «Основы

биологии» часть 1 (модуль1-3):Учебное пособие.- Волгоград: КЦ «Эстамп»,

2013. – 56 с.

В учебном пособии представлены основные вопросы Модуля 1: Основные вехи развития биологии, ключевые понятия, методы и проблемы биологии; Модуля 2: Разнообразие органического мира; Модуля 3: Сущность жизни. Свойства и уровни организации живого. Молекулярно-генетическийуровень организации жизни. Живые системы: клетки, организм.

Учебное пособие предназначено для организации и проведения лабораторных и практических занятий со студентами ВУЗов, обучающихся по специальности: 201000 «Биотехнические системы и технологии».

©М.В. Букатин, О.Ю. Кузнецова, Д.А. Кавалерова,

О.Д. Чулков, 2013

2

ВВЕДЕНИЕ.......................................................................................................................

4

ЗАНЯТИЕ № 1 (Лабораторное). Тема: Методы биологических исследований.

Микроскоп и правила работы с ним. .......................................................................

7

ЗАНЯТИЕ №2 (Практическое). Тема: Принципы и методы классификации

организмов. ..................................................................................................................

16

ЗАНЯТИЕ № 3 (Лабораторное). Тема: Структурно-функциональная

 

организация прокариотических и эукариотических клеток.............................

17

ЗАНЯТИЕ № 4 (Лабораторное). Тема: Структурно-функциональная

 

организация генетического аппарата в живых системах. .................................

31

ЗАНЯТИЕ № 5 (Лабораторное). Тема: Размножение клеток...........................

38

Занятие №6 (Практическое). Тема: Размножение, рост и индивидуальное

 

развитие организмов..................................................................................................

46

ЗАНЯТИЕ № 7 (Лабораторное). Тема: Размножение организмов. ....................

47

ЛИТЕРАТУРА: ..............................................................................................................

56

3

ВВЕДЕНИЕ.

ОСНОВНЫЕ РАЗДЕЛЫ ДИСЦИПЛИНЫ В РАМКАХ ИЗУЧАЕМЫХ МОДУЛЕЙ.

МОДУЛЬ 1. Основные вехи развития биологии, ключевые понятия, методы и

проблемы биологии.

Этапы развития биологии. Первые сведения о живых существах в литературных памятниках античности и средневековья. Работы Аристотеля, Теофраста, Гай Плиния старшего, Авиценны. Развитие биологии в эпоху Возрождения (Леонардо да Винчи, А.Везалий, В.Гарвей, Д.Борелли). Система классификации К.Линнея. Развитие представлений о единстве органического мира. Работы К.Вольфа, К.Бэра, Т.Шванна, М.Шлейдена. Теория эволюции Ч.Дарвина. Законы наследственности Г.Менделя и зарождение генетики. Развитие биологии в 21 веке.

Применение биологических знаний. Биотехнология как новый этап в развитии материального производства. Общая биология как теоретическая основа медицины. Развитие и перспективы генетической инженерии.

Философские, социальные и этические проблемы общей биологии.

МОДУЛЬ 2. Разнообразие органического мира.

Принципы и методы классификации организмов.

Искусственные системы. Классификация организмов по хозяйственным признакам.

Естественные системы. Концепция вида Д.Рея. Система классификации К.Линнея. Работы Ж.Ламарка, Ж.Кювье, Э.Геккеля. Основные таксоны животных и растений. Эволюционное направление в систематике.

Методы классификации. Сравнительно-морфологический,сравнительноэмбриологический, кариологический,эколого-генетическийметоды классификации организмов. Использование современных информационных технологий в классификации.

Основные группы живых организмов.

Разнообразие и классификация вирусов. Общие свойства вирусов. Проис-

хождение вирусов. Вирусы животных, растений и бактерий. Вирусные болезни че-

ловека. Онкогенные вирусы. ВИЧ.

Доядерные организмы (Procaryota). Дробянки (Mychota). Особенности строения и генетическая организация. Архебактерии (Archaeobacteria). Метаногенные, галофильные и серозависимые бактерии. Настоящие бактерии (Bacteria). Морфологические формы бактерий. Роль в природе и значение для человека. Бактериальные болезни человека, животных и растений. Оксифотобактерии (Oxyphotobacteria). Цианобактерии. Хлороксибактерии.

Ядерные организмы (Eucaryota).

Растения (Plantae). Особенности строения и метаболизма растительной клетки.Багрянки (Rhodophyta). Места обитания. Размножение. Хозяйственное значение.Настоящие водоросли (Phycobionta). Видовое и морфологическое разнообразие. Зеленые водоросли. Диатомеи. Бурые водоросли. Роль в природе и значение для

4

человека. Высшие растения (Embryophyta). Расчленение тела. Чередование поколений. Основные отделы Высших растений. Направления эволюции.

Грибы (Fungi). Особенности строения и физиологических функций. Симбиотические отношения грибов с другими организмами. Настоящие грибы. Оомицеты. Лишайники. Роль в природе и значение для человека.

Животные (Animalia). Особенности строения и метаболизма животной клетки.Простейшие (Protozoa). Типы симметрии. Важнейшие органеллы. Способы размножения и чередование поколений. Типы простейших. Филогенетические связи. Роль в природе и значение для человека.Многоклеточные (Metazoa). Характеристика и филогенетические связи типов Многоклеточных. Особенности строения,

классификация и филогенетические связи Хордовых.

МОДУЛЬ 3. Сущность жизни. Свойства и уровни организации живого. Моле-

кулярно-генетическийуровень организации жизни. Живые системы: клетки, организм.

Сущность и субстрат жизни.

Жизнь как особая форма существования материи. Субстрат жизни: нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) и белки.

Свойства живого. Уровни организации живого: молекулярно-генетический,клеточный, организменный,популяционно-видовой,биогеоценотический, биосферный.

Химический состав живых систем.

Элементарный состав клетки. Неорганические соединения. Значение воды для жизнедеятельности клеток. Органические соединения: белки, углеводы, липиды и липоиды, нуклеиновые кислоты.

Генетический материал.

Химическое строение и структура ДНК. Особенности строения нуклеотида. Первичная, вторичная и третичная структура ДНК. Локализация ДНК в клетке.

Ядерные (хромосомные) детерминанты наследственности. Вирусный геном. РНК- и ДНК-содержащиевирусы. Геном прокариот. Нуклеоид бактерий. Геном эукариотов. Сателлитная ДНК.

Репликация ДНК. Основные этапы репликации. Роль ферментов. Удвоение хромосом и их сегрегация в дочерние клетки.

Современная концепция гена. Дробимость гена. Сайт. Цистрон. Концепция «один ген – один фермент». Многокопийные гены. Кодирование РНК. Структура и свойства генетического кода. Триплетность. Неперекрываемость. Линейность. Вырожденность. Транскрипция и трансляция. Синтез РНК. Полимеразы. Процессинг. Сплайсинг. Трансляция. Роль транспортных РНК. Этапы полипептидного синтеза. Роль ферментов.

Действие генов. Генетический контроль экспрессии генов. Регулирующее действие белков. Индукция и репрессия ферментов. Модель оперона.

Мутации. Причины мутаций. Репарация повреждений ДНК.

Клетка — основная форма организации живой материи.

Методы изучения клеток. Микроскопическая техника. Световая, фазовоконтрастная, ультрафиолетовая, люминесцентная и электронная микроскопия. Цитохимические методы. Дифференциальное центрифугирование, хроматография и

5

электрофорез. Рентгеноструктурный анализ. Метод ядерного магнитного резонанса. Культивирование клеток на искусственных питательных средах.

Структурно-функциональнаяорганизация прокариотических и эукаритических клеток. Строение клеточной оболочки. Особенности генетического материала. Органоиды и включения.

Размножение клеток. Митотическое деление и его биологический смысл. Фазы митоза. Митотическая активность различных тканей. Прямое деление (амитоз).

Ткани животных и растений. Механизмы интеграции клеток в тканях. Информационные процессы в тканях. Основные типы тканей и особенности гистогенеза. Эволюция клеток и тканей.

Обмен веществ и энергии.

Анаболизм и катаболизм. Роль АТФ в энергетических процессах. Авто- и гетеротрофные организмы. Аэробное и анаэробное дыхание. Регуляция метаболизма.

Поступление веществ в клетки. Пассивный транспорт веществ в клетку. Катализируемая диффузия. Активный перенос. Эндоцитоз.

Фотосинтез. Планетарная роль фотосинтеза. Этапы фотосинтеза. Роль АТФ и НАДФ.

Хемосинтез. Основные группы хемосинтезирующих бактерий.

Подготовка энергии к использованию (дыхание). Основные стадии дыхания. Энергетический баланс анаэробного и аэробного дыхания. Окислительное фосфорилирование. Роль митохондрий.

Использование энергии в клетках. Основные виды биологической работы в клетках. Метаболизм на уровне организмов. Происхождение типов обмена.

Размножение, рост и индивидуальное развитие организмов.

Бесполое размножение. Репродуктивный процесс у вирусов. Вегетативное размножение. Деление. Множественное деление. Фрагментация. Почкование. Спорообразование. Вегетативное размножение культурных растений.

Половое размножение. Конъюгация и трансдукция как формы полового процесса. Копуляция у одноклеточных организмов. Гаметогенез. Основные этапы и биологический смысл мейоза. Сперматогенез и овогенез.

Осеменение и оплодотворение. Наружное и внутреннее осеменение. Зигогенез. Партеногенез (естественный и искусственный). Андрогенез. Гиногенез. Двойное оплодотворение у цветковых растений.

Чередование поколений. Гаплоидные и диплоидные фазы развития. Первичное чередование поколений. Половое и бесполое поколение. Гаметофит и спорофит у растений. Вторичное чередование поколений. Гетерогония. Метагенез.

Половой диморфизм. Биологический смысл полового диморфизма. Гермафродитизм. Истинный и ложный гермафродитизм у животных. Гермафродитизм у растений. Однодомные и двудомные растения.

Онтогенез, его типы и периодизация. Понятие об онтогенезе. Проэмбриональный этап развития. Эмбриональный период. Постэмбриональный онтогенез. Ювенильный и пубертатный периоды. Прямое и непрямое развитие. Биологический смысл метаморфоза. Старение и смерть. Продолжительность жизни. Особенности онтогенеза растений.

6

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ И ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ.

ЗАНЯТИЕ № 1 (Лабораторное). Тема: Методы биологических исследований. Микроскоп и правила работы с ним.

Цель: Ознакомиться с основными методами исследования в современной биологии. Знать строение микроскопа. Освоить технику микроскопирования. Научиться работать на малом и большом увеличении микроскопа. Уметь готовить временные микропрепараты, зарисовывать их в альбом, правильно вести протокол практической работы.

Перечень практических навыков.

1.Знать современные методы исследования структуры и состава биологических объектов.

2.Знать основные методы получения изображений биологических объектов и их частей: световую микроскопию и её модификации, электронную микроскопию и её виды, принцип и применение каждого из методов.

3.Знать строение механической, оптической и осветительной части светового микроскопа.

4.Уметь определять увеличение объекта.

5.Знать правила подготовки микроскопа к работе.

6.Освоить правила работы с микроскопом.

7.Знать методику приготовления временного препарата.

8.Научиться протоколировать и выполнять зарисовки объекта микроскопирования.

Основные вопросы, предлагаемые для обсуждения.

1.Основные методы биологических исследований, принципы и применение.

2.Основные виды микроскопии.

3.Основные части светового микроскопа.

4.Элементы механической части микроскопа.

5.Осветительная часть микроскопа.

6.Оптическая часть микроскопа.

7.Правила работы с микроскопом.

8.Методика приготовления временного микропрепарата.

Краткое содержание темы.

Правила оформления лабораторной работы!

Необходимым элементом микроскопического изучения объекта является его зарисовка в альбом. Это делают для того, чтобы лучше понять и закрепить в памяти строение объекта, форму отдельных структур, их взаимное расположение.

7

Для выполнения зарисовок необходимо иметь альбом (оптимальный формат 30x21 см) и карандаши (простой и цветные).

1.Поскольку рисование на занятиях по биологии не самоцель, а метод изучения объекта, при зарисовке следует придерживаться ряда правил. Рисовать можно только на одной стороне листа (нечетной странице), так как рисунки, сделанные на обеих сторонах, накладываются друг на друга и со временем портятся.

2.До начала зарисовки вверху страницы следует записать название темы. Если изучается зоологический объект, то надо указать название типа, подтипа и класса, к которому он относится в соответствии с Международной номенклатурой. Каждое из этих названий (тип, подтип, класс) нужно писать на отдельной строке по-русскиипо-латыни.

3.Рисунок должен быть крупным, детали хорошо различимыми. На од-

ной странице не должно быть более 3— 4 рисунков, если объекты простые. Если

же объект сложный и крупный (вскрытая лягушка, вскрытая крыса), то на странице делают только один рисунок.

4.Правильное отражение соотношения размеров изучаемого объекта позволит выполнить и второе требование — показать индивидуальные особенности объекта, т.е. зарисовать не абстрактную клетку, амебу и т.д. Это очень важно, так как приучает будущего врача к наблюдательности, учит видеть наряду с общим индивидуальное.

5.Вокруг рисунка нужно обозначать контуры поля зрения микроскопа.

6.К каждому рисунку обязательно должны быть сделаны обозначения его отдельных частей. Надписи к рисунку выполняют строго в одну сторону – в сторону правой руки. Обозначение можно делать двумя способами:

а) к отдельным частям объекта ставят стрелочки и против каждой пишут название. Надписи должны был расположены параллельно друг другу;

б) к отдельным частям объекта ставят стрелочку и против каждой пишут определенную цифру, затем сбоку от рисунка или под ним столбиком по вертикали пишут цифры, а против цифр — название.

7.В конце занятия протоколы практической работы подписывает преподаватель. Если работа не соответствует предъявляемым требованиям, то ее необходимо переделать.

Основные этапы работы на лабораторном занятии:

1.Рассмотреть основные части микроскопа: механическую, оптическую, осветительную.

2.Освоить правила работы с микроскопом МБР -1.

Правила работы с микроскопом МБР-1.

При переносе микроскоп следует брать правой рукой за ручку штатива и поддерживать его снизу левой рукой!

1.Установите микроскоп так, чтобы его зеркало находилось против источника света.

2.Поставьте в рабочее положение объектив малого увеличения. Для этого поворачивайте револьвер до тех пор, пока нужный объектив не займет средин-

8

ное положение по отношению к тубусу и предметному столику (встанет над отверстием столика). Когда объектив занимает срединное (центрированное) положение, в револьвере срабатывает устройство — защелка; при этом слышится легкий щелчок, и револьвер фиксируется.

Запомните, что изучение любого объекта начинается с малого увеличе-

ния!

3.С помощью макрометрического винта поднимите объектив над столиком на высоту примерно 0,5 см. Откройте диафрагму и немного приподнимите конденсор.

4.Глядя в окуляр (левым глазом!), вращайте зеркало в разных направлениях до тех пор, пока поле зрения не будет освещено ярко и равномерно.

5.Положите на предметный столик приготовленный препарат покровным стеклом вверх, чтобы объект находился в центре отверстия предметного столика.

6.Под контролем зрения медленно опустите тубус с помощью макрометрического винта, чтобы объектив находился на расстоянии около 2 мм от препарата.

7.Смотрите в окуляр и одновременно медленно поднимайте тубус с помощью макрометрического винта до тех пор, пока в поле зрения не появится изображение объекта (фокусное расстояние для малого увеличения равно приблизительно 0,5 см).

8.Чтобы перейти к рассмотрению объекта при большом увеличении микроскопа, необходимо центрировать препарат, т.е. поместить объект или ту часть его, которую вы рассматриваете, в самый центр поля зрения, глядя в окуляр, пока объект не займет нужного положения. Если объект не будет центрирован, то при большом увеличении он останется вне поля зрения.

9.Вращая револьвер, поставьте над препаратом объектив большого увеличения. При этом слышится щелчок, и револьвер фиксируется.

10.Для тонкой фокусировки используйте микрометрический винт.

11.При зарисовке препарата смотрите в окуляр левым глазом, а в альбом

—правым.

12.Опустите тубус (глядя на него сбоку) так, чтобы нижняя линза объектива погрузилась в каплю иммерсионного масла.

13.Затем, глядя в окуляр, с помощью только микровинта следует осторожно (!) (фокусное расстояние для объектива х90 еще меньше, чем для объектива х40) немного опустить, а затем поднять объектив, чтобы получить четкое изображение.

Помните, что работа с иммерсионным объективом требует более интенсивного освещения поля зрения.

9

2. Освоить правила работы с микроскопом МБС -1.

Правила работы с микроскопом МБС-1

1.Установите микроскоп штативом к себе и расположите так, чтобы свет

от лампы падал через вырез в корпусе столика на зеркало.

2.Глядя в окуляры и вращая зеркало, добейтесь интенсивного и равномерного освещения поля зрения.

3.Поместите на стеклянную пластинку основания микроскопа постоянный микропрепарат.

4.Установите барабан в положение, соответствующее цифре 1 и, опуская или поднимая оптическую головку с помощью винта, получите изображение объекта.

5.Сдвигая или раздвигая руками окулярные трубки, добейтесь, чтобы два изображения слились в одно.

6.При настройке микроскопа необходимо следить, чтобы ось головки микроскопа совпадала с центром стеклянной пластинки, иначе может наблюдаться неравномерное освещение поля зрения.

При работе с микроскопом необходимо соблюдать осторожность. Так, при переносе микроскопа можно брать его только за штатив, нельзя без необходимости вынимать окуляры, крутить микрометрический винт и т.д. Протирать окуляры следует только мягкой тряпочкой, предназначенной специально для этой цели.

3.Приготовить временные микропрепараты.

Методика приготовления временного микропрепарата

Возьмите предметное стекло из чашки Петри, держа его за боковые грани, и положите на стол. Поместите в центр стекла объект, например кусочки волос длиной 1,5 см. Затем глазной пипеткой нанесите на объект (волосы) одну каплю воды.

После этого возьмите покровное стекло (обязательно за боковые грани, иначе оставите отпечатки пальцев на поверхности) и положите его сверху на предметное стекло. Рассмотрите готовый препарат под микроскопом.

3.1. Перекрест волос под микроскопом

Отрежьте ножницами часть волоса длиной примерно 3 см, разрежьте пополам и положите на предметное стекло, сделав, перекрест; капните из пипетки одну каплю, воды и накройте покровным стеклом. Рассмотрите временный препарат с помощью микроскопа МБР-1.

Поставьте в рабочее положение объектив малого увеличения. Найдите изображение и зарисуйте его в альбом, правильно отразив размеры наблюдаемых структур (толщина волос). Затем центрируйте препарат, т.е. поставьте так, чтобы перекрест волос был в центре поля зрения. Переместите в рабочее положение объектив большого увеличения и найдите изображение. Сравните размеры объекта при разных увеличениях и зарисуйте изображение в альбом, отразив имеющиеся различия.

10

studfiles.net

«Пермская государственная фармацевтическая академия» методическое пособие

Федеральное агентство по здравоохранению и социальному развитию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ

ПО ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ

для студентов очного факультета

Пермь

2010

Методическое пособие составили, дополнили и переработали сотрудники

кафедры ботаники и общей биологии Пермской фармацевтической академии:

профессор Петриченко В.М., доценты Шестакова Т.С.,

Марценюк В.Б., Галишевская Е.Е.

Зав. кафедрой ботаники и общей биологии: профессор Петриченко В.М.

Рецензент: заведующая кафедрой микробиологии

Пермской фармацевтической академии, профессор Одегова Т.Ф.

Методическое пособие по общей биологии

для студентов очного факультета

рекомендовано к изданию советом Пермской фармацевтической академии

(протокол заседания № от )

Содержание

Страница

Введение

4

Список рекомендуемой литературы

4

Занятие 1

Устройство световых микроскопов и техника микроскопирования

5

Занятие 2

Клетка – структурно-функциональная единица живого

9

Занятие 3

Обмен веществ и энергии в живых организмах.

10

Занятие 4

Информационный обмен. Хромосомы. Кариотип.

12

Занятие 5

Основные типы деления клеток.

12

Занятие 6

Размножение организмов. Гаметогенез.

13

Занятие 7

Закономерности индивидуального развития организмов

14

Занятие 8

Контрольная работа № 1.

15

Занятие 9

Законы Менделя. Взаимодействие аллельных генов.

17

Занятие 10

Законы Менделя. Взаимодействие неаллельных генов.

17

Занятие 11

Хромосомная теория наследственности. Генетика пола.

18

Занятие 12

Закономерности изменчивости.

18

Занятие 13

Методы изучения наследственности человека.

23

Занятие 14

Контрольная работа №2

24

Занятие 15

Основы медицинской паразитологии. Тип Простейшие

25

Занятие 16

Гельминты. Плоские черви. Круглые черви.

28

Занятие 17

Тип Членистоногие.

29

Занятие 18

Развитие органического мира.

Биосферный уровень организации жизни.

30

Занятие 19

Зачетное занятие по курсу биологии

31

Приложение:

Приложение 1

Типовые задачи по генетике и способы их решения.

31

Приложение 2

Сборник таблиц по курсу биологии.

46

Введение

БИОЛОГИЯ – наука о жизни, которая раскрывает закономерности ее возникновения и развития. Современная биология представляет собой комплекс наук, включающий ботанику, микробиологию, вирусологию, физиологию и другие биологические науки. Наиболее универсальные свойства, закономерности развития и существования организмов и их сообществ изучает общая биология.

Фармацевтические науки также возникли в результате накопления биологических знаний о лекарственных средствах, их применении и действии на живой организм. Поэтому изучение биологии в фармацевтических учебных заведениях способствует формированию знаний, необходимых для изучения таких дисциплин как фармакология, технология лекарственных средств, фармакогнозия, биологическая, фармацевтическая и токсикологическая химии. Современное производство и применение лекарств связано с использованием новейших достижений биологической науки. Широкое распространение получили новейшие биотехнологии в производстве антибиотиков, гормонов, иммунобиологических препаратов, а также растительных препаратов (метод культуры тканей).

Развитие промышленности, транспорта, сельского хозяйства, рост народонаселения породили серьезные экологические проблемы: опасное для здоровья загрязнение окружающей среды, уничтожение лесов, разрушение сообществ растительных и животных организмов. Поиск эффективных путей преодоления указанных проблем невозможен без понимания биологических закономерностей взаимодействия организмов, включая человека, и среды их обитания.

Данное пособие является руководством к выполнению практических занятий по курсу общей биологии и включает следующие разделы: биологические основы жизни, размножение, генетика, онтогенез, основы эволюции, экология и паразитология.

Рекомендуемая литература

  1. Биология / Н. Грин, У. Стаут, Д. Тейлор. – в 3 т. – М. : «Мир», 1990.

  2. Биология. Современный курс / под ред. А.Ф. Никитина. – 2-е изд., испр. и доп. – СПб. : «СпецЛит», 2006.

  3. Биология / под ред. Н.В. Чебышева. – 2-е изд., стереотипное. – М., 2008. – 416 с.

  4. Биология / под ред. В.Н. Ярыгиной. – М. : Высш. шк., 1997. – 448 с.

  5. Биология / Н.В. Чебышев, Г.Г. Гринева, М.В. Козарь, С.И. Гуленков [и др.]. – М. : ВУМНЦ, 2000. – 592 с.

  6. Мамонтов, С.Г. Основы биологии / С.Г. Мамонтов, В.Б. Захаров, Т.А. Козлов. – М. : «Просвещение», 1992.

  7. Пехов, А.П. Биология и общая генетика // А.П. Пехов. – М. : Изд-во РУДН, 1994. – 440 с., ил.

  8. Слюсарев, А.А. Биология / А.А. Слюсарев, С.В. Жукова. – Киев, 1987. – 415с.

studfiles.net

генетика по биологии-методичка

Государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ»

Министерства здравоохранения Российской Федерации

C Б О Р Н И К З А Д А Ч ПО БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНСКОЙ ГЕНЕТИКЕ

2

УДК 575.1:57(076.1) ББК 52.5+28 я 7

С 23

Ре це нзе нт ы :

Хуснутдинова Э.К. – д.б.н., профессор, зав. отделом геномики Института биохимии и генетики УНЦ РАН;Горбунова В.Ю. – д.б.н., профессор, профессор каф. общей биологии и генетики БГПУ

Рекомендовано учебно-методическимобъединением по медицинскому и фармацевтическому образованию вузов России в качестве учебного пособия для студентов медицинских вузов.

Сборник задач по биологии и медицинской генетике: учебное пособие для студентов / (под ред. проф. Т.В. Викторовой). – Уфа: Изд-воБашгосмедуниверситета, 2012. – 82 с.

Автор ы :

Викторова Т.В. – д.м.н., профессор, заведующая кафедрой биологии БГМУКулгунина Г.И. – старший преподаватель кафедры биологии БГМУДанилко К.В. – к.б.н., ассистент кафедры биологии БГМУИзмайлова С.М. – ассистент кафедры биологии БГМУЛукманова Г.И. – д.м.н., профессор кафедры биологии БГМУМусыргалина Ф.Ф. – к.б.н., доцент кафедры биологии БГМУБелалова Г.В. – к.м.н., доцент кафедры биологии БГМУБадретдинов М.А. – к.м.н., доцент кафедры биологии БГМУИсхакова Г.М. – к.м.н., доцент кафедры биологии БГМУКуватова Д.Н. – ассистент кафедры биологии БГМУВолкова А.Т. – ассистент кафедры биологии БГМУ

В сборник включены задачи по разделам генетики, предусмотренным ФГОС ВПО (Москва, 2012). Содержание включает краткое изложение теоретического материала по каждому разделу, образцы решения задач, типовые и ситуационные задачи. Сборник соответствует типовой учебной программе по биологии (Москва, 2010) и рекомендуется в качестве учебного пособия для студентов медицинских вузов.

 

3

 

 

СОДЕРЖАНИЕ:

 

 

 

 

 

НАИМЕНОВАНИЕ

Стр.

 

 

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

5

РАЗДЕЛ 1. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ГЕНЕТИКА

7

РАЗДЕЛ II. ЦИТОГЕНЕТИКА

13

РАЗДЕЛ III. ЗАКОНОМЕРНОСТИ НАСЛЕДОВАНИЯ

18

ПРИЗНАКОВ

 

1.

Моногибридное скрещивание. Типы взаимодействия

18

аллелей одинаковых генов.

 

1.1. Полное доминирование

18

1.2. Неполное доминирование

21

1.3. Множественный аллелизм. Кодоминирование

23

2.

Дигибридное и полигибридное скрещивание

24

3.

Виды взаимодействия аллелей разных генов

27

 

3.1. Комплементарность

30

 

3.2. Эпистаз

31

 

3.3. Полимерия

31

4.

Наследование признаков, сцепленных с полом

32

5.

Явление сцепления признаков. Кроссинговер

36

РАЗДЕЛ IV. ИЗМЕНЧИВОСТЬ

43

1.

Фенотипическая изменчивость. Пенетрантность

44

Генотипическая изменчивость

46

 

2.1. Генные мутации

46

4

2.2. Геномные мутации

48

РАЗДЕЛ V. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕНЕТИКИ

51

ЧЕЛОВЕКА

 

1. Генеалогический метод

51

2. Близнецовый метод

57

3. Популяционно-статистическийметод

59

РАЗДЕЛ VI. МЕДИКО-ГЕНЕТИЧЕСКОЕ

63

КОНСУЛЬТИРОВАНИЕ

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.

73

Генетический код (кодоны иРНК)

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 2.

74

Конкордантность признаков

 

монозиготных и дизиготных близнецов

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 3.

75

Доминантные и рецессивные признаки человека

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 4.

78

Наследственные болезни, аномалии,

 

использованные в задачнике

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

82

5

ПРЕДИСЛОВИЕ

По мнению специалистов-биологовразных профилей XXI век – это век генетики – науки о наследственности и изменчивости. Велико значение генетики для прогрессивного развития современной медицины.

Многочисленные эпидемиологические исследования последних лет указывают на то, что не только наследственные, но практически все широко распространенные, так называемые многофакторные заболевания в существенной степени обусловлены генетической предрасположенностью. Без знания основных закономерностей наследственности и изменчивости невозможно понять генетические предпосылки развития патологических процессов и, следовательно,

научиться управлять этими процессами на этапах диагностики, лечения и,

что самое важное, эффективной профилактики. Уже сегодня квалифицированный врач должен понимать ключевые механизмы передачи генетической информации и ее реализации в признак. Для формирования основ врачебного мышления необходимо выработать умение решать ситуационные задачи. Предлагаемый сборник задач разработан в соответствии с Государственным общеобразовательным стандартом

(Москва, 2000), типовой учебной программой по биологии (Москва, 2001).

Содержание сборника включает следующие разделы:

1.Молекулярная биология

2.Цитогенетика

3.Закономерности наследования признаков

4.Изменчивость

5.Методы исследования генетики человека

6.Медико-генетическоеконсультирование

6

Каждому разделу предшествует краткое изложение теоретического материала, приведены образцы решения задач, типовые и ситуационные задачи. При составлении и рубрикации сборника учитывалось поэтапное освоение материала от простого к сложному с целью формирования у студентов навыков систематизации, логического мышления, принятия решения. Сборник предназначен не только для аудиторных занятий, но и для самостоятельной внеаудиторной работы после разбора с преподавателем основополагающих вопросов. В приложении приведены справочные материалы, необходимые для решения задач, дан краткий словарь с общей характеристикой ряда наследственных синдромов.

Сборник задач по биологии и медицинской генетике рекомендуется для студентов медицинских вузов, а также для студентов биологических специальностей, курсантов последипломного образования по специальности «Генетика», аспирантов. Отдельные разделы могут быть использованы для преподавания биологии и генетики в общеобразовательных школах и на подготовительных курсах.

7

РАЗДЕЛ I

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ГЕНЕТИКА

Молекулярная

генетика

исследует

 

процессы,

связанные

с

наследственностью

и

изменчивостью

на

молекулярном

уровне.

Ген – это участок

ДНК,

ответственный

за формирование

какого-то

определенного признака. Однако ген не превращается в признак, и от гена до признака существует серия промежуточных реакций. Ген определяет лишь первичную структуру белка, т.е. последовательность расположения в нем аминокислот, от которой во многом и зависит его функция. Белки-ферментыуправляют биохимическими реакциями в организме. Для каждой реакции существует свой специфическийбелок-фермент.Ход биохимических реакций обуславливает проявление того или иного признака. Таким образом, функцию гена можно представить следующей схемой: ген - белок - биохимическая реакция - признак.

В молекулярном плане ген - это фрагмент молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) - знаменитой двойной спирали, открытой еще в 1953 году Джеймсом Уотсоном и Фрэнсисом Криком. Молекула ДНК - полимер, мономером которой является нуклеотид. Нуклеотид состоит из моносахарида - дезоксирибозы, остатка фосфорной кислоты и азотистого основания. В состав ДНК входят азотистые основания четырех типов: пурины (аденин (А) и гуанин (Г)), и пиримидины (тимин (Т) и цитозин (Ц)). Нуклеотиды соединяются в полинуклеотидную цепь посредством фосфодиэфирных связей через остаток фосфорной кислоты, который присоединяется к 3’-положениюодной дезоксирибозы и к5’-положению- другой. Цепи соединяются друг с другом за счет водородных связей между азотистыми основаниями по принципу комплементарности так, что аденин располагается напротив тимина, гуанин – напротив цитозина. Именно в чередовании азотистых оснований закодирована последовательность аминокислот в белковой молекуле и специфичность самого белка.

Местоположение

каждой

аминокислоты

в

белковой

цепи

предопределяется триплетами

нуклеотидов, т.е.

тремя

рядом стоящими

азотистыми основаниями в одной из цепочек ДНК. Расшифровка кода осуществляется с помощью рибонуклеиновых кислот (РНК).

«Центральная догма молекулярной биологии»: ДНКРНКБелок. Процесс расшифровки начинается с синтеза информационной РНК

(иРНК). Информационная РНК - полимер, состоящий из одной цепочки нуклеотидов. В состав ее нуклеотидов также входит моносахарид (рибоза), остаток фосфорной кислоты и азотистые основания (аденин, гуанин, цитозин и урацил (У)).

Синтез РНК происходит по матричной цепи ДНК. Построение молекулы осуществляется таким образом, что комлементарные азотистые основания РНК встают против соответствующих азотистых оснований ДНК: Ц-Г,А-У,Т-А,Г-

8

Ц. Процесс считывания информации на иРНК называется транскрипцией. Естественно, что иРНК эукариот копирует не только чередование триплетов, которые называются кодонами, но и некодирующие участки, вырезаемые позднее.

Следующий этап расшифровки происходит в цитоплазме на рибосомах, где осуществляется сборка полипептидной цепи из аминокислот, т.е. процесс синтеза белка. В этом процессе участвуют транспортные РНК (тРНК), функция которых – перенос аминокислот к рибосоме и нахождение в полипептидной цепи предусмотренного иРНК-кодомместа для каждой аминокислоты. Все аминокислоты распознаются собственными тРНК. Комплекс тРНК с аминокислотой называетсяаминоацил-тРНК.

Сборка полипептидной цепи происходит по следующей схеме. Синтезированная иРНК в ядре подвергается процессингу (вырезанию некодирующих последовательностей – интронов) выходит в цитоплазму и присоединяется к рибосоме. С места контакта иРНК с рибосомой начинается отсчет триплетов. К рибосоме же подходят аминоацил-тРНК.Первая из них будет та, антикодон которой комлементарен первому триплету иРНК. Одновременно в рибосоме размещается два триплета и соответственно двеаминоацил-тРНК.Между двумя аминокислотами образуется связь, а иРНК продвигается на один триплет. Объединение аминокислот в цепочку соответственно триплетам называется трансляцией.

Предлагаемые задачи рассчитаны главным образом на расшифровку структуры белка по известным данным о строении ДНК и обратный анализ с помощью таблицы кодирования аминокислот (прил. 1)

Образец решения задач

Задача:

Полипептид состоит из следующих аминокислот: валин-аланин-глицин-лизин-триптофан-валин-серин-глутаминоваякислота. Определить структуру участка ДНК, кодирующего указанный полипептид.

Решение:

В условиях задачи дана последовательность аминокислот, по которой устанавливается порядок нуклеотидов иРНК (по таблице генетического кода, см. приложение):

а/к: вал – ала – гли – лиз – три – вал – сер – глу иРНК: 5’ ГУУ – ГЦУ – ГГУ – ААА – УГГ – ГУУ – УЦУ – ГАА 3’

По цепочке иРНК можно восстановить участок матричной нити ДНК, по которой она собиралась.

иРНК: 5’ ГУУ –ГЦУ–ГГУ–ААА–УГГ–ГУУ–УЦУ–ГАА3’

Матричная цепь ДНК: 3’ ЦАА –ЦГА–ЦЦА–ТТТ–АЦЦ–ЦАА–АГА–ЦТТ5’.

9

Но ДНК состоит из 2-хцепей, значит, последовательность смысловой или кодогенной цепи ДНК будет следующей:

5’ ГТТ – ГЦТ – ГГТ – ААА – ТГГ – ГТТ – ТЦТ – ГАА 3’ - кодогенная цепь Таким образом, полная структура молекулы ДНК:

5’ ГТТ – ГЦТ – ГГТ – ААА – ТГГ – ГТТ – ТЦТ –ГАА3’ – кодогенная цепь. 3’ ЦАА–ЦГА–ЦЦА–ТТТ–АЦЦ– ЦАА–АГА–ЦТТ5’ – матричная цепь

ЗАДАЧИ:

1.Участок матричной цепи молекулы ДНК, кодирующий часть полипептида, имеет следующее строение: 3’ ЦЦА-ТАГ-ТЦЦ-ААГ-ГАЦ5’. Определите последовательность аминокислот в полипептиде.

2.Участок гена, кодирующего белок, состоит из последовательно расположенных нуклеотидов 5’ ААЦ-ГАЦ-ТАТ-ЦАЦ-ТАТ-АЦЦ-ААЦ-ГАА 3’. Определите состав и последовательность аминокислот в полипептидной цепи, закодированной в этом участке гена.

3.Фрагмент молекулы ДНК состоит из нуклеотидов, расположенных в следующей последовательности: 5’ ТАТ-АЦТ-ГЦГ-ААА-ТЦТ-ГАА-ГТЦ3’. Определите состав и последовательность аминокислот в полипептидной цепи, закодированной в этом участке гена.

4.Определите аминокислотный состав полипептида, который кодируется следующей последовательностью иРНК: 5’ ЦЦА-ЦЦУ-ГГУ-УУУ-ГГЦ3’.

5.Полипептид состоит из следующих аминокислот: валин-аланин-глицин-лизин-триптофан-валин-серин-глутаминоваякислота. Определите один из вариантов структуры участка ДНК, кодирующего указанный полипептид.

6.Полипептид состоит из следующих аминокислот: аланин-цистеин-лейцин-метионин-тирозин.Определите один из вариантов структуры участка ДНК, кодирующего эту полипептидную цепь.

7.Первые 10 аминокислот в цепи В инсулина: фенилаланин-валин-аспарагиноваякислота-глутамин-гистидин-лейцин-цистеин-глицин-серингистидин. Определите один из вариантов структуры участка ДНК, кодирующего эту часть цепи инсулина.

8.Начальный участок цепи А инсулина представлен следующими пятью аминокислотами:глицин-изолейцин-валин-глутамин-глутамин.Определите один из вариантов структуры участка ДНК, кодирующего эту часть цепи инсулина.

10

9.В цепи рибонуклеазы поджелудочной железы один из полипептидов имеет следующие аминокислоты: лизин-аспарагиноваякислота-глицин-треонин-аспарагиноваякислота-глутаминоваякислота-цистеин.Определите нуклеотидный состав иРНК, управляющей синтезом указанного полипептида.

10.Одна из цепей рибонуклеазы поджелудочной железы состоит из следующих 14 аминокислот: глутамин-глицин-аспарагиноваякислота-пролин-тирозин-валин-пролин-валин-гистидин-фенилаланин-аспарагин-аланин-серин-валин.Определите один из вариантов структуры участка ДНК, кодирующего эту часть цепи рибонуклеазы.

11.Одна из цепей глюкагона имеет следующий порядок аминокислот: треонин-серин-аспарагин-тирозин-серин-лизин-тирозин.Определите один из вариантов строения участка ДНК, кодирующего эту часть цепи глюкагона.

12.Участок молекулы белка имеет следующее строение: про-лиз-гис-вал-тир.Сколько возможных вариантов строения фрагмента молекулы ДНК кодирует эту часть молекулы белка?

13.При одной из форм синдрома Фанкони (нарушение образования костной ткани) у больного с мочой выделяются аминокислоты, которым соответствуют следующие триплеты иРНК: 5’ ААА, ЦГУ, ГАА, АЦУ, ГУУ, УУА, УГУ, УАУ 3’. Определите, выделение каких аминокислот с мочой характерно для синдрома Фанкони.

14.У человека, больного цистинурией (содержание в моче большего, чем в норме, числа аминокислот), с мочой выделяются аминокислоты, которым соответствуют следующие триплеты иРНК: 5’ УЦУ, УГУ, ГЦУ, ГГУ, ЦАГ, ЦГУ, ААА 3’. У здорового человека в моче обнаруживаются аланин, серин, глутаминовая кислота и глицин.

1)Выделение каких аминокислот с мочой характерно для больных цистинурией?

2)Напишите триплеты, соответствующие аминокислотам, имеющимся в моче здорового человека.

15.Начальный участок В-инсулинапредставлен следующими аминокислотами:фенилаланин-валин-аспарагиноваякислота-глутамин-гистидин-лейцин-цистин-глицин-серин-гистидин.Определите количественное соотношение А+Т и Г+Ц в цепи ДНК, кодирующей этот участок инсулина.

16.Исследования показали, что 34% общего числа нуклеотидов данной иРНК приходится на гуанин, 18%-наурацил,28%-нацитозин и20%-нааденин.

studfiles.net


Смотрите также

.