Государственное профессиональное образовательное учреждение
|
Скачать 0.63 Mb.
|
|
ДЕПАРТАМЕНТ МОЛОДЁЖНОЙ ПОЛИТИКИ И СПОРТА КЕМЕРОВСКОЙ ОБЛАСТИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «ЛЕНИНСК-КУЗНЕЦКОЕ УЧИЛИЩЕ ОЛИМПИЙСКОГО РЕЗЕРВА» Решение задач по генетике и молекулярной биологии Учебно-методическое пособие Ленинск-Кузнецкий 2015 Рекомендовано цикловой комиссией общепрофессиональных дисциплин ГПОУ «Ленинск-Кузнецкое училище олимпийского резерва» Составитель: Мареева Е.Б., преподаватель высшей категории ГПОУ «Ленинск-Кузнецкое училище олимпийского резерва» Рецензент: Попова Г.Н., кандидат педагогических наук, директор МОУ ДПО «Научно методический центр» г. Ленинска-Кузнецкого. Учебно-методическое пособие рекомендовано для самостоятельной деятельности обучающихся на уроках биологии, а также для подготовки к ЕГЭ. Пособие содержит общие подходы к решению задач по генетике и молекулярной биологии, методические приемы и рекомендации, позволяющие приобрести навыки решения биологических задач. Мареева Е.Б. Решение задач по генетике и молекулярной биологии: учебно-методическое пособие.- Ленинск-Кузнецкий: ГПОУ «Ленинск-Кузнецкое УОР», 2015. ГПОУ «Ленинск-Кузнецкое училище олимпийского резерва» Содержание Предисловие…………………………………………………………………… Раздел 1. Молекулярная биология…………………………………………….. Глава 1. Решение и оформление задач по молекулярной биологии……….... Раздел 2. Генетика……………………………………………………………... Глава 1. Решение и оформление генетических задач……………………….. Глава 2. Моногибридное скрещивание………………………………………. Глава 3. Неполное доминирование…………………………………………… Глава 4. Независимое наследование………………………………………….. Глава 5. Сцепленное наследование…………………………………………… Глава 6. Наследование генов, локализованных в половых хромосомах…… Глава 7. Наследование летальных генов…………………………………….... Глава 8. Составление и анализ родословных…………………………………. Литература для преподавателя………………………………………………… Литература для обучающегося………………………………………………... Предисловие Базовый уровень обучения биологии имеет общеобразовательный характер и ориентирован на формирование общей культуры и в большей степени связан с мировоззренческими, воспитательными и развивающими задачами общего образования. Данный уровень недостаточен для подготовки к итоговой аттестации в форме ЕГЭ, особенно при решении заданий части «С», так как эти задания повышенного уровня сложности. В школьном курсе общей биологии разделы «Генетика» и «Молекулярная биология» являются наиболее сложными для понимания. Облегчению усвоения этих разделов может способствовать решение задач по генетике и молекулярной биологии разных уровней сложности. Использование таких задач развивает у обучающихся логическое мышление, позволяет им глубже понять учебный материал по этой теме, дает возможность преподавателям осуществлять эффективный контроль уровня усвоенных знаний. В сборник включены как типовые задачи по генетике и молекулярной биологии, так и задачи повышенного уровня сложности. В предлагаемом пособии рассматриваются общие принципы решения и оформления задач по генетике и молекулярной биологии, предлагаются методические приемы, облегчающие решение. Значительную часть настоящего сборника занимают задачи, которые чаще всего встречаются в тестах ЕГЭ, что поможет обучающимся разобраться с наиболее сложными заданиями и узнать объективный уровень своих знаний. Для обучающихся, работающих самостоятельно по данному пособию, перед каждым разделом по генетике приводятся краткие сведения об основных генетических закономерностях, а также включен теоретический материал по разделу «Молекулярная биология». Методическое пособие может быть использовано обучающимися и преподавателями учебных заведений системы СПО при подготовке к ЕГЭ по биологии. Раздел 1. Молекулярная биология Глава 1. Решение и оформление задач по молекулярной биологии Нуклеиновые кислоты – природные высокомолекулярные соединения, обеспечивающие хранение и передачу наследственной информации. В состав нуклеиновых кислот входят пуриновые основания (аденин, гуанин) и пиримидиновые основания (цитозин, тимин). Пиримидиновое основание урацил входит в состав РНК. Число пуриновых оснований в ДНК всегда равно числу пиримидиновых, количество тимина (Т) равно количеству аденина (А), а гуанина (Г) – количеству цитозина (Ц). Данная закономерность получила название правила Чаргаффа. Молекула ДНК представляет собой структуру, состоящую из двух цепей, которые по всей длине соединены друг с другом водородными связями. Такую структуру, свойственную только молекулам ДНК, называют двойной спиралью. Особенностью структуры ДНК является то, что против азотистого основания А в одной цепи лежит азотистое основание Т в другой цепи, а против азотистого основания Г всегда расположено азотистое основание Ц. Схематически сказанное можно выразить следующим образом: А (аденин) – Т (Тимин) Т (Тимин) – А (аденин) Г (гуанин) – Ц (цитозин) Ц (цитозин) – Г (гуанин) Эти пары оснований называют комплементарными основаниями (дополняющими друг друга). В молекуле РНК в отличие от молекулы ДНК представлена одной цепью, вместо тимина имеет основание урацил (У). Молекулы ДНК способны к удвоению. В основе удвоения молекул ДНК лежит принцип комплементарности. С помощью специальных ферментов водородные связи, скрепляющие нити ДНК, разрываются, нити расходятся, и к каждому нуклеотиду каждой из этих нитей последовательно пристраиваются комплементарные нуклеотиды. Разошедшиеся нити исходной (материнской) молекулы ДНК являются матричными – они задают порядок расположения нуклеотидов во вновь синтезированной цепи. Образуются новые нити ДНК, комплементарные каждой из разошедшихся цепей. Таким образом, в результате удвоения создаются две двойные спирали ДНК («дочерние» молекулы), каждая из них имеет одну нить, полученную от «материнской» молекулы, и одну нить, синтезированную вновь. Такой синтез молекул ДНК называется матричным. При этом «дочерние» молекулы идентичны «материнским» молекулам. При решении задач по теме «Биосинтез белка» следует вспомнить процессы трансляции и транскрипции, генетический код. К рибосомам - местам синтеза белков - из ядра поступает, несущая информацию, молекула информационной РНК (и-РНК). Это одноцепочечная молекула, комплементарная одной из нитей ДНК. Процесс образования и-РНК называется транскрипцией. Если в нити ДНК стоит Тимин, то фермент полимераза включает в цепь и-РНК - аденин, если стоит гуанин – включает цитозин, если аденин – то урацил (в состав РНК не входит тимин). Информационная РНК - копия не всей молекулы ДНК, а только ее участка, одного или группы рядом лежащих генов, несущих информацию о структуре белков, необходимых для выполнения одной функции. Согласно генетическому коду последовательность расположения нуклеотидов в и-РНК определяет последовательность расположения аминокислот в белках. Генетический код записан на «языке» РНК. Таблица генетического кода.
Биосинтез белка на рибосомах называется трансляцией. Процесс трансляции осуществляется в три этапа. Суть первого этапа синтеза сводится к тому, что специальный фермент «узнает» антикодон и присоединяет к основанию т-РНК определенную «свою» аминокислоту. На втором этапе т-РНК выполняет функцию переводчика с «языка» нуклеотидов на «язык» аминокислот. Такой перевод происходит на рибосоме. В ней имеется два участка: на одном т-РНК получает команду от и-РНК – антикодон узнает кодон, на другом – выполняется приказ – аминокислота отрывается от т-РНК. Третий этап синтеза белка заключается в том, что фермент синтетаза присоединяет оторвавшуюся от т-РНК аминокислоту к растущей белковой молекуле. Пример решения задачи. Фрагмент молекулы ДНК состоит из нуклеотидов, расположенных в следующей последовательности: ТАААТГГЦААЦЦ. Определите состав и последовательность аминокислот в полипептидной цепи, закодированной в этом участке гена. Решение: Выписываем нуклеотиды ДНК и, разбивая их на триплеты, получаем кодоны цепи молекулы ДНК: ТАА-АТГ-ГЦА-АЦЦ. Составляем триплеты иРНК, комплементарные кодонам ДНК, и записываем их строчкой ниже: ДНК: ТАА-АТГ-ГЦА-АЦЦ иРНК: АУУ-УАЦ-ЦГУ-УТТ. По таблице генетического кода определяем, какая аминокислота закодирована каждым триплетом иРНК: АУУ- Иле; УАЦ- Тир; ЦГУ- Арг; УТТ-Трп. Ответ: Иле-Тир-Арг-Трп Задачи для самостоятельного решения.
- Г – Т – А – А – Г – А – Т – Т – Т – Ц – Т – Ц – Г – Т – Г –.
Г – А – Т – А – Ц – Ц – Г – А – Т – А – А – А – Г – А – Ц …, удалить шестой и тринадцатый (слева) нуклеотиды?
Т – А – А – Ц – А – Г – А – Г – Г – А – Ц – Ц – А – А – Г… между 10 и 11 нуклеотидами включен цитозин, между 13 и 14 – тимин, а на конце рядом с гуанином прибавится еще один гуанин?
-Г – Т – Т – Ц – Т – А – А – А – А – Г – Г – Ц – Ц – А - Т -, если 5-й нуклеотид будет удален, а между 8 и 9 нуклеотидом встанет тимидиловый нуклеотид?
- Г – Г – Т – А – Ц – Г – А – Т – Г – Т – Ц - А - А - Г – А -
-Ц – А – А – А – Т – Г – Ц – А – А – А – А – Г – Т – Г – Т - определите первичную структуру белка, закодированного в этой цепи, количество (в %) различных видов нуклеотидов в этом гене (в двух цепях), длину гена. Раздел 2. Генетика Глава 1. Решение и оформление генетических задач Общие методические приемы, которые могут быть использованы при решении задач. Большинство ошибок, допускаемых обучающимися, связаны с правилами, которые они должны усвоить из курса генетики. К этим правилам относятся следующие: 1. Каждая гамета получает гаплоидный набор хромосом (генов). Все хромосомы (гены) имеются в гаметах. 2. В каждую гамету попадает только одна гомологичная хромосома из каждой пары (только один ген из каждой аллели). 3. Одну гомологичную хромосому (один аллельный ген) из каждой пары ребенок получает от отца, а другую (другой аллельный ген) - от матери. 4. Гетерозиготные организмы при полном доминировании всегда проявляют доминантный признак. Организмы с рецессивным признаком всегда гомозиготны. 5. Решение задач на дигибридное скрещивание при независимом наследовании, обычно, сводится к последовательному решению двух задач на моногибридное скрещивание (это следует из закона независимого наследования). Для успешного решения задач по генетике следует придерживаться следующего алгоритма: - необходимо внимательно изучить условие задачи, где каждое предложение несет смысловую информацию; - необходимо определить тип задачи. Для этого надо выяснить, сколько пар признаков рассматривается в задаче, сколько пар генов кодируют эти признаки, а также число классов фенотипов, присутствующих в потомстве от скрещивания гетерозигот или при анализирующем скрещивании, и количественное соотношение этих классов. Необходимо учитывать связано ли наследование признака с половыми хромосомами, а также сцеплено или независимо наследуется пара признаков; - выяснение генотипов особей, неизвестных по условию, при этом решение всегда надо начинать с особей, несущих рецессивный признак, поскольку они гомозиготны и их генотип по этому признаку однозначен – аа. Выяснение генотипа организма, несущего доминантный признак, является сложной проблемой, потому что он может быть либо гомозиготным – (АА), или гетерозиготным (Аа). - определение вариантов гамет. Для определения возможных типов гамет более целесообразным представляется запись генотипов в хромосомной форме. Это упрощает определение всех возможных вариантов сочетания генов в гаметах. Задачи на сцепленное наследование невозможно решить без использования такой формы записи. - определение генотипов и фенотипов потомства. При дигибридном скрещивании их удобно определять при помощи решетки Пеннета. Следует учитывать, что гены одной аллельной пары надо писать рядом (например, ААВВ, а не АВАВ). - запись схемы скрещивания (брака) в соответствии с требованиями к оформлению, описанными ниже, а также подробное изложение хода рассуждений по решению задачи. Конкретные приемы решения задач каждого типа будут рассмотрены ниже. Оформление задач по генетике При оформлении задач необходимо уметь пользоваться символами, принятыми в традиционной генетике: ♀ - женский организм; ♂ - мужской организм; × – знак скрещивания; Р - родительские организмы; Ғ1, Ғ2 – дочерние организмы первого и второго поколения; А, В, С – гены, кодирующие доминантные признаки; а, в, с – гены, кодирующие рецессивные признаки; АА, ВВ, СС – генотипы особей, гомозиготных по доминантному признаку; Аа, Вв, Сс - генотипы гетерозиготных особей; АаВв - генотип дигетерозиготной особи;  - гамета.Пример записи скрещивания А – желтая окраска семян, а – зеленая окраска семян. Запись в буквенной форме: Р ♀Аа × ♂аа Гаметы А ; а а Ғ1 Аа аа желтая зеленая 50% 50% Пример решения и оформления задачи Задача. У человека альбинизм – аутосомный рецессивный признак. Мужчина альбинос женился на девушке с нормальной пигментацией. У них родилось двое детей – нормальный и альбинос. Определите генотипы всех указанных членов семьи. Решение: Дано: А – нормальная пигментация, а – альбинизм. 1. Запись брака по фенотипам (на черновике). Р ♀ нормальная пигментация × ♂ альбинос Ғ1 альбинос нормальная пигментация
(Генотип особи с рецессивным признаком известен – аа. Особь с доминантным признаком имеет генотип А?) Р ♀А? × ♂аа норма альбинос Ғ1 аа А? альбинос норма 3. Определение генотипов организмов по генотипам родителей и потомков. 1 Генотип мужчины и ребенка альбиноса аа, так как оба они несут рецессивный признак. 2 Женщина и здоровый ребенок имеют в своем генотипе доминантный ген А, потому что у них проявляется доминантный признак. 3 Генотип ребенка с нормальной пигментацией - Аа, поскольку его отец гомозиготен по рецессиву (аа) и мог передать ему только ген а. 4 Один из детей имеет генотип аа. Один аллельный ген ребенок получает от матери, а другой от отца. Поэтому мать должна нести рецессивный ген а. Ее генотип – Аа. 4. Запись хода рассуждений по выяснению генотипов и схемы брака в чистовик: Р ♀Аа × ♂аа норма альбинос Гаметы А ; а а Ғ1 аа Аа альбинос норма 50% 50%
|
Похожие:
 |
Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение... Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение тюменской области гапоу то |
|
Документаци я Заказчик: Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Башкирский агропромышленный колледж (бывшее государственное... |
 |
Документаци я Заказчик: Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Башкирский агропромышленный колледж (бывшее государственное... |
|
Программа профессиональной подготовки по профессии Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «профессиональное училище №55» |
|
Запроса цен Заказчик: Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Башкирский агропромышленный колледж (бывшее государственное... |
|
«Подготовка ккм к работе» Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Ростовской области «Ростовское промышленно-полиграфическое... |
|
Областное государственное бюджетное профессиональное образовательное... Областное государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение |
|
Отчет о результатах самообследования государственного бюджетного... Наименование: государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение начального образования «Профессиональное училище... |
|
Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение... Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение иркутской области |
|
Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение... Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение свердловской области «серовский техникум сферы обслуживания... |
|
Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Новосибирской области |
|
Кировское областное государственное профессиональное образовательное автономное учреждение |
|
Проек т Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение города Москвы |
|
Кировское профессиональное образовательное государственное образовательное бюджетное учреждение Основная программа профессионального обучения (программа профессиональной подготовки по профессии рабочих) |
|
1. Пояснительная записка Федеральное государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Покровское специальное учебно — воспитательное... |
|
Самостоятельная работа №2 Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение города Москвы |