Лекция (4 часа) Тема: Материальные основы наследственности. Генетика простых

Вид материала

Лекция

Содержание Генетический код и-Рнк (в скобках комплиментарные основания ДНК) Второе основание Схема главных этапов в процессе белкового синтеза Объяснить процессы транскрипции и трансляции Моногибридное скрещивание Решетка пеннета Название факторов Таблица 10 Факторы, влияющие на динамику изменения частот генотипов в популяции Название факторов Общие закономерности действия генов Контрольные задания Вариант III

Подобный материал:

• Генетика Генетика, 18.18kb.
• Урок по курсу "общая биология",10 класс. Тема "Основы генетики и селекции"(24 часа), 123.75kb.
• Предмет, задачи и методы генетики, 73.3kb.
• Программа элективного курса «Молекулярные основы наследственности», 108.03kb.
• Учебник автор И. Н. Пономарева, тема: Основы учения о наследственности и изменчивости, 26.17kb.
• Рабочая программа генетика Код дисциплины по учебному плану опд ф. 6 для студентов, 274.5kb.
• Экономики, 146.85kb.
• Лекции тема 7, 852.45kb.
• Рабочая программа генетика и селекция Код дисциплины по учебному плану опд ф 1 для, 292.62kb.
• 11 клас Биология, 13.71kb.

Таблица 8

Генетический код и-Рнк (в скобках комплиментарные основания ДНК)

Первое основание	Второе основание				Третье основание
	У (А)	Ц (Г)	А (Т)	Г (Ц)
У (А)	Фен	Сер	Тир	Цис	У (А)
	Фен	Сер	Тир	Цис	Ц (Г)
	Лей	Сер	Терм	Три	А (Т)
	Лей	Сер	Терм	Три	Г (Ц)
Ц (Г)	Лей	Про	Гис	Арг	У (А)
	Лей	Про	Гис	Арг	Ц (Г)
	Лей	Про	Глн	Арг	А (Т)
	Лей	Про	Глн	Арг	Г (Ц)
А (Т)	Иле	Тре	Асн	Сер	У (А)
	Иле	Тре	Асн	Сер	Ц (Г)
	Мет	Тре	Лиз	Терм	А (Т)
	Мет	Тре	Лиз	Терм	Г (Ц)
Г (Ц)	Вал	Ала	Асп	Гли	У (А)
	Вал	Ала	Асп	Гли	Ц (Г)
	Вал	Ала	Глу	Гли	А (Т)
	Вал	Ала	Глу	Гли	Г (Ц)

Схема главных этапов в процессе белкового синтеза


тРНК / Аминокислоты



ДНК---------------------мРНК---------------Рибосома

Транскрипция 

Трансляция



Полипептид


Схема № 4

Объяснение процесса белкового синтеза




Схема № 5

Упрощенная схема основных структур и процессов, участвующих в белковом синтезе.




Схема № 6

Схема механизма транскрипции. В присутствии РНК-

полимеразы двойная спираль ДНК раскручивается в результате

разрыва водород­ных связей между комплементарными основаниями,

и из свободных рибонуклеозидтрифосфатов строится полинуклеотидная

цепь мРНК. Она комплементар­на транскрибируемой цепи ДНК, которая

служит матрицей. (По Е. J. Ambrose, D. M. Easty, Cell Biology, 1977. 2^nd ed., Nelson.)




Схема № 7

Схема процесса трансляции. Антикодон каждого специфического комплекса тРНК-амино­кислота спаривается с комплементарным ему кодоном мРНК на рибосоме. В приведен­ном здесь примере пептидная связь должна образоваться между лейцином и глицином, в результате чего к растущей полипептидной цепи добавится еще одна аминокислота.


Объяснить процессы транскрипции и трансляции




Схема № 8


Схема классификации мутаций


Факторы, влияющие на возникновение мутаций:


Изменения молекулы ДНК при мутациях


МОНОГИБРИДНОЕ СКРЕЩИВАНИЕ


ДИГИБРИДНОЕ СКРЕЩИВАНИЕ


Р ------------------- ААВВ × ааbb




ГАМЕТЫ АВ ab




F1 ------------------- АаВb




ГАМЕТЫ АВ Аb аВ ab


Схема № 9


РЕШЕТКА ПЕННЕТА

♂ ♀	АВ	Аb	АВ	аb
AB	AABB	AABb	AaBB	AaBb дигибрид
Ab	AABb	Aabb	AaBb дигибрид	Aabb
AB	AaBB	AaBb дигибрид	AaBB	aaBb
Ab	AaBb дигибрид	Aabb	AaBb	aabb

Схема № 10


Третий закон Менделя


Таблица 9

Факторы, влияющие на изменение частот аллелей в популяции

Название факторов	Определение факторов	Значение факторов

Таблица 10

Факторы, влияющие на динамику изменения частот генотипов в популяции

Название факторов	Определение факторов	Значение факторов

Общие закономерности действия генов

Задачи

1. Четыре основания, используемые по одному, позволяют закодировать четыре аминокислоты; используемые попарно – 16 аминокислот; используемые по три – 64 аминокислоты. Выведете математическое выражение, объясняющее это.
   
2. Участок ДНК состоит из следующих азотистых оснований АГАТЦГТАГ. Из каких азотистых оснований будет состоять кодирующий его участок РНК?
   
3. Полипептид состоит из следующих аминокислот: валин-аланин-глицин-лизин-триптофан-валин-серин-глутаминовая кислота. Определите структуру участка ДНК, кодирующего указанный полипептид.
   
4. Полипептид состоит из следующих аминокислот: аланин-цистеин-гистидин-лейцин-метионин-тирозин. Определите структуру участка ДНК, кодирующего эту полипептидную цепь.
   
5. Аспарагин-глицин-фенилаланин-пролин-треонин-аминокислоты, последовательно составляющие полипептид. Определите структуру участка ДНК, кодирующего данный полипептид.
   
6. Плоды томата бывают круглыми и грушевидными. Ген круглой формы доминирует. Каковы генотипы родительских растений, если в потомстве оказалось круглых и грушевидных плодов поровну?
   
7. Голубоглазый мужчина, родители которого имели карие глаза, женился на кареглазой женщине, у отца которой глаза были голубые, а у матери – карие. Какое потомство можно ожидать от этого брака, если известно, что ген карих глаз доминирует над геном голубых?
   
8. Участок молекулы и-Рнк имеет следующую последовательность оснований: ГГЦ УАЦ ААЦ АУГ АЦЦ УГЦ АУА. Какова последовательность аминокислотных остатков в белке, закодированная данной последовательностью оснований в и-РНК? Какова последовательность нуклеотидов на участке молекулы ДНК, матрицы для данного участка и-РНК?
   
9. Допустим, участок молекулы белка включает три аминокислотных остатка: аспарагин-лизин-метионин. Какова последовательность нуклеотидов на участке ДНК, кодирующая данную последовательность аминокислотных остатков?
   
10. Сколько типов гамет и какие именно обра­зуют организмы, имеющие генотипы: а) АА? б) ААВВ? в) ааВВ? г) аавв?
    
11. Первые 9 аминокислот в b-цепи инсулина:
    

фенилаланин — валин — аспарагиновая кислота — глутамин — гистидин — лейцин — цистеин — глицин — серин. Определите один из вариантов структуры участка ДНК, кодирующего эту часть цепи инсулина.

12. Определите аминокислотный состав полипептида, который кодируется следующей последователь­ностью и-РНК: ЦЦА ЦЦУ ГГУ УУУ ГГЦ.
    
13. Участок молекулы белка имеет следующее строение: про-лиз-гис-вал-тир. Сколько возможных ва­риантов строения фрагмента молекулы ДНК кодирует эту часть молекулы белка?
    
14. В результате патологического митоза клет­ка человека, имевшая нормальный хромосомный набор, разделилась так, что одна дочерняя клетка получила 45 хромосом, а другая — 47. Укажите возможный механизм этой мутации.
    
15. У человека умение владеть преимущественно правой рукой доминирует над умением владеть преиму­щественно левой рукой. Мужчина правша, мать которого была левшой, женился на правше, имевшей трех бра­тьев и сестер, двое из которых были левши. Определите возможные генотипы женщины и вероятность того, что ее дети будут левшами.
    

Контрольные задания:


Вариант I

1. Вместо точек вставьте пропущенные слова:

Понятие……. обозначаются любые проявления живущего организма – его морфологические, физиологические и поведенческие особенности ………. не наследуются, а формируются в течение жизни; они продукт чрезвычайно сложного взаимодействия …………. и среды.


Выберите правильный ответ:

2. Основными биологическими единицами наследственности являются:

а) аллели;

б) хромосомы;

в) молекулы ДНК;

г) гены.

3. На изменение частот аллелей в популяции более других процессов влияют:

а) мутации;

б) инбридинг;

в) миграции;

г) естественный отбор;

д) генетический фактор;

е) ассортативный подбор супружеских пар;

ж) все ответы верны.

4. Законы Менделя в их классической форме действуют при наличии определенных условий. К ним относятся:

а) гомозиготность исходных скрещиваемых форм;

б) образование гамет гибридов всех возможных типов в равных соотношениях (обеспечивается правильным течением мейоза; одинаковой жизнеспособностью встречи любых гамет при оплодотворении;

в) одинаковая жизнеспособность зигот всех типов;

г) кроссинговер;

д) все ответы верны.


Вариант II

1. Вместо точек вставьте пропущенные слова:

22 пара хромосом являются ………., 23-я пара образована ………. у женщин и ………. у мужчин хромосомами, которые определяют пол и называются в связи с этим ………..


Выберите правильный ответ:

2. В состав хромосом входят молекулы:

а) белка;

б) дезоксирибонуклеиновой кислоты;

в) рибонуклеиновой кислоты;

г) все ответы верны.

3. Закон независимого комбинирования (наследования) признаков (третий закон Менделя) говорит о том, что:

а) каждая пара альтернативных признаков ведет себя в ряду поколений независимо друг от друга, в результате чего среди потомки первого поколения в определенном соотношении появляются особи с новыми (по сравнению с родительскими) комбинациями признаков.

б) при скрещивании двух гомозиготных по разным аллелям форм (АА и а) все их потомки одинаковы по генотипу (гетерозиготны – Аа), а значит, и по фенотипу.

4. Законы Менделя в их классической форме действуют при наличии определенных условий. К ним относятся:

а) гомозиготность исходных скрещиваемых форм;

б) образование гамет гибридов всех возможных типов в равных соотношениях (обеспечивается правильным течением мейоза; одинаковой жизнеспособностью встречи любых гамет при оплодотворении;

в) одинаковая жизнеспособность зигот всех типов;

г) кроссинговер;

д) все ответы верны.


Вариант III

1. Вместо точек вставьте пропущенные слова:

В состав хромосом входят два вида молекул – молекулы ……. и ……...


Выберите правильный ответ:

2. Закон основан на том, что при скрещивании двух гомозиготных по разным аллелям форм (АА и аа) все их потомки одинаковы по генотипу (гетерозиготны – Аа), а значит, и по фенотипу, носит название

а) закон расщепления;

б) закон единообразия гибридов первого поколения;

в) закон Харди - Вайнберга;

г) закон независимого комбинирования (наследования) признаков (третий закон Менделя).

3. Митоз – это:

а) такое деление клеточного ядра, при котором образуются два

дочерних ядра с набором хромосом, идентичными наборам

родительской клетки.

б) процесс деления клеточного ядра с образованием четырех

дочерних ядер, каждое из которых содержит вдвое меньше

хромосом чем дочернее ядро.

4. Законы Менделя в их классической форме действуют при наличии определенных условий. К ним относятся:

а) гомозиготность исходных скрещиваемых форм;

б) образование гамет гибридов всех возможных типов в равных соотношениях (обеспечивается правильным течением мейоза; одинаковой жизнеспособностью встречи любых гамет при оплодотворении;

в) одинаковая жизнеспособность зигот всех типов;

г) кроссинговер;

д) все ответы верны.

Контрольные вопросы:

1. Что такое хромосомы, гены, аллели, локусы, генотип и фенотип?
   
2. Что является основной биологической единицей наследственности?
   
3. Что входит в наследственный аппарат человека?
   
4. Определения наследственности и изменчивости.
   
5. Что такое аллели? На каком уровне проявляется качественное отличие аллелей друг от друга?
   
6. Соотношение понятий ген и аллель. В какой форме гены существуют реально?
   
7. Типы взаимодействия аллелей.
   
8. Каким образом осуществляется хранение и передача генов по наследству?
   
9. Как организуются гены в ядре клетки?
   
10. Какие типы генов вы знаете, охарактеризуйте их.
    
11. Что такое пенетрантность, экспрессивность?
    
12. В чем состоит биологическое значение митоза?
    
13. Что такое репликация? Редуплицированные хромосомы?
    
14. В чем разница между ядерной и цитоплазматической наследственностью?
    
15. Что такое генетический код?
    
16. Как происходит реализация наследственной информации на молекулярном уровне?
    
17. К чему может привести замена одного основания в цепи ДНК?
    
18. Что значит «сдвиг рамки считывания»?
    
19. Что такое генетический полиморфизм? Что является основным источником генетического полиморфизма?
    
20. Что такое кариотип? В чем разница кариотипов мужчины и женщины?
    
21. Что такое фенотип?
    
22. В чем разница двух типов наследования (доминантного и рецессивного)? Приведите примеры.
    
23. Что такое популяция и о чем говорит закон Харди-Вайнберга?
    
24. Какие факторы могут менять частоту генов в популяции?
    
25. Сущность ди- и моногибридного скрещивания.
    
26. При наличии, каких условий действуют законы Менделя?
    
27. Доминирование, неполное доминирование, сверхдоминирование, кодоминантность.
    
28. Что такое кроссинговер?
    
29. Суть первого закона Менделя?
    
30. Второй закон Менделя.
    
31. Третий закон Менделя.
    

Литература

1. Ауэрбах Ш. Генетика. М., 1966
   
2. Булаева К.Б. Генетические основы психофизиологии человека. – М.,1991.
   
3. Володин Б.Г. Мендель. М., «Мол. Гвардия», 1968.
   
4. Гайсинович А.Е. Зарождение и развитие генетики. – М.,1988
   
5. Генетика поведения / Под ред. В.К.Федорова. М., 1969
   
6. Егорова М.С. Психология индивидуальных различий. М., 1997.
   
7. Лильин Е.Т. и др. Медицинская генетика для врачей. – М., 1983
   
8. Лобашев Е.Т. Генетика. – М.,1969
   
9. Равич-Щербо И.В., Марютина Т.М., Григоренко Е.Л. Психогенетика. Учебник для вузов. М., 1999. 446 с.
   
10. Фогель Ф., Мотульски А. Генетика человека (в 3-х томах). М.,1989
    
11. Фролов И.Т. Менделизм и современные проблемы генетики. – М.,1976
    
12. Шевцов И.А. Популярно о генетике. / Отв. ред. Ю.Ю. Глеба. – Киев, 1989