1_Молекулярные и цитохимические основыx

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«КРАСНОЯРСКИЙ МЕДИКО-ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»
МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ И СО ЦИАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
на базе основного общего образования
на базе среднего (полного) общего образования
Специальность Фармация
Квалификация фармацевт
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
К ПРАКТИЧЕСКОМУ ЗАНЯТИЮ № 1
Тема: «МОЛЕКУЛЯРНЫЕ И ЦИТОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
НАСЛЕДСТВЕННОСТИ»
Согласовано на заседании ЦМК
№ протокола …………….
«___»____________ 2011 г.
Председатель ЦМК «Общепрофессиональных дисциплин»
(подпись) ……………… Донгузова Е. Е
Составитель …………….. (Плетюх Е.А.)
Красноярск 2011
Методические рекомендации для студентов
Тема «Молекулярные и цитохимические основы наследственности»
Значение изучения темы:
С момента открытия клетки Гуком в 1665 году, формирования теории
клеточного строения всего живого Шванном и Шлейденом, проблема
строения и организации клетки – элементарной единицы биологической
системы, лежит в основе изучения всего живого на всех уровнях его
организации.
По химическому составу клетки различных организмов различны, что
зависит от выполняемых ими функций и ее морфологических особенностей.
Однако, элементы, входящие в ее состав, одинаковы. Все химические
элементы участвуют в образовании химических соединений. Наличие воды
– обязательное условие жизненной активности клетки. Все физиологические
процессы происходят только в водной среде. Чем выше содержание воды,
тем интенсивнее жизнедеятельность клетки. Углеводы служат основным
источником энергии в клетке. Нуклеиновые кислоты обеспечивают
хранение, реализацию и передачу наследственной информации. Реализуется
наследственная информация в виде белковых молекул.
На основе теоретических знаний и практических умений обучающийся
должен
Знать:
 Строение и химический состав клетки
 ДНК – носитель наследственной информации
 Строение и функции РНК
 Генетический код и его свойства
 Синтез белка
Уметь:
 Пользоваться кодовыми таблицами по составу аминокислот
 Решать задачи по молекулярной биологии
Студент должен овладеть общими компетенциями:
ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей
профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.
ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы
и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их
эффективность и качество.
ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для
эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и
личностного развития.
План изучения темы:
1. Контроль исходного уровня знаний:
Какие химические элементы входят в состав клетки?
Какие неорганические вещества входят в состав клетки?
Каково значение воды для жизнедеятельности клетки?
В чем разница между органическими и неорганическими
веществами?
5. Какие органические вещества входят в состав клетки?
6. Что такое мономеры и полимеры?
7. Почему белковую молекулу называют полимером?
8. Чем характеризуется первичная, вторичная, третичная и
четвертичная структуры белка?
9. Что такое денатурация белка?
10.Какие функции белка вам известны?
11.Сколько аминокислот входит в состав белка?
12.Чем обусловлено многообразие белков?
13.Каковы функции жиров в клетке и организме?
14.Где в клетке расщепляются жиры?
15.Почему жиры являются наиболее эффективным источником энергии
в клетке?
16.Какие запасные углеводы имеются в растительных и животных
клетках?
17.Какие функции выполняют углеводы в клетке и в организме?
18.Чем отличается строение молекул ДНК и РНК?
19.Какие виды РНК имеются в клетке?
20.Из чего состоит мембрана живой клетки и какими свойствами она
обладает?
21.Какие функции выполняет мембрана живой клетки?
22.Какие клеточные органеллы имеют мембранное строение?
23.У каких органелл двойные мембраны?
24.Какие органеллы не имеют мембранного строения?
25.Каковы основные функции ядра?
26.Какова роль ДНК в процессе биосинтеза белка?
27.Каким образом происходит передача (транскрипция) информации с
ДНК на РНК?
28.Какова роль иРНК в процессе биосинтеза белка?
29.Каково строение рибосом, где они образуются и размещаются?
30.Какой процесс при биосинтезе называют трансляцией?
1.
2.
3.
4.
2. Краткое содержание темы:
Существует два основных морфологических типа клеток, различающиеся
по
организации
генетического
аппарата:
эукариотический
и
прокариотический. Эукариотическая клетка состоит из трех основных
компонентов: ядра, плазмалеммы и цитоплазмы. Органоиды клетки делятся
на немембранные, одномембранные и двумембранные.
В живых организмах содержится большое количество химических
элементов. Они образуют два класса соединений – неорганические и
органические.
В клетках разных организмов обнаружено около 70 элементов
периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, но лишь 24
из них имеют значение и встречаются во всех типах клеток – это
макроэлементы, микроэлементы, ультрамикроэлементы.
К неорганическим соединениям относятся вода, минеральные соли,
кислоты; к органическим – белки, липиды, углеводы, нуклеиновые
кислоты.
Ген – функциональная единица наследственности, представляющая собой
участок молекулы ДНК. Гены прокариот и эукариот имеют различное
строение. Выделяют виды генов: регуляторные, структурные,
функциональные. Эти гены обладают общими свойствами: репликация,
транскрипция, мутация, рекомбинация, репарация.
Биосинтез белка представляет собой начальный этап реализации
генетической информации. В биосинтезе белков принимают участие
разнообразные вещества и структуры. Различают несколько этапов:
транскрипция, процессинг, активация и транспорт аминокислот,
трансляция.
3. Самостоятельная работа:
3адание №1.
Зарисуйте модель темы «Химический состав клетки»
Задание № 2.
Заполнить таблицу «Классификация углеводов и их характеристика»
Тип
углеводов
Моносахар
иды
Углеводы Сп(Н2О)п
Пример, формула
Характеристика
Глюкоза
Дисахарид
ы
Мальтоза
Полисахари
ды
Амилопектин
Задание №3.
Заполнить таблицу «Нуклеиновые кислоты».
Функции
Нуклеиновые кислоты – природные высокомолекулярные биополимеры,
обеспечивающие хранение и передачу наследственной информации в живых
организмах.
Признаки
ДНК
РНК
Нахождени
е в клетке
Нахождени
е в ядре
Строение
макромолек
улы
Состав
нуклеотида
Свойства
Функции
Задание № 4.
Решить задачи.
Задача 1.
Одна из цепей фрагмента молекулы ДНК имеет следующее строение:
1. Г-Т-А-А-Ц-Г-Т-Г
2. А-Т-Т-А-А-Ц-Г-Ц
3. Т-Г-Г-Ц-А-Г-Т-А
4. Т-Т-А-А-Т-Ц-Г-Г
Укажите строение противоположной цепи ДНК .
Задача 2.
Первые 10 аминокислот в цепи В инсулина: фенилаланин – валин –
аспарагиновая кислота – глутамин – гистидин – лейцин – цистеин – глицин –
серин – гистидин.Определите структуру участка ДНК, кодирующего эту
часть цепи инсулина.
Задача 3.
Участок молекулы ДНК, кодирующий часть полепептида, имеет следующее
строение:
АЦЦАТТГАЦЦАТГАА.
Определите
последовательность
аминокислот в полипептиде.
Необходимые пояснения:
 средняя молекулярная масса одного аминокислотного остатка
принимается за 120
 вычисление молекулярной массы белков:
а
Мmin = ----- · 100%
в
где Мmin - минимальная молекулярная масса белка,
а – атомная или молекулярная масса компонента,
в - процентное содержание компонента
Задача №4. Белок содержит 0,5% глицина. Чему равна минимальная
молекулярная масса этого белка, если
М глицина = 75,1? Сколько
аминокислотных остатков в этом белке?
Задачи по теме «Нуклеиновые кислоты»
Необходимые пояснения:
 относительная молекулярная масса одного нуклеотида принимается
за 345
 расстояние между нуклеотидами в цепи молекулы ДНК (=длина
одного нуклеотида)- 0, 34 нм
 Правила Чаргаффа:
1. ∑(А) = ∑(Т)
2. ∑(Г) = ∑(Ц)
3. ∑(А+Г) = ∑(Т+Ц)
Задача №5. На фрагменте одной нити ДНК нуклеотиды расположены в
последовательности:
А-А-Г-Т-Ц-Т-А-Ц-Г-Т-А-Т.
Определите процентное содержание всех нуклеотидов в этом гене и его
длину.
Задача №5. В молекуле ДНК на долю цитидиловых нуклеотидов приходится
18%. Определите процентное содержание других нуклеотидов в этой ДНК.
Задание № 5.
Зарисовать схему синтеза белка.
Задание №6.
Заполнить таблицу «Строение эукариотической и прокариотической клетки»
Части и
Рисунок
Функции
Эукар Прок
органои
иотич ариот
ды
еская ическ
клетки
клетк
ая
а
клетк
а
Клеточн
ая
мембран
а
ЭПС
Рибосом
ы
Митохо
ндрии
Аппарат
Гольджи
Лизосом
ы
Органои
ды
движени
я
Клеточн
ая
стенка
Ядро
Вакуоли
Пластид
ы
4. Итоговый контроль знаний: фронтальный опрос.
5. Подведение итогов.
6. Домашнее задание:
1. Биология. В 2 кн. Кн. 1. Под ред. В.Н. Ярыгина – стр. 36-49, 64-78, 92-103,
108-113.
2.Заполнить таблицу:
 «Этапы биосинтеза белка»
 «Сравнение растительной и животной клеток»
3. Решить задачи.
Задача №1. Альбумин сыворотки крови человека имеет молекулярную массу
68400. Определите количество аминокислотных остатков в молекуле этого
белка.
Задача №2. Белок содержит 0,5% глицина. Чему равна минимальная
молекулярная масса этого белка, если
М глицина = 75,1? Сколько
аминокислотных остатков в этом белке?
Задача №3. В молекуле ДНК обнаружено 880 гуаниловых
нуклеотидов, которые составляют 22% от общего числа нуклеотидов в этой
ДНК.
Определите: а) сколько других нуклеотидов в этой ДНК? б) какова длина
этого фрагмента?
5. Рекомендованная литература по теме занятия:
Основные источники:
1. Биология. В 2 кн. Кн. 2: Учеб. для спец. вузов/ В.Н.Ярыгин,
В.И.Васильева,
И.Н.Волков,
В.В.Синельщикова;
Под
ред.
В.Н.Ярыгина.- 2-е изд., испр.- М.: Высш. шк., 2008.
2. Биология с общей генетикой. Слюсарев А.А. изд. 2-Е, М.: Медицина,
2007
Дополнительная литература:
1. Биология . Пособие для пост, в ВУЗы биол.-мед. профиля. -М.: ШколаПресс, 2008.
2. Гилберт С. Биология развития: в 3 т. / Пер. с англ. - М.: Мир, 2008.
3. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология: в 3 т. / Пер. с англ. - М. : Мир,
2009.
4. Богданова Т.Л. Биология: задания и упражнения. Пособие для
поступающих в ВУЗы. - М.: Высшая школа, 2008.
5. Морозов Е.И., Тарасевич Е.И., Анохин B.C. Генетика в вопросах и
ответах. - Минск, 2007.
6. Пехов А.П. Биология. Медицинская биология, генетика и
паразитология. Учебник. Изд.2-е, испр. и доп.- М.: РУДН, 2007.- 664с.:
ил.
7. Дж. Харрисон и др. Биология человека //самая полная электронная
библиотека книг:
URL: http://bankknig.com/knigi/63750-biologiyacheloveka.html (дата обращения 23.12.2010)
8. Хен Ю.В. Усовершенствование человека (евгеника) как проблема
биоэтики.
//
всемирный
философский
конгресс:
URL:
http://www.congress2008.dialog21.ru/Doklady/21811.htm (дата обращения
23.12.2010)
9. Биология
и
генетика
пола
//
Генетика:
URL:
http://www.twirpx.com/files/medicine/genetics/(дата
обращения
23.12.2010)
10.Щербо С.Н. Генодиагностика в современной лаборатории // Этапы
развития
генодиагностики.
Преимущества
в
использовании
нуклеиновых кислот для диагностики. Молекулярно-генетические
методы диагностики: URL: http://www.twirpx.com/file/297399/ (дата
обращения 23.12.2010)
11.Строение хромосом // Конспекты лекций, учебные пособия: URL:
http://www.twirpx.com/file/329582/ (дата обращения 23.12.2010)
12.Презентация - ФКУ PPTX // Конспекты лекций, учебные пособия:
URL: http://www.twirpx.com/file/286669/ (дата обращения 23.12.2010)
13.Хромосомные болезни пола (синдром Тернера, синдром трисомии X) //
Конспекты
лекций,
учебные
пособия:
URL:
http://www.twirpx.com/file/113781/(дата обращения 23.12.2010)
14.Тесты по медицинской биологии и общей генетике // Конспекты
лекций, учебные пособия: URL: http://www.twirpx.com/file/266378/
(дата обращения 23.12.2010)