Тематика и планы аудиторной работы ... последовательного проведения занятий: ПР, СМ, ЛБ) по предлагаемой схеме:

12. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины (модуля)
Тематика и планы аудиторной работы студентов по изученному материалу (планы
последовательного проведения занятий: ПР, СМ, ЛБ) по предлагаемой схеме:
Практическое занятие № 1. Прокариотическая и эукариотическая клетка.
Задание 1. Прокариотическая клетка
Зарисуйте прокариотическую клетку, сделайте необходимые подписи к рисунку.
Задание 2. Эукариотическая клетка.
Зарисуйте клетку животных и растений, подпишите органоиды
Клетка животного организма
Растительная клетка
Задание 3. Сравнение строения клеток прокариот и эукариот
Заполните таблицу:
Признак
Прокариоты
Наличие ядра
Число молекул ДНК и их строение
Плазмиды
Наличие ядрышка
Рибосомы
Одномембранные органеллы
Двумембранные органеллы
Клеточный центр
Мезосомы
Клеточная стенка, наличие и состав
Капсула или слизистый слой
Жгутики, строение
Размер клеток
Эукариоты
Задание для самостоятельной работы:
1. Выделить среди органоидов эукариотических клеток органоиды общего и
специального назначения.
2. Выявить различия в строении органоидов движения прокариот и эукариот.
Практическое занятие № 2. Строение и функции нуклеиновых кислот.
Вопросы для обсуждения.
1. Виды нуклеиновых кислот, места их локализации в клетке.
2. Различия и сходство между ДНК и РНК.
3. Модель ДНК Крика и Уотсона, параметры молекулы.
4. Редупликация ДНК: лидирующая нить, отстающая нить, фрагменты Оказаки
5. Матричный синтез и-РНК по одной из цепей ДНК.
6. Интроны и экзоны. Сплайсинг. Зрелая и-РНК.
Практическое занятие № 3. Строение и функции белков.
Вопросы для обсуждения.
1. Белки – гетерогенные полимеры. Первичная структура белка.
2. Аминокислоты в составе белков.
3. Вторичная, третичная и четвертичная структура белка.
4. Функции белков в клетках.
5. Генетический код. Свойства кода.
Задание для самостоятельной работы.
Найти готовые компьютерные модели белков или создать модель белка. Подготовить
презентацию о структуре белка, процессе синтеза белка, генетическом коде.
Практическое занятие № 4. Решение задач по молекулярной биологии.
Задача 1. Одна из цепей молекулы ДНК имеет следующий нуклеотидный состав:
АААГЦГТАААГГЦЦГТТГ. Определите состав второй цепи и подсчитайте количество
водородных связей, которыми связаны эти цепи.
Задача 2. Участок гена, кодирующего белок, состоит из последовательно
расположенных нуклеотидов
ААЦГАЦТАТЦАЦТАТАЦЦААЦГАА. Определите число,
состав и последовательность
расположения аминокислот в полипептидной цепи,
закодированной на этом участке гена.
Задача 3.
Фрагмент
молекулы белка миоглобина содержит аминокислоты,
расположенные в следующем порядке: валин – аланин – глутаминовая кислота – тирозин –
серин – глутамин. Напишите структуру участка молекулы ДНК, кодирующего эту
последовательность аминокислот.
Задача 4. Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент
молекулы ДНК, на котором синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет
следующую
последовательность
нуклеотидов
АТАГЦТГААЦГГАЦТ.
Установите
нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном
фрагменте, и аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза
белка, если третий триплет соответствует антикодону тРНК.
Задача 5. Фрагмент молекулы ДНК состоит из нуклеотидов, расположенных в
следующей последовательности ТАААЦТГЦГАААТЦТГААГТЦ. Определите состав и
последовательность нуклеотидов в информационной РНК, синтезированной на этом участке,
а также количество и состав транспортных РНК, принимающих участие в синтезе белка.
Задача 6. В шестом триплете гена (ЦТТ), кодирующего синтез β-цепи гемоглобина
произошла генная мутация, выразившаяся в замене одного нуклеотида. В результате в
полипептиде вместо глутаминовой кислоты на шестом месте оказался валин. Определите,
какой триплет появился в гене.
Задача 7. В результате мутации на участке гена, содержащего шесть триплетов: ААЦТАТ-ГАЦ-АЦЦ-ГАА-ААА, произошло замещение в третьем триплете, вместо гуанина
обнаружен цитозин. Напишите состав аминокислот в полипептиде до и после мутации.
Задача 8. В составе полипептидной цепи обнаружено 20 аминокислот. Определите
количество триплетов и нуклеотидов, входящих в состав иРНК, по которой синтезирован
этот полипептид, и количество тРНК, принимавших участие в его синтезе.
Задача 9. Участок гена, кодирующий одну из цепей гемоглобина, содержит 261
нуклеотид. Определит сколько молекул аминокислот входит в состав фрагмента цепи
гемоглобина, сколько потребуется транспортных РНК для синтеза этого фрагмента.
Задача 10. Участок молекулы ДНК содержит 1200 нуклеотидов с гуанином, что
составляет 22% от общего количества нуклеотидов в молекуле. Определите количество
нуклеотидов с аденином, цитозином и тимином в этой молекуле.
Генетический код (иРНК)
Первое
основание
У
Ц
А
Г
Третье
основание
Второе основание
У
Фен
Фен
Лей
Лей
Лей
Лей
Лей
Лей
Иле
Иле
Иле
Мет
Вал
Вал
Вал
Вал
Ц
Сер
Сер
Сер
Сер
Про
Про
Про
Про
Тре
Тре
Тре
Тре
Ала
Ала
Ала
Ала
А
Тир
Тир
—
—
Гис
Гис
Глн
Глн
Асн
Асн
Лиз
Лиз
Асп
Асп
Глу
Глу
Практическое занятие № 5. Решение генетических задач.
Г
Цис
Цис
—
Три
Арг
Арг
Арг
Арг
Сер
Сер
Арг
Арг
Гли
Гли
Гли
Гли
У
Ц
А
Г
У
Ц
А
Г
У
Ц
А
Г
У
Ц
А
Г
Вариант 1
Задача 1.
Рассмотрите рисунок и определите вид скрещивания ночной красавицы. Какое будет
расщепление по генотипу и фенотипу у гибридного потомства?
Задача 2.
Растение арабидопсис с гофрированными листьями и
стеблем нормальной длины скрестили с растением,
имеющим нормальные листья, но короткий стебель. В
F1 все растения были с обычными листьями и стеблем
нормальной длины. Определите генотипы родительских
растений. Какие признаки в этом примере доминантны,
а какие рецессивны?
Задача 3.
У человека карий цвет глаз доминирует над голубым, а способность владеть лучше правой
рукой доминирует над способностью владеть левой рукой. Кареглазый юноша, лучше
владеющий правой рукой, женится на голубоглазой левше. Каких детей по фенотипу можно
ожидать в такой семье? Рассмотрите два случая: а) когда мужчина гомозиготен по обоим
признакам, б) когда он гетерозиготен также по обоим признакам.
Задача 4.
У кошек рыжая окраска шерсти определяется доминантным геном Ж, черная – рецессивным
геном ж. Гетерозигота имеет черепаховую окраску. Ген окраски сцеплен с Х-хромосомой.
Какими могут быть котята, если кот черный, а кошка рыжая? Если кот черный, а кошка –
черепаховая?
Задача 5.
У пчел трутни появляются из неоплодотворенных яиц. В результате скрещивания пчелиной
матки с трутнями было получено поколение F1 , где самцы имели генотипы AB, Ab, aB, ab, а
самки AaBb, Aabb, aabb. Определите генотипы родителей.
Задача 6.
У дрозофилы гены красной и белой окраски глаз являются аллелями, гены желтого и серого
тела тоже. Гены желтого тела и белых глаз доминантны, сцеплены (находятся в одной
хромосоме) и дают 1.5% кроссинговера. Каким будет потомство, полученное от белоглазой
самки с желтым телом, гетерозиготной по обоим генам и красноглазого серого самца?
Практическое занятие № 6. Особенности индивидуального развития
Цель. Познакомиться с основными этапами постэмбрионального развития растений и
животных
Оборудование: дидактические карточки, электронная презентация.
Ход работы.
Задание 1. Постэмбриональный период развития растений.
Прочитать теоретический материал:
В развитии растения принято выделять следующие этапы:
Эмбриональный - начинается от момента слияния яйцеклетки и спермия (т.е. от
образования зиготы), заканчивается переходом в состояние покоя.
Ювенильный - его можно разделить на стадию проростка (пока функционируют семядоли
и другие зародышевые органы) и собственно ювенильный этап (когда растение наращивает
вегетативную массу).
Виргинильный - некоторые исследователи выделяют отдельную виргинильную стадию,
когда растение по всем признакам не отличается от генеративного, но еще не цветет.
Генерати
вный характери
зуется
цветение
ми
плодонош
ением.
Сенильный – период старения и постепенного отмирания.
Для злаков обычно выделяют следующие фазы постэмбрионального развития:
Всходы - набухшая зерновка прорастает первичными корешками, после отрастания
первичных корешков трогается в рост стебелек, покрытый защитной пленкой колеоптиле.
Колеоптиле первым появляется над поверхностью почвы и хорошо различается у культур.
Фаза всходов заканчивается на появлении 3-го листа, когда растение временно
приостанавливает рост надземной части, наступает следующая фаза, в которой активнее идут
процессы в подземной части.
Кущение - начинается формированием на глубине 2-3 см узла сближенных междоузлий,
"узла кущения", в котором происходит вегетативное размножение корней (формируется
мочковатая корневая система) и стеблей.
Выход в трубку - это начало роста стебля над поверхностью почвы.
Колошение (выметывание метелки) - характеризуется появлением соцветия. В этой фазе
максимальным темпом растут листья и стебли, формируется соцветие.
Цветение - по времени совпадает с окончанием колошения, характеризуется раскрыванием
цветков.
Спелость - включает формирование зерновки, налив и созревание, обычно подразделяют на
4 этапа. Молочная спелость - зерно уже сформировалось, но его окраска зеленая, а эндосперм
имеет жидкую консистенцию, содержит 50-75% воды. При срезании стеблей в этой спелости
и сушке в мягких условиях получается всхожее зерно. Восковая спелость у колосовых хлебов
сопровождается пожелтением стеблей и колосьев, кукуруза, просо, сорго остаются зелеными.
Зерно желтеет и только у бороздки зеленоватое, прочно держится в колосе. Содержание воды
уменьшается до 25%. Полная спелость наступает через 5-10 дней после восковой, время
существенно зависит от погоды. Зерновки отделяются и удерживаются только цветочными
чешуями. На уборку очень влияет влажность зерна. При влажности 17% возможен
неполный вымолот, зерно требует подсушки до влажности не более 16%. Физиологическая
спелость характеризует состояние покоя зерна, для наступления необходима влажность менее
16%.
Рассмотреть и зарисовать схемы периодизации развития растений. Отметить основные
признаки периодов. Научиться различать периоды постэмбрионального развития на
иллюстрациях.
Задание 2. Постэмбриональное развитие животных
1). Стадии постэмбриональноего развития насекомых. Рассмотреть насекомых с различными
типами метаморфоза.
У насекомых различают следующие три типа метаморфоза:
Аметаболия – ранние личиночные стадии почти не отличаются от взрослых, если не считать
недоразвития половых органов. От линьки к линьке меняются только размеры тела.
Отмечается у бескрылых насекомых, вторично – у вшей.
Гемиметаболия – личинки и имаго сходны по многим признакам, от линьки к линьке
отмечается ступенчатое приближение к организации взрослых (например, развитие крыльев).
Характерно для тараканов, прямокрылых, термитов и др. Личинки называются нимфами,
стадия куколки отсутствует.
Голометаболия – личинки полностью отличаются от имаго, перестройка организации
происходит на стадии куколки.
Выписать стадии развития, отметить характерные черты строения каждой стадии. Привести
примеры насекомых с разным типом постэмбрионального развития.
2). Изучить стадии развития земноводных. Отметить последовательность стадий развития,
характерные черты внешнего и внутреннего строения личинок земноводных.
3) Проанализировать таблицу:
Продолжительность постэмбрионального развития млекопитающих
Максимальная
Длительность
Возраст наступления
Вид
продолжительность
беременности, мес.
половой зрелости, мес.
жизни, мес.
Человек
1380
9
144
Индийский слон
840
21
156
Шимпанзе
534
8
120
Домашняя собака
408
2
7
Крупный рогатый скот
360
9
6
Свинья
324
4
4
Морская свинка
90
2
2
Кролик домашний
56
0.7
2
Мышь
42
0.7
1.5
Какие тенденции прослеживаются в таблице? Какие выводы можно сделать?
4) Определить продолжительность жизни разных животных по предложенным
дидактическим карточкам.
5) Отметить признаки старения во внешности человека.
Практическое занятие № 7. Решение задач с эволюционным содержанием.
Решить теоретические задачи.
1. Для стимулирования роста дуба в высоту совместно с ним выращивают другие породы.
Этот прием называется «подгон». Какая особенность дуба учитывается при использовании
этого приема? Как называется это эволюционное явление?
2. Крот обыкновенный живет на одной территории с ежами, разными видами землероек,
дождевыми червями, другими видами кротов, лисицами, куницами, горностаями. Какие виды
биотических взаимоотношений возникают между названными животными? Какие формы
борьбы за существование здесь наблюдаются?
3. Проанализируйте следующие данные по изменению активности животных в зависимости
от температуры окружающей среды:
У пустынной ящерицы, обитающей в пустыне Каракумы, оптимальная температура
жизненной активности +38оС, летальная - ниже +22 оС и выше +48,5оС. Определите
среднюю норму жизненной активности ящерицы. Как изменится средняя норма жизненной
активности в районах, расположенных севернее пустыни. Какая форма естественного отбора
начнет действовать при понижении температуры?
4. Пятнистая шкура оленя – защитное приспособление, позволяющее маскироваться в случае
опасности. Но эта же шкура мешает малышу-олененку следовать за матерью, особенно в
случае опасности. Стоит отвернуться на минуту – и маму не найдешь. Какое эволюционное
явление иллюстрирует данный пример? Какое приспособление существует, чтобы помочь
олененку не потерять мать?
5. В гнезде серой куропатки можно обнаружить до 24 яиц, у сокола – 2-4, у черного грифа – 1
яйцо. При этом численность данных видов птиц сохраняется примерно на одном уровне. Как
с точки зрения эволюционного учения можно объяснить описанное явление?
6. Предположим, что наследственная изменчивость является единственным фактором
эволюции. В этом случае эволюция:
А) протекала бы невероятно медленными темпами;
Б) осуществлялась бы обычными темпами;
В) была бы невозможна.
Выберите правильный ответ, обоснуйте его. Затем дайте обоснование, почему Вы считаете
остальные варианты неправильными.
7. Испытывает ли человек действие естественного отбора в настоящее время. Приведите
факты для обоснования Вашей точки зрения.
Лабораторные работы
Лабораторная работа № 1. Микроорганизмы и окружающий мир. Что вызывает
йогуртность.
Цель. Научиться культивировать микроорганизмы на питательных средах и определять
их роль в производстве некоторых продуктов питания.
Лабораторная работа № 2. Выделение ДНК.
Цель. Формирование знаний о функциях ферментов в клетках, о строении ДНК и ее
локализации в клетках. Освоение некоторых современных методик клеточной биологии.
Лабораторная работа № 3. Трансформация бактерий плазмидой pGLO.
Цель. Освоение одного из методов генной инженерии. Получение трансгенных
микроорганизмов.
Лабораторная работа № 4. Хроматография. Получение зеленого флуоресцентного
белка.
Цель. Освоение методики разделения белков по молекулярной массе.
Лабораторная работа № 5. Внутреннее строение и основные показатели работы
организма человека. Основы иммунологии – иммуноферментный анализ.
Цель. Освоение методики определения распространения заболеваний по модели.
Лабораторная работа № 6. Изучение кариотипа человека.
Цель. Освоение методики подсчета и анализа хромосом в клетках человека.
Использование генетического анализа для диагностики заболеваний.
Лабораторная работа № 7. Критерии вида.
Цель. Определение комплекса признаков, необходимых для выделения биологического
вида.