Клетки эукариот различных царств органического мира. Транскрипция и трансляция. Решение генетических задач на моно- и полигибридное скрещивание

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Лабораторные работы

Тема: Клетки эукариот различных царств органического мира. Транскрипция и трансляция. Решение генетических задач на моно- и полигибридное скрещивание



Цель: сравнить клетки грибов, растений и животных, отметить их общие и отличительные признаки.

Ход работы

1. Основным структурным, функциональным и воспроизводящим элементом любого живого организма является клетка.

Сравнение клеток растений, животных и грибов

Признак	Растительная клетка	Животная клетка	Грибная клетка
1. Особенности поверхностной структуры	Поверхностная структура представлена клеточной стенкой и расположенной под ней плазматической мембраной	Поверхностная структура представлена гликокаликсом и плазматической мембраной	Поверхностная структура представлена клеточной стенкой и расположенной под ней плазматической мембраной
2. Химический состав клеточной стенки	Целлюлозная	Отсутствует	Хитиновая
3. Сохранение формы клетки	Благодаря клеточной стенке клетка имеет постоянную форму	Поскольку клеточная стенка отсутствует, то клетки могут изменять форму	Благодаря клеточной стенке клетка имеет постоянную форму
4. Пластиды	Пластиды присутствуют: зелёные - хлоропласты, Бесцветные - лейкопласты, оранжевые и жёлтые - хромопласты	Пластиды присутствуют только у некоторых одноклеточных	Пластиды отсутствуют
5. Основной запасной углевод	Крахмал	Гликоген (животный крахмал)	Гликоген
6. Клеточный центр	Есть только в клетках низших растений - водорослей, в клетках высших растений (мхи, хвощи, плауны, папоротники, голосеменные, покрытосеменные) клеточный центр отсутствует	Присутствует	Присутствует



2. Схема строения клеточной мембраны:

Сейчас общепринятой считают жидкостно-мозаическую модель строения биологических мембран. Такое название она получила потому, что около 30% липидов мембран прочно связаны с внутренними белками, а другая их часть находится в жидком состоянии. Потому комплексы белков и связанных с ними липидов как будто бы «плавают» в жидкой липидной массе. У молекул липидо, расположенных в виде двойного слоя, полярные гидрофильные «головки» обращены к внешней и внутренней стороне мембран, а гидрофобные неполярные «хвосты» - внутрь. Потому, если смотреть сверху на мембрану, она напоминает мозаику, образованную полярными «головками» липидов и молекулами белков, расположенными поверхностно или пронизывая мембрану. Между молекулами белков или их частями часто есть поры (канальцы). Молекулы, входящие в состав биологических мембран, способны передвигаться, благодаря чему при незначительных повреждениях мембраны быстро возобновляются.

3. Гликокаликс - образование на поверхности мембраны, свойственное животным клеткам. Он образован молекулами полисахаридов, соединённых с белками и липидами мембраны и окружающие её по примеру «антенн». Толщина и внешний вид гликокаликса очень разнообразен в зависимости от вида клеток. Основными функциями гликокаликса является поддержание определённого микроокружения вокруг клетки, её защита от некоторых физических и химических повреждлений, распознавание структур по принципу «свой - чужой», установление контакт асо «своим» и отторжение «чужого». Функция «антенн» связана с распознаванием внешних сигналов. Благодаря гликокаликсу между клетками во время образования тканей образуются контакты. Это свойство клеток лежит в основе явления тканевой совместимости. Кроме того, гликокаликс обеспечивает трансмембранное перенесение веществ в клетку и из влетки; на нём расположены ферменты, которые берут участие в пристеночном пищеварении; внешние углеводные цепочки формируют прочный имунный барьер.

4. Достаточно твёрдая клеточная стенка растений и грибов, представляющая мёртвое образование, окружает клетку и располагается за пределами клеточной мембраны. Она обеспечивает дополнительную поддержку и защиту клетки, играет роль внешнего скелета.

В отличие от мембраны клеточная стенка не способна контролировать транспорт молекул в клетку из внешней среды.

Функции плазматической мембраны:

- отграничение содержимого клетки от внешней среды;

- обеспечение транспорта веществ в клетку и из неё;

- выполнение роли рецепторов (получение и превращение сигналов из окружающей среды, узнавание веществ клетки и т.д.;

- обеспечение примембранных химических процессов (каталитическая роль);

- участие в превращении энергии.

Вывод:

1. Клетки эукариот различных царств живой природы имеют много общего в своей структуре. Все они содержат:

- Ядро;

- Митохондрии;

- Цитоплазматическую мембрану;

- Эндоплазматическую сеть;

- Цитоплазму;

- Апарат Гольджи.

Ядро - основной и самый большой элемент клетки, отвечающий за её жизнедеятельность.

2. Принципиальное сходство в строении и химическом составе клеток растений, животных и грибов говорит об их общем происхождении от одноклеточных водных организмов.

3. Форма, строение и химический состав клеток различных организмов зависят от их предназначения, от функций, которые они выполняют в организме.

Лабораторная работа

Тема: Решение задач по теме «Транскрипция. Трансляция».

Цель работы: продолжить формирование знаний о гене, генетическом коде, процессах транскрипции и трансляции; научиться работать с таблицей генетического кода, применять знания о строении нуклеиновых кислот, белка, коде ДНК при решении задач.

Оборудование: таблица генетического кода.

Ход работы.

1. Одна из цепей участка молекулы ДНК имеет следующее строение: - ЦАА - АЦА - ААА - ГГГ - АЦГ -. Изобразите соответствующий ей участок второй цепи. Каким правилом вы руководствовались при решении задачи?

Ответ:

- ГТТ - ТГТ - ТТТ - ЦЦЦ - ТГЦ -

(Правило комплементарности: строгое соответствие нуклеотидов друг другу в парных цепочках молекулы ДНК. Это свойство лежит в основе образования новых молекул ДНК на базе исходной молекулы. Две цепи ДНК соединены в одну молекулу азотистыми основаниями. При этом аденин (А) соединяется только с тимином (Т), а гуанин (Г) - с цитозином (Ц). В связи с этим последовательность нуклеотидов в одной цепочке жёстко определяет последовательность в другой цепочке.).

2. Одна из нитей молекулы ДНК имеет следующий нуклеотидный состав: - ЦАГ - ЦЦА - АТГ - ЦЦЦ - АЦТ -. Завершите схему строения участка молекулы ДНК. Постройте схему соответствующего ей участка молекулы и-РНК. Каким правилом вы руководствовались при решении задачи?

Ответ:

Вторая нить ДНК: - ГТЦ - ГГТ - ТАЦ - ГГГ - ТГА -.

Соответствующий участок и-РНК: - ГУЦ - ГГУ - УАЦ - ГГГ - УГА -.

(Руководствуемся правилом комплементарности, но при составлении цепочки и-РНК учитываем, что у РНК вместо нуклеотида тимина (Т) содержится урацил (У)).

3. Пользуясь таблицей генетического кода определите, какие аминокислоты кодируют следующие триплеты: ЦАТ, ААЦ, ЦЦА, ЦАТ, ТТТ, ААА, ГТТ, ЦАА.

Ответ:

ЦАТ - лейцин;

ААЦ - лейцин;

ЦЦА - глицин;

ЦАТ - валин;

ТТТ - лизин;

ААА - фенилаланин;

ГТТ - глутамин;

ЦАА - валин.

4. Пользуясь таблицей генетического кода, определите, какими триплетами закодированы следующие аминокислоты:

А) аспарагиновая кислота, треонин, глицин, метионин;

Б) аланин, триптофан, глутаминовая кислота, лизин.

Ответ:

аспарагиновая кислота - ЦТА, ЦТГ;

треонин - ТГА, ТГГ, ТГТ, ТГЦ;

глицин - ЦЦА, ЦЦГ, ЦЦТ, ЦЦЦ;

метионин - ТАЦ;

аланин - ЦГА, ЦГГ, ЦГТ, ЦГЦ;

триптофан - АЦЦ;

глутаминовая кислота - ЦТТ, ЦТЦ;

лизин - ТТТ, ТТЦ.

Участок ДНК содержит последовательно расположенные нуклеотиды - А - А - Г - Ц - Т - А - Т - Т - А - А - Г - Г - Г - А - Ц -. Укажите аминокислотный состав белковой цепи, соответствующий этому участку ДНК.

Ответ:

Фенилаланин - аспарагиновая кислота - аспарагин - серин - лейцин.

6. Полипептид имеет следующую последовательность аминокислот: - фенилаланин - лейцин - валин - аланин - тирозин - цистеин -. Определите последовательность нуклеотидов в двух цепях молекулы ДНК, кодирующей этот белок.

А - Т

А - Т

Г - Ц

Г - Ц

А - Т

Ц - Г

Ц - Г

А - Т

А - Т

Ц - Г

Г - Ц

А - Т

А - Т

Т - А

А - Т

А - Т

Ц - Г

А - Т

Лабораторная работа

Тема: Решение генетических задач на моно- и полигибридное скрещиванию

Цель работы: продолжить формирование знаний о гене и основных закономерностях наследования признаков.

Ход работы

І. Моногибридное скрещивание.

Задача 1. У человека ген полидактилии (шестипалости) доминирует над геном нормального строения кисти. Определите вероятность рождения шестипалых детей в семье, где оба родителя гетерозиготны.

Дано: клетка генетический полигибридный скрещивание

А - ген полидактилии

а - нормальный ген

Генотип: +> - гетерозиготен

Определить:

% детей с полидактилией - ?

Решение:

Р: + Аa х > Аа

Гаметы: 2А 2а

F1 : генотип: АА Аа Аа : аа

фенотип: 3 (полидактилия) 1 (нормальная кисть)

Ответ: 75% - вероятность рождения шестипалых детей.

Задача 2. У человека зелёный цвет глаз доминирует над голубым. Гетерозиготный зеленоглазый мужчина женился на голубоглазой женщине. Какой цвет глаз унаследуют их дети? Какой будет у них генотип? Дайте цитологическое обоснование решения задачи.

Дано:

А - ген зелёных глаз

а - ген голубых глаз

Генотип: + - монозиготна

> - гетерозиготен

Определить:

Цвет глаз детей - ?

Генотип детей - ?

Решение:

Р: + аа х > Аа

Гаметы: а а А а

F1 : генотип: Аа Аа : аа аа

2 : 2

фенотип: 1 (зелёные глаза) 1 (голубые глаза)

Ответ: 50% - вероятность рождения детей с зелёными глазами (генотип Аа) и 50% - вероятность рождения детей с голубыми глазами (генотип аа).

Задача 3. В медико-генетическую консультацию обратилась молодая женщина с вопросом: как будут выглядеть уши её будущих детей, если у неё уши прижатые, а уши её мужа несколько оттопыренные? Мать мужа - с оттопыренными ушами, а его отец - с прижатыми ушами. Известно, что ген, контролирующий степень оттопыренности ушей доминантный, а ген, ответственный за степень прижатости ушей, - рецессивный.

Дано:

А - ген, контролирующий степень оттопыренности ушей

а - ген, контролирующий степень прижатости ушей

Генотип: Р + - Аа > - аа;

F1 + - аа > - Аа.

Определить:

Степень оттопыренности ушей у детей (F2) - ?

Решение:

Р: + Аа х > аа (родители мужа)

Гаметы: А а а а

F1 : генотип: Аа Аа : аа аа

+ аа х > Аа

Гаметы: а а А а

F2: генотип: Аа Аа : аа аа

2 2

фенотип: 1 (оттопыренные уши) 1 (прижатые уши)

Ответ: 50% - вероятность рождения детей с оттопыренными ушами (генотип Аа) и 50% - вероятность рождения детей с прижатыми ушами (генотип аа).

ІІ. Дигибридное и полигибридное скрещивание.

Задача 1. Какие типы гамет образуют организмы, имеющие генотип: ААВВ, АаВВ, ааbb, АаВb, АаВbCc, AaBBCc?

Генотип Гаметы

ААВВ: АВ;

АаВВ: АВ, аВ;

ааbb: аb;

АаВb: АВ, Аb, аВ, аb;

АаВbСс: АВС, АВс, АbС, АbС, Аbс, аВС, аВс,аbС, аbс;

АаВВСс: АВС, АВс, аВС, аВс.

Задача 2. У растений томата красный цвет плодов доминирует над жёлтым, а круглая форма - над грушевидной. Определите:

а) генотип растений с красными плодами грушевидной формы;

б) генотип растений с жёлтыми плодами круглой формы;

в) генотип растений с красными плодами круглой формы.

Дано:

А - ген красного цвета плодов;

а - ген жёлтого цвета плодов;

В - ген круглой формы плодов;

b - ген грушевидной формы плодов.

Определить:

Генотип плодов - ?

Решение:

а) генотип растений с красными плодами грушевидной формы: ААbb, Ааbb;

б) генотип растений с жёлтыми плодами круглой формы: ааВВ, ааВb;

в) генотип растений с красными плодами круглой формы: АаВb, ААВВ.

Задача 3. У собак чёрный цвет шерсти доминирует над кофейным, а короткая шерсть - над длинной. Обе пары генов не сцеплены. Какой процент чёрных короткошерстных щенков можно ожидать от скрещивания двух особей, гетерозиготных по обеим признакам?

Дано:

А - ген чёрной шерсти;

а - ген кофейной шерсти;

В - ген короткой шерсти;

b - ген длинной шерсти.

Генотип: + - гетерозиготна ,

> - гетерозиготен.

Определить:

% чёрных короткошерстных щенков - ?

Решение:

Р: + АaВв х > АаВв

Гаметы: АВ, Ав, аВ, ав АВ, Ав, аВ, ав

F1 : генотип: ААВВ ААвв ааВВ аавв

2ААВв 2Аавв 2ааВв

2АаВВ

4АаВв

____________ ___________ ___________ _____________

9 3 3 1

Фенотип; чёрная чёрная кофейная кофейная

короткая длинная короткая длинная

____________ ______________________________________

9 7

Ответ: 56,25% - вероятность рождения чёрных короткошерстных щенков.

Задача 4. У мышей ген чёрной окраски доминирует над аллелем коричневой окраски, ген длинных ушей - над геном короткоухости. А ген жёсткой шерсти - над аллелем мягкой шерсти. Чёрная длинноухая мышь с мягкой шерстью была скрещена с коричневым короткоухим жёсткошерстным самцом. В потомстве появился коричневый короткоухий мышонок с мягкой шерстью. Каковы генотипы родителей? Напишите расщепление по фенотипу и генотипу в потомстве.

Дано:

А - ген чёрной шерсти;

а - ген коричневой шерсти;

В - ген длинных ушей;

b - ген коротких ушей;

С - ген жёсткой шерсти;

c - Ген мягкой шерсти.

Фенотип: + - чёрная длинноухая с мягкой шерстью,

> - коричневый короткоухий жёсткошерстный.

F1 - коричневый короткоухий мышонок с мягкой шерстью.

Определить:

Генотип родителей - ?

Расщепление по генотипу и фенотипу в F1 - ?

Решение:

Р: + АаВbсс х > ааbbСс

Гаметы: АВс, Аbс, аВс, аbс аbС, аbс

F1 : генотип: АаВbСс АаВbсс АаbbСс Ааbbсс 2 ааbВСс ааbbсс

1 1 1 1 2 1

фенотип: чёрная чёрная чёрная чёрная коричневая коричневая

длинные длинные короткие короткие длинные короткие

жёсткая мягкая жёсткая мягкая жёсткая мягкая

Ответ:

Генотип родителей: + АаВbсс , > ааbbСс.

Расщепление по генотипу у F1 - 1:1:1:1:2:1.

Расщепление по фенотипу:

Чёрная шерсть : коричневая шерсть - 4 : 3,

Длинные уши : короткие уши - 4 : 3;

Жёсткая шерсть : мягкая шерсть - 4 : 3.

Размещено на Allbest.ru

...