По специальности 012400 «Микробиология»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

ПО ГЕНЕТИКЕ

Для студентов 3 курса, обучающихся

По специальности 012400 «Микробиология»

 

 

 

 

КИРОВ, 2006

 

 

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

ПО ГЕНЕТИКЕ

 

Для специальности 012400 «Микробиология»

 

КИРОВ

2006

 

 

ББК 28.0

Р 84

УДК 574.577

 

Лабораторный практикум по генетике / Составитель И.В.Дармов. - Киров, ВятГУ, 2006. – 54 с.

 

Лабораторный практикум по генетике составлен в соответствии с программой курса «Генетика» и предназначен для студентов университета, обучающихся по специальности 012400 «Микробиология».

В практикум включены задания, в ходе выполнения которых будущие микробиологи познакомятся с основными закономерностями наследственности и изменчивости и методами их изучения.

Одна из важных задач практикума – обучить студентов практическим приемам гибридологического анализа, привить интерес к изучению генетических процессов и явлений..

Работа подготовлена на кафедре микробиологии ВятГУ.

Рис. 2, табл. 10, библиогр. назв. 8.

 

Рецензент: доктор биологических наук, профессор В.Б.Калининский (НИИ микробиологии МО РФ).

 

ISBN 5-230-07303-9 © И.В.Дармов, 2006

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение…………………………………………………………………. 5

Правила оформления лабораторных работ……………………………. 5

Порядок проведения занятия…………………………………………… 6

Техника безопасности…………………………………………………… 7

Тема 1. Механизмы реализации наследственной информации в приз-

наки организма……………………………………………………. 7

Тема 2. Размножение организмов. Деление клеток. Митоз. Мейоз…... 18

Тема 3. Закономерности явлений наследственности. Дрозофила как

объект генетических исследований……………………………… 24

Тема 4. Закономерности явлений изменчивости. Статистическое

изучение модификационной изменчивости………………………. 36

Приложение 1. Правила произношения латинских терминов……...….. 45

Приложение 2. Перечень вопросов, включенных в

экзаменационные билеты по курсу генетики ………….. 51

 

Список литературы……………………………………………………… 53

 

ВВЕДЕНИЕ

Лабораторный практикум по генетике предназначен для студентов

университета, обучающихся по специальности 012400 «Микробиология».

Предлагаемый курс включает изучение особенностей размножения

организмов и деления клеток, основных механизмов реализации наследст

венной информации в признаки организма, закономерностей наследственности и изменчивости.

Важное место в практикуме занимает освоение приемов гибридологического анализа с использованием лабораторных линий дрозофилы, а также статистического анализа модификационной изменчивости.

Еще одна задача настоящего практикума – напомнить будущим микробиологам правила произношения латинских терминов, которые широко используются в генетике. Справочный материал по этому вопросу представлен в Приложении 1.

Практикум предполагает самостоятельную подготовку студентов к каждому занятию. Вопросы для самоподготовки приведены в начале соответствующей темы. Контроль знаний студентов осуществляется путем письменного решения тестовых заданий и устного собеседования с преподавателем по каждой теме.

Для подготовки к экзамену по дисциплине «Генетика» в Приложении 2 даны вопросы, включенные в экзаменационные билеты.

 

 

ПРАВИЛА ОФОРМЛЕНИЯ ОТЧЕТОВ ПО

ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ

Лабораторные работы следует оформлять в альбоме формата 30х21 см. В верхней части страницы необходимо указать номер и название темы, цели занятия; ниже должны быть представлены все материалы, которые перечислены в конце каждой темы (схемы, таблицы, зарисовки и т.д.).

Зарисовки являются необходимым элементом изучения живого объекта; они нужны, чтобы лучше понять и закрепить в памяти строение объекта, форму отдельных структур, их взаимное расположение.

Над каждым рисунком необходимо указать номер и название работы и воспроизвести содержание надписи, которое приведено в тексте каждого задания.

При выполнении зарисовок необходимо пользоваться простым и несколькими цветными карандашами.

Поскольку рисование на занятиях по биологии не самоцель, а метод изучения объекта, при зарисовке необходимо соблюдать следующие правила:

1. Рисовать только на одной стороне листа, т.к. рисунки, сделанные на обеих сторонах, накладываются друг на друга и со временем портятся.

2. Рисунок должен быть крупным, детали хорошо различимыми. На одной странице не следует помещать более 2-3 рисунков простых объектов. Если объект сложный и крупный, то делают только один рисунок на странице.

3. Главное требование к рисунку – правильное отображение формы, соотношения размеров (длины, ширины и высоты) отдельных частей и целого объекта. Чтобы добиться этого, сначала нужно нанести общий контур объекта (крупно), затем слегка наметить контуры основных деталей и лишь после этого вырисовать их четко.

4. Правильное отображение соотношения частей изучаемого организма позволит выполнить и другое требование – показать индивидуальные особенности объекта, т.е. зарисовать не абстрактную, а конкретную клетку, органеллу и т.д. Это очень важно, т.к. приучает будущего специалиста к наблюдательности, учит видеть наряду с общим индивидуальное.

5. Вокруг рисунка не нужно рисовать контуры поля зрения микроскопа.

6. На каждом рисунке обязательно должны быть сделаны обозначения его отдельных частей. Надписи выполняются авторучкой следующим способом: напротив отдельных частей объекта надо поставить стрелки и рядом с каждой написать название. Все надписи должны быть расположены параллельно друг другу.

7. Будьте внимательны: при изучении очередной темы должны быть выполнены и отражены в альбоме все без исключения задания, указанные в практикуме. Только после этого работа предъявляется преподавателю для проверки.

 

 

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЯ

 

1. Введение – 5 минут.

2. Письменный контроль исходного уровня знаний (решение тестовых заданий) – 15 минут.

3. Собеседование по вопросам самоподготовки и коррекция знаний – 45 минут.

4. Самостоятельная работа – 65 минут.

5. Подведение итогов занятия –3 минуты.

6. Сбор отчетов (альбомов) для проверки преподавателем – 2 минуты.

 

 

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

 

При выполнении лабораторных работ необходимо неукоснительно соблюдать общепринятые правила безопасного обращения с кислотами и щелочами, лабораторной стеклянной посудой (предметными и покровными стеклами, пипетками, чашками Петри, пробирками и др.), колющими и режущими инструментами (скальпелями, препаровальными иглами и др.), электрооборудованием (осветителями); соблюдать осторожность при использовании открытого огня (спиртовки); не допускать пролива и возгорания легковоспламеняющихся жидкостей (этилового спирта, эфира).

 

ТЕМА 1

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ

 

Разберем решение задачи по определению первичной структуры белка, если известна последовательность нуклеотидов ДНК.

Условия задачи. Фрагмент молекулы ДНК состоит из нуклеотидов, расположенных в следующей последовательности: ТАААЦЦГЦГАААТЦТГААГТЦ. Определите состав и последовательность аминокислот в полипептидной цепи, закодированной в этом участке гена.

 

Решение

1. Выписываем из таблицы 1 генетического кода нуклеотиды ДНК, разбиваем их на триплеты: ТАА – АЦЦ – ГЦГ - …

2. Затем составляем кодоны иРНК, комплементарные триплетам ДНК, и записываем их строчкой ниже:

ДНК: ТАА – АЦЦ – ГЦГ - …

иРНК: АУУ – УГГ – ЦГЦ - …

3. Определяем по таблице, какая аминокислота закодирована каждым кодоном иРНК.

4. Определяем строение белка:

ДНК: ТАА – АЦЦ – ГЦГ - …

иРНК: АУУ – УГГ – ЦГЦ - …

Белок: изолейцин – триптофан - аргинин…

Разберем решение другой задачи на определение структуры ДНК по последовательности аминокислот в белке.

Условия задачи. 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.

 

Решение

1. По таблице 1 находим триплеты, кодирующие каждую из указанных аминокислот (в таблице указаны кодоны иРНК, а не ДНК, поскольку в синтезе белка участвуют непосредственно молекулы иРНК, а не ДНК). Код для аминокислот: валин – ГУЦ, аланин – ГЦЦ и т.д. Если аминокислота закодирована несколькими кодонами, то можно выбрать любой из них. Затем выписываем кодоны всех аминокислот в последовательности, соответствующей порядку аминокислот. Полученная цепочка отражает строение молекулы иРНК: ГУЦ - ГЦЦ – …

2. Определяем строение той цепочки ДНК, которая кодировала строение иРНК. Для этого под каждым кодоном молекулы иРНК записываем комплементарный ему триплет молекулы ДНК. Состав триплетов ДНК определите сами: ЦАГ – ЦГГ - …

3. ДНК состоит из двух цепочек, поэтому под кодонами 1-й цепочки ДНК записываем кодоны 2-й цепочки, образованные по принципу комплементарности:

1-я цепочка ДНК: ЦАГ – ЦГГ - …

2-я цепочка ДНК: ГТЦ – ГЦЦ - …

Соединяем нуклеотиды 1-й цепочки вертикальными линиями с комплементарными им нуклеотидами 2-й цепочки и получаем структуру участка молекул ДНК.

 

Таблица 1 - Генетический код иРНК

 

Первый нуклеотид	Второй нуклеотид
Ц	Г	У	А
Ц	ЦЦЦ пролин ЦЦГ ЦЦУ ЦЦА	ЦГЦ аргинин ЦГГ ЦГУ ЦГА	ЦУЦ лейцин ЦУГ ЦУУ ЦУА	гистидин ЦАЦ ЦАУ глутамин ЦАГ ЦАА
Г	ГЦЦ аланин ГЦГ ГЦУ ГЦА	ГГЦ глицин ГГГ ГГУ ГГА	ГУЦ валин ГУГ ГУУ ГУА	ГАЦ аспарагин. ГАУ кислота ГАГ глутамин. ГАА кислота
У	УЦЦ серин УЦГ УЦУ УЦА	цистеин УГЦ УГУ УГГ – триптофан УГА – стоп-кодон	УУЦ фенилала- УУУ нин лейцин УУА УУГ	тирозин УАЦ УАУ стоп-кодон УАГ УАА
А	АЦЦ треонин АЦГ АЦУ АЦА	серин АГЦ АГУ аргинин АГГ АГА	АУЦ изолей- АУУ цин АУА АУГ – метионин	аспарагин ААЦ ААУ лизин ААГ ААА

 

 

ЗАДАЧИ ПО МОЛЕКУЛЯРНОЙ ГЕНЕТИКЕ. ГРУППА I

 

1. Участок гена, кодирующего белок, состоит из последовательно расположенных нуклеотидов ААЦГАЦТАТЦАЦТАТАЦЦААЦГАА. Определите состав и последовательность аминокислот в полипептидной цепи, закодированной в этом участке гена.

2. Участок гена, кодирующего одну из полипептидных цепей гемоглобина, состоит из кодонов следующего состава: АЦЦТТТГАЦЦАТГАА. Определите состав и последовательность аминокислот в полипептидной цепи.

3. Полипептидная цепь А инсулина включает 12 аминокислот: глицин – изолейцин – валин – глутамин – глицин – серин – валин – цистеин – серин – лейцин – тирозин – глицин. Определите структуру участка молекулы ДНК, кодирующего эту полипептидную цепь.

4. Фрагмент полипептидной цепи В инсулина включает 8 аминокислот: глицин – изолейцин – валин – глутамин – глицин – цистеин – цистеин – аланин. Напишите порядок расположения и состав триплетов в молекуле ДНК на участке, кодирующем полипептидную цепь.

5. Начальный участок полипептидной цепи бактерии E.coli состоит из 10 аминокислот, расположенных в следующем порядке: метионин – глицин – аргинин – тирозин – глутамин – серин – лейцин – фенилаланин – аланин – глицин. Какова последовательность нуклеотидов на участке ДНК, кодирующем полипептидную цепь?

6. Определите, какие нуклеотиды м-РНК кодируют аминокислотный состав белковой молекулы в следующей последовательности:

а) цистеин – аргинин – метионин – серин;

б) лизин – триптофан – пролин – лейцин;

в) аспаргиновая кислота – фенилаланин – валин – гистидин.

7. Участок гена состоит из следующих нуклеотидов: ГАГ ААТ ТГГ ЦТА АЦА ГТА. Выпишите последовательность аминокислот в белковой молекуле, кодируемой этим геном.

8. Участок гена состоит из следующих нуклеотидов: АГГ ТТЦ ГАЦ ТЦГ ЦАЦ АТГ. Расшифруйте последовательность аминокислот в белковой молекуле, кодируемой данным геном.

9. Участки молекулы м-РНК имеют следующий состав нуклеотидов:

а) ЦАГ ГГЦ УУЦ ГУУ ААУ ААГ;

б) ГАЦ УГГ АГА ГУГ ГЦГ ЦЦА;

в) УЦЦ ЦУГ УАЦ УУГ ЦАА УУЦ.

Определите порядок расположения аминокислот в белковой молекуле, синтезируемой на этой м-РНК.

10. Выпишите нуклеотиды м-РНК, кодирующие аминокислотный состав белковой молекулы в следующих последовательностях:

а) аспарагин – аланин – тирозин – лизин;

б) фенилаланин – изолейцин – валин – глицин;

в) триптофан – гистидин – глутамин – серин.

11. Участки молекулы м-РНК имеют следующий состав нуклеотидов:

а) АГУ ЦАЦ ЦГГ АЦЦ ААГ УГЦ;

б) ААУ УАУ ГУЦ ЦГА УГГ ГАУ;

в) УАУ ГАУ ЦЦА АЦУ УУЦ АУГ.

Пользуясь генетическим кодом, укажите порядок расположения аминокислот в белковой молекуле, синтезируемой на этой м-РНК.

12. Укажите, какие нуклеотиды м-РНК кодируют аминокислотный состав белковой молекулы в такой последовательности:

а) тирозин – пролин – треонин – изолейцин;

б) глутамин – серин – аргинин – валин;

в) глутаминовая кислота – цистеин – аланин – аспарагиновая кислота.

13. Участок гена состоит из следующих нуклеотидов: АЦА АТТ ГАГ ЦГЦ ТЦТ ТГТ. Расшифруйте последовательность аминокислот в белковой молекуле, кодируемой этим геном.

 

 

ЗАДАЧИ ПО МОЛЕКУЛЯРНОЙ ГЕНЕТИКЕ. ГРУППА II

 

14. Длина гена, контролирующего синтез белка, составляет 3352, 4 А^о. Определите, сколько аминокислот входит в состав этого белка, если расстояние между двумя нуклеотидами в молекуле ДНК раняется 3, 4 А^о.

15. Определите молекулярный вес гена, детерминирующего образование инсулина, состоящего из 51 аминокислоты, если известно, что средний молекулярный вес нуклеотида равен 340 дальтон.

16. Какую длину имеет молекула ДНК, кодирующая фермент рибонуклеазу поджелудочной железы, если известно, что молекула данного фермента имеет в своем составе 124 аминокислоты, а расстояние между двумя соседними нуклеотидами, измеренное вдоль оси спирали, составляет 3, 4 А^о?

17. При синдроме Фанкони (нарушение образования костной ткани) у больного с мочой выделяются аминокислоты, которым соответствуют следующие триплеты и-РНК: АУА, ГУЦ, АУГ, УЦА, УУГ, УАУ, ГУУ, АУУ. Определите, выделение каких аминокислот с мочой характерно для синдрома Фанкони?

18. Определите количество аминокислот, составляющих белковую молекулу, при условии, что молекулярный вес гена, контролирующего синтез этого белка, равен 323100. Средний молекулярный вес одного нуклеотида равен 340 дальтон.

19. Длина гена, детерминирующего образование белка, равняется 7799, 6 А^о. Определите количество аминокислот, входящих в данную молекулу белка, если расстояние между двумя нуклеотидами составляет 3, 4 А^о.

20. Определите количество аминокислот в белковой молекуле, при условии, что молекулярный вес гена, контролирующего образование данного белка, равен 214200. Средний молекулярный вес одного нуклеотида составляет 340 дальтон.

21. Определите молекулярный вес гена, контролирующего образование белка рибонуклеазы поджелудочной железы, состоящего из 124 аминокислот, если известно, что средний молекулярный вес нуклеотида равен 340 дальтон.

22. В состав молекулы белка входит 157 аминокислот. Определите длину контролирующего ее гена, если известно, что расстояние между двумя нуклеотидами в молекуле ДНК составляет 3, 4 А^о.

23. В состав белковой молекулы входит 491 аминокислота. Определите длину контролирующего ее гена, если известно, что расстояние между двумя нуклеотидами в молекуле ДНК составляет 3, 4 А^о.

24. В состав белка входят 658 аминокислот. Какова длина гена, который контролирует его синтез, если расстояние между нуклеотидами в молекуле ДНК равняется 3, 4 А^о?

25. Считая, что средняя относительная молекулярная масса аминокислоты около 110, а нуклеотида – 340 дальтон, прикиньте, что тяжелее: белок или его ген?

26. Нуклеиновая кислота фага имеет относительную молекулярную массу порядка 10⁷. Сколько, примерно, белков закодировано в ней, если принять, что типичный белок состоит в среднем из 400 мономеров, а молекулярная масса нуклеотида 340 дальтон?

 

ЗАДАЧИ ПО МОЛЕКУЛЯРНОЙ ГЕНЕТИКЕ. ГРУППА III

 

27. В 6-ом триплете гена (ЦТТ), кодирующего синтез b–цепи гемоглобина, произошла мутация, в результате которой в полипептиде вместо глутаминовой кислоты на шестом месте оказался валин. Определите, какой триплет оказался в гене.

28. В результате мутации на участке гена, содержащем 6 триплетов: ААЦ – ТАТ – ГАЦ – АЦЦ – ГАА – ААА, произошло замещение в третьем триплете: вместо гуанина обнаружен цитозин. Напишите состав аминокислот в полипептиде до и после мутации.

29. Определите порядок расположения аминокислот на одном из участков молекулы белка, если известно, что он кодируется такой последовательностью нуклеотидов ДНК: АЦЦ ТАЦ АГТ ЦТГ ГАТ. Каким будет ответ, если химическим путем из молекулы ДНК будут удалены третий и восьмой нуклеотиды?

30. Исследованиями было установлено, что 22% общего числа нуклеотидов определенной и-РНК приходится на гуанин, 35% - на цитозин, 19% - на аденин, 24% - на урацил. Определите процентный состав азотистых оснований двухцепочной ДНК, слепком с которой является эта и-РНК.

31. Исследования генетиков показали, что 17% общего числа нуклеотидов данной и-РНК приходится на гуанин, 29% - на урацил, 33% - на цитозин, 21% - на аденин. Определите процентный состав азотистых оснований двухцепочной ДНК, слепком с которой является вышеуказанная и-РНК.

32. Укажите последовательность аминокислот в белковой молекуле, кодируемой следующими нуклеотидами ДНК: АТА ЦТГ АЦА ТТА ГАА. Какой будет последовательность аминокислот, если между десятым и одиннадцатым нуклеотидами произойдет вставка гуанина?

33. Напишите последовательность расположения аминокислот на одном из участков молекулы белка, если известно, что он кодируется такой последовательностью нуклеотидов ДНК: АТГ ТЦГ ЦГТ ААА ЦАТ. Как изменится ответ, если химическим путем из молекулы ДНК будет удален десятый нуклеотид?

34. Укажите порядок расположения аминокислот на одном из участков молекулы белка, если известно, что он кодируется такой последовательностью нуклеотидов ДНК: ГГТ АЦА ЦТЦ ААГ ГТА. Как изменится ответ, если химическим путем из молекулы ДНК будет удален шестой нуклеотид?

35. Какие аминокислоты в белковой молекуле кодируются такой последовательностью нуклеотидов ДНК: ТАЦ ЦГА ГАГ ГТА АЦЦ. Как изменится состав белковой молекулы, если под действием облучения второй нуклеотид в ДНК будет замещен на тимин, а четырнадцатый – на гуанин?

36. Выпишите последовательность аминокислот в белковой молекуле, при условии, что она кодируется следующими нуклеотидами молекулы ДНК: ЦАТ ААГ ТТА ЦАТ ЦГА. Назовите последовательность аминокислот в молекуле белка в случае, если между вторым и третьим нуклеотидами произойдет вставка цитозина и тимина.

37. С последовательности каких аминокислот начинается белок, если он закодирован следующими нуклеотидами ДНК: ГГГ АТГ ЦЦА ГГЦ ГТТ. Каким станет начало цепочки синтезируемого белка, если под действием облучения второй нуклеотид окажется выбитым из молекулы ДНК?

38. Определите последовательность аминокислот, входящих в состав белковой молекулы, если известно, что она закодирована следующими нуклеотидами ДНК: ТАТ АТА ТГЦ АЦГ ГЦТ. Как отразится на начале цепочки синтезируемого белка выпадение из молекулы ДНК пятого нуклеотида под действием облучения?

39. Назовите последовательные мономеры участка молекулы белка, который синтезируется на основе информации, закодированной в молекуле ДНК с таким порядком нуклеотидов: ГГЦ ГАГ ГТЦ АГТ ААГ. Покажите изменения в строении белковой молекулы при удалении из состава ДНК двенадцатого нуклеотида.

 

ЗАДАЧИ ПО МОЛЕКУЛЯРНОЙ ГЕНЕТИКЕ. ГРУППА IV

 

40. Ниже приведен фрагмент кодирующей цепи молекулы ДНК: ТТТ ТЦЦ ЦАГ ЦГЦ. Определите: а) какие точковые мутации в указанном фрагменте не приведут к изменению генетической информации (вырожденность кода); б) какие точковые мутации в указанном фрагменте приведут к изменению генетического кода?

41. Ниже приведен фрагмент кодирующей цепи молекулы ДНК и две цепи, возникшие в результате точковых мутаций в исходной цепи ДНК:

 

ЦЦТ АГА ГТЦ ЦТГ ААЦ ТГГ ЦТА

ЦЦТ АГГ ТЦТ ГАЦ ТГГ ЦТА

ЦЦТ АГГ АГТ ЦАЦ ТГА ТАЦ ТГГ ЦТА

 

а) определите типы мутаций; б) укажите последовательность аминокислот в полипептидах, кодируемых молекулами ДНК; в) попытайтесь объяснить, почему обнаружение подобных мутаций является генетическим доказательством триплетности кода наследственности.

42. У человека, свиньи и кролика молекулы белкового гормона инсулина различаются лишь по одной аминокислоте. У кролика в положении 30 в цепи имеется серин, у свиней – аланин, у человека – треонин. Установите, какие точковые мутации могли привести к возникновению вариантов инсулина?

43. Установите, какие аминокислотные замены произошли в гемоглобинах в результате точковых мутаций в генах, контролирующих синтез цепи гемоглобинов: а) b-цепь, мутация в 6-ом триплете; ЦТТ – нормальный гемоглобин (HbA); ЦАТ – аномальный гемоглобин (HbS); ТТТ – аномальный гемоглобин (HbC); б) a-цепь, мутация в 23-ем триплете; ЦТТ – нормальный гемоглобин (HbA); ГТТ – аномальный гемоглобин (Hb Мемфис); ТТТ – аномальный гемоглобин (Hb Чад).

44. В связи с «вырожденностью» генетического кода любая аминокислота в белковой молекуле может быть закодирована не одним, а 2-6 разными триплетами. Закодируйте следующую последовательность аминокислот: изолейцин – глутаминовая кислота – фенилаланин – аргинин – серин, используя одни, а затем другие триплеты генетического кода.

45. Рибонуклеаза гипофиза содержит следующий количественный состав аминокислот: лизин – 7, глутамин – 9, треонин – 15, аланин – 8, фенилаланин – 6, аргинин – 2, серин – 21, аспарагиновая кислота – 14, гистидин – 5, метионин – 8, тирозин – 6, цистеин – 12, глутаминовая кислота – 3, аспарагин – 3, пролин – 7, валин – 16, лейцин – 5, глицин – 10, изолейцин – 6. Определите количественное соотношение нуклеотидов (аденин+тимин)/(гуанин+цитозин) на участке цепи ДНК, кодирующем данную рибонуклеазу.

46. При изучении крови людей были найдены типы гемоглобина, отклоняющиеся от нормы. Из обозначили: А – нормальный гемоглобин, S - гемоглобин из крови больных с серповидноклеточной анемией, С – другой аномальный тип. В.Ингрэм обнаружил, что они различаются по последовательностям аминокислот в b–цепи гемоглобина:

- у гемоглобина А:

Гис – Вал – Лей – Лей – Тре – Про – Глу – Глу – Лиз;

- у гемоглобина S:

Гис – Вал – Лей – Лей – Тре – Про – Вал – Глу – Лиз;

- у гемоглобина С:

Гис – Вал – Лей – Лей – Тре – Про – Лиз – Глу – Лиз.

Определите количественное соотношение нуклеотидов (аденин+тимин)/(гуанин+цитозин) в цепях ДНК, кодирующих каждый из этих типов гемоглобина.

47. В связи с «вырожденностью» генетического кода любая аминокислота в белковой молекуле может быть закодирована не одним, а 2-6 разными триплетами. Закодируйте следующую последовательность аминокислот: серин – лейцин – лизин – аланин - валин, используя одни, а затем другие триплеты генетического кода.

48. Один из ферментов поджелудочной железы имеет следующий количественный состав аминокислот: лизин – 12, глутамин – 5, треонин – 11, аланин – 6, фенилаланин – 7, аргинин – 3, серин – 18, аспарагиновая кислота – 10, гистидин – 2, метионин – 7, тирозин – 3, цистеин – 11, глутаминовая кислота – 6, аспарагин – 5, пролин – 2, валин – 9, лейцин – 1, глицин – 4, изолейцин – 4. Определите количественное соотношение нуклеотидов (аденин+тимин)/(гуанин+цитозин) на участке цепи ДНК, кодирующем этот фермент.

49. Закодируйте следующую последовательность аминокислот: тирозин – аспарагин – треонин – пролин – цистеин, используя одни, а затем другие триплеты, учитывая «вырожденность» генетического кода.

50. Одна из цепей белка инсулина (так называемая цепь В) начинается со следующих аминокислот: фенилаланин – валин – аспарагин – глутамин – гистидин – лейцин. Напишите возможную последовательность расположения нуклеотидов в начале участка молекулы ДНК, хранящую информацию об этом белке.

51. Инсулин состоит из А и В цепей, включающих 51 аминокислоту. Однако молекулы инсулина лошади, барана и быка несколько различаются по составу. Количество различных аминокислот в молекуле инсулина этих животных приведено ниже в таблице 4. Определите коэффициент видовой специфичности инсулина для указанных сельскохозяйственных животных.

 

 

Таблица 2 – Различия в аминокислотном составе молекул инсулина

сельскохозяйственных животных

 

Аминокислота	Число аминокислот в инсулине…
барана	быка	лошади
Глицин
Валин
Изолейцин
Лейцин
Фенилаланин
Тирозин
Серин
Треонин
Лизин
Аргинин
Гистидин
Цистеин
Пролин
Аланин
Глутамин
Аспарагин

 

 

52. Ионизируюшая радиация способна иногда «выбивать» отдельные нуклеотиды из молекулы нуклеиновой кислоты без нарушения ее целостности. Допустим, что в одном случае из молекулы удален только один нуклеотид, в другом – три нуклеотида подряд, а в третьем – тоже три нуклеотида, но расположенные на некотором расстоянии друг от друга. Как это отразится на белке, синтезируемом на основе наследственной информации, закодированной в такой поврежденной молекуле? В каких случаях (из указанных трех) фактически образующийся белок будет отличаться от нормального сильнее всего или всего слабее?

 

 

ТЕМА 2

МИТОЗ. МЕЙОЗ

 

Цели занятия:

· Изучить основные формы бесполого и полового размножения.

· Изучить митотический цикл клетки, научиться различать фазы митоза на временных препаратах клеток корешков растений.

· Изучить структурные особенности метафазных хромосом.

· Изучить основные стадии мейоза.

 

Вопросы и задания для самоподготовки

 

1. Способы и формы размножения.

2. Формы бесполого размножения, их особенности и значение.

3. Клеточный цикл; митотический цикл, его фазы и периоды.

4. Типы тканей в зависимости от митотической активности клеток.

5. Митоз, стадии митоза, его биологическое значение.

6. Амитоз, эндомитоз, политения.

7. Формы полового размножения

8. Мейоз, его фазы и стадии.

9. Биологическое значение полового размножения и мейоза.

10. Место мейоза в жизненном цикле организмов.

11. Гаметогенез.

12.Методика приготовления давленых препаратов клеток корешков лука.

13.Типы хромосом по Г.А.Левитскому.

14.Различия между митозом и мейозом (по табл. 3).

 

Оборудование и материалы:

1. Микроскопы, предметные и покровные стекла, препаровальные иглы, пинцеты, стаканчики с дистиллированной водой, деревянные палочки (спички).

2. Свежевыращенные или фиксированные корешки лука, чеснока.

3. Стаканы с суспензией пекарских дрожжей.

4. Чашки Петри с культурой плесневого гриба мукор.

 

Растений

ПОДГОТОВКА К ЗАНЯТИЮ (ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ ЛАБОРАНТОМ)

За 5-7 дней до начала занятий прорастите в стаканчике с водой несколько (2-3) головок репчатого лука и чеснока. Когда длина корешков достигнет 7-10 мм, отрежьте ножницами кончики корешков длиной около 5 мм. Поместите корешки в модифицированный фиксатор Карнуа (ледяная уксусная кислота и этанол в соотношении 1: 3) на 3-4 часа. По истечении этого времени перенесите корешки в стакан с водой, перемешайте его содержимое стеклянной палочкой в течение нескольких минут, выньте корешки из воды и поместите во флакончик, содержащий 70%-ный раствор этанола, для хранения. Флакончик закройте корковой пробкой и поставьте в холодильник. В таких условиях корешки могут храниться до года и более.

За сутки до занятий поместите корешки на 10-15 минут в смесь концентрированной соляной кислоты и метанола (в соотношении 1: 1) для размягчения ( мацерации). Смесь осторожно слейте, а корешки промойте водой в течение 5 минут. Промытые корешки поместите в пенициллиновый флакончик с красителем (ацетоорсеин или ацетокармин) на 18-20 часов.

Предметные и покровные стекла должны быть заранее тщательно обезжирены хромовой смесью, промыты дистиллированной водой и высушены. Заблаговременно приготовьте красители по следующей прописи:

АЦЕТООРСЕИН. В стеклянную колбу объемом 150-200 мл наливают 45 мл ледяной уксусной кислоты, вставляют стеклянную воронку и помещают колбу в водяную баню на электроплитке с асбестовой пластинкой. В горячую уксусную кислоту осторожно через воронку вносят 1 г орсеина, растворяют его, покачивая колбу, охлаждают раствор и добавляют 55 мл дистиллированной воды. Раствор хорошо перемешивают, фильтруют. Готовый краситель хранят в холодильнике в склянке с притертой пробкой.

АЦЕТОКАРМИН. В стеклянную колбу объемом 150-200 мл наливают 55 мл дистиллированной воды, добавляют 45 мл ледяной уксусной кислоты и 2-5 г кармина. В колбу вставляют стеклянную воронку. Затем колбу ставят на водяную баню или электроплитку, спираль которой закрыта асбестовой пластинкой. Раствор кипятят в течение 30-60 минут, охлаждают и фильтруют. Готовый краситель переливают в склянку с притертой пробкой и хранят в холодильнике неограниченное время.

 

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

 

Препаровальной иглой извлеките из красителя корешок лука или чеснока, поместите его на предметное стекло в каплю красителя и накройте покровным стеклом, слегка надавив. Кончиком спички или деревянной палочки круговыми движениями (по спирали от центра к периферии) осторожно (! ) раздавите корешок, стараясь распределить клетки равномерно в один слой, не смещая покровное стекло. Препарат поместите на предметный столик микроскопа и рассмотрите сначала при малом (с объективом х9), а затем при большом (с объективом х40) увеличении. Отыщите фазы митотического цикла.

 

ЗАДАНИЕ. Самостоятельно приготовьте несколько давленых препаратов из корешков лука и чеснока, подготовленных и окрашенных накануне.

 

 

ТЕМА 3

ИССЛЕДОВАНИЙ

 

Цели занятия:

· Изучить законы Менделя и основные понятия классической генетики.

· Научиться составлять схемы моногибридного скрещивания.

· Изучить неаллельные взаимодействия генов.

· Изучить основные положения хромосомной теории наследственности, принципы составления генетических карт.

· Изучить наследование признаков, сцепленных с полом, зависимых от пола и ограниченных полом.

· Изучить биологию и морфологические признаки дрозофилы, уяснить правила работы с этим объектом.

· Познакомиться с особенностями строения дрозофил мутантных линий, которые используются при изучении явлений наследственности.

· Познакомиться с методикой скрещивания дрозофил.

 

Вопросы для самоподготовки

1. Биология дрозофилы. Особенности морфологии самок и самцов.

2. Мутантные линии дрозофилы. Обозначения мутантных линий и мутантных генов.

 

Оборудование и материалы:

1. Микроскопы, лупы, термостат с температурой 25^оС.

2. Предметные и покровные стекла, кисточки, пинцеты, препаровальные иглы, стаканчики с водой, нестерильные пробирки с ватно-марлевыми пробками, пробирки с питательной средой, эфир для наркоза, листы белой бумаги.

3. Пробирки с наркотизированными линиями дрозофилы: дикого типа, white, black, vermillion, scarlet, cut, muller-5, vestigial, yellow cut vermillion, vestigial scarlet.

4. Живые объекты: лабораторные популяции дрозофилы, в которых имеются все стадии жизненного цикла; самцы и самки (раздельно) для скрещивания (дикий тип, vestigial, scarlet, white).

 

ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ ПО БИОЛОГИИ ДРОЗОФИЛЫ

12345Следующая ⇒

Поделиться: