Тема: Решение типовых задач по молекулярной биологии.

Практическая работа № 1

Тема: " Решение элементарных задач по молекулярной биологии"

Цель: закрепить теоретические знания решения задач по молекулярной биологии.

Оборудование: таблица генетического кода, инструкции, методические рекомендации, учебник.

Ход работы:

Задача № 1

Фрагмент молекулы ДНК содержит 560 тимидилового нуклеидов, что составляет 28% общего количества. Определите:

а) сколько в данном фрагменте адениловых, гуаниловых и цитидиловых нуклеотидов;

б) размер данного фрагмента

Задача № 2

В молекуле ДНК с относительной массой 69000 на долю адениловых нуклеотидов приходится 8625. Определите количество нуклеотидов каждого вида, если молекулярная масса одного нуклеотида 345.

Задача № 3

Определить последовательность нуклеотидов в цепи ДНК, если комплементарная цепь имеет такое строение:

ТАГ-АГЦ-ЦТА-АГА-ГТЦ.

Задача № 4

Молекула ДНК распалась на две цепи. Определена последовательность нуклеотидов в одной из цепей:

АТГ-ТАА-ЦГА-ЦЦГ-АТА-ГТА.

Задача № 5

Определите последовательность нуклеотидов ДНК, которая будет комплементарной такой:

А Т Г -А Ц Т- Г Г Т- А Ц Г -Т Т А -Г.

Задача № 6

Длина фрагмента ДНК 680 нм. Определите количество азотистых оснований в данном фрагменте.

Задача № 7

ДНК сперматозоида человека содержит 109 пар азотистых оснований. Определите длину ДНК.

Задача № 8

Фрагмент одной из цепей ДНК имеет такой нуклеотидный состав:

АТГ-ГАЦ-АЦГ-ТГА.

Определите:

а) последовательность нуклеотидов во второй цепи ДHК;

б) длину этого участка ДHК

Методические рекомендации к практической работе № 1

Тема: Строение тканей животных организмов и растительного организма.

Цель работы: изучить принцип строения животных и растительных тканей, научится сравнивать разные типы тканей.

Материалы и оборудование: микроскоп, микропрепараты животных тканей, таблицы, микропрепараты «Эпидермис лука», «Корневой чехлик», «лист камелии», таблица «Ткани растительного организма»

Ход работы:

1.Рассмотрите под микроскопом микропрепараты различных видов эпителиальных тканей. Обратите внимание на соотношение клеток и межклеточного вещества, на форму и расположение клеток. Заполните таблицу.

2.Рассмотрите под микроскопом микропрепараты различных видов соединительной ткани. Обратите внимание на соотношение в клетке межклеточного вещества. Чем оно представлено? Заполните таблицу.

3.Рассмотрите под микроскопом микропрепараты различных видов мышечной ткани. Обратите внимание на форму, длину клеток. Заполните таблицу.

4.Рассмотрите под микроскопом микропрепарат «Нервная ткань». Найдите тело нейрона, аксоны, дендриты. Обратите внимание на форму клетки. Заполните таблицу.

Таблица:

Строение и функции животных тканей

Типы тканей	Вид под микроскопом (рисунок с обозначениями)	Особенности строения и значение
Эпителиальная
Соединительная
Мышечная
Нервная

 

5. Рассмотрите под микроскопом микропрепарат «Эпидермис лука».

Обратите внимание на форму и расположение клеток.

6. Рассмотрите под микроскопом микропрепарат «Листка камелии». Обратите внимание на размещение клеток ассимиляционной (столбчатая паренхима) и вентиляционной (губчатая паренхима) тканей. Найдите сосудисто- волокнистый пучок. Чем он образован? Заполните таблицу.

7. Рассмотрите под микроскопом микропрепарат «Корневой чехлик».

Обратите внимание на толщину клеток корневого чехлики. Сравните

клетки чехлики с клетками изобразительной ткани кончика корня.

Заполните таблицу.

Таблица:

Строение и функции растительных тканей

Типы тканей	Вид под микроскопом (рисунок с обозначениями))	Особенности строения и значение
Покровная
Основная
Ведущая
Механическая
Образующая

 

 

Контрольные вопросы:

Как связана строение клеток с выполняемыми ими функциями?

Методические рекомендации к лабораторной работе №2

Тема: Строение тканей растительного организма. Ткани животного организма.

Изучите теоретический материал и выполните задания

Основные термины и понятия: образовательная ткань (меристема), покровная ткань, основная ткань (паренхима), проводящая ткань, механическая ткань, выделительная ткань, анатомия растений. Гистология, эпителиальная ткань, соединительная ткань, мышечная ткань, нервная ткань, нейрон.

Эволюция растительных тканей

У мхов возникают зачатки покровной, основной и проводящей тканей. У Плауновидных, Хвощевидных и Папоротникообразных есть такие ткани:

 

Покровная Проводящие Основные

(эпидермис

с устьицами) ситовидные клетки трахеиды стебель лист

(флоэма) (ксилема) (мезофилл)

(кора)

 

У большинства споровых есть верхушечная меристема - одна клетка, которая делится. У голосеменных есть камбий (настоящие деревья). Возникла пробковая ткань, которая защищает стебель. Откладывается большое количество древесины. Ситовидные трубки не имеют клеток-спутников.

 

В покрытосеменных продолжают совершенствоваться все ткани, благодаря чему вот уже около 100 мил. лет эти растения господствуют на Земле.

 

Виды растительных тканей

Образующие ткани (меристемы)

Состоят из мелких клеток с тонкими стенками и мелкими ядрами; вакуолей мало или совсем нет. Основная функция-роста. Клетки делятся, дифференцируются и дают начало тканям всех других типов.

В зависимости от места расположения в органах растения меристемы (от греч. «Meristes» - что делится) подразделяют на:

Верхушечные (конусы нарастания: верхушка стебля и кончик корня)

Боковые (камбий и пробковый камбий)

Вставные (в основаниях междоузлий стебля злаков)

Раневые (в любой участке, где есть повреждения)

 

Покровные ткани (защитные).

Состоят из толстеньких клеток, предохраняющие лежащие глубже тонкостенные клетки от высыхания и механических повреждений.

Покровные ткани делятся на:

 

Эпидерма (или кожица, )	пробка	Корка
Покрывает все части растения. В ней: устьица, кутикула, восковой налет, волоски	Эпидерма заменяется пробкой. Многослойная ткань, оболочки ее клеток утолщаются и Просачиваются суберином; в оболочках форуме пор, они становятся непроницаемыми для воды и газов. Есть чечевички.	Мертвая покровная ткань, входит в состав коры дерева

 

Проводящие ткани. Осуществляют перемещение питательных веществ между подземными частями растения и надземными.

Ксилема (древесина)	Флоэма (луб)
Вода с растворенными в ней веществами всасывается корнями из почвы и поднимается вверх по восходящему тока во все органы растений. Сосуды (или трахеи) - вытянутые в длину трубки. Это мертвые клетки с оболочками одревесневших.	Путь, по которой осуществляется передвижение органических веществ от листьев по стеблю к подземным органам, называют нисходящим током. Ситовидные трубки - живые безъядерные вытянутые клетки, поперечные перегородки которых продырявленные (сито). Рядом клетки-спутники.

Два типа проводящих тканей:

 

Механические ткани.

Обеспечивают прочность органов растений. Клетки имеют мощные утолщенные одревесневшие оболочки, тесно смыкаются между собой.

Выделительная (секреторная) ткань

Клетки или группы клеток образуют секрет - особые продукты метаболизма, используемые растениями для регуляции физиологических функций или, выделяются наружу. Сюда относятся смоляные и эфирно-масляные ходы, железы, железистые волоски, нектарники, а также образования, выделяют капельножидкую воду (гуттация).

Запомните!

1.Тканевый уровень организации структуры тела.

2.Ткани растительных организмов, их строение, функции, процессы развития изучает наука анатомия растений.

3. Растительные ткани состоят только из клеток.

4. Все растительные ткани образуются из образующей ткани.

Эпителиальная ткань

Эта ткань состоит из клеток, плотно прилегающих друг к другу межклеточное вещество развито слабо. Она образует внешние покровы тела и выстилает его внутренние полости. Эпителиальная ткань выполняет функции защиты, всасывания, секреции и восприятия раздражений (или одновременно несколько из этих функций).

Соединительная ткань

Для этой ткани характерно наличие большого количества неживого материала (основное вещество), который выделяют клетки. Таким образом, клетки выполняют свои функции косвенным движением, выделяя основное вещество, которое и служит собственно связующим и опорным материалом.

К связующим тканям относятся:

Рыхлая волокнистая	В основной (межклеточном) веществе аморфная масса преобладает над волокном. Заполняет промежутки между внутренними органами.
Плотная волокнистая	Волокна преобладают над аморфным (без структурным) веществом. Выполняет защитную функцию, добавляет органам эластичность (дерма позвоночных животных, оболочка кровеносных сосудов).
Костная и хрящевая	В основном веществе костной ткани преобладают неорганические соединения, а в хрящевой - органические. В составе опорно-двигательного аппарата.
Жидкая внутренняя среда организма	Поддерживает гомеостаз, транспорт веществ, защитные реакции; гуморальная регуляция.
Ретикулярная (у позвоночных)	Составляет основу кроветворных органов. В этой ткани находятся стволовые клетки, из которых возникают клетки крови.
Жировая	Подкожная жировая клетчатка, сальники. Запас питательных веществ, теплоизоляция.

Мышечная ткань

Возбуждаюсь, обладает способностью к сокращению и расслаблению и выполняет двигательную функцию. Она состоит из волокон различной формы и размеров. Каждое волокно содержит большое число тонких продольных сократимых волокон - миофибрилл. Сокращаясь, мышечные клетки производят механическую работу, они могут только тянуть, но не толкать.

По строению волокон и их свойствам мышечную ткань различают:

Поперечно-полосатая	Волокна имеют цилиндрическую форму, очень тонкие, но достаточно длинные (до 10 см), под микроскопом имеют вид поперечной полосатости. Многоядерные. Регуляция сокращений произвольная (нервная). Прикрепляются к костям скелета и обеспечивают движение тела и его частей.
Гладкая (не полосатая)	Очень мелкие веретенообразные одноядерные волокна (около 0, 1 мм). Регуляция сокращений непроизвольная. Находится в стенках полых внутренних органов - желудка, кишечника, кровеносных сосудов.
Сердечная	Сердце построено из мышечных волокон, имеющих поперечную полосатость (переплетающихся между собой), но по свойствам приближающихся к гадким мышцам. Регуляция сокращений непроизвольная.

 

Нервная ткань

Основные свойства - возбудимость и проводимость. Этой тканью образована нервная система.

Нервная ткань состоит из:

Нейронов	Нейрон (нервная клетка) - основная структурно-функциональная единица нервной системы. Состоит из тела, аксона и дендритов. Всю жизнь находится в состоянии интерфазы.
Нейроглии	Мелкие, с многочисленными отростками клетки, способны к делению. Выполняют функции: опорную, трофическую, синтезируют биологически активные вещества, необходимые для функционирования нервной системы, заполняют промежутки между органами.

Методические рекомендации к лабораторной работе № 2

«Строение хромосом. Митотическое деление клеток»

Изучите теоретический материал и выполните задания

Хромосомы (гр. Chroma - цвет, soma - тело) могут находиться в двух структурно-функциональных состояниях: в конденсированном (спирализованная) - и тогда хромосомы хорошо заметны, поскольку имеют палочковидную форму; второе состояние - деконденсированное (деспирализованное) - при этом хромосомы приобретают вид почти невыраженных нитей, которые получили название хроматиновых.

Лабораторная работа № 2

Вариацийнный ряд

- последовательность численных показателей проявлений определенного признака (вариант), расположенных в порядке их возрастания или убывания. Особенности вариационного ряда можно изобразить графически, в виде вариационной кривой.

Пример:

Число зерен в одном колосе Варианта- V
Частота встречаемости- p Количество колосьев пшеницы

 

Вариационная кривая - это графическое выражение количественных показателей изменчивости определенного признака, которое иллюстрирует как размах этой изменчивости, так и частоту встречаемости отдельных вариант.

Для характеристики изменчивости признака вычисляют ее среднюю величину (М) по формуле: М = Σ (v • p) / n, где М - средняя величина признака, V-варианта, р - сотая варианты, n - общее количество вариант.

 

При исследовании признаков чаще всего проявляется ряд статистических закономерностей.

- Любой признак может изменяться лишь в определенных пределах. Гены определяют не готовые проявления признаков, а норму реакции признака, есть определенные пределы, в которых они зависят от интенсивности воздействия факторов среды. Например, у комнатного растения первоцвета китайского при температуре 15-20°С цветы красные, а при 30-35 ° С - белые.

- Различные признаки имеют разный размах нормы реакции. Норма реакции - пределы модификационной изменчивости признака, которые определяются генотипом. Для изучения нормы реакции используют генетически однородный материал, который помещают в разные условия внешней среды (клоны, чистые линии, однояйцевые близнецы). Границы нормы реакции обусловлены генотипом, но фенотипическими проявлениями в пределах нормы реакции может изменяться под влиянием условий среды. Норма реакции для различных признаков может быть однозначной (например, группы крови, цвет глаз), узкой (жирность молока у коров), широкой (количество молока у коров). Для изучения нормы реакции признаков и выявления закономерностей их проявления применяются математические методы, а наука называется биометрией. Определение нормы реакции играет большую роль в растениеводстве (для получения высоких урожаев) и животноводстве и для повышения производительности), в медицине (для разработки критериев нормальных показателей у здорового человека).

- Большинство организмов имеют величину признака среднюю или близкую к средней. Это объясняется тем, что сочетание только благоприятных или только неблагоприятных условий случается редко. Организмов с большими отклонениями признаков от средних величин в природе очень мало.

- На размах модификационной изменчивости влияют внешние и внутренние условия. Чем однородные внешние условия развитияданных особей, тем меньше проявляется модификационная изменчивость. На фенотипические проявления гена значительное влияние оказывают другие гены (например, рост человека определяется несколькими парами полимерных генов). На развитие признака влияют и регуляторные системы организма (например, яркая окраска перьев у петухов обусловлено действием мужского полового гормона, а введение ему женских гормонов подавляет развитие этого признака).

 

 

Практическая работа № 2.

Методические рекомендации к практической работе

Гаметы

 

 

F₁ аасс

 

 

Поскольку потомки получают один ген из аллельной пары от матери, а второй - от отца, то факт рождения голубоглазого ребенка свидетельствует о наличии гена голубоглазости у обоих родителей. Поэтому вторым геном с аллельной пары, отвечающий за окраску глаз, у отца будет рецессивный ген а; Его генотип - ААСС.

Аналогично ребенок получил один рецессивный ген леворукости от матери, второй - от отца, поэтому генотип матери будет таким ААСС (логика рассуждений показана в схеме брака пунктирными линиями).

Для решения задачи можно воспользоваться также II законом Менделя: расщепление потомков по фенотипу наблюдается только в случае гетерозиготности хотя бы одного из родителей. Отсюда следует, что мать будет гетерозиготная по генам, определяющим право-и леворукость, а отец - гетерозиготен по генам окраски глаз.

Ответ: генотип матери ААСС; генотип отца ААСС; генотип ребенка ААСС.

Задача 6. В морских свинок хохлатая шерсть доминирует над гладкой, черный окрас шерсти - над белой. Среди гибридов первого поколения, полученных от скрещивания черной хохлатой морской свинки с белой хохлатой, оказалось 28 черных гладких, 30 черных хохлатых, 9 белых гладких и 11 белых хохлатых потомков. Определите генотип родителей и потомства.

Решение.

Введем условные обозначения и запишем краткое условие задачи в принятых условных обозначениях.

 

Дано: А-ген хохлатой шерсти а-ген гладкой шерсти Р-ген черного окраса шерсти р-ген белой окраски шерсти ♀ -А_Р_; ♂ -А_рр F1 - черные гладкие, черные хохлатые, беды гладкие, белые чубатые

Решение: Составим схему скрещивания с использованием генотипических радикалов. P ♀ А_р_ x ♂ A_рр G ZUiF2hxPRoNRDHBaChYug5uzy0UhLVqRoK3427N44Gb1jWIRrOaEzfa2J0KCjXzsjbcCuiU5Dtka zjCSHJ5TsHb0pAoZoXIgvLd28no76U9m49l42BsOTme9Yb8se8/mxbB3OofGlE/KoijTd4F8Osxq wRhXgf9B6unw76S0f3Q7kR7FfmxU8hA9dhTIHv4j6Tj6MO2dbhaabS5tqC6oANQdnfcvMTyfX/fR 6+f3YvoDAAD//wMAUEsDBBQABgAIAAAAIQCAA+IN3wAAAAkBAAAPAAAAZHJzL2Rvd25yZXYueG1s TI/BTsMwDIbvSLxDZCRuLF0Z1ShNJ2BC9DIktglxzBrTRjRO1WRbx9NjxAGO9v/p9+diMbpOHHAI 1pOC6SQBgVR7Y6lRsN08Xc1BhKjJ6M4TKjhhgEV5flbo3PgjveJhHRvBJRRyraCNsc+lDHWLToeJ 75E4+/CD05HHoZFm0Ecud51MkySTTlviC63u8bHF+nO9dwri8v3UZm/1w6192TyvMvtVVdVSqcuL 8f4ORMQx/sHwo8/qULLTzu/JBNEpuE6zG0Y5SGcgGPhd7BTMkinIspD/Pyi/AQAA//8DAFBLAQIt ABQABgAIAAAAIQC2gziS/gAAAOEBAAATAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAABbQ29udGVudF9UeXBlc10u eG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhADj9If/WAAAAlAEAAAsAAAAAAAAAAAAAAAAALwEAAF9yZWxzLy5y ZWxzUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhAC14KdNfAgAAdwQAAA4AAAAAAAAAAAAAAAAALgIAAGRycy9lMm9E b2MueG1sUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhAIAD4g3fAAAACQEAAA8AAAAAAAAAAAAAAAAAuQQAAGRycy9k b3ducmV2LnhtbFBLBQYAAAAABAAEAPMAAADFBQAAAAA= "> АР А _Р _ _ Ар _р гаметы   F1 ааР_ А_р_ аарр А_рр чёрные чёрные белые белые гладкие хохлатые гладкие хохлатые проанализируем фено-и генотипы потомков.

♀ =?, ♂ =?, F1 =?

 

 

АР

АР

аР

ар

Ар

ар

АР

АР

аР

ар

Ар

ар

 

Животные с гладкой шерстью имеют генотипы ааР_ (черная гладкая шерсть) или ААРР (белая гладкая шерсть), т.е. гладкую шерсть определяет аллельные пара генов аа. Потомки один ген с аллельной пары получают от матери, а второй от отца, следовательно, каждый из родителей имел один рецессивный ген а и был гетерозиготным по этому признаку.

Факт рождения потомков с белой шерстью (рр) свидетельствует о гетерозиготности матери по этому признаку, поскольку один ген р потомки получают от матери, а второй от отца. Итак, мать была гетерозиготная по этому признаку. На основе проведенных рассуждений можно окончательно записать генотипы родителей: ♀ -АаРа; ♂ -Аарр.

Далее составим полную схему скрещивания для определения генотипов потомков. P ♀ А_р_ x ♂ A_рр

 

Гаметы: 2АР, аР, ар Ар, ар

F₁ 2АаРр: Аарр: 2Аарр: 1Аарр: ааРр: аарр

чорные хохлатые белые хохлатые чорные гладкие белые гладкие

Ответ: генотипы черных хохлатых потомков - АаРр и Аарр; белых хохлатых-Аарр и Аарр; черных с гладкой шерстью – ааРр; белых с гладкой шерстью - аарр.

Практическая работа № 2

Задание на ди-и полигибридное скрещивание.

Задание № 1. Выпишите гаметы организмов со следующими генотипами:

 

Задача № 2. У крупного рогатого скота ген комолости доминирует над геном рогатости, а ген черного цвета шерсти - над геном красной окраски. Обе пары генов находятся в разных парах хромосом

1. Какими окажутся телята, если скрестить гетерозиготных по обеим парам признаков быка и корову.

2. Какое потомство следует ожидать от скрещивания черного комолого быка, гетерозиготного по обоим парам признаков, с красной рогатой коровой?

Задача № 3. У собак черный цвет шерсти доминирует над кофейным, а короткая шерсть - над длинной. Обе пары генов находятся в разных хромосомах.

1.Какой процент черных короткошерстных щенков можно ожидать от скрещивания двух особей, гетерозиготных по обоим признакам?

2.Охотник купил черную собаку с короткой шерстью и хочет быть уверен, что она не несет генов длинной шерсти кофейного цвета. Какого партнера по фенотипу и генотипу надо подобрать для скрещивания, чтобы проверить генотип купленной собаки?

Задание № 4. В человека ген карих глаз доминирует над геном определяющим развитие голубой окраски глаз, а ген, обусловливающий умение лучше владеть правой рукой, преобладает над геном, определяющим развитие леворукости. Обе пары генов расположены в разных хромосомах. Какими могут быть дети, если родители их гетерозиготные?

 

 

Практическая работа № 3. Решение задач по экологии.

Трава корова человек

4. В сутки взрослому человеку необходимо в среднем 10000 кДж энергии. На протяжении одного года 1 га кукурузного поля поглощает 76 650 00 кДж солнечной энергии, из которых только 2% аккумулируется в виде прироста сухого вещества.

5. Известно, что средняя масса волка достигает 40 кг. Если предположить, что волчонок с месячного возраста, имея массу 1 кг, питался исключительно зайцами (средняя масса 2 кг), то подсчитайте, какое количество зайцев съел волк для достижения массы 40 кг и какое количество растительной пищи съели зайцы?

6. В гнезде стрижа 4 птенца. Во время вылупления из яиц их масса одного составляла 10 г. При переходе к самостоятельному питанию, масса каждого была около 50 г.. Какую массу и сколько насекомых (средняя масса 0, 01 г) съели за этот период птенцы?

Методические рекомендации к практической работе № 3

Примеры решения задач.

Задача 1. За год 1 м² площади агроценоза дает примерно 800 г сухой биомассы в год. Сколько гектаров окультуренных посевов необходимо, чтобы прокормить взрослого человека массой 70 кг (из них 63% составляет вода)?

Дано: Решение:

т = 70 кг (из них 63% Н₂0) 1.Определим процентное содержание (в %) сухого

биопродуктивность 1 м² вещества в теле человека:

агроценоза - 800 г в год. 100% - 63% = 37%.

2.0пределим количество органического вещества в

теле человека:

70 кг – 100%

х кг – 37%

тогда х = 37% • 70%/100% = 25, 9 кг ~ 26 кг. (сухой

биомассы в теле человека).

3.Определим количество сухой биомассы в первом

звене цепи питания:

зеленые растительноядные

растения ----- животные ---- человек

2600 кг 260 кг 26 кг

4. Определим площадь биогеоценоза, необходимую для того, чтобы прокормить одного человека на протяжении года:

1м - 0, 8 кг биомассы,

х м ² – 2600 кг,

S = 2600 кг/ 0, 8 кг/ м ² = 3250 м² ~ 0, 325 га.

Ответ: ~ 0, 325 га посевных площадей необходимо, чтобы прокормить человека массой 70 кг на протяжении года.

Задача 2. Используя правило экологической пирамиды, определить, какая площадь (га) биоценоза может прокормить одну особь последнего звена в цепи питания:

А) планктон синий кит (100 т),

Б) планктон рыба тюлень (300 кг).

60% массы данных организмов составляет вода. Биопродуктивность планктона – 600 г на 1м².

Решение

А) планктон синий кит (100 т):

1. процентное содержание в теле кита сухого вещества: 100% - 60% = 40%.

2. сухая масса органического вещества в теле кита:

100 т – 100%

х т - 40%,

х = 40% * 300кг / 100% = 120 кг.

Б) планктон рыба тюлень (300 кг):

1.процентное содержание в теле тюленя сухого вещества: 100% - 60% = 40%.

2.Сухая масса органического вещества в теле тюленя:

300 кг – 100%

х кг – 40 %,

х = 40% * 300 кг/100%=120 кг.

3. масса планктона, по правилу экологической пирамиды, составит: 120 кг * 10* 10 = 12 000 кг.

4. площадь биоценоза, необходимая для одного тюленя: S = 12 000 кг / 0, 6 кг/м² = 20 000 м² = 2га.

Ответ: площадь биоценоза, необходимая, чтобы прокормился один синий кит ~ 66, 6 га, один тюлень – 2 га.

 

 

Практическая работа № 1

Тема: " Решение элементарных задач по молекулярной биологии"

Цель: закрепить теоретические знания решения задач по молекулярной биологии.

Оборудование: таблица генетического кода, инструкции, методические рекомендации, учебник.

Ход работы:

Задача № 1

Фрагмент молекулы ДНК содержит 560 тимидилового нуклеидов, что составляет 28% общего количества. Определите:

а) сколько в данном фрагменте адениловых, гуаниловых и цитидиловых нуклеотидов;

б) размер данного фрагмента

Задача № 2

В молекуле ДНК с относительной массой 69000 на долю адениловых нуклеотидов приходится 8625. Определите количество нуклеотидов каждого вида, если молекулярная масса одного нуклеотида 345.

Задача № 3

Определить последовательность нуклеотидов в цепи ДНК, если комплементарная цепь имеет такое строение:

ТАГ-АГЦ-ЦТА-АГА-ГТЦ.

Задача № 4

Молекула ДНК распалась на две цепи. Определена последовательность нуклеотидов в одной из цепей:

АТГ-ТАА-ЦГА-ЦЦГ-АТА-ГТА.

Задача № 5

Определите последовательность нуклеотидов ДНК, которая будет комплементарной такой:

А Т Г -А Ц Т- Г Г Т- А Ц Г -Т Т А -Г.

Задача № 6

Длина фрагмента ДНК 680 нм. Определите количество азотистых оснований в данном фрагменте.

Задача № 7

ДНК сперматозоида человека содержит 109 пар азотистых оснований. Определите длину ДНК.

Задача № 8

Фрагмент одной из цепей ДНК имеет такой нуклеотидный состав:

АТГ-ГАЦ-АЦГ-ТГА.

Определите:

а) последовательность нуклеотидов во второй цепи ДHК;

б) длину этого участка ДHК

Методические рекомендации к практической работе № 1

Тема: Решение типовых задач по молекулярной биологии.

Проработайте теоретический материал:

«Как решать задачи по общей биологии»

Алгоритм решения любой задачи:

I. Внимательно прочитайте условие задачи, вдумываясь в каждое слово.

II. Изучите условие задачи на столько, что бы она была вам понятна.

III. Сделайте короткую запись условия задачи. Не забывайте ставить символы.

IV. Подумайте, какие из известных вам величин вы можете использовать во время решения задачи. Запишите их.

V. Запишите, что вам необходимо найти в задании.

VI. Процесс решения задачи:

а) поиск способа решения задачи;

б) действий в задании может быть несколько. Записывайте их в таком виде: 1)..., 2)..., 3)... и так далее.

VII. Проверьте правильность решения.

VIII. Запишите ответ (результат, который вы получили).

" Как решать задачи по молекулярной биологии"

Известно, что ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота - это биологическая макро молекула, носитель наследственной информации, с РНК - рибонуклеиновою кислотой – связанны процессы переноса генетической информации в клетках, транспорта аминокислот к месту синтеза белка и осуществления самого процесса биосинтеза белков. ДНК и РНК являются полимерами, мономерами которых выступают, так называемые нуклеотиды.

Нуклеотиды состоят из трех компонентов: азотистого основания, сахара (рибоза или дезоксирибоза) и остатка фосфорной кислоты. Азотистые основания в нуклеиновых кислотах представлены аденином, гуанином, цитозином, тимином, урацилом. В ДНК используются четыре основания, а в РНК не встречается тимин, вместо которого в полинуклеотидную цепь включается урацил.

Молекула ДНК представляет собой двойную спираль. Спираль из двух полинуклеотидных цепей по одной и той же оси. Сахарофосфатный остов располагается снаружи двойной спирали, а азотистые основания находятся внутри и соединяются друг с другом водородными связями согласно принципам комплементарности: напротив аденилового нуклеотида всегда располагается тимидиловый нуклеотид и они связаны двумя водородными связями, а наоборот гуанилового нуклеотида выстраивается цитидиловый, связывается с ним тремя водородными связями.

Следствием комплементарности двух полинуклеотидных цепей в молекуле ДНК есть правила Чаргаффа:

- количество адениловых нуклеотидов в ДНК всегда равно количеству тимидиловых нуклеотидов, а количество гуаниловых равно количеству цитидиловых;

- сумма адениловых и гуаниловых нуклеотидов равна сумме тимидиловых и цитидиловых нуклеотидов.
При решении задач необходимо учитывать, что: - на один нуклеотид в молекуле ДНК или РНК приходится примерно 0, 34 нм; - средняя масса нуклеотида соответствует примерно 345 дальтон; - Нуклеотиды условно обозначаются:

А - адениловый, Ц - цитидиловый,
Г - гуаниловый, Т - тимидиловый;
У - урациловый,

- " нонсенс", + " стоп-кодон" , " терминатор" - условные названия триплетов, обозначающие конец синтеза.

Примеры решения типовых задач и правила их оформления:

 

Задача № 1 Участок первой цепи молекулы ДНК имеет следующую структуру:

...-А-А-Ц-Г-Ц-Г-Ц-А-Т-А-...

Определить структуру соответствующего участка левой цепи молекулы ДНК. Какова длина этого участка молекулы ДНК?

Решение:

1. Записываем структуру участка правой цепи молекул ДНК, а ниже, в соответствии с принципом комплементарности, - структуру участка левой цепи молекулы ДНК:

ДНК правая: ... - А-А-Ц-Г-Ц-Г-Ц-А-Т-А...

| | | | | | | | | |
ДНК левая: ... Т- Т -Г-Ц-Г-Ц-Г-Т-А-Т-...
2. Участок цепи ДНК содержит 10 нуклеотидов, а средняя длина одного нуклеотида равна 0, 34 нм, следовательно, длина участка цепи ДНК будет равна 0, 34 * 10 = 3, 4 нм.

Задача № 2 Определите последовательность нуклеотидов в участке молекулы и-РНК, синтезированного с участка ДНК такого строения:
...-Г-Ц-Т-А-А-Ц-Ц-Г-А-А-Г-Г-А-... Решение: Записываем структуру участка цепи ДНК, а ниже, в соответствии с принципом комплементарности, - структуру участка и-РНК, помня о том, что в РНК вместо тимидинового нуклеотида присутствует урациловый, который комплементарный адениловому нуклеотиду молекулы ДНК: ДНК: ...-Г-Ц-Т-А-А-Ц-Ц-Г-А-А-Г-Г-А-...
і–РНК: ...-Ц-Г-А-У-У-Г-Г-Ц-У-У-Ц-Ц-У-...

Задача № 3. Фрагмент правой цепи ДНК имеет следующий нуклеотидный состав: ЦЦГ-ЦАТ-АЦЦ-ГЦТ. Определите порядок чередования нуклеотидов в левой цепи. Какова длина этого фрагмента молекулы ДНК? Найдите процентное содержание каждого нуклеотида в данном фрагменте. Решение.

1. По принципу комплементарности восстановим последовательность нуклеотидов в левой цепи ДНК: ЦГГ - ЦАТ-АЦЦ- ГЦТ

ГЦЦ- ГТА - ТГГ- ЦГА.

 

2.Зная, что на один нуклеотид приходится 0, 34 нм, а всего нуклеотидов 12, найдем длину ДНК: 0, 34*12=4, 08 (нм)

3.Установим процентное содержание каждого нуклеотида в данном фрагменте ДНК: Всего нуклеотидов - 24, из них А = 5, Г = 7, Ц = 7, отсюда:

24-100% 24-100%
5-х% 7 -х%
Х=(5*100)/24=20, 8 (%) х=(7*100)/24=29, 2 (%)

Ответ: содержание адениловых нуклеотидов равно 20, 8%, тимидиловых - 20, 8%, гуаниловых - 29, 2%, цитидиловых - 29, 2%; Порядок чередования нуклеотидов в левой цепи: ГЦЦ-ГТА-ТГГ-ЦГА

 

Задача № 4. Фрагмент молекулы ДНК содержит 440 адениловых нуклеотидов, что составляет 22% от их общего количества. Определите, сколько цитидиловых, гуаниловых и тимидиловых нуклеотидов содержится в данном фрагменте, его размеры и молекулярную массу

 

Дано: Решение: А=440 нуклеотидов=22% 1.Согласно правилу комплементарности: А = Т = 440 = 22%

Т -? 2. Из правила Чаргаффа: Г -? (А+Г)+(Т+Ц)=100%, Ц -? А+Т=22% + 22% =44%, тогда: L_{фрагмента} -? Г+Ц=100%-44%=56%, на Г и Ц

М_{фрагмента} -? Отдельно приходится по 28%.

3. Выясним количество гуаниловых и цитидиловых нуклеотидов в данном фрагменте ДНК:

22% - 440,

28% - х

Х= = 560 (нуклеотидов)

Значит Г = Ц = 560

4. Выясним общее количество нуклеотидов в этом фрагменте ДНК:

440+440+560+560=2000 (нуклеотидов)

5. Зная примерную массу нуклеотида, вычислим значение этого фрагмента:

345*2000=690000 (даль тон)

6. Поскольку нуклеотиды в двухцепочной ДНК размещены парами, то в длину молекула содержит вдвое меньшее число нуклеотидов: 2000/2 = 1000 (нуклеотидів), а длина фрагмента 0, 34*10 ³= 340(нм) Ответ: Т = 440 = 22%, Г = Ц =560 =28%, L_{фрагмента} =340нм, М_{фрагмента}= 690000 дальтон.

 

 

Лабораторная работа N°1

1234Следующая ⇒

Поделиться: