Презентация на тему: ЦИТОЛОГИЯ. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ОСНОВЫ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ

РЕФЛЕКСИВНО – ДЕЛОВАЯ ИГРА ПО БИОЛОГИИ «ЦИТОЛОГИЯ. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ОСНОВЫ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ» Подготовила: учитель МБОУ СОШ №2 Меркулова Н.Б. Ст. Каневская – 2011г.

Разминка «Ответь биологическим термином» 1. Вирус бактерий … (бактериофаг) 2. Бесцветные пластиды … (лейкопласты) 3. Процесс поглощения клеткой крупных молекул органических веществ называют … (фагоцитоз) 4. Органоид, содержащий в своем составе центриоли …. (клеточный центр) 5. Синоним катаболизма … (диссимиляция, энергетический обмен)

6. Объясните термин «фермент»… (биокатализатор) 7. Синтез белка на рибосоме … (трансляция) 8. Мономер крахмала … (глюкоза) 9. Органоид, где происходит сборка белка … (рибосома) 10. Одноклеточные организмы без ядра … (прокариоты)

Задание «Логические цепочки» 1.Аминокислота, глюкоза, поваренная соль. (поваренная соль – неорганическое вещество) 2. АТФ, РНК, ДНК. (АТФ – аккумулятор энергии) 3. Транскрипция, гликолиз, трансляция. (гликолиз – процесс окисления глюкозы) 4. Крахмал, каталаза, целлюлоза. (каталаза – белок, фермент) 5. Аденин, тимин, хлорофилл. (хлорофилл – пигмент зеленого цвета) 6. Редупликация, фотолиз, фотосинтез. (редуплекация – удвоение молекулы ДНК)

Задание «Установите соответсвие между терминами и их значением» А. Клеточный центр. Б. Хромосома. В. Вакуоли. Г. Клеточная мембрана. Д. рибосома. Е. Митохондрия. Ж. хромопласты. Регулирует водный баланс. Участвует в синтезе белка. Является дыхательным центром клетки. Состоит из двух ┴ цилиндров. Выполняют функцию резервуаров в растительной клетке. Имеют перетяжки и плечи. Образует нити веретена деления. Окрашивает лепестки цветов растений. (1-Г, 2-Д, 3-Е, 4-А, 5-В, 6-Б, 7-А, 8-Ж)

Задание «Выберите прокариотические организмы»

Молекулярные основы наследственности Молекулярная биология изучает механизмы хранения и передачи наследственной информации. ДНК несет информацию о структуре полипептида. ДНК – это линейный полимер, мономерами которого являются нуклеотиды. Нуклеотид состоит из сахара дезоксирибозы, остатка фосфорной кислоты и одного из четырех азотистых оснований (А, Т, Г, Ц). В соответствии с видом азотистого основания нуклеотиды называют: пуриновыми - адениловые, гуаниловые; пиримидиновыми – тимидиловые, цитидиловые в ДНК и урациловые в РНК

Горизонтальные линии между нуклеотидами обозначают ковалентные связи, вертикальные – водородные между комплементарными нуклеотидами двух цепочек ДНК. Две длинных полинуклеотидных цепи, закрученных вправо вокруг одной оси, образуют двойную спираль ДНК. Цепи антипараллельны, то есть против 5 (фосфатного) конца одной цепи стоит 3 (ОН) – конец другой цепи. Ширина спирали 2 нм. Длина шага (полного оборота) спирали – 3,4 нм. В одном шаге 10 пар нуклеотидов. Длина нуклеотида = 0,34 нм Молярная масса аминокислоты = 100 г/моль Один белок содержит в среднем около 400 аминокислот.

Нуклеотидный состав ДНК обнаруживает следующие закономерности (правила Чаргаффа): Сумма адениловых и гуаниловых нуклеотидов равна сумме тимидиловых и цитидиловых (А+Г=Т+Ц). Число адениловых нуклеотидов равно числу тимидиловых, а число гуаниловых числу цитидиловых (А=Т; Г=Ц). Коэффициент специфичности равен отношению: А+Т / Г+Ц. В целом для животных характерно соотношение: А+Т>Г+Ц. У позвоночных соотношение: А+Т=Г+Ц. Для растений характерно: Г+Ц>А+Т Положение аминокислоты в белковой цепи определяется триплетами (генетический код)

Преобразование генетической информации в белок происходит в результате двух биохимических реакций матричного синтеза: Транскрипция Трансляция Последовательность формирования признака: Ген ДНК→и-РНК→структурный белок→признак Если произойдет ошибка в считывании триплетов, то изменится весь состав белка →генные мутации. Кодирование аминокислоты осуществляется несколькими триплетами. Для решения задачи нужно выбрать лишь один любой триплет.

Задача №1. Одна из цепей фрагмента ДНК имеет следующий состав нуклеотидов: 3..АГГЦЦАГТГ..5. Напишите нуклеотиды комплементарной цепи ДНК. Укажите на ней 3- и 5 - концы. Что означают цифры 3- и 5 ? Какие химические группы находятся на 3- и 5 -концах? Решение. Две цепи ДНК антипараллельны (разнонаправлены – против 5 (фосфатного) конца одной цепи находится 3 (ОН) конец другой цепи. Исходная цепь: 3..АГГЦЦАГТГ..5 Комплементарная цепь: 5 ТЦЦГГТЦАЦ.. 3 Цифры 3- и 5 - указывают номер углеводородного атома пентозы. На 3- конце находится гидроксильная ОН группа, на 5- конце – остаток фосфорной кислоты - фосфат.

Задача №2 Цепочка аминокислот белка рибонуклеазы имеет следующее начало: лизин-глутамин-треонин-аланин-аланин-аланин-лизин…. С какой последовательности нуклеотидов начинается ген, соответствующий этому белку? Найдите соотношение А+Т/Г+Ц - ? Решение. Белок: лизин-глутамин-треонин-аланин-аланин-аланин-лизин…. и-РНК: ААГ ЦАГ АЦУ ГЦУ ГЦУ ГЦУ ААГ ДНК: ТТЦ ГТЦ ТГА ЦГА ЦГА ЦГА ТТЦ l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l ААГ ЦАГ АЦТ ГЦТ ГЦТ ГЦТ ААГ А+Т /Г+Ц = 10+10 /11+11 = 20 /22 = 0,9

Задача № 3. Участок гена имеет следующее строение: ЦГГЦГЦТЦААААТЦГ. Определите последовательность аминокислот в полипептиде. Решение. ДНК: ЦГГ ЦГЦ ТЦА ААА ТЦГ И-РНК: ГЦЦ ГЦГ АГУ УУУ АГЦ Белок: аланин – аланин – серин – фенил-аланин – серин Ответ: Белок: аланин – аланин – серин – фенил-аланин – серин

Задача №4. Как отразится на строении белка удаление из молекулы ДНК ТЦТЦЦЦАААААГАТА пятого нуклеотида? Решение. В норме: ДНК: ТЦТ ЦЦЦ ААА ААГ АТА т-РНК: АГА ГГГ УУУ УУЦ УАУ белок: аргинин-глицин-фен.ал.-фен.ал.-тирозин После изменения: ДНК: ТЦТ ЦЦА ААА АГА ТА т-РНК: АГА ГГУ УУУ УЦЦ АУ белок: аргинин-глицин-фен.ал.-серин Ответ: в норме белок: аргинин-глицин-фен.ал.-фен.ал.-тирозин, после удаления пятого нуклеотида белок: аргинин-глицин-фен.ал.-серин

Задача №5. В молекуле ДНК одной из водорослей содержание тимина составляет 20% от общего числа азотистых оснований. Каков % А, Ц, Г в этой молекуле ДНК? Напишите полные названия нуклеотидов ДНК и РНК, содержащие одинаковые азотистые основания – А и Ц. Решение. В молекуле ДНК комплементарные пары состоят из пуринового и пиримидинового оснований: А-Т, Ц-Г. Количество пуриновых оснований равно количеству пиримидиновых. Т (пиримидиновое) – 20%, следовательно А (пуриновое) – 20%. Г (пуриновое) и Ц (пиримидиновое) – по 30%. Нуклеотиды ДНК: адениловый и цитидиловый дезоксирибонуклеотиды. Нуклеотиды РНК: адениловый и цитидиловый рибонуклеотиды. Азотистые основания обеих цепей ДНК ориентированы к середине спирали.

Задача № 6. Химический анализ показал, что в состав и-РНК входит 20% адениловых нуклеотидов, 16% уридиловых и 30% цитидиловых. Определить количество различных нуклеотидов в ДНК, с которой была копирована РНК. Решение. Определяем %-содержание гуаниловых нуклеотидов и-РНК: 100% - (30%+20%+16%)=34%. Определяем % состав цепи ДНК, с которой была синтезирована данная и-РНК. А= 16:2=8%, Т=20:2=10% Г=30:2=15%, Ц=34:2=17%. Вторая цепочка ДНК будет комплементарна данной: А=10%, Т=8%, Ц=15%, Г=17%. В целом в молекуле ДНК % содержание нуклеотидов: А=8+10=18%, Т=10+8=18%, Г=15+17=32%,Ц=17+15=32%

Задача №7. Фрагмент молекулы ДНК состоит из 268 нуклеотидов. Определите длину этого фрагмента. Решение. 1. Зная константу длины нуклеотида, равную 0,34 нм, определяем длину фрагмента молекулы ДНК, состоящую из 268 нуклеотидов: 268 · 0,34 = 101,14 (нм). 2. Поскольку это общая длина, а молекула ДНК 2-х цепочечная, то 101,14 : 2 = 50,57 (нм) Ответ: длина фрагмента молекулы ДНК из 268 нуклеотидов равна 50,57 нм. Задача №8. Участок молекулы ДНК состоит из 3680 нуклеотидов. Определите длину участка. (Ответ: 625,6 нм).

Задача № 9. Одноцепочечный фрагмент молекулы ДНК содержит информацию о 750 аминокислотах. Какова длина этого фрагмента? Решение. Поскольку одна аминокислота кодируется тремя нуклеотидами, то определим кол-во нуклеотидов в данном фрагменте ДНК: 750 · 3 = 2250 (нуклеотидов) Длина одного нуклеотида = 0,34 нм, определим длину фрагмента молекулы ДНК: 2250 · 0,34 = 765 (нм) Ответ: длина фрагмента ДНК из 750 аминокислот равна 765 нм.

Задача № 10. Молекулярная масса белка Х=100 000. Определите длину и вес фрагмента молекулы соответствующего гена. Решение. 1.Определяем кол-во аминокислот в белке Х, зная, что молярная масса аминокислоты = 100г/моль: 100 000:100 = 1 000 аминокислот 2. Определяем кол-во нуклеотидов одной из цепей гена, несущего программу белка Х: 1 000 · 3=3 000 3. Определяем длину этой цепи, зная, что длина нуклеотида = 0,34 нм: 3 000·0,34=1 020(нм), такова же длина гена двухцепочечного участка ДНК. 4. Молярная масса нуклеотида = 345 г/моль, следовательно вес фрагмента равен весу двух цепей гена 6 000·345=2 070 000.