Методические рекомендации для студентов

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«КРАСНОЯРСКИЙ МЕДИКО-ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ И СО ЦИАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

на базе основного общего образования

на базе среднего (полного) общего образования

Специальность Фармация

Квалификация фармацевт

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

К ПРАКТИЧЕСКОМУ ЗАНЯТИЮ № 1

Тема: «МОЛЕКУЛЯРНЫЕ И ЦИТОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ»

Согласовано на заседании ЦМК

№ протокола …………….

«___»____________ 2011 г.

Председатель ЦМК «Общепрофессиональных дисциплин»

(подпись) ……………… Донгузова Е. Е

Составитель …………….. (Плетюх Е.А.)

Красноярск 2011

Методические рекомендации для студентов

Тема «Молекулярные и цитохимические основы наследственности»

Значение изучения темы:

С момента открытия клетки Гуком в 1665 году, формирования теории клеточного строения всего живого Шванном и Шлейденом, проблема строения и организации клетки – элементарной единицы биологической системы, лежит в основе изучения всего живого на всех уровнях его организации.

По химическому составу клетки различных организмов различны, что зависит от выполняемых ими функций и ее морфологических особенностей. Однако, элементы, входящие в ее состав, одинаковы. Все химические элементы участвуют в образовании химических соединений. Наличие воды – обязательное условие жизненной активности клетки. Все физиологические процессы происходят только в водной среде. Чем выше содержание воды, тем интенсивнее жизнедеятельность клетки. Углеводы служат основным источником энергии в клетке. Нуклеиновые кислоты обеспечивают хранение, реализацию и передачу наследственной информации. Реализуется наследственная информация в виде белковых молекул.

На основе теоретических знаний и практических умений обучающийся должен

Знать:

· Строение и химический состав клетки

· ДНК – носитель наследственной информации

· Строение и функции РНК

· Генетический код и его свойства

· Синтез белка

Уметь:

· Пользоваться кодовыми таблицами по составу аминокислот

· Решать задачи по молекулярной биологии

Студент должен овладеть общими компетенциями:

ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

План изучения темы:

1. Контроль исходного уровня знаний:

1. Какие химические элементы входят в состав клетки?

2. Какие неорганические вещества входят в состав клетки?

3. Каково значение воды для жизнедеятельности клетки?

4. В чем разница между органическими и неорганическими веществами?

5. Какие органические вещества входят в состав клетки?

6. Что такое мономеры и полимеры?

7. Почему белковую молекулу называют полимером?

8. Чем характеризуется первичная, вторичная, третичная и четвертичная структуры белка?

9. Что такое денатурация белка?

10. Какие функции белка вам известны?

11. Сколько аминокислот входит в состав белка?

12. Чем обусловлено многообразие белков?

13. Каковы функции жиров в клетке и организме?

14. Где в клетке расщепляются жиры?

15. Почему жиры являются наиболее эффективным источником энергии в клетке?

16. Какие запасные углеводы имеются в растительных и животных клетках?

17. Какие функции выполняют углеводы в клетке и в организме?

18. Чем отличается строение молекул ДНК и РНК?

19. Какие виды РНК имеются в клетке?

20. Из чего состоит мембрана живой клетки и какими свойствами она обладает?

21. Какие функции выполняет мембрана живой клетки?

22. Какие клеточные органеллы имеют мембранное строение?

23. У каких органелл двойные мембраны?

24. Какие органеллы не имеют мембранного строения?

25. Каковы основные функции ядра?

26. Какова роль ДНК в процессе биосинтеза белка?

27. Каким образом происходит передача (транскрипция) информации с ДНК на РНК?

28. Какова роль иРНК в процессе биосинтеза белка?

29. Каково строение рибосом, где они образуются и размещаются?

30. Какой процесс при биосинтезе называют трансляцией?

2. Краткое содержание темы:

Существует два основных морфологических типа клеток, различающиеся по организации генетического аппарата: эукариотический и прокариотический. Эукариотическая клетка состоит из трех основных компонентов: ядра, плазмалеммы и цитоплазмы. Органоиды клетки делятся на немембранные, одномембранные и двумембранные.

В живых организмах содержится большое количество химических элементов. Они образуют два класса соединений – неорганические и органические.

В клетках разных организмов обнаружено около 70 элементов периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, но лишь 24 из них имеют значение и встречаются во всех типах клеток – это макроэлементы, микроэлементы, ультрамикроэлементы.

К неорганическим соединениям относятся вода, минеральные соли, кислоты; к органическим – белки, липиды, углеводы, нуклеиновые кислоты.

Ген – функциональная единица наследственности, представляющая собой участок молекулы ДНК. Гены прокариот и эукариот имеют различное строение. Выделяют виды генов: регуляторные, структурные, функциональные. Эти гены обладают общими свойствами: репликация, транскрипция, мутация, рекомбинация, репарация.

Биосинтез белка представляет собой начальный этап реализации генетической информации. В биосинтезе белков принимают участие разнообразные вещества и структуры. Различают несколько этапов: транскрипция, процессинг, активация и транспорт аминокислот, трансляция.

3. Самостоятельная работа:

Адание №1.

Зарисуйте модель темы «Химический состав клетки»

Задание № 2.

Заполнить таблицу «Классификация углеводов и их характеристика»

Углеводы Сп(Н2О)п
Тип углеводов	Пример, формула	Характеристика	Функции
Моносахариды	Глюкоза
Дисахариды	Мальтоза
Полисахариды	Амилопектин

Задание №3.

Заполнить таблицу «Нуклеиновые кислоты».

Нуклеиновые кислоты – природные высокомолекулярные биополимеры, обеспечивающие хранение и передачу наследственной информации в живых организмах.
Признаки	ДНК	РНК
Нахождение в клетке
Нахождение в ядре
Строение макромолекулы
Состав нуклеотида
Свойства
Функции

Задание № 4.

Решить задачи.

Задача 1.

Одна из цепей фрагмента молекулы ДНК имеет следующее строение:

1. Г-Т-А-А-Ц-Г-Т-Г

2. А-Т-Т-А-А-Ц-Г-Ц

3. Т-Г-Г-Ц-А-Г-Т-А

4. Т-Т-А-А-Т-Ц-Г-Г

Укажите строение противоположной цепи ДНК .

Задача 2.

Первые 10 аминокислот в цепи В инсулина: фенилаланин – валин – аспарагиновая кислота – глутамин – гистидин – лейцин – цистеин – глицин – серин – гистидин.Определите структуру участка ДНК, кодирующего эту часть цепи инсулина.

Задача 3.

Участок молекулы ДНК, кодирующий часть полепептида, имеет следующее строение: АЦЦАТТГАЦЦАТГАА. Определите последовательность аминокислот в полипептиде.

Необходимые пояснения:

· средняя молекулярная масса одного аминокислотного остатка принимается за 120

· вычисление молекулярной массы белков:

а

М_min = ----- · 100%

в

где М_min - минимальная молекулярная масса белка,

а – атомная или молекулярная масса компонента,

в - процентное содержание компонента

Задача №4.Белок содержит 0,5% глицина. Чему равна минимальная молекулярная масса этого белка, если М _{глицина} = 75,1? Сколько аминокислотных остатков в этом белке?

Задачи по теме «Нуклеиновые кислоты»

Необходимые пояснения:

· относительная молекулярная масса одного нуклеотида принимается за 345

· расстояние между нуклеотидами в цепи молекулы ДНК (=длина одного нуклеотида)- 0, 34 нм

· Правила Чаргаффа:

1. ∑(А) = ∑(Т)

2. ∑(Г) = ∑(Ц)

3. ∑(А+Г) = ∑(Т+Ц)

Задача №5.На фрагменте одной нити ДНК нуклеотиды расположены в последовательности:

А-А-Г-Т-Ц-Т-А-Ц-Г-Т-А-Т.

Определите процентное содержание всех нуклеотидов в этом гене и его длину.

Задача №5. В молекуле ДНК на долю цитидиловых нуклеотидов приходится 18%. Определите процентное содержание других нуклеотидов в этой ДНК.

Задание № 5.

Зарисовать схему синтеза белка.

Задание №6.

Заполнить таблицу «Строение эукариотической и прокариотической клетки»

Части и органоиды клетки	Рисунок	Функции	Эукариотическая клетка	Прокариотическая клетка
Клеточная мембрана
ЭПС
Рибосомы
Митохондрии
Аппарат Гольджи
Лизосомы
Органоиды движения
Клеточная стенка
Ядро
Вакуоли
Пластиды