Задание по молекулярной биологии для учащихся 10-11 классов

Задания по молекулярной биологии для учащихся 10-11 классов.

Задание № 1

«Синтез белковой молекулы»

Основная часть работы рассчитана на 30 минут.

Вопрос 1

Ответьте на вопросы:

1. Чем определяется многообразие белков?

2. Где заключена запрограммированная наследственная информация о структуре белка?

3. Что называется геном?

4. Как закодированы аминокислоты?

5. Сколько кодов может быть у аминокислоты?

6. Какое значение имеют несколько кодов у одной аминокислоты?

Вопрос 2

Используя таблицу в учебнике:

а) по принципу комплементарности к данной цепи гена на цепи ДНК

-А-Т-Г-Г-Ц-Ц-А-А-А-Т-Т-А-Г-Г-Ц-Ц-Ц-Г- достройте недостающую цепь ДНК. Определите состав цепи при транскрипции, постройте цепь иРНК.

б) Какие нуклеотиды, и в каком порядке составляют ген, если известно, что в молекуле белка аминокислоты расположены в следующей последовательности: Лизин – лейцин – цистеин – пролин – валин –

Дополнительное задание:

1. Известен фрагмент полипептидной цепочки

- ала – ала – цис – глу- ала – тир –мет – арг – лиз – фен –

Определите последовательность нуклеотидов участка гена, несущего информацию для указанной полипептидной цепи.

2. Дана последовательность нуклеотидов участка гена:

-А-А-Т-Т-Т-Г-Ц-Ц-А-Ц-А-Ц-А-А-Т-Г-Ц-А-А-Т-Г-

Определите первичную структуру белковой молекулы, закодированной данной последовательностью нуклеотидов.

3. На фрагменте ДНК, имеющем состав

-А-Г-Т-Ц-Ц-Ц-Т-А-Г-А-А-Т-

Синтезирован фрагмент и-РНК. Укажите его состав.

4. Какой принцип лежит в основе удвоения молекул ДНК. По этому принципу достройте недостающую цепь к следующей последовательности нуклеотидов в ДНК

- ААТ –ТГЦ – АТЦ –ЦТГ – ГГА – ААТ – АТЦ –

Укажите последовательность нуклеотидов в и-РНК и закодированную в ней пептидную цепь.

5. Из общего количества нуклеотидов в ДНК гуанинов содержится 30 %. Каково содержание аденинов?

6. Определите первичную структуре белка, закодированного в левой цепи гена, если участок его правой цепи имеет следующую последовательность нуклеотидов:

- А –А – Т –А – Т – Г – Ц –А – Ц – Г – Ц – А - …

7. Пользуясь таблицей кода ДНК, определите какие аминокислоты кодируют триплеты

АТГ – ААТ - ГАЦ - ТТТ –

Какими триплетами закодированы аминокислоты:

Вал - Гли - Сер –

8. В цепи ДНК находится 16 % цитозинов. Определите процентное содержание тиминов, аденинов.

9. Какую аминокислоту транспортирует т-РНК с кодом

т-РНК – ЦУУ т-РНК – ГГА

10. Из общего количества нуклеотидов в ДНК тимина содержится 880, что составляет 21%. Каково содержание гуанинов в данной цепи.

11. На фрагменте ДНК, имеющем состав

-Ц-Ц-А-Ц-Г-Т-Г-Т-Ц-Т-Т-Ц- синтезирован фрагмент и-РНК. Укажите его состав.

12. Пользуясь таблицей кода и-РНК, определите, какие аминокислоты кодируют триплеты

УАЦ - ЦАУ - ГГУ - УУУ –

Какими триплетами закодированы аминокислоты

Глн - иле –

13. В цепи ДНК всего 3200 нуклеотидов. Из них цитозинов 26 %. Определите содержание аденинов, тимина.

14. В цепи ДНК аденина находится 16 %. Определите процентное содержание тимина, гуанина, цитозина.

15. Каким может быть аминокислотный состав фрагментов белковых молекул, синтезированных в рибосомах в присутствии следующих фрагментов и-РНК

–Г-Г-У-Ц-А-Г-У-Ц-Г-Ц-У-Ц-Ц-У-Г-А-У-У-

Задание №2

«Митоз и мейоз»

Цель: выявить особенности протекания митоза и мейоза, сравнить их между собой. Развивать навык самостоятельности при заполнении таблиц и выполнении тестовых заданий.

Вопрос 1 Ответьте устно на вопросы:

1. Что такое митоз и мейоз?

2. В каких клетках проходят эти процессы?

3. Какой набор хромосом в соматических и какой – в половых клетках?

4. Сколько раз делятся исходные клетки при митозе и мейозе?

5. Сколько клеток образуется при митозе и мейозе?

6. Какой набор хромосом имеют клетки, образовавшиеся при митозе и мейозе?

7. Что такое интерфаза? Что происходит с клеткой в интерфазу? Как она проходит при митозе и мейозе?

8. Какие выстраиваются хромосомы у экватора в метафазе митоза? А в мейозе – при первом и втором делении?

9. Что такое конъюгация и кроссинговер и когда они проходят в клетке?

10. Каково биологическое значение митоза и мейоза?

Вопрос 2 Используя материалы учебника, сравните митоз и мейоз и в течение 5-7 минут, составьте и заполните таблицу: «Отличия митоза и мейоза».

Вопрос 3 Прочитайте внимательно каждое утверждение, истинно оно или ложно. Если утверждение верно, то напротив соответствующей цифры в тетради поставьте «+», если утверждение не верно - «–».

1. Интерфаза – это период между двумя делениями клетки, во время которого происходит удвоение числа молекул ДНК.

2. В результате митоза образуются две дочерние гаплоидные клетки.

3. Митоз и мейоз имеют по одному делению, состоящему из профазы, метафазы, анафазы и телофазы.

4. Мейоз служит основой комбинативной изменчивости организмов.

5. Перед митозом и мейозом происходит самоудвоение молекул ДНК в хромосомах.

6. Конъюгация хромосом происходит в профазу митоза и мейоза.

7. В метафазе и митоза, и мейоза удвоенные хромосомы выстраиваются по экватору клетки порознь.

8. Кроссинговер хромосом происходит в профазу 1 мейоза.

9. При мейозе между первым и вторым делением интерфаза отсутствует.

10. В результате митоза, из одной материнской клетки может образоваться четыре и более дочерних клеток.

11. Мейоз состоит из двух делений, каждое из которых включает те же фазы, что и митоз: профазу, метафазу, анафазу и телофазу.

12. В результате митоза образуются две новые клетки с идентичными наборами хромосом, точно копирующими генетическую информацию материнской клетки.

13. При митозе конъюгации и кроссинговера не происходит.

14. Соматические клетки образуются в результате мейоза.

15. В первом делении мейоза количество хромосом уменьшается в два раза, а во втором – остается прежним.

Задание № 3

«Решение генетических задач»

Цель: научиться оформлению условий генетических задач, на основе знаний законов наследования признаков Менделя выполнить их решение.

Задание 1 Ознакомьтесь с условными обозначениями и записью условия генетической задачи.

​​​​​​​

Задание 2 Прочитайте условие задач и выполните их решение, используя условные обозначения.

1. Ген черной масти у крупнорогатого скота доминирует над геном красной масти. Какое потомство F1 получится от скрещивания чистопородного черного быка с красными коровами? Какое потомство F2 получится от скрещивания между собой гибридов?

2. Способность человека ощущать горький вкус фенилтиомочевины (ФТМ) – доминантный признак, ген которого (Т) локализован в 17-й аутосоме. В семье мать и дочь ощущают вкус ФТМ, а отец и сын не ощущают. Определить генотипы всех членов семьи.

3. У человека ген, вызывающий одну из форм наследственной глухонемоты, рецессивен по отношению к гену нормального слуха. От брака глухонемой женщины с нормальным мужчиной родился глухонемой ребенок. Определить генотипы всех членов семьи.

4. Седая прядь волос у человека – доминантный признак. Определить генотипы родителей и детей, если известно, что у матери есть седая прядь волос, у отца – нет, а из двух детей в семье один имеет седую прядь, а другой не имеет.

5. Одна из форм шизофрении наследуется как рецессивный признак. Определить вероятность рождения ребенка с шизофренией от здоровых родителей, если известно, что бабушка со стороны отца и дед со стороны матери страдали этими заболеваниями.

6. Ирландские сеттеры могут быть слепыми в результате действия рецессивного гена. Пара животных с нормальным зрением дала помет из нескольких щенков, один из которых оказался слепым. Установить генотипы родителей. Один из зрячих щенят из этого помета должен быть продан для дальнейшего размножения. Какова вероятность того, что он гетерозиготен по гену слепоты?

7. От скрещивания комолого (безрогого) быка с рогатыми коровами получились комолые и рогатые телята. У коров комолых животных в родословной не было. Какой признак доминирует? Каков генотип родителей и потомства?

8. При скрещивании серых мух друг с другом в их потомстве F1 наблюдалось расщепление. 1392 особи были серого цвета и 467 особей – черного. Какой признак доминирует? Определить генотипы родителей.

9. При скрещивании между собой растений красноплодной земляники всегда получаются растения с красными ягодами, а белоплодной – с белыми. В результате скрещивания обоих сортов получаются розовые ягоды. Какое потомство получится при опылении красноплодной земляники пыльцой растения с розовыми ягодами?

10. У растения «ночная красавица» наследование окраски цветов осуществляется по промежуточному типу. Гомозиготные организмы имеют красные или белые цветы, а у гетерозигот они розовые. При скрещивании двух растений половина гибридов имела розовые, а половина – белые цветки. Определить генотипы и фенотипы родителей.

11. У морских свинок ген черной окраски шерсти W доминирует над аллелем w, обуславливающим белую окраску. Короткошерстность определяется доминантным геном L, а длинношерстность его рецессивным аллелем l. Гены окраски и длины шерсти наследуются независимо. Гомозиготное черное короткошерстное животное было скрещено с гомозиготным белым длинношерстным. Какое потомство получится от возвратного скрещивания свинок из F1 c родительской особью?

12. У дрозофилы серая окраска тела и наличие щетинок – доминантные признаки, которые наследуются независимо. Какое потомство следует ожидать от скрещивания желтой самки без щетинок с гетерозиготным по обоим признакам самцом?

Задание № 4

«Составление родословной»

Цель работы: научиться применять генеалогический метод для анализа наследования различных заболеваний.

Условные обозначения и термины:

Пробанд – лицо, с которого начинается исследование семьи и составляется родословная.

Сибсы – в генетике человека братья и сёстры, но не гомозиготные близнецы.

Вопрос 1 Наследование глухонемоты в ряду поколений.

В медико-генетическую консультацию обратился юноша (пробанд), страдающий глухотой. У него есть сестра с нормальным слухом. Мать и отец пробанда также имеют нормальный слух. У матери пробанда пять сестёр с нормальным слухом и один брат, страдающий глухотой. Три сестры матери замужем за здоровыми мужчинами. У одной сестры матери пробанда растёт здоровая дочь, у второй – здоровый сын, у третьей – здоровая дочь и глухой сын. Бабка пробанда по линии матери и её муж были здоровы. У бабки пробанда по линии матери есть три здоровые сестры и два брата, один здоровый, другой – глухой. Здоровые сёстры бабки по линии матери имели здоровых мужей, а здоровый брат был женат на здоровой женщине. У первой сестры бабки пробанда четыре здоровые дочери и один глухой сын. У второй сестры бабки здоровая дочь и глухой сын. У третьей сестры бабки здоровая дочь и два сына, один здоровый, другой глухой. Отец и мать бабки пробанда по линии матери здоровы.

Заболевание наследуется по рецессивно-аутосомному типу.

Определить: Какова вероятность рождения здоровых детей в семье пробанда, если он женится на здоровой женщине, отец которой страдает тем же недугом, что и пробанд. Составить генеалогическое древо, определить вероятность рождения здоровых детей.

* Глухонемота связана с врождённой глухотой, которая препятствует усвоению речи. Глухота может быть звуковоспринимающего и звукопроводящего типов. Наследственно обусловлено около половины всех заболеваний глухонемотой.

Вопрос 2 Изучение особенностей наследования рахита в ряду поколений.

В медико-генетическую консультацию обратилась молодая пара, собиравшаяся вступить в брак, но обеспокоенная здоровьем будущих детей. Их тревога объясняется тем, что молодые люди – троюродные брат с сестрой. Юноша (пробанд) страдает рахитом, который не излечивается обычными дозами витамина D. эта форма рахита наследуется по доминантному типу, сцеплено с полом. Сестра пробанда здорова, мать больна рахитом, отец здоров. У матери пробанда двое братьев – оба здоровы. Дед пробанда по лини матери болен, бабка здорова. Дед имел двух братьев: здорового и больного. У здорового брата деда от здоровой жены было два здоровых сына. У больного брата деда жена была здорова, от их брака родились две больные дочери и здоровый сын. У одной больной дочери брата деда пробанда от здорового мужа родилась здоровая дочь; у другой больной дочери, состоящей в браке со здоровым мужчиной, родилось два сына, один из которых болен, и больная дочь. У здорового сына брата деда пробанда жена здорова, здоровы и их дети – мальчики-близнецы.

Составьте родословную. Определите вероятность рождения здоровых детей в семье пробанда, если он вступит в брак со своей здоровой троюродной сестрой.

* Рахит, не поддающийся лечению витамином D, наследуется по доминантному типу, сцепленному с полом. Клиническая картина сходна с рахитом. Характерно искривление длинных трубчатых костей, голеностопные и коленные суставы деформированы. При отсутствии лечения дети утрачивают способность ходить.