Робочий зошит з біології, розроблений для опрацювання практичних і лабораторних робіт.

Про матеріал
Робочий зошит має таку структуру: практичні заняття по основних розділах: біорізноманіття, обмін речовин, спадковість і мінливість, репродукція та розвиток. В зміст практичних занять включені питання для контролю вихідного рівня знань, який оцінюється викладачем.
Перегляд файлу

1

 

Бориславський фаховий медичний коледж

БІОЛОГІЯ

Аніскова Т.М.                                                      

Результат пошуку зображень за запитом біологіяЗошит                                                                         для практичних робіт

1-ий курс

«сестринська справа»

«лікувальна справа»

 

 

 

    

Результат пошуку зображень за запитом біологія

 

 

 

Борислав – 2020

 

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

Перед початком роботи уважно ознайомтеся з правилами безпеки під час виконання лабораторної роботи чи практичного досліду.                                                                                           1. Насамперед треба підготувати робоче місце. Нічого зайвого на робочому столі не повинно бути.                                                                                                                                                               2. Уважно вислухайте завдання та пояснення викладача.                                                                         3. Користуйтеся лабораторним інструментом за його призначенням.                                                     4. Кожну роботу виконуйте чітко з інструкцією.                                                                                       5. Категорично забороняється пробувати на смак будь-які речовини.                                                                          6. Завжди треба знати і пам’ятати місце знаходження в кабінеті протипожежних засобів і аптечки першої долікарняної допомоги та вміти ними користуватися.                                                    7. Закінчивши роботу. Приведіть в порядок своє робоче місце: зберіть книжки, витріть на сухо інструмент і лабораторний стіл тощо.

 

 

АЛГОРИТМ ВИКОНАННЯ РОБОТИ

І. Хід роботи                                                                                                                                                        1. Приступаючи до вивчення обєкта, прочитайте завдання інструктивної картки. За допомогою підручника ознайомтесь з будовою обєкта.                                                                            2. Використовуючи інструменти, працюйте і руками: це найчутливіше знаряддя.                                  

ІІ. Оформлення результатів                                                                                                                            Спосіб оформлення практичних робіт залежить від змісту кожної роботи.                                                 

ІІІ. Висновок                                                                                                                                        Висновок – це результат, до якого ви маєте прийти у процесі виконання роботи. Він має вигляд біологічного диктанту або узагальнюючих запитань.                                                                

IV. Перевірте себе                                                                                                                                   Роботи доповнені завданнями, які допоможуть викладачеві оцінити рівень засвоювання студентом матеріалу.

 

 

 

 

 

 

 

Практичне заняття №1                                                                                                                         Тема: Визначення таксономічного положення виду                                                                               в системі органічного світу.

Мета:                                                                                                                                                                - удосконалити вміння розпізнавати рослини й тварини та визначати їхнє систематичне положення в системі органічного світу;                                                                                              - розвивати уміння застосовувати знання про критерії виду на практиці;                                                - визначати місце видів у системі органічного світу.                                                                                                                                                                              Обладнання й матеріали: ілюстрації (гербарії, натуральні об’єкти тощо) двох видів одного роду, енциклопедії та визначники рослин і тварин.

Інформаційний матеріал

   Усі існуючі на Землі організми розподілені на чотири царства: Дробянки, Гриби, Рослини, Тварини. Дробянки  належать до прокаріотів; гриби, рослини, тварини до еукаріотів. Дробянки, гриби, рослини, тварини мають клітинну будову. Віруси мають неклітинну будову.             

Система органічного світу

http://www.subject.com.ua/biology/zno/zno.files/image052.jpg

Класифікація – це розділ систематики, в якому живі організми розподіляють за певною системою ієрархічно організованих категорій – таксонів. Таксони – це систематичні групи організмів, повязані тим чи іншим ступенем спорідненості. Класифікувати організм певного виду – це визначити ступінь його подібності й відмінності від інших організмів та вказати місце в системі органічного світу. Розподіл організмів на групи здійснюється за допомогою систематичних категорій, якими є: домен, царство, тип, клас, ряд, родина, рід і вид. Домени поєднюють царства, царства поєднюють типи і т. д..                                                                                       Вид – це є основна і найменша одиниця класифікації. Назва виду згідно з принципом бінарної номенклатури складається з двох слів: перше слово вказує на родову належність, а друге на видову. Наприклад: пес свійський або яблуня домашня.                                                

Критерії виду – ознаки подібності між особинами одного виду, а також ознаки, за допомогою яких один вид відрізняють від іншого. Видову самостійність особин встановлюють за такими критеріями:                                                                                                                                                          - морфологічний (зовнішні ознаки);                                                                                                               - фізіологічний (процеси життєдіяльності, подібності розмноження);                                                           - каріотипічний або генетичний (пов’язаний з визначенням кількості хромосом та особливостей їхньої будови);                                                                                                                           - біохімічний (перебіг біохімічних реакцій, будова і склад макромолекули);                                          - географічний (певна територія або ареал);                                                                                                                    - екологічний (пристосування до довкілля).                                                                                         Отже, види і належність особини до певного виду визначають за сукупністю ознак – критеріїв, які взаємно доповнюють один одного.

Таксономічне положення виду тварин

Домен (Надцарство)               Еукаріоти                                                                                         Царство                                   Справжні  тварини                                                                                                 Тип                                          Хордові                                                                                                                         Клас                                         Ссавці                                                                                                             Ряд                                           Псоподібні                                                                                                        Родина                                     Псові                                                                                                                      Рід                                            Пес                                                                                                                        Вид                                          Пес свійський

Таксономічне положення виду рослин

Домен (Надцарство)                   Еукаріоти                                                                                               Царство                                       Зелені рослини                                                                                    Відділ                                          Стрептофіти                                                                                            Клас                                             Квіткові                                                                                                    Порядок                                      Розоцвіті                                                                                            Родина                                         Розові                                                                                                           Рід                                               Яблуня                                                                                                               Вид                                              Яблуня домашня

Приклад: біологічна класифікація людини (вид Людина розумна):

  •                  Домен  Ядерні (Eukaryota)
  •                  Царство  Тварини (Metazoa)
  •                  Тип  Хордові (Chordata)
  •                  Підтип  Черепні (Craniata)
  •                  Надклас  Щелепні (Gnathostomata)
  •                  Клас  Ссавці (Mammalia)
  •                  Підклас  Плацентарні, або вищі звірі (Eutheria)
  •                  Ряд  Примати (Primates)
  •                  Родина  Гомініди (Hominidae)
  •                  Рід  Людина (Homo)
  •                  Вид — Людина розумна (Homo sapiens)

 

Хід роботи

Завдання №1.  Розглянути запропоновані малюнки та фотографії тварин. За допомогою визначників та енциклопедій визначити їхню назву й систематичне положення. Вказати назви систематичних категорій, до яких вони належать: вид, рід, родина, ряд, клас, тип, царство, домен.

Основні таксономічні категорії обов'язково присутні в класифікації будь-якого організму, і є такими:

  •                  Домен (domain)
  •                  Царство (regnum)
  •                  Тип (phylum) (для тварин) або Відділ (division ) (для рослин, бактерій, архей та грибів)
  •                  Клас (classis)
  •                  Ряд (ordo) (для тварин) або Порядок (для рослин та ін.)
  •                  Родина (familia)
  •                  Рід (genus)
  •                  Вид (species)

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Завдання №2.  Розглянути запропоновані малюнки та гербарії рослин. За допомогою визначників та енциклопедій визначити їхню назву й систематичне положення. Вказати назви систематичних категорій, до яких вони належать: вид, рід, родина, порядок, клас, відділ, царство, домен.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Завдання  №3. Дати визначення термінам:                                                                                                                                             Систематика - ________________________________________________________________                     _____________________________________________________________________________  Біологічна систематика - _______________________________________________________  _____________________________________________________________________________  Класифікація - ________________________________________________________________                                        _____________________________________________________________________________ Таксон - _____________________________________________________________________       _____________________________________________________________________________ Вид - ________________________________________________________________________                _____________________________________________________________________________ Критерії виду - ________________________________________________________________             _____________________________________________________________________________

Завдання  №4. Сформулювати висновок щодо систематичного положення організмів та його визначення.                                                                                                                                         Зовнішніми ознаками організму виявляється ­­­__________________ критерій виду. Каріотип (кількість, форма, розмір хромосом) виду визначає ____________________ критерій. Певна екологічна ніша, яку займає вид, визначає ________________ критерій. Територія або екваторія, яку займають представники одного виду, визначає __________________ критерій.      __________________ критерій дозволяє визначити вид за наявністю певних хімічних речовин. __________________ критерій полягає у подібності процесів життєдіяльності.                

Запитання для самоконтролю

  1. Назвіть сучасні методи систематики.
  2.  Назвіть основні систематичні категорії.

Оцінка _______ балів

Підпис викладача _________

Практичне заняття №2                                                                                                                        Тема: Будова клітин прокаріотів і еукаріотів.

Мета:                                                                                                                                                       - вивчення будови клітин прокаріотів та еукаріотів;                                                                                          - з’ясування спільних та відмінних рис у будові клітин прокаріотів та еукаріотів;                                                                  - розпізнавати органоїди клітини еукаріотів, характеризувати їх будову та функції.

Обладнання та матеріали: мікроскоп, предметне й покривне скельце, склянка з водою, піпетка, таблиці: «Будова прокаріотичної клітини», «Будова еукаріотів». Мікроскопи, предметні і покривні скельця, пробірки з синьо-зеленими водоростями, електронно-мікроскопічні фотографії.

Інформаційний матеріал

  За рівнем організації живі організми поділяють на прокаріоти та еукаріоти.                                       Прокаріотидо ядерні організми, які не мають типово сформованого ядра, ядерної мембрани і хромосомного апарату. До прокаріотів належать бактерії, ціанобактерії. Передавання і реалізація генетичної інформації відбувається через нуклеоїд – ядерну речовину, представлену кільцевою молекулою ДНК, не відмежовану від цитоплазми і локалізовану в центральній частині клітини.  Прокаріотична клітина оточена мембраною, яка відокремлює цитоплазму від клітинної стінки, до складу якої входять глікопептид і муреїн.                                                                                                                                   У прокаріотів відсутні мітохондрії, пластиди, центріолі, апарат Гольджі, ендоплазматична сітка, лізосоми.                                                                                                                                                            Прокаріотичні рибосоми значно менших розмірів, ніж еукаріотичні. Середній розмір клітин прокаріотів – від 0,1 до 10 мкм. Переважна більшість прокаріотів є одноклітинними організмами. Розмножуються прокаріоти шляхом поділу (бінарне розмноження).

Форма бактерій різноманітна:                                                                                                                                 - сферичні (стафілококи, стрептококи, диплококи, сарцини) – вони викликають захворювання верхніх дихальних шліхів, фурункульоз, харчові отруєння;                                                                                        - паличковидні (стрептобацили, диплобацили) – є збудниками чуми, сибірської виразки, правця, черевного тифу, туберкульозу;                                                                                                                                      - спіралевидні (бліда спірохета) - збудник сифілісу;                                                                                                - вібріони (у вигляді коми) є збудником холерного вібріону.

Серед прокаріотів є гетеротрофи і автотрофи. До гетеротрофів відносять сапротрофи і паразити; а до автотрофів фототрофи і хемотрофи. Автотрофи самостійно синтезують органічні речовини з неорганічних, а гетеротрофи споживають уже готові. Фототрофи утворюють органічні речовини з використанням енергії світла. Фотосинтез здійснюють ціанобактерії, пурпурові бактерії та деякі архебактерії. Хемотрофні організми  утворюють органічні речовини за рахунок енергії хімічних реакцій. Наприклад: нітрифікуючі бактерії окислюють аміак до нітритів, а згодом, до нітратів, сіркобактерії окислюють сірководень та інші сполуки Сульфуру до сульфатної кислоти.  Гетеротрофні прокаріоти поділяють на три великі групи: сапротрофи, паразити і симбіонти. Сапротрофи споживають мертву органіку, паразити живляться органічними речовинами живих організмів, завдаючи їм шкоди. Симбіонти теж споживають органічні речовини живих організмів, але роблять це на взаємовигідній основі, тобто приносять користь.                                                       Прокаріоти можуть бути аеробами та анаеробами. Аероби  живуть лише в умовах наявності вільного кисню. Анаеробам кисень є смертельною отрутою. Але є ще факультативні аероби, які можуть обходитися без кисню.                                                                                                                                     Еукаріоти – це клітини найпростіших організмів (гриби, рослини, тварини). Вони мають ядро (одне або декілька), хоча деякі з них втрачають ядро під час дозрівання (ситоподібні трубки, еритроцити). Цитоплазма еукаріотів містить різноманітні органели, багато з яких оточені двома (мітохондрії, ядро, пластиди) або однією (ендоплазматична сітка, комплекс Гольджі, вакуолі, лізосоми) мембранами. Є ще органели які позбавлені мембран – не мембранні (рибосоми, клітинний центр). Окрім вище згаданих загальних органел є і спеціальні органели, які містяться у клітинах тієї чи іншої тканини (тонофібрини у клітинах епітелію, міофібрили у м’язових клітинах, нейрофібрили у нервових клітинах та деякі інші). Розміри їх від 10-100мкм. ДНК у них лінійна, яка знаходиться у хромосомах. У ядрі відбувається синтез РНК, а у цитоплазмі – синтез білку. Вид метаболізму лише аеробний. Наявне внутрішньоклітине травлення. Клітини еукаріотів поділяються шляхом мітозу або мейозу.

 Хід роботи

Завдання №1. Приготувати препарат із шкірки цибулі. Для цього потрібно зняти  із внутрішньої поверхні м’ясистої лусочки цибулі тоненьку плівку. Кусочок плівки помістити на предметне скло в краплю розчину Люголя. Накрити покривним склом. Провести мікроскопію при малому збільшенні (об’єктив 8), а потім при великому збільшенні (об’єктив 40). Замалювати декілька клітин і позначити  цитоплазму, ядро, вакуолю, оболонку клітини.

 

 

 

Завдання №2. Зробити відповідні позначення на схемі будови бактеріальної клітини:

 

Результат пошуку зображень за запитом бактеріальна клітина фото1 -                                                                                       2  -                                                                                      3 -                                                                                      4 -                                                                                       5 -                                                                                                 6 -                                                                                               7 -                                                                                         8 -                                                                                                                9 -                                                                                                                                     10 -                                                                                                     11 -
 

Завдання №3. Зробити  відповідні позначення на схемі будови еукаріотичної клітини (тваринної та рослинної):

Результат пошуку зображень за запитом еукаріотична  клітина фото

Завдання №4. Заповнити таблицю: «Порівняльна характеристика клітин прокаріот і еукаріот» (є - немає)

0знаки

Прокаріоти

Еукаріоти

1.Зовнішння клітина мембрана

 

 

2. Ядро вкрите ядерною оболонкою

 

 

3. Генетичний апарат

 

 

4. Ендоплазматична сітка

 

 

5. Рибосоми

 

 

6. Клітинний центр

 

 

7. Мітохондрії

 

 

8. Комплекс Гольджі

 

 

9. Лізосоми

 

 

10. Джгутики

 

 

 

Завдання  №5. Дати визначення термінам:  

Клітина - _______________________________________________________________________

Прокаріоти - ____________________________________________________________________                     _______________________________________________________________________________  Еукаріоти - _____________________________________________________________________  _______________________________________________________________________________  Цитоплазма - ____________________________________________________________________                                        ________________________________________________________________________________ Ядро - __________________________________________________________________________       ________________________________________________________________________________ Нуклеоїд - ______________________________________________________________________              ________________________________________________________________________________

 Органели - _____________________________________________________________________             ________________________________________________________________________________

Клітинні включення - _____________________________________________________________ _______________________________________________________________________________                                                                                                                                       

Висновки________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

      

Запитання для самоконтролю

  1.  Які організми називають прокаріотами?
  2. Які групи виділяють у межах над царства Прокаріоти?
  3. Які організми називають  еукаріотами?
  4. Які типи живлення притаманні прокаріотам?
  5. Які способи розмноження відомі у прокаріотів?

 

Оцінка _______ балів

Підпис викладача _________

Практичне заняття №3                                                                                                                         Тема: Нуклеїнові кислоти: Розв’язування задач з молекулярної біології.

Мета:                                                                                                                                                            -  відтворення знань про будову, склад та функції нуклеїнових кислот;                                            -  значення нуклеїнових кислот у збереженні, відтворенні та передачі спадкової інформації;                                                               -  розв’язувати задачі з метою моделювання кодування спадкової інформації, процесів транскрипції і трансляції.

Обладнання та матеріали: модель ДНК, таблиці «Типи РНК», тести, задачі.

                                                   Інформаційний матеріал

   Одна з фундаментальних властивостей живих організмів – це спадковість, тобто здатність передавати свої ознаки й особливості розвитку нащадкам. Ця здатність зумовлена передаванням з покоління в покоління генетичної інформації. Матеріальними носіями  цієї інформації є молекули ДНК. ДНК – полімер, мономером якого є нуклеотид.                                  ДНК розташована в ядрі, пластидах і мітохондріях. Нуклеотид ДНК складається із трьох частин:

а)  азотистої основи (аденін-А, гуанін-Г, цитозин-Ц,тимін-Т);

б)  вуглевод дезоксирибоза;

в)  залишок ортофосфатної кислоти.

В залежності від азотистої основи, яка входить до складу нуклеотиду, розрізняють чотири види нуклеотидів: аденіновий, гуаніновий, тиміновий, цитозиновий.                                            Згідно з моделлю Уотсона - Кріка (1953р.) молекула ДНК складається з двох полінуклеотидних ланцюгів, закручених у спіраль відносно один одного (подвійна спіраль). Азотисті основи двох ланцюгів з’єднюються за допомогою водневих зв’язків певним чином, а саме: аденін з тиміном (два водневі зв’язки), а гуанін з цитозином (три водневі зв’язки). Принцип вибіркової взаємодії нуклеотидів називається принципом комплементарності (доповнення). Передавання спадкової інформації від одного покоління іншому забезпечується здатністю ДНК до самоподвоєння (реплікації). У спрощеному вигляді реплікація ДНК відбувається таким чином:

- за допомогою певного фермента водневі зв’язки між ланцюгами ДНК розриваються;

- фермент ДНК-полімераза (у відповідності з принципом комплементарності) на кожному материнському ланцюгу синтезує дочірні ланцюги;

 - материнський і дочірній ланцюги взаємно спіралізуються.

   Спосіб реплікації ДНК називається напівконсервативним, тому що в кожній новій молекулі один ланцюг - материнський, а другий – дочірній.

   РНК - це  біополімер, утворений  з одного полінуклеотидного  ланцюга. РНК розташована в ядрі, цитоплазмі і рибосомах.

Складається  із  залишків  трьох  молекул:                                                                                               

   а) азотистої  основи (А, Г, У, Ц),

   б) пентози (рибози),

   в) залишки фосфорної  кислоти.

Розрізняють  такі види РНК :

- інформаційна ( іРНК,)  або матрична (мРНК), переносить інформацію з ДНК  (генів) до рибосом;

- транспортна (тРНК) – складає 10%,  “розпізнає”  відповідну  їй  амінокислоту  за  допомогою  ферменту аміноацилсинтетази та переносить її  до  рибосом – місця  збірки білка;

- рибосомна (рРНК) – 85% разом  з  білками утворює рибосоми, в  яких  відбувається  біосинтез білку.

Відомості, які необхідні для розв’язання задач з молекулярної біології:

  1. Молекулярна маса нуклеотиду 345г/моль.
  2. Відстань між сусідніми нуклеотидами ДНК, розташованими в одному ланцюгу,- 0,34 нм.
  3. Довжина одного повного витка ДНК – 3,4 нм., тобто на один повний виток ДНК припадає 10 пар нуклеотидів.

       4. Правило Чаргаффа:     А=Т; Г=Ц; А+Г=Т+Ц, отже А/Т=Г/Ц=100.

Хід роботи

Вправа №1.  Фрагмент одного з ланцюгів ДНК має таку будову: ААА-ТТЦ-АТЦ-ТГТ. Визначте  послідовність нуклеотидів у фрагменті в другого ланцюга цієї молекули ДНК?               ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задача №1.  У молекулі ДНК гуанінові нуклеотиди складають 24% від загальної кількості. Визначити відсотковий вміст інших видів нуклеотидів.                                                                                                

Розвязання______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задача №2.  Визначити довжину фрагмента ДНК який складається із 26 нуклеотидів.                    Розв’язання______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задача №3.  Фрагмент молекули ДНК 950 аденілових нуклеотидів, що складає 20% загальної кількості. Визначити:

а) скільки в даному фрагменті тимідилових, гуанілових і цитидилових нуклеотидів;

б) довжину даного фрагмента.                                                                                                                             

а)______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ б)______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задача №4.  Довжина фрагмента ДНК 340нм. Визначити кількість азотистих основ у даному фрагменті.

Розвязання______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задача №5. У молекулі ДНК масова частка тиміну становить 18% від загальної кількості нуклеотидів. Враховуючи принцип компліментарності та правила Чаргаффа, визначте масову частку аденіну, гуаніну, цитозину (у процентах).

Розвязання______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Висновки________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Запитання для самоконтролю

  1. З чого складаються молекули нуклеотиду ДНК і РНК?
  2. Яка просторова структура молекули ДНК? Хто її запропонував?
  3. У чому полягають функції ДНК у клітині?
  4. Які є типи РНК? Охарактеризуйте їх.

Оцінка _______ балів

Підпис викладача _________

Практичне заняття №4                                                                                                                        Тема: Складання схем обміну вуглеводів, ліпідів та білків в організмі людини.

Мета:                                                                                                                                                            - засвоїти етапи обміну речовин, процеси обміну вуглеводів, ліпідів та білків в організмі людини;                                                                                                                                                                    - розвивати уміння застосовувати знання для пояснення процесів власного організму;                         - формувати переконання про єдність та взаємозалежність процесів обміну речовин.

Обладнання та матеріали: таблиця «Органічні речовини», схеми, тести.

Інформаційний матеріал

   Між живим організмом і навколишнім середовищем постійно відбувається обмін речовинами і енергією. Отже, обмін речовин бо метаболізм – це процес надходження із зовнішнього середовища поживних речовин, їхніх перетворень та виведення назовні продуктів життєдіяльності. Речовини, які поступають у клітину зазнають певних перетворень. Частина іде на синтез складніших органічних речовин, а частина розщеплюється із вивільненням енергії.                                                                                                             В кожній клітині відбуваються дві групи біохімічних реакцій: перша – реакція синтезу органічних речовин (фотосинтез, синтез білків, жирів та вуглеводів); друга – реакція розщеплення, яка протікає із звільненням енергії. Сукупність реакцій синтезу органічних речовин із неорганічних, що іде на побудову тіла клітини, називають асиміляцією або пластичним обміном (анаболізм). Сукупність реакцій розщеплення органічних речовин, які протікають із звільненням енергії, називають дисиміляцією або енергетичним обміном (катаболізм). А сукупність цих двох процесів, тобто асиміляції та дисиміляції, які забезпечують зв’язок клітин з навколишнім середовищем називають обміном речовин та енергії в клітині. Завдяки процесам обміну речовин і перетворення енергії забезпечується підтримання гомеостазу (підтримання внутрішньої сталості організму) за змін умов навколишнього середовища.

  Для живих організмів, які населяють нашу планету, основним джерелом енергії є сонячне світло. Ви пам’ятаєте, що організми, які здатні синтезувати органічні речовини з неорганічних, називають автотрофами. До них відносять зелені рослини, ціанобактерії, деякі бактерії (нітрифікуючі, залізобактерії), та одноклітинні організми. Організми, які споживають органічні речовини, створені іншими істотами, але нездатні синтезувати їх з неорганічних називають гетеротрофами. Це гриби, більшість тварин та бактерій. Для них джерелом енергії слугують хімічні зв’язки органічних сполук, утворених іншими організмами. Ці органічні сполуки вони отримують, живлячись іншими живими істотами, їхніми рештками або продуктами життєдіяльності. Міксотрофи – організми із змішаним типом живлення (росичка, омела, хламідомонада, евглена зелена). Такі організми здатні не лише синтезувати органічні сполуки з неорганічних, а й поглинати готові органічні речовини.

  Енергетичний обмін організмів здійснюється у три послідовних етапи: підготовчий, безкисневий та кисневий.  Підготовчий етап здійснюється у цитоплазмі клітин одноклітинних організмів та у шлунково-кишковому тракті багатоклітинних організмів. Молекули білків, жирів, вуглеводів розщеплюються за участю ферментів на простіші сполуки: білки на амінокислоти, жири до гліцерину і жирних кислот, вуглеводи на моносахариди, нуклеїнові кислоти на нуклеотиди. Безкисневий етап (анаеробне дихання) – відбувається в клітинах. Речовини, які утворилися на підготовчому  етапі, зазнають дальшого розщеплення, але без участі кисню. Суттю безкисневого етапу є розщеплення молекули глюкози (С6Н12О6) на дві молекули молочної (С3Н6О3) трикарбонатної кислоти. Прикладом такого процесу є гліколіз (від грец. glykys — солодкий і lysis — розпад) — багатоступінчасте безкисневе розщеплення глюкози на дві молекули піровиноградної (С3Н4О3) або молочної кислоти (С3Н6О3) у м’язових клітинах. Значення гліколізу: організм дістає енергію в умовах дефіциту кисню. Кисневий (аеробний) етап здійснюється на мембранах мітохондрій. Піровиноградна кислота поступає в мітохондрію і розщеплюється на воду Н2О і вуглекислий газ СО2. Утворюється 36 молекул АТФ. Виділяється приблизно 2800кДж. енергії.

Етапи енергетичного обміну

Етапи

Процеси

Рівняння реакцій

І. Підготовчий

Розщеплення макромолекул до низькомолекулярних сполук

Білки + Н2O —> амінокислоти + Q

Реакції гідролізу

Жири + Н2O —> гліцерин + вищі жирні кислоти + Q

Здійснюється у цитоплазмі клітин одноклітинних організмів та у шлунково-кишковому тракті багатоклітинних організмів

Полісахариди + Н2O —> глюкоза + Q

(крохмаль, глікоген)

Енергія розсіюється у вигляді теплоти

II. Безкисневий (гліколіз)

Здійснюється у цитоплазмі клітин

 

Молочнокисле бродіння

image022

Спиртове бродіння

image023

III. Кисневий

Здійснюється на мембранах мітохондрій

image024

Сумарне рівняння

image025

 

 

Хід роботи

Завдання  №1. Розгляньте загальну схему обміну поживних речовин в організмі людини. Назвіть три етапи обміну речовин. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Завдання  №2. За допомогою схеми та запропонованих запитань складіть окремі схеми обміну вуглеводів, ліпідів та білків в організмі людини.                                                                  

 

Запитання для конкретизації змісту схеми:

  • Які поживні речовини є у складі їжі?__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
  • Які травні ферменти розщеплюють складні поживні речовини їжі?__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
  • У якому вигляді всмоктуються поживні речовини?_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
  • Які види транспортування забезпечують надходження речовин у клітини?________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
  • Які процеси обміну забезпечують перетворення поживних речовин?______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
  • Які кінцеві продукти обміну видаляються з клітин у кров?_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
  • У якому вигляді транспортуються кінцеві продукти обміну?_____________________________________________________________________________________________________________________________________________
  • Які органи беруть участь у видалені продуктів обміну?_____________________________________________________________________________________________________________________________________________

Етапи надходження речовин:

1 етап. Надходження речовин й енергії в організм. Транспорт речовин до клітин (кров, лімфа, тканинна рідина);

II етап. Внутрішньоклітинний обмін: асиміляція й дисиміляція. Транспорт речовин від клітин (кров, лімфа, тканинна рідина);

III етап. Виведення речовин й тепла з організму.

 

Схема. Етапи обміну речовин та перетворення енергії

http://narodna-osvita.com.ua/uploads/sobol-8-bio/sobol-8-bio-36.jpg

 

Етапи обміну енергії

Назва етапу

Місце дії

Значення

Перший етап

Дихальна система, травна система, кровоносна та лімфатична система

Розщеплення складних речовин їжі на прості поживні речовини в шлунково-кишковому тракті з виділенням енергії у вигляді тепла.

Другий етап

Кровоносна система

Потрапляння поживних речовин у кров та рознесення кров'ю по організму.

Третій етап

Клітина

У клітині розщеплення простих поживних речовин до кінцевих продуктів розпаду з виділенням енергії. Накопичення енергії у молекулах АТФ.

 

Етапи обміну речовин

Підготовча стадія

Основна стадія 

Кінцева стадія

Розпад речовин їжі на простіші складові: амінокислоти, гліцерин та жирні кислоти, моносахариди.

Синтез власних речовин організму.

Розщеплення білків на складові: до вуглекислого газу, води, аміаку та інших речовин.

Розщеплення жирів та вуглеводів на складові: вода, вуглекислий газ.

Видалення кінцевих продуктів розпаду

з клітин: сеча, піт, вуглекислий газ.

 

Завдання  №3. Дати визначення термінам:

Метаболізм - ___________________________________________________________________       ______________________________________________________________________________

Асиміляція -____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________

Дисиміляція -____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________

Автотрофи - ____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________

Гетеротрофи - ___________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________

Білки - _________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________

Вуглеводи - _____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________

Ліпіди - ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________

Висновки________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 Оцінка _______ балів

Підпис викладача _________

 

Практичне заняття №5                                                                                                                                   Тема: Біосинтез білка. Розв’язування задач з молекулярної біології.

Мета:                                                                                                                                                            - поглиблення знань з теми: «Біосинтез білка» етапи біосинтезу білку, процеси транскрипції і трансляції;                                                                                                                                                                  - формування вміння розв’язувати задачі з метою моделювання принципів кодування  спадкової інформації  та процесів транскрипції і трансляції.

Обладнання та матеріали: таблиці «Біосинтез білка», «Генетичний код», «Структури та речовини, що беруть участь у синтезі білка», комп'ютер,  дидактичні картки, тести.                                                                

                                                   Інформаційний матеріал

   Ген — ділянка ДНК, яка містить інформацію про первинну структуру будь-якого білка. У моле­кулі ДНК кілька сотень генів. Генетичний код — єдина для всіх живих орга­нізмів система збереження спадкової інформації в молекулах нуклеїнових кислот у вигляді послідов­ності нуклеотидів. Кожна амінокислота в поліпептидному ланцюзі кодується певною послідовністю трьох мононуклеотидів — триплетів, послідовно й безперервно роз­ташованих у молекулах ДНК. Такий генетичний код називають триплетним, а групу з трьох  нукле­отидів — кодоном. Чотири різні нуклеотиди ДНК (А, Г, Ц, Т) або РНК (А, Г, Ц, У) можуть створювати (43 = 64) ком­бінації. Цього достатньо, щоб закодувати 20 амінокислот. Амінокислот менше, ніж триплетів, і тому біль­шості з них відповідають кілька триплетів. Гене­тичний код має й інші цікаві властивості:

  • вироджений — триплетів-більше, ніж основних амінокислот;
  • однозначний — кожен триплет кодує одну амі­нокислоту;
  • безперервний — межі між триплетами в ньому не позначені;
  • універсальний — однаковий для всіх організмів; код містить тритопкодони (УАА, УАГ, УГА), яким не відповідає жодна амінокислота.

Між генами є ділянки — спейсери, які не несуть генетичної інформації, а лише відокремлюють одні гени від інших. Визначає початок синтезу білка триплет АУГ, що відповідає амінокислоті — метіоніну.                                                                                                                                                      Етапи біосинтезу білків:                                                                                                                          Принцип комплементарності, який визначає бу­дову подвійного ланцюга ДНК, лежить в основі матричного біосинтезу білків. Реалізація генетичної інформації відбувається в чотири етапи.

Перший етап — транскрипція. Синтез молекули іРНК на молекулі ДНК в ядрі. При цьому особливий фермент (РНК-полімераза) розєднує подвійну спіраль ДНК.

Другий етап — активація амінокислот. Процес проходить у цитоплазмі: амінокислоти зв'язуються зі специфічними ферментами і молеку­лами АТФ. Активовані амінокислоти з'єднуються з молекулами тРНК. У молекулі тРНК є дві важливі ділянки: до однієї прикріплюється відповідна амінокислота (кодон), а інша ділянка — антикодон, що відповідає коду цієї амінокислоти в молекулі іРНК. Активовані амінокислоти, сполучені з тРНК,  надходять до рибо­сом і починається третій етап біосинтезу білка.

Третій етап — трансляція (передача). Сигнал про початок синтезу поліпептидного ланцюга дає стартовий кодон іРНК АУГ. Утворю­ється ініціативний комплекс, який складається з триплету іРНК, рибосоми і певної тРНК. За принципом комплементарності кодони іРНК вступають у зв'язок з антикодоном тРНК. Рибосома «ковзає» зліва направо по іРНК і складає білкову молекулу. У рибосомі є функціональний центр, де проходить трансляція. Рибосоми можуть утворювати один комплекс — полірибосому. Зв'язок між амінокислотними залишками — ко­валентний (пептидний). Послідовність амінокис­лотних залишків визначає первинну структуру біл­ка. Синтез завершується, коли рибосома досягне одного зі стоп-кодонів (УАА, УАГ, УГА). Третій етап біосинтезу білка закінчується схо­дженням поліпептидного ланцюга (первинної струк­тури білка) із рибосоми.

Четвертий етап — утворення вторинної, тре­тинної і четвертинної структур білка. Місце про­ходження — цитоплазма. Кожна з реакцій біосинтезу на всіх етапах забез­печується специфічними ферментами. На приєд­нання одного амінокислотного залишку до полі­пептидного ланцюга використовується енергія роз­щеплення однієї молекули АТФ. Після відділення від рибосом синтезовані по­ліпептиди можуть дозрівати. Цей процес відбува­ється за наявності в цитозолі спеціальних білків-шаперонів. Шаперони контролюють конформацію, а отже, активність синтезованого білка.

Відомості , які необхідні для розв’язування задач з молекулярної біології:

  1. одна амінокислота = 0,35 нм.
  2. молекулярна маса амінокислоти М(а)=100.
  3. молекулярна маса нуклеотиду 345 г/моль.                                                                    

 

Генетичний код

Результат пошуку зображень за запитом генетичний код таблиця

Хід роботи

Задача №1. Ділянка поліпептидного ланцюга має таку будову: Валін-лізин-валін-серин. Визначити послідовність нуклеотидів у ділянці ДНК, яка кодує цю частину ланцюга.                                         

Розвязання______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задача №2. Якій амінокислоті за генетичним кодом відповідає триплет:

а) ААГ _____________________________________________________________________

б) ГЦУ _____________________________________________________________________

в) УЦА _____________________________________________________________________

Задача №3.  Молекулярна маса інсуліну 5100. Скільки амінокислотних залишків у цій молекулі?                   

Розвязання______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задача №4.  До складу білка входить 400 амінокислот. Визначте, яку довжину має ген, що його кодує.                                                                         

Розвязання______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задача №5.  Молекулярна маса білка 9000. Визначити довжину гена, який кодує цей білок. Розвязання______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Завдання №6. Заповнити таблицю.

Поняття

Визначення

ДНК

 

іРНК

 

тРНК

 

рРНК

 

Рибосоми

 

Ферменти

 

 

Висновки________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Запитання для самоконтролю

       1. Які функції виконують білки в клітинні?

2. Що таке генетичний код?

3. Назвіть етапи біосинтезу білку в клітині?

4. Що таке транскрипція, трансляція, активація амінокислот?  

Оцінка _______ балів

Підпис викладача _________

Практичне заняття №6                                                                                                                          Тема: Визначення властивостей ферментів.

Мета:                                                                                                                                                          - зясування каталітичної функції ферментів у рослинних і тваринних клітинах;                                      - розвиток уміння проводити досліди та спостереження.

Обладнання та матеріали: мікроскоп, штатив з пробірками, градуйовані піпетки, крапельниці, колба, скляні палички, водяна баня, розчин Люголя, дистильована вода, стакан із льодом, 0,2%-й водний розчин крохмалю.                                                                                                                                                          

Інформаційний матеріал                                                                                        

  Ферменти - це біологічні каталізатори. Всі ферменти-білки, синтезовані живими клітинами. За допомогою ферментів прискорюються у тисячі разів хімічні реакції. Ферменти мають такі властивості:

  1. Всі вони глобулярні білки;
  2. Прискорюють реакцію, але самі у цій реакції не витрачаються;
  3. Досить мала кількість ферменту викликає перетворення великої кількості субстрату;
  4. Активність ферменту залежить від рН середовища, температури, тиску, від концентрації  субстрату та самого ферменту;                   
  5. Дія ферментів вибіркова, тобто один фермент майже завжди каталізує тільки одну реакцію.

   Ферменти, діючи як каталізатори, зменшують енергію активації, необхідну для початку реакції. Сполучаючись із субстратом, фермент утворює ферментсубстратний комплекс. У ферментсубстратному комплексі у контакт із субстратом вступає невелика частина молекули ферменту, яка носить назву активного центру ферменту. Ферменти мають досить високу специфічність, яка зумовлена особливою формою молекули ферменту, яка точно відповідає формі молекули субстрату. При денатурації білкової молекули порушується структура активного центру, і фермент виявляється недієздатним, що може призвести до загибелі організму. Ось чому необхідне підтримання постійної температури тіла.

  Функції білків:                                                                                                                               Будівельна функція. Білки утворюють основу цитоплазми та входять до складу всіх органоїдів цитоплазми.                                                                                                             Каталітична функція. Біологічні каталізатори називаються ферментами. Всі ферменти є білками, що каналізують біохімічні реакції.                                                                                       Рухова функція. Будь-які форми руху у живій природі здійснюються білковими структурами клітини.                                                                                                                                        Транспортна функція. Білок крові гемоглобін транспортує кисень від легень до тканин до тканин та органів,рухаючись у зворотньому напрямку, він переносить у легені вуглекислий газ. Транспорт жирних кислот в організмі здійснює білок альбумін.                                               Регуляторна функція. Ряд гормонів за своєю будовою належать до білків (інсулін, глюкагон). Захисна функція. Найважливіші чинники імунітету-антитіла є білками. До складу шкіри, яка охороняє тіло від різних шкідливих впливів входить білок колаген, а кератин білок волосяного покриву.                                                                                                                          Запасна функція. Білки здатні накопичуватися як запасний матеріал для харчування організму, що розвивається.                                                                                                                           Опорна функція. Сухожилля, суглобові зчленування, кістки скелета значною мірою складаються з білків. Білки мають велике промислове значення, передовсім як найважливіші компоненти їжі людини та сільськогосподарських тварин. 

Хід роботи

 Завдання №1. Вивчити дію ферменту слини (амілази) на крохмаль:

1. Сполосніть ротову порожнину 2-3 рази водою, потім прополощіть 50 мл дистильованої води протягом 3-5 хвилин, після чого зберіть утворений розчин слини в колбу.

2. Пронумеруйте дві пробірки й внесіть у них по 2 мл розчину крохмалю.

3. У пробірку №1 додайте 0,5 мл розчину слини, який містить фермент амілазу, а в пробірку №2-0,5 мл дистильованої води.

4. Пробірки №1 і №2 після перемішування витримайте 15 хв на водяній бані при температурі +18C (яка є оптимальною для дії амілази). Після цього додайте до їхнього вмісту 2-3 краплини розчину Люголя та збовтайте до появи синьо-фіолетового забарвлення розчину.

5. У пробірці, де була слина, спостерігають забарвлення розчину внаслідок розщеплення крохмалю ферментом слини амілазою, а де її не було-зберігається синьо-фіолетове забарвлення.

Результати_____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 Завдання №2. Дослідіть вплив температури на активність ферменту слини (амілази) у реакції з крохмалем:

1. Пронумеруйте чотири пробірки й в усі додайте по 2 мл розчину крохмалю і по 0.5 мл розчину слини.

2. Пробірку №1 залиште при кімнатній температурі, №2  - витримайте на водяній бані при температурі +38C , №3 – кип’ятіть на водяній бані, №4 – поставте в склянку з льодом.

3. Через 10-15 хв. витягніть пробірки з водяних бань та склянки з льодом. Потім у всі чотири пробірки додайте по 2-3 краплини розчину Люголя. У пробірці №1 спостерігають утворення проміжних продуктів розщеплення крохмалю, які при реакції з йодом мають жовтий, червоний або фіолетовий колір; №2 – містить прозорий розчин, що свідчить про повне розщеплення крохмалю амілазою за оптимальної для цього ферменту температури; №3 і №4 – позитивна реакція на крохмаль (розчини набувають синьо-фіолетового забарвлення), оскільки амілаза стає неактивною внаслідок кип’ятіння чи охолодження.

Результати_____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Висновки________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Завдання для самоконтролю

1. Що таке ферменти?

2. Які ферменти називаються простими, а які складними?

3. Що таки активний центр  ферменту?

4. Від яких умов залежить активність ферменту?

  Оцінка _______ балів

Підпис викладача _________

Практичне заняття №7                                                                                                                           Тема: Визначення вмісту води у власному організмі.

Мета:                                                                                                                                                       - визначення вмісту води у власному організмі та висловлення власної точки зору на значення води в організмі.                                                                                                            Обладнанні та матеріали: терези, таблиці «Вікові зміни вмісту води в організмі людини».

Інформаційний матеріал

   Молекула води (H2O) складається із двох атомів Гідрогену і одного атома Оксигену, які зв’язані ковалентними зв’язками. На полюсах молекули води розміщенні позитивні і негативні заряди, тобто вона полярна. Завдяки цьому дві сусідні молекули води взаємно притягуються за рахунок сил електростатичної взаємодії між негативним зарядом атома Оксигену однієї молекули та позитивним зарядом атома Гідрогену іншої молекули води. При цьому виникає водневий зв’язок, який у 15-20 разів слабший за ковалентний. Коли вода перебуває в рідкому стані її молекули безперервно рухаються і водневі зв’язки постійно то розриваються то виникають знову. Вода в клітині може бути зв’язаною або структурованою. Ця вода формує водну оболонку навколо певних молекул, наприклад білків, що запобігає їх взаємодії. Вона складає 4-5 % від загальної кількості води. А 95-96 % води називається  вільною, вона не пов’язана з іншими сполуками. Отже, вода (Н2О) – це безбарвна речовина без запаху і смаку. Залежно від температури середовища вода може знаходитися в трьох агрегатних станах: рідкому, твердому і газоподібному.

  Властивості води:

  1. Вода – найкращий розчинник із відомих рідин. У ній  розчиняються всі необхідні живому організмові сполуки (органічні та мінеральні речовини, гази). Тому всі речовини поділяють на такі, що добре розчиняються у воді - це гідрофільні (полярні), і нерозчинні - гідрофобні (неполярні).
  2. Вода має високу теплопровідність, що має значення при розподілі тепла по організму під час екзотермічних процесів.
  3. Вода має високу температуру кипіння (100C).
  4. Воді властива велика теплота випаровування: випаровуючись, вона охолоджує тіло.
  5. Вода має максимальну густину при 4C. Таким чином, тверда вода (лід) легша від рідкої, що має дуже важливе значення для організмів, які зимують у водоймищах    (водоймища, вкриваючись льодом, не промерзають повністю).

 

Основні функції води:                                                                                                                                                   -  Транспортна;                                                                                                                                                    -  Механічна, тобто сприяє збереженню внутрішнього тиску та форми клітини;                                       -  Метаболічна - як субстрат при синтезі та розпаді біологічних речовин;                                                     -  Електронодонорна - як джерело електронів при фотосинтезі.

   Водний баланс людини - це певне співвідношення між надходженням води та її витрачанням. Якщо втрати води перевищують її надходження до організму, спостерігають водний дефіцит, що негативно впливає на процеси життєдіяльності. Оскільки організм людини щоденно витрачає приблизно 2-2,5 л. води, то така сама її кількість має постійно надходити туди.

Розподіл води в організмі

71%

 усередині

клітин

19%

у тканинах у вигляді

позаклітинної рідини

10%

у складі плазми крові, лімфи, та інших циркулюючих рідин

 

Хід роботи

Завдання №1.

1. За допомогою підлогових терезів виміряйте  власну масу тіла _______________________

2. Використовуючи таблицю «Вікові зміни вмісту води в організмі людини», визначте вміст води у власному організмі, враховуючи, що в організмі підлітків у середньому міститься 70% води від маси тіла________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Подібним чином визначте вміст води  в організмах членів вашої родини (батьків, дідусів, бабусь, братів чи сестер). ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

                               Вік

                         Маса тіла

У новонароджених  - 75-80%

3-4кг

  15-16 років – 70%

45-55кг

  30-40 років – 65%

60-70кг

У людей похилого віку – 55-60%

70-80кг

 

Завдання №2. Дати визначення термінам:

Вода – __________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________

Водний баланс людини – __________________________________________________________ ________________________________________________________________________________

Гідрофільні речовини – ___________________________________________________________ ________________________________________________________________________________

Гідрофобні речовини – ___________________________________________________________ _______________________________________________________________________________

Дегідратація - ___________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________

Висновки________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________             

Запитання до самоконтролю

  1. Чому воду вважають універсальним розчинником?
  2. Які властивості води як основи внутрішнього середовища живих організмів?
  3. Що таке водний баланс?
  4. Які вимоги висувають до питної води?
  5. Які заходи потрібно вживати для збереження джерел питної води та поліпшення її якості?

 

                                                                                                              Оцінка _______ балів

Підпис викладача _________

Практичне заняття №8                                                                                                                         Тема: Розв'язування генетичних задач, з метою моделювання                                                           моногібридного схрещування.

Мета:                                                                                                                                                                                          - закріпити знання І та ІІ законів Менделя;                                                                                              - формувати уміння розв'язувати вправи з генетики на моногібридне схрещування з повним домінуванням, неповним домінуванням та явищем множинного алелізму.                                                                                                                                                                                                                                                                                                           Обладнанні та матеріали:  таблиці, тести, задачі, ілюстровані матеріали.

Інформаційний матеріал.

     Генетика -  наука про спадковість і мінливість організмів. Спадковість -  властивість організмів передавати свої ознаки та особливості розвитку потомству. Мінливість - властивість організмів набувати нових ознак. Ген – одиниця спадковості. Це  ділянка  молекули  нуклеїнової  кислоти,  яка визначає спадкові ознаки  організмів. Генотип - сукупність усіх генів організму. При розв’язанні задач з генетики термін генотип вживають у його вузькому значенні, маючи на увазі тільки ті гени, що зумовлюють досліджувальні ознаки. Фенотип - це сукупність усіх ознак і властивостей організму, які формуються внаслідок взаємодії його генотипу й зовнішнього середовища.  Алельні  гени  - це  парні  гени які розташовані  в однакових  локусах (місцях) і  відповідають  за  розвиток  альтернативних  ознак. Неалельні гени розташовані в різних локусах чи в негомологічних хромосомах  і відповідають за  розвиток  різних  ознак. Гомозиготною називають  диплоїдну  клітину (особину), гомологічні хромосоми якої несуть  однакові  алелі  певного  гена. Гетерозиготною називають диплоїдну   клітину  (особину), гомологічні хромосоми якої  несуть різні алелі  певного  гена.

 Для  запису схем схрещувань  у генетиці користуються  спеціальною символікою і  літерами латинського алфавіту,  наприклад: 

А – домінантний алель;                                 α - рецесивний  алель;

х – символ  схрещування;                             Р – батьківські організми

F – гібридне  покоління;                   ♀ – знак жіночої статі;                ♂ -  знак чоловічої статі.

Формули  гаметоутворення  і  розщеплення   за  фенотипом при  різних  типах  схрещування  (n – число  генів у  гетерозиготному  стані)

Параметри

                       Типи схрещування

моногібридне

дигібридне

полігібридне

Кількість типів гамет, утворених гібридом

2

2

2ⁿ

Кількість комбінацій гамет при утворенні F2

4

4

4ⁿ

Розщеплення  за фенотипом   у  F2

3 : 1

(3 : 1)²

(3:1)ⁿ

Розщеплення   за  генотипом  у  F2

1 : 2 : 1

(1: 2 : 1)²

(1:2:1)ⁿ

Кількість різних  класів за фенотипом

2' = 2

2²= 4

2ⁿ

Кількість різних  класів за генотипом

3' = 3

3² = 9

3ⁿ

 

     Моногібридне  схрещування – це схрещування особин, які відрізняються за однією досліджуваною ознакою. Класичні досліди з моногібридного схрещування провів Г.Мендель. На підставі цих дослідів він сформулював закономірності, які названо законами Менделя. Перший закон Менделя (закон одноманітності гібридів першого покоління): при схрещуванні генетично однорідних форм, які відрізняються за однією ознакою, всі гібриди першого покоління будуть одноманітними.

 

А - жовтий  колір насіння                                       Р: ♀ АА х ♂ аа

а – зелений колір  насіння                                      G:   А     а

АА – жовтий                                                            F : Аа.

Аа – жовтий                                                            

аа – зелений

  ♀ ♂

а

а

А

Аа

Аа

А

Аа

Аа

                                         Генетична  схема. І  Закон  Грегора  Менделя.

  Другий закон Менделя (закон розщеплення): при схрещуванні гібридів першого покоління між собою в другому поколінні з’являються особини як із домінантними, так із рецесивними ознаками в середньому співвідношенні 3:1.

А - жовтий  колір насіння                                       Р: ♀ Аа х ♂ Аа

а – зелений колір  насіння                                      G:   А а    А а

АА – жовтий                                                            F : АА, Аа, Аа, аа.

Аа – жовтий                                                            

аа – зелений

  ♀ ♂

А

а

А

АА

Аа

а

Аа

аа

                                             Генетична  схема. ІІ Закон  Грегора  Менделя.

   Виходячи з другого закону Менделя, англійський генетик У. Бетсон у 1902р. сформулював закон чистоти гамет: кожна із статевих клітин гібридів є чистою щодо однієї з батьківських ознак, тобто містить лише один із алелів даного гена. Закономірності розщеплення мають статистичний характер. Це означає, що вони спостерігаються лише за великої кількості досліджуваних об’єктів. У задачах із генетики часто дається реальне розщеплення. В таких випадках слід визначити, якому теоретичному розщепленню відповідає наведене в умові задачі реальне розщеплення.

 Для розв’язування задач на моногібридне схрещування слід користуватися такими правилами:

1) передусім запишіть позначення алелів і проявів ознак;

2) генотип рецесивної особини можна визначити відразу, оскільки можливий лише один його варіант;

3) особини з домінантною ознакою обов’язково матимуть один домінантний алель, а другий можна визначити, знаючи, що в кожного гібрида один алель – від однієї батьківської особини, а другий – від іншої.

Для полегшення визначення генотипів батьків за фенотипом можна користуватись таблицею:

Фенотип потомства

Генотип батьків

Розщеплення 3:1

     

Все потомство одноманітне          

Аа х Аа

Аа х аа

АА х АА

АА х Аа

АА х аа

аа х аа

 

Багато задач можна роз’язати за допомогою решітки Пеннета. В решітці по вертикалі записуються алелі, які містяться в жіночих гаметах, а по горизонталі – ті, що в чоловічих.

Хід роботи

Задача №1. Альбінізм рецесивна ознака. В сімї, де один з батьків альбінос, а інший нормальний народилися близнюки, один з яких був альбіносом. Яка ймовірність наступної дитини альбіноса? Розвязання______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________                                                                                                                                                       Задача №2. У людини вміння володіти переважно правою рукою — домінантна ознака, лівою — рецесивна. Чоловік-правша, мати якого була лівшею, одружився з жінкою-правшею, батько якої лівша. Яка ймовірність народження дитини-лівші? Розвязання______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________                                                                                                       Задача №3. Чорне забарвлення шерсті у великої рогатої худоби визначається домінантним геном, а червоне – рецесивним. Яким буде F1 від схрещування гомозиготного чорного бика з червоними коровами? Розвязання______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задача №4. У людини варіант карого кольору очей домінує над варіантом блакитного. Блакитноока жінка виходить заміж за гетерозиготного кароокого чоловіка. Який колір очей може бути у їхніх дітей? Розвязання______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задача №5. У людини короткозорість домінує над нормальним зором. У короткозорих батьків народилася дитина з нормальним зором. Який генотип батьків? Які діти можуть народитися в цій сімї? Розвязання______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Висновки________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________             

Запитання до самоконтролю

1. Що вивчає генетика?                                                                                                                               

2. Що таке спадковість і мінливість?

3. Дайте визначення таким поняттям, як ген, генотип, фенотип, алельні та неалельні гени?

4. Сформулюйте закон одноманітності гібридів 1-го покоління та закон розщеплення.

 

                                                                                                              Оцінка _______ балів

Підпис викладача _________

Практичне заняття №9                                                                                                                         Тема: Розв’язування генетичних задач з метою моделювання дигібридного і полігібридного схрещування.

Мета:                                                                                                                                                                            - закріпити знання ІІІ закону Менделя;                                                                                                                       - формувати уміння розв'язувати вправи з генетики на дигібридне та полігібридне схрещування.

Обладнання та матеріали: таблиці, задачі, тести.

Інформаційний матеріал

   Дигібридне схрещуванняце схрещування особин, які відрізняються за двома досліджуваними ознаками. Г. Мендель схрещував два сорти гороху – один із жовтим гладеньким насінням, другий – із зеленим зморшкуватим. Ці сорти відрізняються за двома ознаками – забарвленням та формою насіння. Виходячи з наслідків досліду, Мендель сформулював закономірність, яка дістала назву третього закону Менделя (закон незалежного успадкування ознак): успадкування кожної ознаки відбувається незалежно одна від іншої, внаслідок чого в другому поколінні з’являються  особини з новими (порівняно з батьківськими) комбінаціями проявів ознак.   

Аналізуюче схрещування. Для встановлення генотипу досліджуваної особи її схрещують з особиною гомозиготною за рецесивним алелем. Такий варіант схрещування називають аналізуючим.                                                                         

Цитологічні основи дигібридного схрещування:

А – жовтий колір                                        Схема гібридного схрещування:

а – зелений колір                                          Р: ♀ ААВВ х ♂ ааbb                                                                                        

В – гладенька  поверхня                              G:    АВ      аb                                                                      

b – зморшкувата                                            Fı:      АаВb

поверхня насіння                                          Р(Fı) : ♀  АаВb х ♂ АаВb

АА –жовтий                                                 

Аа –жовтий                                                   F2  :

    ♀ ♂

АВ

Аb

аВ

аb

АВ

ААВВ

ААВb

АаВВ

АаВb

Аb

ААВb

ААbb

АаВb

Ааbb

аВ

АаBB

АаВb

ааВВ

ааВb

аb

АаВb

Ааbb

ааВb

ааbb

аа – зелений

ВВ – гладенька                                             

Вb – гладенька

bb – зморшкувата                                


                                                           Генетична  схема.ІІІ закон  Грегора  Менделя

Розщеплення за фенотипом:  9:3:3:1

Жовті гладкі (ААВВ, ААВb, АаВВ, АаВb) – 9,        Зелені гладкі (ааВВ, ааВb, ааВb) – 3,       

Жовті зморшкуваті (ААbb, Ааbb, Ааbb) – 3,             Зелені зморшкуваті (ааbb) – 1.

 

Хід роботи

Вправа №1. Виписати усі типи гамет, які утворюють особини з такими генотипами: ААВВСС; АаВbСС; АаВbСс. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задача №1. У людини карий колір очей домінує над блакитним, а кучеряве волосся – над гладеньким. Блакитноокий кучерявий чоловік гетерозиготний по гену форми волосся одружився з гомозиготною кароокою жінкою, що має гладеньке волосся. Які діти можуть народитися в цій сімї? Розвязання______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задача №2. У людини вміння володіти правою рукою домінує над вмінням володіти лівою рукою, а короткозорість – над нормальним зором. Чоловік і жінка правші, страждають короткозорістю, вступили в шлюб. У них народилося троє дітей: короткозорий правша, короткозорий лівша, правша з нормальним зором. Які генотипи батьків? Розв’язання______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задача №3. У помідорів нормальна висота і червоний колір плодів – домінантні ознаки, а карликовість і жовтоплідність – рецесивні. Які плоди будуть у рослин отриманих у результаті схрещування: ААbb х АаВВ? Розвязання______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задача №4. Полідактилія, короткозорість і карий колір очей успадковуються як домінантні ознаки. Гени, що визначають ці ознаки містяться в різних парах хромосом. Яка ймовірність народження здорової дитини без аномалії, якщо обоє батьки гетерозиготні за всіма трьома ознаками?     Розвязання______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Висновки________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________             

Запитання до самоконтролю

  1. Що таке дигібридне схрещування?
  2. Що таке аналізуюче схрещування і для чого його використовують?
  3. Сформулюйте закон незалежного комбінування станів ознак?

 

                                                                                                              Оцінка _______ балів

Підпис викладача _________

Практичне заняття №10                                                                                                                        Тема: Успадкування ознак зчеплених зі статтю.

Мета:                                                                                                                                                       - закріпити механізми визначення статі, успадкування зчеплене зі статтю, зчеплене успадкування та кросинговер.                                                                                                                      - розв’язувати генетичні задачі.                                                                                          Обладнання і матеріали: таблиці, тести, задачі, ілюстровані матеріали.

Інформаційний матеріал

Успадкування зчеплене зі статтю. В хромосомному наборі організмів розрізняють нестатеві хромосоми, або аутосоми, і статеві хромосоми (гетеро- хромосоми). У певної статі статеві хромосоми можуть бути однаковими або різними. Залежно від цього стать , яка утворює один тип гамет, називається гомогаметною, а стать, яка утворює різні типи гамет називається гетерогаметною.

Існує чотири типи хромосомного визначення статі:

  1. у ссавців, більшості амфібій частини риб, комах (крім метеликів), ракоподібних черв’яків жіноча стать гомогаметна (ХХ), а чоловіча - гетерогаметна (ХУ);
  2. у клопів жіноча стать гомогаметна (ХХ), а чоловіча - гетерогаметна (ХО);
  3. у птахів, плазунів, частини риб, метеликів жіноча стать гетерогаметна (ХУ), а чоловіча - гомогаметна (ХХ);
  4. у молі, живородної ящірки жіноча стать є гетерогаметною (ХО), а чоловіча -гомогаметною (ХХ).

Успадкування генів, локалізованих у статевих хромосомах називають успадкуванням зчепленим зі статтю. При успадкуванні ознак у людини в випадку, коли ген локалізований у Х-хромосомі, він передається від батька до дочок, а від матері до синів і дочок порівну. Якщо рецесивний алель зчеплений з Х-хромосомою, то у жінок він проявляється лише гомозиготному стані, а у чоловіків (за умови локалізації в негомологічній ділянці Х-хромосоми) – завжди.

Приклади задач

   Рецесивний ген гемофілії знаходиться в Х-хромосомі (Хh). Батько дівчини хворий на гемофілію, мати в цьому відношенні здорова і походить з родини, в якій ніхто не хворів на цю хворобу. Дівчина виходить заміж за здорового юнака. Що можна сказати про майбутнє їхніх дітей?

Дано:                                                      Розв’язання

Н – нормальне зсідання крові;  h – ген гемофілії.

Р♂ ХһУ – генотип чоловіка гемофіліка

      Р♀ХңХң – здорова жінка

Рı♂ХңУ                  1) Визначаємо генотип                             2) Визначаємо генотипи F2

F2-?                         Складаємо схему схрещування             Складаємо схему схрещування.

                                    Р   ♀ ХңХң  ×  ♂НһУ                           Рı          ♀ХңХһ  ×  ♂Хң У

                                                                                                                     

                                 G:    Хң         Хһ У                                 G:    Хң  Хһ        Хң У

                         F2:         ХңХһ     ХңУ                            F2:       ХңХң;ХңУ;ХңХһ;ХһУ

Відповідь:  Якщо народжується дівчинка, вона буде здорова (50% ймовірності – носителька гена гемофілії – ХңХһ). Якщо народиться хлопчик, то 50% ймовірності, що він буде здоровий (ХңУ), а 50% ймовірності, що буде хворий (ХһУ).

 

Зчеплене успадкування.                                                                                                                         

Сумісне успадкування генів, які містяться в одній хромосомі, називають зчепленим успадкуванням. Гени одної хромосоми утворюють групу зчеплення. Кількість груп зчеплення дорівнює кількості пар хромосом, або гаплоїдному числу хромосом. Якщо гени розташовані в одній парі гомологічних хромосом, то генотип особини записують у такому вигляді:

Зчеплення генів може порушуватися в результаті кросинговеру.

Кросинговер – це обмін ділянками між гомологічними хромосомами. В особинивнаслідок кросинговеру утворюються такі типи гамет:

    а) аВ, Ав – їх називають кросоверними, вони містять нові комбінації алелів;

    б) АВ, ав – їх називають некросоверними.

Частота кросинговеру між даними генами прямо пропорційна відстані між ними, яка вимірюється в умовних одиницях – морганідах. 1 морганіда – це відстань між генами, за якої кросинговер відбувається з частотою 1%.

Кількісно частота кросинговеру між даними генами дорівнює відсоткові кросоверних особин, отриманих при аналізуючому схрещуванні, або відсоткові кросоверних  гамет, які утворює гетерозиготна батьківська особина.

Приклади задач

Чоловік отримав від матері хромосому з генами А і В, від батька – а і в, при чому ці гени успадковуються зчеплено. Його жінка – рецесивна гомозигота. Яка ймовірність того, що їхня дитина буде рецесивною за обома генами, якщо відстань між генами 8 морганід?

Розв’язання. Генотип чоловіка , його жінка . Індивідуум з генотипом утворює гамети АВ, ав, Ав, аВ. Кількість кросоверних гамет Ав і аВ відповідає відстані між генами, тобто 8%. Кількість некросоверних гамет АВ і ав 92%. Звідси кількість гамет кожного типу: АВ – 46%, ав – 46%, Ав – 4%, аВ – 4%. Дитина буде рецесивною за обома генами при злитті гамет ав і ав, ймовірність чого становить 46%.       

Хід роботи

Задача №1.  Жінка, батько якої страждав на гемофілію, вийшла заміж за здорового чоловіка. Яка ймовірність народження в цій родині дитини, хворої на гемофілію?          Розв’язання______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задача №2. Визначити відстань між генами К і Д, якщо при схрещуванні гетерозиготної за цими генами особини з рецесивною гомозиготою отримано 14%  кросоверних особин. Розвязання______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задача №3.  У пацюків темне забарвлення шерсті домінує над світлим, рожевий колір очей – над червоним. Гени, що відповідають за ці ознаки, успадковуються зчеплено. Від схрещування рожевооких темношерстних пацюків з червоноокими світлошерстними отримане потомство: темношерстних рожевооких - 73 особини, світло шерстних  рожевооких – 24, темно шерстних червонооких – 26, світло шерстних червонооких – 77.                  Визначити частоту кросинговеру і відстань між генами. Розвязання______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задача №4. У курей зчеплений зі статтю ген В у рецесивному стані має летальну дію. Яка частина потомства загине, якщо схрестити курку з гетерозиготним півнем? Розвязання______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задача №5. Чоловік дальтонік   ( х₫у)  одружується з здоровою жінкою, батько якої був дальтоніком. Яким буде зір у їхніх дітей? Розвязання______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Висновки________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________             

Запитання до самоконтролю

  1. З чим пов’язане явище зчепленого успадкування ознак?
  2. Чим визначається кількість груп зчеплення в організмів певного виду?
  3. Що таке кросинговер? Яке його біологічне значення?
  4. Які основні положення хромосомної теорії спадковості?
  5. Чому дрозофіла виявилася вдалим об’єктом для генетичних досліджень?

 

                                                                                                              Оцінка _______ балів

Підпис викладача _________      

Практичне заняття №11                                                                                                                        Тема: Взаємодія генів.

Мета:                                                                                                                                                      - ознайомитись з різними  формами  взаємодії алельних  та неалельних генів, їх  вплив  на розвиток  ознак, а також успадкування груп крові за системою АВО та резус -  фактора;                                                                 - розв’язувати задачі на форми взаємодії алель них та неалельних генів.

Обладнання та матеріали: ілюстрований матеріал, таблиці: «Взаємодія генів», «Комплементарна дія генів», «Множинна дія генів».

Інформаційний матеріал

   Генотип  функціонує  не  як  механічна  сукупність  генів,  а  як  єдина  цілісна  система взаємодіючих  генів. Причому   взаємодіють не  самі  гени,  а їхні  продукти -  білки  (ферми  які  їм  відповідають). Взаємодіють  усі гени - як  алельні,  так  і  неалельні.                                    

Форми  взаємодії  генів

Алельні  гени

Неалельні гени

 

Повне домінування

Неповне домінування

Над домінування

Кодомінування

Комплентарна  дія

Епістаз

Полімерія

Плейотропія

 

Повне  домінування проявляється в тому  випадку,  коли  один  з  двох  взаємодіючих  ферментів  значно активніший. Саме  тому  всі  гібриди  першого покоління  (в дослідах  Грегора Менделя) одноманітні  за  фенотипом  і  генотипом.                                                                    Неповне домінування  спостерігається в  гетерозигот,  коли домінантний  ген  неповністю  пригнічує  дію  рецесивного  гена,  внаслідок  чого з’являється  проміжна ознака. Неповне  домінування спостерігається  при  успадкуванні кольору  квітів  у  нічної  красуні.      Домінантний  ген  червоного  кольору  в  гетерозиготних  гібридів  неповністю  домінує  над рецесивною   алеллю  білого  кольору. Наддомінування – проявляється у тому випадку, коли домінантний алель у гетерозиготному стані має сильніший прояв, ніж у гомозиготному Аа – АА. Якщо  в  гетерозигот  обидва  алель ні  гени рівноцінно  проявляються  у  фенотипі  їх  називають  кодомінантними. Прикладом  є  четверта  група крові у  людей  за  системою  АВО,  еритроцити  якої  несуть на своїй  поверхні  антигени  А і В,  що  контролюються  двома  алелями  І (А), і  І (В).  

  Група  крові   за  системою  АВО  успадковується  за  типом  множинних алелів. Поява множинних  алелів  пов’язана з  багато  разовою мутацією одного  локосу  хромосоми в  різних  особин  популяції. Так утворюються  не два  алеля  гена,  а декілька,  або  серія  множинних  алелей. Успадкування  резус–фактора,  який  є  антигеном,  що  вперше  було  виділено  1940р. у макака-резуса   (Rh –фактор), зумовлене трьома парами  генів – С, Д,К. Ці гени розміщуються в одній хромосомі  і тісно зчеплені,  тому їх  успадковування нагадує моногенне. За статистичними  даними, резус-позитивний фактор (Rh)   мають  85% людей, а резус-негативний  (Rh-) – 15%. Отже,  Rh зумовлений домінантними  генами,  а  Rh- - рецесивними. Визначення  резус-фактора є  обов’язковим у  разі переливання  крові. особливо уважно треба слідкувати за показниками крові  вагітних  жінок,  які  мають   резус-негативну кров,  якщо їхні чоловіки мають резус-позитивний фактор крові. Це пов’язано  з  тим,  що у  крові  матері утворюються  антитіла (концентрація яких  під  час  кожної  наступної  вагітності  збільшується). Якщо  антитіла потрапили  у  кров’яне  русло  дитини,  то це  може  спричинити  гемолітичну  хворобу  (різного  ступеня),  самовільні  викидні, мертво народження. Прикладом  множинних  алелів  є ознака  кольору  волосся. У людини  домінантною ознакою  є  колір  темного  волосся (А),  а  світле  -  (а) є  рецесивною  ознакою  до  темного  волосся. Рудий  колір  волосся  є  алелем,  який  буде  рецесивним  до  темного  та  світлого  кольорів.

Форми взаємодії  неалельних  генів.                                                                                            

    Комплементарна  дія - це  виникнення  нової  ознаки  за  сумісного  перебування в генотипі  двох  неалельних домінантних  генів. При  даній  взаємодії  можливі  чотири  випадки  розщеплення  ознак в  F2. Наприклад, при  схрещуванні  двох  сортів  горошку  запашного  з  білими  квітками отримали  гібриди  F1   з  червоними. Поява  нової  ознаки зумовлена тим, що  для синтезу  пігменту потрібні два різних  ферменти,  які  кодуються неалельними  домінантними  генами. Отже, у запашного  горошку червоний  колір  квітки визначається  одночасною наявністю в генотипі  алелів  А  і В. За відсутності  в  генотипі  одного  з них  або  обох  разом  квіти  будуть  білі. За  комплементарною  дією  успадковується  ряд  ознак  і в людини. Так нормальний  слух забезпечується  взаємодією  двох  домінантних  генів Д і Е: один з  них, Д – визначає  нормальний розвиток  завитка  внутрішнього  вуха, а  інший,  Е – слухового   нерва. Якщо людина  гомозиготна  за  рецесивним  алелем  хоча  б одного  з них  (ДДее,   ddЕЕ),  вона буде глухою  від  народження.

   Епістаз  тип  взаємодії  генів,  при  якому  один ген  пригнічує  дію  іншого  неалельної  йому  пари. Домінантним  - пригнічення домінантним  алелем одного  гена  прояву  домінантного  алеля   іншого гена. Рецесивним – пригнічення рецесивним алелем одного гена, який перебуває в гомозиготному  стані, прояву домінантного або рецесивного в гомозиготному  стані  іншого  гена.

  Полімерія  - це тип  взаємодії  неалельних  генів,  при якій  різні домінантні  гени  проявляють однакову  дію. Такі гени називають  однозначними, або  полімерними,  а ознаки, що ними  визначаються, - полігенними. Їх позначають однаковими символами  з цифровими індексами:  А1, А2, а1, а2. Існує  два  варіанти  полімерії. Некумулятивна  -  ступінь прояву ознаки не залежить від кількості  домінантних  алелів  у  генотипі. Так успадковується   ознака опереності  нижніх кінцівок курей. Кумулятивна - ступінь прояву  ознаки визначається кількістю домінантних алелів у генотипі. Так успадковується колір зерен  пшениці.  У  людини  колір  шкіри  також визначається взаємодією  кількох генів за типом кумулятивної полімерії. Тобто,  чим  більше домінантних  генів,  тим темніша  шкіра.  Так,  генотип  негра  -  А1 А1А2А2 ,  білого  - а1 а1 а2 а2 .

   Плейотропія - це  явище при  якому один  ген  визначає розвиток кількох  ознак. Так,  у  дрозофіли один  ген  викликає  білий  колір  очей,  світле   тіло, зниження плодючості,  впливає  на  внутрішні  органи,  і  зменшує  тривалість  життя.

   У  людини рецесивний алель  викликає  спадкове  захворювання  галактоземію  порушення синтезу  ферменту,  необхідного  для  засвоєння  клітинами  галактози (молочний  цукор),  а  також  недоумкуватість,   сліпоту,   цироз  печінки.

Успадкування  групи крові  за системою АВО

Група  крові

 

Гени, які визначають синтез специфічних еритроцитарних  білків

Можливі генотипи

 І  (о)

і

іі

ІІ  (А)

І (А)

І І (АА)

ІІІ (В)           

І (В)

І І (В В)

ІV (АВ)

І (А), І (В)

І (А) І (В)

 

                                                                  Хід роботи

Задача №1. Ген третьої групи крові (IB) домінує над геном  IO. Гетерозиготний чоловік, який має III групу крові одружився з жінкою, яка має I групу крові. Визначте можливі генотипи і фенотипи їхніх дітей.

Розв’язання______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задача №2. У карооких батьків двоє блакитнооких дітей мають першу і четверту групи крові, а двоє карооких мають другу і третю. Карий колір очей домінує над блакитним і визначається аутосомним геном. Яка ймовірність народження в цій сім’ї блакитноокої дитини з першою групою крові?

Розвязання______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задача №3. У хлопчика перша група крові у його сестри четверта. Визначте групи крові та генотипи їх батьків?

Розвязання______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задача №4. Відомо що мати дівчинки з III групою крові (Rh-) мала I групу крові (Rh+). У двох її синів кров II групи (Rh-). Встановіть генотип і фенотип батька за групою крові та резус-фактор. Розвязання______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задача №5. Відомо кілька захворювань людини, наприклад гастрит, в основі яких лежить полігенне спадкування. Яка ймовірність народження дитини зі схильністю до гастриту в сім’ї, де обоє батьків страждають цим захворюванням і гетерозиготні за обома парами полімерних генів?

Розвязання______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задача №6. Ген А визначає появу ознаки (чорний колір), В – відсутність ознаки (білий колір), а поєднання генів А і В дає руде забарвлення. Схрестили дві дигетерозиготні тварини, що мають руде забарвлення. Визначте, у якій взаємодії знаходяться гени А і В та яке розщеплення спостерігатиметься у потомстві?

Розвязання______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Висновки________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________              Запитання до самоконтролю

  1. Які гени називаються алельними?
  2. Які ви знаєте форми взаємодії між алельними генами?
  3. Що таке кодомінування, наддомінування?
  4. Що таке резус-фактор?
  5. Назвіть форми взаємодії неалельних генів?
  6. В чому суть комплементарної дії генів?
  7. Що таке епістаз, полімерія?

                                                                                                             

Оцінка _______ балів

Підпис викладача _________

 

 

 

 

 

 

Практичне заняття №12

Тема: Цитогенетичний метод дослідження.

Мета:                                                                                                                                                                - розглянути каріотип людини у нормі і при патології;                                                                                               - навчитися  виготовляти тимчасові препарати для виявлення статевого хроматину, а також складати ідіограму.

Обладнання та матеріали: таблиці каріотипів людини в нормі і при хромосомних хворобах, мікропрепарати каріотипів, мікроскопи, предметні і покривні скла, шпателі, метиленова синька.

Інформаційний матеріал

   Цитогенетичний  метод дає можливість вивчити зміни будови хромосом і зміни каріотипу людини. Каріотип - це сукупність хромосом, що характеризуються певною кількістю, величиною та формою постійними для представників одного виду.

  Каріотип  людини досліджується в культурі клітин лейкоцитів крові взятої із вени, а також  в клітинах кісткового мозку, фібробластах, в клітинах шкіри, в регенеруючих тканинах. Можна досліджувати метафазні пластини - це прямий метод, досліджується свіжий матеріал.

  При непрямому методі клітини культивують. При цьому венозну кров центрифугують, виділяють лейкоцити, вміщують їх у спеціальне поживне середовище (199) з фітогемаглютиніном, який стимулює поділ лімфоцитів. Культуру клітин витримують в термостаті при t 37 С 72 год. За 3 год. до закінчення інкубації до культури додають колхіцин, щоб блокувати веретено поділу і зупинити розходження хроматину. Потім до культури додають гіпотонічний розчин КСІ для збільшення об’єму лімфоцитів і розподілу хромосом по всій клітині. Метафазні пластини фарбують ядерними барвниками (ацеторсеїн, ацетокармин) і розглядають під світловим мікроскопом з імерсійним об’єктивом. Досліджують хромосоми на стадії метафази, фотографують; з фотографії вирізають хромосоми і з них складають ідіограму. В спеціалізованих лабораторіях використовують для складання ідіограм комп’ютерні програми.

  Визначення Х-статевого хроматину у клатинах епітелію слизової оболонки ротової порожнини. Для цього роблять зіскрябок із слизової оболонки щоки при допомозі шпателя. Зіскрябок переносять на предметне скло, фіксують спиртовим розчином, фарбують метиленовою синькою і  розглядають під світловим мікроскопом з імерсійним об’єктивом,  Інактивована Х-хромосома має вигляд брилки розміром 1мкм, Х-статевий хроматин названий тільцем Барра. З двох Х-хромосом жінки одна є активна, а друга інактивується і утворює тільце Барра. Наявність одного тільця Барра у жінок свідчить про 2 Х-хромосоми в каріотипі. В нормі у жінок одне тільце Барра, у чоловіків ядра соматичних клітин тілець Барра не мають.

     Наявність більшої кількості Х-хромосом супроводжується появою у нейтрофільних лейкоцитах відростків ядра у вигляді барабанних паличок, їх вважають аналогами тілець Барра. Кількість барабанних паличок і тілець Барра в одній клітині на одиницю менше від кількості Х-хромосом у цій же клітині. В ядрах соматичних клітин чоловіків в люмініцентному мікроскопі при використанні акрихінових барвників визначають Y-хроматин. Y-хромосома світиться зеленим кольром. В ядрі здорового чоловіка видно одну ділянку флюоресценції, при дисомії Y(синдром дубель Y – ХYY) – дві.

  Названі методи дозволяють вивчити кількість і форму хромосом людини. Зміна кількості і форми хромосом є причиною хромосомних захворювань.

   Вивчення Х- і Y-статевого хроматину використовується для:

- швидкої бліцдіагностики хромосомних захворювань, зумовлених змінами кількості комплексу статевих хромосом;

 - у судовій медицині для визначення статі;

- в онкології для визначення типу пухлин з метою встановлення гормональної залежності клітин і дальшої гормонотерапії хворих.

 

Хід роботи

Завдання №1. Розглянути  та замалювати фотографії нормальних каріотипів людини.

        

Хромосомні набори

 

Чоловіка 44А+ХУ

Жінки 44А+ХХ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Завдання №2. Розгляньте ідеограми, отриманих від хворих з спадковою патологією. Зверніть увагу на загальне число хромосом в каріотипі, кількість хромосом в окремих парах. Визначте характер відхилень від норми (моно- або трисомія). Визначте стать хворого.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Завдання №3. Ознайомтесь з деякими прикладами порушення каріотипу людини.

Результат пошуку зображень за запитом порушення каріотипу людини.

Завдання №4. Розвяжіть кросворд «Хромосоми».                                                                            Oтримайте у виділених клітинках назву білкових сполук, що беруть активну участь у конденсації хромосом на перших її етапах.

1. Наука про особливості хромосом.

2. Хромосомний набір.

3. Хромосоми набору, подібні в особин протилежної статі.

4. Первинна перетяжка хромосом.

5. Кінцеві ділянки хромосом.

6. Білки центромер, до яких прикріплюються нитки веретена поділу.

7. Органічні сполуки, що беруть участь в утворенні хромосом.

 

Висновки________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________             

Запитання до самоконтролю

1. Назвати методи вивчення генетики людини?

2. В чому суть цитогенетичного методу?

3. Пояснити поняття “каріотип”, “генотип”, “фенотип”?

4. Який набір хромосом в соматичних і генеративних клітинах?

5. Які морфологічні форми хромосом?

 

                                                                                                              Оцінка _______ балів

Підпис викладача _________

Практичне заняття №13                                                                                                                        Тема: Вивчення закономірностей модифікаційної мінливості.

Мета:

 -ознайомитися з модифікаційною мінливістю у живих організмів на прикладі біологічних об’єктів;                                                                                                                                                                    - навчитися будувати варіаційний ряд та  варіаційну криву.

Обладнання і матеріали: колекції біологічних об’єктів (лисків, хвоїнок, колосків, квітів, комах, плодів тощо), лінійка, лупа, терези.

Інформаційний матеріал

   Усі живі організми розвиваються в тісному взаємозв’язку один з одним із оточуючим довкіллям. Різні фактори середовища (світло, температура, волога, склад ґрунту), впливають на організм, викликаючи в них зміну зовнішніх чи внутрішніх ознак. Таким чином, організм має не тільки спадковість, яка поставляє матеріал для еволюції та селекції, але і мінливість. Мінливість – загальна властивість живих організмів набувати нових ознак, яка зумовлює різноманітність живої природи. Форми мінливості: модифікаційна  (фенотипна, неспадкова) і  спадкова (генотипна). Розрізняють  мутаційну  мінливість  і  комбінативну.                                                  

Модифікаційна (неспадкова) мінливість - це зміни, які виникли під впливом довкілля, не торкнулися генотипу, а тільки викликали більш-менш значні зміни фенотипу. Модифікаційній  мінливості притаманні:

- під  впливом  однакових чинників  довкілля у  представників  одного виду  виникають  подібні  зміни;

- припинення  дії  чинників зупиняє модифікаційні  зміни;

- ступінь  модифікаційних  змін  прямо пропорційний  силі  та  тривалості дії  чинників;

- модифікаційні  зміни  не успадковуються.

    Модифікації, які виникають на раннніх етапах онтогенезу, можуть зберігатися протягом всього життя особини, але не успадковуються. 

Існує декілька класифікацій модифікаційних змін залежно від різних характеристик. Основні види модифікацій:                                                                                                                                                   

  • За впливом на організм: морфологічні зміни; змін , викликані схожими мутаційними явищами; морфози. Морфози - морфологічні зміни, зумовлені дією екстремальних умов навколишнього середовища.
  • За часом існування: зберігаються лише в онтогенезі; зберігаються протягом 2-3 поколінь.
  • За значенням: морфози; адаптаційні модифікації; фенокопії. Фенокопія – це модифікація ознаки під впливом зовнішніх факторів, яка копіює ознаку, властиву для іншого генотипу. Фенокопії не успадковуються. Прикладом адаптивних модифікацій може бути розвиток мязової  і кісткової систем людини в результаті фізичних навантажень.
  • За характером: морфологічні зміни; зміни забарвлення; зміни гомеостазу.

 Норма  реакції – це межі  модифікаційної  мінливості.  Діапазон норми реакції  зумовлений  генотипом. Різні ознаки  мають  відповідний для них  діапазон  норми  реакції. У  людини  широку  норму  реакції  мають  зріст,  маса  тіла,  розвиток  м’язів, кількість  еритроцитів  і  лейкоцитів. Вузьку  норму  реакції  мають  показники  кислотно-основної  рівноваги крові,  лімфи,  тканинної  рідини. Вивчення  норми реакції   дає  можливість  розробити  критерії  показників здоров’я  людини.                                                                                                        

 Варіаційний ряд - це послідовність кількісних показників певного варіанта ознаки (варіант), розміщених у порядку зростання чи зменшення. Варіаційна крива – це графічне зображення кількісних показників мінливості певної ознаки, яке ілюструє межі модифікаційної мінливості та частоту поширеності окремих варіантів.

Хід  роботи

Завдання №1. Розгляньте колекцію біологічних обєктів, відберіть поспіль (спеціально не добираючи) 15-20 із них.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Завдання №2. Виберіть ознаку, яку ви будете досліджувати (довжину, ширину, масу, кількість зерен у колоску тощо).

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Завдання №3. Виміряйте величину обраної ознаки для всіх об’єктів, запишіть отримані значення.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Завдання №4. Побудуйте варіаційний ряд, розташувавши всі виміряні величини за порядком від найменшої до найбільшої.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Завдання №5. Побудуйте варіаційну криву, відклавши по горизонталі виміряні величини, а по вертикалі їхню кількість.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Завдання №6. Зробіть висновок. Висновок краще зробити за таким алгоритмом:                    Мінливість поділяється на ________________ і ________________ (____________). ________________ мінливість проявляється в залежності від умов існування організму. Межі не спадкової мінливості називаються _________________. Статистичними показниками не спадкової мінливості є __________________ і ________________. _________________________ не успадковується, проте успадковується _________________.

Завдання для самоконтролю

1. Які форми мінливості успадкування?

2. Що таке мінливість?

3. Що таке модифікаційна мінливість?

4.  Які статистичні закономірності модифікаційної мінливості?

 Оцінка _______ балів

Підпис викладача _________

Практичне заняття № 14

Тема: Генеалогічний метод дослідження.

Мета:                                                                                                                                                                           -ознайомитись з сучасними методами  медичної генетики, вивчити методику проведення  генеалогічного  методу, навчитися прогнозувати  ймовірність прояву патологічних ознак для нащадків;

 -складати родоводи, проводити генетичний аналіз та визначити тип успадкування даної ознаки (захворювання), прогнозувати ймовірність народження в родині здорових дітей.

Обладнання і матеріали: таблиці символів та родоводів, завдання для складання  родоводів, завдання для аналізу складених родоводів, ілюстрований матеріал, тести.

Інформаційний матеріал

   Генеалогія вивчає історію родоводів, їх походження, зв’язки між членами роду. Генеалогічний метод запропонований англійським вченим Гальтоном з метою вивчення розумових здібностей людини. В медично-генетичних консультаціях використовується для виявлення закономірностей успадкування ознак або захворювань. Для складання родоводу треба зібрати відомості про близьких і далеких родичів з батьківської і материнської лінії пробанда. Пробанд - це особа, від якої починають складати родовід. Рідні брати і сестри пробанда називаються сибсами. Пробандом може бути здорова людина, яка звернулася у медично-генетичну консультацію для визначення ймовірності народження в неї здорових дітей. При збиранні відомостей про родичів пробанда лікар-генетик повинен дотримуватися лікарської етики, такту. Часто в сім’ях замовчують хвороби та дефекти, вважають їх ганебними. Лікар повинен встановити точний діагноз у пробанда і провести огляд хворих та здорових родичів пробанда. Кожний родовід супроводжується ключем (легендою) або як називали в давнину літописом. В медицині вживається термін «ключ» або «легенда». При записі легенди використовують символи і скорочення:

 

 

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Представників одного покоління нумерують зліва направо  арабськими цифрами, різні покоління позначають римськими цифрами з лівого боку зверху вниз.  В легенді записують відомості про родичів, рідних та сибсів пробанда. Дуже важливим є правильний запис легенди.

Для аналізу родоводу перш за все необхідно вияснити тип успадкування ознаки (хвороби). Якщо ознака (хвороба) з однаковою частотою зустрічається у чоловіків і жінок – членів даного родоводу, то це свідчить про автосомний тип успадкування. Якщо ознака зустрічається у представників однієї стат, це свідчить про успадкування зчеплене зі статтю.

Особливості родоводу з автосомно-домінантним типом успадкування.

- Хворіють однаковою мірою чоловіки і жінки.

- Ознака (хвороба) простежується у родоводі за вертикаллю (в кожному поколінні).

- Мутагенний ген проявляється як у гомозиготному стані АА, так і в гетерозиготному Аа.

- Ймовірність народження хворої дитини в родині, де один з батьків хворий (за умови, що він гетерозиготний ), а інший здоровий, становить 50%

Особливості родоводу з аутосомно – рецесивним типом успадкування.

- Хворіють чоловіки і жінки однаковою мірою.

- Мутагенний ген простежується за горизонталлю; не в усіх поколіннях є хворі.

- Батьки фенотипові здорові, але  вони є гетерозиготними носіями.

- Ознака чи патологічний ген виявляється лише в гомозиготному стані.

- Ймовірність народження хворої дитини складає 25%.

   У- зчепленний тип успадкування. Це такий тип успадкування, в разі якого ген локалізований  в У- хромосомі, і якщо ген рецесивний і розташований в негомологічній ділянці У- хромосоми, то хворіють лише хлопчики.

   Х- зчеплений тип успадкування. Гени, які локалізуються в Х- хромосомі, можуть бути як домінантними, так і рецесивними. Так само, як і в разі автосомного типу успадкування. Головна особливість Х-зчепленого  типу успадкування – відповідний ген не передається від батька до сина, оскільки чоловіки Х – хромосому передають тільки дочкам.

 

Хід роботи

 Завдання №1. Ознайомтеся з основними позначеннями, які  використовуються в генеалогічному методі і з принципами складання родоводів.

 Завдання №2. Визначте тип успадкування ознак (хвороб) і вкажіть генотипи членів родоводів, які  зображені на таблицях.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________                                                                                                                               

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Завдання №3. У членів однієї сім’ї спостерігається глухонімота. Пробанд – глухоніма дівчинка. ЇЇ брат, мати і  батько здорові. У матері пробанда  є глухонімий брат і сестра. Складіть родовід. Визначте тип успадкування ознаки і генотипи членів роду. 

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________                                                                                                                                           

 Завдання №4. У медично-генетичну консультацію звернулася жінка, хвора на мозочкову атаксію. Її чоловік здоровий. У них п’ятеро синів і три дочки. Один син і одна дочка хворі, усі інші здорові. У пробанда одна здорова сестра і троє хворих братів. Батько пробанда хворий, мати здорова. Складіть родовід. Яка ймовірність появи хворих дітей у хворої дочки пробанда, якщо вона одружиться із здоровим чоловіком?

 ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________                                                                                                                             

 Завдання №5. У людини відсутність потових залоз кодується рецесивним геном. У сім’ї народився син, в якого відсутні потові залози. Батьки дитини, а також бабусі і діди за материнською і батьківською лініями були здорові, але сестра бабусі страждала відсутністю потових залоз. Визначте генотипи згаданих осіб і складіть схему дерева роду. Як успадковується захворювання?

 ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________               

                                                                                                                             

Висновки________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________             

Запитання до самоконтролю

1. Зберіть генеалогічний анамнез своєї  родини, складіть  свій  власний родовід, запишіть ключ – легенду, зробіть аналіз ознак чи хвороби?

 

                                                                                                              Оцінка _______ балів

Підпис викладача _________

Практичне заняття № 15

Тема: Вивчення будови статевих клітин людини.

Мета:                                                                                                                                                                    - сформувати знання про будову та функції статевих клітин, з'ясувати їхнє значення в житті живих організмів; розглянути основні особливості утворення сперматозоїдів та яйцеклітин у людини;

- навчитись характеризувати будову статевих клітин з точки зору їх функцій, диференціювати статеві клітини на різних етапах їх розвитку в процесі гаметогенезу.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       

Обладнання і матеріали: ілюстрований матеріал, таблиці: «Гаметогенез», «Будова статевих клітин», тести.

 

 

Інформаційний матеріал

    Розмноження – це відтворення собі подібних нащадків, властиве всім живим істотам. Завдяки розмноженню забезпечується безперервність і спадковість життя. Розрізняють нестатеве і статеве розмноження. При нестатевому розмноженні новий організм виникає із однієї соматичної клітини, або з групи клітин. Нестатеве розмноження властиве рослинам і нижчим тваринам. Формами нестатевого розмноження у рослин є спороутворення та вегетативне розмноження. У нижчих тварин формами нестатевого розмноження є поділ і брунькування.

    Статеве розмноження – це явище, коли новий організм розвивається із заплідненої яйцеклітини, що виникає внаслідок злиття статевих клітин. В його основі лежить статевий процес, який здійснюється у формах кон’югації або копуляції. При статевому розмноженні беруть участь – гамети. Чоловічі гамети-сперматозоїди, жіночі-яйцеклітини.

 Будова сперматозоїда: головка, шийка, хвостик. Головка вкрита чохликом (тонкий шар цитоплазми), в головці розташоване ядро і акросома, яка забезпечує контакт сперматозоїда з яйцеклітиною. В шийці розташовані центріолі і мітохондріальна спіраль. Хвостик завдовжки 60 мкм. – забезпечує рух.

  Яйцеклітина – найбільша клітина організму, круглої, або овольної форми нерухлива, діаметром 140-160 мкм. Містить запас поживних речовин, необхідних для розвитку зародка. Ззовні вкрита оболонкою, поверх якої є шар клітин яйцевого фолікула (променистий вінець). В середині яйцеклітини є гаплоїдне ядро. Яйцеклітина розвивається в яєчнику (у пухирці Граафа).

  Гаметогенез – це процес утворення і дозрівання статевих клітин. Гаметогенез відбувається у статевих залозах (гонадах). Розрізняють сперматогенез і овогенез.

  Сперматогенез – формування чоловічих статевих клітин, відбувається в сім’яниках. В процесі сперматогенезу виділяють чотири періоди: розмноження, ріст, дозрівання, формування.

  1. Період розмноження відбувається в зоні розмноження сім’яника, на периферії сім’яних канальців. Клітини цієї зони – сперматогонії, диплоїдні, розмножуються мітотично.
  2. Період росту відбувається в зоні росту сім’яного канальця. Клітини ростуть, збільшуються в розмірах, диплоїдні – це сперматоцити першого порядку.
  3. Період дозрівання відбувається в зоні дозрівання сім’яника. В цій зоні відбувається мейоз. В результаті редукційного поділу сперматоцита І-го порядку, утворюються два сперматоцити ІІ-го порядку, які  діляться (екваційний поділ), утворюючи чотири сперматиди.
  4. Період формування. Під час цієї стадії перетворюється лише форма клітин, з’являється хвостик , який забезпечує рух клітин.

 

  Овогенез – процес дозрівання жіночих статевих клітин, відбувається в яєчниках. В процесі овогенезу виділяють три періоди: розмноження, росту, дозрівання.

  1. Перший період розмноження, відбувається в яєчниках жінки протягом внутрішньоутробного розвитку. Клітини називаються оогонії, диплоїдні, розмножуються шляхом мітозу.
  2. Період росту, оогонії ростуть збільшуються в розмірах, перетворюються в овоцити першого порядку.
  3. Період дозрівання, проходить мейоз. Внаслідок І-го мейотичного поділу овоцита І-го порядку утворюється один овоцит ІІ-го порядку (гаплоїдний) та одне редукційне тільце. Внаслідок ІІ-го поділу овоцита ІІ-го порядку утворюється одна яйцеклітина і одне редукційне тільце. Перше редукційне тільце ділиться, утворюючи два редукційні тільця. Згодом редукційні тільця фагоцитуються, а яйцеклітина зріла готова до запліднення.

 

 

мал

Сперматогенез і овогенез.

 

Хід роботи

Завдання №1.  Розгляньте та замалюйте будову яйцеклітини та сперматозоїда.

 

 

 

 

 

Яйцеклітина

Сперматозоїд

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Завдання №2. Заповніть таблицю «Порівняння різних форм розмноження організмів».

Запитання для порівняння

Нестатеве

Вегетативне

Статеве

За рахунок чого відбувається?

 

 

 

Чи є нащадки точною копією батьків?

 

 

 

Скільки особин беруть участь у процесі розмноження?

 

 

 

Яке біологічне значення?

 

 

 

 

Завдання №3. Розгляньте схему сперматогенезу та овогенезу, та замалюйте в робочий зошит.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Завдання №4. Заповніть таблицю «Порівняння сперматогенезу і овогенезу».

Стадія

Сперматогенез

Овогенез

Розмноження

 

 

Росту

 

 

Дозрівання

 

 

Формування

 

 

 

Завдання №5. Дати визначення термінам:                                                                                      Гаметогенез - ___________________________________________________________________  Сперматогенез - _________________________________________________________________  Овогенез - ______________________________________________________________________ Розмноження - __________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ Статеве розмноження - ___________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ Нестатеве розмноження - _________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ Яйцеклітина - __________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ Мітоз - ________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ Мейоз - ________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________

Висновки________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________             

Запитання до самоконтролю

  1. Чим характеризується будова жіночих статевих клітин?
  2.  Яка будова чоловічих статевих клітин?
  3.  Що таке гаметогенез? Які стадії виділяють під час гаметогенезу?
  4.  Чим відрізняються процеси формування жіночих і чоловічих статевих клітин у ссавців?

 

                                                                                                              Оцінка _______ балів

Підпис викладача _________

Практичне заняття № 16

Тема: Вивчення етапів ембріогенезу.

Мета:                                                                                                                                                    - сформувати знання про етапи ембріогенезу людини; вивчити процеси, що відбуваються в кожному з цих етапів; проаналізувати наслідки взаємодії частин зародка, що розвивається;                  - розвивати вміння логічно мислити та знаходити закономірності процесів ембріонального розвитку людини.                                                                                                                                                                                                                                                      

Обладнання і матеріали: мікроскопи, постійні мікропрепарати яйцеклітини, бластули, гаструли й нейрули, ілюстрований матеріал, тести.

Інформаційний матеріал

  Онтогенез – це індивідуальний розвиток організму від початку його існування до кінця життя. У тварин початком існування нового організму найчастіше є утворення зиготи. У тварин виділяють два періоди онтогенезу – ембріональний і постембріональний.

Ембріогенез  це час, коли новий організм розвивається всередині материнського організму або всередині яйця. Завершується ембріогенез народженням (вилупленням, проростанням). Починається зародковий період після запліднення або активації яйцеклітини при партеногенезі і здійснюється всередині материнського організму, яйця, насінини. Завершується ембріональний розвиток народженням (ссавці), виходом з оболонок яйця (птахи, плазуни), проростанням (насінні рослини). Основними етапами ембріонального періоду є дробіння, гаструляція, гістогенез та органогенез.

Дробіння – ряд послідовних мітотичних поділів зиготи, який закінчується утворенням одношарової стадії бластули. Кількість клітин збільшується внаслідок мітозу, але інтерфаза дуже коротка і бластомери не ростуть. Особливості дробіння в різних груп організмів залежать від характеру розташування та кількості жовтка, тому виділяють два типи дробіння: повне (голобластичне), неповне (меробластичне).               

Гаструляція це процес формування двошарового зародка – гаструли. Ріст клітин при гаструляції не відбувається. На цьому етапі утворюються два або три шари тіла зародка –зародкові листки. У процесі гаструляції необхідно розрізняти два етапи: а) утворення екто- та ентодерми (формується рання гаструла – двошаровий зародок); б) утворення мезодерми (формується пізня гаструла – тришаровий зародок). На етапі гаструляції завершується ембріогенез двошарових тварин (губки, кишковопорожнинні), мезодерма закладається в зародковому розвитку тришарових тварин (починаючи з плоских червів). У різних організмів гаструла формується різними шляхами. Виділяють такі типи утворення гаструли: інвагінація (вгинання), деламінація (розшарування), епіболія (обростання), імміграція (переміщення).

Гістогенез і органогенез утворення тканин та органів. Здійснюються ці процеси внаслідок диференціації (виникнення відмінностей у будові та функціях клітин, тканин, органів). У гістогенезі рослин беруть участь ініціальні клітини твірних тканин, а в гістогенезі тварин – стовбурні, напівстовбурні та дозрілі клітини.

Критичні періоди онтогенезу – це періоди, коли організм найбільш вразливий до впливу чинників довкілля. В ембріогенезі людини виділяють три критичні періоди:

     - період імплантації ( 6-та – 7-ма доби після запліднення);

- період плацентації ( кінець другого тижня вагітності);

- перинатальний період ( пологи).

 Визначено критичні періоди розвитку окремих органів у пізніші терміни вагітності:

- бластопатія - порушення розвитку зиготи з моменту запліднення до 15-го дня його розвитку;

- ембріопатія - порушення розвитку ембріона 15 дня до 3-го місяця         внутрішньоутробного розвитку;

- фетопатія - порушення розвитку плода з 3-го місяця онтогенезу до кінця вагітності.

Постембріональний онтогенез людини можна розділити на такі періоди:

 - ювенільний (від народження до статевої зрілості);

 - зрілий (дорослий, статевозрілий, репродуктивний етап);

 - похилий ( старості, який закінчується природною смертю).

Хід роботи

Завдання №1.  Розгляньте постійні мікропрепарати ембріонального розвитку. Знайдіть у полі зору мікроскопа зародок на стадіях дроблення, гаструли. Порівняйте побачене зі схемами, замалюйте мікропрепарат, підпишіть малюнок, зробіть позначення.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Завдання №2. Складіть порівняльну таблицю етапів ембріонального розвитку.  

Порівняльна характеристика

Дробіння

Гаструляція

 

Гістогенез

Органогенез

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Завдання №3. Схарактеризуйте зародкові листки і всі дані запишіть у таблицю.

Ектодерма

 

Ентодерма

 

Мезодерма

 

 

Завдання №4. Складіть таблицю ”Шляхи ембріонального розвитку ланцетника”.

Стадія ембріонального розвитку

Тип формування

Яйцеклітина

 

Дробіння

 

Бластула

 

Гаструла

 

 

Висновки________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________             

Запитання до самоконтролю

1.Що таке онтогенез?                                                                                                                                                    2.Які періоди розвитку виділяють у людини?                                                                                              3.Які процеси відбуваються під час ембріонального розвитку?                                                            4.Навіщо потрібні зародкові оболонки? Як вони взаємодіють між собою?                                             5.Які процеси відбуваються під час постембріонального розвитку?

 

                                                                                                              Оцінка _______ балів

Підпис викладача _________

 

 

 

 

 

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

 

1. В.І. Соболь «Біологія і екологія (рівень стандарту)», 2018р.;                                                       2.  Остапченко, Л.І., Балан, П. Г., Компанець, Т. А., Рушковський, С. Р. «Біологія і екологія (рівень стандарту)», 2018р.

3. «Біологія і екологія (рівень стандарту)» 10 клас, Андерсон, О.А.; Чернінський, О. А; Вихренко, М.А. (2018);

4. «Біологія і екологія (рівень стандарту)»: підручник для 10 класу закладів загальної середньої освіти, Задорожний, К. М. (2018);

5. «Біологія і екологія (рівень стандарту)»: підручник для 10 класу закладів загальної середньої освіти, Шаламов, Р.; Носов, Г; Каліберда, М.; Коміссаров, А. (2018).

6. Уварова І.О «Біологія і екологія». 10клас: плани-конспекти уроків. – Харків: Вид-то «Ранок», 2018.

7. Новикова Н.І. «Зошит для лабораторних та практичних робіт», Біологія. 10кл, 2012р.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗМІСТ

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА………………………………………………………………2

Практична робота №1. Визначення таксономічного положення виду                                                                               в системі органічного світу…………………………………………………………………..3

Практична робота №2. Будова клітин прокаріотів і еукаріотів………………………..6

Практична робота №3. Нуклеїнові кислоти: Розв’язування задач з молекулярної біології…………………………………………………………………………………………..10

Практична робота №4. Складання схем обміну вуглеводів, ліпідів                                                          та білків в організмі людини…………………………………………………………………14

Практична робота №5. Біосинтез білка. Розв’язування задач                                                             з молекулярної біології………………………………………………………………………..19

Практична робота №6. Визначення властивостей ферментів………………………….22

Практична робота №7. Визначення вмісту води у власному організмі……………….25

Практична робота №8. Розв'язування генетичних задач, з метою                                      моделювання  моногібридного схрещування……………………………………………..27

Практична робота №9. Розв’язування генетичних задач з метою                                         моделювання дигібридного і полігібридного схрещування…………………………….31

Практична робота №10. Успадкування ознак зчеплених зі статтю…………………..34

Практична робота №11. Взаємодія генів………………………………………………….38

Практична робота №12. Цитогенетичний метод дослідження…………………………43

Практична робота №13. Вивчення закономірностей модифікаційної                                  мінливості………………………………………………………………………………………46

Практична робота №14. Генеалогічний метод дослідження……………………………48

Практична робота №15. Вивчення будови статевих клітин людини………………….52

Практична робота №16. Вивчення етапів ембріогенезу…………………………………57

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ ……………………………………………….60

 

 

 

 

 

doc
До підручника
Біологія (профільний рівень) 10 клас (Межжерін С.В., Межжеріна Я.О., Коршевнюк Т.В.)
Додано
31 жовтня 2020
Переглядів
1265
Оцінка розробки
Відгуки відсутні
Безкоштовний сертифікат
про публікацію авторської розробки
Щоб отримати, додайте розробку

Додати розробку