Биология / Методические пособия для биологии / Практические занятия по генетике

Практические занятия по генетике. Занятие 1

Want create site? Find Free WordPress Themes and plugins.

Занятие 1. Типы клеточной организации. Принципы структурно-функциональной организации клеток. Химическая организация генетического материала про- и эукариот.

Цель занятия:
1. Усвоить значение клетки как элементарной структурно-функциональной и генетической единицы живых организмов.
2. Изучить разные типы клеточной организации, их отличительные особенно сти и многообразие.
3. Осмыслить функциональное и эволюционное значение морфологического многообразия клеток.
4. Ознакомиться с химической организацией материального субстрата на следственности и изменчивости.

Задание 1. Типы клеточной организации.

Рассмотрите схему классификации разных типов клеточной организа ции. Отметьте наиболее важные отличительные особенности каждого типа клеток (схема 1, аудиторные таблицы).

Схема. 1. Классификация типов клеток.

Untitled0-1

i Зарисуйте схему классификации разных типов клеточной организации (схема 1).

 

Задание 2. Прокариотические клетки

Табл. 1. Особенности организации прокариот и эукариот

Untitled0-2

Рассмотрите строение прокариотической клетки (аудиторная таблица, электронограмма бактериальной клетки (слайд 3)). Бактериальная клетка окружена прочной клеточной стенкой, состоящей из полисахаридов и пептидов (основной компонент муреин). У многих бактерий снаружи имеется слизистая капсула. В цитоплазме отсутствует развитая система мембран (мембранные органоиды, оболочка ядра). В ней находится большое количество рибосом (до 40% от общей массы клетки) и гранулы запасных питательных веществ. У автотрофных прокариот в цитоплазме располагаются мембранные мешочки (тилакоиды), содержащие фотосинтетические пигменты. Клеточная мембрана ряда прокариотических клеток образует складчатое впячивание — мезосому. Она содержит метаболические ферменты, способствует распределению ДНК и формированию перегородки между дочерними клетками. В центре цитоплазмы видна более светлая нуклеолярная область (или нуклеоид). Здесь расположен генетический материал клетки, представленный единственной кольцевой (особым образом уложенной) молекулой ДНК длиной около 1 мм.

i Зарисуйте электроннограмму бактериальной клетки. Обозначьте: а) клеточная стенка, б) цитоплазма, в) нуклеолярная область, г) мезосома, д) рибосомы.

Задание 3. Одноклеточные эукариоты

К одноклеточным эукариотическим организмам относятся простейшие, одноклеточные зеленые и некоторые другие водоросли. Одноклеточные обла дают клеточным ядром, способным митотически делиться. По общему плану строения и набору органоидов одноклеточные эукариоты сходны с клетками многоклеточных организмов, однако в функциональном отношении не срав нимы с ними, так как сочетают свойства клетки и целого организма. В клетках некоторых простейших имеются специальные образования (участки цито плазмы), выполняющие на клеточном уровне функции органов и систем орга нов многоклеточного организма (например: цитостом, цитофарингс, пороши ца, сократительные вакуоли у инфузорий).
Рассмотрите строение лямблии кишечной (слайд 4), относящейся к типу простейших. Клетки лямблии имеют грушевидную форму и 4 пары жгутиков для движения. По средней линии тела проходит опорное образование аксо-стиль. В передней расширенной части тела видны 2 темных симметрично рас положенных ядра и 2 присасывательных диска для прикрепления к стенке кишечника. Длина лямблии 10-18 мкм.

i Зарисуйте слайд 4 «Лямблия кишечная» (микропрепарат, иммерсия). Обозначьте: а) ядра, б) присасывательные диски, в) аксостиль, г) оболочка-пелликула, д) жгутики.

Задание 4. Многоклеточные эукариоты

Клетки многоклеточных растительных и животных организмов (аудиторные таблицы, слайды 6, 7, 16) окружены клеточной мембраной. В цитоплазме этих клеток расположены мембранные (митохондрии, комплекс Голь-джи, эндоплазматическая сеть, лизосомы) и немембранные органоиды (рибосомы, клеточный центр (не у всех растений), микротрубочки, микрофиламен-ты), включения. Ядро отграничено от цитоплазмы двойной ядерной мембраной и содержит кариоплазму с расположенным в ней наследственным материалом (в зависимости от стадии жизненного цикла хромосомы или хроматин), одним или несколькими ядрышками. В строении растительных клеток наблюдается ряд особенностей, а именно: наличие в цитоплазме одной или нескольких вакуолей, заполненных клеточным соком, пластид (хлоро-, хромо-и лейкопластов). Снаружи от клеточной мембраны растительных клеток располагается целлюлозная клеточная стенка (клеточная мембрана животных клеток снаружи покрыта слоем гликокаликса — комплексы полисахаридов с белками и жирами).

Строение растительной клетки листа элодеи рассмотрите на слайде 6. Крупные прямоугольные клетки с двухконтурной оболочкой содержат большое количество хлоропластов зеленого цвета, расположенных в основном вдоль стенок клеток. Центральная просветленная часть клеток занята вакуолью с клеточным соком. В некоторых клетках видно слабо очерченное пузырьковидное ядро.

Зарисуйте 1-3 клетки листа элодеи (слайд 6 «Клетки листа элодеи», микропрепарат, сильное увеличение). Обозначьте: а) целлюлозная оболочка, б) цитоплазма, в) хлоропласты, г) вакуоль с клеточным соком, д) ядро (если видно).

Задание 5. Химическая организация генетического материала про- и эукариот

Untitled0-4

Генетический материал — ДНК — является нуклеиновой кислотой и в химическом отношении представляет собой полинуклеотидную последовательность, структурная единица которой (иуклеотид) состоит из трех компонентов: сахара — пентозы (дезоксирибозы), остатка фосфорной кислоты и одного из 4-х азотистых оснований (АО) (аденина, гуанина, тимина, цитозина) (схема 2). Азотистое основание присоединяется к Г атому углерода в молекуле сахара, а фосфат с помощью эфирной связи к ее 5* атому. У З1 атома углерода имеется гидроксильная группа (-ОН), которая участвует в объединении нуклеотидов между собой.

Процесс синтеза полинуклеотидной цепи происходит при участии ферментов — полимере®, которые обеспечивают возникновение эфирной связи между ОН-группой, стоящей в положении 3* первого нуклеотида и ОН-группой фосфата второго нуклеотида (при этом образуется молекула воды). В результате такого объединения в начале цепи остается фосфат первого нуклеотида, соединенный эфирной связью с 5″ атомом пентозы, а присоединение нового нуклеотида происходит в 3′ положении. Таким образом, синтез ДНК идет в направлении 5* —? 3′ (схема 3).

Молекула ДНК является двухцепочечной. Соединение двух полинук-леотндных цепей ДНК в двойную спираль осуществляется по принципу ком-плементарности: между азотистыми основаниями, благодаря их пространственной конфигурации устанавливаются водородные связи. При этом между комплементарными основаниями двух цепей аденином и тимином образуются 2 водородные связи, а между гуанином и цитозином — 3. Другой особенностью соединения двух полинуклеотидных цепей в молекуле ДНК является их антипараллельное расположение, при котором 5-конец одной цепи соединяется комплементарными связями с 3′ концом другой. Помните, что двухце-почечная молекула ДНК в пространстве образует спиральную структуру.

Зарисуйте в альбом строение двухцепочечной молекулы ДНК с указанием направления сборки полинуклеотидных цепей (каждая цепь из двух нуклеотидов).

Контрольные вопросы:
1. Что такое клетка? Какие элементарные явления происходят на клеточном уровне?
2. Какие общие свойства жизни проявляются на клеточном уровне?
3. Какие типы клеточной организации Вы знаете? В чем сходство и различие между ними?
4. Какие организмы относятся к прокариотам и эукариотам? Какое место занимают про- и эукариоты в эволюции и иерархической системе живой природы?
5. Почему многоклеточность могла возникнуть только на базе эукариотеческих клеток?
6. В чем особенность организации цитоплазмы эукариотических клеток?
7. Что такое компартментализация для эукариотических клеток?
8. Характерна ли компартментализация для прокариотических клеток?
9. Какие органеллы цитоплазмы эукариот организованы сходно с прокариотическими клетками? Что может лежать в основе этого сходства?
10. Какие функции выполняют в клетке органеллы мембранного строения?
11. Какие функции выполняют в клетке органеллы немембранного строения?
12. Чем определяется многообразие эукариотических клеток?
13. В чем сходство и различия клеток Простейших и многоклеточных организмов?
14. Назовите основные компоненты нуклеотида и закономерности их соединения между собой.
15. Каковы закономерности синтеза полинуклеотидной цепи?
16. Назовите основные принципы объединения двух полинуклеотидных цепей в молекуле ДНК.

Did you find apk for android? You can find new Free Android Games and apps.