Программа "Введение в христианское естествознание"-10 класс

Программа курса "Общая биология»
(авторское название «Введение в христианское естествознание")
для 10 класса православных школ
Учебная нагрузка 2 часа в неделю; 68 часов в год

I. Введение. Религия и наука на пути познания Истины. Иллюзорность противоречий между наукой и  религией.  Биология  как  христианская апологетика. Антропный  принцип.  Антропный характер законов природы как проявление Воли Божией во вселенной. Вера в осмысленность мироздания - вдохновитель исследователей.

II. Основы биологии клетки. Клетка и законы химии. Вода - колыбель жизни. “Миссия” воды. Аномальные свойства воды. Углерод - скелет биологических молекул. Обзор  строения, химических  свойств  и  биологических функций основных классов биомолекул (углеводы, липиды, аминокислоты, белки).

ДНК: история открытия и изучения. История открытия спиральной структуры ДНК. Работы русской школы генетиков (Кольцов, Тимофеев-Ресовский и др.). Значение работы Уотсона и Крика. РНК, ее виды, строение и биологические функции. Основная догма молекулярной биологии: ДНК -- РНК -- белок. Матричный принцип передачи информации, не имеющий аналогов в неживой природе. Генетический код, его свойства и особенности. Семантические знаки в организации кода. Молекулярно-генетические процессы, обеспечивающие движение потока генетической информации. Репликация, транскрипция, трансляция: механизмы, биологический смысл. Современные представления о кодировании информации. Оперон, его строение и функционирование. Сплайсинг. Открытие теломераз и их функции. Рибосома - ретранслятор информации и “молекулярная машина” по сборке белка. Основные этапы биосинтеза белка.
Клеточная теория (исторический обзор открытия и изучения клетки).  Клетка – “триумф множества, органически собранного в минимуме пространства”. Принципы Ф.Реди и Р.Вирхова: все живое - из живого. Попытки пересмотра этого принципа О.Лепешинской и ее «школой».
Мембрана, современные представления о ее строении и функциях. Транспорт через мембрану. Цитоплазма и органоиды. Строение и выполняемые функции. Принцип “разделения труда” внутри клетки. Ядро: хранение информации за двойной оболочкой.  Хромосомы - компактная форма упаковки ДНК.  Строение  хромосом. Эухроматин и гетерохроматин.
Клетки животные и растительные - две стратегии жизнедеятельности. Их сходство и различия.
Прокариоты и эукариоты - две ветви “Древа Жизни”.  Особенности строения и  жизнедеятельности  бактерий.  Бактерии-сапрофиты и бактерии-паразиты: размытость границы. Биологическая роль бактерий. История открытия болезнетворных свойств бактерий (работы Р.Коха). Болезни, вызываемые бактериями (чума, холера, проказа, туберкулез и др.).
Империя вирусов.  Вирусы и фаги - представители неклеточной формы жизни.  История открытия и изучения  вирусов (работа Д.Ивановского).  Классификация  вирусов. Методы работы с вирусами. Особенности их строения и жизнедеятельности (на примере фага Т4). Механизм вирусной инфекции. Болезни, вызываемые вирусами. Вирус СПИДа: история открытия, строение, пути заражения, клиническая картина, группы риска, методы профилактики, перспективы лечения. Нарушение седьмой Божественной Заповеди (“Не прелюбодействуй”) как одна из причин СПИДа.
Открытие механизма обратной транскрипции в группе РНК-содержащих вирусов. Тайна появления вирусов.
Энергетика клетки. Митохондрии и дыхание. Строение митохондрии. Симбиотическая теория появления митохондрий в клетке. АТФ - универсальная “энергетическая валюта” клетки.  Строение молекулы АТФ. Особенности макроэргической связи. Основные этапы энергетического обмена (пищеварение, гликолиз, дыхание). Аэробный и анаэробный пути синтеза АТФ.
Фотосинтез, уникальность его роли. Фазы фотосинтеза (световая и темновая). Строение хлоропласта. Симбиотическая теория появления хлоропластов в клетке. Митохондрии и хлоропласты - основные производители энергии жизни.

III.Размножение и развитие живого. Механизм поддержания “пламени жизни”. Митоз и мейоз: основные фазы, биологический смысл. Сходство и различие. Кроссинговер: механизм, биологический смысл.
Гаметогенез. Строение яйцеклетки и сперматозоида. Оплодотворение - обмен генетической информацией. Эмбриогенез - развертывание генетической программы организма. Основные этапы эмбриогенеза (дробление, гаструляция, органогенез). Зародышевые листки и их производные. Эмбриональная индукция (опыты Шпемана и Мангольда). Проблемы дифференцировки. Регуляция активности генов (схема Жакоба и Моно).
Современные биотехнологии и связанные с ними проблемы. Клонирование: история метода, его разработка, цели. Терапевтическое клонирование – что за ним скрывается? Клонирование человека. Аргументы ”за“ и  “против“. Фетальная терапия, ее назначение и предполагаемые возможности. Отношение РПЦ к проблеме клонирования человека и использованию метода фетальной терапии.

IV. Основы генетики. Предмет и задачи генетики и селекции. История генетики. Доменделевский этап развития генетики (Гиппократ, Аристотель, овисты и анималькулисты эпохи Возрождения, “геммулы” Ч.Дарвина). Библейские истоки генетики.  Анализ Библейского сюжета об Иакове и Лаване с позиций генетики. Настоятель Августиновского монастыря Грегор Мендель - родоначальник генетики как науки (случайно ли это?). Жизненный путь Менделя и его научный подвиг. Работа “Опыты над растительными гибридами”,  ее судьба. Переоткрытие законов Менделя  Чермаком, Корренсом и Де Фризом. Непростой путь восхождения от наблюдения и опыта к гипотезе и теории.
Основные понятия генетики.  Словарь генетических терминов.  Законы Менделя; закон чистоты гамет, их современная цитогенетическая интерпретация. Статистический характер законов генетики.
Томас Морган и его школа. Дрозофила - классический объект генетики. Особенности биологии дрозофилы и методика работы с ней. Открытие  кроссинговера и картирование генов. Построение генетических и цитогенетических карт. Хромосомная теория наследственности - важнейшее теоретическое осмысление открытий генетики.   
Аллельные взаимодействия генов (полное доминирование,  неполное доминирование,  кодоминирование).  Генетика  групп  крови. Неаллельные взаимодействия генов (комплементарность, эпистаз, полигены, плейотропность). Что такое  ген с точки зрения современной генетики.
Генетика пола. Половые хромосомы, история их открытия (или рассказ о том, как помогли клопы). Особенности наследования признаков, сцепленных с полом. Признаки, ограниченные полом и признаки, зависимые от пола. Необычные  гены  У-хромосомы.
Медицинская генетика и генетика человека, их задачи. Наследственные болезни человека, их причины и методы исследования (цитогенетический, близнецовый, генеалогический, популяционо-генетический). Составление и анализ родословных. Знакомство с некоторыми наследственными болезнями человека: причины, клиническая картина, популяционная частота (синдромы Клайнфельтера, Шерешевского-Тернера, трипла, ХУУ, Дауна и др.) Медико-генетическое прогнозирование и консультирование.
Итоги международной программы “Геном человека”. Что новое мы теперь знаем о своем геноме. Перспективы исследований, практическое приложение.
Проблема стабильности генома. История открытия и изучения мутаций. Мутагенные факторы. Классификация  и общая характеристика мутаций. Геномные, хромосомные и генные мутации. Частота мутирования. Общие представления о репарациях; последствия нарушений репараций.
Проблема нестабильности генома. Открытие мигрирующих последовательностей. Перемещающиеся генетические элементы (IS-элементы, транспозоны, эписомы, плазмиды) - ещё один механизм обмена генетической информацией.
Генетическая инженерия, её рождение, задачи и перспективы. Методы и достижения генетической инженерии. Проблемы использования трансгенных продуктов.
Генетические последствия загрязнения окружающей среды. Виды мутагенов (физические, химические, биологические). Скрининг мутагенов. Поиск и разработка тест систем для контроля качества окружающей среды.
Популяционная генетика - реализация законов Менделя на уровне популяций. Закон Харди-Вайнберга.  Факторы,  нарушающие равновесие популяции.  Дрейф генов.  Методы  определения  генетического груза в популяции.  Сколько летальных генов мы носим в себе?
Волновая генетика  -  новое  направление  генетического  поиска.  Работы П.П.Горяева, их духовный смысл. ДНК как голографический компьютер. Новые возможности прочтения наследственной информации. Так что же все-таки записано в наших генах?

V. Изменчивость. Молекулярная основа изменчивости и ее интерпретация на основе современных генетических данных. Наследственная и ненаследственная изменчивость.  Модификации и норма реакции.  Выведение новых пород и сортов. Методы  современной  селекции.  Закон гомологических рядов наследственной изменчивости Н.И.Вавилова. Центры происхождения культурных  растений - уникальный резерв генов для селекционной работы.

VI. Заключение. Драматическая история генетики в советский период. “Менделизм-морганизм” и “буржуазная лженаука” - неужели это  было?  Трагические события и судьбы: Н.И.Вавилов, В.Н.Тимофеев-Ресовский и др. Лысенко и лысенковщина (“облысение науки”).  Всечеловеческая проблема “гения и злодейства”.  “Блаженны изгнанные правды ради...”

Перечень контрольных и самостоятельных работ по курсу

"Введение в   христианское естествознание",  выполняемых учащимися:

  • Биологический диктант по теме  “Химия живого”;
  • Самостоятельная работа по теме: “Основные молекулярно-генетические процессы”;
  • Кроссворд по теме: “Химия живого”;
  • Биологический диктант по теме: “Биология клетки”;
  • Практическая работа “Световой микроскоп, его строение и использование”;
  • Практическая работа  “ Изучение строения клетки путем световой микроскопии”;
  • Самостоятельная работа: “Строение эукариотической клетки”;
  • Биологический диктант по теме: “Прокариоты и эукариоты”;
  • Биологический диктант по теме: “Вирусы и фаги”;
  • Практическое занятие “Методы работы с бактериями и вирусами”;
  • Кроссворд по теме: “Прокариоты и вирусы”.
  • Биологический диктант по теме: “Энергетика клетки и фотосинтез”.
  • Биологический диктант по теме: “Эмбриология”.
  • Самостоятельная работа по теме: “Митоз и мейоз”.
  • Самостоятельная работа по теме: “Гаметогенез”.
  • Просмотр видеофильма о Менделе; дискуссия;
  • Самостоятельная работа по общей генетике.
  • Зачет по теме: “Словарь генетических терминов”.
  • Домашнее задание: “Решение задач по генетике” (выполняется к каждому уроку в процессе изучения темы “Генетика”).
  • Контрольная работа по по теме: “Генетика”.
  • Кроссворд по генетике.
  • Домашнее задание “Задачи для самых любознательных генетиков”;
  • Домашнее задание: “На основании картированных генов человека составить задачу по генетике и предложить способ ее решения”.
  • Индивидуальная домашняя работа: “Родословное древо моей семьи”.
  • Практическая домашняя работа “Создай лицо”.
  • Практическое занятие “Наследственные синдромы человека” (работа с атласом синдромов);
  • Практическая работа “Выявление леворукости и популяционно-генетический анализ этого признака  в классе”;
  • Просмотр видеоматериалов о Н.И.Вавилове и др; дискуссия;
  • Научно-практическая конференция  ”Блаженны изгнанные правды ради…“ (судьба генетики в СССР);
  • Сочинение-размышление: “Судьба генетики в СССР в 30-50 годы: суть дискуссий, причины гонений”.

На уроках используется система докладов, которые учащиеся готовят самостоятельно, а затем делают их при изучении соответствующей темы.

Дважды в год проводятся зачёты по всем изучаемым темам.

ПРИЛОЖЕНИЕ

СБОРНИК ЗАДАНИЙ ПО КУРСУ "ВВЕДЕНИЕ В ХРИСТИАНСКОЕ ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ"
ДЛЯ 10 КЛАССА

ВМЕСТО ПРЕДИСЛОВИЯ

   Предлагаемый сборник включает в себя несколько видов заданий. Преж­де всего - это домашние задания, которые необходимо выполнять при подго­товке к урокам. Их цель - не просто закрепление того нового теоретичес­кого материала, с которым вы знакомитесь на занятии, но, главным образом, стремление помочь использовать приобретенные знания для логического ис­следования законов природы.  

    Именно поэтому в сборнике встречается много заданий, выполняя которые Вы должны сами что-либо придумать, творчески осмыслить, а не просто решить "типовую задачу" по уже хорошо известной схеме.
Задачи, предлагаемые для решения дома, включают в себя как обяза­тельную часть (т.е. выполняются всеми без исключения), так и дополни­тельные задачи повышенной сложности, которые решаются по желанию. Они помечены звездочкой (*).
   Завершает сборник глава, название которой говорит само за себя: "Задачи для самых любознательных". Здесь Вы найдете наиболее оригиналь­ные задания по генетике, для решения которых Вам потребуются не только знания, но также смекалка, а порой и чувство юмора.
     При решении задач Вам помогут справочные материалы, которые помеще­ны в конце сборника.
    Помимо этого, сборник входят также самостоятельные и контрольные работы, выполняемые в классе по завершении изучения той или иной темы. Тексты этих работ дают Вам возможность лучше к ним подготовиться.
    В сборнике также приведены вопросы к зачетам I и II полугодий.

ПОЖЕЛАНИЕ: Все домашние задания необходимо выполнять в отдельной тетради, которая ведется в течение всего года и регулярно проверяется преподавателем. Эта тетрадь (вернее, ее содержимое) служит Вам "про­пуском" к сдаче полугодового и годового зачетов.
    Хочется надеяться, что работа над предлагаемыми заданиями окажется для Вас не только полезной, но также приятной и интересной.

I. Молекулярные основы наследственности

Задание 1.
1. Одна из цепей ДНК имеет следующее строение:
АТГ ЦЦА ЦАТ ГГГ ЦГТ АТЦ ТТГ ТГА
В соответствии с правилом эквивалентности Чаргаффа достройте комплементарную ей вторую цепь ДНК.
2. Длина фрагмента ДНК равна 510 нм. Определите, какое количество азотистых оснований входит в состав данного фрагмента? А сколько это составляет витков спирали ДНК?
3* ДНК сперматозоида человека составляет 10 пар азотистых основа­ний. Определите длину ДНК.
4* Фрагмент молекулы ДНК содержит 560 адениловых нуклеотидов. Это составляет 28% от общего количества. Определите, сколько в данном
фрагменте каждого из остальных нуклеотидов (Т,Г,Ц).
5* Биохимическое исследование показало, что в молекуле мРНК 30% нуклеотидов приходится на урацил, 26% - на цитозин, 24% - на аденин. Что можно сказать о нуклеотидном составе соответствующе­го участка двухцепочечной ДНК, с которой была списана данная мРНК?
Задание 2.
1. Участок цепи ДНК имеет следующее строение:
ТГГ ЦЦЦ АТА ГГГ ТАТ АТЦ ЦГТ ТГА
В соответствии с правилом эквивалентности Чаргаффа, достройте комплементарную цепь ДНК; с этой второй цепи транскрибируйте мРНК. Какова длина полученного полимера?
2. Участок полипептидной цепи имеет следующее строение: метионин - аланин - лизин - валин - тирозин - серин
Определите последовательность нуклеотидов на участке ДНК, который кодирует эту цепь. Какую длину имеет этот участок ДНК?
3* Молекула белка инсулина состоит из 51 аминокислоты. Сколько нук­леотидов несет участок ДНК, кодирующий данный белок?
4* Какова молекулярная масса двух цепей ДНК, если на ней закодиро­ван белок, с молекулярной массой 3400?
5* Нуклеиновая кислота фага имеет относительную молекулярную массу порядка 10 . Сколько примерно белков закодировано в фаговой ДНК, если принять, что типичный белок состоит в среднем из 400 амино­кислот, а молекулярная масса нуклеотида около 300?
Задание 3.
1. Белок рибонуклеаза состоит из 124 аминокислот.  Что тяжелее, бе­лок или ген, который его кодирует?
2.  У здорового человека с мочой выделяются следующие аминокислоты: аланин, серин, глутаминовая кислота и глицин. У людей, больных цистинурией,  выделяются  аминокислоты,  которым соответствуют следующие триплеты мРНК:
УЦУ; УГУ; ГЦУ; ГГУ; ЦАГ; ЦГУ; ААА
Какие именно аминокислоты выделяются у этих больных? Какие из этих аминокислот не выделяются в норме?
3. Участок гена, кодирующий полипептид, имеет следующую последовательность азотистых оснований:
ААА АЦЦ ААА АТА ЦТТ ГТА ЦГА
Во время репликации ДНК четвертый слева нуклеотид выпал. Опреде­лите структуру полипептидной цепи в норме и после выпадения нук­леотида.
4* Всякое ли изменение последовательности нуклеотидов ДНК сказыва­ется на структуре и функциях белка? ОТвет обоснуйте.
5* Какие изменения произойдут в строении белка, если на участке ге-
на ТААТЦАААГААЦААА между 10 и 11 нуклеотидами включится цито­зин, а между 13 и 14 выпадет тимин?

Контрольная работа по теме: "Молекулярные основы наследственности"
Вариант 1
1. Какие из перечисленных классов веществ входят в состав живых ор­ганизмов (нужное подчеркните):
углеводы; металлы;  жиры; щелочи; нуклеиновые кислоты; белки; неорганические кислоты?
Чего не хватает в этом списке?___________________________________
2. Какие углеводы характерны для растительной клетки: целлюлоза, крахмал, гликоген, хитин?
3. Какие компоненты входят в состав нуклеотида:
аминокислота, азотистое основание, углевод,  остаток  фосфорной
кислоты, вода, что-то неназванное (назовите сами)? _________________
4. Какие соединения являются мономерами белков: глюкоза, глицерин, аминокислоты, жирные кислоты?
5. Что такое репликация:
удвоение ДНК; синтез мРНК на ДНК;  синтез белка?
6. Чему соответствует информация одного триплета (или кодона) ДНК: аминокислоте; белку; углеводу; липиду?
7. Является ли генетический код перекрывающимся? __________________
8. Есть ли в коде синонимы?____________________
9. Что такое вырожденность кода?________________
10. Что происходит во время транскрипции: удвоение молекулы ДНК; биосинтез белка; что-то другое (что именно)?
11. Где происходит трансляция белка:
в ядре; на рибосоме; в митохондриях; в цитоплазме?
12. Сколько аминокислот участвуют в биосинтезе белков? ______________
13. Что такое незаменимые аминокислоты? ___________________
14. Какие компоненты входят в состав субъединиц рибосомы: белки, рРНК, тРНК, мРНК, углеводы, жиры, что-то еще?
15. Какое вещество является основой жизни на Земле и почему?_________
Вариант 2.
1. Какие углеводы относятся к моносахаридам, а какие - к полисаха­ридам (выпишите в два столбца):
глюкоза, крахмал, фруктоза, целлюлоза, гликоген, рибоза.
2. Каковы функции жиров в клетке:
структурная, информационная, энергетическая, термоизоляционная?
3. Что является мономером нуклеиновых кислот:
белок, углевод, нуклеотид, аминокислота, вода?
4. Какую структуру имеет молекула ДНК:
двойная спираль, одинарная спираль, линейная цепь, тройная спираль?
5. Какая нуклеиновая кислота имеет антикодоновую петлю: мРНК, тРНК, рРНК, ДНК?
6. Как называется процесс самоудвоения молекулы ДНК: репликация, транскрипция, трансляция, репарация?
7. Какие нуклеотиды комплементарны друг другу:
А=Г, А=Ц, А=Т, Ц=Г, Г=А, Ц=Т?
8. Что такое нонсенс-кодон? Сколько их присутствует в генетическом коде? __________________________________
9. Что такое информосома:
а) тРНК+аминокислота; б) мРНК+белок;  в) что-то другое (что именно)?___________________
10. Является ли генетический код перекрывающимся?_______________
11. Является ли генетический код однозначным?___________________
12. Что означает утверждение "Генетический код - универсален"?
13. Где в клетке "сходятся вместе" все три вида РНК (транспортная, рибосомальная и информационная)?_______________________
14. Напишите "Основную догму молекулярной биологии"._________________
15. Какое вещество является основой жизни на Земле и почему?_________

II. Биология клетки

Биологический диктант
1. Кто и когда открыл клетку? Как это произошло?
2. Кто является автором клеточной теории?
3. Какие органеллы клетки имеют одномембранное строение:
а) наружная клеточная мембрана  б) эндоплазматическая сеть
в) аппарат Гольджи    г) лизосома
д) митохондрия    е) ядерная мембрана
4. Какие органоиды клетки имеют двухмембранное строение:
(варианты ответов: как в вопросе 3).
5. Каковы функции аппарата ГОльджи:
а) транспорт веществ    б) хранение веществ
в) синтез веществ    г) разрушение чужеродных веществ
6. Где содержится ДНК:
а) в цитоплазме    б) в ядре
в) в рибосомах    г) в митохондриях
д) в хлоропластах    е) в лизосомах
7. Какова функция рибосом:
а) фотосинтез    б) биосинтез белков
в) синтез жиров    г) синтез АТФ
8. Что представляет собой ядерная оболочка:
а) сплошная    б) пористая
в) одномембранная    в) двухмембранная
9. Какая ядерная структура является носителем наследственных свойств организма:
а) ядерная оболочка    б) ядерная пора
в) ядерный сок    в) нити ДНК
10. Где образуются субъединицы рибосом:
а) в цитоплазме    б) в ядре
в) в ядрышке    в) в аппарате Гольджи
11. Какова функция клеточного центра:
а) репликация ДНК    в) участие в делении клетки
12. Какова функция лизосомы:
а) транспорт веществ    б) хранение веществ
в) синтез веществ    г) переваривание веществ
13. Каковы функции мембраны:
а) барьерная    б) транспортная
в) защитная    г) информационная
14. Какие вещества входят в состав мембраны:
а) липиды    б) белки    в) соли    г) вода
15. Какие два вида эндоплазматической сети существуют? В чем их от­личие? _________________________________________________
16. Где в клетке находятся функционирующие рибосомы:
а) в цитоплазме    б) в ядре
в) на каналах эндоплазматической сети
г) в митохондриях    д) в лизосомах
17. Дайте определение клетки.

Контрольная работа по теме: "Фотосинтез. Биосинтез АТФ"

1. Что такое фотосинтез? Каков его биологический смысл?
2. В каких органеллах клетки осуществляется фотосинтез? Как они устроены? Нарисуйте и сделайте подписи.
3. Напишите итоговое уравнение фотосинтеза._________________
4. Где образуется АТФ? Нарисуйте этот органоид и сделайте подписи.
5. Напишите суммарное уравнение аэробного дыхания._________________
6. Из перечисленных организмов выберите автотрофные и гетеротрофные
(выпишите их в два столбца):
мухомор, ласточка,  верблюд,  папоротник,  мох,  тополь,
аскарида, водоросль хлорелла, кобра,  кальмар, лишайник,
виноградная улитка, сосна, тритон, человек, акула, гидра.
7. При каких условиях у человека начинается анаэробный синтез и в какой ткани?________________________________________
8. Как называются организмы, имеющие ядро?_______________________
9. Кто такие прокариоты и в чем состоят их особенности?
10. Правильно ли утверждение, что все бактерии - наши "враги"? Ответ обоснуйте.
11. Какие мембранные компоненты есть в прокариотической клетке,
а) эндоплазматическая сеть    б) аппарат Гольджи
в) лизосомы    г) митохондрии
д) мезосомы    е) фотосинтетическая мембрана
12. Кто открыл вирусы? Как это произошло?
13. Что такое вирус? Попробуйте дать ему определение.
14. Нарисуйте схему строения фага Т4, сделайте подписи.
15. Какие из перечисленных белезней имеют бактериальную природу, а какие - вирусную (выпишите в два столбца):
краснуха, туберкулез, СПИД, полиомиелит, сальмонеллез,
холера, чума, тиф, сибирская язва, фурункулез, ангина,
оспа, сифилис, грипп, пневмония, инфаркт, дизентерия.
16. Каковы пути передачи СПИДа,
а) кровь    б) слюна    в) укусы кровососущих насекомых
г) медицинские иглы    д) воздушно-капельным
е) как-то еще (как именно?) _________________
17. К какой систематической группе относятся вирусы:
а) к прокариотам
б) к эукариотам
в) ни к тем, ни к другим.

III. Деление клетки. Эмбриология

Заполните таблицу:
Митоз:
Мейоз:

В  результате деления получаются клетки той же плоидности, что и исходные
В результате деления из одной клетки образуется …
Полный клеточный цикл включает одно деление  и однократный синтез ДНК
Клетки-потомки способны к очередному делению
Клеточное деление включает следующие фазы (перечислить)
Кроссинговер происходит …

Контрольная работа по теме: "Деление клетки. Эмбриология"

1. Сколько клеток образуется при митозе и какова их плоидность?
2. Сколько клеток образуется при мейозе и какова их плоидность?
3. Что такое амитоз? В каких случаях он происходит?
4. Нарисуйте схему основных стадий митоза.
5. Правильно ли утверждение, что интерфаза - это фаза полного покоя клетки? Ответ обоснуйте.
6. Что такое кроссинговер? Когда он происходит? Каков его биологический смысл?
7. Какова функция клеточного центра?
8. Некоторый вещества способны разрушать нити веретена деления. Что бу­дет с клеткой при таком воздействии?
9. Как называется процесс образования мужских половых клеток? Где он происходит?
10. Когда начинается и когда заканчивается у мужчин образование половых клеток?
11. Как называется процесс образования женских половых клеток? Где он происходит?
12. Когда начинается и когда заканчивается этот процесс?
13. Что такое зигота?
14. Как называется однослойный зародыш? Каким образом он образуется?
15. Как называется процесс образования двух-, а затем и трехслойного зародыша?
16. На какие два периода делится онтогенез?
17. Что такое акросома, в какой клетке она встречается. какова ее функ­ция?
18. В каком отделе женской половой системы происходит оплодотворение? Нарисуйте соответствующую схему и сделайте подписи.

Вопросы к зачету I полугодия

1. Вода - колыбель жизни.  Аномальные свойства воды.
2. Основные классы биологических молекул, их строение и функции в клетке.
3. ДНК: история изучения, строение и функционирование. Открытие Уотсона и Крика.
4. Основная догма молекулярной биологии.  Молекулярно-генетические про­цессы, обеспечивающие направление потока информации.
5. Репликация ДНК, ее особенности. Биологический смысл.
6. Главные этапы транскрипции. Информосома.
7. РНК, ее виды, строение и функции.
8. Строение и функции рибосомы. Главные этапы трансляции.
9. Генетический код. История открытия. Особенности кода.
10. Биосинтез АТФ: основные этапы, биологический смысл. Строение и функционирование митохондрий.
11. Фотосинтез: основные фазы, биологический смысл. Строение хлоропластов.
12. История открытия и изучения клетки. Клеточная теория.
13. Строение клетки: основные органоиды и их функции.
14. Сравнительная характеристика прокариотической и эукариотической клетки.
15. Классификация бактерий. Биологическая роль бактерий. Бактериальные болезни.
16. Вирусы и фаги - представители неклеточной формы жизни. Строение фага
Т4.
17. Механизм вирусной инфекции. Особенности ВИЧ-инфекции (пути зараже­ния, группы риска, симптомы, профилактика).
18. Митоз, биологический смысл, основные стадии.
19. Мейоз, биологический смысл, стадии. Кроссинговер.
20. Гаметогенез. Биологический смысл. Сравнение сперматогенеза и оогенеза.
21. Оплодотворение. Строение яйцеклетки и сперматозоида. Образование зиготы.
22. Эмбриогенез, основные стадии. Постэмбриональный период.

II ПОЛУГОДИЕ

Законы  Менделя

Задание 1

1. У человека кареглазость доминирует над голубоглазостью. Голубоглазый мужчина (оба родителя его кареглазые) женился на кареглазой женщине, родители которой были такими: мать - голубоглазая, отец - кареглазый. В результате их брака родился голубоглазый
ребенок. Определить генотипы родителей. Какова вероятность появления в этом браке кареглазых детей?
2. У норок коричневая окраска меха доминирует над голубой. Скрестили самку с коричневым мехом и самца с голубым. Среди потомства два щенка коричневых и один голубой. Можно ли считать самку чистопородной?
3* В лабораторию с мышами, гомозиготными по гену серого цвета, привезли серого самца. Все гибриды первого поколения были серыми. Самок этого поколения скрестили с тем же самцом. и получили во втором поколении расщепление по цвету шерсти в отношении 7 серых: 1 черных. Объясните эти результаты.
4* Допустим, что Мендель скрещивал бы растения F1 не друг с другом, а с одной из родительских линий. Как в этом случае звучал бы его закон о втором поколении?

Задание 2

1. Имеются черные длинношерстные кошки и сиамские короткошерстные. И те, и другие гомозиготны по длине шерсти и окраски. Черный цвет и короткошерстности доминантны. Предложите систему скрещиваний для выведение породы длинношерстных кошек с окраской шерсти, характерной для сиамских.
2. От нормальных родителей родился ребенок - глухонемой альбинос. Определите генотипы родителей, если известно, что глухонемота и альбинизм - рецессивные признаки.
3* Причинами врожденной слепоты могут быть аномалии хрусталика и роговицы глаза.  Оба эти признака - рецессивные. Какова вероятность рождения в семье больных и здоровых детей, если отец и мать здоровы, но являются носителями этих рецессивных аллелей?
4* Полидактилия (многопалость), близорукость и карий цвет глаз наследуются как доминантные признаки, находящиеся в разных парах хромосом. Какова вероятность рождения кареглазого ребенка без аномалий, если оба его родителя гетерозиготны по всем трем генам?

Задание 3

1. У кукурузы гены окрашенного семени и гладкого эндосперма доминируют над генами неокрашенного семени и морщинистого эндосперма. Гены находятся в одной хромосоме. Линию, гомозиготную по доминантным признакам, скрестили с линией, гомозиготной по рецессивным признакам. Растения из F1 опять скрестили с гомозиготой по ре­цессивным признакам и получили следующие результаты:
окрашенные и гладкие семена    380 штук
неокрашенные и морщинистые семена    396 штук
окрашенные и морщинистые семена    14 штук
неокрашенные и гладкие семена    10 штук
Определите расстояние между этими генами на хромосоме.
2* Определить расстояние между генами дрозофилы b (черное тело) и vg (зачаточные крылья), если известно следующее: при скрещивании гомозиготных мух с нормальными признаками (серое тело и крылья обы­чной длины) с мухами, имеющими черное тело и зачаточные крылья, получили мух нормального фенотипа. Этих мух вновь скрестили с му­хами, имеющими черное тело и зачаточные крылья и получили такое расщепление:
серое тело длинные крылья    965
черное тело зачаточные крылья    944
черное тело длинные крылья    206
серое тело зачаточные крылья    185
Найти расстояние между генами b и vg на хромосоме.
3* Известно, что глухота обусловлена разными рецессивными генами (a и b). Для того, чтобы человек имел нормальный слух, необходимо наличие по одному доминантному аллелю каждого гена (А и В). В брак вступает пара глухих, глухота которых вызвана разными рецессивными генами. У них рождаются дети. Определите, будут ли они глухими или слышащими. А какие внуки родятся в этой семье, если сын вступит в брак с такой же по генотипу девушкой, а дочь - с полностью здоровым юношей, не несущим генов глухоты?

Наследование признаков, сцепленных с половыми хромосомами

Задание 4
1. Отец и сын - дальтоники, а мать различает цвета нормально. Правильно ли утверждение: сын унаследовал свой недостаток от отца?
2. Отсутствие потовых желез у человека передается по наследству как рецессивный признак, сцепленный с Х-хромосомой. Юноша, не страдающий этим недостатком, женится на девушке, отец которой лишен потовых желез,  а мать и другие родственники - нормальные. Какова вероятность того,  что  сыновья и дочери от этого брака будут страдать отсутствием потовых желез?
3. У человека в У-хромосоме локализован ген, определяющий развитие перепонок между вторым и третьим пальцами ног. Определите, какие будут дети и внуки в браке мужчины, имеющего этот признак.
4* Дочь гемофилика выходит замуж за сына другого гемофилика, причем жених и невеста не болеют гемофилией. Определите вероятность рождения в этом браке больного ребенка.
5* Отсутствие эмали на зубах передается как рецессивный признак, сцепленный с Х-хромосомой. В браке здоровой женщины и мужчины, страдающего этой аномалией, рождается больная девочка и здоровый сын. Определите вероятность рождения следующего ребенка здоровым.

Взаимодействие генов

Задание 5
1. В родильном доме перепутали двух младенцев. Родители одного имеют I и II группы крови, родители другого - II и IV. Исследование показало, что дети имеют I и II группы крови. Определите, кто чей ребенок.
2. У мальчика I группа крови, а у его сестры - IV. Какие группы крови имеют их родители?
3. При скрещивании желтой морской свинки с белой все потомки кремовые. Скрещивание кремовых свинок между собой дало расщепление 1 желтая: 2 кремовых: 1 белая. Каким будет потомство от скрещивания кремовых свинок с желтыми; с белыми?
4* У кур аллель коротких ног (А) доминирует над аллелем длинных ног (а), но он летален в гомозоготном состоянии и приводит к гибели потомства на стадии зародыша. От скрещивания коротконогих кур и петухов получено 200 яиц. Сколько вылупится цыплят с короткими ногами?
5* Решается вопрос об установлении отцовства. Лабораторное исследование показало, что у ребенка I группа крови, а у предполагаемого отца - IV. Какой вывод можно сделать на этом основании?
6* У собак породы коккер-спаниель ген А определяет рыжую масть, ген В - коричневую; при комплементарном взаимодействии генов А и В масть черная; особи с генотипом ааbb светло-желтые. Черный коккер-спаниель был скрещен со светло-желтой самкой и от этого скрещивания родился светло-желтый щенок. Какова вероятность появления коричневого щенка от скрещивания того же коккер-спаниеля с самкой одинакового с ним генотипа?
Генетика человека. Анализ родословных
Задание 6.
1. Нормальный мужчина женится на лысой женщине. У них рождается рано облысевший сын. Определите генотипы всех членов этой семьи.
2. В семье у здоровых родителей рождается сын, у которого отсутствуют два верхних резца. Известно, что отец жены также страдает этой аномалией. На основании представленной родословной определите  характер наследования данного признака.
3. Дана родословная:
Определить характер наследования признака.
4* Голубоглазый правша женится на кареглазой правше. У них родилось двое детей: кареглазый левша и голубоглазый правша. От второго брака у этого же мужчины с другой кареглазой правшой родилось 5 кареглазых правшей. Каковы генотипы всех членов этой семьи?
5* Женщина с вьющимися волосами (неполное доминирование), имеющая карие глаза (доминантный признак), выходит замуж за голубоглазого мужчину с вьющимися волосами. Первая дочь родилась голубоглазой и курчавой. Возможно ли в этой семье рождение кареглазых детей с прямыми волосами?

Задание 7 (на дом)
На основании предложенных признаков человека составьте и решите задачу о наследовании того или иного признака в семье (желательно рассмотреть  не менее  2-х признаков). Составьте генеалогическое древо этой семьи (3-4 поколения). Определите генотипы и фенотипы всех членов этой семьи.
ДОМИНАНТНЫЕ ПРИЗНАКИ               

Темные волосы
Рыжие волосы
Курчавые волосы
Нормальная пигментация кожи, глаз, волос
Карие глаза
Большие глаза
Близорукость
Нормальное зрение
Цветовое зрение *
Катаракта
Косоглазие
Толстые губы
Полидактилия (многопалость)
Брахидактилия (короткопалость)
Веснушки
Нормальный слух
Карликовость
Нормальное усвоение глюкозы
Нормальная кожа *
Rh+ (наличие антигена в крови)
Нормальная свертываемость крови
Нормальный интеллект
Отсутствие волос на ушах **
Нормальные пальцы ног **

РЕЦЕССИВНЫЕ ПРИЗНАКИ
Светлые волосы
Нерыжие волосы
Прямые волосы
Альбинизм
Голубые глаза
Маленькие глаза
Нормальное зрение
Ночная ("куриная") слепота
Дальтонизм *
Нормальное зрение
Нормальные глаза
Тонкое губы
Нормальная число пальцев
Нормальная длина пальцев
Отсутствие веснушек
Врожденная глухота
Нормальный рост
Сахарный диабет
Отсутствие потовых желез *
Rh- (отсутствие антигена)
Гемофилия *
Семейная идиотия
Волосы на ушах **
Перепонка между пальцами ног **

Примечание: признаки, помеченные(*)  сцеплены с Х-хромосомой;
признаки, помеченные(**, сцеплены с Y-хромосомой.

Самостоятельная работа по генетике человека  "СОЗДАЁМ ЛИЦО"

Наверное, вы не раз обращали внимание на то, что все люди очень не похожи друг на друга. Даже братья и сестры, другие близкие родственники не являются точными копиями друг друга. Это связано с существованием большого разнообразия генов, определяющих фенотипические признаки, а также с широчайшими возможностями их комбинаций в каждом человеке.
Выполняя данную работу, вы сможете наблюдать фенотипическое разнообразие детей, родившихся в одной семье.
Для выполнения работы вам потребуется монета. Пусть "орел" - это доминантный признак, тогда "решка" - рецессивный признак. Подбрасывая монету, вы можете определить, какие признаки унаследует данный ребенок в семье от каждого из родителей. Прежде всего определите с помощью монеты пол ребенка ("орел" - Х-хромосома; "решка" - У-хромосома). Дайте ребенку имя; определите черты его лица, пользуясь предлагаемыми ниже признаками; и, наконец, нарисуйте портрет "получившегося" у вас ребенка (считая, что он достиг совершеннолетия).

Заполните таблицу:
Признак                      
Ген от мамы
Ген от папы
Генотип
Фенотип

Признаки человека
1. Форма лица:
Круглая (RR, Rr)    Квадратная (rr)
2. Подбородок:
Круглый (КК; Кк)    Квадратный (кк)
3. Ямочка на подбородке
Присутствует (АА; Аа)    Отсутствует (аа)
4. Цвет кожи :
определяется тремя полимерными генами (А1; А2; А3), которые обладают
аддитивным эффектом. За каждого родителя бросают монету три раза.
Чем больше доминантных генов присутствует, тем более активно проявляется пигментация кожи.
6    доминантных генов - очень черная кожа
5    доминантных генов - очень коричневая кожа
4    доминантных гена - темно-коричневая кожа
3    доминантных гена - коричневая кожа
2    доминантных гена - светло-коричневая кожа
1    доминантный ген - смуглая кожа
0    доминантных генов - белая кожа
5. Цвет волос:
(подобно цвету  кожи  определяется четырьмя полимерными генами
В1: В2: В3: В4. Монету подбрасываем 4 раза за каждого из родителей).
8    доминантных    генов -    черные волосы
7    доминантных    генов -    очень коричневые волосы
6    доминантных    генов -    темно-каштановые волосы
5    доминантных    генов -    каштановые волосы
4    доминантных    гена -    русые волосы
3    доминантных    гена -    светло-русые волосы
2    доминантных    гена -    блондин
1    доминантный    ген -    очень светлый блондин
0    доминантных    генов -    белые волосы (альбинос)
6. Рыжие волосы:
(проявляются, если у ребенка меньше 6 доминантных генов цвета волос):
 Ярко-рыжие (DD);   Светло-рыжие (Dd);   Отсутствие рыжих волос (dd)
7. Тип волос:
Курчавые (СС)  Вьющиеся (Сс)  Прямые (сс)
8. Цвет бровей:
Очень темный (НН)  Темный (Нн)  Светлый (нн)
9. Толщина бровей:
Густые (ВВ, Вв)    тонкие (вв)
10. Расположение бровей:
Не соединяются (NN, Nn)    Соединяются (nn)
11. Цвет глаз.
Определяется действием двух пар генов (М и Р).
ММРР    -    темно-карие
ММРр    и    МмРР - карие
МмРр    -    светло-карие
ММрр    и    ммРР - темно-синие
Ммрр    и    ммРр - голубые
ммрр    -    светло-голубые
12. Расстояние между глазами:
Близко посаженные (ТТ)
Среднее расстояние (Тt)
Широко расставленные (tt)
13. Размер глаз:
Большие (ЕЕ)    Средние (Ее)   Маленькие (ее)
14. Форма глаз:
Удлиненная (АА,Аа)    Круглая (аа)
15. Ресницы:
Длинные (LL, Ll)    Короткие (ll)
16. Размеры рта:
Большой (ММ)    Средний (Мм)    Маленький (мм)
17. Толщина губ:
Полные (ОО,Оо)    тонкие (оо)
18. Ямочки на щеках,
Есть (DD, Dd)    Нет (dd)
19. Размер носа:
Большой (FF)    Средний ( Ff)   Маленький (ff)
20. Форма носа:
Круглый (GG, Gg)    Заостренный (gg)
21. Форма ноздрей: Круглые (QQ, Qq)   Узкие (qq)
22. Мочка уха:
Свободная (SS, Ss)    Сросшаяся (ss)
23. Волосы на ушах:
(этот признак сцеплен с полом, локализуется в Y-хромосоме. Проявляется только у мужчин).
Есть (Н)    Нет (н)
24. Веснушки на щеках:
Есть (ZZ, Zz)    Нет (zz)
25. Веснушки на лбу:
Есть (UU, Uu)    Нет (uu)
Внимательно просмотрите получившиеся данные и нарисуйте портрет данного человека в юношеском возрасте.
Определите, какой процент фенотипических признаков унаследовал ребенок от каждого из родителей.

Мутагенез

Задание 8
1.  Определить типы хромосомных перестроек:
2. В нуклеотидной последовательности гена АААГТТАААЦТГАААГГЦ происходит выпадение 5-го и 9-го нуклеотидов. Какой должен быть участок белка в норме и какой получится в результате мутации?
3. Определите возможные генотипы детей в браке женщины-трисомика по Х-хромосоме и мужчины с синдромом Дауна.
4* При хроническом лейкозе в 21 хромосоме человека есть нехватка участка. Индивид, получивший эту хромосому, заболевает лейкозом.
Какова вероятность рождения здоровых детей от этого индивида?
5* Могут ли мужчина и женщина, больные синдромом Дауна, иметь здоро­вых детей? Определите вероятность этого события.

Генетика популяций

Задание 9.
1. Семейная идиотия, вызываемая аутосмно-рецессивным геном, встречается с частотой 1 на миллион. Определить количество гетерозиготных носителей этого гена в популяции.
2. В популяции человека кареглазые индивидуумы составляют 51%, а голубоглазые - 49%. Определить процент доминантных гомозигот.
3* В популяции человека 16% индивидуумов резус-отрицательные, 84% - резус-положительные. Определите % гетерозиготных мужчин.
4* Отсутствие радужной оболочки глаз наследуется как доминантный признак и встречается с частотой 1 на 10 тысяч. Определить частоту гомозигот по рецессивному аллелю.
5* Частота гетерозиготных носителей рецессивного гене альбинизма в человеческой популяции составляет примерно 2%. Определить частоту встречаемости альбиносов.

Лабораторная работа (на дом) по теме: "Определение частоты аллелей праворукости и леворукости"

1. Провести тестирование по предложенным пробам;
2. Результаты занести в таблицу;
3. Определить свой тип (правша, левша, амбидекстр);
4. На основании сводных данных всех учащихся класса вычислить частоту встречаемости рецессивного аллеля леворукости (l) и доминантного аллеля праворукости (L), а также частоту гетерозиготных амбидекстров (Ll), пользуясь уравнением Харди-Вайнберга.
Выполнение проб:
1. Поза "Наполеона": скрестить руки на груди. Ведущей считается рука, которая оказывается сверху.
2. Скрещивание пальцев рук: сцепить пальцы рук "замком". Ведущей считается рука, большой палец которой оказался сверху.
3. Хлопанье в ладоши: ведущей считается рука, оказывающая при этом сверху.
4. Разговор по телефону: ведущей считается рука, которой вы обычно держите трубку.
5. Скольжение по льду: ведущей считается нога, которая оказывается впереди при скольжении.
-------------------------------------------------------------------
Тест (название)      Правая       Левая
-------------------------------------------------------------------
1.   
2.  и т.д.  

ПРИМЕЧАНИЕ: правша (LL) - во всех пробах ведущей была правая рука; левша (ll) - в 4-5 пробах ведущей была левая рука; амбидекстр (Ll) - в 2-3 пробах ведущей была левая рука.
ВЫВОД:  я являюсь __________________________
На основании уравнения Харди-Вайнберга рассчитать количество левору­ких, праворуких и двуруких в популяции.  Сравнить эти данные с теми, что получены при исследовании этих признаков учащимися Вашего класса.

ИТОГОВАЯ КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Задания (1)  выполяет  I вариант;  задания (2) - II вариант;
все остальные - оба варианта

1. Что такое генетика?
2. Какой ученый является родоначальником генетики как науки и как называется его научный трактат?
3. Сформулируйте:   1) правило единооюразия гибридов F1
2) I закон Менделя
4. Что значит: 1) дигибридное скрещивание
2) моногибридное скрещивание
5. Сформулируйте:  1) II закон Менделя
2) закон чистоты гамет
6. Что такое: 1) генотип
2) фенотип
7. Что такое: 1) гомозигота
2) гетерозигота
8. Как определяется пол у человека?
9. Почему дрозофила является "излюбленным" объектом генетики?
С какими ее биологическими особенностями это связано?
10. Что такое "хромосомная теория наследственности" и кто ее автор?
11. Какие взаимодействия генов вы знаете: 1) аллельные
2) неаллельные
12. Что такое: 1) признаки, сцепленные с полом
2) признаки, зависимые от пола
13. Что такое кроссинговер?
14. Как можно определить расстояние между генами на хромосоме?
15. Что такое хромосомные мутации, назовите их виды.
16. Что такое генные мутации, назовите их виды.
17. Охарактеризуйте анеуплоида: 1) ХХУ
2) ХУУ
18. Что такое мутагены и какие мутагенные факторы вы знаете:
1) физические
2) химические
19. Что такое репарации и каков их биологический смысл?
20. Что такое популяция? Напишите упавнение Харди-Вайнберга.
21. Охарактеризуйте: 1) наследственную (неопределенную) изменчивость
2) ненаследственную (определенную) изменчивость
22. Что такое генная инженерия?
23. Какие перемещающиеся генетические элементы вы знаете?

Вопросы к зачету II полугодия

1. Г.Мендель и его работа "Опыты над растительными гибридами".
2. Основные понятия генетики: генотип, фенотип, аллель, доминант­ность, рецессивность, гомозигота, гетерозигота и т.д.
3. Законы Менделя, их современная цитогенетическая интерпретация.
4. Правило единообразия и I закон Менделя (разобрать на конкретном примере).
5. II закон Менделя и закон чистоты гамет (разобрать на конкретном примере).
6. Аллельные взаимодействия генов, их характеристика, примеры.
7. Drosophyla melanogaster - классический объект генетики. Томас Морган и хромосомная теория наследственности.
8. Кроссинговер: механизм, биологический смысл. Определение расстоя­ния между генами. Построение генетических карт.
9. Генетика пола.  Половые хромосомы. Особенности наследования приз­наков, сцепленных с полом.
10. Генетика групп крови как пример кодоминирования.
11. Неаллельные взаимодействия генов, их характеристика, примеры.
12. Наследственные болезни человека, их причины. Характеристика синд­ромов ХХУ; ХХХ; ХО; ХУУ и синдрома Дауна.
13. Мутагенез,  его  причины.  Характеристика  мутагенных   факторов.
14. Классификация и общая характеристика мутаций. Репарации.
15. Перемещающиеся генетические элементы (общая характеристика). Мето­ды и задачи генной инженерии.
16. Популяционная генетика. Закон Харди-Вайнберга.
17. Изменчивость, ее виды характеристика и причины.
18. Вавилов и Лысенко: история генетики в судьбах людей.
                  
ПРИЛОЖЕНИЕ

Длина комплементарной пары нуклеотидов равна    0.34 нм.
Молекулярная масса аминокислоты в среднем равна  100.
Молекулярная масса нуклеотида в среднем равна    345.


Преподаватель биологии                                                                        Муравник Галина Леонидовна

joomla template 1.6