ВНЗ «Кіровоградський технікум механізації сільського господарства»

ВНЗ «Кіровоградський технікум механізації сільського господарства»

О.Д. Царенко,

Н.В. Кабак

МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ

для виконання самостійної роботи

З дисципліни

«БІОЛОГІЯ»

 

 

 

 

Кіровоград

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

 

Національною доктриною розвитку освіти України у ХХІ столітті, Концепцією 12-річної загальноосвітньої середньої школи, визначені завданні, які орієнтують учителя на використання методів навчання, які розвивають «уміння самостійно вчитися, критично мислити, здатність до самопізнання і самореалізації особистості у різних видах творчої діяльності».

Дисципліна "Біологія", в основі якої лежить наука про природу, покликана стати провідником пізнання будови і функцій живих організмів, їх взаємозв’язків, гуманістичних ідей, екологічного способу мислення, здорового способу життя. Біологія в загальній системі підготовки спеціалістів ВНЗ І-ІІ рівнів акредитації є самостійною, цілісною дисципліною.

У навчанні біології особливе місце посідає самостійна робота студентів над матеріалом, що вивчається. Формування особистості студента відбувається не тільки під впливом організованих навчально-виховних заходів, а й завдяки індивідуальним намаганням самих студентів. Відомо, що ніхто просто так не отримує певну сукупність знань, навичок і вмінь; їх можна здобути, тільки доклавши чималих зусиль. Практика свідчить, що найбільш ефективним є навчальний процес у тих освітніх системах, де він спирається на змістовну самостійну роботу студентів.

Методичні рекомендації дозволяють стимулювати систематичну самостійну роботи студентів, значно інтенсифікувати навчальний процес та підвищити якість підготовки студентів шляхом систематичного засвоєння навчального матеріалу. Посібник сприяє формуванню знань, вмінь та навичок у студента, що дає їм можливість поглибити знання щодо біологічних особливостей життєдіяльності організмів на всіх рівнях організації життя.

Методичні рекомендації для виконання самостійної роботи розроблений згідно з навчальною програмою з біології, відповідає сучасним вимогам до навчальних посібників, що дозволяє стимулювати систематичну самостійну роботи студентів, значно інтенсифікувати навчальний процес та підвищити якість підготовки студентів шляхом систематичного засвоєння навчального матеріалу з біології.

Правила організації самостійної роботи студентів:

• докладне визначення завдань з відповідних навчальних дисциплін як для окремих студентів, так і для всієї групи;

• конкретне формулювання певних проблемних завдань для вирішення під час самостійної роботи;

• забезпечення студентів в достатній кількості навчальною літературою, посібниками;

• створення належних організаційно-методичних умов для самостійної роботи;

• всебічне врахування індивідуально-психічних особливостей студентів, їх здібностей, інтересів, нахилів;

• систематичний контроль і дійова допомога студентам під час самостійної роботи.

Отже, щоб самостійна робота студентів у повному обсязі реалізувала свої освітні та виховні функції, вона має бути планомірною, систематичною та змістовною.

 

ТЕМИ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ СТУДЕНТІВ

З дисципліни «Біологія»

для студентів І курсу

спеціальність 5.10010201, 5.10010102, 5.03050901, 5.03050702, 5.03040101.

викладач: Царенко О.Д., Кабак Н.В.

 

№ п/п	Тема самостійної роботи	Кількість годин
	Єдність хімічного складу організмів.
	Сучасна клітинна теорія. Цитотехнології.
	Прокаріоти: будова, різноманітність, роль.
	Зчеплене успадкування. Позаядерна спадковість.
5-6	Основні напрями сучасної біотехнології.
	Етологія
	Характеристика популяцій.
9-10	Можливі шляхи подолання екологічної кризи.
	Всього:

 

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОГО ОПРАЦЮВАННЯ

ТЕМА 1 «ЄДНІСТЬ ХІМІЧНОГО СКЛАДУ ОРГАНІЗМІВ»

Мета – систематизувати знання студентів про неорганічні та органічні речовини живих організмів та спільність їхніх елементів. Розвивати уміння порівнювати різноманітні сполуки та їх значення у житті організмів; уміння визначати співвідношення цих елементів у живій та неживій природі.

Ключові слова та поняття: молекули, органічні речовини, неорганічні речовини, хімічні елементи, хімічний склад, генетичний код.

Студент повинен знати: елементний склад живих організмів; будову, властивості і функції неорганічних та органічних сполук.

Студент повинен вміти: наводити приклади значення органічних речовин, пояснювати хімічну сталість організмів; обґрунтовувати взаємозв’язок будови органічних речовин з їх функціями; робити висновки про єдність хімічного складу живої і неживої природи.

Питання, які виносяться на самостійне опрацювання:

1. Закони молекулярної логіки живого.

2. Хімічні елементи та неорганічні речовини.

3. Органічні сполуки.

Методичні рекомендації

Дана тема є досить актуальною тому, живі організми містять майже всі відомі в природі хімічні елементи. Вони, на відміну від неживої природи, мають відносно стале співвідношення цих елементів, які за процентним вмістом у клітині поділяють на макро-, мікро- та ультрамікроелементи. Ці елементи входять до складу органічних і неорганічних сполук. Серед неорганічних сполук особливе місце належить воді, яка становить у середньому 60-70% їхньої маси.

Більшість сполук живих організмів складають органічні речовини. Акцентується увага на тому, що основні класи цих речовин - вуглеводи, білки, нуклеїнові кислоти та ліпіди.

Необхідно зазначити, що вуглеводи - клас органічних сполук, більшість яких складається з атомів Карбону, Гідрогену та Оксигену. Серед вуглеводів розрізняють моно-, оліго- та полісахариди. Основні функції вуглеводів - енергетична і будівельна. Вуглеводи можуть відкладатись у клітинах про запас у вигляді полісахаридів.

Ліпіди - гідрофобні органічні сполуки. Серед них найпоширеніші - жири. Вони здійснюють теплоізоляційну, захисну та будівельну функції, беруть участь у регуляції життєдіяльності організмів; при їхньому окисненні вивільняється значна кількість енергії.

Провідна роль серед органічних сполук належить білкам. Білки - високомолекулярні біополімери, мономерами яких є амінокислоти. Вони мають різні рівні структурної організації (первинний, вторинний, третинний і четвертинний). їх поділяють на прості (протеїни) та складні (протеїди). Під дією різних факторів білки здатні змінювати свою структуру та властивості. Цей процес може мати як оборотний, так і необоротний характер. Білки виконують в організмах живих істот різноманітні функції: будівельну, захисну, регуляторну, сигнальну, рухову, енергетичну, транспортну тощо. До особливої групи білків належать ферменти, що виконують каталітичну функцію.

При вивченні даної теми важливо розкрити значення для організмів живих істот різних груп біологічно активних речовин: вітамінів, гормонів, нейрогормонів, фітогормонів тощо. Вітаміни мають різну хімічну природу, беруть участь майже в усіх біохімічних та фізіологічних процесах. Відсутність або нестача вітамінів в організмі, так само як і їхній надлишок, спричинюють тяжкі захворювання, пов'язані з порушеннями обміну речовин.

Гормони, нейрогормони і фітогормони — органічні сполуки різної хімічної природи. Гормони виділяють у кров, лімфу або порожнинну рідину тварин залози внутрішньої секреції, а нейрогормони — особливі нервові клітини. Фітогормони утворюються в певних клітинах грибів і рослин. Подібно до гормонів та нейрогормонів, вони здійснюють гуморальну регуляцію різноманітних процесів життєдіяльності.

У клітинах деяких видів рослин виявлено особливі біологічно активні сполуки — алкалоїди, більшість з них отруйна для людини і тварин. Мікроорганізми здатні виробляти антибіотики, які пригнічують розвиток інших видів мікроорганізмів або вбивають їх. Антибіотики і деякі алкалоїди застосовують у медицині.

Завдання для самостійної роботи:

1. Охарактеризуйте дію гормонів, нейрогормонів і фітогормонів, заповнивши таблицю:

 

Тип сполук	Які організми виробляють	Хімічна природа	Властивості	Значення
Гормони
Нейрогормони
Фітогормони
Вітаміни

 

2. Письмово доведіть, що молекулярна логіка живого теж єдина для всіх живих організмів.

Питання для самоконтролю:

 

1) Чому в усіх організмах органічні сполуки однакові?

2) Про що свідчить єдність будови мембран та подібність виконуваних ними функцій у різних клітинах?

3) Що свідчить про елементарну єдність живих організмів?

4) Які властивості живого мають молекулярну основу?

5) Які властивості та функції мають біомолекули?

6) Про що свідчить єдність будови мембран та схожість виконуваних функцій?

7) Чи пов’язана будова органічних речовин з функціями, які вони виконують?

8) Об’єктом дослідження яких наук є молекулярний рівень організації живого?

9) Якої речовини в організмі найбільше?

10) Які хімічні елементи додають до зубної пасти для профілактики захворювання на карієс?

Тестові завдання для самоперевірки:

1. Наука, що вивчає гриби:

а) ботаніка;

б) мікологія.

2. Біохімія як галузь біологічної науки сформувалась у:

а) другій половині XIX ст.;

б) другій половині XX ст..

3. Основні класи органічних сполук живої матерії:

а) спирти;

б) вуглеводи;

в) альдегіди.

4. Вуглеводам властиві такі функції:

а) захисна;

б) структурна;

в) сигнальна.

5. Молекула білків складається з:

а) нуклеотидів;

б) моносахаридів;

в) залишків амінокислот;

г) жирних кислот.

6. Вітаміни відкрив учений-хімік:

а) О. Є. Звягінцев

б) Г. Й. Мендель

в) О. Є. Ферсман

г) М. І. Лунін.

7. Біологічними каталізаторами є:

а) вітаміни;

б) ферменти;

в) гормони;

г) жири.

8. До ліпідів належать:

а) стероїди;

б) глікоген;

в) ферменти;

г) гемоглобін.

9. Мономером крохмалю є:

а) глюкоза;

б) амінокислота;

в) гліцерин;

г) гормони.

10. Найменше в організмі хімічних елементів:

а) мікроелементів;

б) органогенних елементів;

в) мікроелементів;

г) ультрамікроелементів.

Література:

1) Загальна біологія: Підруч. Для 10 кл. загальноосвітн. навч. закладів / М.Є. Кучеренко, Ю.Г. Вервес, П.Г. Балан. 2-ге вид. доопр. – К.: Генеза, 2004. – С. 12-39.

2) Котик Т.С., Тагліна О.В. Біологія (рівні стандарт і академічний). 10 клас. Робочий зошит / Т.С. Котик, О.В. Тагліна. – Х.: Вид-во «Ранок», 2010. – С. 10-19.

3) Тагліна О.В. Біологія. 10 клас (рівень стандарту, академічний рівень). Підруч. для загальноосв. навч. закл. – Х.: Вид-во «Ранок», 2010. – С. 83-86.

 

Методичні рекомендації

При вивченні розділу «Клітинний рівень організації життя» необхідно зробити акцент на те, що клітина – найменша структурно-функціональна одиниця всього живого. Адже клітини є універсальними будівельними одиницями живої матерії, з яких побудовані всі живі організми. Будова клітин практично однакова в усіх, за невеликими різницями. Але кожна клітина – це досконала система, що здатна перетворювати одні форми енергії в інші: хімічну в механічну, в електричну. Клітина – інформаційна система, в якій зберігається закодована спадкова інформація. Все це говорить про єдність походження.

Зазначається, що сучасні досягнення у вивченні клітини та її властивостей здійснюються завдяки сучасним досягненням у техніці. Узагальнення знань, отриманих під час тривалого вивчення клітин було сформульоване як клітинна теорія.

Обов’язково необхідно зрозуміти зміст кожного положення сучасної клітинної теорії, а також порівняти основні положення сучасної клітинної теорії та клітинної теорії, яка була сформульована Т. Шванном та М. Шлейденом.

Підкреслити, що створення клітинної теорії значно вплинуло на подальший розвиток усієї біології.

Сучасні дослідження у галузі цитології насамперед спрямовані на вивчення найдрібніших органел і структур клітини. Електронні мікроскопи відкрили нові перспективи перед дослідниками. Все більше розвиваються дослідження в галузі клітинної інженерії – цитотехнології.

Звертається увага на те, що цитотехнологія — відносно нова галузь біологічних досліджень. Вона використовує різні методи, насамперед, методи виділення клітин з організму і перенесення їх на поживні середовища. Там клітини продовжують жити і розмножуватися. Культури таких клітин можна застосовувати не тільки для наукових експериментів, але й у виробництві. Зокрема, це значно знижує собівартість лікарських препаратів та зберігає природні ресурси.

Завдання для самостійної роботи:

1. Проаналізувати основні методи цитотехнологій, заповнивши таблицю:

Методи цитотехнологій	Галузь застосування і значення
Клітинна інженерія
Гібридизація соматичних клітин
Реконструкція клітин
Поліпшення клітин рослин і тварин на основі клітинних технологій

2. Порівняти клітинну теорію з ХVІІ ст.. та сучасну клітинну теорію, вказавши спільні риси та положення, за якими відрізняються обидві теорії.

Питання для самоконтролю:

 

1) Хто створив клітинну теорію?

2) Які основні положення сучасної клітинної теорії?

3) Чи можуть клітини тривалий час існувати без ядра?

4) Чим відрізняються сучасна клітинна теорія та теорія Т. Шванна та М. Шлейдена?

5) Чому прогрес у цитології був неможливий до появи нових технічних засобів, наприклад електронного мікроскопа?

6) Що таке цитотехнології?

7) Які основні цитотехнології Ви знаєте?

8) Яке значення цитотехнологій для розвитку біології як науки?

9) Як використовують калусні культури?

10) В чому полягають переваги клітинної інженерії?

 

Тестові завдання для самоперевірки:

1. Про єдність органічного світу свідчить:

а) наявність ядра в клітинах живих організмів;

б) клітинна будова організмів всіх царств;

в) об’єднання всіх організмів всіх царств в систематичні групи;

г) різноманітність організмів, які мешкають на Землі.

2. Виберіть найбільш вірний варіант відповіді:

а) клітина - елементарна одиниця будови і розвитку організмів;

б) клітина - елементарна, частково відкрита біологічна система, здатна до самовідновлення, самовідтворення і розвитку;

в) клітина - елементарна біологічна система, здатна до саморегуляції і самовідтворення;

г) клітина - відкрита система, здатна до самовідновлення і саморегуляції.

3. Клітинну теорію розробив:

а) Т.Шванн;

б) Ч.Дарвін;

в) Д.Івановський;

г) Т.Морган.

4. Положення про те, що кожна нова клітина походить від такої же самої вихідної клітини шляхом її поділу, сформулював учений:

а) А. Левенгук;

б) Р.Гук;

в) К.Бер;

г) Р.Вірхов.

5. Яке твердження є одним із положень клітинної теорії:

а) форма ядра подібна до форми клітини;

б) кілька різних триплетів кодують одну амінокислоту;

в) на клітинному рівні повністю проявляються всі основні риси життя;

г) кожна клітина утворюється виключно внаслідок розмноження материнської шляхом поділу.

6. Як називається наука про клітину:

а) мікробіологія;

б) цитологія;

в) генетика;

г) клітинна інженерія.

7. До цитотехнологій належать:

а) центрифугування;

б) оптична мікроскопія;

в) клітинна інженерія;

г) реконструкція клітин.

8. Метод цитотехнологій, який використовують для створення нових форм рослин, що володіють корисними ознаками й одночасно є стійкими до хвороб:

а) клітинна інженерія;

б) реконструкція клітин;

в) гібридизація соматичних клітин.

9. Метод цитотехнологій, який використовують для вивчення ролі цитоплазми в регулюванні активності ядра:

а) клітинна інженерія;

б) реконструкція клітин;

в) гібридизація соматичних клітин.

10. Калус – це:

а) сукупність методів, які використовуються для конструювання нових клітин;

б) білок;

в) недиференційовані клітини, з яких може розвинутися ціла рослина;

г) метод злиття клітин.

Література:

1) Загальна біологія: Підруч. Для 10 кл. загальноосвітн. навч. закладів / М.Є. Кучеренко, Ю.Г. Вервес, П.Г. Балан. 2-ге вид. доопр. – К.: Генеза, 2004. – С. 47-49.

2) Тагліна О.В. Біологія. 10 клас (рівень стандарту, академічний рівень). Підруч. для загальноосв. навч. закл. – Х.: Вид-во «Ранок», 2010. – С. 96-98.

Методичні рекомендації

Актуальною дана тема є тому, що людство стикалося з діяльністю мікроорганізмів, але навіть не здогадувалось про їх існування. З давніх давен люди спостерігали бродіння тіста, виготовляли спиртні напої, спостерігали над процесом скисання молока, виготовляли сир. Процеси бродіння вражали людей своєю таємничістю, часто вони їх пов'язували з божественною силою.(Так виник у римлян бог родючості і виноробства Бахус). З давніх давен люди спостерігали за виникненням різних захворювань, в тому числі епідемій. Наприклад, в біблійних книжках згадується про епідемії і даються рекомендації профілактичного характеру - спалювати трупи.

Але до середини минулого століття ніхто не міг собі уявити, що процеси бродіння і різні захворювання є наслідком діяльності дуже малих істот.

Необхідно зазначити, що складність, будови і специфіка вивчення мікроорганізмів визначили більш пізнє формування мікробіологічної науки, порівняно з ботанікою і зоологією.

Обов’язково необхідно зрозуміти причинно-наслідковий зв’язок між будовою бактерій, фізіологічними процесами, які відбуваються в клітинах та роллю прокаріотів в природі та житті людини.

Підкреслити, що застосування досягнень сучасної мікробіології в різних галузях народного господарства спричинило до утворення ряду напрямків, які сформувались у самостійні дисципліни: загальна, сільськогосподарська, медична і ветеринарна, технічна або промислова, водна, геологічна, космічна. Бурхливо розвивається загальна і спеціальна вірусологія.

Звертається увага на те, що сільськогосподарська мікробіологія вивчає значення мікроорганізмів у родючості ґрунту, способи підвищення його родючості, патогенні для рослин мікроорганізми, способи захисту рослин від інфекцій, участь мікроорганізмів у кругообігу речовин в природі, використання мікробів для боротьби з комахами - збудниками сільськогосподарських рослин.

Зазначається, що мікроорганізми є одними з найкращих біологічних моделей для вивчення закономірностей спадковості і мінливості, саме тому після вивчення особливостей організації і життєдіяльності еукаріотів та прокаріотів, розглядатимемо закономірності спадковості та мінливості живих організмів.

 

Завдання для самостійної роботи:

1. Заповнити таблицю «Форма бактеріальних клітин»:

 

Форма бактерій	Розміщення клітин після поділу	Схематичне зображення	Представники

 

2. На малюнку 1 подано різні форми бактеріальної клітини. Підписати різні форми бактерій відповідно до цифр поставлених на малюнку.

3. На малюнку 2 подано схему будови клітинних стінок грампозитивних та грамнегативних бактерій. Підписати структурні компоненти клітинних стінок бактерій поставлених на малюнку (визначити де грампозитивні бактерії).

 

 

Мал.1 Форми бактеріальної клітини

Мал.2 Схема будови клітинних стінок грампозитивних та грамнегативних бактерій

Питання для самоконтролю:

 

1) Що таке мікробіологія?

2) Яка роль мікроорганізмів в природі і сучасному житті людини?

3) Де поширенні бактерії?

4) Які є форми бактеріальних клітин?

5) В чому полягає біологічне значення процесу спороутворення у бактерій?

6) У чому полягають особливості автотрофних бактерій?

7) У чому полягають особливості гетеротрофних бактерій?

8) Чи зможе організм людини нормально функціонувати, якщо в ньому зовсім не буде бактерій?

9) Яку роль в природі відіграють азотфіксуючі бактерії?

10) Яке значення має розвиток мікробіологічної промисловості для України?

 

Тестові завдання для самоперевірки:

1. До якого типу клітинної організації відносяться бактерії:

а) прокаріоти;

б) еукаріоти?

2. Чи можуть бактерії утворювати гамети:

а) можуть;

б) не можуть;

в) у певних умовах можуть;

г) можуть лише деякі види?

3. Які розміри мають бактерії:

а) 0,01-0,02 мкм;

б) 0,1-0,2 мкм;

в) 0,2-1,0 мкм;

г) 0,2-10 мкм?

4. Де поширені бактерії:

а) повсюдно;

б) лише у ґрунті і у воді;

в) лише в повітрі;

г) скрізь, окрім льодовиків і гарячих джерел (гейзерів)?

5. Ким були відкриті бактерії:

а) І.І. Мечниковим;

б) А. Левенгуком;

в) Д.І. Івановським;

г)Л. Пастером;

д) С.Н. Віноградським?

6. Яку форму мають стрептококи і стафілококи:

а) сферичну;

б) паличковидну;

в) спіральну або звиту?

7. Які бактерії відносяться до бацил:

а) стафілококи; г) спірохета;

б) стрептококи; д) дизентерійна паличка;

в) кишкова паличка; е) холерний вібріон?

8. Які органоїди є в клітках бактерій:

а) ядро; г) пластиди;

б мітохондрії; д) рибосоми;

в) лізосоми?

9. Які речовини утворюють стінку бактерій:

а) целюлоза;

б) хітин;

в) муреїн;

г) глікоген.

10. Які бактерії з перерахованих є автотрофами:

а) кишкова паличка; г) азотобактерії;

б) стафілокок; д) туберкульозна паличка;

в) молочнокислі; е) сіркобактерії;

ж) ціанобактерії.

11. Які бактерії з перерахованих є гетеротрофами:

а) кишкова паличка; г) азотобактерії;

б) стафілокок; д) туберкульозна паличка;

в) молочнокислі; е) сіркобактерії;

ж) ціанобактерії.

12. Які бактерії з перерахованих є паразитами:

а) холерний вібріон; г) туберкульозна паличка;

б) стафілокок; д) дизентерійна паличка;

в) молочнокислі; е) азотфіксуючі бактерії.

13. Роль бактерій в біогеоценозах:

а) мінералізація органічних залишків;

б) участь в круговороті речовин і енергії;

в) є елементами ланцюгів живлення;

г) є консументами.

14.Використання бактерій в біотехнології:

а) здобуття продуктів харчування;

б) здобуття лікарських препаратів;

в) створення добрив;

г) створення засобів захисту рослин;

д) здобуття кормових білків;

е) очищення води і промислових відходів;

ж) у всіх перерахованих випадках.

15.Чи можуть використовуватися бактерії в методах генної інженерії:

а) можуть;

б) не можуть.

Література:

1) Загальна біологія: Підруч. Для 10 кл. загальноосвітн. навч. закладів / М.Є. Кучеренко, Ю.Г. Вервес, П.Г. Балан. 2-ге вид. доопр. – К.: Генеза, 2004. – С. 47-49.

2) Тагліна О.В. Біологія. 10 клас (рівень стандарту, академічний рівень). Підруч. для загальноосв. навч. закл. – Х.: Вид-во «Ранок», 2010. – С. 195-205.

 

Методичні рекомендації

Необхідно зазначити важливість явища зчепленого успадкування для еволюції органічного світу та для практичної діяльності людини у галузі селекції.

Зазначається, що гени, що розходяться в одній парі гомологічних хромосом, успадковуються разом і не розходяться у нащадків, бо в процесі гаметогенезу вони потрапляють в одну гамету. Слід відзначити, що у вивченні успадкування зчеплених генів, які знаходяться в статевих хромосомах, має значення напрямок схрещування.

Підкреслити, що якщо гени знаходяться в одній хромосомі й завжди передаються разом, говорять про повне зчеплення. Але частіше трапляється неповне зчеплення. Порушення зчеплення пояснюється кросинговером, який є обміном ідентичних ділянок гомологічних хромосом під час першої профази мейозу.

Звертається увага на те, що ознаки успадковуються через статеві хромосоми. Носіями спадковості є також і ауто соми. Оскільки генів значно більше, ніж хромосом, то природно, що кожна хромосома несе велику кількість генів, які успадковуються разом. Гени, розташовані в одній хромосомі називаються групою зчеплення. У кожного виду організмів кількість груп зчеплення дорівнює кількості пар хромосом.

Акцент робиться на тому, що гени, які розташовані у статевих хромосомах, називаються генами, зчепленими зі статтю. Прикладами таких генів є забарвлення очей у Х-хромосомі дрозофіли, гени дальтонізму й гемофілії в Х-хромосомі людини та гени облисіння та іхтіозу в Y-хромосомі людини.

Студенти повинні запам’ятати, що основна роль у передаванні спадкових властивостей належить хромосомам, проте цілий ряд органоїдів цитоплазми містить ДНК (пластиди, мітохондрії). Вони здатні до авторепродукції і з їхньою ДНК може бути пов’язана передача поза ядерної, цитоплазматичної спадковості.

Зазначається роль позаядерної спадковості для розвитку сільського господарства: у кукурудзи існують сорти з чоловічою стерильністю, яка передається винятково через цитоплазму жіночих статевих клітин. Сорти кукурудзи, що характеризуються чоловічою стерильністю, широко використовуються в сільському господарстві при лінійних схрещуваннях, отримуються гібриди з підвищеною врожайністю.

 

Завдання для самостійної роботи:

1. Розв’язати задачі на зчеплене успадкування:

1) У дрозофіли рецесивний ген жовтого забарвлення тіла міститься в Х-хромосомі. Від схрещування гомозиготної сірої самки та жовтого самця одержали сіре потомство. Якими будуть дрозофіли в F2 від схрещування сірої самки з F1 та сірого самця в F1.

2) Яка ймовірність народження хлопчиків та дівчаток у родині, де мати є носієм рецесивної летальної алелі, зчепленої зі статтю, яка спричиняє загибель зародка на ранніх стадіях розвитку?

2. Проаналізувати позаядерного успадкування, заповнивши таблицю:

 

Шляхи успадкування	Що успадковується
Гени мітохондрій
Гени пластид
Плазміди
Цитоплазма яйцеклітини

Питання для самоконтролю:

 

1) Що таке група зчеплення?

2) Яке успадкування називається зчепленим?

3) Які цитологічні механізми покладені в основу зчепленого успадкування?

4) Яке значення зчеплене успадкування має для практичної діяльності людини?

5) Чому не завжди гени, які знаходяться в одній хромосомі, успадковується зчеплено?

6) Які цитологічні механізми покладені в основу позаядерної спадковості?

7) Які органоїди в клітині, крім ядра можуть містити ДНК?

8) Яке значення поза ядерна спадковість має для практичної діяльності людини?

9) Як використовують люди явище позаядерної спадковості у сільському господарстві?

10) З якими двома видами генетичних явищ пов’язана позаядерна спадковість?

Тестові завдання для самоперевірки:

1. Цитоплазматична спадковість пов’язана:

а) з позаядерними генами;

б) з генами, розташованими в статевих хромосомах;

в) з генами, розташованими в аутосомах;

г) з дрейфом генів.

2. До типу позаядерної не відносять ДНК:

а) хромосом;

б) плазмид;

в) мітохондрій;

г) хлоропластів.

3. При цитоплазматичній спадковості передаються генетичні фактори через гамету:

а) переважно чоловічу;

б) переважно жіночу;

в) обох статей;

г) наступного покоління.

4. Прикладом успадкування зчепленого зі статтю є:

а) хвороба Дауна;

б) черепахове забарвлення шерсті котів;

в) платинове забарвлення шерсті у лисиць;

г) дальтонізм.

5. Число груп зчеплення у людини:

а) 46;

б) 23;

в) 1;

г) 22.

6. Число груп зчеплення у собаки:

а) 46;

б) 78;

в) 10;

г) 39.

7. Явище зчепленого успадкування встановив:

а) Г.Мендель;

б) Т.Морган;

в) М.Вавілов;

г) Д.Івановський.

8. Ознаки, зчеплені зі статтю це:

а) ознаки, що контролюються генами, які містяться в Х-хромосомі;

б) ознаки, що контролюються генами, які містяться в статевих хромосомах;

в) ознаки, що контролюються генами, які містяться в У-хромосомі;

г) ознаки, що контролюються генами, які містяться в Х-хромосомі і відсутні в У-хромосомі.

9. Зчепленими називаються гени, які

а) знаходяться в одній хромосомі;

б) знаходяться в одній хромосомі, складають одну групу зчеплення і не можуть мінятися місцями;

в) знаходяться в різних хромосомах, складають одну групу зчеплення і не можуть мінятися місцями;

г) знаходяться в різних хромосомах, складають одну групу зчеплення і успадковуються разом.

10. Число груп зчеплення організмів певного виду дорівнює:

а) кількості хромосом у галоїдному наборі;

б) кількості хромосом у диплоїдному наборі;

в) кількості статевих хромосом;

г) кількості аутосом.

Література:

1) Барна І.В. Загальна біологія. Збірник задач. – Тернопіль: Видавництво «Підручники та посібники», 2008. – 736 с.

2) Біологія / За ред.. В.О.Мотузного. – К.: Вища школа, 1991 – 607 с.

3) Загальна біологія: Підруч. Для 11 кл. загальноосвітн. навч. закладів / М.Є. Кучеренко, Ю.Г. Вервес, П.Г. Балан. 2-ге вид. доопр. – К.: Генеза, 2001. – С. 58-69.

4) Овчинніков С.О. Збірник задач та вправ із загальної біології. – К.: Генеза, 2000. – 150 с.

 

Методичні рекомендації

При вивченні даної теми висвітлюються досягнення біотехнології та характеризуються її основні напрямки. Доцільно зрозуміти висловлювання Б.Я. Неймана: “ Мікроорганізми, це гидке каченя перших років епідеміології, завдяки успіхам науки і техніки, досягненням людського генію перетворилось у чудового лебедя генетичної інженерії, сучасної біотехнології і індустрії живих клітин”.

Зазначається, що біотехнологія – сукупність промислових методів, що застосовують для виробництва різних речовин із використанням живих організмів, біологічних процесів чи явищ.

Акцентуалізується увага на тому, що біотехнологічні процеси людина використовувала в своїй практичній діяльності з давніх-давен: випікання хліба, виготовлення сиру, молочних продуктів, виноробство, пивоваріння, силосування…

Усвідомлюється роль основних напрямків та досягнень біотехнології: мікробіологічна промисловість і медицина (з допомогою мікроорганізмів отримують такі лікарські засоби, як кортизон, гідрокортизон та інші стероїди), харчова промисловість (у кондитерській промисловості широко застосовують лимонну кислоту, яку одержують у результаті життєдіяльності спеціально виведених мікроорганізмів), поліпшення екологічного стану планети, боротьба з шкідниками сільського господарства (пестициди та інші засоби захисту рослин), виготовлення біопрепаратів.

Зазначається, що поява нових методів дослідження у генетиці призвела до створення принципово нових методів селекції. Раніше генетичне різноманіття форм рослин і тварин (а це винахідний матеріал для селекції) експериментально створювалося методами гібридизації, поліплоїдії, мутагенезу. Зараз учені можуть досягти ще більшого різноманіття завдяки маніпулюванню окремими клітинами живого організму, окремими хромосомами і окремими генами. З’явилися нові напрямки сучасної генетики: клітинна інженерія, хромосомна інженерія й генна інженерія.

Слід відзначити, що генна інженерія – прикладна галузь молекулярної генетики та біохімії. Її завдання – це розробки методів перебудови геномів організмів. Усе ширше стає асортимент ферментів – протеази, нуклеази, амілази, каталази, які продукують мікроорганізми, деякі з них, наприклад, нуклеази, використовують у генній інженерії.

Підкреслити, що клітинна інженерія – галузь біотехнології, у якій застосовуються методи виділення клітин з організму і перенесення на штучні поживні середовища, де продовжується їх життєдіяльність. Її завданнями є: отримання соматичних клітин різних видів, створення культурних клітин (тканин) для отримання цінних речовин.

Клонування – перспективний напрям клітинної інженерії. Клон – сукупність клітин або особин, що виникли від спільного предка нестатевим шляхом.

Гібридизація соматичних клітин – напрям досліджень клітинної інженерії. Вона дає можливість створювати препарати, що підвищують стійкість організму проти різних інфекцій, лікувати рак.

Звертається увага на те, що рослини й тварини, геном яких змінених у результаті генно-інженерних операцій, одержали назву трансгенних рослин і тварин. В даний час інтерес до трансгенних тварин дуже великий. Це викликане двома причинами. По-перше, виникли широкі можливості для вивчення роботи чужорідного гена у геномі організму-хазяїна, у залежності від місця його вбудовування в ту чи іншу хромосому, а також будівлі регуляторної зони гена. По-друге, трансгенні сільськогосподарські тварини можуть представляти в майбутньому інтерес для практики.

Широкомасштабне вивільнення в довкілля генетичне модифікованих сортів рослин різних таксономічних груп з різними генетичними конструкціями, що надають їм нових властивостей, поставило ряд питань на які необхідно звернути увагу при розбудові системи біобезпеки довкілля.

Головними питаннями біобезпеки при цьому є питання можливої передачі генів, вбудованих в трансгенний організм, організмам навколишнього природного середовища, впливу трансгенних рослин, стійких до шкідників, на і організми та порушення трофічних ланцюгів.

Робиться акцент на тому, що відповідно до вимог Європейського союзу, всі трансгенні організми, а також продукція, що містить 1 і більше відсотків генетичне модифікованої ДНК чи РНК, маркуються. В Україні обов'язковому маркуванню підлягає лише посівний матеріал, призначений для державного випробування. Однією з проблем, пов'язаних з трансгенними рослинами є потенційний вплив на ряд екосистем.

 

Завдання для самостійної роботи:

1. Виконати (письмово) біотехнологічні вправи на проблемні ситуації:

1) Чи можна за допомогою продуктів, виготовлених з деревини, отримати яловичину, свинину, курятину чи яйця птахів і яким способом?

2) Як малюнком зобразити використання мікроорганізмів для біотехнології у виробництві тканин білків, амінокислот, засобів захисту рослин, ферментів.

3) Чому у великих населених пунктах роль мікроорганізмів для очистки стічних вод і перетворення гною у родючий гумус набуває все більшого значення?

2. Навести приклади досягнень біотехнології.

3. Зробити міні-презентацію про застосування біотехнології у господарській діяльності людини.

Питання для самоконтролю:

 

1) Що таке біотехнологія?

2) Яке значення в житті людини має застосування біотехнологій?

3) Які біотехнології використовують для підвищення продуктивності рослин та тварин?

4) Що таке генна інженерія?