«Генетически й сундучок» Правила игры
Данная образовательная игра помогает лучше запомнить и усвоить терминологию, используемую в области генетики, цитологии, молекулярной биологии. Игра построена на
принципе старинной карточной игры «Сундучок». На опы-
те показано, что использование такого рода игру значительно повышает запоминание различных терминов, заложен-
ных в них функций, тем более что запоминание происходит в непринуждённой игровой обстановке.
Все карты разделены на несколько тематических групп, в каждой из которой 4 карты. Группы: Нуклеиновые кислоты (ДНК, и-РНК, р-РНК, т-РНУ), Азотистые основания (Аденин, Гуанин, Тимин, Цитозин), органоиды клетки (митохондрии, лизосомы, рибосомы, центриоли) и т.д. На каждой карте имеется информация о том или ином термине и иллюстрация.
Сначала, все игроки получают по 4 карты, путем раздачи по одной карте по кругу. Теперь, каждый игрок начинает по очереди задавать соперникам специальные вопросы.
Если ответ на вопрос положительный (игрок угадал карту противника), он забирает угаданные карты себе. Вопрос может задаваться игроку как по часовой стрелке, так и любому сопернику.
Угадывание карт производится по определенным свойствам, поэтому, выделяются следующие типы вопросов:
А) наличие у соперника карт определенного достоинства - группы, например азотистые основания (Пример вопроса: - У вас есть азотистые основания?)
Б) наличие у соперника карт определенного конкретного понятия - представителя этой группы (Пример вопроса: - У вас есть тимин?)
Вопросы задаются поочередно в той последовательности, как они указаны в правилах: сначала группа, потом представитель группы. При каждом положительном ответе игрок задает следующий вопрос. Если и на последний вопрос ответ будет положительным, то игрок, задавший его, забирает у соперника угаданные карты себе и снова начинает задавать вопросы с начала.
В случае отрицательного ответа на любой из заданных вопросов, игрок, задававший вопрос, должен взять одну карту из колоды. В этом случае ход переходит другому игроку по часовой стрелке.
У игрока на руках могут закончиться карты. Тогда он берет карту из колоды. Собрав на руках «сундучок» - все 4 карты данной группы, игроку необходимо выложить их (убрать с руки).
Игра заканчивается тогда, когда все карты закончились и на стол выложены все возможные «сундучки». Победителем считается тот игрок, у кого больше всего собрано сундучков.
ДНК—дезоксирибонуклеиновая кислота.
В ДНК хранится наследственная генетическая информация, т.е. каждая молекула ДНК содержит информацию, необходимую клеткам для того, чтобы они работали и делились, благодаря чему формируются и развиваются разные живые организмы.
Молекула ДНК—очень длинная (полимер) и состоит из тысяч или даже миллионов чередующихся и повторяющихся нуклеотидов (мономеров). Каждый нуклеотид состоит из азотистого основания, сахара—дезоксирибзоы и остатка фосфорной кислоты. Информация в ДНК записана в виде кода, состоящего из четырех азотистых оснований: аденин (А), тимин (Т), гуанин (Г) и цитозин (Ц). Благодаря им осуществляют запись всей наследственной информации и составляют все известные геныДНК состоит из двух цепей, которые соединяются между собой водородными связей между азотистыми основаниями по принципу комплементарности – это принцип строгого соответствия (А-Т, а Г-Ц). С помощью белков молекулы ДНК «упаковываются» в плотные структуры—хромосомы.
НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ ДНК, и-РНК т-РНК, р-РНК
и-РНК -информационная (матричная) рибонуклеиновая кислота. Одна из трех
молекул нуклеиновых кислот, содержащихся в клеточном ядре. Она участвует в
кодировании и выражении генов. Состоит она из длинной цепи, звенья которой
называются нуклеотидами. Каждый нуклеотид состоит из рибозы, азотистого
основания и фосфатной группы. В отличии от ДНК вместо азотистого основания
тимина (Т) в РНК находится урацил (У). Генетическая информация зашифрована в
последовательности нуклеотидов. И-РНК образуются в ядре на ДНК в процессе
транскрипции при участии фермента РНКполимеразы. После выхода из ядра,
используется в ходе трансляции как матрица для синтеза белков. Тем самым и-РНК
играет важную роль в «проявлении» генов. Длина типичной зрелой и-РНК составляет
от нескольких сотен до нескольких тысяч нуклеотидов. Можно сказать, что, если
ДНК — «полный набор чертежейинструкций для изготовления белков, то и- РНК — «временная
рабочая копия чертежа-инструкции для отдельной детали, выдаваемая в сборочный
цех».
т-РНК –транспортная рибонуклеиновая кислота. РНК, доставляющие аминокислоты к рибосоме в процессе синтеза белка, называются транспортными. Эти небольшие молекулы—большинство т-РНК имеют от 76 до 90 нуклеотидов. Они несут на своей вершине последовательность из трех нуклеотидов (антикодон). С их помощью т-РНК может присоединяться к кодонам иРНК по принципу комплементарности. Противоположный конец молекулы т-РНК присоединяет аминокислоту, причем только определенный вид, который соответствует его антикодону. Так, например, т-РНК, антикодон которой имеет последовательность ЦЦА, может нести только аминокислоту триптофан.
Т-РНК является важной частью процесса создания белков в ходе трансляции. Они переносит аминокислоты к рибосомам, где те соединяются пептидными связями в определенной последовательности, которую задает и-РНК. Затем она встраивается в растущую цепь белка.
Рибосомная РНК (рРНК)
Одна из трех основных типов РНК, присутствующих в клетке. Она играет ключевую роль в процессе синтеза белка, обеспечивая связь между мРНК и аминокислотами, необходимыми для сборки белковых цепей. Структура р-РНК состоит из двух субединиц – малой и большой. Каждая субединица состоит из р-РНК и белковых компонентов. Малая рибосомная РНК имеет длину около 150 нуклеотидов, а большая состоит из около 3000 нуклеотидов. Обе субединицы рибосомы взаимодействуют между собой и с другими компонентами клетки, чтобы обеспечить правильную сборку и функционирование рибосомы.
Структура р-РНК обладает высокой степенью консервативности в эволюции, что означает, что она практически не изменяется с течением времени. Это свидетельствует о важности р-РНК для жизненно важных процессов в клетке. Рибосомная РНК составляет большую долю (до 80 %) всей клеточной РНК.
АЗОТИСТЫЕ
ОСНОВАНИЯ
АДЕНИН, ТИМИН, ЦИТОЗИН, ГУАНИН.
Аденин является нуклеиновых
основанием Пурина. Это означает, что он производное от пурина. Как правило, эта
молекула обозначается как А. Он применяется в качестве одного из пяти
нуклеиновых оснований, из которых состоит структура нуклеиновой кислоты. Другие
нуклеиновых основания, которые составляют структуру нуклеиновой кислоты это:
гуанин, цитозин и тимин (в РНК— урацил). В молекуле ДНК аденин соединяется
двумя водородными связями в тимином, а в РНК с урацилом. Последовательность из
четырех оснований ДНК кодирует генетические инструкции клетки. Химическая
формула Аденина C5H5N5, его молярная масса
составляет 135,13 г/моль. Аденин и его производные, таких как: аденозин,
аденозинфосфатазы, аденозинфосфорные кислоты входит в состав многих жизненно
важных для живых организмов соединений, например, АТФ или
аденозинтрифосфат—главная энергетическая молекула клетки.
АЗОТИСТЫЕ
ОСНОВАНИЯ
АДЕНИН, ТИМИН, ЦИТОЗИН, ГУАНИН.
Тимин является одним из четырех химических оснований в ДНК, остальные три — аденин, цитозин и гуанин. В РНК вместо тимина используется урацил. Внутри молекулы ДНК тиминовые основания, расположенные на одной цепи, образуют химические связи с адениновыми основаниями на противоположной цепи. Последовательность из четырех оснований ДНК кодирует генетические инструкции клетки. Как и другие азотистые компоненты нуклеиновых кислот, тимин является частью тимидина, соответствующего нуклеозида (структурная единица, состоящая из азотистого соединения и сахара). Он также является частью тимидиловой кислоты, нуклеотида (более крупной структурной единицы, состоящей из нуклеозида и фосфорной кислоты), который является фосфатным эфиром тимидина. Согласно исследованиям, тимин рассеивает энергию ультрафиолетового излучения, обеспечивая защиту ДНК от разрушительного воздействия.
АЗОТИСТЫЕ
ОСНОВАНИЯ
ЦИТОЗИН, ГУАНИН.
Гуанин - это пурин, обозначаемый заглавной буквой Г (G). Он является одним из пяти нуклеиновых оснований, из которых состоит структура нуклеиновой кислоты. Другие нуклеиновые основания, которые составляют структуру нуклеиновой кислоты это: аденин, цитозин и тимин (в РНК— урацил). Последовательность из четырех оснований ДНК кодирует генетические инструкции клетки. В ДНК и РНК он связывается с цитозином. Между цитозином и гуанином образуются три водородные связи в результате спаривания оснований.
Его химическая формула C5H5N5O. Нуклеотидом, образованным гуанином, является гуанозин.
В рационе питания пурины в изобилии содержатся в мясных продуктах, особенно из внутренних органов, таких как печень, мозг и почки. Меньшее количество пуринов содержится в растениях, таких как горох, фасоль и чечевица.
АЗОТИСТЫЕ
ОСНОВАНИЯ
ЦИТОЗИН, ГУАНИН.
Цитозин — органическое соединение, азотистое основание, производное пиримидина. Цитозин представлен заглавной буквой Ц (С). Он является одним из пяти нуклеиновых оснований, из которых состоит структура нуклеиновой кислоты. Другие нуклеиновые основания, которые составляют структуру нуклеиновой кислоты это: аденин, гуанин и тимин (в РНК—урацил). В ДНК и РНК он связывается с гуанином. Между цитозином и гуанином образуются три водородные связи в результате спаривания оснований Уотсона-Крика с образованием ДНК. Химическая формула цитозина -
C4H4N2O2. Нуклеотидом, образованным цитозином, является цитидин. Цитозин реагируя с азотистой
кислотой , превращаясь в урацил. Вступает в реакцию фотогидратации с образованием цитозингидрата, присоединяя воду под действием ультрафиолетовых лучей.
МИТОХОНДРИЯ ЛИЗОСОМА
Двумембранный органоид эукариотических клеток. К основной функцией митохондрии является преобразование питательных веществ с использованием молекул кислорода в энергию — синтез молекул АТФ. Этот процесс известен как клеточное дыхание. Организм использует энергию АТФ на проведение нервного сигнала, мышечное сокращение, синтез нужных клеточных компонентов, уничтожение ненужных веществ и пр. У митохондрий есть собственной ДНК, причем наследуется она только от матери. В клетках количество митохондрий может меняться от однойдвух до нескольких тысяч штук. Самыми энергопотребляемыми клетками являются клетки мышц, сердца, печени, почек и мозга-содержание в них митохондрий является максимальным.
Работа центриолей во время деления клетки
Центросома
или клеточный центр расположен в цитоплазме вблизи ядра и образован двумя
центриолями – цилиндрами, расположенными перпендикулярно друг другу. Диаметр
центриоли – 150–250 нм, а длина – 300 –500 нм. Сами центриоли состоят из
комплексов микротрубочек. Основной белок, образующий центриоли, – тубулин.
Центриоли необходимы для образования ресничек и жгутиков. В процессе деления
клетки центриоли удваиваются и попарно расходятся к противоположным полюсам
клетки и участвуют в образовании нитей веретена деления. Само веретено деления
образуется из микротрубочек, при сборке которых центриоли играют роль центров
организации. Центриоли встречаются практически во всех животных клетках. в
клетках высших растений клеточный центр устроен по -другому и центриолей не
содержит.
Рибосомы относятся к немембранным органоидам. В эукариотических клетках рибосомы могут находиться свободно в цитоплазме или быть прикрепленными с помощью специальных белков к Эндоплазматической сети (ЭПС). Они очень мелкие (около 20 нм), но многочисленные (тысячи и даже миллионы на клетку), состоят из двух частей – субъединиц. В состав субчастиц входят рибосомальные РНК (рРНК) и рибосомные белки. Однако в них также присутствует небольшое количество низкомолекулярных соединений. Функционально рибосомы являются местом связывания молекул, участвующих в синтезе белка. Именно в рибосоме происходит процесс трансляции—здесь молекулы могут занять друг по отношению к другу такое положение, которое позволит быстро протечь химической реакции с образованием белковой цепи.
Лизосома — это одномембранный органоид эукариотической клетки, имеющий в основном шаровидную форму и не превышающий по размеру 1 мкм. Характерны для клеток животных, где могут содержаться в больших количествах (особенно в клетках, способных к фагоцитозу). В растительных клетках многие функции лизосом выполняет центральная вакуоль. Лизосомы образуются в комплексе Гольджи. Ферменты лизосом синтезируются на шероховатой эндоплазматической сети, после чего транспортируются в комплекс Гольджи. Здесь белки модифицируются, приобретают свою функциональную структуру, и упаковываются. Лизосомы выполняют функцию внутриклеточного переваривания. В некоторых клетках лизосомы секретируют свои ферменты за пределы цитоплазматической мембраны.
ХЛОРОПЛАСТ ХРОМОПЛАСТ
ХЛОРОПЛАСТ Пластиды—двумембранные
органоиды делятся на несколько типов. Наиболее важный и известный — хлоропласт,
содержащий зеленый пигмент хлорофилл. Внутренние мембраны образуют тилакоиды,
которые, в свою очередь, собираются в «стопки» — граны. Основная функция
хлоропластов — это фотосинтез: синтез глюкозы из углекислого газа и воды за
счет солнечной энергии, которая улавливается хлорофиллом. При этом как побочный
продукт выделяется кислород. Этот процесс многоступенчатый, при котором
синтезируются и другие продукты, использующиеся как в самом хлоропласте, так и
в остальных частях клетки. Хлоропласты, как и ядра клеток, содержат свой
собственный генетический материал —кольцевую молекулу ДНК, которая содержит
гены, кодирующие белки, необходимые для фотосинтеза и других функций хлоропластов.
Другими видами пластид являются разноцветные хромопласты и бесцветные лейкопласты. Все виды пластид связаны между собой общим происхождением или возможным взаимопревращением. Хромопласты, за счет содержащихся в них пигментов-каротиноидов, окрашивают различные части растений – цветки, плоды, корнеплоды, осенние листья и др. Яркий окрас часто служит своеобразным сигналом для животныхопылителей и распространителей плодов и семян. В дегенерирующих зеленых частях растений хлоропласты превращаются в хромопласты. Пигмент хлорофилл разрушается, поэтому остальные пигменты, несмотря на малое количество, становятся в пластидах заметными и окрашивают туже листву в желто-красные оттенки.
вакуоль
Вакуоль - это органелла, связанная с мембраной, состоящая из заполненного жидкостью пространства. Основная функция вакуолей заключается в хранении различных веществ, включая воду, ионы, сахара, пигменты, токсины и продукты жизнедеятельности. веществ и поддержание структуры клетки. Вакуоли находятся в центре клетки. Они различаются по размеру и форме в зависимости от типа клетки. Вакуоли растительной клетки очень большие по размеру и хранят большое количество воды. Вакуоль также помогает растению сохранять свою прочную форму. Сократительные, или пульсирующие, вакуоли одноклеточных организмов периодически выбрасывают своё содержимое (продукты жизнедеятельности и распада клеток) во внешнюю среду. Пищеварительные вакуоли простейших (инфузорий) обволакивают пищевой комок, образуя мембранные пузырьки.
Важнейшей
отличительной особенностью растительной клетки является наличие прочной
клеточной стенки, основным компонентом которой является целлюлоза.
Клеточная стенка — часть оболочки клетки, расположенная снаружи от цитоплазматической
мембраны. Обнаруживается у большинства бактерий, архей, грибов и растений.
Клеточные стенки бактерий состоят из муреина, грибов хитина. В клеточных
стенках растений существуют углубления — поры, через которые осуществляется
контакт соседних клеток и обмен веществами между ними. Растительные клеточные
стенки выполняют ряд функций: они обеспечивают жёсткость клетки для
структурной и механической поддержки, придают форму клетке, направление её
роста и морфологию всему растению. Клеточные стенки защищают от патогенов,
проникающих из окружающей среды, и запасают углеводы для растения.
ТРАНСКРИПЦИЯ ТРАНСЛЯЦИЯ
РЕПЛИКАЦИЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ
Репликация — удвоение молекул ДНК. Основой матрицы в данном случае является ДНК. В результате репликации, происходящей во время интерфазы, происходит удвоение количества молекул ДНК. Как это происходит: ДНК-хеликаза (фермент) расшивает спираль ДНК на 2 отдельные цепи, в то время как ДНКполимераза (фермент) достраивает новые цепи по принципу комплементарности и антипараллельности. То есть напротив аденина всегда стоит тимин, напротив гуанина — цитозин. И наоборот. А принцип антипараллельности заключается в том, что при синтезе любой нуклеиновой цепи штрих-концы новой цепочки противоположны материнской (напротив 3' — 5', и наоборот). В результате получаются 2 абсолютно одинаковые цепи ДНК и хромосомный набор клетки из 2n2c становится 2n4c.
ТРАНСКРИПЦИЯ ТРАНСЛЯЦИЯ
РЕПЛИКАЦИЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ
Транскрипция - синтез РНК. Матрицей для транскрипции также служит цепочка ДНК. Синтез происходит с помощью фермента РНК-полимеразы. Данный фермент присоединяется к участку гена (ген — это участок цепи ДНК), который необходимо транскрибировать, далее он раскручивает ДНК и присоединяет новые нуклеотиды. После образуется предшественник РНК (незрелая преРНК), которая дозревает в ядре. После дозревания РНК выходит из ядра. Всего с ДНК можно синтезировать 3 вида РНК: информационную (матричную), рибосомальную и транспортную. Данные процессы происходят в ядре. Транскрипция происходит по принципу комплементарности и антипараллельности. Изначально ДНК состоит из двух цепей: одна из них транскрибируемая, другая — смысловая. Синтез РНК происходит по транскрибируемой цепи. Например: ДНК: 5'-АТТ-ГЦЦ-ААААГГ-3' получается иРНК: 3'-УАА-ЦГГ-УУУ-УЦЦ-5'
ТРАНСКРИПЦИЯ ТРАНСЛЯЦИЯ
РЕПЛИКАЦИЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ
Трансляция происходит в рибосомах. Матрицей для трансляции служит иРНК.
1. На малую субъединицу рибосомы приходит иРНК. Далее иРНК скользит по малой субъединице, пока та не обнаружит старт-кодон. Старт-кодон (обычно АУГ) — это 3 нуклеотида, с которого начинается процесс синтеза белка. Далее субъединицы рибосом спаиваются, и к этому кодону подходит антикодон тРНК с аминокислотой. Кодон всегда комплементарен и антипараллелен антикодону. Это значит, что действует правило комплементарности — напротив аденина всегда стоит урацил, а напротив гуанина — цитозин. 2. Ко 2-му кодону иРНК подходит следующая тРНК с другой аминокислотой. Между аминокислотами образуется пептидная связь.
3.иРНК сдвигается на один кодон вперёд. Самая первая тРНК больше не помещается в рибосому и уходит, оставляя свою аминокислоту (она связана пептидной связью). К третьему кодону иРНК подходит тРНК с новой аминокислотой. Она связывается со 2 аминокислотой пептидной связью.
4.Такой цикл повторяется многократно до тех пор, пока в рибосому не зайдёт стоп-кодон иРНК. К нему не подходит ни одна тРНК — не подходит и аминокислота, поэтому синтезированный белок покидает рибосому. Очень важно: трансляция идёт с 5' конца на 3' конец, то есть рибосома читает иРНК с 5' конца!!!
ТРАНСКРИПЦИЯ ТРАНСЛЯЦИЯ
РЕПЛИКАЦИЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ
Наследственная (генотипическая) изменчивость проявляется в изменении генотипа особи, поэтому передается при половом размножении потомкам. Наследственная изменчивость обусловлена возникновением разных типов мутаций и их комбинаций в последующих скрещиваниях. Комбинативная изменчивость обусловлена перекомбинированием генов в результате мейоза и оплодотворения, В основе ее лежит половое размножение организмов, вследствие которого возникает огромное разнообразие генотипов. Практически неограниченными источниками генетической изменчивости в ходе полового размножения эукариот служат три процесса:
Независимое расхождение гомологичных хромосом в анафазе первого деления мейоза.
Взаимный обмен участками гомологичных хромосом, или кроссинговер, в профазе первого деления мейоза.
Случайное сочетание гамет при оплодотворении. Мутационная изменчивость обусловлена возникновением мутаций. Мутации могут как приводить (вредные и полезные), так и не приводить к изменению признаков и свойств организма—нейтральные (в большинстве случаев).
БЕЛКИ ЖИРЫ
УГЛЕВОДЫ АТФ
АТФ — аденозинтрифосфорная кислота, или аденозинтрифосфат. Это вещество — своеобразный аккумулятор, без которого невозможно существование клетки.
АТФ находится в цитоплазме, в ядре, в двухмембранных органоидах (пластидах и митохондриях). Это основной и универсальный источник энергии, используемый клеткой для осуществления всех жизненных процессов. Благодаря расщеплению АТФ клетки могут осуществлять активный транспорт, синтезировать необходимые вещества, делиться и т. д. АТФ — это нуклеотид, состоящий из аденина, рибозы и трёх остатков фосфорной кислоты. Остатки фосфорной кислоты в молекуле АТФ соединены друг с другом высокоэнергетическими связями. При разрыве такой связи выделяется почти в 4 раза больше энергии, чем при разрыве других связей. При гидролизе молекулы АТФ происходит отделение одного остатка фосфорной кислоты и образуется аденозиндифосфат (АДФ). При этом высвобождается 40 кДж/моль энергии.
БЕЛКИ ЖИРЫ
УГЛЕВОДЫ АТФ
Белки - это биополимеры, мономерами в
которых служат аминокислоты. В образовании всего разнообразия белков участвует
20 аминокислот. Порядок соединения аминокислот в макромолекуле белка называют первичной
структурой. Для каждого типа белка эта структура уникальна. Эта цепь сворачивается
в спираль (вторичная структура) за счёт образования водородных связей между
группировками атомов. Третичная структура - молекула белка принимает форму глобулы.
У некоторых белков есть и четвертичная структура—на представляет собой
комплекс нескольких макромолекул. Функции белков. Важнейшей функцией белков
является ферментативная. Белки-ферменты участвуют во всех биохимических
реакциях, протекающих в клетке, и повышают скорость этих реакций во много раз.
Белки выполняют структурную ф-цию - входят в состав плазматических мембран,
образуют соединительные ткани. Сигнальную ф-цию осуществляют белки, встроенные
в мембрану. Транспортная ф-ция белков проявляется в переносе ионов через
клеточные мембраны, транспорте гемоглобином крови кислорода и углекислого газа
и т. д. Двигательную обеспечивают белки, способные сокращаться и растягиваться.
Они приводят в движение реснички и жгутики, сокращают мышцы у животных.
Защитная обеспечивается антителами иммунной системы и белками системы
свёртывании крови. Регуляторную ф-цию выполняют белкигормоны.
ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА БЕЛКИ ЛИПИДЫ УГЛЕВОДЫ АТФ
Модель молекулы жира ЛИПИДЫ Липиды — это нерастворимые в воде, жироподобные органические вещества. Они имеют разное строение, и выделяют следующие группы этих веществ: жиры; фосфолипиды; воски.
Пчёлы используют воск как строительный материал для сот. |
|
ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА БЕЛКИ ЛИПИДЫ УГЛЕВОДЫ АТФ УГЛЕВОДЫ
|
Материалы на данной страницы взяты из открытых источников либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.