UWAGA: poniższy tekst będzie jeszcze ulegał zmianom (tzn. będzie się rozszerzał) w czasie trwania kursu.
Źródła:
Źródło podstawowe, opanowanie tego działu jest kluczowe do zaliczenia fakultetu:
Podręczniki ponadgimnazjalne do biologii np. Biologia, kształcenie w zakresie podstawowym, Podręcznik dla liceum ogólnokształcącego, liceum profilowanego i technikum (J. Grzegorek, A. Jerzmanowski, K. Spalik, K. Staroń), WSiP, 2009 lub 2010, str. 204-242.
Strony internetowe:
(interaktywne prezentacje dotyczące reakcji PCR)
(PCR - animacja)
(strona o RFLP)
Temat 1, podstawy biologii molekularnej
Związki organiczne, replikacja, transkrypcja, translacja, kod genetyczny
Związki chemiczne budujące organizmy żywe - polimery i monomery (aminokwasy, białka, nukleotydy, kwasy nukleinowe), budowa kwasów nukleinowych (nukleotyd = cukier + reszta fosforanowa + zasada azotowa), DNA - kwas deoksyrybonukleinowy (nukleotyd DNA = deoksyryboza + reszta fosforanowa + (cytozyna lub guanina lub adenina lub tymina)), reguła komplementarności zasad azotowych (A/T, G/C), budowa przestrzenna DNA (podwójna helisa), replikacja (przebieg, polimeraza DNA, znaczenie biologiczne), RNA - kwas rybonukleinowy (nukleotyd RNA = ryboza + reszta fosforanowa + (cytozyna lub guanina lub adenina lub uracyl), transkrypcja (przebieg, polimeraza RNA, znaczenie biologiczne), budowa genu (promotor, część kodująca, terminator) i definicja genu, rodzaje RNA i ich rola, Transkrypcja i translacja jako etapy ekspresji genów. Introny i eksony. Kod genetyczny jako sposób zapisu poszczególnych aminokwasów przez trójki nukleotydów (kodony), cechy kodu genetycznego (trójkowy, uniwersalny, zdegenerowany). Przebieg translacji (kodon startowy AUG, kodony stop, rybosom, antykodon); rodzaje (insercja, delecja, substytucja np. jednego, dwóch (itd) nukleotydów) i skutki mutacji, przykład - anemia sierpowata. Budowa białka, struktura pierwszo-, drugo- (alfa-helisa, beta-kartka), trzecio- i czwartorzędowa; różnorodność, występowanie i funkcje białek. Lokalizacja replikacji (jądro komórkowe), transkrypcji (jądro) i translacji (cytoplazma).
Temat 2
PCR - na czym polega metoda, składniki mieszaniny, zastosowania; elektroforeza, RFLP (analiza długości fragmentów restrykcyjnych), zastosowania.
Temat 3, organizmy modyfikowane genetycznie - rośliny GMO
Inżynieria genetyczna, enzymy restrykcyjne, ligaza, plazmid, transgen, genegun, przykłady GMO (rośliny): złoty ryż, kukurydza MON810, ziemniak Amflora. Argumenty za i przeciw roślinom uprawnym GMO (zagadnienia szczegółowe: trawienie kwasów nukleinowych w przewodzie pokarmowym (enzymy trzustkowe), niebezpieczeństwo poziomego transferu genów, mikotoksyny - co powodują(?), przyczyny choroby Parkinsona - neurotoksyny w środkach ochrony roślin).
Temat 4, organizmy modyfikowane genetycznie - zwierzęta GMO
dwa rodzaje zmienionych genetycznie myszy (mysz transgeniczna, myszy typu nokaut), gen i białko GFP; warunkowanie klasyczne, np. warunkowanie strachu, CS, US; warunkowanie instrumentalne; uczenie przestrzenne (np. basen Morrisa), geny choroby Alzheimera (APP, PS1, PS2, tau), mutacja / mysz transgeniczna typu knock-in, elementy układu nagrody (struktury, nauroprzekaźniki), przewodzenie potencjału czynnościowego, założenia / funkcjonowanie optogenetyki
Temat 5, poglądy Francisa Fukuyamy na rolę biotechnologii i związane z nią zagrożenia
elementy Nowego wspaniałego świata Huxley'a, metody genetyki behawioralnej, receptory NMDA i AMPA; inteligencja, przestępczość, seksualność i orientacja seksualna a genetyka - poglądy prawicy i lewicy, przykłady zwierząt transgenicznych o zwiększonych zdolnościach kognitywnych, fraternel birth order effect a homoseksualizm
Przykładowe pytania zaliczeniowe (odpowiedzi na końcu tekstu):
1. Z aminokwasów zbudowane są
a) kwasy nukleinowe b) białka c) cukry d) tłuszcze
2. Kodon jest to:
a) trójka nukleotydów w tRNA rozpoznająca komplementarną trójkę w mRNA.
b) trójka nukleotydów w mRNA oznaczająca jeden aminokwas.
c) pełen zapis informacji genetycznej zawarty w mRNA.
d) jakakolwiek trójka nukleotydów
3. Rybosomy zbudowane są z:
a) DNA, białek, lipidów b) RNA, białek c) RNA, DNA, białek d) wszystkie odpowiedzi prawdziwe
4. Sekwencja nukleotydów w DNA rozpoznawana przez polimerazę RNA podczas inicjacji transkrypcji nosi nazwę:
a) regulatora b) operatora c) cistronu d) promotora e) protektora
5. DNA nie różni się od RNA:
a) rodzajem cukru b) rodzajem reszt kwasu fosforanowego
c) składem zasad azotowych d) liczbą łańcuchów (nici)
6. Jaka będzie kolejność zasad azotowych w cząsteczce mRNA syntetyzowanej na matrycy DNA o sekwencji CGGATACTA:
a) GCCTATGAT b) CGGATACTA c) GCCUAUGAU d) CGGTATCAT
7. Kodon to:
a) cztery aminokwasy b) trzy aminokwasy c) cztery nukleotydy d) trzy nukleotydy
8. Część kodująca genu to:
a) promotor b) terminator c) ekson d) egzon e) intron
9. Kod genetyczny jest taki sam u człowieka, psa i pomidora. Dlatego mówimy, że kod genetyczny jest:
a) trójkowy b) czwórkowy c) zdegenerowany d) bezprzecinkowy e) uniwersalny
10. Antykodon występuje w:
a) genie b) białku c) mRNA d) tRNA e) rRNA
11. Beta-kartka to przykład
a) pierwszorzędowej struktury białka
b) drugorzędowej struktury białka
c) trzeciorzędowej struktury białka
d) czwartorzędowej struktury białka
e) wszystkie odpowiedzi prawidłowe
12. Enzymy restrykcyjne służą naukowcom do:
a) cięcia DNA b) cięcia RNA c) cięcia białek d) sklejania DNA e) sklejania RNA f) sklejania białek
13. Zmiany genetyczne wprowadzone w ziemniaku Amflora zapewniają tej roślinie:
a) odporność na suszę
b) odporność na szkodniki roślin
c) odporność na działanie pestycydów
d) odpowiedni skład skrobi
e) wytwarzanie prekursorów witaminy K
14. W warunkowaniu strachu bodźcem bezwarunkowym jest:
a) klatka treningowa
b) dźwięk
c) światło
d) bodziec bólowy
15. Receptor NMDA to kanał jonowy blokowany przez:
a) jon wapnia
b) jon magnezu
c) jon sodu
d) jon potasu
Odpowiedzi:
1b, 2b, 3b, 4d, 5b, 6c, 7d, 8c, 9e, 10d, 11b, 12a, 13d, 14d, 15b