Genetyka i biotechnologia

VI. Genetyka i biotechnologia.

1. Kwasy nukleinowe. Uczeń:

1. przedstawia budowę nukleotydów;
2. przedstawia strukturę podwójnej helisy i określa rolę wiązań wodorowych w jej utrzymaniu;
3. wykazuje rolę podwójnej helisy w replikacji DNA oraz określa polimerazę DNA jako enzym odpowiedzialny za replikację; uzasadnia znaczenie sposobu syntezy DNA (replikacji semikonserwatywnej) dla dziedziczenia informacji;
4. opisuje i porównuje strukturę i funkcję cząsteczek DNA i RNA;
5. przedstawia podstawowe rodzaje RNA występujące w komórce (mRNA, rRNA i tRNA) oraz określa ich rolę.

2. Cykl komórkowy. Uczeń:

1. przedstawia organizację DNA w genomie (helisa, nukleosom, chromatyda, chromosom);
2. opisuje cykl komórkowy, wymienia etap, w którym zachodzi replikacja DNA, uzasadnia konieczność podwojenia ilości DNA przed podziałem komórki;
3. opisuje budowę chromosomu (metafazowego), podaje podstawowe cechy kariotypu organizmu diploidalnego;
4. podaje różnicę między podziałem mitotycznym a mejotycznym i wyjaśnia biologiczne znaczenie obu typów podziału;
5. analizuje nowotwory jako efekt mutacji zaburzających regulację cyklu komórkowego.

3. Informacja genetyczna i jej ekspresja. Uczeń:

1. wyjaśnia sposób kodowania porządku aminokwasów w białku za pomocą kolejności nukleotydów w DNA, posługuje się tabelą kodu genetycznego;
2. przedstawia poszczególne etapy prowadzące od DNA do białka (transkrypcja, translacja), uwzględniając rolę poszczególnych typów RNA oraz rybosomów;
3. przedstawia proces potranskrypcyjnej obróbki RNA u organizmów eukariotycznych;
4. przedstawia potranslacyjne modyfikacje białek (fosforylacja, glikozylacja);
5. porównuje strukturę genomu prokariotycznego i eukariotycznego.

4. Regulacja działania genów. Uczeń:

1. przedstawia teorię operonu;
2. wyjaśnia, na czym polega kontrola negatywna i pozytywna w operonie;
3. przedstawia sposoby regulacji działania genów u organizmów eukariotycznych.

5. Genetyka mendlowska. Uczeń:

1. wyjaśnia i stosuje podstawowe pojęcia genetyki klasycznej (allel, allel dominujący, allel recesywny, locus, homozygota, heterozygota, genotyp, fenotyp);
2. przedstawia i stosuje prawa Mendla;
3. zapisuje i analizuje krzyżówki jednogenowe i dwugenowe (z dominacją zupełną i niezupełną oraz allelami wielokrotnymi, posługując się szachownicą Punnetta) oraz określa prawdopodobieństwo wystąpienia poszczególnych genotypów i fenotypów w pokoleniach potomnych;
4. opisuje sprzężenia genów (w tym sprzężenia z płcią) i przedstawia sposoby ich mapo wania na chromosomie;
5. przedstawia sposób dziedziczenia płci u człowieka, analizuje drzewa rodowe, w tym dotyczące występowania chorób genetycznych człowieka;
6. podaje przykłady cech (nieciągłych) dziedziczących się zgodnie z prawami Mendla.

6. Zmienność genetyczna. Uczeń:

1. określa źródła zmienności genetycznej (mutacje, rekombinacja);
2. przedstawia związek między rodzajem zmienności cechy (zmienność nieciągła lub ciągła) a sposobem determinacji genetycznej (jedno locus lub wiele genów);
3. przedstawia zjawisko plejotropii;
4. podaje przykłady zachodzenia rekombinacji genetycznej (mejoza);
5. rozróżnia mutacje genowe: punktowe, delecje i insercje i określa ich możliwe skutki;
6. definiuje mutacje chromosomowe i określa ich możliwe skutki.

7. Choroby genetyczne. Uczeń:

1. podaje przykłady chorób genetycznych człowieka wywołanych przez mutacjegenowe (mukowiscydoza, fenyloketonuria, hemofilia, ślepota na barwy, choroba Huntingtona);
2. podaje przykłady chorób genetycznych wywoływanych przez mutacje chromosomowe i określa te mutacje (zespoły Downa, Turnera i Klinefeltera).

8. Biotechnologia molekularna, inżynieria genetyczna i medycyna molekularna. Uczeń:

1. przedstawia najważniejsze typy enzymów stosowanych w inżynierii genetycznej (enzymy restrykcyjne, ligazy, polimerazy DNA);
2. przedstawia istotę procedur inżynierii genetycznej (izolacji i wprowadzania obcego genu do organizmu);
3. przedstawia zasadę metody PCR (łańcuchowej reakcji polimerazy) i jej zastosowanie;
4. przedstawia sposoby oraz cele otrzymywania transgenicznych bakterii, roślin i zwierząt;
5. przedstawia procedury i cele doświadczalnego klonowania organizmów, w tym ssaków;
6. przedstawia sposoby i cele otrzymywania komórek macierzystych;
7. przedstawia różnorodne zastosowania metod genetycznych, m.in. w kryminalistyce i sądownictwie, diagnostyce medycznej i badaniach ewolucyjnych;
8. dyskutuje problemy etyczne związane z rozwojem inżynierii genetycznej i biotechnologii, w tym przedstawia kontrowersje towarzyszące badaniom nad klonowa niem terapeutycznym człowieka i formułuje własną opinię na ten temat;
9. przedstawia perspektywy zastosowania terapii genowej;
10. przedstawia projekt poznania genomu ludzkiego i jego konsekwencje dla medycyny, zdrowia, ubezpieczeń zdrowotnych.