Мутаційна мінливість



Скачати 123.44 Kb.
Дата конвертації04.05.2018
Розмір123.44 Kb.
ТипУрок

Урок № 1

Тема: Мутаційна мінливість

Мета: розглянути особливості мутаційної мінливості та її значення для живих організмів; розвивати логічне мислення й навички порівняльного аналізу; виховувати бережливе ставлення до природи.

Обладнання: портрет Хуго де Фріза, фото організмів з мутаціями, програмне забезпечення PowerPoint, презентація «Мутаційна мінливість».

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Хід уроку

І. Організаційний момент.

Мотивація навчальної діяльності.

Вивчаючи основи генетики, ви уже знаєте, що предметом генетичних досліджень є явища спадковості та мінливості. Давайте пригадаємо, що означають ці терміни. Спадковість – здатність живих організмів передавати свої ознаки і особливості індивідуального розвитку нащадкам. Мінливість – здатність живих організмів набувати нових ознак і їхніх станів у процесі індивідуального розвитку. Яка ж буває мінливість? Поясніть, яка мінливість називається неспадковою (модифікаційною), а яка – спадковою?

ІІ. Вивчення нової теми:



    1. Спадкова мінливість може бути комбінативною і мутаційною. (схема на дошці і в зошити)

Спадкова мінливість


Комбінативна Мутаційна
Комбінативна мінливість пов’язана із виникненням різних комбінацій алельних генів (рекомбінацій). Джерелами комбінативної мінливості є кон’югація гомологічних хромосом у профазі та їхнє незалежне розходження в анафазі першого поділу мейозу, а також випадкове поєднання алельних генів при злитті гамет.

Враховуючи те, що мейоз – це розвиток статевих клітин, як можна пояснити комбінативну мінливість у прокаріотів (мікроорганізмів)? (Можлива передача спадкової інформації від клітини до клітини за участю вірусів-бактеріофагів).

Що ж таке мутаційна мінливість, або мутації? (Початок демонстрації презентації, слайд 1,2 ), (додаток 2) Мутації – стійкі зміни генотипу, які виникають раптово і призводять до зміни тих чи інших спадкових ознак організму. (запис у зошит) Подальші дослідження показали, що здатність до мутацій є універсальною властивістю всіх живих істот.


    1. Основи вчення про мутації заклав голландський учений Хуго де Фріз (1845-1935), який і запропонував сам термін (слайд 3). Пригадайте, що вам уже відомо про цього вченого? (1900 р., незалежно один від одного встановили важливі закономірності успадковування ознак в потомстві гібридів німець Карл Корренс, австрієць Еріх Чермак та голландець Хуго де Фріз. Потім виявилося, що вони всього-навсього заново відкрили закони уже сформульовані в 1865 році Г.Менделем). Х. де Фріз пішов далі і сформулював положення мутаційної теорії.

    2. Коротка біографія вченого Х. де Фріза. (повідомлення учня), (додаток 3).

    3. Основні положення мутаційної теорії: (запис у зошит)

  • 1. Мутації виникають раптово.

  • 2. Мутаційні організми стійкі.

  • 3. Мутації бувають корисними і шкідливими.

  • 4. Одні й ті ж мутації можуть виникати повторно.

    1. Мутації можуть виникати в будь-яких клітинах організму і спричинювати різні зміни генетичного матеріалу і, відповідно, генотипу. (слайд 4), (схему занести до зошита).

До вашої уваги кілька класифікацій мутацій (слайд 5), ( схеми занести до зошита) , (додаток 4).

Геномні мутації. (слайд 6) Збільшення кількості хромосомних наборів призводить до поліплоїдії, що найчастіше спостерігається у рослин. Може виникати подвоєнням кількості хромосом, яке не супроводжується наступним поділом клітини, порушенням процесу мейозу або злиттям нестатевих клітин.

Це сприяє збільшенню розмірів організму, підвищує продуктивність.

Поліплоїдію використовують у селекції для створення нових високопродуктивних сортів м’якої пшениці, цукрового буряка, суниць садових.

Мутації, які супроводжуються зменшенням числа наборів хромосом, мають протилежні наслідк. Гаплоїдні форми, порівняно з диплоїдними, менші за розмірами; їхні продуктивність і плодючість знижені. У селекції такий тип мутацій використовують для отримання гомозиготних за всіма генами особин: спочатку виводять гаплоїдні форми, а згодом подвоюють число хромосом.



Хромосомні мутації (слайди 7, 8, 9, 10 ) значно впливають на фенотип організму. Поява третьої хромосоми в 21-й парі спричиняє хворобу Дауна.

Її проявами є порушення розумового розвитку, скорочення тривалості життя, плоске обличчя, косий розріз очей, м’язова гіпотонія, плоска потилиця, вкорочені всі пальці рук, короткі кінцівки, відкритий рот.



Синдром Патау. Інша назва – «заяча губа» чи «вовча паща». Трисомія 13-ї пари хромосом. Проявляєтся низькою вагою тіла при народженні, аномаліями ЦНС, розщепленням губ та піднебіння, пороками розвитку очей, короткою шиєю, вадами розвитку пальців, іноді вродженими вадами нирок, в 80% випадків вродженими вадами серця, затримкою розумового розвитку.

Синдром кошачого крику Виникає при частковій втраті короткого плеча п’ятої хромосоми. При цьому синдромі спостерігається: загальне відставання в розвитку,низька вага при народженні, м’язова гіпотонія, характерний плач дитини, який нагадує кошаче нявчання, причиною якого є зміна гортані або недоразвинута гортань, часто бувають аномалії внутрішніх органів.

Хромосомні мутації в статевих хромосомах людини. Відомі випадки, коли в статевих хромосомах (23-я пара) більше або менше на одну Х- чи У-хромосому.

ХО - синдром Тернера – жінка низького зросту, має крилоподібну складку шиї, недорозвинені молочні залози, 1 яєчник або два недорозвинені, слабкий інтелект.

ХХУ - синдром Клайнфельтера – жінкоподібний чоловік (розвиток молочних залоз по жіночому типу), недорозвинені гонади, слабкий інтелект.

ХХХ - жінка з порушеннями розвитку статевих залоз, легка ступінь олігофренії.

ХУУ – чоловік з підвищеною збудженістю та агресивністю, без розумової відсталості.

Також до хромосомних мутацій належать білокрів’я, стерильність гамет (поворот ділянки хромосоми на 1800, кількість генів при цьому не змінюється, а лише послідовність їх розташування), полідактилія ( багатопалість ), синдром Едварса (Нерозходження за 18-ю парою хромосом, завжди смертельне. Діти помирають через кілька місяців після народження. Вони народжуються з багатьма дефектами внутрішніх органів. У них маленькі очі, неправильно розташовані вуха, вроджені пороки серця, недорозвинені скелетні м’язи, відсутня шия, наявні дефекти пальців. Синдром Едвардса виявляється із частотою одна дитина на 6500 народжених.

Дівчатка із цим синдромом народжуються удвічі частіше, ніж хлопчики. Як і у випадку трисомії 21, трисомія 18 залежить від віку матері: чим старша мати, тим більша ймовірність нерозходження 18-ї пари хромосом.)

Генні мутації – це стійкі зміни окремих послідовностей нуклеотидів у молекулах нуклеїнових кислот. (слайди 11, 12) Цей тип мутацій найпоширеніший, може зачіпати будь-які ознаки організму і передаватися з покоління в покоління. Більшість генних мутацій рецесивні.

В основному призводять до хвороб: муковісцидоз, фенілкетонурія – порушений обмін речовин; серпоподібна анемія – хвороба крові (форма еритроцитів нагадує серп).

У плодової мушки дрозофіли приблизно 5% гамет несуть різні мутації.

Генні мутації можуть не призводити до хвороби, а проявляються нові ознаки. Наприклад, альбінізм – відсутність пігменту волосся, райдужної оболонки, білі брови, шкіра рожева. Таким людям не можна знаходитися на сонці через відсутність в шкірі захисного пігмента. Трапляються альбіноси й серед тварин.

ІІІ. Закріплення. Дати відповіді на запитання:


    1. Які бувають типи мінливості?

    2. Що таке мутаційна мінливість?

    3. Що таке мутації?

    4. Хто і коли сформулював мутаційну теорію?

    5. Основні положення мутаційної теорії.

  1. Які бувають мутації:

  • за місцем утворення;

  • за характером впливу на життєдіяльність;

  • за характером змін генетичного апарату?

  1. Навести приклади різних видів мутацій.

ІV. Підведення підсумків.

Мутації виникають раптово та випадково – будь-який ген може мутувати в будь-який момент. Частота виникнення мутацій в різних організмах різна, але, очевидно, пов ’язана з тривалістю життєвого циклу: у особин з коротким життєвим циклом вона вища. Врахувати всі можливі мутації важко, оскільки вони в більшості рецесивні.

V. Виставлення оцінок.

VІ. Домашнє завдання: §11 підручника «Біологія» П.Г.Балан, Ю.Г.Вервес.

Урок №2

Тема: Мутагени. Лабораторна робота №3 «Спостереження нормальних та мутантних форм дрозофіл, їхнє порівняння».



Мета: дати поняття про мутагени; ознайомити учнів з видами мутагенів, загальними властивостями мутацій та їх практичним значенням в природі та житті людини.

Обладнання: портрет Хуго де Фріза, С.М. Гершензона, малюнки нормальної та мутантної форм дрозофіл, фото організмів з мутаціями, програмне забезпечення PowerPoint, презентація «Мутаційна мінливість».

Тип уроку: комбінований.

Хід уроку

І. Організаційний момент.

ІІ. Актуалізація опорних знань:



  1. Біологічний диктант:

  1. Які бувають типи мінливості?

  2. Що таке мутаційна мінливість? (слайд 1), (додаток 2)

  3. Що таке мутації? (слайд 2)

  4. Хто і коли сформулював мутаційну теорію?

  5. Основні положення мутаційної теорії.(слайд 3).

  1. Робота біля дошки: зобразити схемами класифікації мутацій:

  • за місцем утворення; (слайд 4)

  • за характером впливу на життєдіяльність;

  • за характером змін генетичного апарату. (слайд 5)

  1. Навести приклади різних видів мутацій (вписати в схеми назви синдромів, дати їм короткі характеристики) (слайди 6-12) Можна використати слайди 1-6 на попередньому уроці при поясненні, а на цьому – для самоперевірки учнів.

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності:

Які ж причини мутацій? Причини мутацій залишалися нез’ясованими до 1927 року, коли Г.Д. Меллер встановив, що їх можна викликати штучно. Фактори, які здатні спричиняти мутації, називають мутагенами. Отже, тема уроку: Мутагени. (запис в зошит теми уроку та терміну Мутагени).



IV. Вивчення нової теми:

  1. Класифікація мутагенів. (слайд 13). Учні зображують схему в зошити.

(Додаток 5)

  1. В результаті робіт американського дослідника Г.Дж. Меллера було встановлено, що частоту мутацій можна підвищити, порівняно з природним рівнем, діючи на організми рентгенівськими променями. Потім виявилося, що такий же ефект досягається з допомогою ультрафіолетових та гамма-променів. Частинки високої енергії (альфа- та бета-частинки, нейтрони та космічне випромінювання) також мутагенні, тобто здатні викликати мутації. Проходячи через живу речовину, промені вибивають електрони із зовнішньої оболонки атомів або молекул, унаслідок чого ті стають позитивно зарядженими. А вибиті електрони спричинюють неконтрольовані хімічні перетворення різних сполук живих організмів.

Отже, Фізичні мутагени: іонізуюче випромінювання: УФ-промені, гамма-промені, ядерні частки, а також підвищена температура. (слайд 14). Ось що можуть викликати радіонукліди: цезій-137, стронцій-90, йод-131.

  1. Бурхливий розвиток науки та техніки призвів до появи багато чисельних хімічних сполук, які відрізняються високою мутагенністю, котрі потрапляють в організм людини та тварин через воду, повітря, продукти харчування. Багато пестицидів та нітратів, які використовуються в якості мінеральних добрив, являють собою більшу мутагенну небезпеку, ніж радіація. Хімічні мутагени вивчалися українським інститутом генетики під керівництвом С.М. Гершензона (слайд 15).

  2. Коротка біографія вченого (повідомлення учня), (додаток 6).

  3. Виражений мутагенний ефект мають органічні розчинники – епоксиди та етиленаміди. Різноманітні хімічні сполуки з високою мутагенною активністю містяться у відпрацьованих газах автомобільних двигунів. Це свинець, оксиди азоту, вуглеводні, формальдегід та речовина, яку додають до бензину як антидетонатор триметилфосфін. Газ іприт, який використовують як хімічну зброю, підвищує частоту мутацій у піддослідних мишей в 90 разів.(слайд 16).

Багато речовин, які використовуються в харчовій промисловості, також мутагенні для людини (похідні саліцилової кислоти, ванілін, пропіленгліколь, нітрати калію та натрію). Встановлена мутагенна дія кофеїну та багатьох звичайних лікарських препаратів, особливо при застосуванні у великих дозах (сульфаніламіди, нітрофурани). Алкалоїд колхіцин руйнує веретено поділу, що призводить до подвоєння числа хромосомних наборів у клітині. Перед вами: Морфологічні зміни листків винограду після обробки бруньок колхіцином (зліва - після обробки, справа - контроль без обробки). Збільшення розмірів ягод у винограду сорту Талісман після обробки колхіцином (верхній ряд - після обробки, нижній ряд - контроль без обробки) (слайд 17). Хімічними мутагенами є наркотичні речовини, небезпечний вплив яких виявляється не лише в людини, що її вживає. Мутації можуть передаватися нащадкам і викликати різноманітні спадкові захворювання і вади.

Хімічні мутагени здатні спричиняти мутації всіх типів.



  1. Третя група мутагенів - біологічні мутагени: віруси та токсини, що виробляють деякі бактерії.(слайд 18) Вони можуть вводити певну кількість своєї інформації в генотип клітини-хазяїна. Вважають, що ці процеси відігравали важливу роль в еволюції прокаріотів, оскільки віруси переносять таким чином генетичну інформацію між клітинами різних видів. Перед вами електронограми вірусів. Як називаються віруси такого виду? Що ви про них знаєте? Вивільнення вірусної ДНК та утворення вірусної частинки, яка потім заражає інші клітини, може супроводжуватися захопленням частини ДНК хазяїна. У такий спосіб віруси здатні переносити генетичну інформацію між різними особинами одного або кількох видів. Цей процес має важливе значення в еволюції прокаріотів. Зверніть увагу на тюльпани, вражені вірусом різнобарвнопелюстковості. Як ви думаєте, як він впливає на квіти?

  2. Чи існують якісь біологічні антимутаційні механізми? Знайдіть відповідь на це запитання у підручнику (ст.74-75).

Очікувані відповіді: Існує антимутаційний механізм:

  • Кодування однієї амінокислоти кількома триплетами;

  • Багато генів повторюють один одного;

  • Мутаційні ділянки ДНК можуть видалятися ферментами (два розриви).

  1. Давайте зробимо висновки: Яке ж значення мають мутації?

Очікувані відповіді:

  • Основне джерело спадкової мінливості (можуть бути корисними);

  • Застосовуються в селекції;

  • Викликають вади, захворювання;

Генетичні методи боротьби зі шкідниками.

А тепер звіримо ваші висновки з висновками даної презентації (слайд 19.)

V. Закріплення. Виконання лабораторної роботи № 3.

Тема: Спостереження нормальних та мутантних форм дрозофіл.

Мета: порівняти фенотипи дрозофіл, виявити значення їх мутацій.

Обладнання: мал.67 ст.78 підручника Загальна біологія. М.Є. Кучеренко та ін.. – Київ: Генеза, 2004.

Хід роботи


  1. Розглянути нормальні та мутантні форми дрозофіл.

  2. Перечислити відмінні ознаки між формами дрозофіл.

  3. Сформулюйте висновки, давши відповідь на запитання: Які з даних мутацій, на вашу думку, шкідливі для дрозофіли, які нейтральні чи корисні?

VI. Підведення підсумків. Виставлення оцінок.

VII. Домашнє завдання: §17, вивчити термін мутагени та вміти складати схему класифікації мутагенів.



Використана література:


    1. Загальна біологія. Підручник для 11 кл. загальноосвітніх навчальних закладів. М.Є. Кучеренко, Ю.Г. Вервес, П.Г. Балан, М.В. Войціцький – Київ: Генеза, 2004.

    2. Ресурси мережі Інтернет.

    3. Общая биология. Учебное пособие для 10-11 классов. Дербенева А.Г., Шаламов Р.В. – Харьков: Мир детства, 1997.

    4. Біологія. Підручник для 11 кл. загальноосвітніх навчальних закладів: рівень стандарту, академічний рівень. П.Г.Балан, Ю.Г.Вервес. – Київ: Генеза, 2011.

    5. Де Фриз Х. Вибрані твори. М., 1932 .

    6. Вавилов М.І. Гуго де Фриз. -- Природа, 1936, № 1.

    7. http://bio.freehostia.com

    8. Впереди событий и в стороне от признания. Информационный вестник ВОГиС, №4, 1998.

    9. Вісник НАН України, 2006, № 4 «Творець нової еволюційної генетичної концепції у біології». З нагоди 100-річчя від дня народження академіка С. М. Гершензона.

    10. Воронцов Н.Н., Сухорукова Л.Н. Эволюция органического мира. Факультативный курс. Учебное пособие для 9-11 кл. Москва: «Просвещение», 1991.


Поділіться з Вашими друзьями:

Схожі:

Мутаційна мінливість iconПоняття про мінливість І спадковість. Модифікаційна мінливість
Основні поняття: спадковість, мінливість, модифікаційна мінливість, норма реакції


База даних захищена авторським правом ©biog.in.ua 2017
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка