Конспект уроку мутації види мутацій причини та наслідки мутацій
Обновлено: 04.07.2024
Сформировать представления о формах, уровнях и механизмах мутационной изменчивости, причинах возникновения мутаций, рассмотреть современное состояние среды обитания человека с точки зрения мутагенной загрязненности.
Развивающая:
Способствовать формированию УУД: личностных, познавательных, коммуникативных, метапредметных; продолжить формирование умений работать с разными видами информации и способами ее предъявления.
Воспитательная:
Развитие познавательного интереса при привлечении информации (и способов ее усвоения и применения) из разных областей наук.
Планируемые результаты:
Метапредметные:
познавательные: формулировать понятия; устанавливать причинно-следственные связи и делать выводы; смысловое чтение; составлять и применять схемы для решения учебных задач;
регулятивные: самостоятельно определять цели обучения, ставить задачи в учебной деятельности, контролировать свою деятельности для достижения результата;
коммуникативные: умение осознанно использовать речевые средства;
личностные: познавательный интерес к биологии, умение анализировать и оценивать целевые установки в своих действиях и поступках по отношению к своему здоровью, осознание важности получения знаний.
I.Орг. момент
Добрый день, я надеюсь, что вы готовы к продуктивной работе.
(учитель проверяет готовность учащихся к уроку)
Кто воздвигнет тебя к небесам?
Кто низвергнет тебя с высоты?
Где куются ключи к твоей горькой судьбе?
Чем расплатишься ты за проигранный бой?
II. Актуализация знаний
Какое свойство живых организмов мы начали изучать на прошлом уроке? (изменчивость)
Я предлагаю 2 учащимся выполнить индивидуальные задания (выдаются задания)
С классом организуется фронтальная работа
Какие виды изменчивости присущи живым организмам?
Что такое модификация?
Каковы основные характеристики модификационной изменчивости?
Что является пределом модификационной изменчивости?
Странный объект на речке растет,
Нижние листья вода изовьет,
Средний – на воду уложит как плот,
Верхний же – к небу стрелою скользнет.
Задание: Почему так удивительно данное растение? Какой вид изменчивости здесь проявляется? Что можно сообщить о наследовании ее? Каково ее биологическое значение?
(Это пример модификационной изменчивости, которая позволяет приспособиться к условиям среды. По наследству передается способность к модификации.)
2.Моделирование этапов возникновения модификации (исходный фенотип- факторы среды- изменившийся фенотип- неизменный генотип, изменившийся генотип ) этапы напечатаны на отдельных карточках
Проверим результаты выполнения индивидуальных заданий (проверяются результаты инд. работы)
III. Мотивация и целеполагание:
Мы продолжаем изучение такого свойства живых организмов, как изменчивость
Обратите внимание, на доске полностью не записана тема урока, как вы думаете, почему? (чтобы вы попытались ее сформулировать самостоятельно)
Вам в помощь я предлагаю подсказки:
Родила царица в ночь,
Не то сына, не то дочь.
Не мышонка, не лягушку,
А неведому зверушку.
Так написал А.С. Пушкин. А как бы вы написали ту же информацию, используя биологическую терминологию? ( родила ребенка с наследственными изменениями, мутанта)
2 подсказка: (демонстрируются картины И.Босха)
На несколько секунд перенесемся в Германию в знаменитую дрезденскую галерею и посмотрим на полотна Иеронима Босха. Вглядитесь в полотна, кто это?
«…Есть бытие, но именем каким
его назвать? Ни сон оно, ни бденье;
Созданье ли болезненной мечты
* А вот что бы сказал генетик, рассматривая эти картины, кто на них изображен? (мутации, мутанты)
* Теперь, я надеюсь, вы без затруднений сможете сформулировать тему урока …..
* Итак, тема урока: Закономерности изменчивости: мутационная изменчивость
*Зная тему урока, выскажите свое мнение о целях нашего занятия (уч-ся высказываются)
1.Что такое мутации
3. Причины мутаций
2.Распознавать различные виды мутаций
3.Объяснять роль мутаций
IV.Первичное усвоение нового материала
Мы осознали план нашей деятельности и приступаем к его реализации
*Что же такое мутация? Какие ассоциации, представления возникают у вас в связи с этим понятием? Попытайтесь сформулировать определение этого понятия
*Термин мутация ввел голландский генетик Гуго де Фриз в 1901г.
Мутация (от латинского mutation – изменение)- внезапное, естественное или вызванное искусственно наследуемые изменения генетического материала, приводящие к изменению тех или иных признаков организма (Биологический энциклопедический словарь)
А сейчас я предлагаю вам для осознания поработать с этим понятием, используя алгоритм Цицерона. (Что вы знаете о Цицероне? Древнеримский политик, оратор, философ)
Наследуемые изменения свойств и признаков организма
В генетическом материале (отд. Гены, хромосомы, набор хромосом)
Под влиянием естественных и искусственных факторов
Для наследования в ряду поколений
Поставляют материал для эволюции (Е.О.) и повышают генетическое разнообразие природных популяций
А сейчас конкурс аналитиков: Используя определение из словаря, алгоритм Цицерона, попробуйте сконструировать свое определение мутации (более краткое, но емкое) (дается подсказка- клише)
Мутации- …какие…..изменения…чего……. обусловленные изменениями……чего….
Мутации- внезапные изменения (чего?) фенотипа, обусловленные изменением (чего?) генотипа
Существует большое разнообразие мутаций и видов их классификации
Виды мутаций по значению:
Виды мутаций по месту возникновения
По характеру возникновения
Наибольшее значение имеет классификация мутаций по объему затронутого изменениями наследственного материала
Виды мутации по характеру затронутого наследственного материала
(см. учебник стр. 143-145 )
Вам необходимо в процессе самостоятельной работы, выявить отличительные признаки этих видов мутаций. Работать вы будете по вариантам и в парах. Каждый вариант получает свое задание, а в паре его нужно будет обсудить.
1 вариант- генные мутации
2 вариант- хромосомные мутации
3 вариант- геномные мутации
Задание для вариантов:
1.Сформулировать определение мутации, используя текст учебника
2.Объяснить сущность мутации
3.Привести примеры мутаций
(организуется работа учащихся по вариантам)
Что такое генные мутации? (Генные мутации – мутации, связанные с изменениями структуры ДНК
В чем сущность генных мутаций? (Выпадение, вставка, замена нуклеотидов)
Что такое хромосомные мутации? (Это мутации, связанные с изменениями в структуре хромосом)
В чем сущность хромосомных мутаций? (Сущность хромосомных мутаций: утрата концевой части хромосомы, утрата середины хромосомы (делеция), удвоение участка хромосомы (дупликация), разрыв, поворот на 180 и встраивание участка (инверсия), участок хромосомы прикрепляется к др. негомологичной хромосоме (транслокация))
Что такое геномные мутации? (Геномные мутации – это мутации, связанные с изменением количества хромосом)
В чем сущность геномной мутации – полиплоидии? (Полиплоидия- кратное увеличение числа хромосом ( нарушается расхождение к полюсам клетки при митозе) анеуплоидия- некратное изменение числа хромосом (нарушение расхождения хромосом и хроматид при митозе и мейозе)
Мутационная изменчивость имеет общие характеристики (стр. 147 учебника, прочтите текст и воспроизведите их)
Каково значение мутаций в процессе эволюции? (просмотр в/сюжета)
Итак, вы успешно разобрались с характеристиками мутаций. И, наверное, у многих из вас возникли вопросы….. Может кто-то озвучит свой вопрос?
Почему возникают мутации?
Что вызывает мутации?
Каковы причины мутаций?
А как бы вы ответили на возникшие вопросы? (уч-ся высказываются)
Физические: различные излучения, рентгеновские лучи, перепады температур
Химические: иприт, формальдегид, пероксид, колхицин, азотистая кислота
Из сказанного ясно, что в повседневной жизни нас окружает огромное количество факторов, обладающих мутагенной активностью. Это излучение от бытовых приборов, это в-ва бытовой химии. Это пищевые продукты, содержащие Е-добавки и консерванты. Это лекарственные препараты и многое другое…
Как вы считаете, а алкоголь, никотин, наркотические в-ва обладают мутагенной активностью? Безусловно, посмотрите на примеры детей, рожденных у алкоголиков, наркоманов (презентация )
Огромное мутагенное воздействие оказывает и радиоактивное излучение. Наглядный пример этого последствия взрыва на Чернобыльской АЭС
V.Закрепление знаний (осознание и осмысление)
Я надеюсь, что вы осознанно восприняли блок новой учебной информации и предлагаю вам выполнить несколько заданий
*Перед вами обобщающая таблица, в которой заполнен только 1-я колонка, вам необходимо заполнить 2-ю колонку
5.что подвергается изменению на уровне генотипа
Гены, хромосомы, набор хромосом
О каком виде изменчивости идет речь в отрывке из романа? Возможно ли исправление подобных ошибок в природе? Почему? (это мутации. Исправление ошибок невозможно, т.к. затронут генотип)
2. Наверное, вам приходилось видеть людей, страдающих Синдромом Дауна. Это заболевание вызвано наличием лишней хромосомы в 21-ой паре. Какой вид мутаций является причиной синдрома? Почему это заболевание неизлечимо? (геномная мутация, анеуплоидия. Она происходит при гаметогенезе, когда нарушается расхождение хромосом. Лечение невозможно, т.к. каждая клетка больного содержит лишнюю хромосому)
Раздался голос старого горшка:
“Они кричат – кривы мои бока.
Они кричат, что я – смешной урод”.
Что ж, дрогнула Горшечника рука?
Каждое пятилетие в мире издаётся каталог наследственных заболеваний человека и каждый раз этот список увеличивается.
Задание: Соотнесите смысл слов Омара Хайяма и данные о наследственных заболеваниях людей. В чем причины происходящего? (возросшее количество мутагенов: излучения, химические мутагены: яды, бытовая химия, лек препараты, мутагенной активностью обладают алкоголь, никотин, наркотические вещества)
1)Изменение последовательности нуклеотидов ДНК
2)Деление мутантной клетки
3)Радиоактивное воздействие на организм
4)Образование клона мутантной клетки
6. Составьте вопросы по теме урока, используя слова:
(уч-ся зачитывают свои синквейны)
Я хочу вернутся к эпиграфу нашего урока
Кто воздвигнет тебя к небесам?
Кто низвергнет тебя с высоты?
Где куются ключи к твоей горькой судьбе?
Чем расплатишься ты за проигранный бой?
Как вы считаете, ваша учебная деятельность сегодня на уроке:
*воздвигла тебя к небесам (подняла еще на одну ступеньку на лестнице знаний)
*низвергла тебя с высоты? ( не была успешной, материал не понят)
Индивидуальные задания
Прочитайте стихотворение, рассмотрите рисунок и выполните задание
Странный объект на речке растет,
Нижние листья вода изовьет,
Средний – на воду уложит как плот,
Верхний же – к небу стрелою скользнет.
Задание: Как называется изображенное растение? Почему так удивительно данное растение? Какой вид изменчивости здесь проявляется? Что можно сообщить о наследовании ее? Каково ее биологическое значение?
Из предложенного набора карточек на доске смоделируйте этапы возникновения модификации (в наборе карточек есть лишняя)
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.
Виды мутаций.
Задачи урока:
— систематизировать и углубить знания мутациях;
— сформировать понятие о видах мутаций, причинах их проявления,
— раскрыть сущность мутационной изменчивости.
Планируемые результаты обучения
— называть и характеризовать виды мутаций по их воздействию на организм;
— знать примеры взаимосвязей между воздействием мутагенов и возможностью возникновения мутаций.
Метапредметные
Познавательные : — использовать приемы мыслительной деятельности для обработки информации и структурирования ее в логическую схему;
— выявлять причинно-следственные связи (между воздействием мутагенов и возможностью возникновения мутаций).
Коммуникативные : — использовать речевые средства для изложения информации, аргументации своей точки зрения.
Регулятивные : — организовывать учебное сотрудничество с преподавателем и сверстниками. Личностные: формирование целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития биологии; осознание важности генетических знаний для сохранения здоровья человека; осознание ценности здоровья человека на основе знаний о мутагенах и возможных мутациях, связанных с их действием.
I. Актуализация и проверка знаний
Почему модификационная изменчивость не считается наследственной? Что такое норма реакции? Приведите примеры. Что лежит в основе комбинативной изменчивости? Что такое мутационная изменчивость? В чем основные различия между модификациями и мутациями? Какие виды мутаций вам известны? Какие факторы способны вызвать увеличение мутаций? Каково значение генетики для медицины и селекции?
II. Изучение нового материала (Лекция учителя с элементами беседы.)
Мутация (от латинского слова "mutatio" - изменение) - это стойкое изменение генотипа, которое произошло под влиянием внутренних или внешних факторов. Различают хромосомные, генные и геномные мутации.
Каковы причины мутаций? Неблагоприятные условия окружающей среды, условия, созданные экспериментально. Такие мутации называют индуцированными . Некоторые процессы, происходящие в живой клетке организма. Например: нарушение репарации ДНК, репликация ДНК, генетическая рекомбинация.
Мутагены - факторы, вызывающие мутации. Делятся на:
Физические - распад радиоактивный, излучение ионизирующее и ультрафиолетовое, слишком высокая температура или слишком низкая.
Химические - восстановители и окислители, алкалоиды, пестициды, растворители органические, некоторые медикаменты.
Биологические - некоторые вирусы, продукты метаболизма (обмена веществ), антигены различных микроорганизмов.
Основные свойства мутаций:
Передаются по наследству.
Вызываются разнообразными внутренними и внешними факторами.
Возникают скачкообразно и внезапно, иногда повторно.
Может мутировать любой ген.
Какие они бывают?
Геномные мутации - это изменения, которые характеризуются утратой или добавлением одной хромосомы (или нескольких) или же полного гаплоидного набора.
Различают два вида таких мутаций - полиплоидию и гетероплоидию .
Полиплоидия - это изменение количества хромосом, которое кратно гаплоидному набору. Крайне редко встречается у животных. У человека возможны два вида полиплоидии: триплоидия и тетраплоидия. Дети, рождённые с такими мутациями, живут обычно не более месяца, а чаще погибают в стадии эмбрионального развития.
Гетероплоидия (или анеуплоидия) - это изменение количества хромосом, которое некратно галоидному набору. В результате этой мутации на свет появляются особи с аномальным количеством хромосом - полисомики и моносомики. Около 20-30 процентов моносомиков погибают в первые дни внутриутробного развития. Среди родившихся встречаются особи с синдромом Шерешевского-Тернера ( это хромосомное нарушение, которое выражается в аномалиях физического развития, в половом инфантилизме и низкорослости. Причиной данного геномного заболевания является моносомия, то есть у больного человека имеется всего одна половая Х-хромосома. ) .
Геномные мутации в растительном и животном мире также разнообразны.
Хромосомные мутации - это такие изменения, которые возникают при перестройке структуры хромосом. При этом наблюдается перенос, потеря или удвоение части генетического материала нескольких хромосом или одной, а также изменение ориентации хромосомных сегментов в отдельно взятых хромосомах. В редких случаях возможна Робертсоновская транслокация, то есть объединение хромосом.
Генные мутации . В результате таких мутаций происходят вставки, делеции или замены нескольких или одного нуклеотидов, а также инверсия или дупликация разных частей гена. Эффекты мутаций генного типа разнообразны. Большая часть из них рецессивны, то есть никак не проявляются.
Также мутации делятся на соматические и генеративные .
Соматические мутации - это изменения в любых клетках организма, кроме гамет. Например, при мутации клетки растения, из которой впоследствии должна развиться почка, а затем и побег, все его клетки будут мутантными. Так, на кусте красной смородины может возникнуть ветка с чёрными или белыми ягодами.
Генеративные мутации - это изменения в первичных половых клетках или в гаметах, которые из них образовались. Их свойства передаются следующему поколению.
По характеру воздействия на живой организм мутации бывают:
Летальные - обладатели таких изменений погибают либо в стадии эмбрионального развития, либо через достаточно короткое время после рождения. Это практически все геномные мутации.
Полулетальные (например, гемофилия) - характеризуются резким ухудшением работы каких-либо систем в организме. В большинстве случаев полулетальные мутации тоже вскоре приводят к смерти.
Полезные мутации - это основа эволюции, они приводят к появлению признаков, нужных организму. Закрепляясь, эти признаки могут стать причиной образования нового подвида или вида.
III. Закрепление знаний
IV. Домашнее задание
Из урока ваши ученики узнают о явлении мутационной изменчивости. Познакомятся с разновидностями мутаций. Узнают причинах возникновения генных и хромосомных мутаций. А также о явлении полиплоидии. В данном уроке приводятся следующие понятия: генные мутации, хромосомные мутации, геномные мутации, делеция, дупликация, инверсия, транслокация.
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока "Виды мутаций"
Наследственная изменчивость проявляется в комбинативной и мутационной форме
Мутационная изменчивость – это возникновение изменений в наследственном материале. Отдельные изменения называют мутациями.
Мутации происходят под влиянием разнообразных факторов внешней и внутренней среды. Они появляются редко, но приводят к внезапным скачкообразным изменениям признаков, передающихся из поколения в поколение.
Существование наследственных изменений было известно Дарвину. Вся его теория эволюции вытекает из учения о естественном отборе наследственных изменений.
Однако во времена Дарвина ещё отсутствовали опытные данные о наследственности и законы наследования не были известны. Это не давало возможности строго различать разные формы изменчивости.
Понятие о мутациях было введено в науку голландским ботаником Гуго де Фризом в 1901 г., описавшим самопроизвольные мутации у растений.
Наблюдая изменчивость ослинника, де Фриз пришёл к выводу, что вид может распадаться на различные виды. Это явление де Фриз назвал мутациями, считая, что биологические виды время от времени находятся в фазе мутирования.
У растения ослинник он наблюдал появление резких, скачкообразных отклонений от типичной формы, причём эти отклонения оказались наследственными.
Из наблюдений де Фриз пришёл к убеждению, что новые виды не возникают путём постепенного накопления непрерывных случайных изменений, как считали дарвинисты, а путём резких изменений, превращающих один вид в другой.
Дальнейшие исследования на различных объектах – растениях, животных, микроорганизмах – показали, что явление мутационной изменчивости свойственно всем организмам.
Посмотрите: среди черных щенят, все предки которых были черными, ─ пёстрый. Это мутации.
Мутация – это форма изменчивости, меняющая наследственные задатки организма. Изменения, происходят под влиянием факторов внешней или внутренней среды.
Мутации всегда связаны с процессами, происходящими в наследственном аппарате клетки.
Мутации затрагивают разнообразные стороны строения и функции организма. Например, у дрозофилы известны мутационные изменения формы крыльев, окраски тела, формы глаз, их окраски (красные, белые, жёлтые), а также многих физиологических признаков (продолжительность жизни, плодовитость, стойкость к разным повреждающим воздействиям).
Наряду с резкими наследственными отклонениями гораздо чаще встречаются небольшие мутации, лишь немногим отличающиеся от исходных форм.
Тем не менее указанные де Фризом признаки мутаций, их скачкообразный характер и наследуемость – остаются в силе.
Многие возникающие мутации неблагоприятны для организма и даже могут вызвать его гибель. Большинство таких мутаций рецессивны.
В сочетании с аллельным доминантным геном они фенотипически не проявляются.
Но иногда происходят и доминантные мутации, снижающие жизнеспособность или даже вызывающие гибель организма.
Выделяют генные мутации, хромосомные и геномные.
Генные мутации ещё называют точечными, так как они затрагивают небольшие участки ДНК.
Генные мутации возникают при замене или выпадении нуклеотидов в пределах одного гена на другие нуклеотиды.
Перед делением клетки происходит удвоение молекулы ДНК. При помощи фермента ДНК-полимеразы по принципу комплементарности синтезируется новая комплементарная дочерняя цепь ДНК.
Под влиянием каких-либо факторов, например радиационного излучения, вместо комплементарных пар азотистых оснований гуанина и цитозина, аденина и тимина появятся неправильные сочетания А-Ц или Т-Г. Так могут возникнуть мутации, которые при делениях будут передаваться следующим поколениям клеток.
В результате деятельности такого гена будет синтезироваться белок с неправильной последовательностью аминокислот, что приведет к появлению у организма новых свойств.
Например, заболевание серповидноклеточная анемия – наследственное заболевание характеризуется изменением структуры белка гемоглобина, который находится в эритроцитах. Эритроциты приобретают форму серпа и уже не способны переносить кислород.
Следующий вид мутаций – хромосомные мутации.
Такие мутации затрагивают уже не отдельные гены, а целые хромосомы.
Хромосомные мутации возникают в результате: утраты концевой части хромосомы; делеции − потери участка хромосомы; дупликации – удвоения частей хромосомы; инверсии – поворота участка хромосомы на 180 градусов и транслокации – переноса участка хромосомы на негомологичную хромосому.
Рассмотрим перечисленные хромосомные мутации.
При утрате концевой части хромосомы происходит потеря тех генов, которые находились в этой части.
У человека такая мутация в 21 хромосоме, приводит к заболеванию белокровию (ещё его называют лейкоз или лейкемия). Это заболеваний кровеносной системы, которое сопровождается увеличением числа лейкоцитов. Оно вызывает повышенную кровоточивость, кровоизлияния, снижение иммунитета и инфекционные осложнения.
Делеция − потеря участка хромосомы (ДНК) вследствие случайного разрыва хромосомы или неравного кроссинговера.
В таком случае может потеряться часть генов, которые содержали важную информацию. При недостатке участка хромосомы, происходят нарушения при кроссинговере.
Дупликация − удвоение частей хромосомы. При этом часть генов будет встречаться в хромосоме два раза.
У дрозофилы в одной из хромосом нашли восьмикратно повторяющийся ген, который привёл к изменению числа фасеток глаз мухи. У нормальных самок глаз имеет 800 фасеток, а у гомозигот по мутации— всего 70 фасеток.
При инверсии хромосома разрывается в двух местах.
Например, в участке хромосомы содержатся гены АБВГДЕЖЗ. Между Б В и Д Е произошёл разрыв, и фрагмент ВГД перевернулся на 180 градусов и встроился обратно в этот разрыв. В результате хромосома будет иметь совсем другую структуру – АБ ДГВ ЕЖЗ.
Инверсии в хромосомах человека приводят к нарушению гаметогенеза. Вы помните, что гаметогенез — это процесс образования половых клеток.
При транслокации участок хромосомы прикрепляется к другой хромосоме, негомологичной ей.
Ещё один вид мутаций – геномный.
Геномные мутации — это мутации, обусловленные изменением числа хромосом.
В этом случае в генотипе или отсутствует какая-либо хромосома, или, напротив, присутствует лишняя.
Моносомия – это отсутствие одной гомологичной хромосомы в генотипе.
Трисомия – присутствие лишней хромосомы.
Полиплоидия – это кратное увеличение числа наборов хромосом.
При трисомии во время образования гамет в мейозе хромосомы какой-либо пары расходятся и обе попадают в одну гамету, а в другой гамете на одну хромосому будет меньше.
Например, при нерасхождении хромосом у женщин могут образовываться яйцеклетки, содержащие две 21-е хромосомы. Если такая яйцеклетка будет оплодотворена, то на свет появится ребёнок с синдромом Дауна, у которого вместо 46 положенных хромосом будет 47.
У организмов при полиплоидии (многократном повторении числа хромосом), соматические клетки содержат триплоидный набор хромосом (Зn), тетраплоидный (4n), гексаплоидный (6n) и другие наборы.
Полиплоидия наступает в результате нарушений расхождения хромосом в митозе или в мейозе. Она встречается у бактерий и растений, но очень редко – у животных.
Многие виды культурных растений – полиплоиды. Так, полиплоидны три четверти всех культивируемых человеком злаков.
Явление полиплоидии широко используют на практике в работе по созданию высокопродуктивных сортов растений.
Если гаплоидный набор дикой пшеницы равен 7, то основной сорт, разводимый в наших условиях – имеет по 42 хромосомы, т. е. равен 6 n.
Полиплоиды у растений по сравнению с диплоидами часто характеризуются более мощным ростом, большим размером и массой семян и плодов и т. п.
В лабораториях получают хромосомные мутации путём химического воздействие на растение. Благодаря растительному яду колхицину – получают полиплоидные растения.
Добавим его в чашку Петри. А поверх положим фильтровальную бумагу, на которой пророщены зерна гречихи.
Колхицин вызывает различные изменения в хромосомах, нарушается процесс деления клетки. Он разрушает веретено деления. В результате чего гомологичные хромосомы при делении клетки не расходятся. При этом получаются гаметы, содержащие по 2n хромосом. Помним, что гаметы содержат гаплоидный набор хромосом. При слиянии диплоидных гамет в зиготе окажется 4n хромосом.
Семена высадили, кисти полиплоидной гречихи, по сравнению с обычной, имеют больше цветков, из которых сформируется больше плодов.
Селекционеры выводят ценные сорта полиплоидных мутантов. Новый сорт сахарной свёклы крупнее и сахара в нем больше.
Получение искусственных мутантных форм важно не только в сельском хозяйстве, но и в медицине.
Облучение и химия дали полезных мутантов пеницилла. Он является источником пенициллина, первого в истории антибиотика.
В этих чашках растут колонии бактерий. Мутантная форма пеницилиума более энергично истребляет микробов. Лекарство что было когда-то на вес золота, − теперь стало доступно всем.
Урок биологии в 10 классе
Тема урока: Причины возникновения мутаций. Искусственный мутагенез
образовательные:
углубить и конкретизировать знания о мутационном процессе;
сформировать представление о мутагенных факторах среды обитания, свойствах мутагенов и механизмах защиты от мутаций, значении мутаций в природе и жизни человека;
познакомить учащихся с практическим использованием мутагенов для экспериментального получения мутаций.
воспитательные:
воспитание общей культуры учебной деятельности (умения слушать, работать в парах, воспитание культуры речи);
развивающие:
формирование навыков логического мышления;
Средства обучения:
презентация по теме урока;
рабочие карты урока;
Базовые понятия и термины:
мутагены, мутагенез, комутагены, антимутагены
урок изучения и усвоения нового материала
Организационный момент
Приветствие, регистрация отсутствующих, создание оптимальной рабочей обстановки урока.
Повторение и актуализация знаний
Фронтально (на магнитной доске вывешиваются термины для повторения).
Какую тему мы изучаем?
Что такое наследственность?
Что такое изменчивость?
Что такое генотип?
Что такое фенотип?
Что такое мутации?
Кто является создателем мутационной теории?
Сформулируйте мутационную теорию.
Какие мутации называются генными?
Какие мутации называются хромосомными?
Какие мутации называются геномными?
Деятельность учащихся – дают определения терминов.
Изучение нового материала
Сегодня мы продолжаем разговор о мутациях. Послушайте стихотворные строки(слайд 1)
И что же видит. За столом
Сидят чудовища кругом:
Один в рогах с собачьей мордой,
Другой с петушьей головой,
Здесь ведьма с козьей бородой,
Тут остров чопорный и гордый,
Там карла с хвостиком, а вот
Полужуравль и полукот.
Деятельность учащихся – вспоминают, отвечают на вопрос.
Как можно назвать героев этих строк? (учащиеся отвечают: - Мутанты)
Возможно ли в природе возникновение таких мутантов, и будут ли они сохранены естественным отбором?
(учащиеся: - Организмы с такими изменениями могут появиться в природе, но выбраковываются естественным отбором, т.к. являются нежизнеспособными в современной среде обитания)
Какие причины приводят к появлению мутаций? (учащиеся пытаются ответить на вопрос)
На этот вопрос мы должны ответить сегодня на уроке.
Тема урока (слайд 2). Запишите в рабочую карту дату, фамилию, тему урока.
Цель урока (слайд 3): в конце урока вы должны
ЗНАТЬ – понятия мутагены и мутагенез, группы мутагенов, свойства мутагенов, факторы защиты клеток от мутаций, значение искусственного мутагенеза в селекционной работе, значение мутаций в природе и жизни человека;
УМЕТЬ – пользоваться биологической терминологией, называть группы мутагенов и характеризовать их свойства, пояснять эволюционное значение мутаций.
Причинами мутаций являются действия факторов, называемых мутагенными (слайд 4)
Мутагены – факторы, вызывающие мутации.
Мутагенез - процесс появления мутаций.
Деятельность учащихся – заполняют рабочую карту.
Характеристику мутагенов дают экспертные группы учащихся (каждая группа – пара учащихся).
Примерные сокращённые выступление учащихся.
1 мини-группа: В настоящее время хорошо изучены факторы среды, оказывающие наиболее мощное мутагенное действие. Выделяют три основные группы мутагенов: физические, химические и биологические. Мы охарактеризуем физические мутагенные факторы.
Ультрафиолетовое излучение проникает через покровные ткани на несколько микрометров и вызывает соматические мутации. Наблюдается старение кожи, развитие злокачественных опухолей. Температурный фактор вызывает мутации при сильных своих воздействиях: сильное охлаждение может вызвать мутации в лёгких.
2 мини-группа: химические мутагены очень разнообразны по составу и механизму действий. К ним относятся ядохимикаты и химическое оружие, средства бытовой химии и некоторые лекарственные препараты, пищевые добавки и красители. Список можно продолжить. Они разным образом взаимодействуют с ДНК, вызывая её повреждения. Некоторые повреждают клеточные органеллы, например, клеточный центр, нарушая ход деления клетки (внутриклеточный яд колхицинтранспозонами.). Вызывают генные и геномные мутации.
Деятельность учащихся: слушают выступления экспертных групп, изучают информацию на слайдах, записывают информацию в таблицу.
Если вы внимательно слушали, то обратили внимание, что есть факторы, вызывающие мутации, усиливающие мутации и ослабляющие действие мутагенов. Под таблицей в контрольно-обучающей карте записаны термины - комутагены и антимутагены. Попытайтесь по смыслу дать им определения.
Деятельность учащихся: во время беседы формулируются определения терминов, записываются в карту.
Комутагены – усиливают действие мутагенов (СО, никотин, некоторые смолы сигаретного дыма, нефтепродукты, вещества в карамели, некоторые пищевые добавки).
Антимутагены – нейтрализуют действие мутагенов (витамины, I2-содержащие препараты, пектиновые вещества, антиоксиданты).
Следующий вопрос – Какими свойствами обладают мутагены?
4 мини-группа (слайд 5): Все мутагены, независимо от их природы, обладают следующими свойствами:
Универсальность – одни и те же мутагены вызывают мутации у всех живых организмов.
Ненаправленность – один и тот же мутаген, воздействующий на родственные организмы, вызывает у них разные мутации.
Отсутствие нижнего порога – слабый мутаген может вызвать более сильные мутации, чем сильный и наоборот.
Несмотря на огромное количество мутагенов, мутации случаются не часто: 10 -6 – 10 -7 – частота мутации одной аллели генов в экологически чистой среде. При повышенном фоне мутагенов частота мутаций увеличивается до 10 -4 – 10 -5 .
Кажется, что вероятность их ничтожно мала, но из-за огромного количества генов в организме 10% генов взрослого организма мутантны. С возрастом мутации накапливаются.
В процессе эволюции клетки живых организмов выработали механизмы защиты от мутаций.
5 мини-группа: Эти механизмы являются свойствами генетического кода (слайд 6).
При репликации ДНК образуются её точные копии.
Вырожденность кода? (Одна аминокислота кодируется несколькими триплетами нуклеотидов)
Экстракопирование важных генов – наиболее важные гены по несколько раз записаны в ДНК.
Парность хромосом – при повреждении одной хромосомы гены, аллельные поврежденным, продолжают работать.
Деятельность учащихся: заполнение контрольно-обучающей карты.
Из всего выше сказанного создаётся впечатление, что мутации – крайне нежелательные явления для организмов. Однако, искусственный мутагенез широко используется в селекционной работе. Зачем? Слово следующей экспертной группе.
6 мини- группа: открытие мутагенных факторов позволило использовать их в практике селекционной работы. Благодаря искусственному мутагенезу были созданы многие новые сорта растений, штаммы микроорганизмов (слайд 7).
Искусственный мутагенез — контролируемый человеком процесс возникновения мутаций путём воздействия радиационного излучения и химических веществ, успешно применяемый в селекции растений и микроорганизмов.
Благодаря этому методу созданы новые сорта картофеля, томатов, кукурузы, хлопчатника, пшеницы, устойчивых к неблагоприятным погодным условиям и с высокой урожайностью. Большинство современных сельскохозяйственных сортов растений полиплоидны благодаря использованию колхицина.
Успешно этот метод применяется в селекции микроорганизмов. Современные штаммы гриба пеницилла в 1000 раз продуктивнее своих природных предков.
Деятельность учащихся: заполнение контрольно-обучающей карты.
Каково значение мутации? (слайд 8)
В природе – мутации, находящиеся в гетерозиготном состоянии являются резервом наследственной изменчивости, материалом для естественного отбора.
Для человека – материал для искусственного отбора, могут вызвать тяжёлые заболевания, иногда – с летальным исходом.
Подведение итогов
Какую тему изучали?
Что нового узнали?
Каково практическое значение полученных знаний?
Что оказалось непонятно, мы сейчас узнаем. Далее работаем с контрольно-обобщающими картами: выполните задания тестов (отмечайте правильные ответы кружочками).
По окончанию работы:
Консультанты – проверьте результаты, запишите ошибки.
Работа над ошибками.
Закрепление изученного материала
Работа с тестами в контрольно-обучающей карте.
Задание на дом: (слайд 9)
Изучить §40, повт. §37; 38. Учебник Биология. 10-11 классы: учеб. Для общеобразоват. Организаций: углубл. Уровень: в 2 ч., ч. 1 /[П.М.Бородин, Л.В.Высоцкая, Г.М.Дымшиц и др.]; под ред. В.К. Шумного и Г.М.Дымшица. – М.: Просвещение 2014.
Приложение 1
Контрольно-обучающая карта ученика(цы) __________________________________________
Тема: Причины мутаций. Искусственный мутагенез
Мутагены -_______________________________________________________________
Мутагенез -_____________________________________________________________________
Читайте также: