Молекулярная теория гена план урока
Обновлено: 04.07.2024
Урок с видеоматериалами разработан согласно требованиям ФГОС, подготовка к ЕГЭ. Оригинально организованный материал с учётом конкретных задач урока, с выделением опорных знаний, прикладных аспектов и проблемных моментов даёт возможность учителю использовать также данную методику для работы с любыми учебниками.
Тип урока - комбинированный
Методы: частично-поисковый, проблемного изложения, объяснительно-иллюстративный.
- формирование у учащихся целостной системы знаний о живой природе, ее системной организации и эволюции;
-умения давать аргументированную оценку новой информации по биологическим вопросам;
-воспитание гражданской ответственности, самостоятельности, инициативности
Образовательные: о биологических системах (клетка, организм, вид, экосистема); истории развития современных представлений о живой природе; выдающихся открытиях в биологической науке; роли биологической науки в формировании современной естественнонаучной картины мира; методах научного познания;
Развитие творческих способностей в процессе изучения выдающихся достижений биологии, вошедших в общечеловеческую культуру; сложных и противоречивых путей развития современных научных взглядов, идей, теорий, концепций, различных гипотез (о сущности и происхождении жизни, человека) в ходе работы с различными источниками информации;
Воспитание убежденности в возможности познания живой природы, необходимости бережного отношения к природной среде, собственному здоровью; уважения к мнению оппонента при обсуждении биологических проблем
ТРЕБОВАНИЯ К РЕЗУЛЬТАТАМ ОБУЧЕНИЯ- УУД
Личностные результаты обучения биологии:
1. воспитание российской гражданской идентичности: патриотизма, любви и уважения к Отечеству, чувства гордости за свою Родину; осознание своей этнической принадлежности; усвоение гуманистических и традиционных ценностей многонационального российского общества; воспитание чувства ответственности и долга перед Родиной;
2. формирование ответственного отношения к учению, готовности и способности обучающихся к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и познанию, осознанному выбору и построению дальнейшей индивидуальной траектории образования на базе ориентировки в мире профессий и профессиональных предпочтений, с учётом устойчивых познавательных интересов;
Метапредметные результаты обучения биологии:
1. умение самостоятельно определять цели своего обучения, ставить и формулировать для себя новые задачи в учёбе и познавательной деятельности, развивать мотивы и интересы своей познавательной деятельности;
2. овладение составляющими исследовательской и проектной деятельности, включая умения видеть проблему, ставить вопросы, выдвигать гипотезы;
3. умение работать с разными источниками биологической информации: находить биологическую информацию в различных источниках (тексте учебника, научно популярной литературе, биологических словарях и справочниках), анализировать и
Познавательные: выделение существенных признаков биологических объектов и процессов; приведение доказательств (аргументация) родства человека с млекопитающими животными; взаимосвязи человека и окружающей среды; зависимости здоровья человека от состояния окружающей среды; необходимости защиты окружающей среды; овладение методами биологической науки: наблюдение и описание биологических объектов и процессов; постановка биологических экспериментов и объяснение их результатов.
Регулятивные: умение самостоятельно планировать пути достижения целей, в том числе альтернативные, осознанно выбирать наиболее эффективные способы решения учебных и познавательных задач; умение организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность с учителем и сверстниками; работать индивидуально и в группе: находить общее решение и разрешать конфликты на основе согласования позиций и учёта интересов; формирование и развитие компетентности в области использования информационно-коммуникационных технологий (далее ИКТ-компетенции).
Коммуникативные: формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками, понимание особенностей гендерной социализации в подростковом возрасте, общественно полезной, учебно-исследовательской, творческой и других видов деятельности.
Технологии: Здоровьесбережения, проблемного, развивающего обучения, групповой деятельности
Приемы: анализ, синтез, умозаключение, перевод информации с одного вида в другой, обобщение.
Задачи генетики на современном этапе:
исследование качественных и количественных характеристик наследственного материала;
анализ структуры и функционирования генотипа;
расшифровка тонкой структуры гена и методов регуляции генной активности;
создание нового поколения лекарственных препаратов по типу ДНК-вакцин;
конструирование с помощью средств генной и клеточной инженерии организмов с новыми свойствами, которые могли бы производить необходимые человеку лекарственные препараты и продукты питания;
полная расшифровка генома человека.
Основные положения
ГЕНЕТИКА, ЕЁ ЗАДАЧИ. НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ И ИЗМЕНЧИВОСТЬ. ОСНОВНЫЕ ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ПОНЯТИЯ
Генетика — это наука, изучающая закономерности наследственности и изменчивости и методы управления ими.
Наследственность — это способность организмов передавать свои признаки и свойства в ряду поколений.
Изменчивость — свойство организмов приобретать новые признаки в течение жизни.
Признаки — любые морфологические, физиологические, биохимические и иные особенности организмов, по которым одни из них отличаются от других.
Качественные (альтернативные) признаки.
Свойства — любые функциональные особенности организма, в основе которых лежит определённый структурный признак или группа элементарных признаков.
Основные генетические понятия
Ген — это участок молекулы ДНК или хромосомы, несущий информацию об определённом признаке или свойстве организма.
Геном — совокупность генов, характерная для гаплоидного набора хромосом.
Аллельные гены — это пара генов, определяющих развитие альтернативных (контрастных) признаков организма; расположены в одних и тех же участках гомологичных хромосом; каждый ген этой пары называется аллелью.
Доминантный признак — признак, проявляющийся у гибридов первого поколения; обозначается заглавной буквой (А).
Рецессивный признак — признак, не проявляющийся у гибридов первого поколения; обозначается прописной буквой (а).
Генотип — совокупность всех генов организма.
Фенотип — совокупность признаков организма, обусловленных взаимодействием генотипа с условиями внешней среды.
Гомозигота — клетка или организм, несущие одинаковые аллели одного гена (АА или аа).
Гетерозигота — клетка или организм, несущие разные аллели одного гена (Аа).
Чистая линия — гомозиготный организм.
Моногибридное скрещивание — скрещивание, при котором скрещиваемые организмы отличаются по одной паре альтернативных признаков.
Дигибридное скрещивание — скрещивание, при котором скрещиваемые организмы отличаются по двум парам альтернативных признаков.
Символы, используемые при решении генетических задач
Р (от лат. рагеп1ез — родители) — родительские орга-
низмы;
9 (алхимический знак Венеры — зеркало с ручкой) —
материнская особь;
$ (алхимический знак Марса — щит и копьё) — отцов-
ская особь;
х — знак скрещивания;
Гь Г2; Гз и т- Д- — гибриды первого, второго, третьего
и последующих поколений;
Га — потомство от анализирующего скрещивания
Грегор Мендель - основоположник генетики
Мендель был монахом и с огромным удовольствием проводил занятия по математике и физике в школе, находившейся неподалеку. Но ему не удалось пройти государственную аттестацию на должность учителя. Настоятель монастыря видел его тягу к знаниям и очень высокие способности интеллекта. Он послал его в Венский университет для получений высшего образования. Там Грегор Мендель проучился два года. Он посещал занятия по естественным наукам, математике. Это помогло ему в дальнейшем сформулировать законы наследования.
Сложные учебные годы
Грегор Мендель был вторым ребенком в семье крестьян, имеющих немецкие и славянские корни. В 1840 году мальчик окончил шесть классов обучения в гимназии, а уже на следующий год поступил в философский класс. Но в те годы финансовое состояние семьи ухудшилось, и 16-летний Мендель должен был самостоятельно заботиться о собственном пропитании. Это было очень трудно. Поэтому по окончании обучения в философских классах он стал послушником в монастыре. -
Кстати, имя, данное ему при рождении, – Иоганн. Уже в монастыре его стали именовать Грегором. Поступил он сюда не зря, так как получил покровительство, а также финансовую поддержку, дающую возможность продолжать обучение. В 1847-м его посвятили в сан священника. В этот период он обучался в теологической школе. Здесь имелась богатая библиотека, что оказывало положительное влияние на обучение. -
Монах и преподаватель
Грегор, который еще не знал, что он – будущий основоположник генетики, вел занятия в школе и после провала аттестации попал в университет. После его окончания Мендель вернулся в город Брюнн и продолжил преподавать природоведение и физику. Он вновь попытался пройти аттестацию на должность педагога, но вторая попытка тоже оказалась провальной.
Опыты с горохом
Почему Менделя считают основоположником генетики? С 1856 года он в монастырском саду начал проводить обширные и тщательно продуманные опыты, связанные со скрещиванием растений. На примере гороха он выявлял закономерности наследования различных признаков в потомстве гибридных растений. Спустя семь лет эксперименты были закончены. А еще через пару лет, в 1865 году, на заседаниях общества естествоиспытателей Брюнна он выступил с докладом о проделанной работе. Через год вышла его статья об опытах над растительными гибридами. Именно благодаря ей были заложены основы генетики как самостоятельной научной дисциплины. Благодаря этому, Мендель – основоположник генетики. Если раньше ученые не могли все собрать воедино и сформировать принципы, то Грегору это удалось. Им были созданы научные правила исследования и описания гибридов, а также их потомков. Была разработана и применена символьная система для обозначения признаков. Менделем были сформулированы два принципа, благодаря которым можно делать предсказания о наследовании.
Позднее признание
Несмотря на публикацию его статьи, работа имела только один положительный отзыв. Благосклонно отнесся к трудам Менделя немецкий ученый Негели, который тоже изучал гибридизацию. Но и у него были сомнения насчет того, что законы, которые выявлены лишь на горохе, могут иметь всеобщий характер. Он посоветовал, чтобы Мендель, основоположник генетики, повторил опыты и на других видах растений. Грегор с этим почтительно согласился.
Он попытался повторить опыты на ястребинке, но результаты были неудачными. И только спустя много лет стало понятно, почему так произошло. Дело было в том, что у этого растения семена образуются без полового размножения. Также были и другие исключения из тех принципов, которые вывел основоположник генетики. После публикации статей известных ботаников, которые подтвердили исследования Менделя, начиная с 1900 года, произошло признание его работ. По этой причине именно 1900 год считается годом рождения этой науки.
Все, что открыл Мендель, убеждало его в том, что законы, описанные им при помощи гороха, имеют всеобщий характер. Нужно было только убедить в этом других ученых. Но задача являлась такой же трудной, как и само научное открытие. А все потому, что знание фактов и их понимание – это совершенно разные вещи. Судьба открытия генетика, то есть 35-летняя задержка между самим открытием и его общественным признанием, – это совсем не парадокс. В науке это вполне нормально. Спустя век после Менделя, когда генетика уже расцветала, такая же участь постигла и открытия Мак-Клинток, которые не признавались 25 лет.
В 1868 году ученый, основоположник генетики Мендель, стал настоятелем в монастыре. Он почти полностью перестал заниматься наукой. В его архивах были найдены заметки по лингвистике, разведению пчел, а также метеорологии. На месте этого монастыря в настоящее время находится музей имени Грегора Менделя. Также в его честь назван специальный научный журнал.
Вопросы для обсуждения
Вопрос 1. Что такое наследственность; гены?
Наследственность - способность живых организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития из поколения в поколение. Признаком, как правило, называют любую особенность строения на всех уровнях организации, за исключением структуры молекулы ДНК. В генетике существует также понятие элементарный признак - последовательность аминокислот в одной полипептидной молекуле. Свойство можно определить как физиологическую особенность организма, в основе которой лежит один или несколько признаков. Например, признак - строение коры головного мозга человека; свойство - мышление.
Ген – участок молекулы ДНК, последовательность нуклеотидов которого несет информацию о структуре одного полипептида.
Вопрос 2. В результате какого процесса возникают аллельные гены?
Аллельными называются гены, расположенные в одних и тех же локусах гомологичных хромосом и ответственные за развитие одного и того же признака. Новые аллельные гены возникают в ходе мутаций.
В ходе мутационного процесса может возникнуть несколько аллельных генов, определяющих многообразие вариантов признака, - серия аллельных генов. Возникновение такой серии вследствие неоднократного мутирования одного гена называют множественным аллеломорфизмом (аллелизм.).
Множественный аллелизм - явление, характерное для популяции и вида, а не для отдельной особи, так как в генотипе одного организма может находиться не более двух разных вариантов одного аллеля.
Вопрос 4. Что называют изменчивостью?
Изменчивость - способность живых организмов приобретать новые признаки и свойства. Различают наследственную (генотипическую) изменчивость, при которой новые признаки возникают в результате изменений наследственного материала, и ненаследственную (фенотипическую). Фенотипические изменения происходят в результате непосредственного воздействия факторов среды на развитие признака, например возникновение загара (под действием ультрафиолетовых лучей).
Генотип - совокупность взаимодействующих генов организма.
Фенотип - совокупность всех признаков и свойств данного организма.
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ
Вопрос 1. Приведите примеры свойств человеческого организма и поясните, какие признаки или комплексы признаков на различных уровнях организации лежат в их основе.
К свойствам человеческого организма относят рост и развитие, наследственность и изменчивость, обмен веществ, способность к размножению.
Вопрос 2. Что даёт изучение признаков и свойств организма для формирования представлений о его генотипе?
Изучение признаков и свойств организма позволяет более подробно формировать представление и генотипе, так как любой ген имеет свое фенотипическое проявление, которое называется признаком.
ПРОБЛЕМНЫЕ ОБЛАСТИ
Вопрос 1. Каковы критерии выделения отдельных элементарных признаков?
Признаки выделяются по принципу антонимов (большой-маленький, белый- черный).
Вопрос 2. В чём принципиальные отличия признаков и свойств живых систем от характеристик объектов неживой природы?
Признаки и свойства живых систем закодированы в генах, объекты неживой природы генов не имеют.
Вопрос 3. С какой целью генетики используют качественную характеристику кариотипа?
Кариотип — совокупность признаков (число, размеры, форма и т.д.) полного набора хромосом, присущий клеткам данного биологического вида (видовой кариотип), данного организма (индивидуальный кариотип) или линии (клона) клеток. Кариотипом иногда также называют и визуальное представление полного хромосомного набора (кариограммы).
Внешний вид хромосом существенно меняется в течение клеточного цикла: в течение интерфазы хромосомы локализованы в ядре, как правило, деспирализованы и труднодоступны для наблюдения, поэтому для определения кариотипа используются клетки в одной из стадий их деления — метафазе митоза.
ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ
Вопрос 1. Какое значение для развития биологических наук имеет знание генетики?
Большое значение имеют теоретические исследования по проблемам инженерии в селекции растений, микроорганизмов и животных, разработке более эффективных методов и средств предупреждения болезней и лечения животных. Фундаментальные открытия в современной генетике реализуются в селекции растений, животных и микроорганизмов. Методы генетической инженерии широко применяются в биотехнологии. В животноводстве методы генетики используют:
1. При выведению линий и пород животных, устойчивость к болезням.
2. Для уточнения происхождения животных.
3. При цитогенетической аттестации производителей.
4. Для изучения влияния экологически вредных веществ на наследственный препарат животных.
Вопрос 2. Как на молекулярно-генетическом уровне осуществляются механизмы проявления признака?
Изучение процесса мейоза позволило установить связь между передачей наследственных свойств организмов и образованием половых клеток. Мейоз обеспечивает появление в гаметах разнообразной по качеству генетической информации. Это связано с особым поведением хромосом при мейозе, обнаруженном в результате скрещивания.
Закрепление полученных знаний
Выбрав правильный на ваш взгляд вариант ответа.
1. В какой стране родился Иоганн Мендель?
2. Отцом какой науки является Мендель?
3. Какой закон открыл Мендель?
Закон наследственности
Закон всемирного тяготения
4. На чем увековечили изображение Иоганна Менделя?
Денежная единица Австрии
Денежная Единица Венгрии
Почтовая марка Австрии
Почтовая марка Венгрии
5. На каком виде насекомых проводил испытания по скрещиванию Мендель?
6. На каком виде растений проводил испытания по скрещиванию Мендель?
7. В честь Иоганна Менделя Международный астрономический союз назвал:
Кратер на Луне
Впадину на Луне
8. В каком университете обучался Мендель естественной истории?
9. Кем был в жизни Иоганн Мендель?
10. Откуда появился интерес к биологии у молодого Менделя?
Работая лаборантом на кафедре микробиологии
Работая садовником
Крестьянское происхождение ученого
Кто если не Он? Грегор Мендель
Генетика. История генетики.
Как горох Менделя помог нам понять генетику
Книга для учителя Сивоглазов В.И., Сухова Т.С. Козлова Т. А. Биология: общие закономерности.
Биология 100 самых важных тем В.Ю. Джамеев 2016 г.
Биология в схемах, терминах, таблицах" М.В. Железняк, Г.Н. Дерипаско, Изд. "Феникс"
Методические рекомендации проведения урока в профильном классе.
Тип урока: эмпирическое индуктивное обобщение.
Форма урока: взаимообмен заданиями по методике Ривина – Баженова.
Знать:
формулы для расчёта длины гена, длины ДНК, числа аминокислот в белке, количества закодированных белков;
Уметь:
решать прямые и обратные задачи;
Владеть:
правилами оформления задач.
| Вложение | Размер |
|---|---|
| решение задач по теме "Молекулярные основы наследственности. биосинтез белка" | 88 КБ |
Предварительный просмотр:
МБОУ сош № 3 г. Рассказово
Раздел: Общая биология 10 класс
Учитель: Тихонова Е.Н.
Тип урока: эмпирическое индуктивное обобщение.
Форма урока: взаимообмен заданиями по методике Ривина – Баженова.
формулы для расчёта длины гена, длины ДНК, числа аминокислот в белке, количества закодированных белков;
решать прямые и обратные задачи;
правилами оформления задач.
- Карточки с заданиями по числу учащихся;
- Тестовые задания варианты 1, 2, 3, 4 по числу учащихся;
- Блок – предписание к уроку на каждый стол.
Дидактические условия проведения урока:
В результате изучения предыдущих тем, решения задач по химии у учащихся имеются знания о следующих процессах и понятиях:
- этапы транскрипции и трансляции;
- принципы составления пропорций;
- строение гена прокариот и эукариот.
- Муртазин Г.М. Задачи и упражнения по общей биологии. М.: Просвещение, 1981.
- Решение задач по генетике /под ред.С.И. Беляниной. Саратов, 1998.
- Сборник заданий для самостоятельной подготовки и контрольных работ по биологии. Российская Военно-медицинская Академия. С.П., 2002.
- Теремов А.В. Тестовые задания по общей биологии. М.: Творческий центр СФЕРА, 2000.
Блок – предписание по теме:
Решение задач по теме «Молекулярные основы
Учебный материал с указанием заданий
Рекомендации по выполнению заданий
формулы для расчёта длины гена, длины ДНК, числа аминокислот в белке, количества закодированных белков;
решать прямые и обратные задачи;
правилами оформления задач.
Внимательно прочтите цели урока.
- Подготовьте лист бумаги и укажите номер выданного вам задания.
Каждый правильный ответ оценивается в 1 балл.
Ответы возьмите у учителя.
I. Изучите алгоритм действия:
II. Выполните все 6 карточек; 7-я - дополнительная.
Внимательно прочтите алгоритм работы.
Работайте индивидуально, а затем в паре.
Если что-то не ясно, позовите учителя.
Каждая решённая задача оценивается в 1 балл, а задача 7-й карточки в 5 баллов.
Цель: проанализировать свою работу.
- Какие задачи вызвали у вас затруднение? Почему?
- Что способствовало и что мешало успешной работе?
Оцените свою работу, подсчитав количество баллов, которое вы набрали при выполнении заданий. Поставьте себе оценку за работу на уроке.
18 – 16 баллов – оценка 5;
15 – 12 баллов – оценка 4;
11 – 8 баллов – оценка 3;
Если оценка за урок 5 баллов, то задание вы не получаете;
если оценка 4 балла – повторите те разделы темы, которые вызвали вопросы;
если оценка 3 и менее, то, к сожалению, вы плохо знаете тему, поэтому повторите § и записи в тетради.
МРБ тема: «Молекулярные основы
Молекулярные основы наследственности
Решите задачу №1 и №2.
Действуйте по алгоритму МРБ.
Отработка понятия и механизма трансляции.
Вычисление длины гена, используя данные о молекулярной массе белка.
Участок иРНК имеет следующую последовательность нуклеотидов … ААГЦАГГУУУГГ… Напишите антикодоны тРНК, необходимые для трансляции с данного фрагмента иРНК. Сколько и какие аминокислоты закодированы в данном фрагменте иРНК?
Известна молекулярная масса белка – 3000. Определите длину соответствующего гена.
Примечание: молекулярная масса одной аминокислоты в среднем – 100, а одного нуклеотида – 345.
Молекулярные основы наследственности
Решите задачу №1 и №2.
Действуйте по алгоритму МРБ.
Построение схемы тРНК заданного типа.
Построение иРНК по данному участку ДНК.
Нарисуйте схему строения триптофановой тРНК. Обозначьте на схеме акцепторный стебель (место присоединения аминокислоты), его нуклеотидный состав. Напишите на схеме антикодон данной тРНК. Напишите кодон иРНК, комплементарный антикодону триптофановой тРНК. Какую функцию выполняет данная тРНК (ответьте на этот вопрос устно).
Укажите последовательность нуклеотидов участков молекулы информационной РНК, образовавшихся на участках гена, в которых нуклеотиды ДНК расположены следующим образом:
Молекулярные основы наследственности
Решите задачу №1 и №2.
Действуйте по алгоритму МРБ.
Анализ влияния изменения нуклеотидного состава ДНК на данную первичную структуру полипептида.
Определение количества белков закодированного в данной ДНК через осуществление логической цепочки: зная молекулярную массу ДНК, найдём общее число нуклеотидов;
зная число аминокислот в белке, вычислим число кодонов в гене.
Зная общее число нуклеотидов и число нуклеотидов в одном гене, найдём общее число генов и, следовательно, найдём число закодированных белков.
Под действием азотистой кислоты цитозин превращается в гуанин. Какое строение будет иметь участок синтезируемого белка, если должен был создаваться белок вируса табачной мозаики с последовательностью аминокислот:
… сер – гли – сер – иле – тре – про – сер …,
но все цитидиловые нуклеотиды соответствующего участка РНК вируса табачной мозаики подверглись указанному химическому превращению?
ДНК одного из вирусов имеет молекулярную массу 9600000 Да. Сколько белков закодировано в ДНК этого вируса, если типичный белок его состоит в среднем из 400 мономеров, а средняя молекулярная масса одного нуклеотида ДНК – более 500 Да.
Современные данные молекулярной генетики 1) о структуре гена, 2) этапах реализации генетической информации, 3) регуляции активности генов, 4) особенностях генома про- и эукариот обобщает теория гена. Таким образом, в молекулярной генетике накоплен обширный фактический материал, разработаны свои собственные методы исследования и есть обобщающая теория, т.е. МГ может считаться самостоятельной наукой, а не разделом.
1. Один ген (наследственный фактор) определяет один признак. (Мендель)
2. Один ген – один фермент (Бидл и Тетум).
3. Один ген – один транскрипт.
4. В настоящее время – структурный ген – участок ДНК (или РНК у некоторых вирусов), определяющий последовательность аминокислот в белковой цепи или последовательность нуклеотидов в одной молекуле т-рнк, р-рнк или мя-рнк.
С одного гена могут транскрибироваться несколько молекул и-рнк, выполняющих сходные или различные функции. Это обеспечивается за счет альтернативного сплайсинга, разных рамок считывания и различных промоторов.
Ген делим. В нем выделяют цистрон (собственно ген, единица функции), мутон (единица мутации), рекон (единица рекомбинации). Ген состоит из нуклеотидов, объединенных в генетические единицы: кодоны, репликоны, опероны, различающиеся составом нуклеотидов и их функциями.
Закодированная в генах наследственная информация реализуется (экспрессируется) на основе матричного принципа через процессы репликации, транскрипции и трансляции.
Поток генетической информации осуществляется в направлении ДНК -> РНК белок;
белок не может служить матрицей для синтеза РНК и ДНК.
Геном прокариот в основном состоит из уникальных генов, имеющих непрерывную структуру (не содержит интронов).
В геноме эукариот преобладают некодирующие участки ДНК и межгенные промежутки. Гены составляют незначительную часть ДНК и имеют прерывистое – экзон-интронное строение. Многие последовательности ДНК представлены большим числом копий.
Теория гена вносит вклад в понимание молекулярных механизмов индивидуального развития и молекулярных основ эволюционного процесса. Положения данной теории – основа развития прикладных направлений биологической науки: селекции, медицинской генетики, генной инженерии.
Структурный ген – участок ДНК или РНК (у некоторых вирусов), определяющий последовательность аминокислот в белке, или одной молекулы т-РНК, р-РНК или мя-РНК.
С одного гена могут транскрибироваться несколько и-РНК, выполняющих сходные или различающиеся функции за счет альтернативного сплайсинга, различных рамок считывания и различных промоторов.
Современная теория гена
- Ген – участок ДНК, элементарная единица генетической информации (определение гена в разные этапы генетики: 1 ген – 1 признак (Мендель), 1 ген – 1 фермент (Бидл, Тетум), 1 ген – 1 транскрипт, 1 ген - ? (в настоящее время точного определения гена нет)).
- Ген делим. В нем выделяют участки: цистрон – единица функции, мутон – единица мутации, т.е. наименьший участок, изменение которого приводит к изменению признака; рекон – единица рекомбинации, т.е. наименьший участок, которыми идет обмен при кроссинговере.
- Ген стабилен, но возможны изменения – мутации. Эти изменения также стабильны, наследуются.
- Совокупность генов организма (клетки) состоит из нуклеотипа (наследственная информация в ядре) и плазмотипа (наследственная информация в цитоплазме: у эукариота – в митохондриях и пластидах, у прокариот – в плазмидах).
- В генотипе выделяют структурные (кодирующие белок) и регуляторные гены (регулируют работу структурных генов).
- Генотип будучи дискретным функционирует как единое целое (доказательство – взаимодействие аллельных и неаллельных генов).
- Генотип дискретен: гены снабжены регуляторными участками, которые определяют начало и окончание считывания генов.
- На функции генов оказывают влияние внутри- и внеклеточная среда. Между ядром и цитоплазмой два посредника: и-РНК (ядро → цитоплазма) и белки репрессоры (цитоплазма → ядро).
Гены структурно и функционально различаются. Они могут:
- могут быть организованы в опероны (прокариоты)
- контролировать одну или несколько ферментативных реакций, т.е. кодировать один или несколько белков
- содержать (эукариоты) или не содержать (прокариоты) интроны
- могут быть в линейной последовательности или перекрываться структурно
- существуют структурные гены, кодирующие белки, или РНК (т-РНК, р-РНК, мя-РНК).
- существуют области, которые нельзя строго назвать генами: регуляторные участки, включающие и выключающие гены
- есть мигрирующие элементы (МГЭ), перемещающиеся вдоль ДНК. Встраиваясь или выщепляясь в НК, МГЭ могут приводить к перестройкам генома
- есть псевдогены и повторяющиеся участки ДНК, которые ничего не кодируют и нужны только для собственного воспроизведения (эгоистическая, или паразитирующая, ДНК)
Теория гена еще не завершена и сейчас развитие ее идет особенно интенсивно благодаря:
Цель урока: изучить перспективы развития молекулярной генетики и генной инженерии, активизировать познавательную деятельность учащихся, сформировать умение самообразования.
Задачи урока:
Обобщающая: обобщить знания о методах молекулярной генетики и генной инженерии, современных достижениях данных наук;
Развивающая: развить коммуникабельность, умение аргументировано представить и защитить свою точку зрения;
Воспитательная: воспитывать уважение к позиции оппонента, умение находить компромиссы.
Основные понятия дискуссии
Молекулярная генетика – раздел генетики и молекулярной биологии , изучающий материальные основы процессов передачи, реализации и изменения генетической информации, а также способа её хранения.
Генная инженерия – область молекулярной генетики, основанная на использовании гибридных ДНК.
Трансгеноз, трансгенез — искусственный перенос чужеродных фрагментов ДНК (генов) в зародышевые клетки животных или в недифференцированные клетки растений с последующим получением из них нового организма (трансгенный организм) с заданными свойствами.
Трансгенный организм — генетически модифицированный организм, который содержит в своем геноме трансген (чужеродный фрагмент ДНК).
Генетически модифицированный организм (ГМО) — живой организм, генетическая составляющая которого при помощи методов генной инженерии была искусственно изменена.
Стволовые клетки — недифференцированные (незрелые) клетки , имеющиеся во всех многоклеточных организмах .
Клонированием называют биотехнологические методы, используемые для искусственного получения клонов организмов, клеток или молекул.
Группа генетически идентичных организмов или клеток — клон.
1. Прежде чем сказать, тщательно продумайте то, о чем будете говорить.
2. По возможности кратко и ясно изложите свою точку зрения.
4. Приводите точные, бесспорные факты.
5. Умейте выслушать другого, уважайте его позицию.
Урок-дискуссия на тему:
Перспективы развития, социально-этические проблемы
молекулярной генетики и генной инженерии
Удачкина Наталья Геннадиевна,
учитель биологии Долинненской ОШ
Цель урока: изучить перспективы развития молекулярной генетики и генной инженерии, активизировать познавательную деятельность учащихся, сформировать умение самообразования.
Задачи урока:
Обобщающая: обобщить знания о методах молекулярной генетики и генной инженерии, современных достижениях данных наук;
Развивающая: развить коммуникабельность, умение аргументировано представить и защитить свою точку зрения;
Воспитательная: воспитывать уважение к позиции оппонента, умение находить компромиссы.
Оборудование:
правила ведения дискуссии.
Примечание к уроку.
Препараты из трансгенных животных.
Каждая группа учащихся готовит несколько слайдов презентации по своей теме.
В ходе урока каждая группа представляет и защищает свое мнение, учащиеся других групп задают вопросы, предлагают свои аргументы против данной позиции, а учащиеся отвечающей группы предлагают контраргументы и т.д. Таким образом, на уроке учащимся представляется возможность дискутировать друг с другом, высказывать свою точку зрения, отстаивать ее, соглашаться или не соглашаться с аргументами противников.
Такие уроки способствуют развитию творческих способностей учащихся, умению работать в группе, умению коллективного и индивидуального обсуждения проблемы, способствуют развитию самостоятельности, способности вести научный спор, отстаивая свою точку зрения. Также такие уроки учат ребят уважительно относиться друг к другу, к точке зрения оппонента.
1. Актуализация знаний.
Ребята! Сегодня мы с вами проведем необычный урок – урок в форме дискуссии.
- объявление темы урока.
Прежде, чем мы начнем проводить нашу дискуссию, давайте определимся с основными понятиями темы.
- определение основных понятий темы: молекулярная биология, генная инженерия, трансгенез, трансгенный организм, ГМО, стволовые клетки, клонирование, клон.
2. Правила ведения дискуссии.
3. Вступительное слово учителя.
Бурное развитие науки и техники во многих странах мира когда-то позволило осуществить трансплантацию многих органов человека и манипуляции с его генотипом, что породило множество дискуссий среди философов, политиков, этиков, естествоиспытателей и юристов по поводу тех ограничений, которые должны существовать в области использования новых возможностей, открывающихся перед человечеством.
Давайте обзорно рассмотрим достижения современной молекулярной генетики и генной инженерии (презентация учителя).
Наряду с успехами генной инженерии, трансплантации органов, биотехнологии, возникали и трудности. Возникали как неизбежность и часто не имели однозначного решения. В одном ряду с этими трудностями находилась и проблема генной инженерии человека. Ее можно трактовать так:
1. Допустимо ли, с точки зрения моральных норм, хирургическое вмешательство в генотип человека?
2. Существуют ли, с точки зрения специалистов, какие-либо инструментальные, технологические пределы возможностей в этих направлениях?
3. Каких можно ожидать в этой связи социальных последствий, и может ли, в принципе, цивилизация развиваться далее без таких технологий?
4. Существуют ли здесь какие-то этические проблемы? Можно ли противостоять предполагаемым опасностям?
4. Дискуссия.
5. Подведение итогов дискуссии.
Выслушав обе стороны, можно сделать следующие выводы:
В современном мире получили развитие исследования в области получения организмов с заданными признаками, а также медицинское клонирование органов и тканей человека.
Отношение общества к достижениям молекулярной генетики и генной инженерии неоднозначное: существуют как сторонники, так и противники вмешательства в природу живых организмов, и, в частности, человека.
6. Заключительное слово учителя.
7. Выставление оценок.
Вред ГМО на организм человека
Здесь необходим специальный и высокоточный лабораторный анализ. А, полагаться на специальную маркировку на продуктах, о том, что они содержат ГМО, к сожалению, могут не все. Только в некоторых странах мира законодательством предусмотрена обязательная маркировка таких ГМО содержащих продуктов, это страны члены Евросоюза, Япония, Россия. Для остальных жителей нашей планеты остаётся незавидная участь – догадываться о том, чей ген был добавлен в генную картину продукта, который они употребляют в пищу и дают своим детям.
Первый и самый главный минус заключается в том, что без специального оборудования мы не можем узнать, чей ген был добавлен в продукт. Визуально очень сложно отличить ГМО продукты от обыкновенных продуктов..
Во-вторых настораживает тот факт, что до конца не изучена безвредность таких ГМО продуктов. И, хотя официальных данных о том, что они могут причинить вред организму человека – нет, но, нет и официальных подтверждений пользы для человеческого здоровья генно-модифицированных организмов.
Действие ГМО продуктов на человека — основные 8
- в состав ГМО продуктов входит транс ген (инородный ген другого организма), учёные утверждают, что поскольку в процессе пищеварения, он не может скреститься с человеческим геном, поэтому и угрозы от него никакой не существует. Однако, внизу такой гипотезы, мелким шрифтом идёт приписка о том, что такие транс гены могут стать причиной заболеваний желудочно-кишечного тракта, а также стать причиной серьёзных аллергических реакций
подготовила:
Наталья Геннадиевна
Достижения молекулярной биологии и генной инженерии
Читайте также: