План-конспект урока на тему Мутационная изменчивость

Тема "Мутационная изменчивость "

Цель: сформировать знания о мутации как генотипической форме наследственной изменчивости; о её типах; об их материальных основах, умения объяснить изменчивость на основе цитологических и генетических знаний; экология и окружающая среда как часть борьбы за здоровый образ жизни.

Задачи:

-обучающие (сформировать понятие мутации, мутагенных факторов, способствовать усвоению характеристики мутационной изменчивости, познакомить с типами мутаций, частотой их проявления, значении, научить решать задачи типа « Построение белковой цепи на измененной матрице»)

-развивающие (продолжить развитие сравнительно-аналитических умений, навыков самостоятельной работы с разными источниками информации)

-воспитательные (донести до учащихся актуальность проблемы возникновения мутаций в природе, необходимость их изучения как факторов, влияющих на развитие органического мира и, в частности, на генетическое благополучие человечества)

Тип урока: изучение нового материала

Формы работы учащихся: индивидуальная, фронтальная.

Приёмы: Работа с презентацией, учебником, схемами, таблицами, обобщение, сравнение, анализ.

Умения: графически оформлять информацию, выделять главное, высказываться.

Оборудование: мультимедийный проектор со слайдами по данной тематике, учебник «Общая биология» Д.К.Беляев, &34 Схемы, рисунки. Таблица "Мутация":

Структура и ход урока.

1. Организационный момент.

2.Проверка домашнего задания. (слайд 1)

• Что такое фенотип?

• Что такое генотип?

• Что такое изменчивость?

• Какая изменчивость называется модификационной?

• Что такое норма реакции?

• Что такое новообразование? Привести примеры.

3. Актуализация знаний

Представте, что мы с вами в Дрезденской картинной галерее. Перед нами фантастическое полотно нидерландского художника ХИЕРОНИМУСА БОСХА (слайд 2)

Но вглядитесь в изображение, кто это?

«…Есть бытие, но именем каким

его назвать? Ни сон оно, ни бденье;

Созданье ли болезненной мечты

Иль дерзкого ума соображенья…» (Е. А. Баратынский)

А вот генетик бы сказал - это мутации. Интересно будет, что скажете вы в конце занятия, рассмотрев тему «Мутационная изменчивость.» (записываем тему урока в тетрадь). (слайд 3)

Что является носителем информации? (хромосомы - гены). Роль - передача наследственных свойств.

Клетка - хромосома - ген - признак.

Ген - фермент - признак.

Способности человека тоже объясняет генетика - работа гена.

Иоган Себастьян Бах - композитор XVIII века, один из большой семьи, где 11 поколений обладали музыкальными способностями.

В Англии в графстве Шрюсбери известны наследственные случаи брахидактилии - короткопалости - 14 поколений подряд.

Династия дома Габсбургов обладали отвислой нижней челюстью - рот оставался открытым - этот признак передавался с 14 века - Император Карл XVI век Альфонс испанский XIX век.

Иногда это наследование нарушается, возникают новые признаки.

4.Определение целей и задач урока. (слайд 4)

5.Формирование новых знаний.

Учащиеся вспоминают схему прошлого урока о видах изменчивости, с краткими комментариями. (слайд 5)

Наследственная изменчивость - свойства организма приобретать новые признаки в процессе онтогенеза и передавать их потомству.

Наследственная изменчивость - основа разнообразия живых организмов и главное условие их способности к эволюционному развитию. Механизмы наследственной изменчивости разнообразны. К наследственной изменчивости относят такие изменения признаков организма, которые определяются генотипом и сохраняются в ряду поколений.

Основной вклад в наследственную изменчивость вносит генотипическая изменчивость; существует также и цитоплазматическая изменчивость. Генотипическая изменчивость в свою очередь слагается из мутационной и комбинативной изменчивости.

Комбинативная изменчивость - важнейший источник того бесконечного наследственного разнообразия, которое наблюдается у животных организмов. В основе комбинативной изменчивости лежит половое размножение живых организмов, вследствие которого возникает огромное разнообразие генотипов

Что такое мутации?

Мутации - случайно возникшие, стойкие изменения генотипа, затрагивающие целые хромосомы, их части и отдельные гены.

Термин дал в 1901 г. генетик Де Фриз. (слайд 6,7) В результате обобщения своих наблюдений в 1901 г. он создал мутационную теорию, основные положения которой не утратили своего значения и по сей день:

1. Мутации возникают внезапно, скачкообразно, без всяких переходов.

2. Мутации наследственны, т.е. стойко передаются из поколения в поколение.

3. Мутации не образуют непрерывных рядов, не группируются вокруг среднего типа, они проявляются качественными изменениями.

4. Мутации не направлены - мутировать может любой локус, вызывая изменения как незначительных, так и жизненно важных признаков в любом направлении.

5. Одни и те же мутации могут возникать повторно.

Мутации возникают случайным образом. Частота возникновения мутаций у различных организмов различна. Полезные генные - 1 раз на сотню тысяч случаев. 1:100 000 - не часто! У млекопитающих в организме примерно 100 000 генов, то каждая особь несет вновь мутацию

Мутации можно классифицировать:

по месту их возникновения - они делятся на генеративные и соматические. (слайд 8)

по влиянию на жизнеспособность особей-на полезные, вредные и нейтральные (слайд 9)

по типу аллельных взаимодействий - на доминантные и рецессивные (слайд 10).

Основными видами мутаций являются: геномные, хромосомные и генные мутации.

Геномные мутации

Это мутации, возникающие в результате ошибок при мейозе и митозе, и ведущие к изменению числа хромосом. К ним относятся полиплоидия и гетероплодия (слайды 11,12)

Хромосомные мутации

Это перестройки хромосомы. Многие из хромосомных мутаций доступны изучению под микроскопом. Пути изменения структуры хромосом разнообразны. Участок хромосомы может удвоиться или, наоборот, выпасть. Он может переместиться на другое место и т.д. Рассмотрим основные типы хромосомных мутаций. Хромосомные мутации приводят к изменению функционирования генов. Перестройки могут осуществляться как в пределах одной хромосомы - внутрихромосомные мутации, так и между негомологичными хромосомами - межхромосомные мутации. (слайд 13)

Внутрихромосомные мутации:

• делеция - утрата части хромосомы (слайд 14).

• дубликация - удвоение одного и того же участка хромосомы (слайд 15).

• инверсия - поворот участка хромосомы на 180^o (слайд 16).

Межхромосомные мутации:

Транслокация - обмен участками между негомологичными хромосомами (слайд17).

Генные,

Их называют точковые мутации - наиболее часто встречающийся класс мутационных изменений. Генные мутации связаны с изменением последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК. Существуют различные виды генных мутаций, связанных с выпадением, добавлением или перестановкой оснований в гене. Генные мутации, возникающие в гаметах, передаются всем клеткам потомков и влияют на дальнейшую судьбу популяций. (слайд 18-19)

Причины мутаций. (слайд 20)

1 . Нарушение процессов репликации ДНК, рекомбинации, деления (мейоз).

Точковые - изменение структуры ДНК (замена нуклеотида, выпадение его, изменение локуса).

2. Мутагенные факторы среды.

Что порождает мутацию? Физический мутаген (ионизирующее излучение - гамма лучи, ядерные частицы, ультрафиолетовое излучение - 20-е годы в России). Химический мутаген (иприт, формальдегид, пироксид водорода - усиливают мутации в 1000 раз). Биологические (вирусы, их действие, токсины, вакцины).

Свойства мутагенов: универсальны, не направлены, усиливают мутации в 100 раз в любых малых дозах.

Дети в Европейских странах наследовали конечности-ласты, или они совсем отсутствовали у новорожденных - на ранних стадиях беременности матери принимали лекарство талидомид.

Фенилкетонурия - отсутствие фермента, отвечающего за углеводный обмен 14 генов. Ген переводит фенилаланин в тирозин + трифосфоропиридипонуклеотид + О2 + фракции белка.. Меняется последовательность аминокислот в цепочке - бледность кожи, голубые глаза, умственная отсталость. Если больного посадить на диету - без фенилаланина - все в порядке.

В Брянской области пострадавший от Чернобыльской АЭС - количество уродств увеличилось в 6 раз.

Мировая статистика свидетельствует, что ежегодно в мире среди новорожденных детей 5% имеют наследственные дефекты. Широко распространены нарушения обмена веществ аминокислот (фенилкетонурия), серьезные дефекты нервной системы и психики (слабоумие, эпилепсия, шизофрения), физические уродства (глухота, немота, слепота), нарушение половой сферы - бесплодие.

Как оградить человечество от мутагенов?

• Забота об экологии планеты.

• Прекращение испытаний ядерного оружия в 3-х сферах.

• Оздоровление среды обитания человека

• Программа "Геном человека" - познавательное значение и польза для
  медицины.

Вывод ………………………

Значение мутаций (слайд 21)

1. Мутационные исследования широко используется в эволюционной биологии для изучения происхождения рас и народностей.

2. Геномные мутации хромосомные перестройки и генные мутации - причина многих наследственных заболеваний и врождённых уродств.

3. Мутации в одних условиях вредными или нейтральными, могут оказаться полезными в изменившихся условиях. Наибольшее значение для эволюции имеют генные мутации.

4. Мутации - прекрасный материал для процесса эволюции.

5. Мутации - создают материал для работы селекционеров.

6. Мутации, возникающие у людей - это источник несчастий, они приводят к гибели эмбрионов, появлению больного потомства и неизлечимых заболеваний.

6.Закрепление: пройденной темы.

Задание: Составить таблицу характеристики видов мутаций. (слайд 22).

Проверка задания (слайд 23).

Опрос по пройденной теме:

1. Мутации - это……………….?

2. Мутации - бывают…………..?

3. Мутации - возникают…….….?

4. Значение мутаций?

7.Рефлексия

Начали мы урок с Босха (демонстрация репродукций).

«Есть бытие, но именем каким его назвать?...»

Можно испытывать разные эмоции, разглядывая это полотно, но вот как почувствовал их норвежский поэт (из сборника «Мгновения света»):

Твой ад нам сегодня представляется раем,

он такой голубой и по ягнячьи белый,

даром, что в нем летают страшные птицы, а обнаженные люди

заключены в яичную скорлупу.

Твои смертные грехи сияют как семисвечники.

И даже сам Сатана наделен

искрометным юмором.

Харалд Свердруп

8.Домашнее задание: §31,задания на странице 122 (слайд 24)

Используемая литература:

1.Д.К.Беляев, П.М.Бородин. Общая биология. Учебникдля10-11 класса.2005 год. Просвящение.

2. Т.Л. Богданова, Е.А. Солодова. Биология. Справочник для старшеклассников и поступающих в вузы. 2006. AСTПресс.

3. Г.М. Муртазик. Задачи и упражнения по общей биологии. М. Просвещение. 1972.

4. Т.Л. Богданова. Биология. Задания и упражнения. Пособие для поступающих в ВУЗы. М.: Высшая школа. 1991.

5 К. Вилли, В. Детье. Биология. Биологические процессы и законы. Издательство Мир. 1975.

6 От молекул до человека. М. Просвещение. 1973. С.Г. Момонтов. Биология. Дрофа. 1997.

7. Т.А. Хван, П.А. Хван. Основы экологии. Ростов на Дону. Феникс. 2001.