Урок по биологии на тему Закономерности изменчивости (10-11 класс, колледжи и техникумы)

Тема урока: Закономерности изменчивости. Наследственная или генотипическая изменчивость.

Цель: Познакомить учащихся с понятием "изменчивость", дать характеристику генотипической изменчивости. Определить характер проявления мутаций. Причины, факторы, вызывающие мутации. Свойства и последствия мутации. Создать у учеников определенный уровень мотивации и ориентировочную основу действий с новым материалом.

Тип урока: комбинированный

Формы работы: фронтальная, эвристическая беседа, самостоятельная работа

1. Организационный момент (2 минуты).

2. Проверка домашнего задания (по вариантам проверка понятий по генетике, на написание работы отводится 7 минут)

1 вариант: ген, фенотип, изменчивость, доминантный признак, гетерозиготный организм, чистая линия

2 вариант: аллель, генотип, наследственность, рецессивный признак, гомозиготный организм, генетика

3. Актуализация знаний и изучение нового материала 30 минут.

Перечислите, основные свойства живого организма? (дыхание, питание, выделение, обмен в-в и энергии, ….. наследственность, изменчивость, эволюция …)

Что такое наследственность? (способность организма передавать признаки из поколения в поколение)

Что такое изменчивость? ( Способность живых организмов приобретать новые признаки и свойства)

Учитель:

Сегодня мы поговорим об изменчивости, выясним какие виды изменчивости есть, что представляют собой мутации, как они возникают и насколько они вредны или полезны.

Тема урока Закономерности изменчивости.

Вопрос группе. Картофель размножается вегетативно, в этом случае все потомки имеют одинаковый генотип. Значит ли это, что все растения, выросшие на поле и происходящие от одного клубня, будут одинаковыми? (обсуждение)

Конечно, многие растения существенно отличаются по высоте, кустистости, количеству и форме клубней и другими показателями. Причина этой очень широкой изменчивости состоит в разнообразном влиянии среды, которое испытывает каждый саженец картофеля.

Организмы со схожими генотипами, развивающиеся в разных условиях среды, имеют различные фенотипы.

Можно вспомнить результат опыта, проведенного над одуванчиком. Корень одуванчика разрезали пополам. Одну его половину высадили на равнине в условиях высокой влажности. Выросло растение с крупными листьями, длинными цветоносами. Другую половину посадили в горах. Выросло маленькое растение с мелкими растениями, с очень короткими цветоносами. А между тем наследственность у них одинаковая.

От условий окружающей среды может зависеть и окраска шерсти. У некоторых млекопитающих на окраску шерсти может влиять температура окружающей среды. Например, у кроликов горностаевой породы при обычных условиях бóльшая часть шерсти белая, а черная шерсть развивается лишь на ушах, лапах и хвосте. Если выбрить шерсть на спине, то при температуре выше нуля вырастет опять белая шерсть, но если понизить температуру (около 0°С) вместо белой шерсти вырастет чёрная шерсть.

Сегодня мы с вами заполняем таблицу

Изм Изменчивость

Сущн Сущность

Прим Примеры

1. Модификационная

2. Наследственная

А. Мутационная

Б. Комбинативная

Модификация - ненаследственное изменение фенотипа, возникающее под влиянием факторов внешней среды. Разнообразие фенотипов, возникающих у организмов под влиянием условий среды, называют модификационной изменчивостью. (Ч. Дарвин назвал эту изменчивость ненаследственной. Все рассмотренные примеры могут служить примерами модификационной изменчивости.

Модификационная изменчивость не связана с генотипом, поэтому не передается по наследству, но может повлиять на работу генов и активность ферментов. Например, при низкой температуре снижается активность некоторых ферментов - это приводит к изменению процесса обмена веществ и замедлению развития организма. Значит, под воздействием факторов окружающей среды меняются многие физиологические, биохимические и морфологические процессы. Это важное обобщение сделал немецкий биолог Август Вейсман(1834 - 1914).

Модификационная изменчивость встречается у всех организмов, независимо от способа размножения видовой принадлежности и разнообразия условий окружающей среды

Модификационная изменчивость носит групповой характер, то есть все особи одного вида, помещённые в одинаковые условия, приобретают сходные признаки. Например, если сосуд с эвгленами зелёными поместить в темноту, то все они утратят зелёную окраску, если же вновь поставить на свет - все опять станут зелёными

Наряду с модификациями существует другая форма изменчивости, меняющая генотип. Эту форму называют генотипической или наследственной, а отдельные изменения - мутациями. Наследственная изменчивость - основа разнообразия живых организмов и главное условие их способности к эволюционному развитию.

Термин "мутация" впервые ввел в науку голландский генетик Г. де-Фриз. Мутация - это наследственная изменчивость генотипа организма в результате случайного изменения генов.

Мутация характерна для всех живых организмов, она может быть полезной и вредной, даже может вызвать гибель организма. Поэтому зачастую она опасна для человека и животных. Мутация образуется двумя путями: внезапно в природных условиях и индукционно в результате воздействия мутагенных факторов. Мутации, возникающие под воздействиями внешних факторов, называют мутагенами. Встречается три вида мутагенов:

1. Физические (радиоактивные, у/ф лучи, лазерные лучи и др. ).

2. Химические (колхицин, никотиновая кислота, гербициды, пестициды, около 400 видов).

3. Биологические (некоторые продукты распада, образованные в процессе обмена веществ).

В зависимости от места возникновения мутации делятся на два типа: генеративная (в половых клетках) и соматическая (в клетках тела). Мутации половых клеток напрямую передаются потомству. Велико значение соматических мутаций в изучении причин возникновения раковых болезней. В зависимости от характера изменения генотипов мутации бывают: Генные, Хромосомные, Геномные, Цитоплазматические.

Открываем учебник на странице 119. (выписываем в таблицу виды мутационной изменчивости)

Генные (или точковые) мутации - наиболее часто встречающиеся мутации. Они представляют собой стойкие изменения отдельных генов и возникают в результате замены одного или нескольких азотистых оснований в структуре ДНК на другие, выпадения или добавления новых оснований, что ведет к нарушению порядка считывания информации. В итоге происходит изменение в синтезе белков, что в свою очередь обусловливает появление новых или измененных признаков.

Генные мутации вызывают изменение признака в разных направлениях, приводя к сильным или слабым изменениям морфологических, биохимических и физиологических свойств. У бактерий, например, генные мутации чаще всего затрагивают такие признаки, как форму и цвет колоний, темп их деления, способность сбраживать различные сахара, устойчивость к антибиотикам, сульфаниламидам и другим лекарственным препаратам, реакцию на температурные воздействия, восприимчивость к заражению бактериофагами, ряд биохимических признаков.

Хромосомные мутации связаны с изменением строения хромосом. Среди них выделяют: делеция (потеря участка хромосом), инверсия (поворот участка хромосомы на 180 градусов), транслокация (обмен участками негомологичных хромосом), дупликация (удвоение участка хромосомы), слияние (соединение вместе двух гомологичных хромосом). Примером хромосомных мутаций можно выделить множество, запишем синдром Дауна.

Геномные мутации связаны с изменением числа хромосом. Они являются самыми опасными для организма.

Одной из разновидностей генных мутаций является множественный аллелизм, при котором возникают не две формы одного гена (доминантная и рецессивная), а целая серия мутаций этого гена, вызывающая разные изменения контролируемого данным геном признака. Например, у дрозофилы известна серия из 12 аллелей, возникающих при мутации одного и того же гена, обусловливающего окраску глаз. Серией множественных аллелей представлены гены, определяющие "окраску шерсти у кроликов, различие групп крови у человека и др.

Комбинативная изменчивость- возникающая в результате перекомбинации наследственного материала в процессе мейоза и слияния гамет. В результате кроссинговера в профазу-1 мейоза, в анафазу-1 мейоза - в результате расхождения к полюсам гаплоидных наборов хромосом, в каждом из которых количество отцовских и материнских может быть различным и в анафазу-2, когда расходятся хроматиды, отличающиеся в результате кроссинговера. И при слиянии уникальных гамет образуются уникальные сочетания аллелей генов в каждом генотипе, которые попадают под контроль отбора.

4. Этап закрепления пройденного материала (6 минут)

Тест 1. Изменчивость, связанная с изменением генотипа:

1. Определенная.

2. Неопределенная.

3. Фенотипическая.

4. Модификационная.

**Тест 2. Перекомбинация генетического материала и образование уникального генотипа происходят:

1. Во время слияния гамет. 5. Телофазу 1.

2. Во время конъюгации. 6. В анафазу 2.

3. Во время кроссинговера. 7. В метафазу 2.

4. В анафазу 1. 8. В телофазу 2.

**Тест 3. Верные суждения:

1. Мутационная изменчивость приводит к изменению генотипа.

2. Изменения, появившиеся в результате соматических мутаций наследуются при половом размножении.

3. Мутационная изменчивость используется для создания новых сортов растений.

4. Комбинативная изменчивость используется для создания новых сортов растений.

**Тест 4. Основные типы наследственной изменчивости:

1. Мутационная изменчивость.

2. Определенная изменчивость.

3. Фенотипическая изменчивость.

4. Комбинативная изменчивость.

Тест 5. Геном:

1. Набор хромосом в гамете.

2. Набор хромосом в зиготе.

3. Хромосомный набор, характерный для вида.

4. Гены, находящиеся в одной хромосоме.

Тест 6. Генотип:

1. Набор хромосом в гамете.

2. Набор хромосом в зиготе.

3. Хромосомный набор, характерный для вида.

4. Гены, находящиеся в одной хромосоме.

**Тест 7. Верные суждения:

1. Большинство мутаций полезны.

2. Большинство мутаций нейтральны.

3. Большинство мутаций рецессивны.

Задание 1. Определите тип изменчивости

А. Б.Б.

В. Г.