Урок № 13 Мутагени - Біологія 11 клас - Старша школа - Каталог статей - Учительська світлиця
Головна » Статті » Старша школа » Біологія 11 клас

Урок № 13 Мутагени

 Урок № 13

 

Мутагени

 

Мета уроку: ознайомити учнів із поняттям «мутагени», основними видами мутагенів; показати причини мутацій; навчити порівнювати між собою нормальні та мутантні організми; розвивати спостережливість і увагу учнів; формувати уміння порівнювати, узагальнювати та аналізувати інформацію; формувати усвідомлення значимості генотипу для життя будь-якого організму.

Очікувані результати: учні мають називати мутагенні фактори; учні мають застосовувати знання про мутагени для обґрунтування заходів захисту від впливу мутагенних факторів.

Обладнання: ___________________________________________________________

Тип уроку: комбінований.

 

  • 1.      Організаційний етап

1.1. Привітання.

1.2. Перевірка готовності класного приміщення до уроку.

1.3. Перевірка готовності учнів до уроку.

1.4. Перевірка присутності учнів: кількість за списком ____, кількість присутніх на уроці ___, відсутніх ___.

  • 2.      Перевірка домашнього завдання й актуалізація опорних знань учнів

2.1. Аналіз та виправлення типових помилок, яких припустилися учні під час виконання практичної роботи № 2.

2.2. «Пошта»

Для роботи використовують «поштові скриньки» (конверти) з відповідними написами (назва теми, термін або запитання). Конверти можуть бути умовними (наприклад, можна написати їхні назви на дошці).

Учасники (окремі учні, пари або групи) отримують однакову кількість «листів» (карток). Потім ці картки (з визначеннями або запитаннями) учні мають покласти до відповідної кишені (або за допомогою магніту закріпити на дошці під відповідним написом) за встановлений час і не помилитися адресою.

Скринька № 1 «Комбінативна мінливість»

Скринька № 2 «Мутаційна мінливість»

Твердження («листи»), що необхідно надіслати «поштою» до того чи іншого адресата:

1.   Однією з причин виникнення є кросинговер.

2.   Створює матеріал для природного добору.

3.   Виникає раптово.

4.   Пов’язана з явищем гетерозису.

5.   Одним із різновидів є поліплоїдія.

6.   Поява нових поєднань ознак унаслідок перекомбінації генів.

7.   У результаті цієї мінливості може виникати хвороба Дауна.

8.   Не призводить до значних змін генотипу, що потрібні для виникнення нових видів.

9.   Може виникати внаслідок незалежного розходження хромосом під час мейозу.

10. Може бути у формі делецій, дуплікацій, інверсій, транслокацій.

11. Ретельно вивчалась Гуго де Фрізом.

12. Однією з причин появи є випадкове сполучення хромосом під час запліднення.

13. Поява нових ознак організму внаслідок раптових змін структури спадкових одиниць.

14. Причина великої різноманітності живих організмів на планеті.

15. Може спричинювати нулісомію, моносомію, трисомію тощо.

Відповіді: № 1 — 1, 4, 6, 8, 9, 12, 14; № 2 — 2, 3, 5, 7, 10, 11, 13, 15.

  • 3.      Мотивація навчальної діяльності

Слово вчителя

Дарвін був першим, хто дійшов висновку про те, що органічне розмаїття є відповіддю живої матерії на розмаїття умов навколишнього середовища на нашій планеті. Адаптаційна здатність організмів до навколишніх умов є вражаючою.

— Як ви вважаєте, чи є розмаїття організмів способом пристосування до умов навколишнього середовища, що постійно змінюються?

— Наведіть приклади мінливості живих організмів, пов’язаної з умовами їхнього середовища існування.

  • 4.      Повідомлення теми, мети і завдань уроку

4.1. Повідомлення теми уроку.

4.2. Визначення мети і завдання уроку. (Можна записати їх на дошці або в зошитах.)

Мета уроку: ознайомитися з поняттям «мутагени».

Завдання уроку:

1.   Дізнатися: що таке мутагени та якими вони бувають; про причини виникнення мутацій.

2.   Навчитися порівнювати між собою нормальні та мутантні організми.

  • 5.      Засвоєння нового матеріалу

1.   Історія вивчення мутагенезу

Словникова робота

Вивчення нового матеріалу слід розпочати зі словникової роботи — введення нового терміна «мутагенез».

Мутагенез — процес виникнення або штучного одержання успадкованих змін
у геномах осіб, які виявляються через зміни у фенотипах.

Повідомлення учнів

Якщо під час доповідей трапляються нові терміни, учитель пояснює їхнє значення, дає визначення, а учні записують їх до словника.

Від 1907 до 1927 р. відбувається розвиток уявлень про мутації та їх частоту —
Г. Д. Мюллер створює метод кількісного аналізу, Т. Х. Морган пояснює механізм виникнення мутацій (він пов’язав із ними зміну в локусах). У 1921 р. формулюється ідея про збереження здатності генома до самовідтворення при зміні його властивостей — «коваріантна редуплікація».

 

  • Запитання до учнів:

— Пригадайте, що вам відомо про Томаса Моргана.

Від 1927 до 1941 р. вченими досліджується радіаційний мутагенез; створюється теорія мішені (М. В. Тимофєєв-Ресовський, Циммер); визначається мутагенна дія ультрафіолетового випромінювання; відбуваються дискусії про природу генних мутацій. Ще у 1934 р. М. Є. Лобашев зазначав, що хімічні мутагени характеризуються трьома якостями: високим прониканням; здатністю змінювати колоїдний стан хромосом; певною дією на стан гена або хромосоми. Пріоритет відкриття хімічних мутагенів належить радянським дослідни­кам. У 1933 р. В. В. Сахаров одержав мутації шляхом дії йоду, у 1934 р. М. Є. Лобашев — використовуючи амоніак.

У 1941–1953 роках відбувається відкриття хімічного мутагенезу; створюється концепція премутаційних (потенційних) пошкоджень; М. Є. Лобашев створює концепцію виникнення мутацій через нетотожну репарацію. У 1946 р. радянський генетик І. А. Рапопорт виявив сильну мутагенну дію формаліну й етиленіміну,
а англійська дослідниця Ш. Ауербах — іприту. Пізніше було відкрито багато інших хімічних мутагенів.

У 1953–1965 роках формулюється принцип будови і реплікації ДНК; розкривається хімічна природа нуклеїнових кислот; зроблено фото репарації; введено поняття «мутагеноспецифічність»; вивчається індукований мутагенез, біохімічна і молекулярна концепції природи мутагенезу.

 

  • Запитання до учнів:

— Пригадайте, що таке реплікація?

Від 1965 р. до середини 70-х років увага вчених зосереджується на клітині (замість ДНК); вивчається проблема потенційних ушкоджень і репарації; розглядається зв’язок мутацій із клітинним життям.

Із середини 70-х років минулого століття і до теперішніх часів: відкрито мобільні генетичні елементи (матеріальна основа нестабільності геному), визначена роль рекомбінації як джерела спадкових змін; визнано проблеми, пов’язані з мінливістю генома.

 

Довідка

Герман Джозеф Мюллер (1890–1967) — американський генетик, учень Томаса Моргана, лауреат Нобелівської премії з фізіології і медицини
(1946 р.). Найбільш відомий своїми роботами у сфері мутагенної дії рентгенівських променів і радикальними політичними поглядами.

Микола Володимирович Тимофєєв-Ресовський (1900–1981) — радянський біолог, генетик. Основні напрямки досліджень — радіаційна генетика, популяційна генетика, проблеми мікроеволюції.

Михайло Єфремович Лобашев (1907–1971) — радянський генетик та фізіолог, професор. Основні праці з фізіології процесів мутації та рекомбінації, генетики поведінки, фізіології вищої нервової діяльності та формування пристосувальних реакцій організму в онтогенезі тварин.

 

2.   Мутагени. Види мутагенів

Пошуковий метод (робота з підручником), словникова робота

 

  • Завдання учням:

знайти в тексті підручника відповіді на запитання:

— Що таке мутагени?

— Якими бувають мутагени за походженням?

— Якими бувають мутагени за природою?

 

Мутагени — фізичні й хімічні чинники, що спричинюють стійкі спадкові зміни — мутації. Мутагенна дія властива йонізуючому та ультрафіолетовому опроміненню, різним природним (наприклад колхіцин) та штучним (нітрозопохідні сечовини, азотиста кислота тощо) хімічним сполукам.

Мутагенез є наслідком пошкоджень у молекулах ДНК, пошкоджень хромосом або порушень процесів поділу клітин.

Тривалий час причини мутацій залишалися нез’ясованими. Вперше штучні мутації були одержані в 1925 р. Г. А. Надсеном та Г. С. Філіпповим у дріжджів дією радіоактивного випромінювання радію. У 1927 р. Герман Меллер одержав мутації
у мухи-дрозофіли дією рентгенівських променів. Здатність хімічних речовин спричинювати мутації (дією йоду на дрозофіл) відкрита в 1932 р. В. В. Сахаровим.
У мух, що розвинулися з цих личинок, частота мутацій виявилася в кілька разів вищою, ніж у контрольних особин.

Мутагени широко застосовуються в селекції для отримання нових штамів мікроорганізмів та сортів рослин, а також у генетичних експериментах. Якщо мутагени потрапляють до організму людини, то вони можуть спричинювати появу патологій, наприклад злоякісних пухлин. Саме через це в багатьох країнах усі хімічні сполуки перевіряють на наявність мутагенів. Також контролюється наявність мутагенів
у навколишньому середовищі.

Мутагени універсальні, тобто вони можуть спричинювати мутації у будь-якого біологічного виду. Дія мутагенних чинників неспрямована: один чинник, діючи
з однаковою силою на генетично ідентичні організми, може спричинити різні зміни,
і навпаки, різні мутагени можуть спричинити в різних видів однакові мутації.

 

Класифікація мутагенів

За походженням:

  • ендогенні (утворюються в процесі життєдіяльності організму);
  • екзогенні (усі інші фактори, у тому числі й умови навколишнього середовища).

За природою виникнення мутагени класифікують на фізичні, хімічні та біологічні.

 

Фізичні мутагени:

 

Хімічні мутагени:

До хімічних мутагенів умовно можна віднести і ряд вірусів (мутагенним чинником вірусів є їхні нуклеїнові кислоти — ДНК або РНК).

 

Біологічні мутагени:

Мутації по­діляють на спонтанні та індуковані. Спонтанними називають мутації, що виникають під впливом невідомих при­родних факторів, найчастіше як ре­зультат помилок при рекомбінації ДНК. Індуковані мутації спричиняються спрямованою дією чинників, що підвищують мутаційний про­цес.

 

Індукований мутагенез — це виникнення спадкових змін під впливом спрямованої дії факторів зовнішнього і внутрішнього середовищ.

 

Спонтанний мутагенезвиникнення мутацій без установлених причин.

Частота виникнення мутацій залежить від:

  • генотипу організму;
  • фази онтогенезу;
  • стадії онтогенезу;
  • стадії гаметогенезу;
  • мітотичного і мейотичного циклів хромосом;
  • хімічної будови окремих ділянок хромосом та ін.

 

  • Зверніть увагу учнів

Мутагенез має практичне значення в сучасній медицині, генетиці, селекції та інших галузях біології.

  • 6.      Узагальнення, систематизація і закріплення знань

Лабораторна робота № 2

Тема. Спостереження нормальних та мутантних форм дрозофіл, їх порівняння.*

Мета: навчитись порівнювати нормальні та мутантні організми на прикладі мухи-дрозофіли, з’ясувати причини мутацій.

Обладнання: мікроскопи, постійні мікропрепарати нормальних та мутантних форм дрозофіл.

Хід роботи

1.   Підготувати мікроскоп до роботи.

2.   Роздивитися при малому збільшенні препарати нормальних форм дрозофіл. Описати забарвлення комах, форму тіла, наявність і розміри крил, колір очей тощо.

3.   Роздивитися препарати декількох мутантних форм дрозофіл. Описати забарвлення комах, форму тіла, наявність, форму й розміри крил, колір очей тощо.

4.   Результати спостережень занести до таблиці «Порівняльна характеристика фенотипів нормальних і мутантних форм дрозофіл».

Порівняльна характеристика фенотипів нормальних і мутантних форм дрозофіл:

Форма

Забарвлення і форма тіла

Колір
і форма очей

Форма і розмір крил

Інші ознаки

Нормальна

 

 

 

 

Мутантна № 1

 

 

 

 

№ 2

 

 

 

 

 

5.   Зробити висновок про те, що таке мутації, як мутації можуть впливати на фенотип. У висновку порівняти життєздатність нормальних і мутагенних форм дрозофіл.

У висновку учні мають зазначити, що нормальна форма є більш життєздатною, оскільки мутації безпосередньо впливають на фенотип. Це можна визначити за формою крил.

 

  • 7.      Підбиття підсумків уроку, рефлексія

«Закінчи речення»

— Мутагенез — це…

— Мутагени — це…

— Мутагени бувають…

— Значення мутагенезу полягає в…

— Людина використовує мутагени в галузях…

— Сьогодні на уроці я не зрозумів…

— У мене виникло запитання щодо…

  • 8.      Інформування учнів про домашнє завдання, інструктаж щодо його виконання

8.1. Завдання для всього класу.

Підручник _______________________________________________________________

Робочий зошит ___________________________________________________________

8.2. Індивідуальне завдання.

Наведіть приклади морфозів, адаптаційних модифікацій і фенокопій.

 

Категорія: Біологія 11 клас | Додав: uthitel (13.10.2014)
Переглядів: 3344 | Рейтинг: 1.0/1
Всього коментарів: 0
Ім`я *:
Email *:
Код *: