Форми мінливості. Мутації: види мутацій, причини та наслідки мутацій

Тема: Форми мінливості. Мутації: види мутацій, причини та наслідки мутацій

Мета:ознайомити учнів із формами мінливості організмів; видами мутацій та їх класифікацією, розглянути основні мутагенні фактори; розвивати навички порівняння й аналізу на основі фактів; виховувати інтерес до біології та проблем збереження життя.

Обладнання і матеріали:таблиці або малюнки із зображенням різних форм мінливості організмів

Базові поняття і терміни: мінливість комбінативна, мутаційна та модифікаційна,  мутації, види мутацій, генні мутації, хромосомні мутації, геномні мутації, рецесивні й домінантні мутації, аутосомні мутації, мутагени, фізичні, хімічні й біологічні мутагени.

Державні вимоги щодо рівня загальноосвітньої підготовки учнів:

Учень / учениця

називає:

- форми мінливості;

- мутагенні фактори;

- види мутацій;

наводить приклади:

- спадкової мінливості;

- неспадкової мінливості;

- мутацій;

характеризує:

- закони Менделя;

- успадкування, зчеплене зі статтю;

- комбінативну, мутаційну, модифікаційну мінливість;

пояснює:

значення генотипу й умов середовища для формування фенотипу;

 порівнює:

- спадковість і мінливість організму;

- модифікаційну та мутаційну мінливість;

застосовує знаннядля:

- обґрунтування заходів захисту від впливу мутагенних факторів;

висловлює судження:

- щодо значення знань про спадковість і мінливість у життєдіяльності людини;

- вплив на потомство шкідливих звичок (тютюнокуріння, вживання алкоголю, наркотичних речовин).

Тип уроку: комбінований

Хід уроку

І. Привітання

Привітання вчителя і учнів. Перевірка готовності до уроку. Перевірка присутніх.

ІІ. Повідомлення теми уроку

ІІІ. Очікування

Після вивчення даної теми ви маєте …

Користуватися фактичним матеріалом

- знати форми мінливості, мутагенні фактори, види мутацій;

Знати теоретичний матеріал

- вміти порівнювати форми мінливості;

Уміти застосовувати знання

- для обґрунтування заходів захисту від впливу мутагенних факторів;

ІV. Актуалізація опорних знань

Питання для бесіди

1. Як ви розумієте поняття «мутація»?

2. Чи завжди мутації призводять до негативних наслідків?

3. Яке значення має мутаційна мінливість для живих організмів?

4. Які приклади мутацій можна навести в людини?

Відповіді на ці запитання ви отримаєте  сьогодні на уроці.

V. Інформаційне повідомлення

Розповідь вчителя з елементами бесіди

Здатність організму змінюватись під впливом умов довкілля адаптує його до середовища. Мінливість — результат взаємодії генотипу та середовища. Вона буває двох видів: неспадкова (модифікаційна) і спадкова.

Спадкова мінливість— пов’язана зі зміною генотипу. Є два види мінливості: комбінативна та мутаційна. Комбінативна мінливість— поява нових поєднань ознак унаслідок перекомбінації генів. Джерелом комбінативної мінливості є статевий процес; рекомбінація генів у процесі кросинговеру. Мутаційна мінливість— поява нових спадковихзмін у генетичному матеріалі організму.

Мутації мають ряд властивостей:

• виникають раптово, мутувати може будь-яка частина генотипу;

• частіше бувають рецесивними і рідше – домінантними;

• можуть бути шкідливими (більшість мутацій), нейтральними і корисними (дуже рідко) для організму;

• передаються від покоління до покоління;

• є стійкими змінами спадкового матеріалу;

• можуть повторюватися.

Мутації є джерелом спадкової мінливості організмів, яке постачає матеріал для природного та штучного добору.

За рівнем виникнення розрізняють:

генні мутації– результат зміни нуклеотидної послідовності молекули ДНК у певній ділянці хромосоми;

хромосомні мутації— структурні зміни хромосом;

геномні — зміни кількості хромосом у клітині.

За місцем виникнення розрізняють:

генеративні мутації– виникають у гаметах і виявляються у наступних поколіннях;

соматичні мутації– виникають у соматичних клітинах, виявляються в цьому організмі, можуть передаватися нащадкам при вегетативному розмноженні.

Поліплоїдія — кратне збільшення гепоїдного набору хромосом. Поліплоїдія призводить до зміни ознак організму, тому є важливим джерелом в процесах еволюції та селекції, особливо у рослин.

Мутації успадковуються, індивідуальні та стрибкоподібні, неадекватні до умов довкілля, ведуть до появи нових ознак або загибелі.

За впливом на життєдіяльністьбувають корисні та шкідливі.

За типом прояву ознакив гетерозиготі мутації поділяють на домінантні (спричиняють появу домінантної ознаки) і рецесивні (спричиняють появу рецесивної ознаки).

Залежно від причини виникнення виділяють спонтанні (виникають унаслідок помилки в процесі копіювання генетичного матеріалу) та індуковані (виникають унаслідок дії на генетичний матеріал зовнішніх факторів) мутації.

Спостереження показують, що багато мутацій шкідливі для організму. Це пояснюється тим, що функціонування кожного органа збалансоване по відношенню як до інших органів, так і до зовнішнього середовища. Порушення існуючої рівноваги зазвичай веде до зниження життєдіяльності й загибелі організму. Мутації, які знижують життєдіяльність, називають напівлетальними.Несумісні з життям мутації називають летальними (з лат. — смертельний). Проте певна частина мутацій може бути корисною. Такі мутації є матеріалом для прогресивної еволюції, а також для селекції цінних порід свійських тварин і сортів культурних рослин. «Корисні» мутації в поєднанні з добором лежать в основі еволюції.

Фактори, які здатні індукувати мутаційний ефект, називають мутагенними. Встановлено, що будь-які фактори зовнішнього і внутрішнього середовища, які можуть порушувати гомеостаз, здатні викликати мутації. Традиційно їх ділять на фізичні (випромінювання, ультразвук, температура тощо), хімічні (хімічні сполуки різної природи) та біологічні (віруси, токсини).

VІ. Практичне застосування набутих знань

Лабораторні дослідженнямінливості у рослин і тварин.

Мета: Вивчити статистичні закономірності модифікаційної мінливості, навчитися оцінювати характер мінливості досліджуваної ознаки, будувати варіаційний ряд і варіаційну криву.

Обладнання і матеріали: листки лавровишні, черепашки беззубок або ставковиків, лінійки, лупи.

Хід роботи

1. Складання варіаційного ряду модифікаційної мінливості (на прикладі 10 листових пластинок лавровишні).

Розмір листових пластинок — варіанта (V).

Частота вияву ознаки — Р.

Загальна кількість листових пластинок — n (10 шт.) Визначимо середню величину ознаки (М) за формулою:

2. Розгляньте черепашки молюсків одного виду. Зверніть увагу на їх колір. Виміряйте розмір черепашок. Визначте середню величину ознаки.

3. Зробіть висновки за результатами роботи.

VІІ. Хвилинка розвантаження

Цікаві факти

1.  В 1961 році була виведена нова порода кішок - шотландська висловуха. Причиною загнутих уперед і вниз вух з'явилася генна мутація. Схрещування кішок цієї породи викликає порушення опорно-рухового апарату у потомства, тому для отримання нових висловухих кошенят потрібно схрещувати висловухих кішок з нормальними особинами.

2. У 1820 році в Бразилії спонтанна мутація на одному з кущів

апельсинового дерева призвела до появи апельсинів без кісточок, відомих як Navel orange. Розмножуватися цей сорт міг тільки шляхом щеплення, тому всі існуючі сьогодні в світі дерева навеля є клоном того самого бразільського дерева.

3. Кішки породи манчкін відрізняються непропорційними короткими лапами - те, як вони виглядають у порівнянні з звичайними кішками, ставить їх в один ряд з таксами на фоні інших собак. Манчкіни з'явилися в США у 1983 році через генетичну мутацію, цікаво також, що ген, який відповідає за коротколапість є домінантним, тобто у манчкіна і звичайної кішки народжуються коротколапі кошенята.

VІІІ. Корекційно-оцінюючий етап

 Тестові завдання

1. Що передається по спадковості від батьків їхнім нащадкам: а) ознака; б)конкретна модифікація; в) норма реакції ознаки; г) фенотип.

2. Для яких ознак можна побудувати варіаційний ряд і варіаційну криву: а) кількісних; б) якісних ?

3. Що таке норма реакції: а) межі модифікаційної мінливості ознаки, що вивчаються у даному організмі; б) ступінь експресивності гена; в) варіабельність ознаки; г) діапазон мінливості ознаки в межах виду ?

 4. Що таке варіабельність ознаки: а) неоднаковий ступінь прояву ознаки у різних особин одного виду; б) зміна ознаки у процесі онтогенезу даного організму; в) різний ступінь прояву ознаки у різних видів; г) ступінь прояву різних ознак ?

 5. Які з перелічених ознак людини мають широку (А) і вузьку (Б) норму реакції: а) маса тіла; б) колір волосся; в) колір очей; г) група крові; д) зріст; е) розумові здібності ?

ІХ. Підведення підсумків уроку

1. Підсумок уроку.

2. Домашнє завдання: опрацювати відповідний параграф підручника.

Підготувати повідомлення за темами: «Спадкові захворювання людини»,  «Генетичне консультування», «Сучасні методи молекулярної генетики».