Урок з біології у 9 класі на тему: "Гени та геноми. Будова генів та основні компоненти геномів про- та еукаріотів".

Урок 23

Тема: Гени та геноми. Будова генів та основні компоненти геномів про- та еукаріотів.

Мета: дати поняття учням про ген як спадковий фактор, функціонально не­подільну функцію генетичного матеріалу; ознайомити з організацією геномів у різних організмів.

Основні поняття і терміни: ген, структурні гени, регуляторні гени, екзони, інтрони, спейсери, геном.

Обладнання: таблиця “Нуклеїнові кислоти”.

Тип уроку: комбінований.

Хід уроку

1. Організаційний етап.
2. Актуалізація опорних знань учнів.

1.               Опишіть структуру еукаріотичної клітини, використовуючи терміни: клітинна мембрана, цитоплазма, органели, включеня.
2.               Складіть схематичний малюнок структурної організації ядра , вкажіть його функції.
3.               Вкажіть типи клітин щодо їх організації.
4.               Встановіть відповідність про- та еукаріотичних клітин та вкажіть їх причини.

3. Мотивація навчальної діяльності учнів.

Встановіть істину:

а) хромосома — носій спадкової інформації;

б) хромосоми — це величезні молекули, в яких гени є окремими ділянками;

в) ДНК є носієм генетичної інформації.

4. Вивчення нового матеріалу.

1.               Сукупність хромосом ядра, генетичний (спадковий) апарат еукаріотичної клітини. Хімічний склад хромосом.

Розповідь учителя, складання схеми.

Хімічний склад клітини

2.               Будова хромосом. Різні типи хромосом.

Пояснення учителя з використання таблиці “Будова хромосом”, схематичні малюнки на дошці та в зошитах учнів.

Різні типии хромосом

3.               Каріотип. Відносна видова сталість каріотипу.

Пояснення учителя, розгляд у підручнику зображення каріотипів різних організмів, фотографій, відео презентацій.

4.               Соматичні і статеві клітини. Гаплоїдний і диплоїдний набір хромосом.

Складання схеми.

5.               Статеві хромосоми й визначення статі. Гомогаметна і гетерогамента стать.

Розповідь учителя з демонстрацією схематичного зображення статевих хромосом, складання схем.

6.               Порушення стабільності каріотипу. Хромосоні хвороби.
7.               Розвиток уявлень про будову гена.

а) Ген як абстрактна одиниця спадковості.

Датський вчений В. Йогансен у 1909 р. запропонував термін “ген”. Генг у хромосомах уявляли, як нитку з намистинок, механічно зв’язаних одна : одною. Лише деякі тогочасні вчені розглядали хромосому як величезну молекулу, в якій гени були окремими ділянками. При цьому вони вважали, щ( гени неподільні. Спадковою речовиною вважали білки. Тоді ще ніхто не знав що носієм генетичної інформації є ДНК.

б) Наприкінці 30-х років XX ст. з’явилися перші відомості про те, що геї подільний. Мутації можуть зачіпати не весь ген, а лише певну його частину. Пі час кросинговеру гомологічні хромосоми можуть обмінюватись як окремим: генами, так і їхніми частинами.

в) ДНК — носій генетичної інформації. Структурний ген (локус) — ділянка ДНК, що складається з певної послідовності нуклеотидів і має специфічний вплив на одну або кілька ознак організму.

8.               Сучасні уявлення про ген. Структурні і регуляторні гени.

Пояснення учителя з використанням таблиці або відеопрезентації, складання схеми.

Ген — спадковий фактор, функціонально неподільна одиниця генетичного матеріалу у вигляді ділянки молекули нуклеїнової кислоти (ДНК або РНК що кодує первинну структуру поліпептиду, молекули транспортної чи рибосомальної РНК або взаємодіє з регуляторним білком; або певна визначена зона геномної послідовності, яка відповідає одиниці спадковості й містить регуляторні ділянки та ділянки, що транскрибуються.

9.               Типи структурних генів, їх біологічне значення.

10.          Інтронно-екзонна структура структурних генів еукаріотів.
11.          Поняття про геном. Організація геному у прокаріотів.

Пояснення вчителя, записи на дошці і в учнівських зошитах

Наприклад, ДНК кишкової палички складається з 4 600 000 пар нуклеотидів, а число структурних генів близько 1 000. Майже половина довжини її молекули етичної інформації не містить, це ділянки, що лежать між генами — спейсери.

12.          Організація геному еукаріотів у порівнянні з прокаріотами.

Особливості:

•            більша кількість ДНК:

•              геном бактерії кишкової палички — 4,6 млн нуклеотидних пар;
•              геном дрозофіли — 130 млн нуклеотидних пар;
•              геном людини — 3,2 млрд нуклеотидних пар.

•            більша кількість структурних та регуляторних генів:

•              у геномі бактерії кишкової палички = 1 000 структурних генів;
•              у геномі дрозофіли » 10 000 структурних генів;
•              у геномі людини понад 100 000 структурних генів.

•            інтронно-екзонна структура білкових локусів.

5. Узагальнення вивчених знань.

Парадоксальний текст про ген як дискретну одиницю спадковості.

Знайти допущені у тексті помилки та виправити за допомогою термінів та іять, що подані під текстом.

Ген — одиниця спадковості, за допомогою якої здійснюється запис, зберігання і передача генетичної інформації в ряді поколінь, або це відрізок ДНК чи РНК деяких бактерій), що складається з амінокислот, кількість і взаєморозташування яких визначають універсальність кожного гена. У вищих організмів гени містяться в хромосомах ядра, пластидах і рибосомах тощо, сукупність становить геном. Кожен займає в хромосомі своє певне місце — центромера. Розрізняють структурні  гени, які контролюють і регулюють діяльність регуляторних генів, регуляторні гени, що несуть інформацію про послідовність амінокислот. Ген відносно змінний, оскільки він може змінюватись залежно від зовнішніх умов, о зміни (мутації) — джерело спадковості клітинних організмів і вірусів. Сучасні методи генетичного експерименту дають змогу виділяти гени у чистому вигляді, а також синтезувати їх поза організмом, змінювати геном живих істот. л займається галузь біотехнології — генна інженерія.

Терміни та поняття для виправлення помилок: вірусів, специфічність, локус  нуклеотидів, мітохондрії, генотип, несуть інформацію про послідовність амінокислот у молекулі білка або нуклеотидів рибосомальних чи транспортних нуклеїнових кислот, регулюють і контролюють діяльність структурних генів, постійний, клітинних.

Вкажіть правильну відповідь (“так” чи “ні”).

1.               У зрілих статевих клітинах гаплоїдний набір хромосом (п).
2.               У соматичних клітинах подвійне число хромосом (2п).
3.               Більшість культурних рослин є поліплоїдами у порівнянні зі своїми ди­кими предками.
4.               Гомологічні хромосоми — це аутосоми, що належать до різних пар.
5.               Гетерохромосоми відрізняються за будовою у різних статей.
6.               Примітивні форми мають меншу кількість хромосом, ніж високоорга- нізовані.
7.               Всі організми одного виду мають однакову кількість хромосом.
8.               Каріотип — це сукупність хромосом статевої клітини, типова для даної систематичної групи.
9.               Стабільність каріотипу забезпечує існування виду.
10.          За хромосомним набором (кількістю, формою, місцем перебування центромери) можна визначити конкретну особину.
11.          Диплоїдний набір хромосом людини становить 48 хромосом.
12.          Хромосоми у лінійному порядку розташовані у генах.

6. Домашнє завдання.