Зміст і послідовність виконання завдань. 1 страница

1. Назвіть об’єкт дослідження і опишіть його ознаки (форма, забарвлення).

2. Оберіть одну з ознак, зробіть виміри і запишіть данні.

3. Побудуйте варіаційний ряд: розмістіть одержані данні в порядку зростання величини даної ознаки.

4. Запишіть одержані данні в таблицю.

5. За допомогою таблиці побудуйте варіаційну криву.

P

0

v

Обчисліть середню величину ознаки за формулою:

М=

Зробіть висновок, давши відповідь на питання. Що таке норма реакції і чим вона визначається?

Контрольні запитання і завдання

1. Що таке модифікації?

2. Чи впливають чинники середовища на виникнення і зникнення модифікацій?

3. Що впливає на довжину варіаційного ряду?

4. При вивченні числа колосків в колосі пшениці були одержані такі дані: 11 колосків в колосі у 2 екземплярів, 12 – у 4, 13 –у 5, 14 –у 7, 15 –у 22, 16 –у 32, 17 –у 24, 18 –у 20, 19 –у 8, 20 –у 6. Побудуйте варіаційну криву числа колосків в колосі пшениці і обчисліть середню величину.

5. Голландський вчений Г. де Фріз вимірював довжину насіння бобів одного сорту кількістю 448 штук і одержав такі результати:

Обчисліть середню величину і побудуйте варіаційну криву.

НАВЧАЛЬНО-МЕТОДИЧНА КАРТА ЗАНЯТТЯ № 37

І-А, Б –ел.

І-А, Б –мех.

І-А орг., І-Абух.

Предмет. БІОЛОГІЯ.

Тема заняття. Комбінативна мінливість. Мутаційна мінливість

Мета: розглянути особливості комбінативної та мутаційної мінливості та їх значення для живих організмів.

Тривалість: 90 хв.

Вид заняття: комбіноване заняття.

Забезпечення заняття:

1. Наочні посібники: підручники, мал. «Мутаційна мінливість організмів»

2. Роздатковий матеріал:

3. Технічні засоби навчання: мультимедійний проектор;

4. Робочі місця (для лабораторних робіт, практичних занять).

.

5. Література:

Основна М.Є.Кучеренко «Загальна біологія 10-11 кл» (л.1) § 46

Зміст заняття:

Завдання додому: л.1 § 46

Викладач

Тема. Комбінативна мінливість. Мутаційна мінливість.

Мета: розглянути особливості комбінативної та мутаційної мінливості та їх значення для живих організмів.

Література: л.1. Загальна біологія: (Підруч. для учнів 10-11-х кл. серед. загальноосвіт. шк.) / М.Є. Кучеренко та ін. –К.: Генеза, 2000. -464 с. §

План

1. Види спадкової мінливості:

- комбінативна мінливість;

- мутаційна мінливість.

2. Поняття про мутації.

3. Причини мутацій:

1. Спадкова мінливість може бути комбінативною та мутаційною. Комбіна-тивна мінливість пов’язана із виникненням різних поєднань алельних генів. Джерелами комбінативної мінливості є конь´югація гомологічних хромосом у профазі, незалежне розходження гомологічних хромосом в анафазі пер-шого мейотичного поділу і випадкове сполучення алельних генів при злитті гамет під час запліднення. Комбінативна мінливість спостерігається і в орга-нізмів, які розмножуються нестатево або вегетативно. Самі спадкові фактори (гени) при цьому не змінюються, але виникають їх нові поєднання, що при-зводить до появи організмів з іншими генотипом і фенотипом. Наприклад, людина має 22 пари аутосомних генів. Половину з цих хромосом вона отри-мує від батька, а половину від матері. Навіть якщо не враховувати явище кросинговеру кількість можливих комбінацій аутосом у гаметах становить 2²². Це набагато перевищує кількість усіх особин нашого виду, що жили на планеті з моменту формування виду Homo sapiens. А випадкове поєднання гамети з гаметою іншої статі дає вже 2⁴⁴ комбінацій. Якщо ж додати до цього ще й статеві хромосоми і явище кросинговеру, намагання випадково от-римати двох людей з абсолютно однаковим генотипом стає практично неможливим.

Комбінативна мінливість дуже поширена в природі. У мікроорганізмів, які розмножуються нестатевим шляхом, виникли своєрідні механізми, які при-зводять до появи комбінативної мінливості. Це – конюгація,трансформація, трансдукція. Слід звернути увагу на те, що всі ці процеси не пов’язані з про-цесом розмноження, вони дозволяють лише комбінувати генетичний мате-ріал різних особин.

Кон’югація – це безпосередній контакт між двома бактеріальними клітина-ми за допомогою спеціальних структур, під час якого генетичний матеріал з однієї клітини переноситься в іншу через F-пілі.

Трансформація – це перенесення ДНК зі зруйнованих бактеріальних клітин у живі бактеріальні клітин. Зазвичай, під час цього процесу, фрагменти ДНК зі зруйнованої бактеріальної клітини потрапляють у навколишнє середовище й за певних умов поглинаються живою бактеріальною клітиною, яка ці фрагменти може вбудовувати у свій геном.

Трансдукція – це перенесення бактеріальних генів з однієї клітини в іншу за допомогою бактеріофага.

2. Мутації –стійкі зміни генетичного матеріалу, які виникають раптово і призводять до змін тих чи інших спадкових ознак організму. Основи вчення про мутації заклав голландський учений Г. де Фріз, який і запропонував цей термін. Основні положення цього вчення такі:

- мутації виникають раптово;

- зміни, спричинені мутаціями, стійкі і можуть успадковуватися;

- мутації неспрямовані, тобто можуть бути корисними, шкідливими або нейтральнимидля організмів;

- одні й ті самі мутації можуть виникати неодноразово.

Подальші дослідження показали, що здатність утворювати мутації є універсальною властивістю всіх живих організмів.

Типи мутацій. Подальші дослідження показали, що здатність утворювати му­тації є універсальною властивістю всіх живих організмів.

Мутації можуть виникати в будь-яких клітинах ор­ганізму

призводити до будь-яких змін у генетичному апараті й відпо­відно у фенотипі. Мутації, які виникають у статевих кліти­нах, називають генеративними. Вони успадковуються при статевому розмноженні. Мутації, які виникають у нестатевих (соматичних) клі­тинах, називають соматичними. Вони можуть успадковуватися лише за умов нестатевого чи вегетативного розмноження.

Залежно від впливу на життєдіяльність організмів розрізняють летальні мутації, які спричинюють їхню загибель, сублетальні ' знижують життєздатність) та нейтральні (за певних умов не впли- зають на життєздатність). Ймовірність того, що мутація підвищить життєздатність, незначна. Але у деяких випадках, особливо коли змінюються умови існування, нейтральні мутації можуть стати ко­рисними для організму.

Залежно від характеру змін генетичного апарату розрізняють мутації, пов’язані зі зміною кількості наборів хромосом (геномні, чи зміною числа хромосом окремих пар, перебудовою хромосом, а також мутації окремих генів {генні).

Ви вже знаєте, що будь-який вид еукаріотичних організмів має певний хромосомний набір (каріотип), який може бути гаплоїд­ним. диплоїдним чи поліплоїдним. Унаслідок геномних мутацій хромосомний набір клітини змінюється: число хромосомних наборів кратно зростає або зменшується. Збільшення числа хромо­сомних наборів, яке спричинює поліплоїдію, найчастіше трапляється у рослин, рідше — у тварин (переважно у найпростіших, інколи - у багатоклітинних, які розмножуються вегетативно або партеногенетично). Головною причиною того, що поліплоїдія у тварин трапляється дуже рідко, є те, що цей тип мутацій порушує функціонування хромосомного механізму визначення статі: якщо кількість статевих хромосом стає більшою, ніж дві, спостерігаються зміни розвитку, і такі організми або гинуть, або нездатні до розмноження. У більшості рослин такого обмеження не існує, бо вони не мають статевих хромосом. Поліплоїдія може виникати різними шляхами: поділом хромосом, який не супроводжується поділом клітини, та утворенням гамет із нередукованою кількістю хромосом унаслідок порушення мейозу. Причиною поліплоїдії також може бути злиття соматичних клітин або їхніх ядер.

Поліплоїдія призводить до збільшення розмірів організмів, підвищення рівня процесів життєдіяльності та продуктивності. Нагадаймо, що інтенсивність синтезу білків залежить від кількості гомологічних хромосом у ядрі: чим їх більше, тим більше за одиницю синтезується молекул білка кожного виду. Поліплоїдія може супроводжуватись і зниженням плодючості, через порушення мейозу: у поліплоїдних організмів часто утворюються гамети з різною кількістю наборів хромосом. Як правило, такі гамети нездатні до злиття.

Особливо ускладнюється процес мейозу у форм з непарною кількістю хромосомних наборів (Зп, 5п тощо).

Поліплоїдія має важливе значення в еволюції рослин як один із механізмів утворення нових видів. Її застосовують у селекції рослин, під час створення нових сортів (як у межах одного виду, так і в разі міжвидової гібридизації). Так, багато культурних рослин поліплоїдні порівняно з предковими видами: м’яка пшениця, деякі сорти цукрових буряків, садові суниці тощо.

Мутації, пов’язані зі зменшенням кількості наборів хромо­сом, супроводжуються прямо протилежними наслідками: га­плоїдні форми, порівняно з диплоїдними, менші за розмірами, у них знижені продуктивність і плодючість. Такий тип мутацій застосовують у селекції для одержання форм, гомозиготних за всіма генами: спочатку дістають гаплоїдні форми, а потім подвоюють у них кількість хромосом.

Зміна числа хромосом окремих пар, порівняно з нормою, дуже змінює фенотип; відсутність однієї чи обох гомологіч­них хромосом негативніше впливає на життєдіяльність і формуван­ня організму, ніж поява зайвої хромосоми. Наприклад, зародок лю­дини із хромосомним набором 44 аутосоми (А) + Х-хромосома розвивається у жіночій організм зі значними порушеннями будови та життєвих функцій: вкороченою шиєю з крилоподібною складкою шкіри, вродженими порушеннями формування кісток, кровоносної та сечостатевої систем. У нього не розвиваються статеві залози. Зародки з хромосомним набором 44 А + XXX розвиваються також у жіно­чий організм, який лише незначно відрізняється від нормального.

Поява третьої хромосоми у 21-й парі спричинює хворобу Дауна, ознаки якої: порушення розумового розвитку, незначна тривалість життя (як правило, не більше 30 років), зменшені розміри голови, пласке обличчя, косий розріз очей тощо.

Поява третьої хромосоми у 8 парі теж призводить до порушень, але не таких значних (косоокість, короткопалість, збільшення розмірів вух, носа, незначна розумова відсталість та ін.). Таким чином, важкість порушень, пов’яза­них з мутаціями цього типу, залежить від того, в якій саме парі гомологічних хромосом змінилася їхня кількість.

Перебудови хромосом пов’язані зі зміною їхньої структури. При втраті ділянки хромосома стає коротшою: вона позбавляється частини генів. Унаслідок такої мутації у гетерозиготних організмів можуть фенотипно проявлятись рецесивні алелі, розташовані у ділянці, що гомологічна втраченій. За іншого типу мутацій у хромосомі з’являється у вигляді вставки додатковий фрагмент. На фенотипі цей тип мутацій, як правило, позначається меншою мірою, ніж попередній, бо поява додаткових генів менше впливає на нього, ніж втрата такої самої кількості. Причиною мутацій обох типів може бути порушення кон’югації гомологічних хромосом у профазі першого мейотичного поділу.

Ще один різновид перебудов хромосом пов’язаний зі зміною порядку розташування генів: ділянка хромосоми, яка утворилася внаслідок двох розривів, перевертається на 180° і знову за участю ферментів вбудовується в неї. Такий тип мутацій часто не впливає на фенотип, бо кількість генів у хромосомі залишається сталою.

Відомий також обмін ділянками між негомологічними хро­мосомами. Такий тип мутацій теж може не впливати на форму­вання фенотипу. Крім того, спостерігаються хромосомні мутації у вигляді вставки у будь-яке місце хромосоми фрагмента, який містить невластиві цій хромосомі гени. Однією з причин та­ких мутацій вважають вірусів, здатних вбудовувати свої гени в хро­мосоми еукаріот, а також у молекулу ДНК прокаріот.

Найчастіше спостерігаються генні мутації— стійкі зміни окремих генів, спричинені порушенням послідовності нуклеотидів у молекулах нуклеїнових кислот (випадіння певних нуклеотидів, поява зайвих, зміна порядку їхнього розташування). Цей тип мутацій може зачіпати будь-які ознаки організмів і тривалий час передаватись із покоління в покоління. Різні алелі мають різний ступінь здатності до змін структу­ри: розрізняють стійкі алелі, мутації яких спостерігаються відносно рідко, та нестійкі, мутації яких відбуваються значно частіше.

Генні мутації бувають домінантними, субдомінантними (проявляються частково) та рецесивними(можуть проявлятись лише в гомозиготному стані). Більшість генних мутацій рецесивна і фенотипно проявляється лише у гомозиготному стані, тому їх важ­ко виявити.

Практична робота

Тема. Розв’язання типових задач на визначення виду мутацій.

Мета: закріпити в учнів навички розв’язання задач на визначення виду мутацій.

Обладнання й матеріали: картки із задачами, підручник.

Хід роботи

Задачі з роздавальної картки.

Задача 1. Обстеження клітин хворих із синдромом Дауна виявило, що їх хромосомний набір складається із 47 хромосом, тоді як у клітинах здорових людей було виявлено 46 хромосом. До якого виду мутацій можна віднести порушення, яке спричиняє розвиток синдрому Дауна?

Задача 2. Батько й мати однієї жінки мали резус-позитивну групу крові. Крім того, її батько був дальтоніком. Сама жінка мала резус- негативну групу крові й нормальний зір. Обидва її сини були дальтоніками. Один з них мав резус-негативну групу крові, а другий – резус-позитивну. До яких видів мутацій можна віднести порушення, які призвели до появи резус-негативної групи крові й дальтонізму?

НАВЧАЛЬНО-МЕТОДИЧНА КАРТА ЗАНЯТТЯ № 38

І-А, Б –ел.

І-А, Б –мех.

І-А орг., І-Абух.

Предмет. БІОЛОГІЯ.

Тема заняття. Значення мутацій у природі і для людини.

Мета: розглянути особливості мутацій та їх ролі для живих організмів.

Тривалість: 90 хв.

Вид заняття: комбіноване заняття.

Забезпечення заняття:

1. Наочні посібники: підручники, таблиці з теми.

2. Роздатковий матеріал:

3. Технічні засоби навчання: мультимедійний проектор;

4. Робочі місця (для лабораторних робіт, практичних занять).

.

5. Література:

Основна М.Є.Кучеренко «Загальна біологія 10-11 кл» (л.1) § 47

Зміст заняття:

Завдання додому: л.1 § 47

Викладач

Тема. Значення мутацій у природі і для людини.

Мета: розглянути основні мутагенні фактори, ознайомити студентів і з значенням мутацій в природі.

Література: л.1. Загальна біологія: (Підруч. для учнів 10-11-х кл. серед. загальноосвіт. шк.) / М.Є. Кучеренко та ін. –К.: Генеза, 2000. -464 с. § 47

План

1. Мутагенні фактори.

2. Загальні властивості мутацій.

3. Значення мутацій у природі і житті людини.

1. Причини мутацій мутацій тривалий час залишалися нез'ясованими. Лише у 1927 році Г. Меллер довів, що їх можна одержувати штучно. Фактори, здатні спричинювати мутації, називаються мутагенними. За походженням вони бувають фізичні, хімічні, біологічні.

Фізичні мутагени. Серед мутагенів фізичної природи найбільше значення мають іонізуючі випромінювання. Іонізуючі випромінювання поділяють на α- випромінювання, β-випромінювання, γ – випромінювання.

Найбільшу шкоду мають гамма-випомінювання (ренгеновські проміні). Проходячі крізь живу речовину, ренгеновські проміні вибивають електрони із зовнішньої оболонки атомів або молекул, унаслідок чого останні стають позитивно зарядженими, а електрони спричинюють процеси перетворення різних сполук живих організмів. До фізичних мутагенів належать також ультрафіолетове випромінювання, підвищена температура. Як і ренгеновські, ультрафіолетові проміні, призводять в клітинах організму до змін хімічних реакцій, які є причинами різноманітнх мутацій, найчастіше генних. Підвищена температура може збільшити кількість генних, а також і хромосомни мутацій.

Хімічні мутагени відкрито пізніше за фізичні. Нині відомо багато хімічних мутагенів, і щорічно відкривають нові. Наприклад, алкалоїд колхіцин руйнує веретено поділу, що призводить до подвоєння кількості хромосом у клітині. Газ іприт, підвищує частоту мутацій у мишей в 90 раз. Хімічні мутагени здатні утворювати мутації усіх типів.

До біологічних мутагенів відносять віруси. У клітинах, уражених вірусами, мутації спостерігаються частіше, ніж у здорових.віруси здатні спричинювати як хромосомні так і генні мутації. Вони вводять певну кількість власної генетичної інформації у генотип клітини-хазяїна.вважається, що цей процес має важливе значення в еволюції прокаріот, оскільки віруси таким чином переносять генетичну інформацію між особинами різних видів.

2. Загальні властивості мутацій. Здатність до мутацій властива всім живим істотам. Мутагени універсальні, тобто можуть призводити до мутацій у будь-яких організмів. Мутації не спрямовані: один і той самий мутагенний фактор, який діє з однаковою інтенсивністю на організм з ідентичним генотипом, може спричиняти у них різні мутаційні зміни.. разо з цим різні мутагенні фактори можуть спричиняти у далеких в генетичному відношенні організмів подібні спадкові зміни. Ступінь вираження мутацій у фенотипі не залежить від від інтенсивності і тривалості дії мутагенного фактора: за короткочасної слабкої дії мутагенного фактора мутаційні зміни можуть бути виражені більш, ніж за довготривалої і сильної, але в останньому випадку зростає частота мутацій.

3. Для всіх мутагенних факторів не існує нижнього порогу їхньої дії, тобто межі зниження інтенсивності, після якої вони вони не вони неспроможні викликати мутації. Ця властивість має велике практичне значення, бо навіть найнижчі дози мутагенних факторів здатні причинювати мутації, і тому геном організмів слід захищати від усіх мутагенів, незважаючи на інтенсивність їхньої дії.

Різні види організмів і навіть різні особини одного виду, відрізняються за чутливістю до мутагенів. Так, дорослі особини членистоногих здатні витримувати дози радіації до 100000 рад (1рад =1, 07 рентгена). На ранніх етапах розвитку організмів їхня чутливість до мутагенних факторів вища, ніж у дорослих особин. Для людини смертельною вважається доза 700 рад і більше.

Біологічні антимутаційні механізми, спрямовані на захист генетичної інформації від мутацій – вироджіність генетичного коду та повторюваність багатьох генів у геномі. Завдяки їм, навіть якщо відбудуться мутації певних триплетів, подібні до них триплети-синоніми кодуватимуть відповідну амінокислоту і склад синтезованих в організмі білків не зміниться. Захистом від мутацій також є видалення з молекули ДНК змінених ділянок за участю ферментів.

3. Значення мутацій у природі та житті людини. Мутації є одним із джерел спадкової мінливості - важливого фактору еволюції організмів. Більшість з них шкідлива для організмів, бо знижує пристосованість до умов існування, призводить до різноманітних порушень процесів життєдіяльності та спадкових захворювань.мутації широко застосовують у селекції рослин та мікроорганізмів, бо вони дають можливість збільшити різноманітність вихідного матеріалу. Їх використовують і при розробці генетичних методів боротьби зі шкідливими організмами.

НАВЧАЛЬНО-МЕТОДИЧНА КАРТА ЗАНЯТТЯ № 39

І-А, Б –ел.

І-А, Б –мех.

І-А орг., І-Абух.

Предмет. БІОЛОГІЯ.

Тема заняття. Генетичні основи селекції організмів.

Мета: розглянути генетичні основи селекції, технології створення химерних та трансгенних організмів.

Тривалість: 90 хв.

Вид заняття: комбіноване заняття.

Забезпечення заняття:

1. Наочні посібники: підручники,

2. Роздатковий матеріал:

3. Технічні засоби навчання: мультимедійний проектор; презентація «ГМО».

4. Робочі місця (для лабораторних робіт, практичних занять).

.

5. Література:

Основна М.Є.Кучеренко «Загальна біологія 10-11 кл» (л.1) § 49

Зміст заняття:

Завдання додому: л.1 § 49

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: