Закономерности изменчивости. Модификационная и мутационная

Цель урока: расширить знания учащихся о влиянии факторов окружающей среды на процесс формирования признаков организмов; выявить закономерности модификационной и мутационной изменчивости и определить их практическое значение;

Продолжить формирование навыков получения и обработки фактического материала, умений делать заключения, выводы.

Воспитывать культуру общения, чувство ответственности за результаты своего труда

 Оборудование: компьютер, м/м презентация, таблицы

Тип урока: комбинированный

Формы работы: фронтальная, эвристическая беседа, самостоятельная работа

Ход урока

I. Организационный момент.

II. Актуализация знаний.

Вопросы:

Вспомните, что изучает генетика? Что такое наследственность, каким способом передаются наследственные признаки?

Генетика изучает основные закономерности наследственности и изменчивости.

Наследственность – свойство организмов передавать свои признаки и особенности развития следующему поколению.

Материальные основы наследственности – хромосомы (ДНК), процессы мейоза и оплодотворения.

Мы рассмотрели основные закономерности наследственности, установленные Грегором Менделем и Томасом Морганом. Помимо наследственности объектом  исследования генетики является всеобщее свойство всех живых организмов – изменчивость.

Беседа

Дайте определение изменчивости.

Изменчивость – свойство живых организмов приобретать в процессе индивидуального развития новые признаки и свойства (способность организмов изменять свои признаки и свойства). Процесс возникновения различий между особями одного вида в ходе онтогенеза.

 Учитель:

Изменчивость, характерная для живых организмов, бывает двух типов. Прежде всего это наследственная изменчивость, которая связана с изменением самих генов или возникновением их новых комбинаций. Второй тип – модификационная изменчивость. В отличие от наследственной изменчивости она не связана с изменениями генотипа и в последующие поколения не передается

III. Тема урока Закономерности изменчивости. Модификационная и мутационная

изменчивость

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.

Или другой пример – у рогатого скота удой во многом зависит от кормления и ухода, т. е. от условий содержания. Хорошо известно, что удой можно значительно повысить подбором кормов нужного качества и количества. Труднее повысить жирность молока. Процент жира молока в большей степени зависит от породы. А масть коровы – более постоянный признак, меняется редко.

Определение в тетрадь

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

Определение в тетрадь

Мутация – это наследственная изменчивость генотипа организма в результате случайного изменения генов

Это понятие впервые ввел голландский ботаник Г. де Фриз.

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

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.

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.

Весь материал - смотрите документ.

Тема урока: Закономерности изменчивости. Модификационная и мутационная

изменчивость

Цель урока: расширить знания учащихся о влиянии факторов окружающей среды на процесс

формирования признаков организмов; выявить закономерности модификационной и мутационной изменчивости и определить их практическое значение;

Продолжить формирование навыков получения и обработки фактического материала, умений делать заключения, выводы.

Воспитывать культуру общения, чувство ответственности за результаты своего труда

 Оборудование: компьютер, м/м презентация, таблицы

Тип урока: комбинированный

Формы работы: фронтальная, эвристическая беседа, самостоятельная работа

Ход урока

1. Организационный момент.

II. Актуализация знаний.

Вопросы:

Вспомните, что изучает генетика? Что такое наследственность, каким способом передаются наследственные признаки?

• Генетика изучает основные закономерности наследственности и изменчивости.

• Наследственность – свойство организмов передавать свои признаки и особенности развития следующему поколению.

• Материальные основы наследственности – хромосомы (ДНК), процессы мейоза и оплодотворения.

 

Мы рассмотрели основные закономерности наследственности, установленные Грегором Менделем и Томасом Морганом. Помимо наследственности объектом       исследования генетики является всеобщее свойство всех живых организмов – изменчивость.

Беседа

Дайте определение изменчивости.

• Изменчивость – свойство живых организмов приобретать в процессе индивидуального развития новые признаки и свойства (способность организмов изменять свои признаки и свойства). Процесс возникновения различий между особями одного вида в ходе онтогенеза.

 Учитель:

Изменчивость, характерная для живых организмов, бывает двух типов. Прежде всего это наследственная изменчивость, которая связана с изменением самих генов или возникновением их новых комбинаций. Второй тип – модификационная изменчивость. В отличие от наследственной изменчивости она не связана с изменениями генотипа и в последующие поколения не передается

1

.

Схема № 1

III. Тема урока Закономерности изменчивости. Модификационная и мутационная

изменчивость

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.

Или другой пример – у рогатого скота удой во многом зависит от кормления и ухода, т.е. от условий содержания. Хорошо известно, что удой можно значительно повысить подбором кормов нужного качества и количества. Труднее повысить жирность молока. Процент жира молока в большей степени зависит от породы. А масть коровы – более постоянный признак, меняется редко.

Определение в тетрадь

• 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.

М

2

одификационная 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

Определение в тетрадь

• Мутация – это наследственная изменчивость генотипа организма в результате случайного изменения генов

Это понятие впервые ввел голландский ботаник Г.де Фриз.

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

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.

Г

3

енные 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.

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.

Хромосомные мутации - это перестройки хромосомы. Хромосомные перестройки могут быть обнаружены с помощью светового микроскопа. Пути изменения структуры хромосом разнообразны. Участок хромосомы может удвоиться или. Наоборот, выпасть, может переместиться на другое место и т.д.

Условно обозначим расположение генов

А Б В Г Д Е – нормальный порядок гена

А Б В В Г Д Е - удвоение участка (дупликация)

А Б В Д Е – нехватка участка (хромосома при этом становится укороченной, лишается части генов, заключенных в утраченном фрагменте)

А Б Г В Д Е – поворот участка на 180 ° (инверсия)

А Б В I М К – перемещение участка на негомологичную хромосому (транслокация)

Геномные мутации –мутации приводящие к изменению числа хромосом. Наиболее распространенным типом геномных мутаций является полиплоидия – кратное изменение числа хромосом. Полиплоидные виды растений часто обнаруживаются среди растений. У животных полиплоидия редка. Некоторые полиплоидные растения характерезуются более мощным ростом. Крупными размерами и другими свойствами. Что делает их ценными для гентико-селекционных работ.

Цитоплазматические мутации происходит с изменением плазмагенов в цитоплазме клетки. Плазмогены находятся в пластидах и митохондриях.

Комбинативная изменчивость - важнейший источник того бесконечно большого наследственного разнообразия, которое наблюдается у живых организмов. В основе этой изменчивости лежит половое размножение организмов, вследствие которого возникает огромное разнообразие генотипов. Число генов у каждого организма исчисляется тысячами. При половом размножении комбинации генов приводят к формированию нового уникального генотипа и фенотипа. У любого ребенка можно обнаружить признаки, типичные для его матери и отца. Тем не менее даже среди близких родственников не найти двух абсолютно одинаковых людей. В чем причины этого явления? Они лежат в явлении комбинативной изменчивости (независимое расхождение гомологичных хромосом в мейозеI, рекомбинация генов, случайная встреча гамет)

IV Закрепление

Дополните предложения:

Есть виды мутагенов, к ни относятся: , , . Удвоение одного участка хромосом называется , отрыв одного участка хромосом называется . Число хромосом при удвоении называется . Наследственную изменчивость называют . Не связана с генотипом изменчивость.

4

Заполнить таблицу: (самостоятельно)

Изменчивость	Типы мутаций	Причины мутаций
Мутация

 тест «Типы изменчивости»

1. Организмы приспосабливаются к конкретным условиям среды, не меняя генотип за счёт изменчивости

а) мутационной

б) комбинативной

в) относительная

г) модификационная

2. У листьев, сорванного с одного дерева изменчивость?

а) мутационная

б) комбинативная

в) модификационная

г) все листья одинаковы, изменчивости нет

3. Наследственная изменчивость

а) приводит к изменению генотипа

б) происходит под воздействием различных условий среды

в) всегда полезна для организмов

4. Удвоение участка (дупликация) хромосом относится к

а) генные

б) хромосомные

в) геномные

г) цитоплазматические

5. Увеличение массы тела у домашних животных при изменении рациона питания относят к изменчивости:

а) модификационной

б) цитоплазматической

в) генотипической

г) комбинативной

V. Подведение итогов. Установление достижения цели урока.

V

5

I. Домашнее задание. §47 стр.198, §48 стр.202-205 учебник «Общая биология, 10» под редакцией Т. Касымбаевой, К.Мухаметжанова

5