Наследственная изменчивость. Мутации.

Наследственная изменчивость. Мутации.

Цель урока: изучить явление наследственной изменчивости, ее закономерности и эволюционный смысл

Задачи:

·         Образовательная: рассмотреть виды мутационной изменчивости, их материальную основу; раскрыть сущность факторов, вызывающих мутации; определить значение наследственной изменчивости для эволюции и селекции.

·         Развивающая: продолжить формирование научных представлений об основных свойствах живых организмов наследственности и изменчивости; умении объяснять эти свойства на основе полученных знаний;

Новые понятия: наследственная изменчивость, мутация, мутагенные факторы.

Методическое обеспечение:

·         таблицы по общей биологии “Наследственная изменчивость”;

·         дидактический материал для проведения тестового задания

Ход урока

1. Организационный момент.

Приветствие; подготовка класса к работе.

2. Проверка знаний учащихся.

Метод: тестирование 

3. Мотивация учебной деятельности.

Сообщение темы, цели урока.

4. Изложение нового материала.

План

1. Изменчивость как свойства живых организмов.

2. Виды изменчивости.

3. Наследственная изменчивость, ее значение.

4. Мутационная изменчивость.

5. Мутагенные факторы.

5. Сообщение домашнего задания.

6. Подведение итогов урока.

1. Оценить степень реализации поставленных целей.

2. Оценка работы учащихся на уроке.

7. Закрепление изученного материала.

В чем заключается эволюционный смысл наследственной изменчивости?

1. Изменчивость как свойство живых организмов.

Что такое изменчивость? Что она обуславливает? Каковы причины изменчивости?

На прошлом уроке мы познакомились с одной из форм изменчивости - это ненаследственная изменчивость (модификационная). Чем она характеризуется? Какой носит характер? Выполнение теста. А сегодня нам предстоит изучить еще одну форму изменчивости - это наследственная изменчивость.

Наследственная изменчивость (генотипическая, неопределенная) – обусловлена возникновением новых генотипов и приводит, как правило, к изменению фенотипа.

2. Виды наследственной изменчивости

·         мутационная

·         комбинативная

·         соотносительная

Наследственная изменчивость (генотипическая)

1 комбинативная

2 мутационная

Комбинативная изменчивость-обусловлена генетической рекомбинацией, происходящей во время мейоза и приводящей к проявлению у потомков новых комбинаций генов и признаков.

Источником для комбинаций является половой процесс, при котором возможны:

1.      независимое расхождение гомологичных хромосом в мейозе 1 (основа 3 закона Менделя)

2.      перекомбинация генов при кроссинговере (закон Моргана)

3.      случайные сочетание гамет при оплодотворении

3. Мутационная изменчивость 

Мутационная изменчивость является результатом мутаций.

Мутация (от лат. “mutazio” - изменение, перемена) –наследственное изменение генотипа (это изменение наследственного материала, приводящее к появлению новых признаков организма, способных передаваться последующему поколению. Термин “мутация” ввел в науку в 1901 г. Голландский генетик Г.де Фриз, описавший самопроизвольные мутации у растений.

Примеры мутаций

Мутации - это стойкие изменения, затрагивающие как целые хромосомы, их части, отдельные гены. Чаще всего, мутации это мелкие, едва заметные отклонения от нормы.

Дарвин назвал наследственную изменчивость неопределенной (индивидуальной), подчеркивая ее случайный и относительно редкий характер.

Мутации являются источником генетического разнообразия, составляя резерв наследственной изменчивости.

Основные положения мутационной теории де Фриза

1.      мутации- это дискретные изменения наследственного материала

2.      мутации- редкие события

3.      мутации могут устойчиво передаваться из поколения в поколение

4.      мутации возникают спонтанно, не направленно

5.      мутации могут быть вредными, полезными и нейтральными

Классификация мутаций 

·         по характеру проявлению

·         по месту возникновения

·         по уровню возникновения

1. По характеру проявления:

проявления бывают доминантными и рецессивными. Мутации нередко понижают жизнеспособность или плодовитость. Мутации, резко снижающие жизнеспособность, частично или полностью останавливающие развитие, называют полулетальными, а несовместимые с жизнью — летальными.

2. По месту возникновения:

Мутация, возникшая в половых клетках, не влияет на признаки данного организма, а проявляется только в следующем поколении. Такие мутации называют генеративными. Если изменяются гены в соматических клетках, такие мутации проявляются у данного организма и не передаются потомству при половом размножении. Но при бесполом размножении, если организм развивается из клетки или группы клеток, имеющих изменившийся — мутировавший — ген, мутации могут передаваться потомству. Такие мутации называют соматическими

3. По уровню возникновения:

Генные (точковые) мутации, связаны с изменение последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК. Мутантный ген способствует возникновению новых аллелей, что имеет важное эволюционное значение.

Хромосомные мутации связаны с изменением структуры хромосом. Существуют следующие виды перестроек хромосом: отрыв различных участков хромосомы, удвоение отдельных фрагментов, поворот участка хромосомы на 180° или присоединение отдельного участка хромосомы к другой хромосоме. Подобное изменение влечет за собой нарушение функции генов в хромосоме и наследственных свойств организма, а иногда и его гибель

Геномные мутации- мутации, в результате которых происходит изменении числа хромосом. Они возникают в результате нарушения митоза или мейоза.

В зависимости от характера изменения числа хромосом различают:

Полиплоидию – увеличение числа хромосом, кратное гаплоидному набору: триплоид (3n),тетраплоид (4n). Полиплоидия чаще наблюдается у простейших и у растений.

Гетероплоидию (анеуплоидию) – увеличение или уменьшение числа хромосом, некратное гаплоидному набору

5. Мутагенные факторы 

Спонтанные (естественные) мутации - возникают при нормальных условиях жизни, зависят от внешних и внутренних факторов, возникают в соматических и генеративных клетках.

Индуцированные (искусственные) мутации - это искусственное получение мутаций с помощью мутагенов различной природы. Впервые способность ионизирующих излучений вызывать мутации была обнаружена Г.А. Надсоном и Г.С. Филлиповым. В 1927 году американским ученым Джозефом Мюллером было доказано, что частота мутаций увеличивается с увеличением дозы воздействия. Ученые полагают, что факт наследования мутаций вызывает определенные опасения, поскольку это может увеличить риск развития рака. Азиатов от алкоголизма защищает ген-мутант. Почему процент алкоголиков в азиатских странах значительно ниже, чем в странах, где основную часть населения составляет так называемое белое население.

Факторы среды, вызывающие появление мутаций, называются – мутагенами.

По локализации в клетке

1.      ядерные – изменение хромосомного материала в ядре

2.      цитоплазматические – изменение ДНК в митохондриях и хлоропластах

Различают:

Физические мутагены

- ионизирующее и ультрафиолетовое излучение;

- чрезмерно высокая или низкая температура;

Химические мутагены

- нитраты, нитриты, пестициды, никотин, метанол, бензопирен.

- некоторые пищевые добавки, например, ароматические углеводороды;

- продукты переработки нефти;

- органические растворители;

- лекарственные препараты, препараты ртути, иммунодепрессанты.

Биологические мутагены

- некоторые вирусы (вирус кори, краснухи, гриппа)

- продукты обмена веществ (продукты окисления липидов);

Свойства мутации

·         мутации наследственны, т.е. передаются из поколения в поколение.

·         мутации возникают внезапно (спонтанно), не направленно.

·         мутации не направлены – мутировать может любой локус, вызывая изменения как незначительных, так и жизненно важных признаков в любом направлении.

·         одни и те же мутации могут возникать повторно.

·         мутации индивидуальны, т.е. возникают у отдельных особей.

·         мутации могут быть полезными, вредными, нейтральными; доминантными и рецессивными.

Значение мутаций

Служат резервом наследственной изменчивости (сохраняются в популяции в скрытом-рецессивном) виде, являются материалом для эволюции.

Причина многих наследственных заболеваний и уродств.

Индуцированные мутации “поставляют” материал для искусственного отбора и селекции.

Закрепление изученного материала.

1.      Что представляет собой мутации?

2.      Почему мутационная изменчивость относится к генотипическим?

3.      Почему многие мутации проявляются не сразу?

4.      Какие мутации называют генеративными?

Каково значение наследственной изменчивости для человека?

Здоровье нынешних будущих поколений людей в значительной степени зависит от того, какой генетический груз получен в наследство от предыдущих, какое количество мутаций накоплено человечеством. Проблема заключается в том, что ускорение частоты мутаций ведет к увеличению числа особей с врожденными дефектами и вредными отклонениями, передающимися по наследству. В связи с этим одна из важнейших задач охраны природы и обеспечение генетической безопасности человека – мониторинг окружающей среды и выявление загрязнителей, обладающей мутагенной и канцерогенной активностью.

Дома записи в тетради прочитать параграф по учебнику

1.      Найти примеры мутаций в природе.