Открытый урок 9 класс "Мутации"

Открытый урок тема: «Мутации»

Цель: развитие над предметных и внутри предметных компетенций, формирование научной картины  мира.

Задачи: 1. Изучение видов мутаций и причин их возникновения.

2. Воспитание осознанной ответственности за свое здоровье и здоровье окружающих на основе знаний о мутагенных факторах

ОБОРУДОВАНИЕ: таблица, презентация, рабочие листы для учащихся.

ХОД УРОКА: Учитель: добрый день, ребята! Сначала мы проверим , как вы усвоили материал прошлого урока.

Актуализация знаний

Терминологический диктант (работа на листах контроля)                                    

 1. Наука, изучающая закономерности наследственности и изменчивости.

2. Совокупность генов, которую организм получает от родителей.

3. Пределы, в которых возможно изменение признака у данного генотипа.

4. Совокупность генов, целого вида.

5. Наследственные изменения генетического материала.

6. Процесс возникновения мутаций.

7. Совокупность генов, характерных для гаплоидного набора хромосом данного вида.

8. Свойство организма приобретать новые признаки и свойства в течение жизни.

9. Факторы, вызывающие проявление мутаций.

10. Вид изменчивости, в результате которой образуется уникальный генотип .

Проверка, корректировка, самооценка

 Позвольте мне начать урок  со строк из произведения известного русского поэта А. С. Пушкина:

«Родила  царица в ночь,

то ли сына, то ли дочь,

Не мышонка, ни лягушку,

а неведому зверушку!»

       Прочитав эти строчки в детстве и, совершенно не зная основ биологии, я подумала – ерунда какая-то, разве такое возможно? Сказочное колдовство. Но сейчас я понимаю, что такое вполне могло случиться! А объяснением всего описанного в сказке могут быть мутации!!!

          Мутации!.. Это слово притягивает и завораживает, вызывая одновременно у нас чувство любопытства, заинтересованности и необъяснимого страха. Каждый из нас хотя бы раз в  жизни, но видел своими глазами мутации, сталкивался с ними, иногда даже не подозревая об этом! 

            У большинства людей образ мутаций связан с образом уродств, аномалий у человека и животных и других непонятных фактов.

Но так ли всё однозначно в понимании мутаций? Конечно же, нет!

Актуализация знаний

Терминологический диктант (работа на листах контроля)                                    

 1. Наука, изучающая закономерности наследственности и изменчивости.

2. Совокупность генов, которую организм получает от родителей.

3. Пределы, в которых возможно изменение признака у данного генотипа.

4. Совокупность генов, целого вида.

5. Наследственные изменения генетического материала.

6. Процесс возникновения мутаций.

7. Совокупность генов, характерных для гаплоидного набора хромосом данного вида.

8. Свойство организма приобретать новые признаки и свойства в течение жизни.

9. Факторы, вызывающие проявление мутаций.

10. Вид изменчивости, в результате которой образуется уникальный генотип .

Проверка, корректировка, самооценка

Мутация от латинского «mytatio» - изменение.  Это качественные и количественные изменения ДНК организмов, приводящие к изменениям генотипа.

Термин введён Гуго де Фризом в 1901 году.

-А к каким последствиям могут привести мутации? Всегда ли это болезни и физические уродства?

 Затрагивают ДНК в различной степени: отдельный ген, отдельную хромосому или весь генотип.   По уровню возникновения мутации делят на группы :

мутации

Геномные Изменение числа хромосом

Генные Изменение одного или нескольких нуклеотидов в пределах гена

Хромосомные Изменение формы и размера хромосом

Генные мутации:   Изменение одного или нескольких нуклеотидов в пределах гена, их часто называют точечными. Они возникают при репликации ДНК, вместо комплементарных пар А-Т и   Г-Ц возникают неправильные сочетания, в результате возникают новые сочетания нуклеотидов, которые кодируют новые или изменённые белки. Такие казалось бы незначительные изменения приводят к серьёзным, неизлечимым заболеваниям. Дальтонизм, гемофилия, отсутствие пигментации – всё это генные мутации.  В чем же парадоксальность проявления генных мутаций? мутаций? Рассмотрим на примере.   Даны два белка и кодирующие их участки ДНК:

…Треонин- пролин- глутаминовая к-та - глутаминовая к-та ….                                                          

   ---  ТГА  -       ГГА     -          ЦТТ                -             ЦТТ      ---                                          

…Треонин- пролин- валин - глутаминовая к-та ….                                                          

---  ТГА  -        ГГА        -ЦАЦ                 -ЦТТ--                                                                                                                                                            

при  замене 1 аминокислоты (глутаминовой кислоты на валин) из 146 в молекуле гемоглобина возникает тяжелое заболевание – серповидно-клеточная анемия.

В данном примере, несмотря на замену одного из триплетов структура белка не изменяется  (избыточность генетического кода)  - закономерности трансляции.

Ген долголетия: Парадокс данного гена состоит в том, что вариация, присутствующая в клетках долгожителей, встречается крайне редко, потому что такая мутация является невыгодной с точки зрения эволюции. Так, изменение FOXO3A, с одной стороны, увеличивает продолжительность жизни, но, с другой, может замедлять процессы развития, в том числе негативно сказываться на фертильности и способности к размножению. И в ходе естественного отбора, главной задачей которого было оставить наиболее плодовитых особей, эта вариация гена стала встречаться крайне редко. Вот почему долгожителей на Земле так мало.

Использует ли человек генные мутации?

Хромосомные мутации:  значительные изменения структуры хромосом, затрагивают несколько генов.  В зависимости из изменений их делят на группы: (работа с учебником)

А) утрата  - отрыв концевой части хромосомы (хромосомная мутация в 21 хромосоме человека вызывает острый лейкоз и приводит к смерти).

Б) делеция – утрата средней части (тяжелые заболевания, летальный исход)

В) дупликация –удвоение какого-либо участка

Г) инверсия – разрыв хромосомы в 2-х местах, разворот получившегося фрагмента на 180°и обратное встраивание на место разрыва.

Д) транслокация- участок хромосомы прикрепляется к другой, не гомологичной ей.

Возникают при нарушениях процесса деления.

Хромосомные мутации: закономерно приводят к гибели организмов, так как затрагивают целые хромосомы (организмы нежизнеспособны: мутация 21 хромосомы человека приводит к тяжелой лейкемии и смерти.)

 Парадокс: вирусы (бактериофаги) могут терять значительную часть своей единственной хромосомы и  замещать его чужеродной ДНК. При этом не только сохраняют свою функциональную активность, но и приобретают новые свойства. Возможно, появление таких болезней как, птичий и свиной грипп – следствие хромосомных мутаций вирусов. У некоторых видов животных и растений при транслокации возникают так называемые новые хромосомные расы, что приводит к видообразованию (тараканы, скорпионы, дурман, пион).

Случайный обрыв Х- хромосомы привёл к разделению полов на мужской (появилась У-хромосома ) и женский.

Геномные мутации:  изменение числа хромосом

А) не кратно гаплоидному набору (± 1 хромосома)- гетероплоидия – синдром Дауна («солнечные дети») Шерешевского – Тернера.

Б) кратно гаплоидному набору ( увеличение числа хромосом в 2, 4 и более раз) –полиплоидия. Свойственна растениям, приводит к увеличению массы и урожайности. Получают искусственно, путём воздействия на клетку колхицина (разрушает веретено деления).

Так как данный вид мутаций приводит к изменению числа хромосом, новый организм репродуктивно изолируется, что приводит к закономерному эволюционному процессу – видообразованию.

Парадокс: нечётные полиплоиды (триплоиды, пентаплоиды) стерильны, четные (гексо- тетра-)  способны к размножению и имеют эволюционное значение. Но если число хромосом превышает, оптимальное для данного вида,  также становятся стерильными.

Упражнения для снятия зрительного утомления

1. Зажмурить глаза. Открыть глаза (5 раз).

2. Круговые движения глазами. Головой не вращать (10 раз).

3. Не поворачивая головы, отвести глаза как можно дальше влево. Не моргать. Посмотреть прямо. Несколько раз моргнуть. Закрыть глаза и отдохнуть. То же самое вправо (2-3 раза).

4. Смотреть на какой-либо предмет, находящийся перед собой, и поворачивать голову вправо и влево, не отрывая взгляда от этого предмета (2-3 раза).

5.  Поморгать 10-15 с. Отдохнуть, закрыв глаза.

Свойства мутаций:

1.    возникают случайно, стихийно

2.    затрагивают гены, хромосомы и генотип.

3.    Частота возникновения - единичны

4.    Носят ненаправленный характер

5.    Наследуются генеративные.

6.    Бывают вредные, полезные и нейтральные

Мутагенные факторы:

1.радиация

2.температура

3.химические вещества (никотин, бензопирен, метиловый спирт)

4.Рентгеновское излучение

5.вирусы

Сказать о здоровьесбережении!!!!

И в заключении случайные мутации приводят к видообразованию). Многообразие видов это закономерный эволюционный процесс, который происходит во многом благодаря мутациям, но в результате естественного отбора сохраняются только полезные мутации.

 Итак, мутации это парадокс или закономерность? С одной стороны – это закономерные изменения под влиянием факторов окружающей среды, с другой  это парадокс, так как появляются новые виды, выживают совсем необычные организмы.

Появляясь внезапно, мутации, как и революции, разрушают и созидают, но не уничтожают законы природы. Они сами подчинены им.

Рабочая карта.

Тема урока «………………………………………………………»

Качественны и количественные  изменения ДНК организмов, приводящие к изменениям генотипа называют _______________________.

Термин введён ____________________________________________________