Розробка уроку на тему: Мутації: види мутацій, причини та наслідки мутацій

9 клас (біологія)

Тема. Мутації: види мутацій, причини та наслідки мутацій

Мета: сформувати поняття «мутації», «мутагени»; ознайомити з видами мутацій, різноманітними класифікаціями мутацій; розкрити причини та наслідки мутацій; навести конкретні приклади мутацій; розвивати увагу, спостережливість, пам’ять, мову, мислення, уміння порівнювати, аналізувати й узагальнювати інформацію, встановлювати причинно-наслідкові зв’язки; виховувати ціннісне ставлення до власного здоров’я та ціннісне ставлення до всього живого; формувати науковий світогляд, інтерес до предмета, розширювати кругозір учнів.

Обладнання: малюнки й фотографії ознак, що демонструють різні види мутаційної мінливості та мутагенів, мультимедійна дошка.

Тип уроку: урок засвоєння нових знань.

Хід уроку

І. Організаційний момент

ІІ. Актуалізація навчальної діяльності

Складання асоціативного кросворду

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності

Метод «Вікно в історію»

Людей, які відрізнялись від решти через певні відхилення у зовнішності здавна вважали монстрами, різного роду виродками. Їх усіляко клеймили, у часи інквізиції їх навіть піддавали різного роду тортурам через їх буцімто диявольське походження. В кращому випадку цих осіб показували на ярмарках за гроші в якості дивини.

Зараз же є розуміння природної, а не потойбічної появи цього явища.

Питання до учнів: що є причиною даних змін людського організму? Так. Звичайно, це генетичні мутації. Про них сьогодні і піде мова на уроці (оголошення теми та мети уроку)

Метод «Проблемне питання»

Чи можуть мутації бути корисними? (Заслуховування відповідей учнів).

ІV. Вивчення нового матеріалу

Прослухайте, будь ласка, інформацію та проаналізуйте її.

Частота народження дітей із синдромом Дауна зростає від 0,5 % у 30-річних жінок до 2 % у 45-річних. Загальна ймовірність виникнення різноманітних спонтанних мутацій у дітей, народжених матерями віком понад 42 роки, становить близько 30 %. У сорокарічних чоловіків кількість нащадків з карликовим зростом, вкороченими кінцівками, сідлоподібним носом зростає вдесятеро порівняно з двадцятирічними.

Як ви гадаєте, з чим пов’язане виникнення цієї мутації?
Чому саме вік впливає на підвищення відсотка мутацій?

Коржинський Сергій Іванович (1861–1900) — російський ботанік, один із засновників фітоценології, незалежно від Гуго де Фріза обґрунтував мутаційну теорію («теорію гетерогенезу»), протиставив її дарвінізму.

Мутаційна мінливість є явищем, спільним для організмів різного рівня організації. На сьогоднішній день відомі мутації у всіх класів тварин, рослин і вірусів. Існує багато мутацій і в людини.

Згідно із законом М. І. Вавилова, у тварин мають траплятися фенотипи, що аналогічні спадковим хворобам людини. Дійсно, багато патологічних станів, що виявлені у тварин, можуть бути моделями спадкових хвороб людини. Так, у собак спостерігається гемофілія, яка зчеплена зі статтю. Альбінізм виявили у багатьох видів гризунів, кішок, собак, птахів і плазунів. Для вивчення м’язової дистрофії використовують мишей, велику рогату худобу, коней; епілепсії — кролей, пацюків, мишей; аномалій у будові ока — гризунів, собак, свиней та інших тварин. Спадкова глухота існує у гвінейських свинок, мишей і собак. Вади будови обличчя людини, що є гомологами заячої губи (розщілини верхньої губи) та вовчої пащі (розщілини верхньої щелепи і твердого піднебіння), спостерігаються у лицьовому відділі черепа мишей, собак, свиней. На спадкові хвороби обміну речовин в організмі, наприклад ожиріння й цукровий діабет, хворіють також миші.

Мутації — це якісні та структурні зміни генетичного матеріалу, які передаються від покоління до покоління

Завдання групам: опрацювати наданий матеріал в інтернеті , знайти наслідки мутацій

1. Фізичні мутагени. Найбільш ефективним фізичним мутагеном є іонізуюче випромінювання. Проходячи крізь клітини, рентгенівські промені, гамма-промені, ядерні частинки й інші іонізуючі випромінювання на своєму шляху вибивають електрони із зовнішніх оболонок атомів або молекул, перетворюючи їх на позитивно заряджені частинки. Іонізуюче випромінювання може вплинути на ДНК як прямо, так і опосередковано, через іонізовані молекули й атоми інших речовин.

До фізичних мутагенів належить також ультрафіолетове випромінювання, що було встановлено радянськими генетиками на початку 20-х років. Однак його мутагенний ефект істотно менший, ніж у іонізуючих випромінювань.

Ще більш слабкий ефект має підвищена температура, яка для теплокровних тварин і людини майже не має суттєвого значення внаслідок сталості температури їхнього тіла.

Фізичні мутагени:

• йонізуюче випромінювання;

• радіоактивний розпад;

• ультрафіолетове випромінювання;

• надмірно висока або низька температура.

2. Хімічні мутагени. Відомі кілька типів хімічних мутагенів, що відрізняються будовою та механізмом дії. Хімічні мутагени викликають мутації всіх типів. Хімічні мутагени були відкриті пізніше за фізичні. Значний внесок в їхнє вивчення зробила українська генетична школа, очолювана академіком С.М. Гершензоном. Дослідники щорічно відкривають нові хімічні мутагени (зокрема, акридинові барвники, нітритна кислота, гідроген пероксид, формальдегід (метаналь), деякі лікарські препарати тощо). Наприклад, алкалоїд колхіцин унеможливлює утворення веретена поділу, що спричинює подвоєння числа хромосомних наборів у клітині. Газ іприт (або гірчичний газ), який використовували як хімічну зброю, підвищує частоту мутацій у піддослідних мишей у 90 разів. Дія незначних концентрацій цього газу на самців дрозофіли значно підвищує частоту летальних мутацій в Х-хромосомі (до понад 7 %). Нітритна кислота здатна спричиняти генні мутації, пов'язані зі зміною пар нуклеотидів, наприклад ГЦ - на АТ, АТ - на ЦГ. Хімічними мутагенами, зокрема, є наркотичні речовини, небезпечний вплив яких виявляється не лише в людини, що їх вживає. Мутації, спричинені наркотиками, можуть передаватись нащадкам і викликати у них різноманітні спадкові захворювання і вади.

Хімічні мутагени:

• окисники та відновники (нітрати, нітрити, активні форми кисню);

• алкілуючі реагенти (йодацетамід);

• пестициди (гербіциди, фунгіциди);

• деякі харчові добавки (ароматичні вуглеводні, цикламати);

• продукти переробки нафти;

• органічні розчинники;

• лікарські препарати (препарати ртуті, імунодепресанти).

3. Біологічні мутагени. Існують біологічні мутагени: молекули ДНК і віруси. Установлено, що цілий ряд мутацій у тварин, рослин і людини — це результат дії вірусів. До біологічних мутагенів належать віруси та токсини, що виробляють деякі бактерії. В уражених вірусами клітинах мутації відбуваються значно частіше, ніж у здорових. Вивільнення вірусної ДНК та утворення вірусної частинки, яка потім заражає інші клітини, може супроводжуватись захопленням частини ДНК хазяїна. У такий спосіб віруси здатні переносити генетичну інформацію між різними особинами одного або різних видів (горизонтальне перенесення генів). Цей процес має важливе значення в еволюції прокаріотів.

Біологічні мутагени:

• специфічні послідовності ДНК — мігруючі генетичні елементи;

• деякі віруси (вірус кору, краснухи, грипу);

• продукти обміну речовин (продукти окислення ліпідів);

• антигени деяких мікроорганізмів.

Мутагени посилюють інтенсивність природного мутаційного процесу в 10—100 разів, а найпотужніші хімічні супермутагени — у тисячі разів.

Фізхвилинка. Дихальна гімнастика. Уявіть, що у Вас в правій руці квітка. Подивіться на неї, що це за квітка, якого вона розміру, кольору, який в неї запах.

Уявіть, що в лівій руці у Вас свічка. Подивіться на неї, що це за свічка, якої форми, кольору.

Тепер повільно вдихніть аромат Вашої квітки, і цім повітрям повільно загасить свічку.

Ще раз вдихніть аромат квітки…, загасить свічку….

Ваш організм звільнився від використаного повітря, а кожна клітинка отримала свіжу порцію кисню і готова для продовження активної роботи.

IV. УЗАГАЛЬНЕННЯ, СИСТЕМАТИЗАЦІЯ Й КОНТРОЛЬ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ УЧНІВ. Виконання тестових завдань:

Що таке мутаційна мінливість:

а) зміна генотипу;

б) зміна фенотипу;

в) зміна генотипу і фенотипу.

Які мутації називають індукованими?

а) ті що виникають раптово під впливом певних чинників;

б) виникають під впливом цілеспрямованої діяльності людини.

3. Що таке мутагени?

а) гени, що зявилися у результаті мутацій;

б) чинникі які викликають мутації;

в) організми які з’явилися у результаті мутацій.

4. Закон гомологічніх рядів у спадковій мінливості відкрив;

а) Г. Міллер;

б) М.І. Вавілов;

в) Т. Морган

5. Установіть відповідність між мутагенами та їх групами:

1. Фізичні мутагени

2. Хімічні мутагени

3. Біологічні мутагени

а) колхіцин

б) флюорографія

в) ультрафіолетове опромінення

г) низькі температури

д) газ іприт

є) синтетичні миючі засоби

е) вірус краснухи

ж) рентгенівське опромінення

з) концерогенні харчові домішки

і) вірус грпу

Підбиття підсумків уроку, рефлексія

— Сьогодні на уроці я зрозумів, що…

— У мене виникло запитання щодо…

V. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

1) Вивчити матеріал § підручника.

2) підготувати додаткову інформацію за вибором «Охорона людей від дії мутагенів», «Наслідки вибуху на атомній електростанції ЧАЕС»

VI. ПІДВЕДЕННЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

Види мутацій у природі(перегляд відео ролика https://www.youtube.com/watch?v=66ArsJp5SNs)

VІІ. Домашнє завдання

1.Що таке мутаційна мінливість:

а) зміна генотипу;

б) зміна фенотипу;

в) зміна генотипу і фенотипу.

2.Які мутації називають індукованими?

а) ті що виникають раптово під впливом певних чинників;

б) виникають під впливом цілеспрямованої діяльності людини.

3. Що таке мутагени?

а) гени, що зявилися у результаті мутацій;

б) чинникі які викликають мутації;

в) організми які з’явилися у результаті мутацій.

4. Закон гомологічніх рядів у спадковій мінливості відкрив;

а) Г. Міллер;

б) М.І. Вавілов;

в) Т. Морган

5. Установіть відповідність між мутагенами та їх групами:

1. Фізичні мутагени

2. Хімічні мутагени

3. Біологічні мутагени

а) колхіцин

б) флюорографія

в) ультрафіолетове опромінення

г) низькі температури

д) газ іприт

є) синтетичні миючі засоби

е) вірус краснухи

ж) рентгенівське опромінення

з) концерогенні харчові домішки

і) вірус грпу

1.Що таке мутаційна мінливість:

а) зміна генотипу;

б) зміна фенотипу;

в) зміна генотипу і фенотипу.

2.Які мутації називають індукованими?

а) ті що виникають раптово під впливом певних чинників;

б) виникають під впливом цілеспрямованої діяльності людини.

3. Що таке мутагени?

а) гени, що зявилися у результаті мутацій;

б) чинникі які викликають мутації;

в) організми які з’явилися у результаті мутацій.

4. Закон гомологічніх рядів у спадковій мінливості відкрив;

а) Г. Міллер;

б) М.І. Вавілов;

в) Т. Морган

5. Установіть відповідність між мутагенами та їх групами:

1. Фізичні мутагени

2. Хімічні мутагени

3. Біологічні мутагени

а) колхіцин

б) флюорографія

в) ультрафіолетове опромінення

г) низькі температури

д) газ іприт

є) синтетичні миючі засоби

е) вірус краснухи

ж) рентгенівське опромінення

з) концерогенні харчові домішки

і) вірус грпу

1.Що таке мутаційна мінливість:

а) зміна генотипу;

б) зміна фенотипу;

в) зміна генотипу і фенотипу.

2.Які мутації називають індукованими?

а) ті що виникають раптово під впливом певних чинників;

б) виникають під впливом цілеспрямованої діяльності людини.

3. Що таке мутагени?

а) гени, що зявилися у результаті мутацій;

б) чинникі які викликають мутації;

в) організми які з’явилися у результаті мутацій.

4. Закон гомологічніх рядів у спадковій мінливості відкрив;

а) Г. Міллер;

б) М.І. Вавілов;

в) Т. Морган

5. Установіть відповідність між мутагенами та їх групами:

1. Фізичні мутагени

2. Хімічні мутагени

3. Біологічні мутагени

а) колхіцин

б) флюорографія

в) ультрафіолетове опромінення

г) низькі температури

д) газ іприт

є) синтетичні миючі засоби

е) вірус краснухи

ж) рентгенівське опромінення

з) концерогенні харчові домішки

і) вірус грпу

йонізуюче випромінювання;

радіоактивний розпад;

ультрафіолетове випромінювання;

надмірно висока або низька температура.

окисники та відновники (нітрати, нітрити, активні форми кисню);

алкілуючі реагенти (йодацетамід);

пестициди (гербіциди, фунгіциди);

деякі харчові добавки (ароматичні вуглеводні, цикламати);

продукти переробки нафти;

органічні розчинники;

лікарські препарати (препарати ртуті, імунодепресанти).

деякі віруси (вірус кору, краснухи, грипу);

продукти обміну речовин

Ген хромосома мутація

Ген

Хромосома

Мутація

ПIБ	Я	Група	Вчитель

ПIБ

Група

Вчитель

ПIБ	Я	Група	Вчитель

ПIБ

Група

Вчитель

Фізичні мутагени

Хімічні мутагени

Біологічні мутагени

‹

›