Какое свойство живых организмов противоположно

1. Какое универсальное свойство живых организмов, противоположное наследственности, отражает взаимосвязь организмов с внешней средой? Приведите примеры проявления этого свойства.

Изменчивость – это свойство, противоположное наследственности. Оно проявляется в несходстве потомков с предыдущими поколениями, в несходстве особей одного и того же поколения и даже среди родственных организмов.

2. Охарактеризуйте источник генетического разнообразия внутри любого вида организмов. Что входит в резерв наследственной изменчивости вида?

Формировать резерв наследственной изменчивости- это изменения признаков организма, которые определяются генотипом и сохраняются в ряду поколений. Иногда это крупные изменения, например коротконогость, отсутствие рогов у домашнего скота, отсутствие пигмента (альбинизм) или оперения. В результате таких изменений возникли также карликовый рост душистого горошка, красная береза, растения, дающие махровые цветки, но чаше это мелкие, едва заметные уклонения от нормы.

3. На какие группы делятся мутации по характеру проявления? При каких условиях некоторые вредные рецессивные мутации могут оказаться полезными?

Классифицируют мутации по различным основаниям:
1) по уровню организации генетического материала (ген, хромосома, геном);
2) по месту возникновения (половые или соматические клетки);
3) по характеру проявления (рецессивные или доминантные);
4) по влиянию на организм (полезные или вредные, в т. ч. летальные, т. е. приводящие к гибели организма), в зависимости от причин (спонтанные или индуцируемые).

При изменении условий внешей среды некоторые мутации могут оказаться полезными.

4. Прочитайте информацию о соматических мутациях. Какое практическое значение имеют знания об этом виде мутаций? Какой способ размножения следует применить для сохранения последующих поколениях растений полезных соматических мутаций?

Соматическая мутация – это модификация гена в определенных клетках в период индивидуального развития организма.

Наука уже давно доказала, что у растений соматическая мутация встречается довольно часто. Примером могут служить почковые вариации, которые детально описал Ч. Дарвин. Такие изменения чаще всего происходят у фруктовых деревьев и декоративных растений и используются для выведения их новых сортов. Разные виды яблок, апельсинов и прочих различных фруктов были получены благодаря обнаружению человеком некоторых ветвей, которые имели отличие от всего дерева. Это может быть и скорость созревания, и размер, и форма, и количество плодов.

Используя вегетативные отростки от таких ответвлений, можно получить деревья с идентичными особенностями материнской части. Считается, что первоначальное свое происхождение они получили от трансформаций начальной клетки в точке роста. Исходя из того, что растения не имеют крайне обособленного пути на зачаточном уровне, подтверждается факт полового размножения при вегетативных мутациях. Это возможно в случае, когда трансформация проникла в субэпидермальный слой, так как из него формируются половые клетки. В результате у одного и того же растения могут встречаться как модифицированные, так и не затронутые мутацией ткани, отличающиеся друг от друга.

5. Ответьте на вопросы: 1. С какими видами мутаций связано изменение структуры хромосом? 2. Почему разновидностью мутаций считается изменение кариотипа? 3. Каким образом проявляется анэуплоидия? 4. Почему изменение кариотипа приводит к изменению генного баланса?

1. Генными мутациями.

2. Мутация – это изменение набора хромосом клетки, т. е. кариотипа.

3. Причина анеуплоидии – нерасхождение хромосом одной или нескольких пар в анафазе I мейоза. В норме гомологичные хромосомы должны направиться к разным полюсам клетки, но под воздействие негативных факторов они присоединяются к одному и тому же полюсу. В итоге образуются гаметы (репродуктивные клетки), которые содержат на одну или несколько хромосом больше (меньше), чем должно быть.

4. Кариотип – это набор признаков, присущий полному набору хромосом, поэтому его изменение приводит к изменению геного баланса.

6. Найдите в тексте характеристику свойств мутаций. К каждому свойству подберите по возможности примеры проявления мутаций у растений, животных, микроорганизмов, грибов и пр.

Свойства мутаций	Примеры проявления этих свойств
1. Передаются по наследству
2. Вызываются разнообразными внутренними и внешними факторами
3. Возникают скачкообразно и внезапно, иногда повторно
4. Может мутировать любой ген

7. Перечислите факторы, которые способны вызвать различные мутации. Ответьте, почему получение мутаций (или их случайное возникновение) имеет большое практическое значение.

Радиация, различные мутагены, например, никотин, колхицин. В большинстве случаев мутации имеют отрицательное значение, но есть и положительные, так как способствует эволюции.

8. Изучите раздел о комбинативной изменчивости. Ответьте, можно ли этот вид изменчивости считать мутацией. Объясните почему?

Нельзя. Существует комбинативная изменчивость, которая вызвана кроссинговером и независим расхождением хромосом, а существует мутационная изменчивость: спонтанная.

9. Используя любые информационные источники, докажите, что комбинативная изменчивость лежит в основе возникновения бесконечно большого наследственного разнообразия, наблюдаемого у представителей любой систематической группы живых организмов.

Комбинативная наследственная изменчивость возникает в результате обмена гомологичными участками гомологичных хромосом в процессе мейоза, а также как следствие независимого расхождения хромосом при мейозе и случайного их сочетания при скрещивании.

Все эти преобразования генома, не изменяя самих генов и хромосом, меняют характер взаимодействия генов, создавая бесчисленное множество уникальных генотипов. В результате этих процессов могут возникать новые наследственные признаки, играющие существенную роль в эволюционном процессе, как механизм, обеспечивающий сочетание наиболее приспособительных признаков и свойств для выживания организмов.

Сохраните или поделитесь с одноклассниками:

Источник

Тема: «Основы генетических знаний»

Цель: сформировать знания учащихся об основных этапах развития генетики как науки о наследственности и изменчивости живых организмов и ее значении в современном мире.

Задачи урока:

познакомить учащихся с историей возникновения и развития генетики как науки;

способствовать развитию познавательного интереса учащихся к изучению проблем генетики;

подвести учащихся к выводу о ведущей роли генетики в решении глобальных проблем человечества.

Оборудование: мультимедийный проектор, презентация.

Ход урока

Вводная часть.

И что же видят? ..За столом сидят чудовища кругом

Один в рогах с собачьей мордой, другой с петушьей головой

Здесь ведьма с козьей бородой, тут остов чопорный и гордый

Там карла с хвостиком, а вот полужуравель и полукот

А.С.Пушкин

(слайд)

Из тьмы времен, сквозь толпы племен и народов пробилась к нам легенда о Химере. Она пришла к нам из Древней Греции. Химера – это порождение стоглавого огнедышащего чудовища Тифона и полуженщины-полузмеи Ехидны, невиданное существо с львиной пастью, козьим туловищем и хвостом змеи.

А еще фантазия людей создала стремительных кентавров – полуконей – полулюдей, коварных русалок – полурыб – полудев, сирен – полуженщин – полуптиц, своим сладостным пением завлекающих моряков, крылатого коня поэтов Пегаса, ужасающих драконов, фавнов, гарпий, сфинксов…

Сказочные чудовища – такой же старый пунктик человека, как и мысль о философском камне алхимиков. Однако парадокс нашего времени в том и состоит, что все мысленно возможное обретает плоть и кровь. Ядерная физика позволила превращать одни элементы в другие. А вот теперь, благодаря биологическим знаниям очередь дошла и до воссоздания химер (право, они не всегда имеют отталкивающий вид). (слайд)

Вопрос: как называется наука, благодаря которой легенды о химерах могут стать реальностью уже в наше время?

Раздел биологии, изучающий такие важные свойства организма, как сохранение и передача наследственной информации из поколения в поколение, а также возможность изменяться под действием окружающей среды – это генетика. Молодая наука имеет свою долгую историю, и не всегда ее открытия были понятны и восприняты в обществе.

Как вы думаете, чем же мы будем сегодня заниматься? (познакомимся с наукой генетикой, узнаем, что она изучает, каково ее значение в современном мире)

Открываем тетради, записываем тему урока «Основы генетических знаний»

Прошу обратить ваше внимание на экран. (Лица детей и их родителей. Не правда ли, удивительное сходство)).(слайд)

Задание: Определите, какой щенок здесь лишний. по какому принципу вы это сделали? что вам помогло?

Какой вывод из этого мы можем сделать? (Признаки и особенности дети наследуют от родителей) может быть, кто-то из вас знает, как называется это свойство всего живого?

Почему дети похожи на родителей?

Потому что потомство получает наследственные признаки от родителей.

Значит наследственность – это одно из основных свойств живых организмов. Что, по вашему мнению, означает наследственность? Для всех ли организмов характерно это свойство?

Наследственность – это свойство живых организмов передавать свои признаки потомству.

Приведите примеры русских поговорок, отражающих это свойство организма.

А теперь, вспомните знаменитую сказку Г.Х.Андерсена «Гадкий утенок». Почему из яйца, которое насиживала утка, вывелся лебедь?

Ученики после обсуждения приходят к мысли, что яйцо птицы – это оплодотворенная яйцеклетка, в ядре которой хранится наследственная информация родителей.

На следующем этапе урока ставится задача раскрыть содержание проблем, разрабатываемых генетикой.

В чем биологический смысл наследственности? (Сохранение вида)

Что является носителем наследственной информации, и какие, процессы обеспечивают передачу наследственной информации от родителей к потомству?

Носителем информации являются хромосомы. В процессе деления хромосомы удваиваются. Каждая хромосома образует дочернию и при делении одной клетки, образуются две дочерние с одинаковым количеством хромосом.

У разных видов живых организмов разное количество хромосом. Например: у собаки – 78, у обезьяны – 48, у человека – 46, у пшеницы – 14 и т.д. Хромосом не много, а наследственных признаков у каждого организма намного больше. Где же в хромосоме хранится информация о наследственных признаках?

(слайд) Информация хранится в генах. Ген – это участок хромосомы, где содержится информация о первичной структуре белка.

Мы выяснили, что гены определяют признаки и свойства организма.

– Что такое ген? (участок ДНК)

далее формируем более полное представление о гене:

Гены могут изменяться (мутации)
Каждый ген представлен двумя и более разновидностями (конкретными состояниями)

АЛЛЕЛЬ – конкретное состояние гена (слайд)

Аллельные гены обозначаются одной буквой;
Гены находятся в хромосомах (слайд «Расположение генов в хромосомах»)
Соматические клетки имеют (2п) – диплоидный набор хромосом, половые – гаплоидный (п).

ЛОКУС – конкретное место нахождения гена в хромосоме;

Понятия «ген» и «аллель» в определенной степени синонимы («ген» – более широкое понятие; «аллель» – конкретное)

Совокупность генов (аллелей) в организме составляет его генотип; (слайд)
Совокупность свойств и признаков организма составляет его фенотип.
Прочитать стихотворение С. Михалкова “Дядя Стёпа”, найти и назвать слова, отвечающие за фенотип отца и ребёнка. (слайд)
В доме восемь дробь один
У заставы Ильича
Жил высокий гражданин
По прозванью Каланча,
По фамилии – Степанов
И по имени – Степан,
Из районных великанов
Самый главный великан.
У Степана сын родился
Малыша зовут Егор
Возле мамы на кровати
На виду у прочих мам
Спит ребёнок небывалый
Не малыш, а целый малый,
Весит он пять килограмм.
Богатырь, а не ребёнок,
Как не верить чудесам,
Вырастает из пелёнок
Не по дням, а по часам.

Затем рассматривается проблема изменчивости организмов, которая трактуется как свойство, противоположное наследственности.

ИЗМЕНЧИВОСТЬ – способность организмов изменять свои признаки и свойства.

– В чем биологический и эволюционный смысл изменчивости? (обеспечивает выживание вида).

Приводятся примеры изменчивости:

А) снижение урожая зерновых при плохом агрофоне, низкая удойность молока при плохом кормлении коров, светло-зеленый цвет листьев при недостатке азота, света;
Б) появление среди людей альбиносов, шестипалых людей, карликов и т.д.;
В) люди живущие на планете Земля, такие одинаковые и такие не похожие. Среди них не найдешь генетических и психологических двойников – ни по соседству, ни на противоположной стороне планеты, ни в прошлой истории человечества, ни в будущем. (слайд)

Далее учитель с помощью учащихся называет задачи, решаемые наукой генетикой. Творческое задание для всего класса.

Прочитайте две цитаты из работ известных биологов – генетиков. О каком важном открытии они говорят? Почему именно эти открытия так важны для современной науки?

«Расшифровка структуры генома – это точка на первой странице в толстой книге, которую еще должно написать человечество. Начинается новый, третий этап в биологии: после дарвиновской, описательной, и молекулярной биологии последних 50 лет биология функциональная, которая будет напрямую влиять на жизнь людей». (акад. Л.Киселев).

«Человека больше всего на свете интересует он сам. Все, что имеет к нему отношение, – предмет наивысшего внимания. Со временем пришло понимание того, что все упирается в биологию человека, а вся биология человека упирается в геном. Козьма Прутков говорил: зри в корень. В организме человека главный «корень» – это и есть геном». (проф. В.З. Тарантул).

Идеи и методы генетики получили широкое применение в современной науке. Мы не представляем свою жизнь без этих знаний.

Творческое задание для всего класса.

Для решения каких проблем человечество использует генетические знания? Рассмотрите рисунок слайда и предложите не менее 5 вариантов. Обсудите в классе свои предложения.

Какие задачи решает генетика? (Слайд)

Изучение веществ и структур, которые составляют материальные основы наследственности, обеспечивают преемственность между поколениями, определяют сходство индивидуального развития.

Изучение механизмов реализации наследственной информации в процессе индивидуального развития организмов.
Изучение вопросов влияния окружающей среды на формирование признаков в процессе индивидуального развития организмов.
Изучение изменчивости как всеобщего свойства организмов, форм и причин этого явления.

Учащиеся делают вывод. Озвучивают цель и задачи генетики.

Вернемся к началу урока к вопросу создания химер. (слайд)

Попыткам современных ученых создать животных с человеческими органами предшествовали долгие годы исследований, и вот эти планы начали воплощаться в жизнь. Однако противники подобных экспериментов обеспокоены этической стороной вопроса.

Какие новые комбинации недочеловеков должны быть произведены и с какой целью? В какой момент он считается человеком? И какие права, если таковые имеются, должны иметь эти химеры?
Китайские ученые в 2003 году успешно объединили клетки человека с кроликом. Эмбрион, первого человека-животного был успешно создан. Ему было позволено развиваться в течение нескольких дней в лаборатории, прежде чем ученые уничтожили эмбрионы, чтобы собрать их стволовые клетки.
В Миннесоте в прошлом году исследователи создали свиней с человеческой кровью, циркулирующей в их телах.
В Калифорнии готовится эксперимент уже в этом году для создания мышей с человеческими мозгами.
Ученые считают, что, чем больше будет создано человекоподобных животных, тем лучше проводить исследования для тестирования препаратов или, возможно, выращивать “запчасти”, такие как печень, для пересадки людям. Наблюдая, как человеческие клетки созревают и взаимодействуют в живом существе может привести к открытиям новых методов лечения.

Можете объяснить, зачем ученые создали эти гибриды? И насколько подобные эксперименты важны для науки?

Однако в последнее время все чаще говорят о генетических открытиях как о шаге в пропасть для всего человечества.

Творческое задание для всего класса.

Прочитайте высказывание известного ученого. Согласны ли вы с ним? Свой ответ аргументируйте.

«Дальнейший прогресс человечества во многом связан с развитием генетики. Вместе с тем необходимо учитывать, что неконтролируемое распространение генноинженерных живых организмов и продуктов может нарушить биологический баланс в природе и представлять угрозу здоровью человека». (В. А. Аветисов).

Химера из стволовых клеток
Успешная трансплантация органов — не что иное, как создание химеры, ведь человек потом живет с чужим органом и чужой ДНК. Пересадка органов — порой единственный способ спасти жизнь, и на нее соглашаются, даже если последствия непредсказуемы.
Чтобы уменьшить риск отторжения органа, ученые предлагают выращивать его из собственных клеток пациента, только в другом организме, например в свинье, чей метаболизм во многом схож с человеческим. Это означает, что нужно создать химеру, то есть внедрить клетки человека в организм другого существа.
Открытие плюрипотентных стволовых клеток значительно упростило технологию. Эти клетки образуются на раннем этапе развития эмбриона. Они могут долго пребывать в неоформленном состоянии, но также способны сформировать любой орган или ткань во взрослом организме. Их внедряют в эмбрион животного, который затем подсаживают в суррогатную самку, и ждут рождения существа-химеры. Помимо того что использование плюрипотентных клеток из эмбриона человека вызывает серьезные этические сложности, их количество в принципе ограниченно. Однако в трансплантологии эту проблему решают, перепрограммируя зрелые клетки взрослого человека обратно в плюрипотентные.
Химера в чашке Петри
В середине 1980-х британские ученые создали химеру из козы и овцы. Получившееся существо было покрыто частично козлиной шерстью, частично овечьей. Затем последовали опыты по скрещиванию двух тритонов с разной пигментаций, курицы и куропатки, крысы и мыши. В 2012 году в лаборатории генетика Шухрата Миталипова из Орегонского университета науки и здоровья (США) создали трех макак-резусов, содержавших клетки шести родителей.
В 2013 году ученые из Израиля получили эмбрионы мышей с человеческими клетками. В 2017-м скрестили свинью и человека. Хотя все эти опыты прекратили на ранних стадиях развития зародышей, они вызвали бурную дискуссию в научных кругах об этичности подобных исследований.
Разовьются ли у такого гибрида человеческие черты поведения? Возникнет ли у него сознание, как у нас, если, допустим, внедрить в животное стволовые клетки для выращивания ткани мозга? Может ли из человеческих половых клеток, вырабатываемых химерой, родиться ребенок? Все эти вопросы пока остаются без ответа. На всякий случай правительства некоторых стран ограничили и даже запретили опыты с химерами — до прояснения ситуации.

Выводы

Я думаю, что генетика – это наука настоящего и будущего, потому что _______ .

Изучая генетику, я хочу _____________ .

На мой взгляд, знания по генетике необходимы мне в жизни, так как ___________

Д.з. В СМИ найдите статьи, доказывающие важность генетических знаний для современного общества.

Источник