Конспект урока по биологии 10 класс "Наследственная и ненаследственная изменчивость."

Наследственная и ненаследственная изменчивость.

Задачи урока:

—  систематизировать и углубить знания об изменчивости и ее видах;

—  сформировать понятие о модификационной изменчивости, причинах ее проявления, приспособительном характере модификаций;

—  раскрыть сущность наследственной изменчивости; познакомить с формами наследственной изменчивости, с видами мутаций и факторами, способствующими их возникновению.

Планируемые результаты обучения

Предметные: — формулировать определения понятий «генотипическая изменчивость», «мутационная изменчивость», «мутация», «мутагенные факторы»;

— называть и характеризовать мутагенные факторы, виды мутаций по их воздействию на организм;

—  знать примеры взаимосвязей между воздействием мутагенов и возможностью возникновения мутаций;

— осознавать необходимость активного действия по предотвращению воздействия на организм человека мутагенов;

—  характеризовать источники комбинативной изменчивости.

Метапредметные

Познавательные: — использовать приемы мыслительной деятельности для обработки информации и структурирования ее в логическую схему;

— выявлять причинно-следственные связи (между воздействием мутагенов и возможностью возникновения мутаций).

Коммуникативные: — использовать речевые средства для изложения информации, аргументации своей точки зрения.

Регулятивные: — организовывать учебное сотрудничество с учителем и сверстниками. Личностные: формирование целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития биологии; осознание важности генетических знаний для сохранения здоровья человека; осознание ценности здоровья человека на основе знаний о мутагенах и возможных мутациях, связанных с их действием.

Ход урока

I. Актуализация и проверка знаний

Фронтальный опрос. Каковы основные положения современной хромосомной теории наследственности? Что вам известно о ее основоположнике Т.  Моргане? В каком случае справедливо правило независимого наследования признаков? Как наследуются гены, локализованные в одной хромосоме? Какое биологическое значение имеет кроссинговер? Какое практическое значение могут иметь генетические карты хромосом?

II. Изучение нового материала  (Лекция учителя с элементами беседы.)

С генетической точки зрения изменчивость представляет собой результат реакции генотипа в процессе индивидуального развития организма на условия внешней среды.

Изменчивость организмов является одним из главных факторов эволюции. Она служит источником для искусственного и естественного отборов.

Биологи различают наследственную и ненаследственную изменчивость. К наследственной изменчивости относят такие изменения признаков организма, которые определяются генотипом и сохраняются в ряду поколений. К ненаследственной изменчивости, которую Дарвин назвал определенной, а теперь называют модификационной, или фенотипической, изменчивостью, относят изменения признаков организма; не сохраняющиеся при половом размножении.

Наследственная изменчивость представляет собой изменение генотипа, ненаследственная изменчивость — изменение фенотипа организма.

В течение индивидуальной жизни организма под влиянием факторов внешней среды у него могут возникать два типа изменений: в одном случае изменяется функционирование, действие генов в процессе формирования признаков, в другом — сам генотип.

Мы познакомились с наследственной изменчивостью, возникающей в результате комбинаций генов и их взаимодействия.           

Комбинация генов осуществляется на основе двух процессов:

1) независимого распределения хромосом в мейозе и их случайного сочетания при оплодотворении;

2) перекреста хромосом и рекомбинаций генов.

Наследственную изменчивость, обусловленную комбинацией и рекомбинацией генов, принято называть комбинативной изменчивостью. При данном типе изменчивости сами гены не изменяются, изменяются их сочетание и характер взаимодействия в системе генотипа. Однако данный тип наследственной изменчивости следует рассматривать как вторичное явление, а первичным следует считать мутационное изменение гена.

Источником для естественного отбора являются наследственные изменения — как мутации генов, так и их рекомбинации.

Модификационная изменчивость играет ограниченную роль в органической эволюции. Так, если взять вегетативные побеги от одного и того же растения, например земляники, и выращивать их в различных условиях влажности, температуры, освещенности, на разных почвах, то несмотря на одинаковый генотип, они окажутся различными. Действием разных экстремальных факторов у них можно вызвать еще большие различия. Однако семена, собранные с таких растений и высеянные в одинаковых условиях, дадут однотипное потомство, если не в первом, то в последующих поколениях. Изменения признаков организма, вызванные действием факторов среды в онтогенезе, исчезают со смертью организма.

Модификационная изменчивость вызывается внешними факторами, но предел ее и степень выраженности признака контролируются генотипом. Так, однояйцевые близнецы сходны фенотипически и даже одинаково реагируют на разные условия (например, чаще всего переносят одни и те же заболевания). Но среда существенно влияет на формирование признаков. К примеру, у однояйцевых близнецов веснушки проявляются в разной степени в различных климатических условиях. У животных резкое ухудшение пищевого рациона может привести к похуданию одних и к смерти других особей. У человека при одинаково усиленном питании резко прибавит в массе тела гиперстеник, в меньшей степени - нормастеник, масса же астеника может вообще не измениться. Это свидетельствует о том, что генотип контролирует не только возможность организма изменяться, но и ее пределы. Предел модификации называется нормой реакции. Именно норма реакции, а не сами модификации, наследуется, т.е. наследуется способность к развитию того или иного признака. Норма реакции – это конкретная количественная я качественная характеристика генотипа, т.е. определенное сочетание генов в генотипе и характер их взаимодействия.

Мутационные изменения обязательно связаны с реорганизацией воспроизводящихся структур половых и соматических клеток. Коренное отличие мутаций от модификаций сводится к тому, что мутации могут точно воспроизводиться в длительном ряду клеточных поколений, независимо от условии среды, в которой осуществляется онтогенез. Это объясняется тем, что возникновение мутаций связано с изменением уникальных структур клетки — хромосоме.

Термин «мутация» был введен в генетику известным ученым Гуго де Фризом.

Мутация, по его определению, - это явление скачкообразного, прерывистого изменения наследственного признака.

Положения его теории мутирования не утратили значения до сих пор. Они таковы.

1. Мутация возникает внезапно, без всяких переходов.
2. Новые формы вполне устойчивы.
3. Мутации – это качественные изменения.
4. Они идут во всех направлениях и могут быть вредными, полезными и нейтральными.
5. Выявление мутаций зависит от количества особей, проанализированных для обнаружения мутаций.
6. Одни и те же мутации могут возникать повторно.

Де Фриз, к сожалению, противопоставил свою теорию теории Дарвина, считая мутации новыми видами. Это было ошибочное представление, которое было использовано врагами генетики и стоило жизни многим великим советским ученым в 40-х годах ХХ века.

 III. Закрепление знаний

Фронтальная беседа.

Почему модификационная изменчивость не считается наследственной? Что такое норма реакции? Приведите примеры. Что лежит в основе комбинативной изменчивости? Что такое мутационная изменчивость? В чем основные различия между модификациями и мутациями? Какие виды мутаций вам известны? Какие факторы способны вызвать увеличение мутаций? Каково значение генетики для медицины и селекции?

IV. Домашнее задание

 Изучить §  46 и статью «Мутагенные факторы» в § 48. Ответить на вопросы и выполнить задания в конце § 46 (устно).