«Урок «Внеядерная наследственность» 10 класс профиль»


Урок
Внеядерная наследственность
Цели урока: Продолжить формировать знания о внеядерной наследственности, видах, критериях и причинах внеядерной наследственности, ввести понятие «мужской стерильности», продолжать формировать у учащихся познавательный интерес к изучению научных проблем, связанных с генетикой.
Задачи урока:
1. Образовательные. Продолжить формировать знания о цитоплазматической наследственности. Продолжить формирование понятийного аппарата в области генетики и умения им пользоваться.. Продолжить формирование навыков работы с книгой. 2. Развивающие. Развитие умения самостоятельной работы с текстом. Развитие памяти и умения применять полученные знания (входе решения задач). Развитие умения обращаться к ранее изученному материалу. Развитие умения анализировать материал темы. Продолжить формировать умения читать и понимать научный текст.
3. Воспитательные. Воспитание ответственного отношения к самостоятельной работе. Воспитание критической оценки результатов одноклассников. Воспитание критического отношения к своим способностям и знаниям в ситуации выбора. Формировать научно – материалистическое мировоззрение собственных убеждений. Формировать трепетное отношение к своему организму как носителю уникального генотипа. Развивать представление о влиянии среды на формирование фенотипа.Тип урока: изучение нового материала
Вид урока: раскрывающий содержание темы.
Оборудование: проектор, учебник.
Ход урока
1. оргмомент2. мотивация учебной деятельности
Что такое наследственность?
В чем заключена информация о признаках организма?
Где находятся хромосомы?
Известно, что главными носителями наследственности во всех известных к настоящему времени живых системах являются гены, локализованные в хромосомах. Наследование этих генов подчиняется менделевским законам расщепления признаков в потомстве.
Наряду с этим объективно существует так называемая внеядерная или цитоплазматическая наследственность, которая обеспечивается репликацией и транскрипцией нуклеиновых кислот, располагающихся либо автономно в цитоплазме клетки, либо в составе некоторых органелл цитоплазмы (в частности – в митохондриях и в пластидах).
3. Формулирование темы урока, постановка цели
Итак, как вы думаете, о чем мы будем сегодня говорить?
Тема урока «Внеядерная наследственность» слайд 1
Цели урока:
Продолжить формировать знания о внеядерной наследственности, видах, критериях и причинах внеядерной наследственности,
ввести понятие «мужской стерильности»,
продолжать формировать у учащихся познавательный интерес к изучению научных проблем, связанных с генетикой.
4. Изучение нового материала
Слайд 2 Основоположником изучения внеядерной наследственности принято считать К. Корренса, который в 1908 году описал явление пестролистности у ночной красавицы – признака, который наследуется через пластиды.
Слайд 3 Совокупность внеядерных генетических элементов клетки принято называть плазмоном, а отдельные элементы этой системы – плазмогенами. Существует несколько основных критериев, которые позволяют отличить цитоплазматическую наследственность от хромосомной
Критерии внеядерного наследования:
1) различия в результатах реципрокных по полу скрещиваний в случаях, когда имеется явление гетерогаметности. Такие различия обусловлены тем, что сперматозоиды практически лишены цитоплазмы, поэтому признаки, детерминируемые внеядерными генами, будут наследоваться исключительно по материнской линии. Этот критерий цитоплазматической наследственности не применим для тех организмов, для которых характерно явление изогамии (грибы, водоросли), так как количество цитоплазмы обоих родителей в зиготе в этих случаях будет одинаково.
2) Невозможность выявить сцепления генов, т.к. некоторые хромосомные гены расположены в определенных локусах хромосом, обнаруживают сцепление с другими генами этой же хромосомы; их возможно картировать..3) Отсутствие типичного менделевского количественного расщепления в потомстве
Следует подчеркнуть, что вышеперечисленные критерии цитоплазматической наследственности, каждый по отдельности, не являются абсолютными, то есть наличие положительного ответа только по одному из них не дает возможности говорить «априори» о нехромосомной детерминации того или иного признака.
Лишь совокупный анализ всех этих критериев может дать утвердительный или, наоборот, отрицательный результат.
Слайд 5 Кроме того, существует целый ряд явлений, которые имитируют цитоплазматическую наследственность, однако не относятся к таковой. Это случаи наследования признаков через различные инфекции цитоплазмы, варианты длительных модификаций и, наконец, явление предетерминации цитоплазмы. Таким образом, лишь полный генетический анализ во всех его вариантах, помогает исследователям установить – осуществляется наследование либо ядерными генами, либо плазмагенами, либо имеет место имитация действия плазмагенов.
Слайд 6 Пластидная наследственность была впервые продемонстрирована К. Корренсом в 1908 году на примере наследования признака пестролистности у растения ночная красавица.
Известно, что у этого растения имеется разновидность, обладающая признаком пестролистность (то есть на одном растении одновременно находятся листья полностью зеленые и листья, в которых зеленая ткань чередуется с бесцветными полосами и пятнами – участками тканей, лишенных хлорофилла).
Пластидная наследственность
Оказалось, что если цветки у ночной красавицы образуются на зеленых ветвях такого пестролистного растения, то независимо от того, какой пыльцой их опылять, они дадут семена, из которых всегда вырастают нормальные зеленые растения. Если же семена завязываются на пестролистных побегах, то образуется потомство, смешенное в различном соотношении и состоящее из зеленых, пестролистных и неокрашенных растений (как правило, нежизнеспособных).
Слайд 7 Этот факт можно объяснить, предположив, что у пестролистных растений имеются два типа пластид: нормальные и аномальные, не способные образовывать хлорофилл. При размножении из нормальных происходят нормальные, а из аномальных – аномальные пластиды. Если семяпочка образуется на пестролистном побеге, то в ее клетках содержится два типа пластид (белые и зеленые).
Из такой семяпочки образуются яйцеклетки, содержащие в цитоплазме либо зеленые пластиды, либо белые пластиды, либо те и другие одновременно. При этом механизм распределения зеленых и белых пластид является совершенно случайным. Соответственно, случайным будет и распределения признаков окрашенности, неокрашенности и пестролистности в потомстве.
Передача пластидной наследственности происходит исключительно по материнской линии, так как пластиды находятся исключительно в яйцеклетках, но не в спермиях.
Это положение хорошо демонстрируется на примере реципрокных скрещиваний пестролистных и нормальных зеленых растений. Если в таком скрещивании в качестве материнского берется пестролистная форма, то она будет образовывать три типа яйцеклеток и, соответственно, в потомстве будет наблюдаться расщепление. Если же в качестве материнского растения берется нормальная (зеленая) форма, то в этом случае тип образующихся яйцеклеток будет всегда один – все с пластидами.
Цитоплазматическая мужская стерильность
Слайд 8-10 Другим примером цитоплазматической (также пластидной) наследственности считают явление цитоплазматической мужской стерильности (ЦМС), которая была обнаружена у многих растений – кукурузы, лука, льна, свеклы.
Кукуруза – однодомное растение; женские цветки у нее собраны в початок, мужские – в метелку. Иногда в метелке встречаются недоразвитые пыльники, содержащие стерильную пыльцу. Выяснилось, что стерильность пыльцы определяется некоторыми особенностями цитоплазмы.
Если растение, обладающее ЦМС, опылить пыльцой взятой от других растений, то в потомстве будут наблюдаться формы со стерильной пыльцой. Следовательно, признак мужской стерильности передается по материнской линии. Даже когда все 10 пар хромосом стерильного по пыльце растения замещали хромосомами растений с нормальной пыльцой, то мужская стерильность сохранялась.
Цитоплазму, которая обуславливает мужскую стерильность, принято обозначать как цит(s), соответственно, нормальную цитоплазму обозначают как цит(n). Генетический анализ показал, что на явление мужской стерильности, помимо цитоплазматических факторов, влияет также и ядерный генотип растения. Так, цитоплазма цитs может обусловить стерильность только при наличии в генотипе рецессивного гена rf в гомозиготном состоянии. Если же в генотипе присутствует доминантный ген RF (даже в гетерозиготном состоянии), растение имеет нормальную фертильную пыльцу. Следовательно, ядерный ген RF способен восстанавливать фертильность пыльцы.
Такие взаимоотношения между цитоплазмой и ядерным генотипом позволили разработать методику и составить схему получения межлинейных гибридов кукурузы с использованием явления ЦМС.
Использование явления ЦМCИспользование явления ЦМС при создании межлинейных гибридов кукурузы имеет определенные причины. В свое время было выяснено, что при скрещивании специально подобранных линий можно получать гибриды, которые на 25 – 30 % превышают по урожайности лучшие сорта. Такие линии высевают чередующимися рядами на участках гибридизации. Однако для получения гибридных семян необходимо было вручную удалять на растениях материнской формы все метелки, что требовало больших затрат.
Открытие и использование цитоплазматической мужской стерильности позволило коренным образом решить проблему получения гибридной кукурузы.
В частности, путем возвратных насыщающих скрещиваний были получены стерильные аналоги материнских линий, т.о. гибриды перевели на стерильную основу, что позволило возделывать их без затрат ручного труда на обрывание метелок.
У многих сортов культурных растений использование в сельскохозяйственной практике гибридов стало возможным только после открытия ЦМС, так как ручная кастрация цветков у таких видов как лук, огурцы, помидоры, сорго и др. затруднена или даже невозможна.
Геном митохондрий человека
Сдайд 11: - представлен одной кольцевой молекулой ДНК размером 16 569 пар нуклеотидов. Он кодирует 13 белков, 22 (все) транспортные РНК, две рибосомные РНК.
60% генов, кодирующих белки, приходится на семь субъединиц комплекса, окисляющего НАДН; остальные гены кодируют две субъединицы АТФ-синтетазы, три субъединицы цитохромоксидазы, одну субъединицу цитохрома b.
В транскрибируемых и транслируемых областях цепей митохондриальной ДНК выявлено меньшее число некодирующих участков по сравнению с ядерной ДНК. Установлено также, что по целому ряду характеристик генетический код митохондриальной ДНК отличается от универсального.
Причины существования цитоплазматической наследственности
- как полагают, кроются в необходимости обеспечения большей гибкости в процессе развития клетки. Известно, что репликация хромосом всегда тесно связана с циклом клеточного деления, в то же время органоиды, в том числе пластиды и митохондрии, развиваются относительно независимо от клеточного деления, при этом непосредственно реагируют на воздействия окружающей среды.
Поэтому, с точки зрения природной целесообразности желательно, чтобы часть генетической информации, могла бы претерпевать репликацию независимо от ДНК хромосом. По-видимому, внехромосомные генетические системы имеют определенное значение для более быстрой реакции на меняющиеся условия среды.
5. Обобщение и систематизация знаний
Учебник стр.226 вопросы 2,3,4 – ответить устно
6. Рефлексия
Слайд 12 Оцени СВОЮ РАБОТУ на уроке.
Ответь на вопросы:
1. Сегодня на уроке я узнал(а) (ЧТО?) ____________________________________________
_____________________________________________
2. Сегодня на уроке я научился(лась) (ЧЕМУ?) ____________________________________
_____________________________________________
3. Сегодня на уроке на научился(лась) лучше делать (ЧТО?)
_____________________________________________________________________________-
4. Самым неожиданным для меня сегодня стало (ЧТО?)
_____________________________________________________________________________
5. Сегодня на уроке я мог(ла) бы сделать лучше (ЧТО СДЕЛАТЬ?)
Осталось непонятным (ЧТО?) _________________________________________________
_____________________________________________
6. Сегодня на уроке я был(а) (КАКИМ УЧЕНИКОМ? КАКОЙ УЧЕНИЦЕЙ?)____________________________________________________________________________-
7. Д/З: п.36, записи в тетради - учить

Приложенные файлы


Добавить комментарий