Ученики на Учителя.com


Конспект урока "Мутагены. Их влияние на живую природу и человека"

Урок
«Мутагены. Их влияние на живую природу и человека»
(Слайд 1)
Оружие не убивает мутантов.
Это делаю я!
Дюк Нюкем
(Duke Nukem: Manhattan Project, 2002)
(Слайд 2)
Цель урока: изучить многообразие мутагенов, их влияние на живые организмы и
человека
Оборудование: мультимедийная презентация «Мутагены, живая природа и
человек», рабочая тетрадь по биологии (11 класс), с.37-38, памятки для учащихся о
продуктах, смягчающих действие мутагенов и профилактике наследственных заболеваний
Организационный момент.
Ход урока:
Изучение нового материала:
План урока:
(Слайд 3)
1. Мутации, мутагены и мутагенез
2. Виды мутагенеза
➢ Радиационный мутагенез
➢ Химический мутагенез
➢ Самопроизвольный (спонтанный) мутагенез
3. Мутагены в пище
4. Защита от мутагенов и профилактика
1. Мутации, мутагены и мутагенез
Начало всестороннему изучению причин наследственных заболеваний и механизмов
наследственной изменчивости организмов было положено исследованием мутаций (лат.
mutitio – изменение), вызываемых различными физическими и химическими факторами –
мутагенами.
Мутагены — вещества, вызывающие изменения ДНК, генов (Слайд 4).
Типы мутагенов (мутагенные факторы) - (Слайд 5).
Возникновение мутаций называют мутагенезом.
Мутагенез (Слайд 6) - искусственное получение мутаций с помощью мутагенов;
иногда к мутагенезу относят появление спонтанных мутаций (естественный мутагенез)
Мутации присущи всем организмам. Они постоянно возникают в природе
естественным путем под влиянием мутагенов, вызывающих нарушение нормальных
процессов репликации, рекомбинации или расхождением генетических носителей
информации.
Типы мутаций: (Слайд 7-9)
1. По характеру изменения генетического материала:
➢ генные
➢ хромосомные
➢ геномные
2. По характеру взаимодействия аллелей и генов
➢ доминантные
➢ рецессивные
➢ комплементарные
➢ эпистатические)
3. По эффектам проявления в клетках, организме, популяции:
➢ Летальные
➢ условно-летальные
➢ дефектные
➢ температурно-чувствительные и др.
4. Другие типы:
➢ генеративные и соматические
➢ прямые и обратные
Мутации (Слайд 10)
Редко возникают мутации, улучшающие свойства организмов. Они дают основной
материал для естественного и искусственного отбора. Мутации - необходимое условие
эволюции в природе и селекции полезных форм растений, животных и микроорганизмов
Работа с раздаточным материалом (Приложение 1-4)
2. Виды мутагенеза
Радиационный мутагенез
Индуцированные мутации, вызванные облучением (радиацией), впервые были
обнаружены советским ученым Г.А. Надсоном (Слайд 11).
Надсон Георгий Адамович
(Слайд 12 – 14)
(1867-1939)
➢ Ботаник-микробиолог, библиотекарь Императорского ботанического сада и
профессор Петроградского женского медицинского института.
➢ Образование получил в Санкт-Петербургском университете.
➢ Один из основателей Журнала Микробиологии. Создал целую школу
микробиологов.
➢ Репрессирован в 1937г. по обвинению в участии в террористической организации.
Расстрелян в 1939г. Реабилитирован в 1955г. и восстановлен в Академии Наук
Общим собранием в 1956г.
➢ Наиболее известные работы связаны с развитием радиационной биологии. Доказал
на низших грибах возможность искусственного получения мутаций под действием
ионизирующей радиации (совместно с Г.С.Филипповым).
Для вызывания искусственных мутаций часто используются гамма-лучи, источником
которых может быть, например, радиоактивный кобальт (Слайд 15).
Облучение индуцирует как генные мутации, так и структурные хромосомные
перестройки - нехватки, инверсии, удвоения и т. д.
Все структурные изменения связаны с разрывом хромосом. Причиной этого
являются некоторые особенности процессов, происходящих в тканях при действии
излучения (Слайд 16).
ДЕЛЕЦИЯ (от лат. deletio – уничтожение) – тип хромосомной перестройки, при
которой из ДНК выпадает участок генетического материала
Делеция может быть следствием разрыва хромосомы или результатом неравного
кроссинговера (Слайд 17).
Делеции подразделяют на:
➢ интерстициальные (потеря внутреннего участка)
➢ терминальные (потеря концевого участка).
Химический мутагенез
(Слайд 18)
Химические мутагены должны обладать тремя качествами:
➢ высокой проникающей способностью;
➢ свойством изменять коллоидное состояние хромосом;
➢ определенным действием на состояние гена или хромосомы.
Некоторые из них усиливают мутагенный эффект во много раз по сравнению со
спонтанными. Они получили название супермутагенов (Слайд 19)
Иосиф Абрамович Рапопорт и Шарлотта Ауэрбах (Великобритания) положили
начало изучению химического мутагенеза (Слайд 20).
Спонтанный (самопроизвольный) мутагенез
На его возникновение оказывают влияние внешние и внутренние факторы
(Слайд 21) -работа со слайдом.
Спонтанный мутагенез постоянно протекает у всех живых организмов в
соматических и половых клетках (Слайд 22). Спонтанно возникают все возможные типы
генных, хромосомных, геномных и цитоплазматических мутаций
3. Мутагены в пище (Слайд 24-25)
Вредные химические вещества из почвы переходят в съедобные части растений. С
ними мы поглощаем 37% марганца, 41% — цинка, 32% — меди, 10% - никеля.
Мутагены образуются и при длительном хранении продуктов в форме
переокисленных соединений жиров
Холестерин, содержащийся в масле, яйцах, сметане, сливках, при долгом хранении
становится мутагенным
Вкусовые добавки, используемые при консервировании, и консерванты,
добавляемые к сокам и винам тоже становятся мутагенами
Мясо, запеченное в собственном соку
К нарушению наследственного аппарата могут привести и различные
низкокалорийные диеты для похудения, однако этот риск уменьшает умеренное питание.
Копчение мяса или жарение мяса и рыбы при температуре 100-200 градусов в
течение 15 минут приводит к появлению мутагенов.
4. Защита от мутагенов и профилактика
Естественной защитой наследственного аппарата в организме человека являются:
(Слайд 26)
➢ Иммунная система
➢ Кожа
➢ Слизистая оболочка дыхательных путей
➢ Слюна, желудочный сок, желчь
Смягчают действие мутагенов: (Слайд 27) – материалы выданы каждому
учащемуся в виде памятки
➢ специи — перец, горчица, имбирь.
➢ зелень — кинза, петрушка, лук, сельдерей.
➢ зеленый чай, яблоки, капуста, баклажаны, мята.
➢ Натуральное красное вино
➢ Йогурт (установили недавно итальянские ученые С.Делла-Кроче и Е.Морицетти)
Профилактика (Слайд 28 - 29) - материалы выданы каждому учащемуся в виде
памятки
➢ Ешьте хлеб с отрубями
➢ Исключите из рациона консервы и копчености, газированную воду с
синтетическими красителями.
➢ Сократите количество сладостей
➢ Принимайте лактобактерин и бифидумбактерин: они очистят желудок и
нормализуют работу «полезных» бактерий, которые также способны вступить в
борьбу с мутагенами.
➢ Соприкасайтесь с моющими средствами только в резиновых перчатках! К
➢ Как можно меньше имейте дело с бытовой химией.
➢ При хронических заболеваниях регулярно наведывайтесь к врачу: ваш
ослабленный организм — благоприятная среда для мутагенов.
➢ Не принимайте без совета врача никаких лекарств — они тоже могут оказать
неблагоприятное воздействие на наследственный аппарат.
Вывод: (формулируют учащиеся)
Домашнее задание:
1. заполнить рабочую тетрадь, с. 37-38
2. подготовить сообщения:
• Геном человека
• Клонирование
• Евгеника
Информационные источники:
(Слайд 30)
1. Пономарева И.Н. и др. Общая биология для учащихся 11 класса
общеобразовательных учреждений. – М.:Вентана-Граф, 2003.
2. Козлова Т.А., Пономарева И.Н. Биология. Базовый уровень: 11 класс: Рабочая
тетрадь для учащихся общеобразовательных учреждений. – М.: Вентана-Граф,
2008. – с.37-38
3. Гигани О.Б. Общая биология. 9-11: Таблицы: схемы/ О.Б.Гигани. – М.:
Гуманитар.изд.центр ВЛАДОС, 2007, с.66-69.
4. Биология: Справочник школьника и студента/Под ред. З.Брэма и И.Мейнке;
Пер.с нем. – 3-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2003. – с.323-327
5. http://www.evol.nw.ru/labs/lab38/spirov/risk/hazard.html
6. http://www.msu-genetics.ru/
7. http://www.fpss.ru/gazeta/health/4519/
8. http://www.mirf.ru/Articles/art1788.htm
Раздаточный материал:
Приложение 1
Мутации и их характеристики
Принцип
классификации
Тип мутации
(название мутации)
Характеристика
В каких клетках
организма
происходят
Соматические
Имеют место в соматических клетках организма,
передаются, как правило, при вегетативном размножении.
Степень опасности данных мутаций для организма зависит
от того, в каких клетках органов и тканей происходят, в
какой период онтогенеза и сколько клеток затронуто
Генеративные
Происходят в процессе образования половых клеток
(нарушения мейоза) или в клетках, из которых образуются
гаметы. Могут передаваться по наследству при половом
размножении. Для организма, в котором происходят,
значения не имеют
По причине
возникновения
Спонтанные
Возникают при неизменной окружающей среде и часто
являются результатом ошибок в работе ферментов во
время репликации ДНК. Частота спонтанных мутаций для
каждого гена (аллеля) – различна, но в среднем равна
1*10
-6
– 1*10
-11
Индуцированные
Происходят под влиянием специфических факторов –
мутагенных факторов (мутагенов)
Какие
генетические
структуры
затрагиваются
Хромосомные
Затрагивают число и структуру хромосом (изменение
числа и последовательности расположения генов).
Генные (точковые)
Затрагивают структуру генов, то есть происходит
нарушение последовательности расположения и числа
нуклеотидов в молекуле ДНК, и, как следствие, изменяется
генетическая информация, записанная в генетическом
материале. Это вызывает изменения в структурах молекул
РНК и белков, а также осуществлении процесса синтеза
белка, что, в свою очередь, почти всегда приводит к
изменению признаков организма
По значимости для
организма
Вредные
Чаще всего мутации имеют отрицательное значение для
организма, так как организм или клетка не всегда могут
адаптироваться к изменениям в генетическом материале
Полезные
Возникают крайне редко. Приводят к появлению
благоприятных для организма структурных и
качественных изменений генетического материала
(структуры генов и хромосом, числа генов и хромосом)
Нейтральные
Не оказывают какого-либо влияния на работу
генетического материала и генные продукты (РНК и
белки)
(Гигани О.Б., 2007)
Приложение 2
Генные мутации
Изменения в наследственной информации отдельного гена. Возникает новая форма
состояния гена – новый аллель. Генная мутация называется точковой.
При точковой мутации обменивается одно из нуклеотидных оснований в молекуле
ДНК, в результате чего изменяется информационное содержание ДНК.
Последовательность
аминокислот
1…2
3
4
5
6
7…146
Триплеты с
нормальными
аллелями
CUG
ACU
CCU
GAC
Кодируемые
аминокислоты
Триплеты в
мутантном аллеле
CUS
ACU
CCU
GUC
Кодируемые
аминокислоты
При генных мутациях в результате выпадения или встраивания ошибочного
нуклеотидного основания в молекулу ДНК изменяется последовательность нуклеотидных
оснований и в результате нарушается считывание триплета; транслируемый участок цепи
ДНК сдвигается. Действие этой мутации состоит обычно в образовании укороченного
полипептида или неактивного белка.
Триплет гена
дикого типа
ATG
TTG
CAT
ACA
TGT
Кодированная
аминокислота
Триплет в
мутантном аллеле
ATG
TTA
C ATA A
CAT T
GT A
Кодированная
после делеции
аминокислота
C
лейцин
треонин
пролин
Глутаминовая
кислота
лейцин
треонин
пролин
валин
Лей
Гис
Тир
Цис
Лей
Иле
Гис
Вал
Мет
Мет
Приложение 3
Хромосомные мутации.
Изменения структур хромосом, затрагивающие несколько генов. Они возникают из-
за разрывов хромосом, которые приводят к перестройке структур хромосом.
А
В
С
D
Е
F
A
D
C
D
A
B
A
B
C
D
A
D
C
D
E
F
G
H
I
G
H
I
E
G
H
E
D
C
F
G
H
I
H
I
G
G
H
F
Приложение 4
Геномные мутации
Количественные изменения набора хромосом за счет утраты или умножения числа
отдельных хромосом, а также изменения целых наборов хромосом. Геномные мутации
вызваны нарушениями в функционировании веретена деления.
При анэуплоидии число отдельных хромосом хромосомного набора изменено.
Излишние или недостающие хромосомы часто отрицательно влияют на организм.
Многочисленные аномалии развития и нарушения развития человека следует относить к
анэуплоидии (например, при трисомии 21-й хромосома представлены трижды,
наблюдается синдром Дауна).
Скачать материал

Биология - еще материалы к урокам: