Тема. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЧИВОСТИ
УРОК 14. МОДИФІКАЦІЙНА ИЗМЕНЧИВОСТЬ
Цели урока: ознакомить учащихся с
явлением модифікаційної изменчивости, обратить внимание на то, что пределы этой
изменчивости задаются генотипом, а конкретные проявления зависят от влияния
окружающей среды; развивать аналитическое мышление; воспитывать чувство
единства с природой.
Оборудование и материалы:
таблицы или слайды презентации с изображением примеров модифікаційної и
мутационной изменчивости, коллекции листьев или хвоинок, линейка.
Базовые понятия и
сроки: модифікаційна изменчивость, мутационная изменчивость, генотип, фенотип,
норма реакции, вариационный ряд, вариационная кривая.
ХОД УРОКА
I. Организационный
этап
II. Актуализация
опорных знаний и мотивация учебной
деятельности
учащихся
Вопросы для беседы
1. Какие виды мутаций вам известны?
2. Какие вы можете привести примеры
генных, хромосомных и геномных мутаций?
3. Чем отличаются доминантные и
рецессивные мутации?
4. Какие вы можете привести примеры
физических, химических и биологических мутагенов?
III. Изучение нового материала
Рассказ учителя с элементами
беседы
Фенотипова
(модифікаційна) изменчивость
Модификациями называют фенотипические
изменения, возникающие под влиянием условий среды. Размер модифікаційної
изменчивости ограничен нормой реакции. Модифікаційні изменения признаки не наследуются,
но ее диапазон, норма реакции, генетически обусловлены и наследуются.
Модифікаційні изменения не вызывают изменений генотипа. Модифікаційна изменчивость, как
правило, носит целесообразный характер. Она отвечает условиям существования, является
приспособительной. За модифікайної изменчивости структура генов не меняется - меняется
их экспрессия.
Вследствие этого под действием факторов
окружающей среды на организм изменяется интенсивность ферментативных
реакций, что обусловливается изменением интенсивности их биосинтеза.
Характерные черты модифікаційної
изменчивости:
• оборачиваемость - изменения исчезают в
случае исчезновения специфических условий среды, которые привели к появлению модификации;
• групповой характер;
• изменения в фенотипе не
наследуются - наследуется норма реакции генотипа;
• статистическая закономерность
вариационных рядов;
• модификации дифференцируют
фенотип, не меняя генотип.
Как пример приспособительных
модификаций можно рассмотреть
механизм
образование пигмента меланина. За его выработку отвечают четыре гена, которые
находятся в разных хромосомах. Наибольшее количество аллелей этих генов - восемь
- имеющаяся у людей с наиболее темным цветом кожи. Если на покровы интенсивно действует
такой фактор среды, как ультрафиолетовое излучение, то в случае проникновения
его до нижних слоев эпидермиса клетки последнего разрушаются. Происходит
высвобождение эндотелина-1 и эйкозаноидов (продуктов распада жирных кислот),
обусловливает активацию и усиленный биосинтез фермента тирозиназы. Тирозиназа, в
свою очередь, катализирует окисление аминокислоты тирозина. Дальнейшее формирование
меланина происходит без участия тирозиназы, но усиление биосинтеза
тирозиназы и ее активация обусловливает образование загара, что соответствует факторам
среды.
Норма реакции
Норма реакции - спектр экспрессии
генов за неизменного генотипа, из которого выбирается наиболее соответствующий условиям
среды уровень активности генетического аппарата, что и формирует специфический
фенотип. Норма реакции имеет предел проявления для каждого вида - например, усиленное
кормление животного обусловит рост ее массы, однако она будет находиться в
пределах спектра выявления этого признака для определенного вида. Норма реакции генетически
детерминированная и наследуется. Для различных изменений есть разные грани проявления нормы реакции.
Например, сильно варьирует величина удоя, производительность злаков (количественные
изменения), слабо - интенсивность окраски животных и т.д. (качественные изменения).
Соответственно, норма реакции может быть узкой (качественные изменения -
окраска куколок и имаго некоторых бабочек) и широкой (количественные изменения -
размеры листьев растений, размеры тела насекомых в зависимости от питания их куколок).
Однако для некоторых количественных изменений характерна узкая норма реакции (жирность
молока), а для некоторых качественных изменений - широкая (сезонные изменения окраски у животных
северных широт). В целом норма реакции и интенсивность экспрессии генов на ее
основе обуславливают различия внутривидовых единиц.
Вариационный ряд и
вариационная кривая
Вариационный ряд - это последовательность
каких-либо чисел, расположенная в порядке возрастания их величин. Промежуток между
крайними членами ряда называют интервалом варьирования, а длину этого
интервала - размахом.
Вариационным рядом есть и ранжоване отображения
проявления модифікаційної изменчивости - ряд модифікаційної изменчивости свойств
организма, который состоит из отдельных связанных между собой свойств
фенотипа организма, размещенных в порядке возрастания или убывания количественного
выражения свойства (размеры листа, изменения интенсивности окраски меха
и др.).
Вариационная кривая является графическим
отражением проявления модифікаційної изменчивости. Она демонстрирует как диапазон
вариации свойства, так и частоту встречаемости отдельных вариант.
После построения кривой видно, что
наиболее часто встречаются средние варианты проявления свойства. Причиной этого
есть действие факторов окружающей среды на ход онтогенеза. Некоторые факторы
подавляют экспрессию генов, другие усиливают. Почти всегда эти факторы, одинаково
действуя на онтогенез, нейтрализуют друг друга,
т.е.
крайние проявления признака минимизируются по частоте встречаемости. Это и является причиной
большей встречаемости особей со средним проявлением признака.
IV. Лабораторная работа
Тема. Изучение изменчивости у растений.
Построение вариационного ряда и вариационной кривой
Цель: ознакомиться с вариативной
изменчивостью у растений, закрепить навыки построения вариационного ряда и
вариационной кривой.
Оборудование и материалы: коллекции
листьев или хвоинок, линейка, учебник, рабочая тетрадь.
Ход работы
1. Рассмотреть коллекцию листьев или
хвоинок, отобрать 15 листьев или хвоинок.
2. Измерить длину всех листков
(хвоинок) и записать ее в тетради.
3. Построить вариационный ряд,
расположив по горизонтали измеренные листья в последовательности от меньшего к
наибольшего значения, а по вертикали - отложив их длину.
4. Промежуток от наименьшей к
наибольшей длины листа разбить на пять равных частей. Для каждой части
определить количество листьев, которые в нее попали. Использовав эти данные,
построить вариационном кривую.
5. Сделать вывод, в котором
объяснить, почему, на ваш взгляд, построены вариационный ряд и вариационная кривая
имеют именно такую форму.
V. Домашнее
задача