КЛЕТКА КАК ЦЕЛОСТНАЯ СИСТЕМА
УРОК 27. ХРОМОСОМЫ. КАРИОТИП
Цели урока: рассмотреть особенности
строения и функции хромосом; проанализировать связь особенностей строения хромосом
с функциями, которые они выполняют.
Оборудование и материалы: таблицы «Строение
растительной клетки», «Строение животной клетки», «Строение хромосомы», «Кариотип
человека», «Каріотипи растений и животных», постоянный препарат політенних хромосом
мотыля или предметные и покровные стекла, препаровальной иглы, пинцеты, стакан
с водой, микроскоп, мотыль.
Базовые понятия и термины: хромосома,
кариотип, ядрышко, ядро, каріоплазма, політенні хромосомы, гомологичные
хромосомы, гаплоидный, диплоидный и полиплоидный наборы хромосом, плечи
хромосом, первичная перетяжка, вторичная перетяжка, хроматиды.
ХОД УРОКА
I. Организационный
этап
II. Актуализация
опорных знаний и мотивация учебной
деятельности учащихся
Вопросы для беседы
1. Какие особенности строения имеют
митохондрии?
2. Какие особенности строения
митохондрии позволяют ей эффективно выполнять свои функции?
3. Какие функции выполняют пластиди?
4. Какие особенности строения
хлоропласта позволяют ему эффективно выполнять свои функции?
5. Чем отличаются между собой
клетки прокариот и эукариот?
6. Зачем нужен прокаріотам
нуклеоидов?
III. Изучение нового материала
Рассказ учителя с элементами
беседы
Хромосомы являются носителями наследственной
информации. Но большую часть своего существования они находятся в
неконденсованому состоянии и имеют вид тонких нитей, которые очень трудно изучать. Эти
нити конденсируются и образуют четко очерченные хромосомы только во время
клеточного деления. Наиболее удобным этапом для исследования хромосом является метафаза
митоза. Для того чтобы задержать клетки на этой стадии, исследователи хромосом
добавляют к культуре клеток колхицин - вещество, которое разрушает микротрубочки
веретена деления и останавливает деление именно на стадии метафазної пластинки.
На стадии метафазы почти все
хромосомы имеют Х-образную форму. Это связано с тем, что в этот момент каждая из
хромосом состоит из двух хроматид, соединенных в месте первичной перетяжки. В
хромосоме можно выделить плечи. Эти плечи могут быть примерно одинаковыми или
иметь разную длину. В таком случае выделяют длинное и короткое плечо хромосомы.
В месте соединения двух хроматид в хромосоме расположена первичная перетяжка. В
некоторых хромосом на плечах можно найти и вторичные перетяжки.
Каждая из хромосом метафазної
пластинки имеет парную ей гомологічну хромосому. Гомологичные хромосомы дублируют
одна одну. В каждой из хромосом такой пары находятся участки, которые кодируют одинаковые
гены. Но в разных гомологичных хромосомах могут находиться различные варианты
(аллели) одного гена.
Для каждого из видов еукаріотичних
организмов характерен определенный набор хромосом, который можно увидеть на
метафазних пластинках клеток представителей этого вида. Этот набор хромосом называется
кариотипом, и он является важным систематическим признаком. Важными характеристиками
кариотипа является число, размер и форма хромосом, которые его составляют.
Следует отметить, что количество
хромосом в определенных тканях и органах одной особи может отличаться от
характерной для определенного вида. Например, в большинстве клеток организма позвоночных
животных или цветочных растений все хромосомы представлены в виде гомологических
пар. А вот в половых клетках этих организмов все хромосомы представлены только в
одном экземпляре без своей гомологичной пары. Такой набор хромосом называется
гаплоїдним, а хромосомный набор обычных клеток - диплоидным. Это связано с
особенностями полового размножения. В ходе этого процесса новый организм
образуется в результате слияния двух половых клеток родителей. Если бы в
половых клетках не происходило уменьшение числа хромосом, то каждое следующее
поколение имело бы вдвое больше хромосом, чем их родители.
В природе встречаются случаи, когда
количество хромосом в некоторых отдельных клеток или целых организмов изменяется в
кратное количество раз. Это явление называется поліплоїдією. Ученым довольно часто
случались триплоидные, тетраплоидные, гексаплоїдні организмы. Отмечались и
организмы с еще большей плоїдністю. Иногда изменение плоидности касалась не всех
хромосом, а лишь отдельных пар. Например, добавлялась или исчезала лишь одна
хромосома. Это явление называется анеуплоїдією. Отсутствие в кариотипе одной из
гомологичных хромосом называют моносомією, а двух - нулісомією. Наличие лишнего
хромосомы получила название трисомии.
Изменение числа хромосом чаще всего
приводит к негативным последствиям. Например, появление лишней хромосомы в 21-й
паре хромосом человека приводит к развитию тяжелого наследственного заболевания -
синдрома Дауна, потеря одной из половых Х-хромосом - к развитию синдрома
Шерешевского - Тернера. А триплоидные цветочные растения не могут образовывать
семена. Однако в некоторых случаях поліплоїдізація может приносить и пользу. Так,
с использованием гибридизации полиплоидных особей был получен целый ряд видов
культурных растений, например сливу, твердую и мягкую пшеницы.
IV. Лабораторная
работа
Строение хромосом
Цель: научиться различать
структурные компоненты хромосом. Оборудование и материалы: постоянный препарат
політенних хромосом мотыля или предметные и покровные стекла, препаровальной
иглы, пинцеты, стакан с водой, микроскоп, мотыль.
Ход работы
1. Возьмите постоянный или временный
препарат слюнных желез мотыля. Для изготовление временного препарата положите
личинку комара на предметное стекло. Удерживая личинку одним пинцетом, вторым
отделите от нее два первые сегменты головного конца. При этом две слюнные
железы изымаются из тела личинки в виде мелких прозрачных беловатых телец.
Уберите со стекла остатки личинки, нанесите на железы каплю воды и накройте
ее накривним стеклышком.
2. Рассмотрите при малом увеличении
препарат слюнных желез мотыля и найдите на них ядра клеток.
3. Рассмотрите ядра за большого
увеличение микроскопа. Найдите в них хромосомы и прозрачную каріоплазму.
4. Найдите на кратчайшем хромосоме
ядрышко.
5. Зарисуйте найдены хромосомы и
отметьте их части.
6. Сделайте соответствующие выводы и
запишите их.
V. Домашнее
задача