Конспект урока по биологии на тему 'Роль изменчивости в эволюционном процессе. Мутационная изменчивость. Комбинативная изменчивость' (9 класс) .

Поурочный план Дата ______________

Класс: 9 -ые

Предмет: биология

Учитель: Волкова Т.В.

Тема урока № 39. Роль изменчивости в эволюционном процессе. Мутационная изменчивость. Комбинативная изменчивость.

Тип урока: комбинированный

Вид урока: стандартный

Цель урока: сформировать знания о роли изменчивости в эволюционном процессе, её видах.

Задачи урока:

Образовательные: закрепить знания о наследственной изменчивости: мутационной и комбинативной;

Развивающие: продолжить формирование умений работать с материалом учебника, рисунками, таблицами, анализировать, обобщать, делать выводы;.

Воспитательные: воспитывать бережное отношение к природе.

Оборудование: рисунки, таблицы, презентация.

ХОД УРОКА

Этап урока

Содержание учебного материала

МО

ФОПД

модули

I. Организаци

онный.

Психолого-педагогический настрой на урок. Здравствуйте! Садитесь. Создание положительного микроклимата урока через минутку настроения, программирование учеников на успех.

Р

Индивид

Новые подходы в преподавании и обучении (Обучение тому, как учиться, диалоговое обучение)

Оценивание для обучения и оценивание обучения

Преподавание и обучение в соответствии с возрастными особенностями учеников

Управление и лидерство в обучении

Использование ИКТ в преподавании

Преподавание и обучение в соответствии

с возрастными особенностями учеников

Обучение критическому мышлению

II. Актуализация

опорных

знаний.

а). Устно:

1. Как понимать термин «борьба за существование»?

2. Какие формы борьбы за существование вам известны?

3. Какая из низ протекает наиболее напряжённо и почему?

4. Известно, что некоторые плесневые грибы выделяют антибиотики, уничтожая чужеродные бактерии. Какая форма борьбы за существование здесь проявляется?

б). Решите биологические задачи:

1. Самка мухи, начиная с апреля, откладывает от 100 до 150 яиц за одну кладку. Таких кладок она производит около 6 в течение жизни. Если дать мухам возможность беспрепятственно размножаться, потомство от 1 пары мух может дойти к сентябрю до 5 598 720 млн. особей. Почему же в действительности нам не удаётся встретить столько мух? Как можно объяснить с точки зрения теории Ч. Дарвина?

2.Одна пара мышей, свободно размножаясь, через 7 лет дала бы столько потомков, что они сплошь заполнили бы всю сушу земного шара. Как вы можете это прокомментировать?

в). Определить формы борьбы за существование: (слайд 13)

распределите по колонкам:

Внутривидовая Межвидовая Борьба с неблагоприятными условиями

• Деревья в смешанном лесу;

• Стая обезьян;

• Поедание хищниками своих слабых сородичей;

• Верблюжья колючка в пустыне;

• Отношения черного и рыжего таракана;

• Акула и рыба - боцман;

• Лиса и мышевидные грызуны;

• Борьба бобра с сильным паводком;

• Корова и бычий цепень;

• Турниры самцов оленей;

• Подосиновик и осина.

г). Определи форму борьбы за существование.

1…А по двору метелица

Ковром шелковым стелется

Но больно холодна.

Воробышки игривые,

Как детки сиротливые,

Прижались у окна.

Озябли пташки малые,

Голодные, усталые,

И жмутся поплотней. С. Есенин

1. А знаете, друзья, еж

Был с мягкой шерсткою когда-то?

Но объявилась вдруг лиса,

Защелкали зубами волки-

И стали колкими глаза,

И выросли иголки. А.Марков

3.Лес кругом,

Широкая поляна…

На траве зеленой у кургана

Жаркий бой ведут тетерева. П. Усачев

Р

Р

Р

Р

ИП

Фронтал

Работа в парах

Индивид

Работа в парах

III.

Актуализация опорных знаний учащихся

• Скажите, какое свойство живых организмов дает возможность приобретать им новые свойства и признаки? (изменчивость).

• Какие формы изменчивости вам известны? (Ненаследственная, или модификационная, наследственная).

• Чем отличаются эти формы изменчивости? (Модификационная изменчивость не передается из поколения в поколение, она не затрагивает генотип организма, мутационная изменчивость является наследственной и затрагивает генотип организма).

Когда человек смотрит на экспонаты Кунсткамеры, сердце у него замирает от вида мутантов с лишними или недостающими частями тела (двухголовый ягнёнок, сиамские близнецы и другое). Уроды человеческие и животные собирались по указу Петра со всех концов России, поскольку "во всех государствах они ценились как диковинки". Мутанты вызывают у народа смесь интереса и брезгливости: голубые лобстеры, мыши с ушами человека на спинах, мухи с ногами вместо антенн, двуглавые змеи….

Постановка проблемных вопросов.

За время своего развития человечество накопило величайшее достояние - ГЕНОФОНД, определяющий состояние вида HOMO SAPIENS, в котором заложено все, что, есть в нас животного и человеческого. Но наш генофонд в целом и генотип конкретного человека - хрупкая система. Химизация сельского хозяйства, современная косметика, отходы промышленного производства, генно- модифицированные объекты, лекарственные препараты - причины генетических изменений организма - мутаций.

• Каковы последствия мутаций?

• Не подвергает ли человечество себя серьезному риску непредвиденных генетических изменений?

• Можем ли мы снизить вероятность появления мутаций?

Р

ИП

ПП

Фронтал

Работа в группах

IV. Изучение н/м

Различают наследуемые изменения самих генов (мутации), изменения, обусловленные сочетанием разных генов у индивидов (комбинативная наследственная изменчивость), изменения, вызванные влиянием средовых условий (модификационная изменчивость).

Используя учебник §38, найти материал по заданию, переработать его и рассказать другим группам:

1 группа - наследственная изменчивость дает материал для эволюции.

2 группа - комбинативная изменчивость.

3 группа - мутационная изменчивость

4 группа - связь генетики с эволюционной теорией (С.С.Четвериков).

а). Наследственная изменчивость дает материал для эволюции.

Наследственная изменчивость - это мутации, которые могут возникать в популяциях. Рецессивные мутации накапливаются, доминантные проявляются. Отбор, действуя в популяциях, отбраковывает особи с ненужными признаками, оставляя особей с полезными признаками. Что является результатом эволюционного процесса? Приобретение приспособлений отдельными группами организмов может при определенных условиях привести к образованию новых видов

б). Комбинативная изменчивость.

Комбинативной называют изменчивость, в основе которой лежит образование рекомбинаций, т. е. таких комбинаций генов, которых не было у родителей.

В основе комбинативной изменчивости лежит половое размножение организмов, вследствие которого возникает огромное разнообразие генотипов.

Практически неограниченными источниками генетической изменчивости служат три процесса:

1. Независимое расхождение гомологичных хромосом в первом мейотическом делении.

Именно независимое комбинирование хромосом при мейозе является основой третьего закона Менделя. Появление зеленых гладких и желтых морщинистых семян гороха во втором поколении от скрещивания растений с желтыми гладкими и зелеными морщинистыми семенами - пример комбинативной изменчивости.

2. Взаимный обмен участками гомологичных хромосом, или кроссинговер. Он создает новые группы сцепления, т. е. служит важным источником генетической рекомбинации аллелей. Рекомбинантные хромосомы, оказавшись в зиготе, способствуют появлению признаков, нетипичных для каждого из родителей.

3. Случайное сочетание гамет при оплодотворении.

Эти источники комбинативной изменчивости действуют независимо и одновременно, обеспечивая при этом постоянную «перетасовку» генов, что приводит к появлению организмов с другими генотипом и фенотипом (сами гены при этом не изменяются).

Однако новые комбинации генов довольно легко распадаются при передаче из поколения в поколение.

в). Значение комбинативной изменчивости

Комбинативная изменчивость является важнейшим источником всего колоссального наследственного разнообразия, характерного для живых организмов. Однако перечисленные источники изменчивости не порождают существенных для выживания стабильных изменений в генотипе, которые необходимы, согласно эволюционной теории, для возникновения новых видов. Такие изменения возникают в результате мутаций.

Таким образом, комбинативная изменчивость - это следствие перекреста гомологичных хромосом, их случайного расхождения в мейозе и случайного сочетания гамет при оплодотворении. Комбинативная изменчивость ведет к появлению бесконечно большого разнообразия генотипов и фенотипов. Она служит неиссякаемым источником наследственного разнообразия видов и основой для естественного отбора. Если допустить, что в каждой паре гомологичных хромосом имеется только одна пара аллельных генов, то для человека, у которого гаплоидный набор хромосом равен 23, количество возможных гамет составит 223, а число возможных генотипов - З23. Такое огромное количество генотипов в 20 раз превышает численность всех людей на Земле. Однако в действительности гомологичные хромосомы отличаются по нескольким генам и в расчете не учтено явление перекреста. Поэтому количество возможных генотипов выражается астрономическим числом и можно с уверенностью утверждать, что появление двух одинаковых людей практически невероятно. Однояйцевые близнецы составляют исключение.

г). Мутационная изменчивость.

Мутационной называется изменчивость самого генотипа.

Мутации - это внезапные наследуемые изменения генетического материала, приводящие к изменению тех или иных признаков организма.

Мутационная изменчивость играет роль главного поставщика наследственных изменений.

Именно она является первичным материалом всех эволюционных преобразований. Одним из распространенных типов геномных мутаций является полиплоидия, имеющая важное значение в эволюции растений. Полиплоидные виды растений часто занимают арктические и альпийские зоны. Считают, что это связано с их повышенной устойчивостью к неблагоприятным факторам среды.

Хромосомные мутации также играют важную эволюционную роль. Прежде всего необходимо указать на удвоение генов в одной хромосоме. Именно благодаря удвоениям генов в процессе эволюции накапливается генетический материал. Нарастание сложности организации живого в ходе исторического развития в значительной степени опиралось на увеличение количества генетического материала. Достаточно сказать, что количество ДНК в клетке у высших позвоночных примерно в 1000 раз больше, чем у бактерий. Другой тип хромосомных мутаций, который достаточно часто обнаруживается у животных и растений, - перемещение участка хромосомы.

Особи, гетерозиготные по таким мутациям, часто обладают пониженной плодовитостью, в то время как гомозиготы размножаются нормально. Некоторые ученые полагают, что появление таких мутаций может нарушать генетическое единство вида и приводить к обособлению внутри его репродуктивно изолированных популяций.

Наиболее частый тип мутаций - генные. Они играют очень важную роль в эволюционном процессе. Мутации отдельных генов происходят редко. Мутация гена возникает в среднем в одной из 100000 гамет. Но так как количество генов в организме (например, млекопитающих) составляет около 40000, то практически каждая особь несет вновь возникшую мутацию.

Большинство мутаций рецессивные, доминантные мутации возникают намного реже. Доминантные и рецессивные мутации ведут себя в популяциях по-разному.

Доминантные мутации, даже если они находятся в гетерозиготном состоянии, проявляются в фенотипах особей уже первого поколения и подвергаются действию естественного отбора. Рецессивные же мутации проявляются в фенотипе только в гомозиготном состоянии.

д). Связь генетики с эволюционной теорией (С.С.Четвериков). Рецессивная мутация, прежде чем она проявится в фенотипе гомозигот, должна накопиться в значительном количестве в популяции. Эту мысль первым высказал отечественный генетик С. С. Четвериков. Он был первым ученым, сделавшим важнейший шаг на пути объединения генетики с эволюционной теорией. В 1926 г. Четвериков опубликовал знаменитую работу «О некоторых моментах эволюционного процесса с точки зрения современной генетики», с которой и начался новый этап развития эволюционной теории.

С. С. Четвериков сделал важный вывод о насыщенности природных популяций большим количеством рецессивных мутаций. Он писал, что популяция, подобно губке, впитывает рецессивные мутации, оставаясь при этом фенотипически однородной. Существование такого скрытого резерва наследственной изменчивости создает возможность для эволюционных преобразований популяций под воздействием естественного отбора. Как показал И. И. Шмальгаузен, сама способность популяций накапливать генетическую изменчивость является результатом естественного отбора.

В последнее время благодаря успехам молекулярной генетики и генетики развития все более ясным становится, какую огромную роль играют в эволюции мутации, возникающие не в самих структурных (кодирующих белки) генах, а в регуляторных участках этих генов. Они могут модифицировать уровень транскрипции структурных генов, время и место их включения и выключения, создавая огромное разнообразие форм и функций организмов. Значительные морфологические различия между классами позвоночных зависят от накопления мелких мутаций в регуляторных элементах.

Рассмотрим простой пример. Размер и положение грудной клетки у курицы, мыши и удава контролируются одним и тем же структурным геном. Последовательность нуклеотидов в этом гене одинакова у всех трех видов (как и у всех остальных позвоночных). Однако изменения, произошедшие в его регуляторных элементах, приводят к тому, что у удава этот ген работает почти во всех клетках хорды эмбриона, у мыши - в передней части, а у курицы - в задней части хорды. В результате грудная клетка удава формируется от головы почти до кончика хвоста, у мыши - ближе к голове, а у курицы - ближе к хвосту.

В природных популяциях накоплено огромное число мутаций по регуляторным элементам самых разных структурных генов.

Громадное генотипическое и, следовательно, фенотипическое разнообразие в природных популяциях является тем исходным эволюционным материалом, с которым оперирует естественный отбор.

Р

НО

ИП

Работа в группах

V. Закрепление

1. Какой, на ваш взгляд, вид изменчивости играет ведущую роль в эволюции? Ответ обоснуйте.

2. Охарактеризуйте роль изменчивости в эволюционном процессе.

3. Чем можно объяснить фенотипическую однородность популяций одного вида? Можно ли утверждать, что генофонды популяций одного вида одинаковы?

4. Какие биологические процессы, происходящие в организме, лежат в основе комбинативной изменчивости?

Р

Фронтал

VI. Подведе

ние итогов

Выставляются оценки ученикам принявшим участие в ходе урока. Активность определяется с учетом мнения учащихся.

Р

Коллект

VII. Домашнее задание

Изучить §38, ответить на вопросы в конце параграфа,

ответить письменно на вопрос: Что имеют общего и чем отличаются комбинативная и

мутационная изменчивость?

Р

Индивид

VIII. Рефлексия

Учащимся дается индивидуальная карточка, в которой нужно подчеркнуть фразы, характеризующие работу ученика на уроке по трем направлениям.

Урок Я на уроке Итог

Интересно Работал Мне это пригодится в жизни

Скучно Помогал другим Узнал больше, чем знал

Безразлично Отдыхал На уроке было, над чем подумать

Р

Индивид

IX. Список используемых источников.

1. Гильманов М.К. Биология. учебник для 9 кл, общеобразовательной школы, Алматы, «Атамура», 2013 - 336с.

2. http://images.yandex

3. http://www.biosafety.ru/index.php?idp=23&idn=213.ru/yandsearch?text

4. http://kak-zdorovo.com/gmo/chto-takoe-gmo-v-produktax-pitaniya-2

5. http://runa.pro/doc/gmo/putin-prizval-irmirovat-o-vrede-transgennyx-produktov.html

7. http://www.activestudy.info/vidy-izmenchivosti/ © Зооинженерный факультет МСХА

9. nsportal.ru›…2013/01/06…urok-po-teme…uchenie-v-11…