Открытый урок по теме: ДНК - молекула вечности (10 класс)

Сценарий открытого занятия электива по биологии, посвященное Грегору Менделю.

« ДНК- молекула вечности»

« Успех работы Менделя объясняется тем, что он обладал способностью задавать природе нужный вопрос и способностью правильно истолковывать ответ природы»

Шарлотта Ауэрбах

Мендель не был первым ученым, который пытался ответить на вопрос: как передаются из поколения в поколение свойства и признаки

История развития представлений о наследственности

Явление наследственного сходства родителей и их потомства у людей, животных и растений привлекало внимание многих натуралистов и врачей, которые пытались предложить для объяснения этого явления различные гипотезы. Первая из таких попыток принадлежит ещё «отцу медицины», Гиппократу (около 460-470 гг. до н. э.), полагавшему, что экстракты из организма собираются в мужских и женских зародышевых элементах, после чего служат причиной, определяющей особенности развития зародыша. Демокрит (около 460-470 гг. до н. э.) также придерживался материалистических воззрений на явление наследственности и считал, что мужской и женский пол равноправны в наследственности, благодаря материальным частицам, передаваемым как отцом, так и матерью.

Идеалистическую идею в проблеме наследственности высказывал Аристотель (384-322 гг. до н. э.), считавший, что наследственность, определяющая развитие организма, представляет собой нематериальное начало, которое он назвал энтелехией. По Аристотелю, материю для развития организма в виде пассивного начала даёт мать. Энтелехия в виде духа, активного, нематериального начала, вносится со стороны отца.

Концепция наследственности часто выражалась и выражается до сих пор через теорию «крови», если вообще можно применять термин «теория» к этой форме вненаучных поверий. Она проявляется в таких устойчивых словосочетаниях, как «чистота крови», «полукровка» или «голубая кровь». Эта концепция, разумеется, не связывает наследственные факторы с красной жидкостью, текущей по кровеносным сосудам, она скорее выражает убеждение, что родители передают ребёнку все свои характеристики, а ребёнок представляет собой сплав характеристик родителей, дедушек и бабушек, а также более отдалённых родственников.

Вообще, следует отметить, что до XIX века слова «наследственность» и « наследование» использовались практически исключительно в социальной сфере. Например, в Англии термин «наследственность» (англ. - heredity) до конца XIX века относительно редко употреблялся в биологических текстах, хотя Чарльз Дарвин использовал в своих работах слово «наследование» (англ. - inheritance). Во Франции термин «естественная наследственность» (франц. - hérédité naturelle) стал широко использоваться с 1830 года.

С середины XIX столетия изучение явлений наследственности приобрело тот характер, который может считаться уже вполне научным. Именно в это время появляется обширный трудПроспера Люка об естественной наследственности (1847-50), в котором содержится обширный фактический материал о наследовании различных особенностей у человека. На основании его он устанавливает три типа наследственности: избирательную, когда признаки получаются от одного родителя; смешанную, когда происходит смешение родительских свойств, и комбинативную, связанную с появлением новых признаков. Несколько позже Эрнст Геккель (1866) предложил иную классификацию явлений наследственности, проведя в ней впервые ясное различие между наследованием прирождённых и наследованием приобретённых свойств под именем закона консервативной и закона прогрессивной наследственности.

Умозрительные теории наследственности XIX века

Во второй половине XIX века было несколько попыток охватить всю тёмную область наследственности при помощи одной теории, которая должна объяснить все относящиеся сюда вопросы. В 60-80-е года XIX века целым рядом выдающихся учёных были предложены чисто умозрительные спекулятивные теории наследственности, и первым, кто выступил с подобной теорией, был сам Чарльз Дарвин.

Чарльз Дарвин в последней главе своей книги «Об изменениях животных и растений в состоянии приручения» (англ. - «The Variation of Animals and Plants under Domestication», 1868 год) предложил временную гипотезу пангенезиса. Он предположил, что все части организма выделяют мельчайшие зародыши («геммулы»), которые, будучи представителями клеток и органов, собираются в зародышевых клетках, после чего определяют развитие потомства. Надо отметить, что близкие гипотезы наследственности выдвигали Гиппократ в V-IV в. до н. э., Дж. Борелли в XVII веке, Ж. Бюффон в XVIII веке.Разные «гипотезы и представления о наследственности походили на забавные анекдоты. Многие зоотехники верили, например, что отец « чаще передает своим потомкам переднюю часть тела, а мать заднюю. Позднее была внесена поправка относительно хвоста. Он, хвост,хотя и лежит в области материнских прав на наследование, но передается тем не менее отцом.

Думали также, будто от отца наследуются внешние формы, а от матери- внутренние органы, что слишком молодые и слишком старые или даже просто голодные люди с меньшей наследственной силой награждают своими свойствами потомков,чем зрелые и сытые.

В общем никто и ничего толком не знал о наследственности.

Во всей истории изучения этого свойства выделяют несколько последовательных этапов.

Мендель доказал , что отдельные признаки наследуются как обособленные элементарные частицы. Они упорно сохраняют свою индивидуальность, даже тысячи раз переходя из поколения в поколение. Иными словами, он установил дискретность материальных структур, ответственных за передачу врожденных признаков.

Главным результатом эпохи менделизма и морганизма является существование законов, которые определили поиск материального носителя наследственности.

В 1909 году появилось новое понятие «ген». Которое ввел в употребление датский ботаник Вильгельм Йоханнсен. В 1953 году Криком и Уотсоном была расшифрована пространственная структура ДНК. В середине ХХ века была доказана роль ДНК в передаче признаков из поколения в поколение. Необходимо было научиться «читать» ,заключенную в ней информацию.

В1989 год был начат самый крупный в истории человечества международный биологический проект «Геном человека». По масштабам финансирования этот проект сравним с космическими проектами. Целью первого этапа работы было определение полной последовательности нуклеотидов в ДНК человека. Сотни ученых многих стран мира в течение 10 лет трудились над решением этой задачи. Все хромосомы были «поделены» между странами-участницами. России достались третья, тринадцатая и девятнадцатая хромосомы.

Весной 2000 года в канадском городе Ванкувере подвели итоги первого этапа и было официально объявлено, что нуклеотидная последовательность всех хромосом человека расшифрована.

(Слово предоставляется Ваулиной Алине, которая расскажет о работе над этим грандиозным проектом.Презентация)

Следующим этапом в изучение наследственности была возможность манипулировать генами. Конец ХХ, начало Х1 века стали веком комбинаторных методик, которые положили начало возможности проведения генетических операций и генетически модифицированной заместительной терапии.

Интересные факты из «жизни» ДНК.

Просмотр фильма «Загадки ДНК. В поисках Адама»

</