Причины мутаций внутри клетки

Учитель предлагает определить причины мутаций: изменение последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК, и-РНК, неправильное расхождение или обрыв хромосом. После заслушивания мнений учащихся учитель отмечает не разработанность проблемы, отсутствие данных о причинах конкретных мутаций. В то же время он подчеркивает материальный характер факторов, вызывающих мутации, – это факторы внешней или внутренней среды, физические или химические факторы, воздействующие на структуру молекулы ДНК или на хромосомы, на процесс деления клетки.

Учащиеся получают задание: прочитать статью в учебнике «Экспериментальное получение мутаций» и более подробно раскрыть причины мутаций и их значение для эволюции и сельскохозяйственной практики. В ходе беседы школьники отмечают, что ионизирующее излучение, ультрафиолетовые лучи, грозовые разряды и другие сильнодействующие факторы вызывают мутации. Учитель указывает, что частота появления мутаций зависит от физиологии клетки, температуры, режима питания, возраста организма. Так, старение сопровождается возникновением множества мутаций.

В связи с рассмотрением причин мутаций учитель вводит понятие мутагенных факторов, указывает на рост их разнообразия в связи с бурным развитием промышленности, производством и использованием различных химических соединений в практической деятельности, в связи с созданием атомного оружия, гонкой вооружения. Школьники в состоянии обосновать опасность загрязнения окружающей среды сильными мутагенами, которые могут привести к возрастанию частоты мутаций, к увеличению их вредного воздействия на живую природу, к появлению новых низкоорганизованных форм: бактерий, одноклеточных грибов и других организмов, роль и место которых в живой природе трудно предсказать. Кроме того, мутагены ведут к возрастанию частоты мутаций у человека, более частым заболеваниям раком, рождению детей с аномалиями. Все это позволяет сделать вывод о необходимости принятия серьезных мер для защиты окружающей среды от загрязнения мутагенами, для борьбы против гонки вооружения.

Зависимость мутационного процесса от материальных факторов наследственности полнее раскрывается при знакомстве с законом гомологических рядов наследственной изменчивости, открытого Н. И. Вавиловым. Рассмотрение учащимися в учебнике таблицы, в которой отражены ряды наследственной изменчивости в семействе злаков, позволяет учителю конкретизировать определение закона, подчеркнуть, что близкие роды и виды характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости. Поэтому знание ряда форм в пределах одного вида или рода позволяет предсказать нахождение подобных форм у других родов и видов.

Учитель просит раскрыть генетическую природу гомологических рядов. С его помощью школьники делают вывод, что в основе гомологичных признаков лежит наличие сходных генов: чем генетически ближе роды и виды, тем полнее сходство в рядах изменчивости. Гомология признаков лучше прослеживается у родственных видов, родов, но она присуща и семействам (учащиеся рассматривали таблицу и могут назвать семейство злаков, привести примеры гомологичных изменений).

В заключение учитель отмечает гомологичные ряды мутаций даже у видов разных классов: альбинизм, бесшерстность у млекопитающих, альбинизм, отсутствие оперения у птиц, отсутствие чешуи у рыб и др. Он раскрывает причину гомологических мутаций – общность происхождения генотипов. Живая природа в процессе эволюции программировалась как бы по одной формуле независимо от времени происхождения видов.

Для закрепления знаний школьники должны сравнить мутации с модификациями по следующим признакам: случайный или закономерный характер изменчивости; материальные основы; причины; наследование; значение для организма и вида; значение для эволюции; значение для сельскохозяйственной практики.

Конкретизации, а также закреплению знаний способствует демонстрация фильмов «Мутации», «Деление клетки», если они имеются в фильмотеке.


Учителю биологии на заметку:

Материальные основы наследственности. Генная инженерия
Генетические основы эволюционной теории
Комбинативная изменчивость на передовой эволюции
Закономерности наследственност и изенчивости
Задачи селекции. Вклад Н. И. Вавилова в разработку теории и практику селекции
Идеи Вавилова актуальны по сей день
Методы селекции растений
Значение отбора в селекиции
Мутации в процессе селекции и межвидовое скрещивание
Самоопыление и его роль
Достижения селекции растений в нашей стране
Методика обучения общей биологии