Типы мутаций и их изучение

Для раскрытия понятия разных типов мутаций учитель просит вспомнить материальные основы наследственности, а затем химическую природу гена, возможности его изменения. Школьники рассказывают о строении молекулы ДНК, о зависимости от нее структуры белка, а значит, и свойств ферментов, признаков организма. Учитель подводит учащихся к идее изменения гена вследствие нарушения последовательности нуклеотидов, замены одного азотистого основания на другой в процессе самоудвоения ДНК или синтеза и-РНК- Так школьники узнают о генных мутациях, делают вывод об их материальной природе. Затем учитель демонстрирует таблицу с изображением кариотипов разных видов, просит вспомнить кариотип нормального человека и больных синдромами Дауна, Клайнфельтера и вводит понятие хромосомных мутаций, связанных с нарушением либо парности, либо индивидуальности, либо числа хромосом. В этой связи он вводит определение полиплоидии как кратного увеличения числа хромосом. Учитель демонстрирует модели полиплоидных огурцов, свеклы и их исходные формы, отмечает большое разнообразие полиплоидных форм растений в природе и выращиваемых в сельском хозяйстве.

Чтобы у школьников не сложилось представления только о полезности хромосомных мутаций, учитель просит раскрыть их значение для организма. Десятиклассники анализируют кариотипы людей с синдромами Дауна, Клайнфельтера, а также полиплоидных сортов растений и делают вывод, что хромосомные мутации бывают как вредными, так и полезными для организма. Учитель подчеркивает, что изменение структуры хромосом, потеря части или целой хромосомы, наличие лишней хромосомы в клетках являются причиной серьезных нарушений в строении и жизнедеятельности организма, даже его гибели. Однако полиплоидия у растений приводит к развитию мощных организмов.

Далее учащиеся восстанавливают знания мейоза и оплодотворения и. раскрывают природу хромосомных мутаций. Школьники отмечают неравное расхождение хромосом в формирующиеся гаметы, слияние при оплодотворении гамет с измененным числом хромосом, обрыв части хромосомы и ее утерю во время мейоза и др. Естественна постановка вопроса: могут ли произойти генные и хромосомные мутации во время митоза? Анализ этого процесса помогает учащимся дать утвердительный ответ и ввести понятие соматических мутаций, показать их проявление в онтогенезе данного организма, невозможность передачи по наследству при половом размножении. Учитель спрашивает: могут ли быть соматические мутации у растений? Школьники в состоянии дать положительный ответ, понять их практическое значение (использование интересных для человека соматических мутаций для вегетативного размножения и получение высокого урожая плодовых и ягодных культур).

Темой следующего урока может быть «Частота и причины мутаций. Закон гомологических рядов наследственной изменчивости». Он начинается с проверки знаний мутации: определения, значения для организма, типов и ее природы. Затем в процессе беседы учитель просит учащихся раскрыть значение мутаций для эволюции, выяснить частоту появления и причины, их вызывающие. Девятиклассники вспоминают, что наследственные изменения, в частности мутации, относятся к числу непременных факторов эволюции, они поставляют материал для отбора. На предыдущем уроке школьники узнали, что только благодаря мутациям появляются совершенно новые признаки, которые могут дать новое направление эволюции.

Осознание школьниками значения мутаций для эволюции позволяет поставить вопрос о частоте их возникновения. Для ответа на него учащиеся восстанавливают знания генетического критерия вида, важности устойчивости генотипа для стабильности и целостности вида. Отсюда делается вывод о генотипе как целостной устойчивой системе, о значении этого качества для существования вида. Учитель просит вспомнить о разнообразии мутаций у дрозофилы, о разнообразии сортов и пород, в основе создания которых лежат мутации, и делает вывод, что, несмотря на стабильность генотипа, общее число мутаций оказывается довольно значительным, что очень большая их часть находится в рецессивном состоянии и не проявляется до тех пор, пока в генотипе не окажется два рецессивных гена. Учащиеся приходят к выводу, что природные популяции оказываются насыщенными мутациями, которые накапливаются в ней под покровом доминантных генов, что мутирование следует рассматривать как важное свойство гена.


Учителю биологии на заметку:

Причины мутаций внутри клетки
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
Методика обучения общей биологии