Практична робота. Тема. Розв’язання типових задач на визначення виду мутацій.

Тема. Розв’язання типових задач на визначення виду мутацій.

Мета: закріпити в учнів навички розв’язання задач на визначення виду мутацій.

Обладнання й матеріали: картки із задачами, підручник.

Хід роботи

Задачі з роздавальної картки.

Задача 1. Обстеження клітин хворих із синдромом Дауна виявило, що їх хромосомний набір складається із 47 хромосом, тоді як у клітинах здорових людей було виявлено 46 хромосом. До якого виду мутацій можна віднести порушення, яке спричиняє розвиток синдрому Дауна?

Задача 2. Батько й мати однієї жінки мали резус-позитивну групу крові. Крім того, її батько був дальтоніком. Сама жінка мала резус- негативну групу крові й нормальний зір. Обидва її сини були дальтоніками. Один з них мав резус-негативну групу крові, а другий – резус-позитивну. До яких видів мутацій можна віднести порушення, які призвели до появи резус-негативної групи крові й дальтонізму?

Заняття № 38

Тема. Значення мутацій у природі і для людини.

Мета: розглянути основні мутагенні фактори, ознайомити студентів і з значенням мутацій в природі.

Література: л.1. Загальна біологія: (Підруч. для учнів 10-11-х кл. серед. загальноосвіт. шк.) / М.Є. Кучеренко та ін. –К.: Генеза, 2000. -464 с. § 47

План

1. Мутагенні фактори.

2. Загальні властивості мутацій.

3. Значення мутацій у природі і житті людини.

1. Причини мутацій мутацій тривалий час залишалися нез'ясованими. Лише у 1927 році Г. Меллер довів, що їх можна одержувати штучно. Фактори, здатні спричинювати мутації, називаються мутагенними. За походженням вони бувають фізичні, хімічні, біологічні.

Фізичні мутагени. Серед мутагенів фізичної природи найбільше значення мають іонізуючі випромінювання. Іонізуючі випромінювання поділяють на α - випромінювання, β -випромінювання, γ – випромінювання.

Найбільшу шкоду мають гамма-випомінювання (ренгеновські проміні). Проходячи крізь живу речовину, ренгеновські проміні вибивають електрони із зовнішньої оболонки атомів або молекул, унаслідок чого останні стають позитивно зарядженими, а електрони спричинюють процеси перетворення різних сполук живих організмів. До фізичних мутагенів належать також ультрафіолетове випромінювання, підвищена температура. Як і ренгеновські, ультрафіолетові проміні, призводять в клітинах організму до змін хімічних реакцій, які є причинами різноманітних мутацій, найчастіше генних. Підвищена температура може збільшити кількість генних, а також і хромосомних мутацій.

Хімічні мутагени відкрито пізніше за фізичні. Нині відомо багато хімічних мутагенів, і щорічно відкривають нові. Наприклад, алкалоїд колхіцин руйнує веретено поділу, що призводить до подвоєння кількості хромосом у клітині. Газ іприт, підвищує частоту мутацій у мишей в 90 раз. Хімічні мутагени здатні утворювати мутації усіх типів.

До біологічних мутагенів відносять віруси. У клітинах, уражених вірусами, мутації спостерігаються частіше, ніж у здорових. Віруси здатні спричинювати як хромосомні так і генні мутації. Вони вводять певну кількість власної генетичної інформації у генотип клітини-хазяїна. Вважається, що цей процес має важливе значення в еволюції прокаріот, оскільки віруси таким чином переносять генетичну інформацію між особинами різних видів.

2. Загальні властивості мутацій. Здатність до мутацій властива всім живим істотам. Мутагени універсальні, тобто можуть призводити до мутацій у будь-яких організмів. Мутації не спрямовані: один і той самий мутагенний фактор, який діє з однаковою інтенсивністю на організм з ідентичним генотипом, може спричиняти у них різні мутаційні зміни.. разо з цим різні мутагенні фактори можуть спричиняти у далеких в генетичному відношенні організмів подібні спадкові зміни. Ступінь вираження мутацій у фенотипі не залежить від від інтенсивності і тривалості дії мутагенного фактора: за короткочасної слабкої дії мутагенного фактора мутаційні зміни можуть бути виражені більш, ніж за довготривалої і сильної, але в останньому випадку зростає частота мутацій.

3. Для всіх мутагенних факторів не існує нижнього порогу їхньої дії, тобто межі зниження інтенсивності, після якої вони вони не вони неспроможні викликати мутації. Ця властивість має велике практичне значення, бо навіть найнижчі дози мутагенних факторів здатні причинювати мутації, і тому геном організмів слід захищати від усіх мутагенів, незважаючи на інтенсивність їхньої дії.

Різні види організмів і навіть різні особини одного виду, відрізняються за чутливістю до мутагенів. Так, дорослі особини членистоногих здатні витримувати дози радіації до 100000 рад (1рад =1, 07 рентгена). На ранніх етапах розвитку організмів їхня чутливість до мутагенних факторів вища, ніж у дорослих особин. Для людини смертельною вважається доза 700 рад і більше.

Біологічні антимутаційні механізми, спрямовані на захист генетичної інформації від мутацій – вироджіність генетичного коду та повторюваність багатьох генів у геномі. Завдяки їм, навіть якщо відбудуться мутації певних триплетів, подібні до них триплети-синоніми кодуватимуть відповідну амінокислоту і склад синтезованих в організмі білків не зміниться. Захистом від мутацій також є видалення з молекули ДНК змінених ділянок за участю ферментів.

3. Значення мутацій у природі та житті людини. Мутації є одним із джерел спадкової мінливості - важливого фактору еволюції організмів. Більшість з них шкідлива для організмів, бо знижує пристосованість до умов існування, призводить до різноманітних порушень процесів життєдіяльності та спадкових захворювань. Мутації широко застосовують у селекції рослин та мікроорганізмів, бо вони дають можливість збільшити різноманітність вихідного матеріалу. Їх використовують і при розробці генетичних методів боротьби зі шкідливими організмами.