Genetyka w nowej podstawie programowej biologii w szkole podstawowej

Transkrypt

1 Genetyka w nowej podstawie programowej biologii w szkole podstawowej Anna Kimak-Cysewska Koszalin 2018

2 1. Genetyka w nowej podstawie programowej ważne pojęcia 2. Wykorzystanie myślenia wizualnego przy wprowadzaniu zagadnień z genetyki 3. Krzyżówki genetyczne 4. Dziedziczenie płci i cech sprzężonych z płcią 5. Mutacje genetyczne 6. Zadania

3 Analiza zagadnień genetycznych w nowej podstawie programowej biologii w szkole podstawowej

4 Zapisy podstawy programowej Dział V. Genetyka Ważne pojęcia 1) Uczeń przedstawia strukturę i rolę DNA. 2) Uczeń wskazuje znaczenie struktury podwójnej helisy w procesie replikacji DNA, podaje znaczenie procesu replikacji DNA. - nukleotyd - zasady azotowe - podwójna helisa - materiał genetyczny - informacja genetyczna - gen - replikacja - zasada komplementarności - przekazywanie materiału genetycznego 3) Uczeń opisuje budowę chromosomu (chromatydy, centromer) i podaje liczbę chromosomów komórek człowieka oraz rozróżnia autosomy i chromosomy płci. - chromatyna - chromosom - chromatyda, centromer - autosomy, chromosomy płci - kariotyp

5 Zapisy podstawy programowej Dział V. Genetyka Ważne pojęcia 4) Uczeń przedstawia znaczenie biologiczne mitozy i mejozy, rozróżnia komórki haploidalne i diploidalne. - mitoza, mejoza - komórki somatyczne, gamety - komórki diploidalne i haploidalne - komórka macierzysta, komórka potomna - wrzeciono podziałowe - podział redukcyjny - rekombinacja genetyczna 5) Uczeń przedstawia nowotwory jako skutek niekontrolowanych podziałów komórkowych oraz przedstawia czynniki sprzyjające ich rozwojowi (np. niewłaściwa dieta, niektóre używki, niewłaściwy tryb życia, promieniowanie UV, zanieczyszczenia środowiska). - mutacja - czynniki mutagenne (kancerogenne) - nowotwór

6 Zapisy podstawy programowej Dział V. Genetyka Ważne pojęcia 6) przedstawia dziedziczenie jednogenowe, posługując się podstawowymi pojęciami genetyki 7) przedstawia dziedziczenie płci u człowieka; - fenotyp - genotyp - gen - allel - homozygota - heterozygota - recesywność - dominacja - krzyżówka genetyczna, szachownica Punnetta - chromosomy autosomalne - chromosomy płci 8) Podaje przykłady chorób sprzężonych z płcią (hemofilia, daltonizm) i przedstawia ich dziedziczenie - cecha sprzężona z płcią - nosiciel - recesywne choroby sprzężone z płcią

7 Zapisy podstawy programowej Dział V. Genetyka 9) wyjaśnia dziedziczenie grup krwi człowieka (układ AB0, czynnik Rh); 10) określa, czym jest mutacja oraz wymienia możliwe przyczyny ich występowania i podaje przykłady czynników mutagennych (promieniowanie UV, promieniowanie X, składniki dymu tytoniowego, toksyny grzybów pleśniowych, wirus HPV); 11) podaje przykłady chorób genetycznych człowieka warunkowanych mutacjami (mukowiscydoza, fenyloketonuria, zespół Downa). Ważne pojęcia - antygeny A i B - grupy krwi A,B,AB,0 - czynnik Rh - konflikt serologiczny - mutacja genetyczna - mutacje spontaniczne - mutacje indukowane - mutageny fizyczne, chemiczne, biologiczne - mutacje genowe (punktowe) - mutacje chromosomowe - choroby genetyczne - badania prenatalne - poradnictwo genetyczne

8 Wykorzystanie myślenia wizualnego w nauczaniu genetyki

9

10

11

12

13

14 Krzyżówki genetyczne Źródło: scholaris.pl

15 1. Określ genotypy rodziców mających policzki z dołkami, podczas gdy ich dzieci maja policzki bez dołków. Zilustruj zadanie odpowiednią krzyżówką

16 2. Wiedząc, że rude umaszczenie lisów jest cechą dominującą, a czarne recesywną, wykonaj polecenia.

17 3. U królików czarne umaszczenie dominuje nad brązowym. Królika o brązowej sierści skrzyżowano z czarnym i całe ich potomstwo miało czarną sierść. Uzupełnij schemat wpisując genotypy wszystkich osobników.

18 na pytania. 4. U myszy czarny kolor dominuje nad brunatnym. Wiedząc o tym, odpowiedz Jakie będą genotypy osobników rodzicielskich? Jakie rodzaje gamet wytworzą? Jakie będą genotypy i fenotypy potomstwa?

19 Jakie będą genotypy potomstwa? Jakie będą genotypy osobników rodzicielskich? Jaki będzie nieokreślony fenotyp jednego z rodziców? Jakie rodzaje gamet wytworzą?

20 Zadania domowe 1. Skrzyżowano groch wysoki (cecha dominująca) z grochem niskim (cecha recesywna). Ustal prawdopodobny zestaw alleli tych roślin i przedstaw sposób dziedziczenia w postaci krzyżówek genetycznych. 2. Całe potomstwo świnek morskich czarnej i białej jest czarne. Ułóż krzyżówkę genetyczną obrazującą ten przypadek. 3. Brązowooka kobieta (cecha dominująca) z niebieskookim mężczyzną (cecha recesywna) mają dwójkę dzieci: syna o oczach niebieskich i córkę o oczach brązowych. - Określ genotypy członków rodziny. - Określ, jakie jest prawdopodobieństwo, że kolejne dziecko tej pary będzie miało brązowe oczy.

21 Dziedziczenie płci, cech sprzężonych z płcią oraz innych cech - zadania

22 Dziedziczenie płci u człowieka genotyp mężczyzny XY genotyp kobiety XX K M X Y X XX dziewczynka XY chłopiec X XX dziewczynka XY chłopiec

23 Dziedziczenie cech sprzężonych z płcią ( daltonizm (hemofilia, X h chromosom X zawierający zmutowany gen X H chromosom X zawierający normalny gen X H X H - genotyp zdrowej kobiety X H X h - genotyp kobiety zdrowej nosicielki X h X h - genotyp kobiety chorej na hemofilię X H Y - genotyp zdrowego mężczyzny X h Y - genotyp mężczyzny chorego na hemofilię

24 Przykład 1 Jakie jest prawdopodobieństwo urodzenia się zdrowego dziecka, jeśli ojciec jest zdrowy, a matka jest zdrową nosicielką zmutowanego genu. mężczyzna kobieta X H Y X H X H X H Zdrowa kobieta X H Y Zdrowy mężczyzna X h X H X h Zdrowa kobieta nosicielka X h Y Chory mężczyzna Prawdopodobieństwo: 75%

25

26 Przykład 2 Jakie jest prawdopodobieństwo przyjścia na świat zdrowego Chłopca, jeśli matka jest zdrowa, a ojciec jest chory na hemofilię. Narysuj poprawną krzyżówkę genetyczną. Przykład 3 Zdrowa kobieta, której ojciec był chory na hemofilię, ma dzieci z mężczyzną chorym na hemofilię. Oblicz, jakie jest prawdopodobieństwo przyjścia na świat zdrowego chłopca oraz chorej dziewczynki. Przykład 4 W pewnej rodzinie, gdzie ojciec i matka prawidłowo rozróżniają kolory, wszyscy synowie są daltonistami. Jakie są genotypy ojca i matki? Czy możliwe jest urodzenie się w tym związku dziewczynki daltonistki?

27 Dziedziczenie grup krwi u człowieka

28 AB 0 P F1

29 Zadanie 1 Jakie grupy krwi mogą mieć dzieci matki, która ma grupę AB i ojca, który jest heterozygotą o grupie A? Zadanie 2 Pewna kobieta, mająca grupę krwi 0, wskazała jako ojca dwójki swoich dzieci mężczyznę o grupie krwi AB. Czy jest to możliwe, jeśli jedno z dzieci ma grupę krwi A, a drugie ma grupę krwi 0? Zadanie 3 Określ prawdopodobieństwo wystąpienia konfliktu serologicznego w rodzinie, w której mam ma grupę krwi Rh(-), a tata grupę Rh(+). Rozważ przypadki, gdy ojciec jest homozygotą oraz gdy jest heterozygotą. Narysuj odpowiednie krzyżówki.

30 Dziedziczenie innych cech Zadanie 1 Jakie jest prawdopodobieństwo urodzenia się w rodzinie dziecka umiejącego zwijać język w rurkę, jeśli tylko jedno z rodziców ma tę umiejętność i oboje z rodziców są homozygotami pod względem tej cechy. Zadanie 2 Jakie są możliwe genotypy rodziców, jeśli jedno z ich dzieci ma oczy niebieskie, a drugie dziecko ma oczy brązowe.

31 Mutacje genetyczne i ich skutki

32 Mutacja nagła i trwała zmiana w materiale genetycznym komórki Rodzaje mutacji: * genowe (punktowe) zmiana dotyczy kolejności nukleotydów * chromosowe zmiana dotyczy liczby chromosomów (liczbowe) lub struktury chromosomu (jakościowe)

33 Przyczyny mutacji a) spontaniczne pojawiają się samoistnie, bez udziału czynników zewnętrznych (rzadkie) b) wywołane przez działanie czynników zewnętrznych (tzw. mutagenów)

34 Przykłady czynników mutagennych 1. Mutageny fizyczne Promieniowanie UV, Rtg, gamma Wysoka temperatura Szok termiczny

35 2. Mutageny chemiczne Niektóre chemiczne dodatki do żywności (barwniki, konserwanty) Składniki dymu tytoniowego (np. benzopiren) Składniki spalin (np. formaldehyd) Dioksyny, azbest, chlorek winylu Alkohol etylowy Arsen, nikiel Aflatoksyny (wytwarzane przez niektóre pleśnie) Pestycydy

36 3. Mutageny biologiczne Niektóre wirusy np. wirus różyczki, HPV (ludzki wirus brodawczaka), HBV i HCV (wywołują WZW B i WZW C), HSV (wirus opryszczki) Pierwotniaki wywołujące toksoplazmozę (Toksoplasma gondii) Grzyby pleśniowe (niektóre produkują rakotwórcze aflatoksyny)

37 Jeśli mutacja pojawia się w materiale genetycznym komórki rozrodczej komórki somatycznej jest przekazywana potomstwu nie jest przekazywana potomstwu Zmiany korzystne lub obojętne dla organizmu Choroba genetyczna Śmierć (mutacja letalna) Zmiany obojętne dla funkcjonowania komórki Nowotwory

38 Mutacje a zmienność organizmów Dzięki spontanicznym mutacjom w materiale genetycznym komórek rozrodczych, które są przekazywane potomstwu, mogą się pojawić: Całkiem nowe lub ulepszone białka Nowe cechy pozwalające organizmowi lepiej przystosować się do warunków środowiska

39 Mutacje a choroby nowotworowe W wyniku spontanicznych lub indukowanych mutacji w materiale genetycznym komórki somatycznej, komórka może zacząć wadliwie funkcjonować (komórka nowotworowa). Jeżeli układ odpornościowy nie rozpozna jej i nie zniszczy - rozwinie się choroba nowotworowa

40 Choroby genetyczne człowieka Wywołane mutacjami genowymi Wywołane mutacjami chromosomowymi Anemia sierpowata Fenyloketonuria Albinizm Mukowiscydoza Plącawica Huntingtona Daltonizm Hemofilia Dystrofia mięśniowa Duchenne'a Zespół Downa Zwspół Edwardsa Zespół Pataua Zespół kociego krzyku Zepół Turnera Zespół Klinefeltera Dziedziczone autosomalnie Dziedziczone w sposób sprzężony z płcią Mutacja dotyczy autosomów Mutacja dotyczy chromosomów płci

41 Zadania powtórzeniowe Zad. 4 Przepisz informację z nici DNA na nić mrna. DNA T A C T C A T G A G G T C C C C G A mrna (*) Odczytaj z tabeli kodu genetycznego nazwy aminokwasów, które są kodowane przez kolejne trójki nukleotydów w powyższej nici mrna.

42 Zadania powtórzeniowe Zad. 5 Wykorzystując podręcznik napisz, co oznaczają podane symbole: X H, I B, Rh(+), i, XX, X D Y, bb Zad. 6 Przepisz do zeszytu tekst i wykreśl niepotrzebne informacje tak, aby powstały zdania prawdziwe. W skład białek budujących organizmy 64 wchodzą rodzaje / wchodzi 20 rodzajów aminokwasów. Są one kodowane przez 64 kodony / 20 kodonów. To oznacza, że jeden aminokwas może być kodowany przez kilka różnych kodonów / jeden kodon.

43 Zadania powtórzeniowe Zad. 7 Odpowiedz na pytania: a) W jaki sposób zapisane są cechy dziedziczne organizmu? b) Jakie cechy wspólne będą miały bliźnięta jednojajowe? c) Z jakich związków chemicznych zbudowany jest chromosom? d) Jaką liczbę chromosomów mają komórki diploidalne i haploidalne człowieka? e) Czy mutacje mogą mieć pozytywne znaczenie? Odpowiedź uzasadnij.

44 Zadania powtórzeniowe Zad. 8 (*) Jakie jest prawdopodobieństwo urodzenia się dziecka z pląsawicą Huntingtona, jeśli jedno z rodziców matki zmarło na tę chorobę, a w rodzinie ojca nigdy ona nie występowała. Zad. 9 Jakie jest prawdopodobieństwo urodzenia się dziecka z mukowiscydozą, gdy oboje rodzice są zdrowi, ale w rodzinie ojca występuje ta choroba.

45 Zadania powtórzeniowe Zad. 12 Porównaj w tabeli mitozę i mejozę. Uwzględnij następujące cechy: liczba podziałów, ilość powstających komórek potomnych, ilość chromosomów w komórkach potomnych, znaczenie w życiu organizmu, miejsce zachodzenia podziału w organizmie. Zad. 13 (*) Wymień i krótko scharakteryzuj cechy kodu genetycznego.

46