Mutacje jako źródło różnorodności wewnątrzgatunkowej Zajęcia terenowe: Zajęcia w klasie: Poziom nauczania oraz odniesienie do podstawy programowej: Liceum IV etap edukacyjny zakres rozszerzony: Różnorodność biologiczna i jej zagrożenia. Cel OGÓLNY: Poznanie źródeł różnorodności wewnątrzgatunkowej. Wprowadzenie wiadomości dotyczących mutacji, czynników mutagennych, efektów mutacji. Cele SZCZEGÓŁOWE: uczeń: korzysta z różnych źródeł wiedzy, formułuje wnioski, interpretuje schematy i ilustracje, przewiduje wpływ różnych czynników na organizmy. 1
Mutacje Metody pracy: asymilacja wiedzy: pogadanka wzbogacona z pokazem programu multimedialnego; dyskusja, samodzielne dojście do wiedzy: burza mózgów, analiza informacji zawartych w programie multimedialnym i karcie pracy. FORMy pracy: indywidualna, praca w grupach. ŚRODKI DYDAKTYCZNE: płyta multimedialna Jak uczyć, że sarna nie jest żoną jelenia karty pracy podręcznik. Przygotowanie do lekcji i uwagi do jej realizacji: Do przeprowadzenia lekcji najlepsza jest pracownia komputerowa wyposażona w rzutnik multimedialny. Przed lekcją uczeń powinien przypomnieć sobie pojęcia: bioróżnorodność, poziomy bioróżnorodności, kod genetyczny, kodon, nukleotyd, budowa DNA i RNA, fenotyp, genotyp. 2
3. scenariusze Faza wprowadzająca: Nauczyciel: Przebieg zajęć: 1. Przeprowadza czynności organizacyjno porządkowe. 2. Dzieli uczniów na zespoły dwuosobowe i przydziela im stanowisko komputerowe. 3. Przypomina zasady korzystania z pracowni komputerowej i zasady pracy w grupach. 4. Rozdaje płyty multimedialne. 5. Prosi o uruchomienie płyt. 6. Określa temat lekcji. uczniowie: 1. Stosują się do poleceń nauczyciela. 2. Zajmują wskazane miejsca. 3. Przygotowują komputery do pracy. 4. Zapisują temat lekcji w zeszycie. Faza realizacyjna: Nauczyciel: 1. Prosi uczniów o zapoznanie się z zawartością płyty metodą 5 kroków: pobieżne przejrzenie programu zawartego na płycie i zapoznanie się z jego strukturą. zapoznanie się z kartami pracy i odszukanie na płycie informacji potrzebnych do rozwiązania kart pracy. dokładne zapoznanie się i przeanalizowanie tych informacji. rozwiązanie kart pracy. zaprezentowanie udzielonych odpowiedzi na kartach pracy. 2. Rozdaje karty pracy i wyznacza czas pracy (ok. 20 min). 3. Sprawdza czy wszyscy uczniowie wypełnili karty pracy. 4. Po upływie czasu wyznacza uczniów do prezentacji udzielonych odpowiedzi do zadań z kart pracy. Uzupełnia odpowiedzi i koryguje błędy. 5. Dzieli klasę na 4 6 osobowe grupy i rozdaję im koperty z grą dydaktyczną oraz prosi o dopasowanie do siebie odpowiednich fiszek na takiej samej zasadzie jak układa się tabliczki domina. 6. Informuje, że uczniowie z grupy, która jako pierwsza ułoży poprawnie układankę otrzymają oceną za aktywność. 3
Mutacje Faza realizacyjna: uczniowie: Przebieg zajęć: 1. Uczniowie uruchamiają płyty. 2. Czytają uważnie instrukcje i polecenia zawarte w kartach pracy i ewentualnie proszą o dodatkowe wyjaśnienia. 3. Wypełniają karty pracy. 4. Dobierają się w czwórki a następnie w ósemki i dyskutują nad udzielonymi odpowiedziami. 5. Ustalają wspólne stanowisko. 6. Wybierają lidera. 7. Liderzy grupy prezentują ustalone w grupie odpowiedzi na forum klasy. 8. Wszyscy uczniowie uczestniczą w dyskusji i ustalają wspólne dla klasy stanowisko. 9. Układają grę dydaktyczną. Faza podsumowująca: Nauczyciel: 1. Ocenia pracę uczniów. 2. Poleca uczniom uporządkowanie miejsc pracy i sprzętu. 3. Zbiera płyty multimedialne. 4. Ocenia najbardziej aktywnych uczniów. 5. Podsumowuje lekcję. 6. Podaje zadanie domowe. uczniowie: 1. Porządkują miejsca pracy. 2. Oddają płyty i koperty z grą dydaktyczną. 3. Notują treść pracy domowej. 4
3. scenariusze Załącznik 1. karta pracy ucznia Imię i nazwisko.. Zadanie 1. Różnorodność genetyczną osobników należących do jednego gatunku określa się na podstawie różnic genetycznych występującymi między osobnikami. Różnice te wynikają z faktu, że każdy gen posiada różne odmiany zwane allelami. Osobniki danego gatunku różnią się miedzy sobą kombinacją alleli. Określ rolę mejozy w kształtowaniu się różnorodności genetycznej. Zadanie 2. Który sposób rozmnażania się organizmów płciowy czy bezpłciowy wpływa bardziej na zróżnicowanie genetyczne gatunku. Odpowiedź uzasadnij. 5
Mutacje Zadanie 3. Określ rolę mutacji w kształtowaniu się różnorodności genetycznej gatunku. Zadanie 4. Niektóre mutacje mogą dotyczyć zmiany w sekwencji nukleotydowej genu (mutacje punktowe). Zachodzą podczas procesu replikacji bądź transkrypcji. Inne polegają na zmianie struktury chromosomu (mutacje chromosomowe) lub liczby chromosomów (mutacje genowe), i zwykle obejmują większą liczbę genów. Zachodzą głównie podczas podziałów komórki, a zwłaszcza podczas crossing-over. Wymień trzy opisane powyżej mechanizmy powstawania mutacji genetycznych. 1. 2. 3. Zadanie 5. Określ na czym polega mutacja punktowa zwana delecją, a na czym polega insercja. 6
3. scenariusze Zadanie 5. Opisz jakie mogą być następstwa powyższych mutacji podczas syntezy białka (czyli translacji). Zadanie 7. Podaj przykład różnorodności genetycznej u dowolnie wybranego gatunku (inny niż podany w programie multimedialnym przykład odmian barwnych lisa pospolitego)... 7
Mutacje Gra dydaktyczna DOMINO S T A R T Ekspresja genu Uruchomienie i odczytanie informacji genetycznej z utworzeniem odpowiedniego produktu w postaci cząsteczki RNA lub cząsteczki białka Zróżnicowanie genotypów u osobników należących do jednego gatunku Czynnik wywołujący mutacje (np. promieniowanie jonizujące) Mutacje te zachodzą samoczynne i są wynikiem błędów w DNA powstałych podczas procesu replikacji. Mają charakter losowy Mutacje te są wywołane czynnikami mutagennymi Różnorodność genetyczna Mutagen Mutacje spontaniczne Mutacje indukowane Mutacje punktowe Mutacje w obrębie jednego genu, polegające na zmianie sekwencji nukleotydowej Delecja Utrata jednego lub kilku nukleotydów Insercja Wstawienie jednego lub kilku dodatkowych nukleotydów Substytucja Zamiana jednego nukleotydu na inny Mutacja cicha Mutacja która nie ujawnia się. Powstały w wyniku mutacji kodon nadal wyznacza ten sam aminokwas Mutacja, która prowadzi do zmiany kodonu na nonsensowny Mutacja, która prowadzi do zamiany sekwencji nukleotydów w kodonie i powstania kodonu wyznaczającego inny aminokwas niż dotychczas Mutacja nonsensowna Mutacja zmiany sensu S T O P 8