1. Опрацюйте теоретичний матеріал на моєму блозі.
2. Випиши в зошит Основні поняття й ключові терміни: Гібридологічний метод. ЗАКОН ОДНОМАНІТНОСТІ ГІБРИДІВ ПЕРШОГО ПОКОЛІННЯ. ЗАКОН РОЗЩЕПЛЕННЯ.
Пригадайте! Що таке схрещування?
Поміркуйте!
Горох посівний (Pisum sativum) — однорічна трав'яниста рослина родини Бобові, що часто слугує об'єктом наукових досліджень. Горох посівний став найдавнішим модельним організмом у генетиці, його використовують в екології для вивчення можливостей рослин щодо пошуку води, здатності використовувати звуки для росту в напрямку води, у космічній біології для дослідження росту в умовах невагомості та ін. Які особливості гороху посівного як модельного організму?
ОПРАЦЮЙТЕ ЗМІСТ ДАНОЇ ТЕМИ УРОКУ!!!
Завдяки чому Г. Мендель досяг успіхів у дослідженні успадкування ознак?
Свої дослідження з гібридизації рослин Грегор Йоганн Мендель (1822—1884) розпочав ще в 1856 р. Основні ж закономірності спадковості було сформульовано ним в 1865 р. і опубліковано в праці «Досліди над рослинними гібридами».
Основою для формулювання законів спадковості стали багаторічні досліди з схрещування гороху посівного (Pisum sativum), який виявився ідеальним об'єктом досліджень. Порівняно з іншими видами горох має низку переваг: 1) різноманіття сортів, що різняться контрастними (альтернативними) проявами ознак (наприклад, жовте й зелене забарвлення насінин); 2) нескладне вирощування; 3) самозапилення та перехресне запилення, що зумовлюють можливість штучного схрещування; 4) чітке успадкування ознак. Г. Мендель для досліджень виділив у гороху посівного серед різноманіття його ознак й їхніх проявів лише сім головних:
1 — поверхню насіння; 2 — забарвлення насіння; 3 — забарвлення квіток; 4 — розташування квіток на пагоні; 5 — довжину стебла; 6 — форму бобів; 7 — забарвлення бобів (іл. 82).
Іл. 82. Ознаки гороху посівного, що їх було виділено Г. Менделем для досліджень спадковості
Другою особливістю досліджень Г. Менделя було те, що він обирав для дослідів організми, які належали до чистих ліній, тобто організми, в яких у ряді поколінь не спостерігалось розщеплення ознак під час самозапилення. Іншими словами, в рослин, які виростали з жовтого насіння, дозрівали лише жовті насінини, а в рослин із зелених насінин — лише зелені.
В юності Г. Менделя дуже цікавила фізика, він вивчав математику й особливо такі її розділи, як теорія ймовірностей й статистика. Все це дало змогу науковцеві правильно організувати наукове дослідження, обов'язковими умовами якого є: 1) скрупульозне планування усіх дослідів; 2) суворе дотримання всіх методик; 3) точна реєстрація експериментів і фіксування отриманих результатів; 4) отримання достатньої для статистичної обробки кількості даних.
Усі ці умови стали основою гібридологічного методу дослідження спадковості, що його започаткував саме Г. Мендель. Гібридологічний метод — це схрещування батьківських особин і вивчення нащадків-гібридів з метою визначення особливостей успадкування тих чи інших ознак й властивостей.
Отже, аспекти організації експериментів, започатковані Г. Менделем, є необхідними умовами проведення будь-якого наукового дослідження.
Як відбувається успадкування ознак під час моногібридного схрещування особин?
Свої дослідження Г. Мендель розпочав з моногібридного схрещування, за якого батьківські особини різняться проявами однієї ознаки (іл. 83). Для дослідів було взято рослини чистих ліній із жовтим й зеленим забарвленням насіння. У першому поколінні нащадків усі горошини завжди були лише жовтого кольору. Явище переважання в гібридів першого покоління проявів ознаки одного з батьків Мендель назвав домінуванням ознак (від лат. dominancio — панування), прояв ознаки в гібридів першого покоління — домінантним, а той, що не проявився, — рецесивним (від лат. recessus — відступ). Одноманітність першого гібридного покоління та виявлення в гібридів лише домінантного прояву ознаки в сучасній генетиці називається першим законом Менделя, або ЗАКОНОМ ОДНОМАНІТНОСТІ ГІБРИДІВ ПЕРШОГО ПОКОЛІННЯ:
Під час моногібридного схрещування батьківських особин, що різняться проявами однієї ознаки, в потомстві спостерігаються лише домінантні прояви ознаки, й усі нащадки будуть одноманітними як за генотипом, так і за фенотипом.
Іл. 83. Схема моногібридного схрещування
При схрещуванні гетерозиготних гібридів першого покоління між собою в другому поколінні з'являються особини як з домінантними, так і з рецесивними станами ознак, тобто виникає розщеплення в певних відношеннях. Розщеплення ознак — явище появи обох проявів ознаки у гібридів другого покоління (F2), отриманих від схрещування гетерозиготних особин. Так, у дослідах Менделя із 8023 жовтих насінин гороху, отриманих у другому поколінні, було 6022 жовтих і 2001 зелених. Узагальнюючи фактичний матеріал, Мендель дійшов висновку, що у другому поколінні 75 % особин мають домінантний прояв ознаки, а 25 % — рецесивний (розщеплення 3 : 1).
Ця закономірність отримала назву другого закону Менделя, або ЗАКОНУ РОЗЩЕПЛЕННЯ.
Під час моногібридного схрещування двох гібридів першого покоління, які є гетерозиготами, в потомстві спостерігаються розщеплення за фенотипом 3 : 1 і за генотипом 1 : 2 : 1.
Отже, основними закономірностями, що пояснюють успадкування проявів ознаки, є перший та другий закони Менделя.
Якими є основні взаємодії алельних генів?
Основними видами взаємодії алельних генів є повне домінування, неповне домінування, кодомінування та множинний алелізм.
Повне домінування — це форма взаємодії алельних генів, за якої у гетерозиготного організму домінантний алель (А) повністю пригнічує дію рецесивного (а). У результаті такого впливу в гетерозигот спостерігається домінантний прояв ознаки. Прикладом цієї форми взаємодії є успадкування кольору плодів у томата, довжини стебла в гороху та ін.
Неповне домінування — це форма взаємодії алельних генів, за якої у гетерозиготного організму (Аа) домінантний алель (А) не повністю пригнічує рецесивний алель (а), внаслідок чого проявляється проміжний стан ознаки. За повного домінування розщеплення за генотипом і фенотипом збігається й становить 1 : 2 : 1. Прикладами ознак, які успадковуються за неповним домінуванням, є: форма волосся людини (кучеряве, хвилясте й пряме), забарвлення пір'я курей (чорне, зозулясте й біле), забарвлення квітів нічної красуні (червоне, рожеве й біле) та ін. (іл. 84).
Іл. 84. Приклади повного (1) і неповного (2) домінуванння
Множинний алелізм — це явище, за якого ознака в популяції визначається не двома, а декількома алелями. Множинні алелі виникають внаслідок мутації одного гена в різних особин. Так, у людини три алельні гени (їх позначають I0, ІА, ІВ) в різних поєднаннях визначають 4 групи крові за системою АВ0. Серії множинних алелей визначають також забарвлення хутра в лисиць, колір шерсті гімалайського кролика. У мухи дрозофіли відома серія алелів за геном забарвлення очей, що складається з 12 варіацій: червона, коралова, вишнева, абрикосова, біла та ін.).
Кодомінування — це взаємодія алельних генів, за якої у фенотипі організму проявляються обидва алелі гена. За типом кодомінування в людини успадковується четверта група крові (генотип ІАІВ).
Отже, між алельними генами за участі їхніх функціональних продуктів постійно відбуваються різного роду взаємодії.
ДІЯЛЬНІСТЬ
3. Практична робота 2 (початок)
Розв'язування типових вправ з генетики. Моногібридне схрещування
Мета: закріпити знання І та ІІ законів Менделя; формувати уміння розв'язувати вправи з генетики на моногібридне схрещування з повним домінуванням, неповним домінуванням та явищем множинного алелізму.
Зразок розв'язування вправи з генетики
Вправа. У томатів червоне забарвлення плодів домінує над жовтим. Гомозиготна червоноплідна рослина схрещується з жовтоплідною. Який колір плодів матимуть нащадки?
Відповідь: всі нащадки будуть червоноплідними за фенотипом й гетерозиготами за генотипом.
Задачі з генетики для самостійної роботи
Вправа 1. У разі схрещування чистої лінії мишей з коричневою шерстю з чистою лінією мишей із сірою шерстю отримують нащадків з коричневою шерстю. Від схрещування F1 отримують коричневих і сірих мишей у співвідношенні 3 : 1. Поясніть результати схрещувань.
Вправа 2. Наявність пігменту у волоссі людини домінує над альбінізмом. Чоловік і дружина — гетерозиготні за пігментацією волосся. Чи можливе народження в них дитини з альбінізмом?
Вправа 3. У людини вміння володіти переважно правою рукою — домінантна ознака, лівою — рецесивна. Чоловік-правша, мати якого була лівшею, одружився з жінкою-правшею, батько якої лівша. Яка ймовірність народження дитини-лівші?
Вправа 4. При схрещуванні чорного півня з білою куркою всі курчата були строкатими. В другому поколінні отримано: 24 строкатих, 12 чорних і 10 білих. Яким буде потомство від схрещування: а) строкатих курей з чорними півнями; б) строкатого півня з білою куркою?
Вправа 5. Червоноквіткову форму нічної красуні схрестили з білоквітковою. Яким буде потомство від схрещування гібридів першого покоління з білоквітковою рослиною у разі неповного домінування?
Вправа 6. У батька за системою АВ0 І група крові, у матері — ІІІ група. Які групи крові можуть бути у їхніх дітей, якщо мати гетерозиготна за цією ознакою?
СТАВЛЕННЯ
Завдання «Нечуйвітер, партеногенез й закони Менделя»
У свій час професор ботаніки з Мюнхена К. Негелі порадив Г. Менделю повторити досліди на інших видах. Мендель шанобливо погодився з цим. Але у дослідах на нечуйвітрі, а згодом і на бджолах Г. Мендель не отримав підтвердження відкритих ним фундаментальних законів спадковості. Поясніть, чому.
4. ОБЕРИ ЗАВДАННЯ СВОЇХ МОЖЛИВОСТЕЙ ТА ВИКОНАЙ ПИСЬМОВО!
Оцінка | Завдання для самоконтролю |
1—6 | 1. Що таке гібридологічний метод? 2. Назвіть переваги гороху посівного як об'єкта генетичних досліджень. 3. Сформулюйте перший закон Менделя. 4. У чому суть другого закону Менделя? 5. Назвіть основні взаємодії алельних генів. |
7—9 | 7. Завдяки чому Г. Мендель досяг успіхів у дослідженні успадкування ознак? 8. Як відбувається успадкування ознак при моногібридному схрещуванні особин? 9. Якими є основні взаємодії алельних генів? |
10—12 | 10. Чому закони Менделя мають статистичний характер? |
Пригадайте, які органічні речовини входять до складу живих
організмів? Ми вже вивчили білки, жири, вуглеводи. Сьогодні познайомимося
з найважливішими органічними речовинами,
що зумовлюють можливість існування
всіх живих організмів. Ми будемо вивчати нуклеїнові кислоти. Ці речовини вам
знайомі з курсу біології, тож. Надіюся на вашу допомогу.
- Опрацювати презентацію уроку;
- На слайді 46 переглянути відеоуроки та наково- популярні фільми;
- Дати відровіді на питання на слайді 45, 47.
1.
Історія
відкриття нуклеїнових кислот
НК було відкрито в середині 60-х років ХІХ швейцарським
вченим Ф. Мішером.
У ядрах лейкоцитів він виявив невідому речовину, що істотно
відрізнялася від всіх відомих на той час речовин. Оскільки речовину виділили з
ядра (nucleus), речовини назвали нуклеїновими кислотами.
І.Я.
Горбачевський (українець) вперше добув чисті НК у 90 – х
роках ХІХ ст.
Уотсон і Крік встановили структуру НК (1953р), за що отримали
Нобелівську премію.
2.
Визначення нуклеїнових
кислот
Нуклеїнові
кислоти – це біополімери, макромолекули яких складаються із численних
нуклеотидів. Це речовини, які зберігають і відтворюють в організмах спадкову
(генетичну) інформацію, а також беруть участь у синтезі білків.
3.
Види нуклеїнових
кислот
НК
ДНК РНК
Дезоксирибонуклеїнова кислота Рибонуклеїнова кислота
-міститься в ядрі, мітохондріях, - Міститься в ядрі, мітохондріях, пластидах пластидах, цитоплазмі
- носій спадкової
інформації. беруть
участь у синтезі білка.
4. Будова НК
v
НК набагато складніші
за всі відомі вам речовини. Їх від 100 тис. до 60 млн.
Довжина молекули ДНК до кількох см. Це у 10 мільйонів разів
більше за розмір звичайних молекул. Якщо розгорнути молекули ДНК лише 1
клітини, то утвориться ланцюжок довжиною кілька метрів завдовжки.
Молекули НК складаються із багатьох нуклеотидів.
v
Будова нуклеотиду:
Кожен нуклеотид склдається їз залишків трьох
молекул – нітрогеновмісної сполуки (азотиста основа), вуглеводу (моносахаридиу) і ортофосфатної
кислоти.
Нітратна основа
А – аденін рибоза С5Н10О5 Н3РО4
Г – гуанін дезоксирибоза С5Н10О4
Ц – цитозин
Т – тимін
У - урацил
Нуклеотиди сполучаються між собою, утворюючи ланцюги.
v
Просторова будова молекул НК
Первинна
структура молекули ДНК і РНК
послідовність сполучення нуклеотидів у ланцюзі. Такий
ланцюг називають полінуклеотидним . Зв’язки виникають між вуглеводом
одного нуклетиду і фосфатною кислотою іншого.
Вторинна
структура молекули ДНК
подвійна спіраль, утворена двома полінуклеотидними
ланцюгами, протилежно направленими і скрученими навколо спіральної осі. Залишки
азотистої основи спрямовані всередину спіралі молекули ДНК.
Ланцюги утримуються один біля одного за допомогою водневих зв’язків між залишками
азотистих основ. Послідовність цих залишків в одному ланцюзі ДНК узгоджується з
їх послідовністю в іншому. Приєднання азотистих основ відбувається за принципом комплементарності:
Комплементарність — універсальний принцип
структурно-функціональної організації нуклеїнових кислот — реалізується при
формуванні макромолекул ДНК і РНК у ході реплікації й транскрипції:
напроти А стає Т, напроти Г – Ц. Тому будь яка молекула ДНК
містить однакову кількість залишків молекул аденіну і тиміну, а також гуаніну і
цитозину.
Правило Чаргаффа:
А=Т, Т=Г
А….Т два водневих
зв’язки
Г…..Ц три водневі
зв’язки
Діаметр спіралі = 2нм
Довжина одного нуклеотиду = 3,4нм.
Повний виток спіралі містить 10 пар нуклеотидів.
Третинна
структура
Формується тільки у зв᾿язку з білками та слугує для більш
компактного упакування ДНК в ядрі. (довжина ДНК =8см. Разом з білками утворює
хромосоми)
Американський біохімік
Дж.Уотсон і англійський біофізик Ф.
Крік у 1953 році розкрили будову ДНК. У 1962р їм було присуджено
Нобелівську премію.
Аденозинтрифосфорна кислота (АТФ) — молекула, багата на енергію, оскільки містить два фосфоангідридні зв’язки.
АТФ виступає в ролі донора енергії в
процесах анаболізму. Завдяки енергії АТФ здійснюються різні види роботи в
життєдіяльності організму (наприклад, м’язове скорочення, фотосинтез рослин
тощо).
У клітині молекула АТФ витрачається
впродовж однієї хвилини після її утворення.
При перетворенні АТФ в АДФ виділяється 7,3
ккал/моль вільної енергії.
У людини кількість АТФ, що дорівнює масі
тіла, утворюється й розщеплюється кожні 24 години.
Цикл АТФ–АДФ — основний механізм обміну
енергії в біологічних системах, АТФ — універсальна «енергетична валюта».
АТФ - універсальний хімічний акумулятор енергії в клітиніє
Аденін – рибоза – Ф
~ Ф ~ Ф
Кожен макроергічний зв᾿язок містить по 40 кДж
АТФ↔ АДФ + Ф + 40 кДж (дифосфат)
АДФ ↔ АМФ + Ф + 40 кДж (монофосфат)
Функції НК
Як передається генетична інформація?
1.
Ген –діляннка ДНК
, що несе інформацію про будову одного поліпептидного ланцюга
Кожна ДНК містить багато генів
2.Відтворення
молекули ДНК (подвоєння або реплікація)
Реплікація
- це процес матричного синтезу молекули ДНК на матриці – молекулі ДНК
Відбувається
перед поділом клітини.
- водневі зв’язки між двома ланцюгами
розриваються, відбувається роз’єднання ланцюгів;
- до кожного ланцюга за принципом
компліментарності добудовується новий і формується подвійна спіраль; (А =
Т, Г ≡ Ц )
- утворюється 2 нових
молекули ДНК, що мають ту ж саму генетичну інформацію, яка була в ДНК
клітини до ділення.
- Принцип напівконсервативності – один ланцюг ДНК успадкований від материнської, а другий синтезований заново.
Задача1 : ( реплікація)
ДНК І
ААА ГЦА ЦЦГ
ЦАГ ГГГ АГГ
ААА ЦТТ ТЦА
ЦАТ
ІІ ТТТ ЦГТ
ГГЦ ГТЦ ЦЦЦ
ТЦЦ ТТТ ГАА АГТ
ГТА
3. Види РНК:
Функція РНК – здійснення синтезу білка
Залежно від функцій, які виконують РНК,
розрізняють 3 типи цих сполук:
-
і –РНК (м – РНК) інформаційна, або матрична – копіює інформацію з ДНК;
-
т – РНК транспортна – транспортує амінокислоти до місця синтезу
білка (найкоротші)
- р – РНК рибосомальна (найбільша) утворює рибосому, бере участь у процесі синтезу білка.
4. Транскрипція - синтез всіх видів РНК на матриці ДНК
- водневі зв’язки
між двома ланцюгами розриваються, відбувається роз’єднання ланцюгів;
- до кожного ланцюга за принципом компліментарності
добудовується новий, але з’являються залишки молекул урацилу (замість тиміну),
які розташовуються навпроти аденіну.
- Синтезований ланцюг РНК виходить із ядра в цитоплазму, а
ДНК знову з’єднується у подвійну спіраль.
Задача2 : ( транскрипція)
ДНК ААА ГЦА
ЦЦГ ЦАГ ГГГ
АГГ ААА ЦТТ
ТЦА ЦАТ
І РНК УУУ
ЦТУ ГГЦ ГУЦ
ЦЦЦ УЦЦ УУУ ГАА
АГУ ГУА
5. Біологічна роль ДНК
ДНК - збереження
генетичної інформації
-
Одиницею генетичної
інформації є ген
-
Ген – це фрагмент
молекули ДНК, у якому закодована інформація про будову одного білку (закодована
послідовність залишків молекул амінокислот у білку).
-
Кодон (триплет)
складається із 3 нуклеотодів;
1 кодон відповідає 1 амінокислоті. А – Г – Ц – Т – Т – А -
триплет (кодон)
6.Трансляція – процес
синтезу білка на матриці – молекулі і-РНК
1. Указати пари комплементарних
нуклеотидів у молекулі
ДНК:
А Г—Т;
Б Ц—Г;
В А—Г;
Г А—Ц;
Д А—Т.
2.
Указати послідовність нітратних основ, що повинна утворитися в процесі
подвоєння (реплікації) ДНК на базі полінуклеотидного ланцюга
АЦТ–ТТГ–ГАТ–ТТТ–АЦТ–ГТГ:
А
ТГА—ААЦ—ЦТА—ААА—ТГА—ЦАЦ;
Б
ТАА—ТАА—ТАА—ТАА—ААА—ААА—ТАГ;
В
ТАЦ—АЦГ—ЦТЦ—АТГ—ГТА—ЦЦТ—ТГЦ;
г
ТТТ—ТТТ—ТАТ—АЦА—ЦАЦ—ЦГЦ—ТАА;
Д
АГА—ТАГ—ТТА—ТТТ—ТТТ—ЦЦЦ—ЦАЦ;
Е ТГА—ТЦТ—ААА—ГГГ—ТГТ—АТГ—ЦЦЦ.
3. Довжина фрагмента молекули ДНК дорівнює 20,4 нм. Скільки нуклеотидів в
цьому фрагменті ?
Розв'язок.
У всіх організмів, крім деяких вірусів, молекула ДНК
дволанцюгова, а розмір одного нуклеотиду становить 0,34 нм.
Визначаємо кількість нуклеотидів в цьому фрагменті:
20,4 : 0,34 = 60 (нуклеотидів).
4.* Яким
буде нуклеотидний склад ділянки одного ланцюга молекули ДНК, якщо іРНК містить
аденіну — 21%, цитозину — 25%, гуаніну — 24% і урацилу — 30%?
4.* У
фрагменті одного ланцюга ДНК нуклеотиди розташовані в послідовності: ААГ–ТЦТ–ТАЦ–ГТА.
Який буде другий ланцюг ДНК? Яка маса цього фрагмента ДНК? (Довжина одного нуклеотиду
— 0,34 нм, маса — 340 а. о. м.)
4.а) На фрагменті одного ланцюга ДНК нуклеотиди розташовані в такій
послідовності: А - А - Г - Т - Ц - Т - А - Ц - Г - Т - А - Г.
Визначте схему структури дволанцюгової молекули
ДНК, підрахуйте відсотковий склад нуклеотидів в цьому фрагменті.
Розв'язок.
Структуру дволанцюгової молекули ДНК визначаємо за
принципом комплементарності:
А - А - Г - Т - Ц - Т - А - Ц - Г - Т - А - Г
Т - Т - Ц - А - Г - А - Т - Г - Ц - А - Т - Ц
Для визначення відсоткового складу нуклеотидів треба
використовувати співвідношення:
(А + Т ) + ( Г + Ц) = 100%
Підрахуємо загальну кількість нуклеотидів:
А = 7 ; Т = 7 ; Г = 5 ; Ц = 5. Всього 24 . Визначимо, скільки відсотків припадає на один нуклеотид :
24/ 100 = 1 / х
х = 100 · 1: 24 = 4, 17
Тепер можна розрахувати і кількість нуклеотидів:
24 / 100 = 7 / х ;
х = 100 · 7 : 24 = 29,17 (А і Т);
24 / 100 = 5 / х ;
х = 100 · 5 : 24 = 20,83 (Г і Ц ) .
Можна визначити й іншим способом:
7 · 4,17 = 29,17 (А і Т);
5 · 4,17 = 20,83 (Г і Ц ).
4.б). На фрагменті одного ланцюга ДНК нуклеотиди розташовані в
послідовності:
А - А - Г - Т - Ц - Т - А - Ц - Г - А - Т - Г. Запишіть схему структури дволанцюгової молекули ДНК; поясніть, якою
властивістю ДНК при цьому ви керувалися; яка довжина даного фрагмента
ДНК. Примітка. Кожен нуклеотид займає 0,34 нм за довжиною ланцюга
ДНК.
Розв'язок.
Ділянка одного
фрагмента дволанцюгової молекули ДНК виглядає так:
А - А - Г - Т - Ц - Т - А - Ц - Г - А
- Т – Г
Т - Т - Ц - А - Г - А - Т - Г - Ц - Т
- А – Ц
Дволанцюгова молекула ДНК
будується за принципом комплементарності (доповнення). Визначаємо довжину
даного фрагмента ДНК.
До фрагменту входить 12 нуклеотидів,
довжина кожного - 0,34 нм:
0,34 · 12 = 4,08 нм.
5. У
результаті біохімічного аналізу в молекулі іРНК людини виявлено нуклеотидів: 440,
які містили гуанін, 325 — аденін, 128 — цитозин, 348 — урацил. Скільки нуклеотидів,
що містять аденін, є у фрагменті молекули ДНК, на якій утворилася названа іРНК.
В днк тоже самое, только вместо урацила тимин -
348. Правильные названия нуклеотидов: аденин, тимин (в рнк это урацил) ,
гуанин, цитозин.
Задача 5. Частковий і -РНК
гена інсуліну має наступний склад: УУУ - ГУУ - ГАУ - ЦАА - ЦАЦ - УУА -
УГУ - ГГГ - УЦА - ЦАЦ. Визначте співвідношення (А + Т) : (Г + Ц) у
фрагменті названого гена.
Розв'язок.
і -РНК - УУУ -
ГУУ - ГАУ - ЦАА - ЦАЦ - УУА - УГУ - ГГГ - УЦА - ЦАЦ
ДНКл.ц. - ААА - ЦАА -
ЦТА - ГТТ - ГТГ - ААТ - АЦА - ЦЦЦ - АГТ - ГТГ
ДНКп.ц. - ТТТ - ГТТ -
ГАТ - ЦАА - ЦАЦ - ТТА - ТГТ - ГГГ - ТЦА - ЦАЦ
Підрахуємо кількість нуклеотидів в ДНК:
А = 18 ; Т = 18 ; Г = 12 ; Ц = 12 .
(А + Т ) : ( Г + Ц) = (18 + 18 ) : ( 12 + 12) = 36:24.
Задача 6. У молекулі ДНК виявлено 880 гуанілова нуклеотидів, які складають 22 %
від загального числа нуклеотидів в цій ДНК.
Визначте: а ) скільки інших нуклеотидів в цій ДНК? б)
яка довжина цього фрагмента?
Розв'язок.
1) І варіант
розв'язоку - Σ (Г) = Σ (Ц) = 880 (це 22%);
На частку інших нуклеотидів припадає: 100 % - (22% +
22%) = 56 % , тобто по 28 %;
Для обчислення кількості цих нуклеотидів складаємо
пропорцію:
22% - 880
28% - х , звідси х = 1120 Σ (А ) = Σ (Т);
ІІ варіант розв'язоку
880 - 22%
х - 100%
х = ( 880 · 100) : 22;
х = 4000;
(А + Т) = 4000 - (Г + Ц) ;
(А + Т) = 4000 - (880 · 2) ;
(А + Т) = 2240 (нуклеотидів) ;
А = Т = 2240 : 2 = 1120 (нуклеотидів) .
2) для визначення довжини ДНК потрібно дізнатися,
скільки всього нуклеотидів міститься в 1 ланцюзі:
(880 + 880 + 1120 + 1120) : 2 = 2000
2000 · 0,34 = 680 (нм).
Задача 7. Дана молекула ДНК
з відносною молекулярною масою 69 000, з них 8625 припадає на частку аденілових
нуклеотидів. Знайдіть кількість всіх нуклеотидів в цій ДНК. Визначте довжину
цього фрагмента .
Розв'язок.
1) 69000 : 345 = 200 ( нуклеотидів в ДНК) ,
8625 : 345 = 25 ( аденілових нуклеотидів в цій ДНК) ,
Σ ( Г + Ц) = 200 - ( 25 +25 ) = 150 , тобто їх по 75;
2) 200 нуклеотидів у двох ланцюгах , значить в одній -
100.
100 · 0,34 = 34 (нм).
Задача 8. Ділянка гена має таку послідовність нуклеотидів: ТТТ - ТАЦ - АЦА -
ТГТ - ЦАГ. Визначте послідовність нуклеотидів і-РНК і послідовність
амінокислот у білковій молекулі, яка синтезується під контролем цього гена .
Розв'язок.
ДНК - ТТТ - ТАЦ - АЦА - ТГТ
- ЦАГ
і -РНК-ААА - АУГ - УГУ -
АЦА - ГУЦ
білок - ліз
- мет - цис - тре - вал
Задача 9. Яку довжину має ген, який кодує інсулін, якщо відомо, що молекула інсуліну
має 51 амінокислоту, а відстань між нуклеотидами в ДНК складає 0,34 нм?
Розв'язок.
Ген - ділянка ДНК, яка несе інформацію про інсулін.
Одну амінокислоту кодує 3 нуклеотиди (триплет) ДНК.
Визначаємо кількість нуклеотидів ДНК, які кодують
інсулін:
51· 3 = 153 (нуклеотиди)
Розраховуємо довжину цього гену:
0,34 · 153 = 52,02 (нм).
Задача 10. Дослідження показали, що в і-РНК міститься 34% гуаніну, 18% урацилу, 28% цитозину,
20% аденіну. Визначте відсотковий склад азотистих основ на ділянці ДНК, яка є
мтрицею для данної і-РНК.
Розв'язок.
Відомо, що 34% гуаніну в і-РНК, тоді в ДНК
ланцюзі (кодуючій) буде 34% цитозину, відповідно, 18% урацилу - 18%
аденіну, 28% цитозину - 28% гуаніну, 20% аденіну - 20% тиміну (за принцепом
комплементарності). А + Т та Г + Ц у кодуючій складає:
А + Т = 18% + 20% = 38%, Г + Ц =
28% + 34% = 62%.
У некодуючому ланцюзі ДНК добуткові показники будуть
такі ж самі, тільки відсоток окремих основ беде оборотній:
А + Т = 20% + 18% = 38%, Г + Ц =
34% + 28% = 62%.
В обох ланцюгах у парах комплементарних основ буде
донакова кількість, тобто А = Т = 19%, Г = Ц = 31%.
15.09.2020 р. Тема: Ферменти, їхня роль в клітині. Лабораторне дослідження: властивостей ферментів.
Перегляньте презентацію до попереднього уроку і дайте відповідь на такі питання:
Чому при підвищенні температури білки перестають виконувати свої
біологічні функції?
Які елементи входять до складу
білка?
Яка частина амінокислоти називається
радикалом?
Чим
замінні амінокислоти відрізняються від незамінних?
Які
взаємодії називають гідрофільно-гідрофобними?
Які білки називаються простими,
а які складними?
Ферменти. Властивості, механізм дії, класифікація.
Ферменти — це біологічні каталізатори, здатні прискорювати хімічні реакції в клітині в десятки тисяч разів. Вивчає ферменти наука ензимологія.
Основні властивості ферментів: усі ферменти — глобулярні білки; вони збільшують швидкість реакції, але самі в цій реакції не витрачаються;
ферменти високо специфічні: один фермент може каталізувати тільки одну реакцію;їх присутність не впливає ні на властивості, ні на природу кінцевого продукту (або продуктів) реакції;фермент завжди більший за субстрат (або субстрати), з якими він взаємодіє;
фермент взаємодіє з субстратом за допомогою активного центру — спеціальної ділянки, яка за формою відповідає субстратові;дуже мала кількість ферменту викликає перетворення великих кількостей субстрату;активність ферментів залежить від рН середовища, температури, тиску і від концентрацій як субстрату, так і самого ферменту; фермент-субстратний комплекс здатний знижувати енергію активації реакції (тобто робити меншою енергію початку реакції), саме це і дозволяє ферменту прискорити перебіг реакції.
- Механізм дії ферментів.
Є дві гіпотези, що пояснюють, як діють ферменти. Одна з них називається гіпотезою «ключа і замка», а інша — гіпотезою «руки і рукавички».
Згідно з періною, субстрат є «ключем», який точно підходить до «замка» — ферменту. Найважливішою частиною «замка» є активний центр. Саме з ним і зв'язується субстрат, оскільки форма субстрату відповідає формі активного центру. Утворюється фермент-субстратний комплекс. Це активований стан, який веде до утворення продуктів реакції. Продукти, що утворилися, за формою вже не відповідають активному центру. Вони відділяються від нього (надходять в оточуюче середовище), після чого активний центр, що звільнився, може приймати нові молекули субстрату.
Згідно з гіпотезою «руки і рукавички» активний центр не жорстко підходить до субстрату. Субстрат викликає якісь зміни в активному центрі, як рукавичка дещо змінюється, будучи на ді-тою на руку. Цю гіпотезу називають ще гіпотезою індукованої (тобто викликаної) відповідності.
(При дефіциті часу гіпотезу «руки і рукавички» можна опустити.)
Багатьом ферментам для роботи потрібна небілкова частина. Це можуть бути невеликі органічні молекули, деякі з них близькі до вітамінів.
Основні функції ферментів - це зниження активації енергії, тим самим підняття швидкості реакції.
Основні властивості ферментів:
Будучи білками ферменти мають всі іх властивості
Деякі ферменти мають не білкову частину (кофермент)
специфічність (субстрат-, реакція-, регіональна-, стереоспецифічність).
чутливість (температура, pH- середовище, іоноконцентрація).
чутливіші за інші хімічні каталізатори
дія у водному та низькотемпературному середовищі.
Класифікація ферментів відбувається за допомогою каталізованих ними типів реакції:
Оксидоредуктаз – окисно– відновні реакції.
Трансфераза – перенесення хімічних груп
Гідролізи – гідролітичні розщеплення зв’язків.
Ліази – негідролітичні розщеплення зв’язків
Ізомерази – взаємоперетворення різних ізомерів
Лігази – з’єднання молекул за допомогою енергії АТФ
Деякі чинники, що впливають на активність ферментів:
Концентрація ферменту.
Концентрація субстрату.
pH-середовище.
Температура.
Інгібітори, активатори.
Зі збільшенням концентрації ферментів швидкість реакції зростає. Якщо ця концентрація стала то зі збільшенням концентрації субстрату швидкість реакції змінюється. Швидкість реакції також залежить від:
- pH- середовища. Для більшості ферментів визначено оптимальне pH-середовище при якому вони максимально активні (виняток пр.: пепсин в шлунку pH 1,5-2,2).
-Температури – найважливіший фактор зміни швидкості реакції. Оптимальна температура для реакції ферментів (приблизно 37°C).
Серед речовин які впливають на активність ферментів. Є такі, що збільшують швидкість реакції (активатори) та такі, що гальмують її (інгібітори). Інгібітори можуть бути поділені на оборотні (реверсивні) та необоротні (ірреверсивні).
Більша частина ферментних активаторів – катіони ( залізо, магнезій, цинк, калій, натрій, т. інші ). На активність одних ферментів впливає концентрація солей, інші не чутливі до присутності іонів.
Лабораторне дослідження «Вивчення властивостей ферментів» Робочий зошит
Хід роботи
1) Переконайтеся в наявності каталази. Для цього розімніть одну горошину гороха і нанесіть на неї декілька крапель пероксиду водню.
2) Зніміть з гороху шкірку і перевірте на каталазу окремо шкірку і сім'ядолі.
3) Поставте дві пробірки з дистильованою водою, на водяну баню з температурою 40 °С.
4) Прокип'ятіть в окремій пробірці три цілі горошини, а потім помістіть їх в одну з пробірок на водяній бані.
5) В іншу пробірку на водяній бані покладіть три горошини, що не зазнавали кип'ячення.
6) Перевірте кожну з горошин на каталазну активність.
7) Якщо є можливість, то повторіть той же експеримент при температурі 50, 60, 70, 80, 100 °С (можна це зробити в групах).
8) Зафіксуйте спостереження і поясніть отримані результати.
Контрольні запитання
1. Які основні біологічні функції білків?
2. У чому полягає захисна функція білків?
3. Чим визначається рухова функція білків?
4. Що собою становлять ферменти?
5. Які функції виконують ферменти?
6. Завдяки чому ферменти здатні виконувати свої функції?
7. Завдяки яким властивостям білків живі організми здатні сприймати
подразники?
7.Підбиття підсумків уроку
Поміркуйте:
Чому без участі ферментів перебіг більшості біохімічних процесів у клітині був би неможливим?
У результаті ферментативних реакцій, на відміну від безфер-ментних, не утворюються побічні продукти, тобто спостерігається майже 100й вихід кінцевого продукту. Яке це має значення для нормального функціонування організму?
Урок №66. Тема: Роль генетичної інженерії в сучасних біотехнологіях і медицині.
- Перегляньте відео за посиланнями:
Ви вже знаєте, що таке біотехнології. Як давно люди використовують біотехнології? Які методи відносять до цієї галузі? Яке значення в житті людини відіграють виробництва, що застосовують методи біотехнології?
Порівняння технологій
Дуже цікаво провести порівняння технологій створення ГМО і технологій класичної селекції.
Порівняння класичних і сучасних біотехнологій
Класична селекція
Створення ГМО
Ґрунтується на природному процесі, який використовується людиною
Ґрунтується на природному процесі, який використовується людиною
Використовується не менше як 10 тисяч років (із застосуванням штучного мутагенезу не менше ніж 80 років)
Використовується понад 30 років
Працює одразу з кількома тисячами генів
Працює з одним геном
Створює організми, які генетично значно відрізняються від природних форм
Створює організми, які генетично значно відрізняються від природних форм
Потребує значного часу для виведення нових форм
Потребує меншого часу для виведення нових форм
Проблеми та перспективи використання технології генетичної інженерії
Питання про перспективу використання генної інженерії під час вирощування сільськогосподарської сировини продовжує спричиняти серйозні суперечки серед дослідників і споживачів. Серед позитивних аргументів — підвищена врожайність, екологічні переваги, захист від шкідників. З іншого боку — непевність частини споживачів у безпечності нових технологій.
Теоретично негативний вплив, наприклад, трансгенних рослин на інші організми можливий через наявність у організмі рослин біологічно активних речовин (інсектициди, фунгіциди та ін.). Вплив цих речовин може бути прямої або опосередкованої дії через трофічні ланцюги. Однак до сьогодні достовірних експериментальних даних про негативний вплив трансгенних рослин, стійких до шкідників, на нецільові організми не отримано.
Мал. 57.1. Золотий рис (генетично модифікований сорт, який містить багато бета-каротину) порівняно зі звичайним рисом
Також за 30 років досліджень не було виявлено достовірних експериментальних даних щодо негативного впливу ГМО на тих, хто споживав їх у їжу.
У Європі модифіковані рослини сої та кукурудзи для виготовлення харчових продуктів дозволено з 1997 року, а харчові ферменти, добавки, одержані в результаті генної інженерії, використовують понад двадцять років. Слід відмітити, що ГМО-продукти є дешевшими, ніж продукти звичайної селекції, і можуть містити корисні для людей сполуки. Так, генетично модифікований сорт рису (золотий рис) містить значну кількість бета-каротину (мал. 57.1).
Застосування в наукових дослідженнях
Генетична інженерія надзвичайно широко використовується в сучасній біології та медицині. Вона стала одним з головних інструментів як науки, так і виробництва. У наукових дослідженнях генетична інженерія дозволяє цілеспрямовано «вимикати» потрібні гени. Це допомагає досліджувати їхні функції. Також можна вводити в організм ген, якого він не мав раніше, і попередньо тестувати наслідки застосування нових технологій.
Важливі результати з допомогою цієї методики можна отримати в галузі аналізу шляхів реалізації генетичної інформації. Більшість генів еукаріотів можуть синтезувати кілька варіантів білків, і розібратися в роботі цього механізму можна тільки за допомогою генетичної інженерії.
Виробництво лікарських препаратів
Без генетично модифікованих організмів, які виробляють лікарські препарати, наразі важко уявити сучасну медицину. Деякі препарати просто неможливо отримати в інший спосіб. Використовують такі ліки вже досить давно. З 1982 року розпочалося масове застосування інсуліну, виробленого генетично модифікованою бактерією. Ген людського інсуліну згадуваній бактерії дістався штучно. До цього в лікуванні діабету використовували інсулін свиней, який часто спричиняв ускладнення й алергічні реакції.
Крім інсуліну, за допомогою генетично модифікованих організмів виробляють гормон росту, інтерферон, препарати для лікування інфаркту міокарда, препарати для лікування муковісцидозу, низки форм раку та інших захворювань.
Діагностика захворювань
Активно використовують технології генетичної інженерії для діагностики захворювань. Діагностувати таким чином можна інфекційні, спадкові захворювання, а також різні форми раку.
Ця діагностика ґрунтується на розпізнаванні специфічних ділянок нуклеїнових кислот — ДНК або РНК. Такий метод має дуже велику чутливість і високу надійність.
Генна терапія
Генна терапія — це сукупність технологій, яка забезпечує внесення змін у генетичний апарат соматичних клітин людини. Головне її призначення — лікування спадкових захворювань. Основна ідея — замінити дефектний ген у клітинах на нормальний. Для цього з організму спочатку виділяють клітини, вводять у них здоровий ген і поміщають клітини назад (мал. 57.2). Таку терапію проводять, наприклад, для гена тимідинкінази у людей з тяжкою формою імунодефіциту.
Мал. 57.2. Схема генної терапії
Генна терапія вже має приклади успішного застосування, але поки що всі ці дослідження проводять як експериментальні. Адже технологія є складною й потребує докладного вивчення можливих ризиків і негативних наслідків.
Використання в сільському господарстві
У сільському господарстві генетично модифіковані рослини в комерційних масштабах використовують з 1994 року. Основний напрям використання — отримання рослин з підвищеною стійкістю до захворювань, шкідників або природних умов. Важливим напрямом є також отримання плодів з покращеною здатністю до зберігання. А найбільш перспективним напрямом використання у тваринництві є отримання молока від генно модифікованих тварин. Це молоко може містити дорогі або рідкісні білки, які застосовують у медицині, але які неможливо виробити за допомогою бактерій.
Першу успішну генну терапію для людини було проведено 14 вересня 1990 року. Із цього ж року почав виходити журнал «Генна терапія людини».
Найбільш перспективними напрямами використання генетичної інженерії в сучасній біотехнології й медицині є виробництво лікарських препаратів, генна терапія, діагностика захворювань і виробництво сільськогосподарської продукції. Трансгенні організми можуть мати велике значення для підвищення ефективності сільського господарства та під час досліджень у галузі молекулярної біології. За 30 років досліджень не було отримано достовірних даних щодо негативного впливу ГМО на людину та інші види живих організмів.
Перевірте свої знання
1. Як досягнення генетичної інженерії використовують: а) у наукових дослідженнях; б) у медицині; в) у сільському господарстві? 2. Які переваги порівняно з класичною селекцією має технологія отримання ГМО? 3. Порівняйте технології класичної селекції і технології створення ГМО. 4*. Які біологічні та екологічні проблеми можуть виникнути через використання ГМО? 5*. Які морально-етичні проблеми можуть виникнути під час використання технологій генетичної інженерії? 6*. Чи може людство обійтися без використання технологій генетичної інженерії? Відповідь обґрунтуйте.
Урок №65. Тема:Традиційні напрямки біотехнологій.
Мета: розглянути основні напрямки сучасної біотехнології, з’ясувати їх значення для суспільства та перспективи розвитку.
Епіграф уроку:
«XXI століття – золоте століття біології»
(з підручника)
Хід уроку
Пригадайте усно:
1. Що таке селекція?
2. Дайте означення понять: - сорт, - порода, - штам.
3. Які методи селекції вам відомі?
4. Порівняйте особливості застосування методів селекції для рослинних і тваринних організмів.
5. Наведіть приклади досягнення у селекції.
Без знань цієї науки люди ніколи б не отримали такі продукти як хліб, сир, вино. Невідомі людству залишилися б вітаміни та антибіотики.
Проблемне запитання: - Спробуйте здогадатися, про яку науку йдеться мова? (Біотехнологія) перегляд відеоуроку.
Біотехнологія – наука про використання біологічних об’єктів і хіміко-біологічних процесів у промисловому виробництві, с/г, енергетиці та медицині.
Об’єкти біотехнології:
- - молекули;
- - віруси;
- - одноклітинні та багатоклітинні організми.
1. Методи біотехнології
- - культивування об’єктів;
- - вирощування клітин і тканин;
- - клітинна і генна інженерії.
1. Завдання біотехнології (самостійна робота, дайте письмово відповідь на дане питання)
2. Досягнення біотехнології (самостійна робота, дайте письмово відповідь на дане питання)
Які досягнення біотехнології використовуєте ви?
Підготувати повідомлення на тему «Генна інженерія», «ГМО: за і проти».
Доброго дня, учні!
Усім успіхів та здоров’я!
- Перегляньте відео за посиланнями:

Класична селекція
|
Створення ГМО
|
Ґрунтується на природному процесі, який використовується людиною
|
Ґрунтується на природному процесі, який використовується людиною
|
Використовується не менше як 10 тисяч років (із застосуванням штучного мутагенезу не менше ніж 80 років)
|
Використовується понад 30 років
|
Працює одразу з кількома тисячами генів
|
Працює з одним геном
|
Створює організми, які генетично значно відрізняються від природних форм
|
Створює організми, які генетично значно відрізняються від природних форм
|
Потребує значного часу для виведення нових форм
|
Потребує меншого часу для виведення нових форм
|



- - молекули;
- - віруси;
- - одноклітинні та багатоклітинні організми.
- - культивування об’єктів;
- - вирощування клітин і тканин;
- - клітинна і генна інженерії.
Урок №64. Тема уроку: «Введення в культуру рослин. Одомашнення тварин . Селекція.»
Завдання:
Виконайте завдання (заповніть письмо таблиці) в підручнику на стор.263 і стор. 267.
Відео "
Селекція. Методи селекції"
ПЛАН • Селекція як прикладна галузь біології • Методи селекції • Штучний добір • Гібридизація, системи гібридизації • Штучний мутагенез та методи генної інженерії
Відео "Походження культурних рослин. Одомашнення тварин"
Урок №63 Створення проекту “Виявлення рівня антропогенного та техногенного впливу в екосистемах своєї місцевості”.
Мета проекту:
-привернути увагу громадськості до екологічної ситуації, стану навколишнього середовища;
-навчитися встановлювати причини погіршення стану довкілля та прогнозувати його наслідки;
-виховувати відповідальне ставлення до природи і свого здоров’я;
-мотивувати необхідність поведінкової діяльності щодо покращення стану довкілля.
Завдання:
-зібрати і обробити інформацію про антропогенний та техногенний вплив на екосистеми;
- ознайомитися із найпростішою методикою проведення спостережень та дослідів у природі;
-формувати вміння теоретично обгрунтовувати зібраний матеріал;
-навчитися виконувати проектно-дослідницьку діяльність;
-набути навиків самостійної роботи з великими об’єктами інформації;
-розробити форму представлення результатів проекту;
-привернути увагу батьків і громадськості до екологічно чистого мікрорайону школи.
Пошук інформації:
-збір і уточнення інформації;
-вивчення літератури.
Виконати наступні завдання:
Переглянути відео: https://www.youtube.com/watch?v=SMEf9ksdjnc
Саме тому епіграфом нашого уроку будуть такі слова: «Природа, в якій вам, молодим, доведеться жити, забруднюється, піддається руйнуванню, знищується. Чи багатьом із вас пощастило бачити прозору річкову воду, чистий пісок, насолоджуватися тишею без ревіння моторів, дихати чистим повітрям без домішок бензину, мазуту, пестицидів? Ваше майбутнє може стати жахливим, якщо не почати негайно лікувати цю проказу. Настав наш час діяти.» (Гарун Тазієв)
Проблемне питання. В зоопарку міста Лейпцига (Німеччина) відвідувачів зустрічає напис на клітці «Найстрашніший звір у світі» і в ній лише дзеркало. Чому? Кого бачать люди?
(Про людину, тому що людина не завжди правильно поводиться, порушує закони екології, цілісність природних екосистем, забруднює навколишнє середовище, змінює умови існування живих організмів, що призводить до різних порушень екологічної рівноваги і навіть екологічних лих і катастроф. Людина повинна навчитися грамотно господарювати на землі.) Чому людину назвали найстрашнішим звіром у світі?
- Сьогодні ми на перше місце поставимо людини і головне питання семінару: вплив людини на навколишнє середовище і як середовище впливає на неї.
А далі на основі підготовлених і прослуханих матеріалів нам належить проаналізувати різні екологічні ситуації, передбачити наслідки, знайти вихід з цих ситуацій.
- Підберіть інформацію в Інтернеті та інших друкованих виданнях, проаналізуйте, систематизуйте по темах.
1. Тема дослідження: «Екологічні проблеми села Бережинка».
2. Тема дослідження: «Екологічні проблеми ставків с. Бережинка».
3. Тема дослідження: «Виявлення рівня антропогенного та техногенного впливу в межах своєї місцевості».
4. Тема дослідження: «Сміттєзвалища на території с. Бережинка».
Урок №62. Тема: Захист і збереження біосфери, основні заходи щодо охорони навколишнього середовища.
Урок № 61.Тема: Біосфера як цілісна система.
1. Перегляньте відео:
Урок №60. Тема. Харчові зв’язки, потоки енергії та колообіг речовин в екосистемах.
Мета: навчатися встановлювати взаємозв’язки між організмами екосистем,
використовувати правила екологічної піраміди для побудови пірамід різних типів;
зоорієнтуватися на розуміння значення колообігу речовин у збереженні екосистем, рівноваги в біосфері;
розвивати усвідомлення економічної оцінки природних екосистем, математичну компетентність, вміння роботи в групах;
спрямовувати свій світогляд на дотримання екологічної культури в повсякденному житті та бізнесі, брати участь у природоохоронній діяльності та вияв громадянської позиції в галузі збереження довкілля.
Хід уроку
1. Перегляньте презентацію, відео:
2. Опрацюйте теоретичний матеріал.
У 1953 р. в містечку на японських островах лікарями була виявлена хвороба незрозумілого походження. Хвороба вражала центральну нервову систему – люди втрачали слух, зір, пам’ять, а інші й сходили з розуму. Досліди показали – люди отруюються ртуттю, хоча ніяких прямих чинників для цього не було. Почавши досліджувати проблему глобально, вчені виявили, що причиною всьому завод, який знаходиться неподалік й скидає відходи свого виробництва в затоку. Тієї мізерної кількості ртуті вистачило, щоб вона накопичувалася протягом довгого часу спочатку в водоростях, потім в організмах що їх поїдали. Згодом ртуть накопичувалася в кісткових рибах й щуках і акулах. А люди які рибалили з давніх часів в одному й тому ж місці навіть здогадуватися не могли, на яку небезпеку наражають себе і своїх близьких. Ніщо в світі не зникає безслідно й ніщо не з’являється з нічого – потрібно пам’ятати про це.
Визначіть слова, які утворюють шляхи потрапляння ртуті до організму людей (орієнтовні відповіді учнів: водорості, кісткові риби, щуки, акули), коротко характеризуючи дану ситуацію (слайд 2)
Завдання 2. «Кластер»
З поданих слів утворіть ланцюги живлення. І запишіть в зошит (слайд3)
Слова: сонечко, яструб, попелиці, водорості, карась, дафнії, миша, лисиці, комахоїдні птахи, їжак, людина, коров'ячий послід, рослинний перегній, личинки мух, хижаки, рослини, щука, зернівка пшениці, дощовий черв’як, кріт.
Приклади можливих ланцюгів живлення:
1. рослини – попелиця – сонечко – комахоїдні птахи – яструб
2. водорості – дафнії – карась – щука – людина
3. зернівка пшениці – миша – їжак – лисиця
4. рослинний перегній – дощові черв'яки – кріт
5. коров'ячий послід – личинки мух – комахоїдні птахи – хижаки
Завдання 3. «Подвійний щоденник».
Заповніть таблицю (слайд 4)
ЕКОЛОГІЧНІ ГРУПИ ОРГАНІЗМІВ
ЗНАЙОМА ІНФОРМАЦІЯ (Я ЦЕ ЗНАЮ)
НОВА ІНФОРМАЦІЯ (ЦЕ ДЛЯ МЕНЕ НОВЕ)
СУПЕРЕЧЛИВА ІНФОРМАЦІЯ (Я ДУМАВ ІНАКШЕ)
НЕДОСТАТНЯ ІНФОРМАЦІЯ (ПРО ЦЕ ХОТІЛОСЯ Б ДІЗНАТИСЯ БІЛЬШЕ)
ПИТАННЯ ДО ВЧИТЕЛЯ
Опрацюйте «Екологічні групи організмів та перетворення енергії в екосистемах» (слайди 5 – 6)
Біотичну частину екосистеми складають різні екологічні групи організмів, об’єднані між собою просторовими і трофічними зв’язками – продуценти, консументи, редуценти.
Продуценти – це популяція автотрофних організмів, здатних синтезувати органічні речовини з неорганічних. Це зелені рослини, ціанобактерії, фото синтезуючі та хемосинтезуючі бактерії. У водних екосистемах – це водорості, а на суші насінні рослини.
Консументи – популяції гетеротрофних організмів, які живляться безпосередньо або через інші організми готовою органічною речовиною, синтезованою автотрофами. Розрізняють консументи І порядку (фітофаги, паразити рослин), ІІ порядку, ІІІ порядку і наступупних порядків (хижаки, паразити тварин, сапрофаги)
Редуценти – популяції гетеротрофних організмів, які в процесі життєдіяльності розкладають відмерлі органічні речовини до мінеральних, котрі потім використовуються продуцентами. Це гетеротрофні сапрофітні організми – бактерії та гриби, які виділяють ферменти на органічні рештки і поглинають продукти їх розщеплення. У процесах розкладу органічних сполук беруть участь детритофаги (дощові червяки, личинки мух), капрофаги (жуки-гнойовики), некрофаги (жуки-гробарики).
Розрізняють два типи ланцюгів живлення. Перший ланцюг живлення (ланцюг виїдання, або пасовищний) розпочинається з рослин. Джерело енергії, за рахунок якої існують усі організми, – Сонце. В процесі фотосинтезу світлова енергія перетворюється ними (перша ланка таких ланцюгів живлення) на хімічну з утворенням органічних сполук. При цьому лише близько 1% світлової енергії, що потрапляє на рослину, переходить у потенціальну енергію органічних речовин; решта розсіюється у вигляді теплоти та відбивається.
Коли тварини поїдають рослини, то інша частина енергії, що міститься в кормах, витрачається на різні процеси життєдіяльності. У середньому в різних ланцюгах живлення лише 10% енергії кормів переходить у новозбудовану речовину тіла тварин.
Травоїдних тварин поїдають хижаки (на цьому і завершується ланцюг виїдання). Приклад такого типу ланцюга живлення: планктонні водорості - планктонні тварини - риби - рибоїдні птахи і м'ясоїдні ссавці. Інший приклад: рослини - комахи - комахоїдні птахи - хижі птахи.
Другий тип ланцюгів живлення розпочинається від рослинних і тваринних решток, екскрементів тварин і йде до дрібних тварин і мікроорганізмів, які ними живляться. В результаті діяльності мікроорганізмів утворюється напіврозщеплена маса - детрит. Такий ланцюг живлення називають ланцюгом розщеплення (детритним). Наприклад: коров'ячий послід – личинки мух – комахоїдні птахи – хижаки.
Завдання 4. «Запитайте у автора»
Опрацюйте текст підручника «Колообіг Карбону та Нітрогену». Дайте письмово відповідь на питання:
– Чому колообіг Карбону останнім часом привертає велику увагу?
– Чому у більшості стабільних екосистем процеси фіксації вуглекислого газу та дихання збалансовані?
– Чим небезпечний парниковий ефект?
– Яким чином рослини засвоюють азот?
– Що таке нітрити та нітрати?
Вправа 5. «Логічний ланцюжок»
Пропоную цитати з тексту, які потрібно поєднати в логічний текст.
1. «Піраміда біомаси»
· Піраміда біомаси - показує співвідношення загальної кількості живої речовини на трофічних рівнях харчового ланцюга ( )
· Піраміда біомаси відрізняється проміжним характером в озерах і ставках, так як тут рівноцінні ролі продуцентів, тобто великих прикріплених рослин і мікроскопічних водоростей ( )
· Може мати два графічних різновиди - правильна і обернена ( )
· У молодих екосистем вершина піраміди вужча, ніж у зрілих; піраміда може бути оберненою у відкритих і глибоких водах, де продуценти невеликі за розміром і живуть недовго ( )
· Спостерігаються наступні закономірності: піраміди з широкою основою і вузькою вершиною характерні для наземних і мілководних екосистем, в яких продуценти мають великі розміри і живуть порівняно довго ( )
2. «Піраміда енергії»
· Тому піраміда енергії є найбільш універсальною характеристикою для порівняння потоку енергії, що проходить через різні рівні, а також для порівняння однієї екосистеми з іншою ( )
· На відміну від піраміди чисел або біомаси, що характеризують статику екосистеми, піраміда енергії характеризує динаміку проходження маси їжі через харчовий ланцюг ( )
· Піраміда енергії— величина потоку енергії, що проходить через різні трофічні рівні ( )
· Крім того, піраміда чисел перебільшує роль дрібних організмів, піраміда біомаси перебільшує роль великих ( )
· На її форму не впливають ні розміри особин, ні інтенсивність їх метаболізму ( )
3. «Піраміда чисел»
· Друга піраміда - обернена, так як в лісових пасовищних харчових ланцюгах продуценти - це дерева, а первинні консументи - це комахи ( )
·Піраміда чисел - відображає кількісний розподіл окремих організмів на трофічних рівнях ( )
·Для будь-якого хижака існує нижня і верхня межа розмірів їх жертв, кожному хижакові служать їжею жертви певного розміру ( )
·Ця закономірність пояснюється тим, що в будь-якій екосистемі дрібні тварини чисельно перевершують великих і розмножуються швидше ( )
· Особливістю такої піраміди є зменшення чисельності організмів при русі від продуцентів до консументів ( )
· Рівень первинних консументів за чисельністю перевищує рівень продуцентів ( )
2. Підведемо підсумок уроку:
Вправа 6. «Плюс – мінус – цікаво»
Заповніть у зошит таблицю. У графу «+» запишіть все, що сподобалось на уроці, інформацію та форми роботи, які викликали позитивні емоції. У графу «–» записують все, що не сподобалося на уроці, здавалося нудним та залишилося незрозумілим. У графу «?» вписують всі цікаві факти про які дізналися на уроці і що б ще хотіли дізнатися з даної теми.
+
–
?
Вправа 7. «Аркуш самооцінювання»
На аркуші самооцінювання та за 3-бальною системою самооцініть свої знання та визначіть, чого ви навчилися на уроці (слайд 7)
Аркуш самооцінювання
Тема: «Харчові зв’язки, потоки енергії та колообіг речовин в екосистемах»
Оцінка
Тепер я можу:
Визначити екологічні групи організмів
Розрізняти типи ланцюгів живлення
Пояснити значення терміна «екологічна піраміда»
Назвати правило екологічної піраміди
Оцінити наслідки колообігу речовин в екосистемах
Урок 59. Тема: Структура екосистем та їх властивості.
Урок 58. Тема: Природні угруповання організмів. Види угрупувань.
Задача . Маса сіна з 1 м2 лугу становить 200 г, а з вико-вівсяного поля – 500г. Використавши правило екологічної піраміди, визначте, яка площа лугу необхідна, щоб прогодувати протягом року одну людину масою 52 кг (із них 63% становить вода), якщо ланцюг живлення має вигляд: трава → корова → людина. Яка площа вико-вівсяного поля необхідна для цього?
Немає коментарів:
Дописати коментар