генетика - вчера, сегодня, завтра | Заволоко Елена анатольевна. Работа №278666

Урок генетики (учитель биологии МБОУ Витемлянская СОШ-Заволоко Е.А.)

Тема: Генетика – вчера, сегодня и завтра.

Цель: познакомиться с одной из важнейших биологических наук – генетикой, ее задачами и перспективами развития, достижениями генетики на современном этапе.

Оборудование: портрет Менделя; модель молекулы ДНК, модель «Репликация ДНК», презентация «Наследственные болезни»

Ход урока:

Что изучает генетика?

Кто стоял у ее истоков?

(

Демонстрация портрета Г, Менделя)

Генетика – наука, изучающая закономерности наследственности и изменчивости. Наследственность – это неотъемлемое свойство всех живых организмов сохранять и передавать в ряду поколений характерные для вида или популяции особенности строения, функционирования и развития. Изменчивость – способность организмов в процессе онтогенеза приобретать свои признаки и свойства отличные от других представителей своего вида. Мы наследуем от своих родителей цвет глаз, волос, форму носа, группу крови, а также черты темперамента и особенности движений, склонность к изучению языков, музыкальный слух и способность к математике. Мы рождаемся на свет имея свой уникальный наследственный материал, ту программу, на основе которой под влиянием факторов окружающей среды мы станем такими, какие мы есть – неповторимые и в тоже время похожие на предыдущие поколения.

У истоков генетики стоял австрийский ученый 19 века Грегор Мендель (1822 – 1884). Он не был первым ученым, который пытался ответить на вопрос: как передаются из поколения в поколение свойства и признаки? Но только Менделю это удалось сделать на научно обоснованных генетических экспериментах с растениями. Успех работы Менделя по сравнению с исследованиями его предшественников объясняется тем, что он обладал двумя существенными качествами, необходимыми для ученого: способностью задавать природе нужный вопрос и способностью правильно истолковывать ответ природы» - так писала о Менделе знаменитая Шарлотта Ауэрбах – английский генетик. Результаты своих экспериментов Мендель представил в 1865 году на заседании Общества естествоиспытателей в городе Брюнна и изложил в статье «Опыты с растительными гибридами» Но современники не оценили работы Менделя. И лишь через 35 лет в 19000 году ученые биологи вспомнили об открытых Менделем законах. И поэтому 1900 год считается годом рождения генетики, а Грегор Мендель ее основоположником.

Геном человека.

В 1988 году в США по инициативе Джеймса Уотсона и в 1989году в России под руководством академика Баева были начаты работы по реализации грандиозного мирового проекта «Геном человека». По масштабам финансирования этот проект сравним с космическими проектами. Целью первого этапа работы было определение полной последовательности нуклеотидов в ДНК человека. (Демонстрация моделей ДНК и Репликация ДНК) Сотни ученых многих стран мира в течение 10 лет трудились над решением этой задачи. Все хромосомы (их 46- 23 пары) были поделены между научными коллективами стран – участниц проекта. России для исследования достались 3, 13 и 19 хромосомы. Весной 2000 года в канадском городе Ванкувере было официально объявлено о расшифровке кода человека. Изучение генов ведет к созданию принципиально новых средств диагностики и способов лечения наследственных заболеваний. (Просмотр презентации «Наследственные болезни») Расшифровка последовательности ДНК человека имеет огромное практическое значение для определения генетической совместимости при пересадке органов, для генетической дактилоскопии и генотипирования.

Размер генома человека составляет 3 200000 тысяч пар нуклеотидов, что составляет около 35 000 генов, кодирующих белки.

Генная инженерия.

Будущее генетики связано с ее значением для человека, с\х, производства биотехнологий. Одним из самых перспективных направлений в современной генетике является генная инженерия, которая стала активно развиваться в 70 годы прошлого века. В 1969году Беквит, Ирвин и Шапиро выделили из живой клетки ген, контролирующий синтез ферментов, необходимых кишечной палочке для усвоения молочного сахара – лактозы. В 1970 году Д.Балтимор и Г.Темин обнаружили и выделили в чистом виде фермент (обратная транскриптаза), который обеспечивает процесс построения молекулы ДНК на матрице РНК, что значительно упростило работу генетиков по созданию копий отдельных генов. Генетическая инженерия – это совокупность экспериментальных приемов, позволяющих в лабораторных условиях создать организмы с новыми наследственными признаками. Суть генной инженерии сводитьсяк генетической рекомбинации, т.е. обмену генами между двумя хромосомами. которая приводит к возникновению клеток или организмов с двумя и более наследственными генами, по которым родители различаются между собой.

Метод рекомбинации:

1 этап

2 этап

3 этап

4 этап

Выделение ДНК из азных видов организмов или клеток

Получение гибридных молекул ДНК

Введение гибридных молекул в другие клетки

Создание условий для экспрессии и секреции продуктов, кодируемых генами

Рестриктазы –ферменты вырезающие отдельные гены.

Лигазы – ферменты способные пришивать отрезки ДНК друг к другу.

Плазмиды – генетические элементы бактерий для введения генов в клетку.

Благодаря данному методу в начале 80- годов был выделен гормон роста человека – соматотропин из бактерий кишечной палочки. Он вырабатывается в гипофизе и контролирует рост человека. Если функция гипофиза нарушена или гормона выделяется меньше, возникает заболевание – карликовость. Соматотропин – единственное средство для лечения детей с карликовостью.

Сахарный диабет – болезнь сопровождающая человечество уже многие тысячелетия. В основе ее лежит недостаточное количество гормона инсулина, вырабатываемого поджелудочной железой. С помощью методов генной инженерии из клеток человека выделили ген, контролирующий синтез инсулина, встроили его в геном кишечной палочки, и дефицитный гормон стал доступен всем больным людям бесплатно.

Методы генной инженерии также используют для получения препаратов, не существующих в природе. Таким образом, были получены рекомбинантные поливалентные живые вакцины. И это далеко не все направления интереснейшей работы генной инженерии . Следует отметить достижения в сельском хозяйстве: созданы устойчивые к вредителям сорта кукурузы. риса, картофеля, сои и др., выращивание которых не требует использования гербицидов, пестицидов и др. ядовитых веществ.

Итог урока: Современная генетика – это наука, которая спасет человечество от страшных болезней рака, ковид-19 ,СПИДа , спасет мир от голода и решит проблемы долголетия.