Урок № 12                            11 клас        біологія

Тема : Модифікаційна мінливість

 Мета уроку: ознайомити учнів із поняттям «модифікаційна мінливість»; розкрити значення навколишнього середовища у формуванні фенотипу організму; виявити статистичний характер модифікаційної мінливості; навчити визначати межі модифікаційної мінливості, будувати варіаційні ряди та варіаційні криві; розвивати пам’ять, спостережливість і увагу учнів; формувати уміння правильно узагальнювати інформацію та робити висновок; формувати усвідомлення цінності свідомого ставлення до свого організму та його здоров’я, усвідомлення значимості умов навколишнього середовища для розвитку організму.

Очікувані результати: учні мають називати види мінливості, причини модифікаційної мінливості; учні мають наводити приклади неспадкової мінливості; учні мають характеризувати модифікаційну мінливість, норму реакції; учні мають пояснювати значення неспадкової мінливості; учні мають порівнювати модифікаційну та мутаційну мінливості.

Обладнання: модифікаційна мінливість, мутаційна мінливість, генотип, фенотип, норма реакції, варіаційний ряд, варіаційна крива.

Тип уроку: комбінований.

 1.      Організаційний етап

2.      Перевірка домашнього завдання й актуалізація опорних знань учнів

2.1. Аналіз та виправлення типових помилок, яких припустилися учні під час виконання лабораторної роботи № 2.

2.2. Кросворд.

• 3.      Мотивація навчальної діяльності

Обговорення фотокарток однояйцевих близнюків.

Можна запропонувати учням для порівняння дві фотокартки одних і тих самих близнюків у різному віці: у дошкільному віці та у зрілому або похилому.

Запитання до учнів:

— Які генотипи мають однояйцеві близнюки? (Однакові.)

— На якій фотокартці близнюки більш схожі? (Фотокартка з близнюками дошкільного віку.)

— Чому з плином часу близнюки стали менше схожими один на одного? (Під впливом умов навколишнього середовища.)

Отже, навколишнє середовище може впливати на фенотип організмів і змінювати його. Це і є проявом модифікаційної мінливості.

• 4.      Повідомлення теми, мети і завдань уроку

4.1. Повідомлення теми уроку.

4.2. Визначення мети і завдань уроку.

Учні самостійно формулюють мету уроку за темою нового матеріалу. Учитель записує на дошці завдання для досягнення цієї мети.

Мета уроку: ознайомитися з поняттям «модифікаційна мінливість».

Завдання уроку:

1.   Дізнатися: що таке мутаційна мінливість та від чого вона залежить; про статистичний характер модифікаційної мінливості.

2.   Навчитися будувати варіаційні ряди та варіаційні криві.

1.   Модифікаційна мінливість

Пошуковий метод (робота з підручником), розповідь учителя, словникова робота

Учитель на дошці записує запитання, на які учням необхідно самостійно знайти відповіді в підручнику:

— Що таке модифікаційна мінливість?

— Що таке модифікаційні зміни?

— Наведіть приклади модифікаційної мінливості в людини.

— Які існують види модифікаційної мінливості?

Основні поняття учні записують у словник. Усні відповіді учнів доповнює вчитель та учні, які підготували приклади до нового матеріалу (індивідуальне завдання минулого уроку).

Модифікаційна (неспадкова)мінливість (від латин. модус — міра, вигляд і фаціо — роблю) — мінливість, що характеризується зміною фенотипу під дією умов навколишнього середовища.

Модифікаційні зміни — це реакції на зміни інтенсивності дії певних умов середовища існування, однакові для всіх генотипно однорідних організмів.

Прикладом модифікаційної мінливості є засмага: під дією ультрафіолетового випромінювання відбувається зміна інтенсивності ферментативних реакцій (посилюється біосинтез певних білків), що зумовлює формування певних адаптацій до навколишнього середовища у вигляді засмаги.

Модифікаційна мінливість визнається епігенетичною теорією еволюції як основа природного добору.

 Довідка

Епігенетична теорія — це теорія еволюції, згідно з якою природний добір є наслідком морфозів, тобто модифікаційна мінливість — це субстрат природного добору. При порушенні цілісності онтогенезу внаслідок морфозу виникає його дестабілізація. Це зумовлює певну поведінкову або морфологічну адаптацію до морфозу. Формується креод (епігенетична система), пристосований до морфозу. Виникає найбільш доцільний фенотип.

 Дуже довго вчені сперечалися щодо можливості успадкування нових станів ознак, набутих організмом під час індивідуального розвитку. Те, що модифікації не успадковуються, вперше довів німецький зоолог А. Вейсман. Як довели численні досліди, модифікації можуть зникати протягом життя однієї особини, якщо припиняється дія чинника, який їх спричинив. Наприклад, засмага, набута людиною влітку, поступово зникає протягом осінньо-зимового періоду.

 Довідка

Август Вейсман (1834–1914) — німецький зоолог і теоретик еволюційного вчення.

 Існує декілька класифікацій модифікаційних змін.

За впливом на організм розрізняють:

• морфологічні зміни;
• модифікації, що спричинені схожими на мутації явищами;
• морфози (морфологічні зміни, зумовлені дією екстремальних умов навколишнього середовища).

За часом існування:

• зберігаються лише протягом життя особини, яка зазнала змін унаслідок дії навколишнього середовища;
• зберігаються протягом двох-трьох поколінь (лактозний оперон кишечної палички, регуляція активності бактеріофагів).

За значенням:

• морфози; адаптаційні модифікації; фенокопії.

За характером:

• морфологічні зміни; зміни забарвлення; гомеостаз.

Фенокопія — це модифікація ознаки, що копіює ознаку, властиву для іншого генотипу під впливом зовнішніх факторів. Фенокопії не успадковуються. Один і той самий фактор залежно від часу і тривалості впливу може спричинити різні фенокопії, що відповідають різним мутаціям. Одну й ту саму фенокопію можуть спричинити різні фактори: кліматичні, фізичні, хімічні, біологічні. Якщо фенокопії не мають пристосувального значення (наприклад результат опромінення), а являють собою аномалії і каліцтва, то вони називаються морфозами. Прикладом адаптивних модифікацій може бути розвиток м’язової і кісткової систем людини в результаті фізичних навантажень.

 Зверніть увагу

Окрім фенокопій існує поняття «генокопії».

 Генокопії — це однакові за фенотипом ознаки, поява яких пов’язана з дією різних генів. Наприклад, це різні види гемофілії, спричинені мутаціями різних генів.

 2.   Статистичні закономірності модифікаційної мінливості

Пошуковий метод (робота з підручником), бесіда, словникова робота

Учні за підручником самостійно знаходять відповіді на запитання:

— Що таке норма реакції?

— Що таке варіаційні ряди?

— Що таке варіаційна крива?

Нові поняття записують у словник.

Межі модифікаційної мінливості зумовлені реакцією генотипу організму на навколишнє середовище і називаються нормою реакції. Норма реакції генетично детермінована, а отже, якщо під дією навколишнього середовища вона розширюється, зміни в межах норми реакції успадковуються. Самі зміни у фенотипі не успадковуються. Норма реакції визначається неповним домінуванням алелів
в онтогенезі та можливим спектром експресії цих алелів залежно від умов навколишнього середовища. Отже, норма реакції — це здатність генотипу формувати різні фенотипи в онтогенезі, залежно від умов середовища. Кожен вид має межі норми реакції. Наприклад, особину певного виду не можна вигодувати до маси, що в багато разів перевищує середньостатистичну масу для цього виду.

Особливістю модифікаційної мінливості є статистична закономірність варіаційних рядів (від латин. варіатіо — зміна) — послідовного відображення проявів неспадкової мінливості, яке складається з окремих значень видозмін, розміщених у порядку збільшення або зменшення кількісного вираження ознаки. Графічним відображенням проявів модифікаційної мінливості є варіаційна крива.

Варіаційна крива — це графічне зображення кількісних показників мінливості певної ознаки (варіанти), яке ілюструє межі модифікаційної мінливості та частоту зустрічальності окремих варіант.

Варіаційна крива відображує і кількісний показник, і частоту випадків із цим кількісним показником, тобто відображує норму реакції. Із варіаційної кривої видно, що найчастіше трапляються особини із середньою нормою реакції.

 6.      Узагальнення, систематизація і закріплення знань

 Лабораторна робота № 3

Тема. Вивчення мінливості в рослин. Побудова варіаційного ряду і варіаційної кривої.

Мета: навчитись оцінювати ступінь і характер мінливості, ознайомитись із статистичними закономірностями модифікаційної мінливості, сформувати уміння будувати варіаційні ряди та варіаційні криві.

Обладнання: гербарні зразки різних видів рослин (пшениця, ячмінь або інші); насіння квасолі, бобів, бульби картоплі або листки акації, клена тощо.

Хід роботи

1.   Порівняти кілька (3–5) рослин одного виду (злаки, насіння квасолі) за фенотипом (зовнішній вигляд, розміри). Визначити характерні видові ознаки в різних представників рослин. Пояснити це явище.

2.   Виявити відмінності в будові різних представників рослин одного виду. Пояснити причини, що зумовили ці розбіжності.

3.   Вибрати не менш як 100 рослин одного виду (або їхніх частин) за певними ознаками (наприклад, кількість темних плям на білих насінинах квасолі або довжина листків певної рослини, або кількість вічок на бульбах картоплі).

4.   Підрахувати кількість обраних показників у кожній із рослин і занести дані до таблиці:

5.   Скласти варіаційний ряд (виписати всі варіанти показників, які зустрічались).

6.   Визначити частоту зустрічальності кожного з цифрових значень цих показників та середню величину ознаки за формулою:

М=∑ (V¤P)÷n

де ∑ — знак суми;  V — кількісний показник даної варіанти; P — кількість рослин із даною варіантою, n — загальне число варіантів.

зник даної варіанти; P — кількість рослин із даною варіантою, n — загальне число варіантів.

7.   Побудувати на підставі одержаних результатів варіаційний ряд і варіаційну криву: на осі абсцис відкласти варіанти, а на осі ординат — частоту прояву певних чисельних (кількісних) показників певної ознаки.

8.   Зробити висновок про те, що таке модифікаційна мінливість і чому вона не успадковується, про властивості та адаптивне значення модифікацій.

У висновку учні мають зазначити, що модифікаційна мінливість не успадковується, оскільки вона не зачіпає спадковий матеріал (генотип не змінюється). Модифікації мають пристосувальне (адаптаційне) значення.

 7.      Підбиття підсумків уроку, рефлексія

Фронтальна бесіда

1.   Що таке модифікаційна мінливість?

2.   На які групи можна поділити за значенням модифікації?

3.   Що таке норма реакції?

4.   Які статистичні закономірності характерні для модифікаційної мінливості?

5.   Що таке варіаційний ряд і варіаційна крива?

6.   Чим модифікаційна мінливість відрізняється від мутаційної?

• 8.      Інформування учнів про домашнє завдання, інструктаж щодо його виконання

8.1. Завдання для всього класу.

Підручник _______________________________________________________________

Робочий зошит ___________________________________________________________

8.2. Індивідуальне завдання.

Підготувати повідомлення про Ф. Жакоба і Ж. Моно.