Klasa 8. Genetyka

START

Klasa 8

Dział: Genetyka

Na CoBeZU:1. Zaobserwowujesz zmienności wśród ludzi.2. Wskazażesz cechy indywidualne i gatunkowe.3. Podasz definicję genetyki.4. Określisz rolę DNA jako nośnika informacji genetycznej.5. Omówisz związek między DNA a cechami organizmu.6. Podasz pełną nazwę DNA oraz określisz jego wielkość.7. Wyjaśnisz, co to jest gen.8. Podasz miejsce występowania DNA w komórce.

DNA -nośnik informacji genetycznej.

Podobieństa i różnice

Z czym są zniązane?

Cechy indywidualne:

Cechy gatunkowe

• rysy twarzy
• kolor oczu/kolor włosów
• wzrost

• dwunożność
• wyprostowana pozycja ciała
• rozwinięte mózgowie
• zdolność mowy

Zmienność

nauka zajmująca dziedziczeniem cech oraz zmiennością organizmów

Genetyka

rola DNA

czyli nośnik informacji o budowie i sposobie funkcjonowania danego organizmu

cecha wspólna większości organizmów eukariotycznych (posiadające jądro komórkowe) to:

DNAkwas deoksyrybonukleinowy

Na CoBeZU:1. Przypomnisz pełną nazwę DNA.2. Określisz wielkość i miejsce występowania DNA w komórce.3. Przeprowadzisz eksperyment ekstrakcji DNA z komórki owoców.

19.10.2022 Materiał genetyczny w komórce.

widzę - myślę - zastanawiam się

teza - argument - pytanie

Pytanie badawcze:czy możliwe jest wyizolowanie nici DNA z komórki? (czy możemy go zobaczyć?)

• Instrukcja do doświadczenie:

• do woreczka foliowego włóż kawałek owocu/warzywa wielkości truskawki
• zamknij szczelnie worek, wypuszczając powietrze
• dokładnie rozgnieć zawartość woreczka
• do woreczka wlej kilka łyżek wody z solą oraz kilka kropli płynu do mycia naczyń
• zamknij szczelnie woreczek, wypuszczając powietrze
• delikatnie i dokładnie wymieszaj zawartość woreczka
• umieść woreczek w misce z lodem na 8 minut (co minutę wymieszaj jego zawartość ugniatając ręką)
• ostrożnie przelej zawartość woreczka przez lejek
• ustal jaka jest objętość płynu w probówce i podaj ją nauczycielowi
• nauczyciel ostrożnie wleje podaną objętość odczynnika po ściance probówki
• obserwój zawartość probówki

Czy uda nam się to zrobić?

Doświadczenie: Wyizolowanie materiału genetycznego

to fragment DNA, zawierający informacje o budowie białka tj. składzie i kolejności budujących je aminokwasów.

Geny

czy liczba genów wpływa na złożoność organizmu?

30000

mysz

31000

rozwielitka

50000

ryż

20000-25000

człowiek

Na CoBeZU:1. Przedstawisz strukturę podwójnej helisy DNA2. Wyjaśnisz, na czym polega komplementarność nici DNA3. Wyjaśnisz, co to jest kod genetyczny i jak na podstawie kodu genetycznego powstają białka.

05.10 Struktura DNA

Przypominam o konieczności uzupełniania notatki graficznej!!!

Struktura DNA

zasada DNA

cukier (deoksyryboza)

reszta fosforanowa

nukleotyd - podstawowa jednostka budowy DNA

jest polimerem

DNAkwas deoksyrybonukleinowy

Źródło: zpe.gov.pl: Dariusz Adryan, licencja: CC BY 3.0.

Jedna cząsteczka DNA ma kształt podwójnej helisy = składa się z dwóch nici, ułożonych do siebie antyrównolegle i spiralnie skręconych wokół własnej osi. Zasady azotowe: adenina (A) guanina (G) cytozyna (C) tymina (T)

źródło: Biologia 8. Wyd. Nowa Era

Zadanie 2:Do czerwonej nici DNAdorysuj komplementarlną do niej nić.

Zadanie 1:Określ sekwencję czerwonej nici DNA

źródło: Biologia 8 Wyd: MAC Edukacja

Kod genetyczny

białka zbudowane są z aminokwasów

słowa te zbudowane są z trzech nukleotydówTe genetyczne słowa zawierają informacje o syntezie (początku lub zakończeniu) i składzie białek.

DNA = wiersz 3 literowych słów

Na CoBeZU:1. Opiszesz budowę chromosomu (chromatyda, centromer)2. Omówisz przebieg i znaczenie replikacji DNA3. Określisz kariotyp człowieka; rozróżnisz autosomy i chromosomy płci, komórki haploidalne i diploidalne.

Replikacja DNA

Uzupełniaj na bierząco!

temat,notatka

Przypominam,że po lekcji:

chromatyna - w takiej postaci DNA występuje w jądrze komórkowym

źródło: en.wikipedia.org

Tworzenie nowych komórek

Każda nowo powstała komórka otrzymuje pełną informację genetyczną w postaci DNA. Są tam zapisane dane o tym jaka będzie jej budowa i jaką funkcję będzie sprawowała w organizmie. W związku z tym podziałowi komórki musi towarzyszyć powielenie kodu genetycznego. Proces kopiowania DNA nosi nazwę REPLIKACJI

CTL+C CTL+V

Źródło: zpe.gov.pl: Dariusz Adryan, licencja: CC BY 3.0.

1. Rozplatanie helisy.2. Rozdzielanie na 2 nici.3. Do starej nici DNA na zasadzie komplementarnościdołączane są nukleotydy.4. Powstają dwie identyczne podwójne helisy.5. Przy podziale komórki dwie podwójne helisy DNA tworzą chromosom.

Replikacja DNAma charakter semikonserwatywny

źródło: Biologia 8. Wyd: Nowa Era

- kompletny zestaw chromosomów w komórce, charakterystyczny dla danego gatunku.

Każdy żywy organizm posiada określoną liczbę chromosomów w komórce - u człowieka to 46.

Kariotyp

1 osoba: chromosomy płci (ile ich jest, charakterystyka)2 osoba: autosomy (ile ich jest charakterystyka)3 osoba: komórki diploidalne (wyjaśnienie i jak się je oznacza) 4 osoba: komórki haploidalne (wyjaśnienie i jak się je oznacza)

Praca z materiałem źródłowym:

Na CoBeZU:1. Skorzystam z różnych źródeł, aby utrwalić wiedzę o budowie DNA.

Jaką budowę ma DNA?

Na podstawie filmu i wiedzy z lekcji uzupełnij karty pracy. Film będzie wyświetlany 3 razy.

Karty pracy

Odpowiedzi

2.4b

2.1

1.4

2.5

2.4a

1. 1

2.2

2.3

2.4d

1.3.

1.2.

2.4c

1. Skonstruuję model przestrzenny DNA. 2. Wykonam animację komputerową cząsteczki DNA.Nie zależnie, którą opcję wybierzesz, Twoje modele powinny zawierać:dwie skrętne helisy DNA zbudowane z nukleotydów (wraz ze szczegółową ich budową: reszta kw. fosforowego, deoksyryboza, 4 zasady azotowe) wraz z legendą.

Wyzwanie wybierz jedną z opcji:

Na najbliższej lekcji kartkówka

UWAGA!

Na CoBeZU:

• rodzaje i znaczenie podziałów komórkowych

Podziały komórkowe

Podaj nazwy podziałów komórkowych.Wyjaśnij na czym polegają te procesy.

Na podstawie filmu:

Obejrzyj film

komórka potomna

komórka potomna

komórka macierzysta

w ciągu godziny nawet 1,5 miliarda

Wszystkie komórki są wynikiem podziałów

mejozy

mitozy

W zależności od rodzaju komórki powstają na drodze jednego z dwóch podziałów

Nowa Era. Biologia 8

rozmnażanie organizmów jednokomórkowych,gojenie się ran, odtwarzanie kom. naskórka i uszkodzonych tkanek,wytwarzanie kom. ciała np krwinek,wzrost ciała i jego części np. włosów

• replikacja DNA
• błona komórkowa zanika
• chromosomy w płaszczyźnie równikowej,
• włókna podziałowe kurczą się - chromosomy rozdzielone na chromatydy
• podział cytoplazmy
• powstają dwie komórki potomne

Mitoza

Nowa Era. Biologia 8

gametykomórka jajowa, plemnik

redukcja chromosomów o połowę

• błona komórkowa zanika
• chromosomy w płaszczyźnie równikowej,
• chromosomy rozdzielone na chromatydy
• podział cytoplazmy
• powstają cztery komórki potomne (n)

• błona komórkowa zanika
• chromosomy w płaszczyźnie równikowej,
• chromosomy homologiczne rozdzielone
• podział cytoplazmy
• powstają dwie komórki potomne

Mejoza

MAC Edukacja. Biologia 8

wytworzenie komórek potomnych, które różnią się materisałem genetycznym i mają zredukowaną liczbę chromosomów

Mejoza

MAC Edukacja. Biologia 8

Na CoBeZU:1. Znaczenie terminów: allel dominujący, allel recesywny, homozygota, heterozygota, genotyp, fenotyp.2. Prawo czystości gamet.3. Sposób zapisu krzyżówki genetycznej.

Prawa dziedziczenia

Zespół wszystkich cech organizmu, warunkowany przez genotyp i przez środowisko, nazywa się fenotypem.

Zbiór wszystkich genów, stanowiący kompletną informację genetyczną danego organizmu, nazywamy genotypem. Każdy osobnik ma właściwy sobie genotyp.

Podczas rozmnażania płciowego dochodzi do wymieszania meteriału genetycznego organizmów rodzicielskich. Potomstwo ma mieszankę cech obojga rodziców.

KLONY

W przypadku rozmnażania bezpłciowego np. u bakterii, genotyp i fenotyp organizmu rodzicielskiego i potomnego są identyczne.

Cechy niedziedziczne:

Cechy dziedziczne:

• blizna
• umiejętność czytania
• umiejętność jazdy na rolkach
• umięśniona sylwetka

• umiejętność zwijania języka w rurkę
• kolor skóry
• rysy twarzy
• kolor oczu
• grupa krwi
• wzrost

Cechy indywidualnea dziedziczność

pojawia się pod warunkiem, że nie ma innego allelu

jedna kopia w komórce wystarczado pojawienia się tej cechy

dominujące A recesywne a

Organizmy diploidalne mają dwa zestawy chromosomów -po jednym od rodziców.W zestawach tych znajdują się chromosomy homologiczne -zawarte w nich geny odpowiadają tym samym cechom np. kolor oczy Wersje tego samego genu = alleleW genetyce allele najczęściej oznacza się wielkimi lub małymi literami.

ojciec genetyki (XIXw.)

Uprawiał groch zwyczajny i badał dziedziczenie cech tej rośliny. Krzyżował ze sobą wiele osobników grochu, a badania powtarzał przez osiem kolejnych lat. Obserwował, jak w kolejnych pokoleniach zmieniają się pojedyncze, łatwe do odróżnienia cechy, m.in. barwa kwiatów, barwa i kształt nasion oraz strąków, długość łodyg.

Grzegorz Mendel

Pierwsze prawo Mendla (in. czystości gamet):W każdej gamecie organizmu diploidalnego znajduje się tylko jeden allel danego genu.

badania Mendla

1. Narysuj tabelę.2. Wpisz gamety rodziców.3. W odpowiednie miejsce genotyp zygot (z połączenia gamet).4. Na podstawie genotypów ustalić fenotyp.

symbol płci żeńskiej

symbol płci męskiej

jak rysować krzyżówki genetyczne?

Na CoBeZU:1. Przykłady cech dominujących.2. W jaki sposób ustala się prawdopodobieństwo występowania danej cechy u potomstwa.

Dziedziczenie cech u człowieka

• odstające uszy

• dołki w policzkach
• piegi
• ciemne włosy
• kręcone włosy

Cechy dominujące:

Zadanie 1:Ustal prawdopodobieństwo urodzenia dziecka z prostymi włosami, rodzicom którzy mają kręcone włosy i są heterozygotami.

1. Narysuj tabelę.2. Wpisz gamety rodziców.3. W odpowiednie miejsce genotyp zygot (z połączenia gamet).4. Na podstawie genotypów ustalić fenotyp.

krzyżówki genetyczne ćwiczenia

Zadanie 2:Ustal prawdopodobieństwo urodzenia dziecka bez dołków w policzkach, kobiecie, która ma dołki i mężczyźnie, który ich nie ma.

1. Wydłużony język wiewiórek jest cechą recesywną w stosunku do języka krótkiego. Dwie heterozygotyczne wiewiórki skrzyżowano. Przedstaw krzyżówkę genetyczną. Podaj stosunek % genotypów i fenotypów potomstwa.

Poćwicz:

3. Allel R warunkuje u lisów rudy kolor sierści, allel r – brązowy kolor sierści. Jakie były genotypy rodziców, jeżeli z 4 potomnych lisów jeden ma sierść koloru brązowego? Odpowiedź uzasadnij za pomocą krzyżówki genetycznej.

Poćwicz:

2. U świnek morskich allel gładkiej sierści dominuje nad allelem sierści szorstkiej. Obie krzyżowane świnki miały sierść gładką, lecz jedna z nich była homozygotą względem tej cechy, a druga heterozygotą. Przedstaw krzyżówkę genetyczną. Podaj stosunek % genotypów i fenotypów potomstwa

Poćwicz:

4. Jedną z częściej występujących chorób genetycznych człowieka jest mukowiscydoza – choroba jednogenowa, warunkowana przez nieprawidłowy, recesywny allel m. Rodzicom, z których ojciec był chory na mukowiscydozę a matka była zdrowa, urodziło się troje dzieci: jedno chore i dwoje zdrowych. Zapisz genotypy obojga rodziców. Genotyp matki: _______ Genotyp ojca: _______ Zapisz krzyżówkę genetyczną i na jej podstawie określ prawdopodobieństwo, że kolejne dziecko tych rodziców będzie chore na mukowiscydozę.

Poćwicz:

Na CoBeZU:

1. Przedstawisz w jaki sposób dziedziczona jest płeć.2. Podasz przykłady chorób związanych z płcią.

Dziedziczenie płci u człowieka

jedna para chromosomów płci: kobieta XX, mężczyzna XY

22-ie pary - chromosomy autosomalne

Kariotyp człowieka - 46 chromosomów

Jakie jest prawdopodobieństwo urodzenia się chłopca?

1. Narysuj tabelę.2. Wpisz ganety rodziców:XX matkaXY ojciec3. W odpowiednie miejsce genotyp zygot (z połączenia gamet).4. Na podstawie genotypów ustalić fenotyp.

krzyżówka genetyczna (jaka płeć?)

Cechy sprzężone z płcią warunkowane przez allele recesywne zlokalizowane w chromosomie X : hemofilia (problemy z krzepliwościa krwi)i daltonizm (niewidzenie barw)

5. Sprawdz, jakie jest prawdopodobieństwo urodzenia się dziewczynki daltonistki w rodzinie, w której mama prawidłowo rozpoznaje barwy, a tata jest daltonistą.

Poćwicz:

Na CoBeZU:

1. Przedstawisz sposób dziedziczona grup krwi.2. Przedstawisz sposób dziedziczona czynnika Rh.3. Podasz przyczynę konfliktu serologicznego.

Dziedziczenie grup krwi

Grupy krwi:ABAB0

http://31.186.81.235:8080/api/files/view/2701.pdf

antygen - sub. na powierzchni erytrocytów, która wywołuje reakcję obronną, dzięki której org. odróżnia komórki własne od obcych

Jakie zatem mogą być genotypy rodziców ?

Gen w trzech odmianach:

W jaki sposób odziedziczyliśmy grupę krwi?Czy znasz grupę krwi swoich rodziców?

Konflikt serologiczny:przeciwciała matki atakują krwinki płodu.Martka Rh-, ojciec Rh+

Rh + w krwi znajduje się antygen D allel dominujący RRh - w krwi nie ma tego antygenu allel recesywny r

1. Na jakim chromosomie leżą geny warunkujące wystąpienie hemofilii lub daltonizmu u człowieka?2. Jakie allele warunkują wystąpienie hemofilii lub daltonizmu u człowieka? 3. Czy mężczyzna może być nosicielem hemofilii? 4. Czy kobieta, która jest nosicielką wadliwego genu warunkującego wystąpienie hemofilii, jest zdrowa?

Wprowadzenie do zadań:

Czy istnieje prawdopodobieństwo urodzenia dziecka chorego na hemofilię, jeśli mama jest zdrowa – prawidłowe krzepnięcie krwi (w jej rodzinie nigdy nie występowała hemofilia), zaś tata jest chory na hemofilię?

Poćwicz:

Jakie jest prawdopodobieństwo urodzenia dziecka cierpiącego na daltonizm, jeśli jego tata widzi prawidłowo i mama również (jednak jej ojciec był daltonistą)?

Poćwicz:

Jakiej grupy krwi można się spodziewać u dzieci, jeśli mama ma grupę A (skoro dziadkowie mieli grupę krwi A), zaś tata B (dziadek miał grupę krwi 0, a babcia grupę B) ?

Poćwicz:

Określ na podstawie grup krwi, które dziecko należy do których rodziców: I dziecko: grupa 0 Pani K - grupa B Pan K - AB II dziecko: grupa A Pani F - B Pan F - B

Poćwicz:

1. Co to jest mutacja?2. Rodzaje mutacji.3. Czynniki wywołujące mutacje.4. Choroby genetyczne.

Na CoBeZU:

Mutacje

trwałe = mutacje

nietrwałe

• żadkie

• częste
• losowe

Geny = odcinki DNA będący instrukcją organizmu.

spontaniczne

indukowane

podział mutacji ze względu na przyczyny powstawania

Źródło: Dariusz Adryan

chromosomymejoza

• gdzie?

• kiedy?

sekwencja nukleotydówreplikacja DNA

mutacje chromosomowe

mutacje genowe in. punktowe

• gdzie?

• kiedy?

mutacje

fenyloketonuria (brak enzymu)albinizm (brak melaniny)daltonizm (ślepota barw)hemofilia (brak krzepliwości krwi)

mukowiscydoza (gęsty śluz)

mutacja genowa mutacja chromosomowa

choroby jednogenowe choroby chromosomalne

ze względu na rodzaj mutacji

Choroby dziedziczne

1. Przebieg i regulacja cyklu komórkowego.2. Transformacja nowotworowa komórek.3. Czynniki kancerogenne.4. Profilaktyka i terapia chorób nowotworowych.

Cykl komórkowy i nowotwory

Cykl komórkowy =interfaza+podział

Komórki potomne muszą przejść szereg zmian (interfaza) aby osiągnąć rozmiar komórki rodzicielskiej i nabyć zdolność do podziałów.

Transformacja nowotworowa komórek

to zjawisko przekształcania prawidłowej komórki w komórkę nowotworową, wynikające z mutacji DNA w komórce i mutacji w genach kodujących regulatory cyklu komórkowego, powodujące jej niekontrolowany podział.

etanol (uszkadza komórki), aldehyd octowy (zaburza naprawę DNA)

beznopiren, fenol, nitrozaminy

- substancje chemiczne np. azbest, nikiel, benzen- promieniowanie UV i X(uszkadza DNA i sprzyja rozwojowi czerniaka)- niewłaściwa dieta (bogata w konserwanty i np. węglowodory aromatyczne, czy sól)- używki:papierosyalkohol- nieodpowiedni tryb życia (stres i unikanie aktywności fizycznej)

Czynniki rakotwórcze in. kancerogenne:

terapia chorób nowotworowych:- operacja chirurgiczna- radioterapia- chemioterapia

- właściwa dieta,- aktywność fizyczna,- ograniczenie używek,- unikanie nadmiernego opalania się,- szczepienia przeciwko wirusom (np. HPV, WZW B)- badania przesiewowe.

Profilaktyka

1. Co to jest genetyka?2. Dziedziny wykorzystujące genetykę.3. Cechy gatunkowa, a cechy indywidualne, czyli zmiennoć organizmów.4. Cechy dziedziczne i niedziedziczne.5. Budowa DNA.6. Sekwencjonizm i komplementarność zasad.7. Pojęcia: gen, chromosom, kariotyp, replikacja DNA, komórka diploidalna i haploidalna. (slajd: 14,15,16,22)8. Różnice między mitozą i mejozą.9. Allele dominujące i recesywne, genotyp, fenotyp.10. Prawo czystości gamet.11. Cechy dominujące u człowieka.12. Krzyzówki genetyczne (w tym pojęcie homozygota i heterozygota)13. Dziedziczenie płci i choroby związane z płcią (allele recesywne) tj. hemofilia i daltonizm.14. Genotypy i fenotypy grup krwi u człowieka.15. Konflikt serologiczny.16. Co to jest mutacja? (przyczyny i skutki, w tym choroby dziedziczne).

Sprawdzian

- umożliwia: rozmnażanie płciowe- liczba komórek potomnych:4- liczba chromosomów w kom. potom: o połowę mniejsza od macierzystych- komórki powstałe w wyniku podziału: komórki płciowe

- umożliwia: rozmnażanie organizmów jednokomórkowych, gojenie się ran, odtwarzanie kom. naskórka i uszkodzonych tkanek, wytwarzanie kom. ciała np krwinek, wzrost ciała i jego części np. włosów- liczba komórek potomnych: 2- liczba chromosomów w kom. potom:taka sama, co w macierzystych-komórki powstałe w wyniku podziału:komórki ciała

mitoza a mejoza

Kryteria sukcesu: podanie genotypów rodziców, poprawne rozwiązanie krzyżówki, podanie fenotypów potomstwa

Gładkie nasiona grochu to cecha dominująca (A), a pomarszczone – cecha recesywna (a). Skrzyżowano heterozygotę z homozygotą recesywną. Określ, jaki będzie odsetek potomstwa z pomarszczonymi nasionami.

Przykładowa krzyżówka

Kryteria sukcesu: podanie genotypów rodziców, poprawne rozwiązanie krzyżówki, podanie fenotypów potomstwa

Kobieta–nosicielka hemofilii i zdrowy mężczyzna planują dziecko. Ile wynosi prawdopodobieństwo urodzenia zdrowej dziewczynki?

Przykładowa krzyżówka

Kryteria sukcesu: podanie genotypów rodziców, poprawne rozwiązanie krzyżówki, podanie fenotypów potomstwa

Matka ma grupę krwi A i jest homozygotą, a ojciec ma grupę krwi AB. Wypisz wszystkie możliwe genotypy potomstwa.

Przykładowa krzyżówka