Klasa 8. Genetyka

Dział: Genetyka

Klasa 8

START

DNA -nośnik informacji genetycznej.

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.

Podobieństa i różnice

Zmienność

Z czym są zniązane?

Cechy indywidualne:

Cechy gatunkowe

• rysy twarzy
• kolor oczu/kolor włosów
• wzrost

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

Genetyka

nauka zajmująca dziedziczeniem cech oraz zmiennością organizmów

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

DNAkwas deoksyrybonukleinowy

czyli nośnik informacji o budowie i sposobie funkcjonowania danego organizmu

rola DNA

19.10.2022 Materiał genetyczny w komórce.

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

widzę - myślę - zastanawiam się

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

teza - argument - pytanie

Doświadczenie: Wyizolowanie materiału genetycznego

Czy uda nam się to zrobić?

• 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

Geny

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

czy liczba genów wpływa na złożoność organizmu?

człowiek

rozwielitka

20000-25000

31000

ryż

50000

mysz

30000

05.10 Struktura DNA

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.

Struktura DNA

Przypominam o konieczności uzupełniania notatki graficznej!!!

DNA kwas deoksyrybonukleinowy

jest polimerem

nukleotyd - podstawowa jednostka budowy DNA

cukier (deoksyryboza)

reszta fosforanowa

zasada DNA

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

źródło: Biologia 8. Wyd. Nowa Era

Zadanie 1: Określ sekwencję czerwonej nici DNA

Zadanie 2: Do czerwonej nici DNA dorysuj komplementarlną do niej nić.

Kod genetyczny

DNA = wiersz 3 literowych słów

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

źródło: Biologia 8 Wyd: MAC Edukacja

białka zbudowane są z aminokwasów

Replikacja DNA

Na CoBeZU: 1. Opiszesz budowę chromosomu (chromatyda, centromer) 2. Omówisz przebieg i znaczenie replikacji DNA 3. Określisz kariotyp człowieka; rozróżnisz autosomy i chromosomy płci, komórki haploidalne i diploidalne.

Przypominam,że po lekcji:

temat, notatka

Uzupełniaj na bierząco!

chromatyna - w takiej postaci DNA występuje w jądrze komórkowym

CTL+C CTL+V

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

źródło: en.wikipedia.org

Replikacja DNA ma charakter semikonserwatywny

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

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

źródło: Biologia 8. Wyd: Nowa Era

Kariotyp

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

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

Praca z materiałem źródłowym:

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)

Jaką budowę ma DNA?

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

Karty pracy

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

Odpowiedzi

1. 1

2.1

2.4b

2.4c

2.2

1.2.

2.4d

2.3

1.3.

2.4a

2.5

1.4

Wyzwanie wybierz jedną z opcji:

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.

UWAGA!

Na najbliższej lekcji kartkówka

Podziały komórkowe

Na CoBeZU:

• rodzaje i znaczenie podziałów komórkowych

Obejrzyj film

Na podstawie filmu:

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

Wszystkie komórki są wynikiem podziałów

w ciągu godziny nawet 1,5 miliarda

komórka potomna

komórka macierzysta

komórka potomna

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

mejozy

mitozy

Mitoza

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

Nowa Era. Biologia 8

Mejoza

gametykomórka jajowa, plemnik

• 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

redukcja chromosomów o połowę

Nowa Era. Biologia 8

Mejoza

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

MAC Edukacja. Biologia 8

MAC Edukacja. Biologia 8

Prawa dziedziczenia

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

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

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

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

KLONY

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

Cechy indywidualne a dziedziczność

Cechy dziedziczne:

Cechy niedziedziczne:

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

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

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 = allele W genetyce allele najczęściej oznacza się wielkimi lub małymi literami.

dominujące A recesywne a

jedna kopia w komórce wystarczado pojawienia się tej cechy

pojawia się pod warunkiem, że nie ma innego allelu

Grzegorz Mendel

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.

badania Mendla

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

jak rysować krzyżówki genetyczne?

symbol płci męskiej

symbol płci żeńskiej

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

Dziedziczenie cech u człowieka

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

Cechy dominujące:

• odstające uszy

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

krzyżówki genetyczne ćwiczenia

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

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

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

Poćwicz:

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.

Dziedziczenie płci u człowieka

Na CoBeZU:

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

Kariotyp człowieka - 46 chromosomów

22-ie pary - chromosomy autosomalne

jedna para chromosomów płci: kobieta XX, mężczyzna XY

krzyżówka genetyczna (jaka płeć?)

1. Narysuj tabelę. 2. Wpisz ganety rodziców: XX matka XY ojciec 3. W odpowiednie miejsce genotyp zygot (z połączenia gamet). 4. Na podstawie genotypów ustalić fenotyp.

Jakie jest prawdopodobieństwo urodzenia się chłopca?

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

Poćwicz:

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

Dziedziczenie grup krwi

Na CoBeZU:

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

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

Grupy krwi: A B AB 0

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

Gen w trzech odmianach:

Jakie zatem mogą być genotypy rodziców ?

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

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

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

Wprowadzenie do zadań:

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?

Poćwicz:

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

Mutacje

Na CoBeZU:

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

Geny = odcinki DNA będący instrukcją organizmu.

trwałe = mutacje

nietrwałe

• częste
• losowe

• żadkie

podział mutacji ze względu na przyczyny powstawania

spontaniczne

indukowane

Źródło: Dariusz Adryan

mutacje

mutacje genowe in. punktowe

mutacje chromosomowe

• gdzie?

• kiedy?

• gdzie?

• kiedy?

sekwencja nukleotydów replikacja DNA

chromosomy mejoza

Choroby dziedziczne

ze względu na rodzaj mutacji

choroby jednogenowe choroby chromosomalne

mutacja genowa mutacja chromosomowa

mukowiscydoza (gęsty śluz)

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

Cykl komórkowy i nowotwory

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

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

Cykl komórkowy = interfaza + podział

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.

Czynniki rakotwórcze in. kancerogenne:

- 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: papierosy alkohol - nieodpowiedni tryb życia (stres i unikanie aktywności fizycznej)

beznopiren, fenol, nitrozaminy

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

Profilaktyka

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

terapia chorób nowotworowych:- operacja chirurgiczna - radioterapia - chemioterapia

Sprawdzian

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).

mitoza a mejoza

- 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

Przykładowa krzyżówka

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.

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

Przykładowa krzyżówka

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

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

Przykładowa krzyżówka

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

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