Mutacje chromosomowe i genomowe - scenariusz zajęć

1. Cele lekcji:
a) kształcenia
Wiadomości:
Po lekcji uczeń:
• Definiuje pojęcie mutacji
• Podaje wszystkie rodzaje mutacji
• Opisuje efekt działania mutagenów

Umiejętności:
Uczeń:
• Omawia rodzaje mutacji chromosomowych i genomowych
• Wyjaśnia mechanizm powstawania mutacji chromosomowych i genomowych
• Wyjaśnia mechanizm non- dysjunkcji

Wychowania
Po lekcji uczeń:
• Ma świadomość negatywnego wpływu mutacji na zdrowie człowieka
• Rozumie, że poliploidalność u człowieka jest śmiertelna, zaś u roślin korzystna

2. Metody pracy
• Praca w grupach
• Analiza tekstu źródłowego
• Notatka w postaci karty pracy ucznia

3. Środki dydaktyczne
• Słownik biologiczny
• Tekst źródłowy
• Podręcznik
• Folie

4. Przebieg lekcji
Faza wprowadzająca:
- podanie tematu oraz sprecyzowanie celów lekcji
- przypomnienie wiadomości dotyczących mutacji genowych;
Uczniowie odpowiadają na pytania:
• czym są mutacje?
• Jakie są przyczyny mutacji
• Czy są one dziedziczne?
• Jakie jest ich znaczenie?

Faza realizacyjna:
Nauczyciel dzieli klasę na 3 zespoły i poleca przygotowanie krótkich odpowiedzi na podstawie tekstu źródłowego.
Uwagi: Czas wykonywania zadania – 8 minut. Każda grupa przed przystąpieniem do pracy otrzymuje od nauczyciela kserokopie instrukcji pracy w grupie ( załącznik 1), treść poleceń do wykonania, oraz tekst źródłowy ( załącznik 2).

Zespół 1
Korzystając z dostępnych materiałów oraz informacji zamieszczonej w podręczniku ( str. 36), a także tekstu źródłowego przygotujcie odpowiedzi na pytania:
1. Co to są mutacje chromosomowe?
2. Jakie są rodzaje mutacji chromosomowych i na czym polegają?

Tekst
Zmianom mutacyjnym mogą ulegać zarówno niewielkie fragmenty DNA, jak i całe genomy. Rzeczywiście mutacje mają różny zasięg, co odzwierciedla ich klasyfikację. Mutacja genowa to taka, która dotyczy jednego genu, zaś mutacja genomowa jest związana z liczbą chromosomów. Mutacje chromosomowe zaś związane są z pęknięciem chromosomu i często z jego przemieszczeniem.
Wyróżnia się tu:
a) d e f i c j e n c j ę- polegającą na utracie odcinka chromosomu,
b) d u p l i k a c j ę- polegającą na podwojeniu odcinka chromosomu,
c) i n w e r s j ę- polegającą na obróceniu odcinka chromosomu o 180º
d) t r a n s l o k a c j ę- polegającą na przeniesieniu odcinka z jednego chromosomu na drugi.

Zespół 2
Korzystając z dostępnych materiałów oraz informacji zamieszczonej w podręczniku ( str. 36), a także tekstu źródłowego przygotujcie odpowiedzi na pytania:
1. Podaj ile komórek i jakich powstaje w wyniku mejozy gdy 2n= 46 chromosomów?
2. Określ znaczenie dodatkowego chromosomu w komórce potomnej lub braku jako efekt tzw. non- dysjunkcji.
3. Określ rodzaje mutacji genomowych

Tekst
Mutacje genomowe obejmują największe zmiany materiału genetycznego. Tu wyróżnia się 2 grupy: aneuploidy i euploidy.
Aneuploidy to organizmy o zmienionej liczbie chromosomów o pojedyncze chromosomy. Mutacja taka jest wynikiem non- dysjunkcji czyli niewłaściwym rozchodzeniem się chromosomów w trakcie mejozy. Stąd gdy komórka rozrodcza ma dodatkowy chromosom to po zapłodnieniu powstanie t r i s o m i k ( 2n+1),gdy zaś komórka rozrodcza będzie pozbawiona jednego chromosomu to po zapłodnieniu powstanie m o n o s o m i k ( 2n-1).
Euploidy to organizmy mające zmienioną liczbę chromosomów o całe genomy. Tu wyróżnia się autopoliploidy- np. organizmy o 4n tetraploidy ( 2n + 2n) oraz allopoliploidy- gdy dochodzi do połączenia się genomów różnych organizmów .Przykładem allopoliploida jest muł będący połączeniem klaczy i osła.

Zespół 3
Korzystając z dostępnych materiałów oraz informacji zamieszczonej w podręczniku ( str. 36), a także tekstu źródłowego przygotujcie odpowiedzi na pytania:

1. Jakie są skutki mutacji?

Tekst

Skutki mutacji mogą być bardzo różne. Biorąc jednak pod uwagę ich bezkierunkowy charakter, najczęściej będą to zjawiska niekorzystne. Nie zawsze jednak tak się dzieje.
Mutacje dzieli się na:
a) niekorzystne
• ograniczające zdolność do przeżywania w każdych warunkach- l e t a l n e
• zmniejszające wartość adaptacyjną osobnika tak, że w warunkach mniej korzystnych będzie ginął- w a r u n k o w o l e t a l n e

b) neutralne- nie wywołujące zmian w zdolności adaptacyjnej osobnika
c) korzystne- zwiększają zdolność adaptacyjna osobnika- są najrzadsze

Po upływie czasu przeznaczonego na przygotowanie odpowiedzi wybrany uczeń przedstawia przygotowana przez zespół prezentację. Nauczyciel kontroluje poprawność, w razie potrzeby uzupełnia prezentację.

Faza podsumowująca
Nauczyciel rozdaje wszystkim uczniom kart pracy ( załącznik nr 2) i poleca im indywidualne wypełnienie. Następnie prosi jednego z uczniów o odczytanie własnej pracy.

Nauczyciel zadaje pracę domową:
Wytłumacz, dlaczego skutki mutacji są mniej groźne dla komórek diploidalnych niż haploidalnych?

Załączniki:
• instrukcja pracy w grupie ( załącznik 1)
• karta pracy ucznia ( załącznik 2)

Załącznik 1

INSTRUKCJA PRACY W GRUPIE

Oto zadanie, które wykonacie wspólnie. Polega ono na uważnym przeczytaniu konkretnego tekstu, przygotowaniu miniwykładu, w którym należy przekazać zrozumiale informacje pozostałym kolegom w klasie.
Pamiętajcie o tym, że zwięzłość, czytelność i atrakcyjność miniwykładu sprzyjają zrozumieniu i zapamiętaniu omawianych treści.
Wybierzcie pośród siebie Lidera, Sekretarza, Sprawozdawcę.
Pamiętajcie o tym, że Lider kieruje pracą grupy, lecz nie narzuca swojego zdania.
Pracujcie wspólnie. Powodzenia!

Załącznik 2
KARTA PRACY UCZNIA
( mutacje chromosomowe i genomowe )

1. Oceń prawdziwość poniższych zdań wpisując przy zdaniach prawdziwych „+”, a przy fałszywych „-”.
a) mutacje powodują zawsze niekorzystne zmiany ..........
b) częstość zachodzenia mutacji nie zależy od czynników środowiska ..........
c) mutacje dotyczą jedynie liczby chromosomów ..........

2. Jeżeli wyraz EGZAMIN obrazuje prawidłową strukturę chromosomu, to zmiany tej struktury przedstawione na schematach są wynikiem mutacji chromosomowych.

Nazwij typ mutacji i zapisz obok zmieniony fragment chromosomu.

EGZAMIN- prawidłowa struktura chromosomu
MATURA- prawidłowa struktura chromosomu

Zmiany w strukturze chromosomu
1. EGZAMAMIN ........................................ ....................................
2. EGZMAIN ........................................ .....................................
3. EGZIN ........................................ .....................................
4. EGZAMINMAT ........................................ .....................................

3. Uzupełnij schemat dotyczący mutacji genomowych

MUTACJE GENOMOWE

ANEUPLOIDY EUPLOIDY

.................( 2n-1) trisomia ( .......) .......................( 4n) muł

Załącznik 1
INSTRUKCJA PRACY W GRUPIE

Oto zadanie, które wykonacie wspólnie. Polega ono na uważnym przeczytaniu konkretnego tekstu, przygotowaniu miniwykładu, w którym należy przekazać zrozumiale informacje pozostałym kolegom w klasie.
Pamiętajcie o tym, że zwięzłość, czytelność i atrakcyjność miniwykładu sprzyjają zrozumieniu i zapamiętaniu omawianych treści.
Wybierzcie pośród siebie Lidera, Sekretarza, Sprawozdawcę.
Pamiętajcie o tym, że Lider kieruje pracą grupy, lecz nie narzuca swojego zdania.
Pracujcie wspólnie. Powodzenia!