Усі уроки до курсу «Біологія». 11 клас

УРОК 22. ВПЛИВ ГЕНОТИПУ ТА ФАКТОРІВ ЗОВНІШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА НА РОЗВИТОК ОРГАНІЗМУ

Цілі уроку: проаналізувати вплив генотипу та факторів зовнішнього середовища на розвиток організму, виділити найбільш небезпечні фактори, які можуть порушувати процеси розвитку; розвивати вміння встановлювати взаємозв’язки між дією факторів і наслідками цієї дії; виховувати небайдуже ставлення до навколишнього світу й розуміння відповідальності за наслідки своєї діяльності.

Обладнання й матеріали: таблиці або слайди презентації, які демонструють вплив генотипу та факторів зовнішнього середовища на розвиток організму.

Базові поняття й терміни: генотип, фенотип, фактори середовища, розвиток організму, мутагенні фактори, тератогенні фактори, порушення розвитку.

ХІД УРОКУ

I. Організаційний етап

II. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності учнів

Питання для бесіди

• 1. Як відбувається процес запліднення?
• 2. Які періоди онтогенезу виділяють у багатоклітинних організмів?
• 3. Які процеси відбуваються в організмі під час ембріогенезу?
• 4. Які процеси відбуваються в організмі під час постембріонального розвитку?

III. Вивчення нового матеріалу

Розповідь учителя з елементами бесіди

Розвиток організму зумовлений складною взаємодією генів. Можливо, розвиток будь-якої ознаки пов’язаний з дією багатьох генів. Крім того, виявлено залежність кількох ознак від одного гена. Наприклад, у вівса забарвлення лусочок і довжина остюка насіння визначаються одним геном. У дрозофіли ген білого кольору очей одночасно впливає на колір тіла і внутрішніх органів, довжину крил, зниження плодючості, зменшення тривалості життя. Не виключено, що кожний ген є одночасно геном основної дії для «своєї» ознаки й модифікатором для інших ознак. Склалася ця цілісна система у процесі еволюції органічного світу: виживали лише ті організми, в яких узаємодія генів дала найсприятливішу реакцію в онтогенезі.

Роль генотипу й зовнішніх факторів у формуванні окремих ознак може бути різною. Колір і форма волосся, кількість зубів і ребер, форма носа в людини, наприклад, обумовлені генетично. А от конкретна маса тіла більшою мірою залежить від режиму харчування, а ступінь розвитку м’язової системи — від фізичних навантажень.

Хоча, інколи, деякі генетичні дефекти дозволяють факторам середовища впливати й на жорстко визначені ознаки. Наприклад, дефектний варіант гена, який синтезує пігмент, що забезпечує забарвлення шерсті у кролів, по-різному працює залежно від температурного режиму. Тому в кролів, які мають такий ген, найбільш холодні ділянки тіла — вуха, кінчики лап і ніс,— можуть мати чорне забарвлення, хоча вся інша шерсть буде білою.

Вплив генотипу й факторів зовнішнього середовища на розвиток організму дуже зручно розглянути на прикладі розвитку статевих ознак. Так, у ссавців розвиток статевих ознак чоловічої статі обумовлений значною кількістю генів, більша частина з яких розташована в аутосомах. Але починають працювати вони лише за наявності фактора, який розташований на маленькій Y-хромосомі. Саме він їх «вмикає». Інколи (хоча й дуже рідко) між X- та Y-хромосомами у процесі сперматогенезу може відбуватися кросинговер. Внаслідок цього фактор, який визначає розвиток за типом чоловічої статі, опиняється на Х-хромосомі (ця аномалія була виявлена в лабораторних мишей). І тоді наявність лише одного гена спрямовує розвиток організму з каріотипом XX за типом чоловічої статі. Хоча, звичайно, нормальним такий розвиток назвати важко — така особина матиме синдром Кляйнфельтера.

Фактори середовища також можуть суттєво впливати на розвиток статевих ознак. Так, розвиток зародків крокодилів у чоловічі чи жіночі особини обумовлюється температурою, за якої відбувається інкубація яєць. Якщо інкубація відбувалася за температури 32-33 °С, то з яєць вилупляться самці, а якщо температура була нижче або вище цього інтервалу — то самки.

Розвиток статі морського безхребетного бонелії також визначається впливом зовнішнього фактора. Цим фактором є наявність дорослої самки. Якщо її немає, то личинки розвиваються тільки як самки. Якщо ж самка є, то личинки диференціюються в самців.

Звичайно, зовнішні фактори можуть впливати не лише на розвиток статевих ознак. Так, у водної рослини стрілиці спостерігається явище гетерофілії (різнолистості). Листки цієї рослини, які розвивалися під водою, схожі на довгі тонкі нитки. Ті листки, які розташовані на поверхні води і є плаваючими, мають еліптичну форму, а листки, які ростуть над водою, — стрілоподібні.

IV. Узагальнення, систематизація й контроль знань і вмінь учнів

Дати відповіді на питання:

• 1. Яким чином генотип впливає на розвиток організму?
• 2. Які ознаки організму людини визначаються переважно її генотипом?
• 3. Які фактори зовнішнього середовища впливають на розвиток організму?
• 4. Яким чином фактори зовнішнього середовища впливають на розвиток організму?
• 5. Які ознаки організму людини визначаються переважно впливом факторів зовнішнього середовища?
• 6. Яким чином можна зменшити ризик негативного впливу генотипу й факторів зовнішнього середовища на розвиток організму?

V. Домашнє завдання