Мутационная изменчивость (с использованием интерактивного микроскопа)
Submitted by Светлана Владимировна Воропаева on Tue, 15/03/2011 - 13:40
ХОД УРОКА
I. Развивающие вопросы перед изучением нового материала.
1.Что такое генотип? Строение гена.
2.Что кодирует ДНК? Как на организме отразится ошибка в кодировке?
3.Как на уровне ДНК изменить признак?
II. История открытия мутаций Г. Де Фризом. Выяснение что такое мутации.
1.Чем мутации отличаются от модификаций?
III. Виды мутаций. Работа с учебником §3.12 в печатной тетради №145 с. 64
IV. Причины мутаций. Запись в тетрадь.
V. Знакомство с исследовательской работой. Сообщение учащихся о состоянии окружающей среды города, области.
Рассказ ученика Овчарова А. о влиянии мутагенов на растения с демонстрацией презентации«Оценка экологического состояния окружающей среды по выявленным тератоморфным пыльцевым зернам вида Tilia cordata Mill».
В условиях современного неблагополучия экологической обстановки окружающей среды растения продуцируют большое количество тератоморфных (уродливых) пыльцевых зерен. Установлено, что между двумя этими явлениями существует прямая зависимость. Неблагоприятная экологическая обстановка может напрямую сказаться и на фертильности пыльцевых зерен. По оценкам состояния окружающей среды города Челябинска Курчатовский район считается благополучным. На территории района нет предприятий с «грызными» производственными циклами. Роза ветров препятствует проникновению и накоплению на территории района промышленных выбросов.
Строение пыльцевых зерен демонстрируется через интерактивный микроскоп.
Рисунок 1 - Нормальные пыльцевые зерна
Палинология – раздел ботаники, изучающий пыльцу и споры растений, их форму, строение, развития, закономерностей рассеивания и захоронения. Пыльцевое зерно – мужской гаметофит семенного растения. Оно покрыто спородермой, наружный слой которого – экзина представляет собой утолщенную слоистую оболочку с различными скульптурными выростами в виде шипиков, бугорков, ямок. Основным веществом этой оболочки является углевод – спорополленин. Благодаря которому экзина характеризуется необычайной стойкостью: она не растворяется в кислотах, щелочах, выдерживает температуру до 300 градусов и сохраняется миллионы лет в геологических отложениях. Характер скульптурированности поверхности пыльцы является важным диагностическим признаком, позволяющим идентифицировать пыльцу разных видов. В биологическом плане эти неровности позволяют пыльце удерживаться на рыльцах растений и конечностях насекомых. Кроме этого в экзине имеются тонкие или перфорированные места – апертуры. Через которые выходит пыльцевая трубка. Интина представляет собой внутренний слой оболочки пыльцевого зерна. Она облегает его содержимое и служит материалом для образования пыльцевой трубки. В ее составе преобладают пектиновые вещества. Эта оболочка, в отличие от экзины, нестойкая и легко разрушается. Внутри находятся две клетки: вегетативная, дающая начало пыльцевой трубке, и генеративная, делящаяся с образованием двух спермиев. Наличие в атмосфере химически активных веществ приводит к нарушению процесса митоза внутри пыльника, в результате чего и образуются неполноценные пыльцевые зерна.
Учеными выделены нарушения: - дисимметрия зёрен, изменение апертурного аппарата в качественном и количественном отношении; нанизм (карликовость), гигантизм, наличие стеклянного блеска. В результате микроскопирования нам удалось выявить нарушения апертурного аппарата, изменение формы зерна и рельефа спородермы, наличие стеклянного блеска (демонстрация через интерактивный микроскоп).
Рисунок 2 - Нарушение апертурного аппарата пыльцевого зерна
Рисунок 3 - Нарушение рельефа спородермы
Рисунок 4 - нарушение формы пыльцевого зерна
Рисунок 5 - Стеклянный блеск
Состояние атмосферы в Курчатовском районе города Челябинска. Челябинск расположен в зоне континентального климата с большими амплитудами месячных температур, продолжительной морозной зимой, теплым, а в отдельные годы жарким и засушливым летом. Повторяемость штилей в среднегодовой розе ветров составляет 30%. Малые скорости движения воздуха или отсутствие ветра снижают до минимума возможность рассеивания выбросов в атмосфере города. Выявлены приоритетные загрязнители атмосферы (в порядке убывания): бензапирен, формальдегид, диоксид азота, пыль, фенол, железо, свинец, хром. Состояние загрязнения воздуха в Курчатовском районе, по данным стационарного поста наблюдения, несколько ниже чем по городу, но и здесь отмечено повышенное содержание бензапирена, формальдегида, металлов. Пороговый индекс суммарного загрязнения превышен в районе в 1,4 раза. Причиной может быть наличие в районе магистралей с интенсивным движением. Это создает напряженные биоклиматические условия для жизнедеятельности растений.
Экспериментальная часть. Ученые установили, что процессы формирования и развития пыльцевых зерен чувствительны к воздействию внешних факторов различной этиологии. Антропогенная и техногенная нагрузки вызывают образование огромного количества тератоморфных (уродливых) и стерильных зёрен. Благодаря этому, исследуя морфологические особенности пыльцы, можно не только выявить наличие гаметопатогенных соединений в среде, но и дать сравнительную оценку загрязненности разных регионов. Для проведения исследований была выбрана порода дерева наиболее часто встречающегося в городских посадках – липа сердцевидная TiliacordataMill. Места сбора пыльцы были выбраны с учетом расположения по отношению к автомагистралям. Наиболее приближенные - остановка транспорта «Солнечная», садоводческое товарищество на пересечении улиц Пионерская и пр. Победы, сквер на Комсомольском проспекте у дома №26. Защищенные строениями – внутридомовая территория, образованная домами 24-а, 26-б.
Сбор проводился во время цветения в период с 23 июня по 5 июля 2010 года. Характеристика погоды в названный период: средняя температура – 26,40C, в течение 4 дней незначительные осадки, ясно, преобладали северо-западные ветра со средней скоростью 3-7 м.с.
В ходе обработки собранного материала пыльцевых зёрен не удалось выявить все известные нарушения по причине слабой разрешенности микроскопа, поэтому учитывались пыльцевые зерна с отклонениями в форме и размерах.
Результаты эксперимента. При анализе сводных ранжированных данных микроскопирования оказалось, что наибольшее количество тератоморфных зерен – 14%, находится в пробах внутридомовой территории. Объяснить это можно тем, что данная территория частично выполняет функции стоянки личного автотранспорта. Сама же она огорожена со всех сторон девятиэтажными зданиями, затрудняющими движение воздуха с северо - запада. Это и является причиной накопления воздушных загрязнителей. Находящийся рядом сквер, напротив, находится на открытой местности, что не препятствует воздушным потокам уменьшать концентрацию загрязнителей. Поэтому уровень тератоморфных зерен в два раза меньше – 7%. Садоводческое товарищество по пр. Победы расположено таким образом, что северо – западные потоки ветров сносят загрязнители на территорию садовых участков. Наличие плотной посадки деревьев способствует осаждению выхлопов на листве. Большое количество тератоморфных зерен – 12%, с растений на остановке «Солнечная» объясняется затруднением движения воздуха из-за расположения высотных домов, наличием перекрестка на котором скапливаются автомобили с работающим двигателем.
Выводы.
1. Количество тератоморфных зерен в цветках липы (10,2 %) свидетельствует о наличии в атмосфере воздуха Курчатовского района гаметопатогенных соединений, что опровергает мнение горожан о чистоте воздуха в районе.
2. По мере возрастания загрязнения, места сбора пыльцы расположились следующим образом: сквер по Комсомольскому проспекту, садоводческое товарищество, остановка общественного транспорта «Солнечная», внутридомовая территория Комсомольский проспект 24-а, 26-б.
3. При планировке жилых кварталов города необходимо учитывать пути проникновения и накопления загрязнителей среды и возможности их удаления естественным путем.
VI. Положительная роль мутаций. Заострить внимание на том, что она положительтна только для человека, а не для самого организма.
VII. Выводы по уроку делают учащиеся.
1.Мутагенами служат разные виды излучений, радиация, химические вещества.
2.Мутагены нарушают структуру ДНК, что отражается негативно на работе органов и систем органов.
3. Воздействию мутагенов подвержены как растения так и животные.
4. В окружающей среде города Челябинска встречаются мутагенные вещества.
5. Мутации могут быть вредными и полезными (относительно).
Светлана Владимировна! У Вас представлена актуальная тема. Самой было интересно узнать результаты эксперимента, который описан в Вашем материале. Удачи!
На: Мутационная изменчивость (с использованием интерактивного ми
Светлана Владимировна! У Вас представлена актуальная тема. Самой было интересно узнать результаты эксперимента, который описан в Вашем материале. Удачи!