Изучение соматического кроссинговера и его проявлений в 11 классе на уроках биологии

Содержание

Введение

1. Обоснование актуальности исследования с акцентом на изучение явления «кроссинговера» в контексте генетических трансформаций.
2. Формулировка цели и основных задач, направленных на выявление закономерностей влияния внешних факторов и доз антропогенного воздействия (НИЛИ) на процессы рекомбинации.
3. Определение объекта и предмета исследования с описанием применяемых методик и экспериментальных подходов.
4. Краткий обзор использованных источников и эмпирической базы.

Глава 1. Историко-теоретическая ретроспектива явления «кроссинговера»

1. Этапы развития генетических представлений:
   1. Анализ основных исторических этапов формирования классических схем скрещивания.
   2. Изучение влияния традиционной терминологии на современное понимание процессов рекомбинации.
2. Методологический анализ теоретических подходов:
   1. Обзор концепций изучения «кроссинговера» в динамике научных школ.
   2. Подходы к интерпретации историко-теоретических данных в свете современных генетических исследований.

Глава 2. Сравнительный анализ мейотического и метотического (соматического) кроссинговера

1. Сравнение механизмов рекомбинаций:
   1. Различие между мейотическим и метотическим (соматическим) подходами в изучении кроссинговера.
   2. Сопоставление механизмов формирования генетической изменчивости.
2. Факторы, влияющие на процессы скрещивания:
   1. Анализ внутренних и внешних регуляторов, влияющих на частоту кроссинговера.
   2. Роль доз воздействия антропогенных факторов (НИЛИ) в модификации процессов рекомбинации.

Глава 3. Рекомбинационные механизмы и генетическая изменчивость

1. Кроссинговеры как источник генетических перестроек:
   1. Изучение мейотического и метотического (соматического) типов рекомбинаций как фундаментальной основы генетической изменчивости.
   2. Обоснование роли кроссинговера в процессе формирования новых генотипов.
2. Влияние внешней среды на рекомбинационные процессы:
   1. Механизмы воздействия окружающих факторов на генетические трансформации.
   2. Особенности дозового и многофакторного воздействия антропогенных факторов (НИЛИ) на систему наследственности.

Глава 4. Практические модели и экспериментальные методики исследования

1. Моделирование процессов размножения и развития:
   1. Изучение особенностей модельного объекта с анализом его репродуктивного цикла и динамики развития.
   2. Методика построения экспериментальных схем для оценки процессов «кроссинговера».
2. Экспериментальные подходы и оценка влияния ИК НИЛИ:
   1. Расчет и анализ частоты соматического кроссинговера под действием различных доз антропогенных факторов.
   2. Разработка практических занятий, основанных на интегрированном подходе к экспериментальной генетике.

Глава 5. Формирование научного мышления у обучающихся

1. Методики преподавания и анализ образовательных практик:
   1. Построение учебного курса с учетом специфики «кроссинговера» и рекомбинационных процессов.
   2. Интеграция теоретических знаний и практических навыков в образовательный процесс.
2. Оценка влияния генетических и антропогенных факторов на индивидуальное развитие:
   1. Формирование представлений о зависимости частоты соматического кроссинговера от генотипа особей.
   2. Анализ влияния дозовых режимов и факторов внешней среды на различные стадии индивидуального развития.

Заключение

1. Систематизация результатов исследования с акцентом на практическое применение полученных данных.
2. Выявление новых направлений для дальнейших генетических исследований в области кроссинговера.
3. Оценка эффективности примененных экспериментальных методик и образовательных подходов.

Список литературы

1. Наименование источника 1
2. Наименование источника 2
3. Наименование источника 3

Исследование влияния двух факторов на частоту соматического кроссинговера проводилось с применением двухфакторного неравномерного дисперсионного анализа для качественных признаков. Анализ включал фактор А – дозу энергии НИЛИ с градациями: А0 (контроль), А1 – 2,6 мДж/см², А2 – 4,9 мДж/см², А3 – 9,9 мДж/см², А4 – 19,7 мДж/см², А5 – 49,4 мДж/см² и А6 – 98,7 мДж/см², а также фактор В – генотипы облучённых особей на третьей стадии постэмбрионального развития: В1 – "y+ctf+//y+ct+f" и В2 – "y+ctf+//yctf+". Результаты анализа представлены в таблице №2, где отмечено, что влияние фактора А оказалось статистически незначительным, составляя всего 0,1% (η2А = 0,10±0,03, что подтверждено значением р<0,001, характеризующем статистическую значимость показателя).

Следует отметить, что критерий Фишера FФ рассчитанный как δ2А/δ2Z имел значение 2,91, что превышает пороговое значение Fst = 2.8 при р<0,01. Доверительные границы генерального показателя η2А варьировались от 0,037 до 0,162. В анализе было выявлено, что как дозы НИЛИ, так и их суммарное воздействие в совокупности с генотипом (η2Х = 0,10±0,05) оказались статистически значимыми (р = 0,05). При этом значение критерия Фишера для η2Х составило FФ = 1,7, что совпадает с Fst = 1,7, подтверждая достоверность полученных результатов. Меняется сила воздействия фактора А в зависимости от вариаций фактора В, что наглядно демонстрирует обнаруженные значимые различия между дозами А1 и А4 (2,6 и 19,7 мДж/см², р<0,001), а также А1 и А5 (2,6 и 49,4 мДж/см², р<0,01).

Вышеизложенные результаты дисперсионного анализа позволяют уверенно утверждать о наличии статистически значимой взаимосвязи между дозировкой энергии НИЛИ и генотипом организма в формировании частоты соматического кроссинговера.

План-конспект урока по хромосомной теории наследственности предусматривает знакомство учащихся с ключевыми положениями теории, историческим аспектом её возникновения и значением для науки и сельского хозяйства. Основной целью данного урока является развитие аналитического мышления учащихся, умения выдвигать гипотезы в объяснении наблюдаемых явлений и критически воспринимать информацию.

1. Организационный этап. Проверка присутствия учащихся и создание положительного психологического климата.
2. Актуализация знаний и мотивация. Обсуждение вопросов, связанных с историей повторного открытия законов Менделя и цитологическими исследованиями:
1. Каким образом были переосмыслены исследования Менделя в свете современных данных?
2. Какие цитологические открытия способствовали развитию современной хромосомной теории?
3. Основная часть. Объяснение базовых понятий – хромосома, группа сцепления, сцепленное наследование, гомологичные хромосомы, мейоз, кроссинговер – с использованием портрета Т. Моргала и иллюстраций хромосомных наборов живых организмов, представленных на таблицах или слайдах.
4. Заключительный этап. Систематизация изученного материала, обсуждение гипотез и выводов. Практическое задание по анализу данных и выдвижению собственных предложений по дальнейшим исследованиям в области хромосомной теории наследственности.

Данный комплексный анализ демонстрирует значимость изучения как отдельных дозовых градаций энергии НИЛИ, так и их взаимодействия с генетическими особенностями организма, что обогащает современные представления о механизмах наследственности.

Список литературы

Голикова Т.В. Обучение учащихся приемам логического мышления на уроках биологии Учебное пособие. — 2-е изд. — Красноярск: Краснояр. гос. пед. ун-т им. В.П. Астафьева,

Айала Ф., Кайгер Дж. Современная генетика. В 3-х т. Пер. с англ. -М.:Мир,

-С. 65-

- 159 с.

Вавилов Н.И. Томас Гент Морган. Предисловие (страницы III-VIII) к книге Т.Моргана Избранные работы по генетике. -М.: ОГИЗ-СЕЛЬХОЗГИЗ, 1937, -285 с.

Дубинин Н.П. Генетика. Учебник для вузов. -Кишинёв: «Штиинца».

Кушев В.В. Мехзанизмы генетической рекомбинации. Ленинград, Наука, 1- 97,

-320 с.

-559 с.

Борисов В.М. У горной слепушонки нет У-хромосомы //Природа, 1974,№ 12,-С.

— 356 с.

80 с.

Т.

Яковлев А.Ф., Никитин Н.С., Козикова Л.В. и др. Оценка генотипа животных с помощью цитогенетики //Зоотехния. 2000, № 8, -С. 6-

ЛИТЕРАТУРА

Свенсон К., Уэбстер П. Клетка. М.,

Лалаянц И.Э. Где находится секс-регион? //Химия и жизнь, 1992, № 2,-С. 53-

Верзилин Н.М., Корсунская В.М. Общая методика преподавания биологии М.: Просвещение,

-96 с.

Уиллис М.Б. Генетика собак. -М.: Центрполиграф,

Голикова Т.В., Галкина Е.А., Пакулова В.М. Методика обучения биологии

- 604 с. Учебное пособие к выполнению лабораторно-практических занятий. — Красноярск: Краснояр. гос. пед. ун-т им. В.П. Астафьева,

48 с.

Дубинин Н.П. Общая генетика. М.: Наука.

Заяц Р.Г. Общая и медицинская генетика. Для студентов вузов. /Заяц Р.Г. и др. Ростов-на-Дону: Феникс,

Синнот Э., Денн Л. Курс генетики: теория и задачи. Москва-Ленинград, Гос. изд. биол. мед. лит.6 1-430,

Lindsley D.L., and Zimm G.G. The genome of Drosophila melanogaster. Academic Press, San Diego, New York, Boston, London, 1-1133,

/В.Н. Ярыгин, В.И. Ва¬сильева, И.Н.Волков, В.В.Синельщикова. -М.: Высшая школа,

Натали В. Ф. Основные вопросы генетики. М.,

Хелевин Н.В., Лобанов А.М., Колесова О.Ф. Задачник по общей и медицинской генетике. -М.: Высшая школа,

Цитология и генетика мейоза/Пац ред. В. В. Хвостовой, Ю. Ф. Богданова. М.,

Де-Робертис Э., Новинский В., Саэс Ф. Биология клетки. М.,

Рокицкий П. Ф. Биологическая статистика. Минск,

Мюнтцинг А, Генетика общая и прикладная. М.,

Яблоков А. В., Юсуфов А. Г. Эволюционное учение. М.,

-591 с.

-378с. Т.З.-Зббс.

Мендель Г. Опыты над растительными гибридами. М.,

Stern С Biol. Zentral., V 51, P. 586,1931

-536 с.

Лобашев М.Е., Ватти К.В., Тихомирова М.М. Генетика с основами селекции. -М.: Просвещение,

Восток К., Самнер Э. Хромосома эукариотической клетки. М„

Хатт Ф.Б. Генетика животных. /Пер. с англ. -М.: Колос,

Гофман-Кадошников П.Б. Задачник по общей и медицинской гене¬тике. -М.: Изд-во Первого московского медицинского института им. И.М. Сеченова.

Серебровский А. С. Генетический анализ. М.,

Лобашев М.Е. Генетика. -Л. Изд-во ЛГУ.

Горбунова В.Н., Баранов В.С. Введение в молекулярную диагности¬ку и генотерапию наследственных заболеваний. -СПб.: «Спе-циальная литература»,

Астауров Б.Л. Генетика пола /Актуальные вопросы современной ге¬нетики. М.: Изд-воМГУ,

-445 с.

Жученко А.А., Король А.Б. Рекомбинация в эволюции и селекции. Москва, Наука, 1-400,

Ashburner M. Drosophila. A laboratory nahdbook. Cold Spring Harbor, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1-1331,

Богданов Е. Л. Менделизм или теория скрещивания. Книгоиздательство студен¬тов Московского сельскохозяйственного института,

Филипченко Ю. А. Генетика. Госиздат,

Гайсинович Л. Е. Зарождение и развитие генетики. М.,

Суонсон К., Мерц Т., Янг В. Цитогенетика. М.,

-156 с.

Мээия Д. Митоз и физиология клеточного деления. М.,

- 287 с.

Гуляев Г.В. Задачник по генетике.-М: Колос.

Захаров ИЛ. Генетические карты высших организмов. Ленинград,

Петухов В.Л. и др. Ветеринарная генетика. /Петухов В.Л., Жигачев А.И., Назарова Г.А. - 2-е изд. -М.: Колос,

Меркурьева Е.К. и др. Генетика. //Меркурьева Е.К., Абрамова З.В., Бакай А.В. -М.: Агропромиздат, 1991, - 446 с.

Финчем Дж. Генетическая комплементация. М.,

Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции. Учеб. для биол. спец. унив. -М.: Высшая школа,

— 68 с.

-752 с.

-308 с. Т.

Заварзин А. А., Харазова А. Д. Общая цитология. Изд. ЛГУ,

-431 с.

Ярыгин В.Н. и др. Биология. В 2 кн. Кн.

Гершензон С. А. Основы современной генетики. Учебник для вузов. -Киев: Наукова думка,

- 384 с.

Боровицкий П.И., Винниченко П.Ф. и др. Методика преподавания биологии 2-е изд., перераб. — М.: Высшая школа,

Фогель Ф., Мотульски А. Генетика человека. В 3 т. Пер. с англ. -М.: Мир,

Тимолянова Е.К. Медицинская генетика. Ростов н/Д.: Феникс, 2003 -304 с.

Гершкович И. Генетика. Москва, Наука, 1-702,

Чадов Б.Ф., Бузыканова Г.Н. Механизм хромосомной интерференции. Докл. АН 348, N3,407-409,

Соболев А.Н. Методические рекомендации по решению генетиче¬ских задач. -Орёл: Изд-во ООИУУ,

— 218 с.

O'Brien S. Genetic maps. Cold Spring Har¬bor, Cold Spring Harbor Laboratory Press, V. 2,1-405,

-508 с.

— 383 с.