Презентація «Ядро, хромосоми та каріотип» з біології для 10 класу

Почніть урок із запитання, як довга молекула ДНК уміщується в клітині. Поясніть, що ядро еукаріотичної клітини містить ДНК, яка утворює генетичний апарат. Хромосоми є фізичними носіями спадкової інформації. Зверніть увагу, що їх чітко видно під час поділу клітини.

Запропонуйте учням зіставити довжину ДНК із розміром ядра. Не поспішайте називати відповідь, дайте класу висунути припущення. Підведіть до того, що молекули ДНК утворюють комплекси з білками й формують хромосоми. Очікувані результати уроку: учні пояснюють будову хромосоми й поняття каріотипу, розрізняють гаплоїдний і диплоїдний набори, описують анеуплоїдію та пояснюють призначення хромосомного аналізу. Числові дані наведені в додатковому джерелі, Шаламов, с. 198.

Поясніть дві основні ролі ядра: зберігання спадкової інформації та її передавання дочірнім клітинам. За участю ядерець у ядрі формуються частини рибосом. Ядро регулює процеси клітини завдяки реалізації інформації, закодованої в ДНК. Не зводьте роль ядра лише до зберігання ДНК.

Упродовж більшої частини існування клітини хромосоми перебувають у неконденсованому стані й мають вигляд тонких ниток. Під час поділу хроматин ущільнюється, тому хромосоми можна чітко розрізнити. Попросіть учнів пояснити, чому зображення спадкового матеріалу змінюється залежно від стану клітини. Не стверджуйте, що ДНК з’являється лише під час поділу.

Правильна відповідь: центромера. Вона з’єднує дві хроматиди в подвоєній хромосомі. Теломери розташовані на кінцях плечей хромосом. Типова помилка: плутати центромеру з теломерами, бо обидві назви позначають окремі ділянки хромосоми.

Порівняйте наявність гомологічних пар і кількість хромосом у людини. Статеві клітини мають гаплоїдний набір, а соматичні мають диплоїдний. Для людини це 23 і 46 хромосом відповідно. Типова помилка: вважати, що гаплоїдний набір означає половину кожної хромосоми, а не один екземпляр кожної.

Нормальний диплоїдний каріотип людини має 22 пари аутосом і дві статеві хромосоми, разом 46. У жінок статеві хромосоми XX, у чоловіків XY. Поясніть, що каріотип охоплює не лише кількість, а й форму хромосом та розташування центромер. Типова помилка: називати статеві хромосоми ще однією парою аутосом.

У людини та двокрилих комах гомогаметною є жіноча стать (XX), а гетерогаметною є чоловіча стать (XY). У більшості птахів і метеликів система протилежна: самці ZZ, самки ZW. Попросіть учнів визначити, в яких випадках статеві хромосоми однакові, а в яких різні. Типова помилка: вважати, що гомогаметною в усіх організмів є жіноча стать.

Поясніть, що за анеуплоїдії змінюється число окремих хромосом, а не число повних наборів. Моносомія означає відсутність однієї хромосоми з гомологічної пари, нулісомія означає відсутність обох хромосом, трисомія означає наявність зайвої хромосоми. Учні можуть помилково називати будь-яку зміну числа хромосом поліплоїдією. Поліплоїдія стосується збільшення числа цілих наборів.

Попросіть учнів знайти пару, у якій є три хромосоми. Це трисомія 17: хромосома 17 представлена трьома копіями, а загальна кількість становить 47. Це анеуплоїдія, бо змінена кількість окремої хромосоми. Типова помилка: плутати трисомію з наявністю трьох повних наборів.

Поясніть послідовність аналізу: спочатку порівнюють число хромосом із нормальним каріотипом виду, далі визначають плоїдність і наявність зайвих або відсутніх хромосом. Диференційне забарвлення дає змогу оцінити будову ділянок. За зміною забарвлених смуг можна виявити втрату, подвоєння або поворот ділянки на 180°. Наголосіть, що висновок роблять після порівняння з нормальним каріотипом відповідного виду.

Розкажіть, що хромосомну теорію запропонували майже відразу після перевідкриття законів Менделя. Її запропонували Т. Бовері та В. Саттон у 1902–1903 роках. Сучасного вигляду теорія набула пізніше завдяки працям Т. Х. Моргана та його колег. Не приписуйте Моргану первинну пропозицію теорії.

Узагальніть основні положення хромосомної теорії: гени містяться в хромосомах і розташовані лінійно. Кожна пара хромосом є групою зчеплення, а кількість таких груп дорівнює гаплоїдному числу хромосом. Між гомологічними хромосомами можливий кросинговер. Підкресліть, що частота кросинговеру прямо пропорційна відстані між генами.

Правильна відповідь: кількість і форма хромосом та розташування центромер. Сукупність ознак хромосомного набору, яка дозволяє його ідентифікувати, називають каріотипом. Типова помилка: визначати каріотип лише за загальною кількістю хромосом.

Правильна відповідь: трисомія, тобто приклад анеуплоїдії. Поліплоїдія означає зміну числа цілих наборів хромосом, а в запитанні додалася одна окрема хромосома. Типова помилка: плутати будь-яке збільшення числа хромосом із поліплоїдією.

Запропонуйте перенести знання в ситуацію селекції. Запитайте, як дослідник може з’ясувати, чи відрізняється набір хромосом особини від нормального для її виду. Зразок відповіді: дослідник порівнює каріотип із нормальним каріотипом виду, перевіряє число хромосом і плоїдність, а за диференційним забарвленням виявляє зміни будови. Такий аналіз використовують у наукових дослідженнях, селекції та медицині. Підсумуйте, що каріотип описує набір хромосом, а хромосомний аналіз допомагає виявляти його зміни.

Запропонуйте повторити терміни й виконати завдання за описом каріотипу без підручника. Під час порівняння людини та птахів учні мають розрізнити XX і XY та ZZ і ZW. У прикладі з 47 хромосомами через зайву хромосому 17 слід назвати зміну трисомією, а не поліплоїдією. Відповіді обговоріть на наступному уроці.