Вітаю 10 та 11 клас!
Сьогодні 13 січня 2025 р.
Біологія та екологія
10 Клас
Тема. Сучасні молекулярно-генетичні методи досліджень спадковості людини.
Генетика зацікавила суспільство після того , як вчені клонували овечку Доллі.
Доллі прожила всього половину відведеного вівцям терміну – 6 років замість 12 – 16 –й померла від невідомої причини. З тих пір клонували вже і собак, і котів, і верблюдів, і крокодилів, і макак, Тільки от якось тема з клонуванням поступово ставала все глухо і глухіше. Не виходило у копій тварин жити довго і щасливо. Та ще й виявилося, що копії виходять неточні – середовище все ж впливає …
У нашій країні генетика має свою історію. Інститут генетики, заснований в 1933 році, не припиняв свою роботу. В списку досягнень радянських, а потім і російських генетиків значаться написання підручника і «велика кількість наукових робіт». Ні новими сортами рослин, ні новими породами тварин висока наука нікого не ощасливили. Вона продовжує відкривати і з’ясовувати. Зокрема, що:
1. У 1993 році в Сполучених Штатах народилася дівчинка. Дитина народилася здоровою, проте розвивався дуже повільно. Численні аналізи показали, що в організмі дівчинки вкорочені кінцеві ділянки хромосом, що заважає їм з’єднуватися один з одним. Дівчинка дожила до 20 років. Максимальний її вага становила 7,2 кг, вік станом зубів оцінювали у 8 років, а по психічному розвитку в 11 місяців.
2. о концертної команду Мадонни входить спеціальна група людей, єдиним завданням яких є знищення всього, що може містити ДНК співачки. Ця група ретельно прибирає готельні номери, гримерки, салони автомобілів та інші приміщення, в яких Мадонна перебувала хоча б короткий час.
3. На Тайвані в 2006 році вивели поросят, тіло яких світилося в темряві. Вченим вдалося ввести в ДНК свиноматки ембріон білка, отриманий від світяться медуз. Поросята виглядали зеленими навіть при денному світлі, а в темряві можна було розгледіти їх внутрішні органи.
4. Приблизно 8% людської ДНК становлять залишки вірусів, колись отриманих нашими далекими предками. Один з таких залишків знайдений в ДНК майже всіх ссавців, його вік оцінюється в 100 мільйонів років.
5. Генетичні дослідження показали, що головні воші мутували в платтяних вошей приблизно 170 000 років тому. Це дозволило зробити висновок про те, коли люди почали регулярно носити одяг.
Вивчення нового матеріалу.
Опрацюйте матеріал та складіть конспект в робочих зошитах.
Перегляньте відео:
1. Сучасні молекулярно-генетичні методи досліджень спадковості людини
Молекулярно-генетичні методи дослідження спадковості — це велика і різноманітна група
методів, призначених для вивчення молекул ДНК (алеля, гена, частини хромосоми)
— як нормальних, так і пошкоджених, і розшифрування первинної послідовності
нуклеотидів.
Етапи
дослідження є такими:
1) Отримання
зразків ДНК: виділення всієї ДНК з клітин; рестрикція ДНК — отримання
окремих фрагментів.
2) Ампліфікація —
накопичення (помноження, клонування) однакових фрагментів ДНК. Застосовується
метод полімеразної ланцюгової реакції (ПЛР).
3) Електрофорез
фрагментів ДНК — розділення фрагментів за молекулярною масою та
електричним зарядом на поверхні гелю з агару. Кожен фрагмент має певні розміри
і займає в гелі певне місце у вигляді смуги.
4) Ідентифікація
окремих фрагментів ДНК. Фрагменти ДНК переносять на спеціальні фільтри, де
відбувається їх гібридизація з радіоактивними синтетичними зондами або
клонованими фрагментами ДНК. Зонд виявляє потрібний фрагмент ДНК шляхом
зв’язування з комплементарними до нього нуклеотидними послідовностями
фрагмента.
На
сьогодні вивчення структури ДНК за цим методом є автоматизованим і відбувається
у спеціальних приладах — секвенаторах.
Молекулярно-генетичні
дослідження застосовують:
1)
У клінічній лабораторній діагностиці:
•
діагностика вірусних інфекцій (ВІЛ, гепатит, статеві інфекції та ін.);
•
визначення батьківства;
•
діагностика спадкових хвороб (виявлення мутацій);
•
судова медицина (ідентифікація особи).
2)
Фундаментальна наука:
•
секвенування (визначення нуклеотидної послідовності);
•
клонування генів;
•
генна інженерія (створення трансгенних тварин і рослин);
•
генна терапія;
•
напрямлений мутагенез.
2. Сучасний стан досліджень геному людини
1990
року був створений міжнародний проект «Геном людини», мета якого полягає у
визначенні послідовностей ДНК та локалізація генів і їхніх функцій. Спочатку
2000 року було створено попередній варіант — «чернетка» геному (83 %). А 2003
року геном людини був майже повністю секвенований (99,9 %) — була прочитана
послідовність 3 млрд пар основ, з яких побудована ДНК всіх 23 пар хромосом
людини (деякі гетерохроматинові ділянки не секвеновані й сьогодні). Генетична
довжина геному людини складає 3000 сантимор-ганід.
Були
складені карти геному, карбовано близько 40 тис. кодуючих послідовностей.
Загальне число генів, ймовірно, складає 30,5-40 тис. (за іншими даними — 20-25
тис.).
На
сьогодні весь геном людини вивчений і картований у вигляді великих фрагментів,
які перекривають один одного розташування кожного з цих фрагментів на хромосомі
визначено з високою точністю.
Залишаються
невивченими:
•
центральні частини кожної хромосоми — центромери, які містять велику кількість
послідовностей ДНК, що повторюються;
•
кінці хромосом — теломери, які також складаються з повторювальних фрагментів і
тому в більшості із 46 хромосом їх розшифрування не завершено;
•
також лишаються ще кілька «білих плям», розкиданих по всьому геному; деякі з
них доволі великі, але є сподівання, що вони будуть розшифровані у найближчі
роки.
Розшифрування
геному людини сприятиме розвитку нових напрямків у медицині, вивченню природи
спадкових і злоякісних хвороб (рак молочної залози, гемофілія, захворювання
печінки та ін.), розробці генної та клітинної теорії, теорії еволюції.
Виконайте завдання!
Зіставте запропоновані терміни із визначеннями. Заповніть табличку
відповідей та отримайте назву науки, що вивчає ДНК одного організму. Поясніть
перспективи цієї науки.
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
1 Репарація |
А Використання спадкової інформації
генів для синтезу білків і РНК |
|
2 Реплікація |
Г Процес виправлення клітиною
пошкоджень її ДНК |
|
3 Транскрипція |
Е Процес самоподвоєння молекули ДНК |
|
4 Трансляція |
І Сукупність всієї спадкової
генетичної інформації організму |
|
5 Кросинговер |
К Процес утворення додаткових копій
фрагмента ДНК |
|
6 Геном |
Н Процес переписування інформації з
ДНК на іРНК |
|
7 Ампліфікація |
М Обмін ділянками між гомологічними
хромосомами |
|
8 Експресія |
О Синтез білків на матриці іРНК, що
відбувається на рибосомах |
Домашнє завдання: опрацювати теоретичний матеріал розміщений на блозі, виконати завдання, поміркуйте та дайте відповідь:
1. Метод «генетичних відбитків пальців», або фінгерпринтинг (від англ.
fingerprinting — зняття відбитків пальців) — метод розрізнення індивідуумів за
допомогою використання зразків їхніх ДНК. Перший варіант методу був розроблений
А. Джеффресом у Лестерському університеті в 1985 р. «Золотим стандартом» на
сьогодні вважається дослідження індивідуальності людини за допомогою
поліморфних генетичних маркерів. Поясніть перспективи застосування генетичних
маркерів на практиці.
2. Фредерік Сенгер (1918—2013) — британський біохімік, двічі лауреат Нобелівської премії з хімії (в 1958 р. «за встановлення структур білків, особливо інсуліну» і 1980 р. — «за внесок щодо визначення послідовності основ у нуклеїнових кислотах»). У 1977 р. запропонував метод розкодування первинної структури ДНК, заснований на ферментативному синтезі високорадіоактивної комплементарної послідовності ДНК на однонитковій ДНК, що досліджується, як на матриці. Назвіть цей метод та оцініть його значення для медицини й дослідження спадковості людини.
Виконані завдання надсилайте на Viber!
11 клас
Тема. Сучасні екологічні проблеми у світі та в Україні.
Поміркуйте!
Блакитна іграшкова куля (англ. The Blue Marble) - відома фотографія Землі, зроблена 7 грудня 1972 р. командою космічного апарату «Аполлон-17» на відстані приблизно 45 000 км. Блакитна іграшкова куля була першою чіткою фотографією освітленої частини Землі. Вона була опублікована під час становлення інвайронменталізму (соціального екологічного руху) та розглядається як відображення тендітності, вразливості Землі. А що таке інвайронментологія?
З історії відкриттів
Ще з прадавніх часів людина використовувала природу як джерело ресурсів для свого існування. Під впливом господарської діяльності навколишнє середовище змінювалося. Але значних негативних змін воно почало зазнавати з середини ХІХ століття у зв'язку з «промисловою революцією» - активним розвитком машинного виробництва, застосуванням недосконалих технологій, інтенсивним використанням природних ресурсів. Постала необхідність у науці, яка змогла б виявити причини негативних змін і розробити методи їх подолання.
Поява 1859 року книги Чарлза Роберта Дарвіна «Походження видів шляхом природного добору, або збереження обраних порід у боротьбі за життя» стала поштовхом до розвитку екології як науки. У цій праці Ч. Р. Дарвін розкрив роль навколишнього середовища в природному доборі. Під впливом робіт Ч. Р. Дарвіна наукові основи екології заклав німецький учений Ернст Геккель. Завдяки роботам німецького зоолога, ботаніка Карла Августа Мебіуса друга половина XIX ст. позначена становленням нової галузі екології - біоценології.
У 30-х роках XX ст. постала нова галузь екології - популяційна екологія, для якої об'єктом вивчення стали проблеми внутрішньовидової організації та динаміки чисельності популяцій. ЇЇ засновником є англійський учений Чарльз Сазерленд Елтон. У 1935 р. Артур Тенслі обґрунтував поняття екосистеми. Розвиток екосистемного аналізу привів до появи вчення про біосферу, автором якого був перший президент Української академії наук Володимир Вернадський. У 70-90-х роках ХХ ст. значну роль у становленні екології відіграли наукові праці американського вченого Юджина Одума.
СЕРЕДОВИЩЕЗНАВСТВО, або інвайронментологія (від англ. Environmental Science) - наука про стан довкілля і місце людини в ньому.
Перегляньте навчальне відео:
- Стокгольмська конференція з питань навколишнього середовища (1972) та створення Наукового комітету з проблем навколишнього середовища;
- Генеральна Асамблея ООН та створення Міжнародної комісії з навколишнього середовища і розвитку під керівництвом Г. Х. Брундтланд (1982);
- Конференція ООН з довкілля і розвитку у Ріо-де-Жанейро (1992) і декларація «Програма дій. Порядок денний на ХХІ століття» щодо поступового переходу до сталого розвитку суспільства.
Об'єктом досліджень інвайроментології є соціосфера як «самоорганізована, саморегульована планетна система, до якої належать біосфера, охоплені виробничою діяльністю геосфери та прилеглий до Землі космос, а також людське суспільство з усіма наслідками його ... Діяльності» (М. А. Голубець).
Спорідненою із середовищезнавством є охорона довкілля.
ОХОРОНА ДОВКІЛЛЯ (інвайронменталістика) - система заходів щодо раціонального використання природних ресурсів, збереження природних комплексів і забезпечення екологічної безпеки.
Людство стикається з необхідністю розв'язання багатьох проблем, які виникають у результаті різкого погіршення якості навколишнього середовища.
Екологічна проблема - це зміна природного середовища в результаті антропогенних впливів, що спричинює порушення структури і функціонування природних систем і призводить до негативних соціальних, економічних та інших наслідків.
Ці проблеми можуть мати локальний характер - для окремих районів, областей і країни загалом. Ці проблеми можуть мати й глобальний характер, тобто впливати на цілі регіони світу й торкатися життєвих інтересів усього людства . У такому разі для їх розв'язання потрібна співпраця світового співтовариства.
Протягом останніх 50 років відбувається інтенсивне зростання чисельності населення планети та бурхливий науково-технічний прогрес, що спричинює погіршення стану багатьох екосистем планети, зменшення їхньої біопродуктивності й біорізноманітності.
Згідно з дослідженнями українських учених найбільшої шкоди завдають довкіллю:
- транспорт як головний забруднювач повітря, водойм і ґрунтів;
- промисловість як основне джерело утворення відходів (підприємства гірничо-добувного, хіміко-металургійного, машинобудівного, паливно-енергетичного, будівельного, агропромислового комплексів, а також комунальне господарство);
- енергетика (близько 80 % всіх шкідливих викидів у повітря, що є наслідком процесів добування, переробки й використання паливних енергоресурсів);
- сільське господарство; призводить до виснаження родючих чорноземів, забруднення ґрунтів пестицидами й добривами.
За допомогою таблиці визначте сутність та причини глобальних екологічних проблем.
Назва | Сутність | Причини |
Зміни глобального клімату | ||
Стихійні лиха | ||
Забруднення довкілля | ||
Деградація земель | ||
Скорочення об'ємів чистої води | ||
Загроза продовольчій безпеці | ||
Скорочення біорізноманіття |
Виконані завдання надсилайте на Viber
Немає коментарів:
Дописати коментар