Тема урока: Тема урока: Роль генотипа и условий внешней среды в формировании фенотипа. Химерные и трансгенные

организмы.Цель: Цель: рассмотреть роль

генотипа и среды в формировании фенотипа; 

ознакомить учащихся с особенностями биологии и технологиями создания химерных и трансгенных

организмов.

План урокаПлан урока 1. Ненаследственная 1. Ненаследственная

(модификационная) изменчивость.(модификационная) изменчивость. 2. Свойства модификационной 2. Свойства модификационной

изменчивос-ти.изменчивос-ти. 3.Химерные организмы.3.Химерные организмы. 4. Трансгенные организмы.4. Трансгенные организмы. 5. Итог урока: «5. Итог урока: «Как генотип и среда

взаимодействуют при формировании признаков?»»

Химерные и Химерные и трансгенные организмытрансгенные организмы

Химерами называют организмы или их части, состоящие из генетически разнородных тканей. Впервые этот термин применил немецкий ботаник Г. Винклер (1907) для форм растений, полученных в результате сращивания паслена и томата.

В дальнейшем (1909) Э. Баур, изучая пеларгонию пестролистную,

выяснил природу химер.

Пестролистные растенияПестролистные растения Всеми любимые пестролистные растения, такие Всеми любимые пестролистные растения, такие

как диффенбахии, колеусы, пеларгонии, как диффенбахии, колеусы, пеларгонии, кодиумы, каладиумы, аукубы и многие, многие кодиумы, каладиумы, аукубы и многие, многие другие - химеры. В растительном мире другие - химеры. В растительном мире распространение химерных организмов очень распространение химерных организмов очень велико.велико.

Химерность растений возникает легко и просто - Химерность растений возникает легко и просто - как результат нарушений (мутаций) в делящихся как результат нарушений (мутаций) в делящихся молодых клетках. молодых клетках.

И стебель, и корень будут нарастать своими И стебель, и корень будут нарастать своими верхушками.верхушками.

Будут постепенно образовываться новые стебли, Будут постепенно образовываться новые стебли, листья, цветы, корни, ведь растения, растут всю листья, цветы, корни, ведь растения, растут всю жизнь.жизнь.

Факторы внешней среды легко могут повлиять на часть делящихся клеток, изменив структуру находящихся в них генов. Так возникает полоса клеток, например, листа, лишенная зеленой окраски, где отсутствуют или дефектны хлоропласты. Образуются пестрые стебли, листья и даже корни, а иногда и цветки.

Семенное поколение может быть химерным в том случае, если мутации затронули половые клетки и материнское растение было химерным. Если для опыления брать пыльцу химерного растения, то химерность не передается. Химерные растения чрезвычайно ценятся садоводами, а возникающие мутации тщательно отслеживаются.

Зелено-белая пестролистность Зелено-белая пестролистность обусловлена в основном, чередованием обусловлена в основном, чередованием

зеленых клеток с нормальными зеленых клеток с нормальными хлоропластами и белых, в хлоропластах хлоропластами и белых, в хлоропластах

которых по причине генетического которых по причине генетического дефекта, отсутствует хлорофилл - дефекта, отсутствует хлорофилл -

пигмент, придающий зеленую окраску пигмент, придающий зеленую окраску тканям растений. Кроме того, белую тканям растений. Кроме того, белую

окраску участкам листьев могут окраску участкам листьев могут придавать воздушные полостипридавать воздушные полости

Химерные фиалкиХимерные фиалки Химерные сорта весьма Химерные сорта весьма

красивы. Но не так часто красивы. Но не так часто встречаются в коллекциях встречаются в коллекциях из-за проблем сохранения из-за проблем сохранения окраски, особенно при окраски, особенно при разведении. Окраска этих разведении. Окраска этих сортов характеризуется сортов характеризуется наличием четкой полосы наличием четкой полосы (чаще белого, или другого (чаще белого, или другого цвета) от центра цветка к цвета) от центра цветка к краю каждого лепестка. краю каждого лепестка. Связано это с явлением Связано это с явлением мозаицизма, отражающем мозаицизма, отражающем присутствие у присутствие у многоклеточного многоклеточного организма клеток разного организма клеток разного генотипа (несколько видов генотипа (несколько видов генетически различных генетически различных клеток). клеток).

Основная причина мозаицизма – мутации! У растений «химерные» организмы можно получить искусственным путем, объединяя группы клеток или органов, например прививками, биотехнологическими методами.

Развитие экспериментальных Развитие экспериментальных методов в последнее время методов в последнее время сделало возможным получать сделало возможным получать не только химерные растения, не только химерные растения, но и совершенно необычных но и совершенно необычных животных, которые несут гены животных, которые несут гены не только от одной матери и не только от одной матери и одного отца, но и большего одного отца, но и большего количества предков.количества предков.

Химерные животные–Химерные животные– это генетические это генетические мозаики, образующиеся в результате мозаики, образующиеся в результате объединения бластомеров от эмбрионов с объединения бластомеров от эмбрионов с разными генотипами. Получение таких разными генотипами. Получение таких эмбрионов осуществляется во многих эмбрионов осуществляется во многих лабораториях. Принцип получения химер лабораториях. Принцип получения химер сводится главным образом к выделению двух и сводится главным образом к выделению двух и большего числа ранних зародышей и их большего числа ранних зародышей и их слиянию. В том случае, когда в генотипе слиянию. В том случае, когда в генотипе зародышей, использованных для создания зародышей, использованных для создания химеры, есть отличия по ряду характеристик, химеры, есть отличия по ряду характеристик, удается проследить судьбу клеток обоих типов. удается проследить судьбу клеток обоих типов.

Для получения "химер" культуральные клетки Для получения "химер" культуральные клетки двух разных животных обрабатывают двух разных животных обрабатывают специальными вирусными препаратами, специальными вирусными препаратами, добиваясь слияния их ядер. добиваясь слияния их ядер.

Химерные животные.Химерные животные.

Овца-коза

Организмы химерных макак состоят из смеси клеток с шестью разными геномами.

Трансгенные Трансгенные организмы.организмы.

Развитие генной инженерии создало Развитие генной инженерии создало принципиально новую основу для принципиально новую основу для конструирования последовательностей ДНК, конструирования последовательностей ДНК, необходимых исследователю. Успехи в области необходимых исследователю. Успехи в области экспериментальной эмбриологии позволили экспериментальной эмбриологии позволили создать методы введения таких искусственно создать методы введения таких искусственно созданных генов в ядра сперматозоидов или созданных генов в ядра сперматозоидов или яйцеклеток. В результате возникла возможность яйцеклеток. В результате возникла возможность получения получения трансгенных организмов трансгенных организмов (или (или генетически модифицированных организмов генетически модифицированных организмов (ГМО))–т.е. организмов, содержащих трансгены(ГМО))–т.е. организмов, содержащих трансгены

Не путать с модифицированными продуктами!!!Не путать с модифицированными продуктами!!! Модифицированный крахмал - НЕ ОРГАНИЗМ!!!Модифицированный крахмал - НЕ ОРГАНИЗМ!!!

Одним из первых примеров успешного создания Одним из первых примеров успешного создания трансгенных животных было получение мышей, трансгенных животных было получение мышей, в геном которых встроен ген гормона роста в геном которых встроен ген гормона роста крысы. Некоторые из таких трансгенных мышей крысы. Некоторые из таких трансгенных мышей росли быстро и достигали размеров, существенно росли быстро и достигали размеров, существенно превышавших размеры контрольных животныхпревышавших размеры контрольных животных. .

Открытие надежного и этически Открытие надежного и этически приемлемого источника приемлемого источника стволовых клеток может стволовых клеток может привести к созданию привести к созданию принципиально новых методов принципиально новых методов лечения ряда тяжелейших лечения ряда тяжелейших заболеваний, таких, как рак или заболеваний, таких, как рак или диабет, травм головного и диабет, травм головного и спинного мозга, врожденных спинного мозга, врожденных дефектов развития – например, дефектов развития – например, пороков сердца, которые сейчас пороков сердца, которые сейчас встречаются у 15% встречаются у 15% новорожденных младенцев. новорожденных младенцев.

Ответьте на вопросы:Ответьте на вопросы:

1. Какие признаки организмов определяются преимущественно влиянием генотипа?

2. Какие признаки организмов определяются преимущественно влиянием среды?

3. Как генотип и среда взаимодействуют при формировании признаков?

Домашнее заданиеДомашнее задание изучить текст учебника П.20; ответить на вопрос: «Какие страхи,

связанные внедрением ГМО, безосновательны, а какие –реальны?»

Изучение химерных животныхИзучение химерных животных позволило решить немало трудных позволило решить немало трудных вопросов, и в будущем благодаря вопросов, и в будущем благодаря применению этого метода появится применению этого метода появится возможность решать сложные возможность решать сложные проблемы генетики и эмбриологии.проблемы генетики и эмбриологии.

В настоящее время интерес к В настоящее время интерес к трансгенным животным велик.трансгенным животным велик.

Возникли широкие возможности для Возникли широкие возможности для изучения работы чужеродного гена в изучения работы чужеродного гена в геноме организма-хозяина, в геноме организма-хозяина, в зависимости от места его встраивания зависимости от места его встраивания в ту или иную хромосому.в ту или иную хромосому.