Temat: Mutacje i ich przyczyny

Adresat

Uczniowie klasy VIII szkoły podstawowej

Podstawa programowa

Wymagania ogólne

I. Znajomość różnorodności biologicznej oraz podstawowych zjawisk i procesów biologicznych. Uczeń:

2. wyjaśnia zjawiska i procesy biologiczne zachodzące w wybranych organizmach i w środowisku.

Wymagania szczegółowe

V. Genetyka. Uczeń:

10. określa, czym jest mutacja oraz wymienia możliwe przyczyny ich występowania (mutacje spontaniczne i wywołane przez czynniki mutagenne) i podaje przykłady czynników mutagennych (promieniowanie UV, promieniowanie X, składniki dymu tytoniowego, toksyny grzybów pleśniowych, wirus HPV),

11. podaje przykłady chorób genetycznych człowieka warunkowanych mutacjami (mukowiscydoza, fenyloketonuria, zespół Downa).

Ogólny cel kształcenia

Uczeń dowie się, na czym polegają mutacje i czym są wywołane

Kompetencje kluczowe

• porozumiewanie się w językach obcych;

• kompetencje informatyczne;

• umiejętność uczenia się.

Kryteria sukcesu
Uczeń nauczy się:

• odróżniać zmienność dziedziczną od niedziedzicznej i podawać ich przykłady;

• wyjaśniać, na czym polegają mutacje i jaki mają związek ze na zmiennością genetyczną;

• podawać przykłady czynników mutagennych.

Metody/techniki kształcenia

• podające

  • pogadanka.

• aktywizujące

  • dyskusja.

• eksponujące

  • pokaz.

• programowane

  • z użyciem komputera;

  • z użyciem e‑podręcznika.

• praktyczne

  • ćwiczeń przedmiotowych.

Formy pracy

• praca indywidualna;

• praca w parach;

• praca w grupach;

• praca całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne

• e‑podręcznik;

• zeszyt i kredki lub pisaki;

• tablica interaktywna, tablety/komputery.

Przebieg lekcji

Przed lekcją

• Uczniowie zapoznają się z treścią abstraktu. Przygotowują się do pracy na lekcji w taki sposób, żeby móc przeczytany materiał streścić własnymi słowami i samodzielnie rozwiązać zadania.

Faza wstępna

• Prowadzący lekcję określa cel zajęć i wspólnie z uczniami ustala kryteria sukcesu.

Faza realizacyjna

• Nauczyciel przybliża pojęcie mutacji genowej. Następnie wypisuje na tablicy przykładowy ciąg kodonów i wskazuje uczniów, którzy kolejno zaproponują przykłady kilku różnych mutacji genowych..

• Uczestnicy zajęć zapoznają się z treścią przedstawioną na ilustracji interaktywnej. Następnie nauczyciel omawia z uczniami poznane zagadnienia.

• Nauczyciel wyjaśnia że mutacje chromosomowe polegają na zmianie struktury chromosomów, natomiast mutacje genomowe na zmianie liczby chromosomów.

• Prowadzący omawia główne czynniki wpływające na możliwość wystąpienia mutacji. Informuje również, że zdrowy organizm posiada mechanizmy chroniące przed uszkodzeniem DNA lub błędami przy jego kopiowaniu. Zwykle mechanizmy te zawodzą dopiero przy znacznym nasileniu czynników mutagennych (np. nowotwory wywołane częstą i długotrwałą ekspozycją na promieniowanie słoneczne lub dym z papierosów są efektem rozwoju i podziału zmutowanych komórek somatycznych).

• Uczniowie wykonują kolejne ćwiczenia i polecenia. Nauczyciel sprawdza i uzupełnia odpowiedzi, przedstawiając uczniom niezbędne informacje. Udziela informacji zwrotnej..

Faza podsumowująca

• Nauczyciel krótko przedstawia najważniejsze zagadnienia omówione na zajęciach. Odpowiada na dodatkowe pytania podopiecznych i wyjaśnia wszelkie ich wątpliwości. Uczniowie uzupełniają notatki.

• Nauczyciel prosi chętnego ucznia o podsumowanie lekcji z jego punktu widzenia. Pyta pozostałych uczniów, czy chcieliby coś dodać do wypowiedzi kolegi na temat wiedzy i umiejętności opanowanych na lekcji.

Praca domowa

• Odsłuchaj w domu nagrania abstraktu. Zwróć uwagę na wymowę, akcent i intonację. Naucz się prawidłowo wymawiać poznane na lekcji słówka.

W tej lekcji zostaną użyte m.in. następujące pojęcia oraz nagrania

Pojęcia

Teksty i nagrania

Mutations and their causes

During copying of the DNA strand errors happen. As a result of those errors, genetic information changes. Those sudden changes to the genetic material of the cell, which are lasting ones (they become permanent), are called mutations. Most often, permanent changes in the DNA take place not as a result of an error in copying of the strand, but as a result of external factors, called mutagens. They can not only cause changes in the sequence of nucleotides (gene mutations), but also in the build and number of chromosomes (chromosome and genome mutations. Mutagens are physical factors, e.g. UV radiation; chemical factors, e.g. some chemical compounds in exhaust fumes (dioxines) and cigarette smoke; and biological factors, such as some viruses and products of the metabolism of mould.

Mutations that take place in individual genes are called gene mutation. Those are the changes in the sequence of individual nucleotides in the DNA. Those can appear in any given DNA section.

Other types of mutations are chromosome and mutations which are based on the change of the structure of chromosomes, caused mainly by mutagenic agents. As a result of e.g. ionizing radiation, chromosomes can break into pieces, which can rearrange themselves in a different configuration. Changes in number of chromosomes (genome mutations) occurs when an individual either is missing a chromosome from a pair or has more than two chromosomes of a pair (e.g. Down syndrome).

Majority of small changes in the genetic material is neutral. Some of them are beneficial and give the organisms an upper hand over those, which did not undergo that particular mutation. Very few mutations are dangerous. Sometimes a change in one nucleotide in the DNA sequence can cause an incorrect function of an entire gene, and, as a result, the creation of an incorrect protein (or lack of a protein) and, in consequence, a genetic disease.

Organism has many ways of protecting itself from DNA damage. However, sometimes those mechanisms fail. Mutations can spread to offspring cells during the next reproduction. Mutagens appearing in somatic cells are not inherited by the offspring that is created as a result of sexual reproduction, but they can e.g. cause cancer in organisms where they took place. If a mutation is in the DNA of reproductive cells, it will be transferred to the offspring.

• Mutations change the genetic information; they can happen spontaneously, as a result of an error in the process of copying DNA, or can be caused by mutagenic agents.

• Gene mutations take place in individual genes and are based on changes in the sequence of nucleotides in the DNA.

• Chromosome and genome mutations are based on changes in the build and number of chromosomes, respectively.