Temat: Różnorodność genetyczna

Adresat

Uczniowie liceum ogólnokształcącego i technikum

Podstawa programowa

Wymagania ogólne

V. Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów biologicznych. Uczeń:

1. interpretuje informacje i wyjaśnia związki przyczynowo‑skutkowe między procesami i zjawiskami, formułuje wnioski.

Wymagania szczegółowe

XI. Różnorodność biologiczna, jej zagrożenia i ochrona. Uczeń:

1. przedstawia typy różnorodności biologicznej: genetyczną, gatunkową i ekosystemową.

Ogólny cel kształcenia

Uczniowie wyjaśniają znaczenie różnorodności genetycznej.

Kompetencje kluczowe

• porozumiewanie się w językach obcych;

• kompetencje informatyczne;

• umiejętność uczenia się.

Kryteria sukcesu
Uczeń nauczy się:

• opisywać znaczenie różnorodności genetycznej w przystosowaniu organizmów do lokalnych warunków życia;

• wyjaśniać, na czym polega ewolucyjny wyścig zbrojeń i jakie znaczenie w nim ma różnorodność genetyczna;

• wyjaśniać przyczyny i skutki spadku różnorodności genetycznej.

Metody/techniki kształcenia

• podające

  • pogadanka.

• aktywizujące

  • dyskusja.

• 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

• Nauczyciel podaje temat, cele lekcji i kryteria sukcesu sformułowane w języku zrozumiałym dla ucznia.

Faza realizacyjna

• Nauczyciel wykorzystuje tekst abstraktu do pracy indywidualnej lub w parach według następujących kroków: 1) pobieżne przejrzenie tekstu, 2) postawienie pytań, 3) dokładne czytanie, 4) streszczenie poszczególnych części tekstu, 5) powtórzenie treści lub przeczytanie całego tekstu.

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

• Nauczyciel inicjuje dyskusję na temat wpływu człowieka na różnorodność genetyczną organizmów. W trakcie dyskusji zostaje omówione znaczenie adaptacyjne heterozygotyczności populacji na wybranych przykładach roślin i zwierząt.

• 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.

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

Genetic diversity

Genetic diversity (intra‑species) is the diversification of alleles of genes in pools of genes of the population of a given species.

High genetic diversity makes it possible for species to create various adjustments (adaptations), for example to fight with predators and pathogens (viruses, pathogenic microorganisms, parasites).

There is a continuous evolutionary arms race in nature between the hosts and parasites, and between predators and preys, which is a sign of coevolution. By shuffling within pool of genes and appearing of new mutations in genotypes the adaptations appear which enable specific species to achieve superiority over the enemy species, which is reflected in their better adaptation to living conditions in changing environmental conditions.

„Individuals which are more immune produce more offspring and at least some of the individuals from the offspring inherit genes determining increased immunity. As a consequence, the appearance of mutated genes in a given population is more frequent. Analogically, when it comes to pathogens, new mutations increase the efficacy of infecting the hosts, e.g. by breaking their natural defence mechanisms. Pathogens which acquired the ability to infect the host more efficiently multiply more intensively, and therefore they spread in the host’s population more effectively.

The direct cause of decrease in genetic diversity is the decrease in number of individuals in a population. Genes are transferred from one generation to another randomly. The bigger number of individuals has specific allele, the more probable it is that it will be passed onto next generation and it will be strengthened in a population. However, if a specific allele appears in a population occasionally, there is high probability that it will disappear from the pool of genes. Therefore, only properly high population number guarantees passing diversified genetic material onto the next generations. High number of individuals also mean more chances for the appearance of mutations and obtaining new alleles of genes of adaptational importance.

An important cause of the decrease in genetic diversity is extinction of local subspecies or varieties of wild organisms, as well as the appearance of more and more selected, genetically homogeneous varieties of crop plants and breeds of farm animals. With the extinction of wild varieties, all unique alleles, which were in their genotypes and determined the adaptation to local environmental conditions, disappear.

One of the method of preserving a feature desired by a human is inbreeding, which means crossbreeding of closely related organisms, resulting in the increase in homozygosity in offspring. Individual offspring are very similar to each other in terms of genes, and in the case of crop plants they are sometimes clones. In this way, the pool of genes is depleted gradually in next generations. The use of inbreeding in plants contributes to increase in yields, but it also leads to a situation when new varieties are more susceptible to the attack of various pathogens. In animals, it may lead to increased meatiness of pigs or milkness of cows, but it also reduces the immunity of these animals to diseases.

Thanks to selective breeding people obtained many varieties and breeds of plants and animals. There are thousands of varieties especially for ornamental plants, e.g. roses, which were crossed and selected due to numerous desired characteristics: size of flowers, their colour, scent, ability to climb on supports, production of many thorns or lack of thorns, tree or miniature type, winter hardiness. Due to that they maintained many alleles of genes. Similarly to roses, the species of domestic dog, represented by many breeds, still maintains high genetic diversity.

• Genetic diversity enables the adaptation of a species to environmental changes.

• Mutations, by enriching the pool of genes of a population, may give the organisms the advantage reflected by their better accommodation to living conditions in changing environmental conditions.