Zdjęcie przedstawia trzy ludzkie dłonie leżące na mapie fizycznej prezentującej Afrykę. Dłonie różnią się barwą skóry: jedna dłoń jest biała, druga śniada, trzecia ciemnobrązowa.
Zdjęcie przedstawia trzy ludzkie dłonie leżące na mapie fizycznej prezentującej Afrykę. Dłonie różnią się barwą skóry: jedna dłoń jest biała, druga śniada, trzecia ciemnobrązowa.
Od genu do ewolucji życia - wprowadzenie
Barwa skóry człowieka jest efektem kilku różnych genów, które współdziałają w celu wykształcenia jednej cechy.
Źródło: Ralphs_Foto, domena publiczna.
Wszystkie gatunki żywych organizmów wyewoluowały z bezjądrowych, jednokomórkowych bakterii, które pojawiły się około trzy i pół miliarda lat temu na Ziemi. Dzisiaj bakterie stanowią wciąż najliczniejszą grupę organizmów na Ziemi i chociaż może się wydawać, że żywy organizm nadal jest taki sam z pokolenia na pokolenie, tak nie jest: ewolucja trwa.
Ewolucja to proces zmian właściwości grup organizmów na przestrzeni pokoleń. Ewolucja biologiczna obejmuje wszystko, od niewielkich zmian w proporcjach różnych form genu w populacji po zmiany, które doprowadziły do powstania najpierw prostych jednokomórkowców, a potem dinozaurów, pszczół....ludzi.
Odkąd człowiek odkrył związek między rozmnażaniem płciowym a potomstwem, zrozumiałe stało się także, że istnieje zależność między cechami charakterystycznymi rodziców i ich dzieci. Biolodzy zakładają, że rozmnażanie płciowe ma kluczowe znaczenie dla ewolucji, ponieważ zawsze prowadzi do genetycznie zróżnicowanego potomstwa. Czy rzeczywiście?
W tym module znajdziesz odpowiedź na wiele pytań, między innymi:
Na jakie pytania genetycy i biolodzy ewolucyjni poszukują odpowiedzi?
Jak odkryto strukturę DNA? Kto miał w tym udział?
Czym zajmuje się genetyka, a czym ewolucjonizm?
Genetyka jest dziedziną biologii. Zajmuje się ona dziedziczeniem i zmiennością organizmów. Obejmuje ona wiele gałęzi, między innymi genetykę na poziomie cząsteczki, osobników, gatunku i całego ekosystemuekosystemekosystemu.
Za ojca genetyki uznaje się Grzegorza Mendla, który sformułował podstawowe reguły dziedziczenia cech. Sam termin „genetyka” został wprowadzony przez W. Betesona w 1905 roku. Teoretyczne osiągnięcia genetyki znajdują szerokie zastosowanie w praktyce na potrzeby medycyny, w mikrobiologii oraz w hodowli roślin i zwierząt.
Ewolucjonizm jest również dziedziną biologii, która bada powstanie i rozwój życia na Ziemi. Angielski przyrodnik Karol Darwin uznawany jest za twórcę teorii ewolucji.
Połączenie osiągnięć genetyki i spostrzeżeń Darwina pozwoliło na sformułowanie pełniejszej teorii ewolucji, nazywanej syntetyczną teorią ewolucji.
Historia poszukiwań struktury DNA
RsTmtp5FnLtFd
Audiobook o historii odkrycia struktury DNA.
Audiobook o historii odkrycia struktury DNA.
Źródło: Elżbieta Nowacka-Kuźma. Lektor: Adrianna Kosowska, GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
1
Ćwiczenie 1
Opisz rolę Rosalind Franklin w poznaniu struktury DNA.
R1SGxqWJg4OqH
Na podstawie modelu budowy DNA, wyjaśnij co to znaczy, że jedna cząsteczka DNA jest dwuniciowa. (Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Zauważ, że Rosalind Franklin specjalizowała się w rentgenografii.
Rosalind Franklin jako pierwsza wykonała dokładne zdjęcie radiograficzne cząsteczki DNA (znane jako zdjęcie 51), na podstawie którego oszacowała jej wymiary, a także wysunęła hipotezę o dwuniciowej budowie cząsteczki DNA i zewnętrznym ułożeniu grup fosforanowych.
1
Ćwiczenie 2
Wyjaśnij, kto i w jaki sposób dowiódł, że substancją niosącą informację genetyczną jest DNA.
R182OpeKE6zqi
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Co się dzieje z informacją genetyczną przenoszoną przez DNA? Czy można to sprawdzić doświadczalnie?
W 1944 r. Oswald Avery, Colin McLeod i Maclyn McCarty udowodnili, że przeniesienie DNA z chorobotwórczego szczepu bakterii do szczepu niepatogennego nadaje mu zdolność do zakażania. Wyniki tego doświadczenia wskazały, że nośnikiem informacji genetycznej jest DNA.
1
Ćwiczenie 3
Wyjaśnij, dlaczego pierwsza obserwacja chromosomów nie umożliwiła opisania struktury DNA.
R1BuEPNrVko2J
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Zwróć uwagę na wielkość chromosomów oraz pojedynczej nici DNA.
Chromosomy stanowią silnie skondensowaną formę DNA, która jest widoczna w mikroskopie świetlnym. Pojedyncza nić DNA jest natomiast zbyt mała, żeby można było ją zaobserwować pod mikroskopem.
To ważne!
DNA jest cząsteczką zawierającą informację genetyczną.
Genetyka jest nauką o dziedziczeniu i zmienności organizmów
Ewolucjonizm jest dziedziną biologii, która bada powstanie i rozwój życia na Ziemi.
Na pożegnanie
R17vZyNYuVn0i
Ćwiczenie 4
Zaznacz prawidłowe dokończenie zdania.
Szwajcarski badacz Johann Friedrich Miescher wyodrębnił z białych krwinek substancję nieodporną na enzymy trawiące białka. Nazwał ją... Możliwe odpowiedzi: 1. nukleiną, 2. proteiną, 3. cytozyną, 4. adeniną
Źródło: Inga Wójtowicz, licencja: CC BY-SA 3.0.
RdRVJnqNuqnsv
Ćwiczenie 5
Przyporządkuj podanym datom odpowiednie wydarzenia, które doprowadziły do poznania struktury DNA. 1866 Możliwe odpowiedzi: 1. Grzegorz Mendel ogłosił prawa dziedziczenia na podstawie swoich badań nad grochem zwyczajnym., 2. Potwierdzono, że to DNA, a nie białka, są nośnikiem informacji., 3. Szwajcarski badacz Johann Friedrich Miescher wyodrębnił z białych krwinek substancję nieodporną na enzymy trawiące białka., 4. Rosalind Franklin wykonała m.in. rentgenogram oznaczony numerem 51, co dało czytelny obraz DNA na kliszy fotograficznej. 1869 Możliwe odpowiedzi: 1. Grzegorz Mendel ogłosił prawa dziedziczenia na podstawie swoich badań nad grochem zwyczajnym., 2. Potwierdzono, że to DNA, a nie białka, są nośnikiem informacji., 3. Szwajcarski badacz Johann Friedrich Miescher wyodrębnił z białych krwinek substancję nieodporną na enzymy trawiące białka., 4. Rosalind Franklin wykonała m.in. rentgenogram oznaczony numerem 51, co dało czytelny obraz DNA na kliszy fotograficznej. 1944 Możliwe odpowiedzi: 1. Grzegorz Mendel ogłosił prawa dziedziczenia na podstawie swoich badań nad grochem zwyczajnym., 2. Potwierdzono, że to DNA, a nie białka, są nośnikiem informacji., 3. Szwajcarski badacz Johann Friedrich Miescher wyodrębnił z białych krwinek substancję nieodporną na enzymy trawiące białka., 4. Rosalind Franklin wykonała m.in. rentgenogram oznaczony numerem 51, co dało czytelny obraz DNA na kliszy fotograficznej. 1952 Możliwe odpowiedzi: 1. Grzegorz Mendel ogłosił prawa dziedziczenia na podstawie swoich badań nad grochem zwyczajnym., 2. Potwierdzono, że to DNA, a nie białka, są nośnikiem informacji., 3. Szwajcarski badacz Johann Friedrich Miescher wyodrębnił z białych krwinek substancję nieodporną na enzymy trawiące białka., 4. Rosalind Franklin wykonała m.in. rentgenogram oznaczony numerem 51, co dało czytelny obraz DNA na kliszy fotograficznej.
Przyporządkuj podanym datom odpowiednie wydarzenia, które doprowadziły do poznania struktury DNA. 1866 Możliwe odpowiedzi: 1. Grzegorz Mendel ogłosił prawa dziedziczenia na podstawie swoich badań nad grochem zwyczajnym., 2. Potwierdzono, że to DNA, a nie białka, są nośnikiem informacji., 3. Szwajcarski badacz Johann Friedrich Miescher wyodrębnił z białych krwinek substancję nieodporną na enzymy trawiące białka., 4. Rosalind Franklin wykonała m.in. rentgenogram oznaczony numerem 51, co dało czytelny obraz DNA na kliszy fotograficznej. 1869 Możliwe odpowiedzi: 1. Grzegorz Mendel ogłosił prawa dziedziczenia na podstawie swoich badań nad grochem zwyczajnym., 2. Potwierdzono, że to DNA, a nie białka, są nośnikiem informacji., 3. Szwajcarski badacz Johann Friedrich Miescher wyodrębnił z białych krwinek substancję nieodporną na enzymy trawiące białka., 4. Rosalind Franklin wykonała m.in. rentgenogram oznaczony numerem 51, co dało czytelny obraz DNA na kliszy fotograficznej. 1944 Możliwe odpowiedzi: 1. Grzegorz Mendel ogłosił prawa dziedziczenia na podstawie swoich badań nad grochem zwyczajnym., 2. Potwierdzono, że to DNA, a nie białka, są nośnikiem informacji., 3. Szwajcarski badacz Johann Friedrich Miescher wyodrębnił z białych krwinek substancję nieodporną na enzymy trawiące białka., 4. Rosalind Franklin wykonała m.in. rentgenogram oznaczony numerem 51, co dało czytelny obraz DNA na kliszy fotograficznej. 1952 Możliwe odpowiedzi: 1. Grzegorz Mendel ogłosił prawa dziedziczenia na podstawie swoich badań nad grochem zwyczajnym., 2. Potwierdzono, że to DNA, a nie białka, są nośnikiem informacji., 3. Szwajcarski badacz Johann Friedrich Miescher wyodrębnił z białych krwinek substancję nieodporną na enzymy trawiące białka., 4. Rosalind Franklin wykonała m.in. rentgenogram oznaczony numerem 51, co dało czytelny obraz DNA na kliszy fotograficznej.
Źródło: Inga Wójtowicz, licencja: CC BY-SA 3.0.
1
Ćwiczenie 6
Rosalind Franklin w swoich badaniach nad poznaniem struktury DNA używała promieniowania rentgenowskiego (RTG). Promieniowanie takie może się przyczyniać do występowania nowotworów. Franklin zmarła w wieku 37 lat na raka jajnika.
Na podstawie tekstu oraz własnej wiedzy uzasadnij prawdziwość stwierdzenia, że w każdej pracy laboratoryjnej należy zachować szczególną ostrożność, gdyż czynnik rakotwórczy może być jeszcze niepoznany.
R1bqjigMHPQsV
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Zwróć uwagę na to, jakiego czynnika używała Franklin w swoich badaniach. Czy jest on widzialny?
Promieniowanie rentgenowskie, na którego działanie była narażona Franklin, jest niewidzialne, a efekty jego szkodliwego działania nie są widoczne od razu ale dopiero po pewnym czasie. Praca laboratoryjna wymaga częstego kontaktu z różnymi niebezpiecznymi czynnikami, których wpływ na ludzki organizm może być niepoznany, a ryzyko rośnie wraz ze stopniem narażenia na dany czynnik. Dlatego należy zachować szczególną ostrożność.
1
Ćwiczenie 7
Opisz, na czym polega reguła Chargaffa, która przyczyniła się do poznania budowy DNA.
R1TIx6Qp8t4C1
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Zapamiętaj, że Erwin Chargaff wykazał, w jakich proporcjach występują nukleotydy w DNA.
Ilość zasad purynowych jest równa ilości zasad pirymidynowych, ilość adeniny jest równa ilości tyminy, a ilość guaniny jest równa ilości cytozyny.
Polecenie 1
Ułóż zestaw 2 zadań dla innych uczniów korzystających z tego podręcznika, które sprawdzą wiedzę o historii odkrycia DNA. Do każdego pytania w zadaniu podaj 4 proponowane odpowiedzi, ale tylko jedna ma być prawidłowa. Pytanie z odpowiedziami wyślij Twojemu nauczycielowi, który włączy je do quizu Milionerzy.
RTd38aPlj2eka
Polecenie 2
Wiesz już czym zajmuje się genetyka i ewolucjonizm. Znasz historię odkryć DNA. Wróć do polecenia na początku materiału i dopisz brakujące definicje. Pamiętaj, żeby nie kopiować słownika, ale wyjaśnić każde słowo kluczowe w miarę możliwości swoimi słowami.
ekosystem
ekosystem
umownie wydzielony fragment przyrody składający się z elementów ożywionych i nieożywionych powiązanych ze sobą zależnościami, utrzymujący się w dynamicznej równowadze