Биологияны оқыту әдісінің ғылымдармен байланысы
Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі
Семей қаласының Шәкәрім атындағы университеті КеАҚ
АЙДАРХАНОВА ГУЛЬДАНА БАУЫРЖАНОВНА
"Мектептегі биология курсында генетиканы оқыту мәселелері"
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС (ЖОБА)
5В011300-Биология Бакалавр
Семей, 2021 жыл
МАЗМҰНЫ
Кіріспе
I тарау.Теориялық бөлім
Генетиканың ғылым ретінде қалыптасу тарихы
Мектептегі биология курсындағы генетикалық ұғымдар
Жалпы орта білім беру бағдарламасында биологияны оқытуда (генетика тарауының) орны. Генетиканың әдістері мен негізгі заңдары
1.5 Генетика тарауына (оқулыққа,бағдарламаға) талдау
IIтарау. Практикалық бөлім
2.1.Биология пәні бойынша оқу бағдарламасына талдау
2.2.Биология пәні бойынша оқулыққа талдау
2.3 Мектеп бағдарламасына салыстырмалы талдау тақырыбы(Генетика негіздері )
ІІІ. Қорытынды
ІҮ. Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
КІРІСПЕ
Генетика организмдердің тұқым қуалаушылық және өзгергіштік заңдылықтары туралы ғылым ретінде басқа пәндердің дамуын анықтайтын қазіргі биологияның негізі болып табылады.38 Қазіргі уақытта генетика Жалпы генетика ережелерінде жүйеленген тұқым қуалаушылық заңдары мен іргелі ақпараттың әмбебаптығына байланысты биологиялық ғылымдардың бірлігін анықтайды. Қазіргі әлемдегі генетиканың рөлі биология саласымен шектелмейді, экология, әлеуметтану, психология, медицина және т. б. сияқты ғылыми бағыттардың ілгерілеуі осы саладағы білім деңгейіне байланысты.
Мектептегі биология курсында "генетика негіздері" тақырыбы мектеп оқушыларына тұқым қуалайтын ақпаратты беру және сақтау тетіктері, будандастыруда генетикалық заңдарды қолдану, мутациялардың көрінісі, тірі материяны ұйымдастырудың әртүрлі деңгейлеріндегі генетикалық заңдардың көрінісі туралы білім береді. Генетиканың білім берудегі әдіснамалық рөлі осы пәнді оқытуға ерекше талаптар қояды, онда қамту кеңдігі, ғылыми тереңдігі және презентацияның қол жетімділігі біріктірілуі керек .
Жалпы білім беретін мектепте генетиканы оқыту әдістемесінің көрнекілікті қолдану, оқушылардың құзыреттілігін дамытудағы генетикалық ұғымдардың рөлі, генетикалық материалды зерттеу логикасы, негізгі ұғымдармен жұмыс жүйесі, генетика бойынша материалды негізгі, тереңдетілген және факультативті зерттеу мазмұнына қойылатын талаптар, зертханалық жұмыстарды жүргізудің әдістемелік тәсілдері, генетикалық мәселелерді шешу сияқты мәселелерін қазіргі заманғы мұғалімдер белсенді әзірлейді.
ХХІ ғасырдың табалдырығын аттаған еліміз әлемнің дамыған елдерінің қауымдастығына кіруге бет алды. Сондықтан еліміздің туын биікке көтерер білімді, білікті, адамгершілігі жоғары ұрпақ тәрбиелеу біздің алдымыздағы ең басты міндет.Қазақстан Республикасының Білім беру туралы заңында ұлттық және жалпы азаматтық құқықтар, ғылым мен практика жетістіктері негізінде жеке адамдарды қалыптастыруға, дамытуға және кәсіби шыңдауға бағытталған білім беру және жеке адамның шығармашылық, рухани күш - қуатын жетілдіру, жеке тұлғаның жан - жақты толысуына жағдай жасай отырып, зерделі азамат даярлау міндеті көзделген. Қазір білім саласындағы болып жатқан мемлекетаралық бақылау, ұлттық бірыңғай тест, 12 жылдық оқуға көшу барлығы Қазақстандық білім сапасын көтеруді және халықаралық деңгейге жеткізуді көздейді. Осы проблемалар мектептегі биология пәнінің оқытылуына да тікелей қатысты. Білім берудің негізгі сатысында биологияны оқытудың - тілдің қызметін жүйелі меңгерген, коммуникативтік біліктілігі дамыған, сөйлеу мәдениеті қалыптасқан, бәсекеге қабілетті дара тұлға даярлауға мүмкіндік туғызу.
"Мектептегі биология курсында генетиканы оқыту мәселелері" зерттеу тақырыбын таңдау мәселенің өзектілігі мен оның практикалық маңыздылығына байланысты.
Өзектілігі: Мектеп курсындағы генетика тарауының оқушылардың санасына меңгерілуге тікелей бағыт бағдарды қалыптастыру қажет екенін талдау.
Зерттеу мақсаты: 1.генетикалық негізгі ұғымдар туралы білім беру, генетиканың жанашырлары болған ғалымдардың есімдерімен таныстыру (Г.Мендель, Т.Морган, Г. де Фриз, Э.Чермак, Р.Пэннет, т.б.), олардың еңбектері мен тәжірибелерін зерттеу.
2. мектептегі биология курсында генетика негіздерін зерттеудің әдістемелік жағдайларын анықтау.
Зерттеу міндеттері:
1. Тарихи аспектілерді, негізгі әдістерді, мазмұнын зерттеу
генетика.
2. Тәжірибеде зерттелетін мәселенің қазіргі жағдайын зерттеу
білім беру мекемелерінің жұмысы.
Зерттеу пәні : мектеп биология пәніндегі генетика тарауына жалпы шолу.
Қойылған міндеттерді орындау барысында келесі әдістер қолданылды:
- арнайы биологиялық және әдістемелік әдебиеттерді зерттеу және талдау;
- білім беру мекемелерінің іс-тәжірибесіндегі мәселелерді зерттеу және талдау;
- педагогикалық бақылау;
- оқыту әдістемесін әзірлеу ;
Дипломдық жұмысымның құрылымы: кiрiспеден, екі бөлімнен, қорытынды және әдебиеттер тiзiмiнен тұрады.
I тарау.Теориялық бөлім
Генетиканың ғылым ретінде қалыптасу тарихы
Генетика-тірі организмдердің қасиеттері туралы ғылымдардың жиынтығы.[24 ,б.10] Олардың белгілерін ұрпақтар қатарына беру және әртүрлі себептерге байланысты белгілерін өзгерту тұқым қуалаушылықты ата-ана мен ұрпақ арасындағы ұқсастықтарды анықтайтын биологиялық процесс ретінде анықтауға болады.[11 ,б.25]Көптеген заманауи биологтардың пікірінше, бұл ғылым соңғы жылдары барлық биологиялық ғылымдардың өзегіне айналды. Өмірдің әртүрлі формалары мен процестерін генетика шеңберіндегі бірлік ретінде түсінуге болады.
Генетиканың пайда болуы селекция мен мал шаруашылығының, сонымен қатар өсімдік өсіру мен тұқым шаруашылығының дамуымен байланысты. Адамдар жануарлар мен өсімдіктердің қиылысуын қолдана бастаған кезде, ұрпақтың қасиеттері мен сипаттамалары өту үшін таңдалған ата-аналардың қасиеттеріне байланысты болатындығына тап болды. Ең жақсы ұрпақты таңдау және будандастыру арқылы адам ұрпақтан ұрпаққа байланысты топтар құрды , содан кейін тұқым қуалаушылық қасиеттері бар тұқымдар мен сорттар алды.
19 ғасырдың басына дейін тұқым қуалаушылық механизмдері туралы гипотезалар спекулятивтi сипатта болды. Бұл механизмдер туралы алғашқы идеяларды ежелгі ғалымдар білдірді. Біздің дәуірімізге дейінгі V ғасырда белгілердің тұқым қуалаушылығының екі негізгі теориясы қалыптасты: белгілердің тікелей және жанама тұқым қуалаушылығы.
Гиппократ белгілерді тікелей мұрагерлік теориясының жақтаушысы болды. Философ ұрықтандыруға дененің барлық бөліктерінің қатысуымен пайда болатын жыныстық бейімділік (жұмыртқа мен сперма) қатысады деп сенді. Ата-аналардың белгілері ұрпақтарға беріледі дені сау органдар сау репродуктивті материал береді деген.Бұл идея Ч.Дарвиннің пангенезисінің теориясына негізделген. Ғалымның пікірінше," геммулалар " - тұқым қуалайтын ақпараттың гипотетикалық бөлшектері мүшелер мен жүйелердің жай-күйі туралы ақпарат жинайды, олар қан ағымымен жүреді және ақпаратты жыныс жасушаларына тасымалдайды. Осы жасушалардың бірігуінен кейін, келесі ұрпақтың дамуы кезінде геммулалар ата-аналар өмір бойы алған барлық ерекшеліктерімен пайда болған жасушаларға айналады.
Аристотель жанама мұрагерлік теориясының жақтаушысы болды. Ол ұрықтандыруға қатысатын жыныс мүшелері тиісті органдарға қажет қоректік заттардан жасалады деп сенді. Аристотель бала туу процесіне әйелдер мен ерлердің әртүрлі үлестеріне сенімді болды. Ежелгі грек философы әйел денесі материалды қамтамасыз етеді, ал ер адам баланың қандай болатынын және әрекетті бастайтынын анықтайды деп сенген.
Қазіргі генетиканың қалыптасу алғышарттары XVIII-XIX ғасырларда пайда болды. А.Гершнер, о. Сажре, Т. Найт, Ш. Нодэн сияқты өсімдік өсірушілер будандардың ұрпақтарында ата-аналардың бірінің белгілері басым болатынына назар аударды.[5]. П.Люка адамның мұрагерлік белгілері туралы ұқсас бақылаулар жасады. Бұл зерттеушілер Мендельдің тікелей жактаушылары болып саналады.
1865 жылы Мендель бұршақ сорттарын будандастыру жұмыстарының нәтижелерін жариялады. Белгілерді мұрагерлеудің негізгі принциптері жүйелі және реттелген тәжірибелер барысында анықталды. Г. Мендель ұрпақтар арасында өзгермейтін дискретті белгілерді қарастырды. Экспериментте бір атрибут бойынша ерекшеленетін ата-аналық формалар қолданылды. Кресттен алынған барлық ұрпақтар есепке алынды, осылайша зерттеуші кездейсоқ оқиғалардың әсерін жоққа шығарды.
Г. Мендель гомологиялық хромосомалардың әртүрлі жұптарында локализацияланған гендермен анықталған жеті белгінің мұрагерлігін зерттеді, бұл байланысты мұрагерлікті жоққа шығарды. Ғалым бірінші буын будандарының тек бір ата - аналық форманың белгісі бар екенін, ал екіншісі "жоғалып кететінін"анықтады. Бірінші буын будандарының біркелкілік Заңы ашылды.
Екінші ұрпақта алынған будандарды кесіп өту кезінде ғалым бөлінуді анықтады: бірінші буын будандарының белгісі ұрпақтардың төрттен үшінде пайда болды; ал төрттен бір бөлігі бірінші ұрпақта "жоғалып кетті". Анықталған үлгі бөліну заңы деп аталды.
Организмдер көптеген жұп белгілерде бір-бірінен ерекшеленеді, сондықтан бір жұп белгілердің мұрагерлік заңдылықтарын анықтай отырып, г.Мендель екі немесе одан да көп балама белгілерді зерттеуге көшті. Дигибридті кесіп өту үшін тұқымның түсі мен пішінінде ерекшеленетін гомозиготалы бұршақ өсімдіктері таңдалды. Өсімдіктерді кесіп өту кезінде бірінші ұрпақтың ұрпақтары біркелкі болды, олардың ұрпақтарында өзін-өзі тозаңдандыру кезінде 9:3:3:1 бөлінуі байқалды. Алынған ұрпақты талдау кезінде Г. Мендель бастапқы сорттардың белгілерінің үйлесімімен қатар белгілердің жаңа комбинациясы пайда болатынын атап өтті. Бұл зерттеу ғалымға белгілердің тәуелсіз мұрагерлік Заңын қалыптастыруға мүмкіндік берді.
1865 жылы Г. Мендельдің Брно қаласындағы жаратылыстанушылар қоғамының отырысында ұсынған жұмысы замандастарын қызықтыра алмады және XIX ғасырдың соңында тұқым қуалаушылық туралы кең таралған идеяларға әсер етпеді.
Генетиканың даму шегі ХХ ғасырдың басы болды. Генетиканың ғылым ретінде қалыптасу процесінде бес кезеңді ажыратуға болады.
1. Менделизмнің даму кезеңі (1900-1912 жж.)
1900 жылы Х. де Фриздің Мендель заңдарының екінші рет ашылуы
Голландия, Австриядағы Э. Чермак және Германиядағы к.Корренс дискретті тұқым қуалайтын факторлардың бар екендігі туралы идеяларды бекітуге мүмкіндік берді. 1902 жылы У. Бэтсон мен Е.Р. Саундерс үй тауығында тәжірибе жүргізу кезінде осы заңдардың жануарларға қатысты дұрыстығын растады.
1906 жылы Бэтсон "генетика" (латынның "geneticos" сөзінен шыққан - шығу тегіне байланысты немесе "geneo" - мен туамын, немесе "genos" тегі, туылуы) жаңа, тез дамып келе жатқан ғылымға атау берді. Ағылшын ғалымы Г. Мендельдің заңдарын гаметалардың тазалығы ережесімен толықтырды, оған сәйкес әр жыныстық жасуша (гамета) диплоидты ата-аналық адамда болатын жұптың тек бір аллелін алып жүреді.
1909 жылы Даниядан келген ғалым В.Иогансен "ген" ұғымын енгізді, оны қарапайым тұқым қуалайтын фактор ретінде анықтады; ғалым бүкіл ағзаның гендерінің жиынтығын түсінетін "генотип"; бүкіл ағзаның белгілерінің жиынтығын көрсететін "фенотип". Ұқсас генотиптері бар және бір-бірімен тығыз байланысты организмдер үшін ғалым "таза сызық"терминін ұсынды.
Бұл кезеңде Мендель заңдарының әділдігін растау бойынша жұмыстардан басқа, келесі кезеңдерде белсенді дами бастаған зерттеулердің басқа бағыттары пайда болды. 1902 жылы В.Сеттон және т. Бовери митоз және мейоз, хромосомалар туралы ақпаратты синтездеумен айналысты. Ғалымдар Мендель заңдары бойынша хромосомалардың айырмашылығының толық параллелизміне және мейоз мен ұрықтану кезіндегі тұқым қуалайтын белгілердің бөлінуіне және қайта қосылуына назар аударды, бұл тұқым қуалаушылықтың хромосомалық теориясының пайда болуының маңызды шарты болды.
Кейінірек ғалымдар Мендель заңдарына сәйкес тұқым қуалайтын белгілердің берілуін зерттеу кезінде олардан ерекше жағдайларды анықтады. Сонымен, ағылшын генетиктері в. Батсон мен Р.Пеннет 1906 жылы хош иісті бұршақпен жүргізілген тәжірибелер барысында кейбір белгілердің тұқым қуалау құбылысын анықтады, сол жылы ағылшын генетигі Л. Донкастер қарлыған көбелегі тәжірибелерінде гендерге байланысты мұрагерлікті ашты. Ғалымдар сипаттаған жағдайларда белгілерді мұрагерлік ету Мендель заңдары болжағаннан өзгеше болды.
Осы кезеңде тұрақты мұрагерлік және кенеттен пайда болатын өзгерістерді-мутацияны зерттеу басталды. Оларды зерттеуге с. Н.Коржинский мен Х. де Фриз ерекше үлес қосты, ғалымдар мутация теориясын жасады. Мутациялар кенеттен пайда болатындығын көрсететін негізгі ережелер бірнеше рет көрінуі мүмкін, олар жаңа формаларда тұрақты, сонымен қатар үздіксіз қатарлар түзбейді.
2. Тұқымқуалаушылықтың хромосомалық теориясын жасау және құру кезеңі (1912-1925 жж.)
Генетика дамуының осы кезеңінде зерттеушілер тұқым қуалайтын факторлардың хромосомалармен өзара байланысты екенін дәлелдеді. 1910 жылдан 1919 жылға дейін Т.Морган және оның студенттері (А. Стертевант, к. Бриджес, г. Меллер) жүргізген эксперименттік жұмыстар тұқым қуалаушылықтың хромосомалық теориясын қалыптастыруға мүмкіндік берді. Зерттеу барысында жасуша ядросының хромосомалары сызықты орналасқан гендердің негізгі тасымалдаушылары екендігі дәлелденді. Тұқым қуалайтын белгілердің берілуі ұрықтандыру процесінде ұрық жасушаларының жетілуіндегі хромосомалардың мінез-құлқына байланысты. Ғалым жасаған белгілердің мұрагерлік қорытындысы гибридологиялық және цитологиялық әдістердің деректерімен расталды.
Генетикалық зерттеулерге объект ретінде Т.Морган жеміс шыбынын дрозофиламен (Drosophila melanogaster) енгізді. Дрозофила бірнеше себептер бойынша осы зерттеулер үшін ең қолайлы объект болып табылады: оның қысқа даму кезеңі, жоғары құнарлылығы бар,төрт жұп хромосома, сонымен қатар зертханалық жағдайда өсіруге болады.
Т. Морган мектебінің жұмысы басқа ғалымдарға гендердің нақты орналасуын көрсететін хромосома карталарын жасауға мүмкіндік берді. 1913 ж. А. Стертевантом жасалды бірінші өсімдіктің хромосомалық карта үшін бір хромосомалардың шіркей тұқымының.
Тұқымқуалаушылықтың хромосомалық ториясына негізделген цитогенетикалық эксперименттер, а.Стертевант, г. Дж. Меллер, к. Бриджес, кейбір хромосомалардың жынысты анықтауға қатысуын дәлелдеді. Сонымен, дрозофилада жынысты анықтауға қатысы жоқ үш жұп хромосома - автосомалармен бірге жыныстық хромосома жұбы болады. Зерттеу барысында ғалымдар олардың екі түрі бар екенін анықтады: өзек тәрізді ұзын х хромосомалары және иілген кішкентай Y хромосомалары. Тірі организмдердің жынысы олардың үйлесімімен анықталады.
Әрі қарай жүргізілген зерттеулер дрозофилада, сондай-ақ көптеген сүтқоректілерде, қосмекенділерде, балықтарда және көптеген өсімдіктерде зиготаға екі Х хромосомасының енуі әйелдің қалыптасуына әкеледі, бір Х хромосомасы мен бір Y хромосомасының бірігуі ер адамның пайда болуына әкеледі. Демек, барлық әйел гаметалары бірдей-олар бір х хромосомасын алып жүреді; еркектер гаметалардың екі түрін шығарады: жартысында Х хромосома, жартысында Y хромосома болады.
3. Жасанды мутагенездің ашылу кезеңі (1925-1940 жж.)
1925 жылы бұл туралы қате түсінік жоққа шығарылды
денедегі мутация сыртқы әсерлерге тәуелді емес және ішкі себептердің әсерінен өздігінен пайда болады. Г.А. Надсон мен Г. С. Филипповтың мутацияны жасанды жолмен шақыру бойынша жұмыстары және Г. Меллердің рентген сәулелерінің жеміс шыбынына әсері туралы эксперименттік дәлелі керісінше дәлелдеуге мүмкіндік берді.
Г.Меллердің жұмысы әртүрлі нысандарда мутагенез бойынша зерттеулер жүргізе бастаған ғалымдар арасында қызығушылық тудырды.
Иондаушы сәулеленудің әмбебап мутагендер екенін анықтау сәулеленудің мутагендік әсерінің заңдылықтарын зерттеудің алғышарты болды.
Осы кезеңге жататын М.Делбрюк пен Н. В.Тимофеев - Ресовскийдің еңбектерінде индукцияланған мутациялар жиілігінің радиация дозасына тікелей тәуелділігі расталды. Болашақта ультракүлгін сәулелер мен химиялық заттар мутагендік әсерге ие екендігі көрсетілген. 1930 жылдары КСРО-да В.В. Сахаров, М. Е. Лобашев және С. М. Гершенсон алғашқы химиялық мутагендерді ашты. КСРО-дағы и.А. Рапопорттың және Ш. Ауэрбах пен Дж. Робсон Ұлыбританияда, 1946 жылы этиленимин супермутагендері мен азотты қыша газы табылды.
Осы саладағы зерттеулер мутация процесінің заңдылықтарын білуде тез алға жылжуға және геннің жұқа құрылымына қатысты кейбір мәселелерді түсіндіруге әкелді . Мутацияға қабілетті бөліктерден геннің күрделі құрылымы туралы алғашқы мәліметтерді 1920 жылдардың аяғы мен 1930 жылдардың басында А.С. Серебровский және оның студенттері алды.
Қажетті организмдерден мутация алу мүмкіндігі генетика деректерін практикалық қолданудың жаңа перспективаларын ашты. Әр түрлі елдерде мәдени өсімдіктердің жаңа формаларын құру кезінде бастапқы материал алу үшін радиациялық мутагенезді қолдану жұмыстары басталды. КСРО-да радиациялық селекцияның бастамашылары А. А.Сапегин және Л. Н. Делоне болды.
Тұқымқуалаушылық және өзгергіштік туралы ғылымның дамуының осы кезеңінде эволюциядағы генетикалық процестердің рөлін зерттейтін бағыт пайда болды. Бұл білім саласының негізін қалаушы ағылшын генетиктері Р.Фишер мен Дж. Холдан, американдық генетик с. Райт және С. С. Четвериков пен оның қызметкерлерінің эксперименталды зерттеулері алғаш рет дрозофиланың бірнеше түрлерінде табиғи популяциялардың генетикалық құрылымын зерттеді. Генетиктер жинақтаған көптеген нақты материалдарды қолдану ғалымдарға генетикалық мәліметтер дарвинизмнің бірқатар негізгі қағидаларын растайтындығын және нақтылайтындығын, табиғи сұрыптау эволюциясындағы корреляциялық мағынаны, өзгергіштіктің, оқшауланудың және т. б. анықтауға ықпал ететіндігін көрсетті.
4. Белгілердің тұқым қуалауына негізделген физиологиялық және биохимиялық процестерді зерттеу бойынша зерттеулер жүргізу кезеңі (1940-1955 жж.)
Бұл кезеңнің өзіне тән ерекшелігі - эксперименттерге жаңа объектілердің-вирустар мен микроорганизмдердің қатысуы, олар қысқа мерзімде айтарлықтай ұрпақтар алуға мүмкіндік береді, осылайша генетикалық талдаудың дәлдігін арттырады.
Организмдердің тұқым қуалайтын белгілерінің қалыптасуына негізделген биохимиялық процестерді зерттеу гендердің әсер ету механизмін, атап айтқанда гендік мутациялардың организмде синтезделген ферменттерге әсерін анықтауға мүмкіндік берді. 1940 жылдары Дж. Бидл мен Э. Тейтум әр ген бір ферменттің синтезін анықтайды деген қорытынды жасады. Ғалымдар формуланы ұсынды:" бір ген -- бір фермент "кейіннен" бір ген -- бір ақуыз "немесе тіпті"бір ген -- бір полипептид" нақтыланды.
Осы кезеңде геннің күрделі құрылымы американдық генетиктер М.Грин мен Э. Льюистің еңбектерінде дәлелденді, осылайша А. С. Серебряков анықтаған ұқсас мәліметтер расталды және тереңдетілді.
1944 жылы генетик О. Авери бактериялардағы генетикалық ақпараттың табиғатын анықтау бойынша жұмыс жасайтын қызметкерлермен бірге хромосомалардың дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНҚ) тұқым қуалайтын ақпараттың тасымалдаушысы екенін көрсетті. Бұл жаңалық молекулалық биологияның, атап айтқанда молекулалық генетиканың дамуына және нуклеин қышқылдарының химиялық ұйымдастырылуын, олардың биологиялық функциялары мен биосинтез жолдарын зерттеуге негіз болды.
Төртінші кезеңнің аяғындағы ең маңызды жетістіктерi-вирустардың инфекциялық элементі олардың нуклеин қышқылы екенін, сонымен қатар 1952 жылы американдық генетиктер Дж. Ледерберг және М. Зиндер Трансдукция - вирустардың қабылдаушы гендерді беру құбылысы.
ДНҚ молекулаларының құрылымын 1953 жылы американдық генетик Дж. Уотсон және ағылшын физигі Ф. Крик генетикалық кодтың қасиеттерін тұжырымдауға мүмкіндік берді:
* Код триплетті, яғни ақуыз құрамында әр амин қышқылы бар
үш азотты негізмен кодталған;
:: Триплеты жабылмайды;
* Код бір мәнді емес, яғни әр кодон тек біреуін кодтайды
амин қышқылы;
* Код дегенеративті, өйткені бір амин қышқылы сәйкес келуі мүмкін
бір және бірнеше триплет;
* Оқу Бастапқы триплеттен басталады, тыныс белгілері
ДНҚ-да жоқ. Триплеты УАА, СҚБ, УГА білдіреді
полипептидтік тізбектің синтезін тоқтату;
(кесте 1 қараңыз).
Кесте 1
Генетикалық код
5. Генетикалық құбылыстарды молекулалық деңгейде зерттеу кезеңі (1950 ж.)
Генетиканың бұл кезеңі генетикалық құбылыстарды молекулалық деңгейде зерттеумен сипатталады, бұл биологияның басқа салаларындағыдай генетикаға жаңа химиялық, физикалық және математикалық әдістерді тез енгізудің арқасында мүмкін болды.[25 ,б.7].
Ғалымдар гендердің нуклеотид жұптарының саны мен ауысу тәртібімен ерекшеленетін ДНҚ полимерлі молекулаларының бөліктері екенін анықтады. Генетиктердің, химиктердің, физиктердің бірлескен зерттеулері ата-аналардан ұрпақтарға берілетін ақпарат гендерде нуклеотидті жұптардың реттілігімен кодталғанын анықтады. Транскрипция процесінде ол ферменттердің қатысуымен трансмиссия процесінде синтезделген ақуыздардағы аминқышқылдарының тізбегін анықтайтын ақпараттық РНҚ молекулаларының нуклеотидтік тізбегіне қайта жазылады.
1969 жылы АҚШ-та х. Бұл оқиға ДНҚ жіпін белгілі бір аймақтардағы ұсақ фрагменттерге бөлетін бірқатар шектеуші ферменттердің ашылуына байланысты мүмкін болды.
1970 жылдардың басында басталған генетика тарихының қазіргі кезеңінде, бұрын қалыптасқан барлық дерлік бағыттардың дамуымен қатар, молекулалық генетика ерекше қарқынды дамыды, бұл іргелі ашылуларға және нәтижесінде қолданбалы генетиканың түбегейлі жаңа формаларының пайда болуы мен сәтті дамуына әкелді.
Тұқымқуалаушылық механизмдері туралы білімнің жеткіліктілігі тірі организмдердегі нуклеин қышқылдарын өзгерту әдістерінің жиынтығын қолдануға негізделген жаңа ғылымның - гендік инженерияның дамуына әкелді. Рекомбинативті ДНҚ әдісі организмдердің көптеген гендерін клондауға, генетикалық кодтың әмбебаптығын растауға, физиологиялық процестер мен патологиялық жағдайлардың молекулалық-генетикалық механизмдерін зерттеуге мүмкіндік берді.
2003 жылы адам геномының ДНҚ - сиквенсінің толық тізбегінің алғашқы шығарылымы шыққаннан кейін "постгеномдық дәуір"басталды. Толық сиквенс мәліметтер кешені ғалымдарға генетикалық зерттеулерді сапалы жаңа деңгейге көтеретін геномдық мәліметтер базасын құруға мүмкіндік берді.
Жеке эксперименттік жұмыстардағы шашыраңқы ақпарат ДНҚ мен РНҚ құрылымы, оларға сәйкес келетін ақуыз өнімдері, олармен байланысты физиологиялық ерекшеліктер мен аурулар, гендердің өзара орналасуы, анықталған мутациялар және басқа да көптеген негізгі биологиялық ерекшеліктер туралы жүйеленген мәліметтер жиынтығына біріктірілді. Басқа организмдердің геномдарын ретке келтіру физиологиялық ерекшеліктер мен патологиялық жағдайларды сипаттау үшін салыстырмалы тәсілді қолдануға мүмкіндік берді.
Қазіргі генетика ғалымдары екі түрдің мақсаттарын көздейді: тұқым қуалаушылық пен өзгергіштік заңдылықтарын білу және осы заңдылықтарды практикалық қолдану жолдарын іздеу. Бұл мақсаттар бір-бірімен байланысты: практикалық мәселелерді шешу негізгі генетикалық мәселелерді зерттеу кезінде алынған тұжырымдарға негізделген, сонымен бірге зерттеу барысында ғалымдар теориялық идеяларды кеңейту және тереңдету үшін маңызды нақты мәліметтер алады.
Генетикаға қол жеткізу крест түрлерін таңдау, іріктеудің ең тиімді әдістерін анықтау, тұқым қуалайтын белгілердің дамуын реттеу, мутациялардың пайда болу процесін басқару, организм геномын бағытталған өзгерту үшін қолданылады.
Биологияны оқыту әдісі педагогикалық ғылымдар саласына жатады, сондықтан пәнінің құрылымы оқытудың жалпы білім беру және тәрбиелеу міндеттеріне сай түзіледі.
Биологияны оқыту әдісі мектеп биология пәндерінің ерекшеліктеріне байланысты білім беру және тәрбиелеу, процестерінің жүйесі түрлі ғылым.
Бұл жүйені меңгеру мұғалімнің биология пәндерін тәрбиелеу оқыту процестерін басқаруына мүмкіндік береді. Биологияны оқыту әдісі, биологиялық мазмұнды, оқыту ерекшеліктерін ескере отырып, мектептегі барлық пәндерді оқыту барысындағы педагогикалық қағидаларға сай жүргізіледі.
Мұғалімнің оқу материалын оқушылардың саналы түрде меңгеруін, оны өмірде қолдана білу дағдыларына үйрету жолдарының тиімді әдістерін үйретеді.
Әдістеме оқу пәнінің мазмұнын және оқу формаларымен тәрбиелеу жолдарын қарастырады.
Әдістеменің аталған бөлімдері бірін-бірі толықтырады және тығыз байланысты бірлікте болады. Оқыту жұмыстарының құралдары мен жабдықтарын да анықтайтын осы әдістеме. Қорыта айтқанда әдістеме дегеніміз- биологияны қалай оқыту керек, нені үйретіп қалай тәрбиелеу керек, биологияны не үшін оқу керек?- деген сұрақтарға жауап береді.
Биологияны оқу пәні ретінде оқыту әдістерінің өзіндік ерекшеліктерімен сипатталады, онда нақты объектілер (өсімдік, жануар, адам) және тірі табиғаттың күрделі құбылыстарымен дамуын оқытады.
Биология пәнінің мазмұны және оның өзіндік ерекшеліктері, оқыту әдістерін, тәсілдерін анықтаумен шектелмейді оның тәрбиелік мүмкіндіктерін де анықтайды.
Биологиядан сабақ беру барысында тірі ағзалардың нақты фактілерін, табиғат құбылыстарының бір-бірімен байланысын тірі табиғаттың даму эвалюциясының заңдылықтарын оқып білу оқушылардың ғылыми, диалектикалық материалистік көзқарастарын қалыптастырады.
Биологиялық білім қоршаған табиғи ортаның маңызын, табиғатты қорғау қажеттілігімен қалпына келтіру шараларын қоғамдық және жеке еңбектің гигиенасының маңызын түсінуге, оқушыларды өмірге бейімдеп, политехникалық білім алуға мүмкіншілік туғызады.
Атақты педагог К.Д. Ушинский айтқандай Оқушылардың ақыл - ойын логикасын дамыту үшін жаратылыстану тарихын оқыту тиімді-деп есептейміз. Себебі тірі табиғаттың объектілерін бір-бірімен салыстыру, анықтау эксперименттер қою, щқушылардың ойлау қабілетін дамуын қамтамасыз етеді.
Биологияны оқыту әдістемесі. Жалпы биологияны оқыту әдістемесі және арнайы биологияны әдістемесі болып екіне бөлінеді.
Жалпы биологияны оқыту әдістемесі мектеп биология курстарының пәндерінің мазмұны мен әдістеріне байланысты қарастырады.Аталған пәндердің бірізділігі, біртұтастығы және тәрбиелеп оқытудың элементтерінің дамуы, биологияны оқытудың жүйесін анықтайды. Білім беру, оқытудың жүйелілігі оқушылардың саналы түрде білім қалыптастыруымен тиянақтылығын анықтайды.
Арнайы әдістерде сабақтардың әдістемесы, экскурсиялар сабақтан тыс жұмыстар кластан тыс жұмыстар қарастырылады.
Биологияны оқыту әдісінің ғылымдармен байланысы
Биологияны оқыту әдісі барлық биология ғылымдар саласымен тығыз байланысты. Мектеп биология курстарынан сабақ беріп, оқыту үшін, мұғалім биология ғылымдар жүйесімен теориялық біліммен қаруланған тұлға болуы керек.
Табиғатта болып жатқан құбылыстардың сырын, ерекшеліктерін ғылыми тұрғыда түсіндіру үшін мұғалімнің теориялық білімі үлкен рол атқарады. Мектеп оқулықтарының мазмұны ғылыми тұрғыда беріледі.
Биология ғылымдар саласының негізгі зерттеу әдістері: бақылау эксперимент жүргізу және жинақталған фактілерді теориялық тұрғыдан қорытындылау болып табылады. Бақылау және эксперимент жолмен жинақталған материалдарды салыстыру, қорытындылау зерделеу оқушылардың логикалық шығармашылық ойлауын дамытады.
Мектеп биология курстарының мазмұнынымен биологиялық ғылымдағы ең үлкен айырмашылық, оның мақсатында, көлемінде, құрылымында, әдісінде және мазмұндау формасында. Биология ғылымының мақсаты- зерттеудің нәтижесінде табиғат туралы жаңалықтар ашу. Мектеп пәнінің мақсаты оқушыларға ғылымның жинақталған фактілерімен заңдылықтарын жеткізу.
Мектеп биология пәнінен шақтап берген көлемінде, оқушыларға артық ақпаратсыз күрделі ғылыми проблемалармен ғылым негіздерін хабарлау.
Биология агрономия мен медицинанаың негізі болып табылады. Мектеп биологиясында бұл байланыс, оқушыларға политехникалық бағытта білім беру барысында, теорияны практикамен ұштастыруда көрініс береді.
Әдістеме тек биология мазмұнының ерекшелігімен ғана емес, оқушылардың жас ерекшеліктеріне байланысты. Баланың жеке басының дамуына байланысты анықталатын болғандықтан балалар, психологиясымен де тығыз байланысты. Баланың жеке басының дамуына байланысты, Биология курсының мазмұны кластан,класқа жоғарылаған сайын күрделенеді. Сондықтан мұғалім сабақ беру барысында 5-8 кластарда бір сабақтың өзінде әр түрлі әдістермен , тәсілдерді қолданады. Ал жоғарғы кластарда сабақ барысында бір-екі тәсілді қолданумен шектеледі. Сабақтың мазмұны фактілнрді қарастыру кезінде және теориялық қортынды жасау барысында күрделенеді .
Биологияны оқыту әдісі педагогикалық ғылымдар саласына жататын болғандықтан , педагогикамен де тығыз байланыста, себебі дидактиканың жалпы принциптері мен тәрбиелеу мәселелері бір.
Мектептегі білім беру , тәрбиелеп оқыту негізінде жүргізіледі: материалдың мазмұны , оқыту әдістері, мазмұнның логикалық түрде қарастырылуы , оқыту процесінің барлық формалары мұғалімнің жеке тұлғасын тәрбиелейді, оның ғылымға деген көзқарасын арттырады.
Табиғат туралы ғылымдардың негіздерін оқытудың мақсаты, диалектикалық - материалистік көзқарасты тәрбиелеу болып табылады.
Кластан класқа жоғарылаған сайын біртіндеп оқушылардың биологиялық білімдері кеңейіп, тереңдетіледі,қоршаған әлемде танып- білуге болатынын, материаның әр уақытта қозғалысқа және дамуда екендігіне көз жеткізеді.
Сондықтан, биология пәнін нағыз ғылыми түрде оқыту,диалектикалық-материализмге негізделеді.Бұл философия ғылымымен тығыз байланыстығын көрсетеді.
1.2. Жалпы орта білім беру бағдарламасында биологияны оқытуда (генетика тарауының) орны
Генетика тарауы биология ғылымының басты саласы болып есептеледі. Адам баласы әрқашанда тіршіліктің сырын терең ұғынуға, оның құрылымдық функционалдық ерекшеліктерін, сыртқы ортаға бейімделуін, даму заңдылықтарын білуге ұмтылып отырған. Тұқым қуалаушылық пен өзгергіштіктің заңдылықтарын ашып және оларды қоғамды дамыту үшін пайдаланудың жолдарын шешуде генетика ғылымы үлкен роль атқарады. Сондықтан да ол биология ғылымының басқа салаларыныың арасында маңызды орын алады. Жер бетіндегі тірі материяның дамуы, олардың үздіксіз ұрпақ алмастыруымен қатар жүріп отырады. Тіршілік организмдердің көбеюімен тікелей байланысты. Сол арқылы белгілі бір биологиялық түрге тән белгілер мен қасиеттер ұрпақтан ұрпаққа берілп отырады. Басқаша айтқанда ұрпағы белгілі дәрежеде өзінің ата анасына ұқсас болып туылады. Оны тұқымқуалаушылық дейді. Көпшілік жағдайда организмнің белгілері мен қасиеттері өзгермей біршама тұрақты түрде беріліп отырады, яғни ұрпағы өзінің ата аналарына ұқсас болып келеді. Бірақ олардың арасында толық ұқсастық ешқашанда болмайды. Бір ата анадан тарайтын ұрпақтың бір біріне қандай болмасын бір бөлігі қасиетінде айырмашылығы да болады. Организмнің тұқымқуалаушылық қасиеті өзгермейтін нәрсе емес. Ол сыртқы орта факторларының әсерінен үнемі өзгеріп отырады. Оны өзгергіштік дейді. Организмнің көбею барысында бір белгі қасиеттердің тұрақты түрде сақталуымен қатар екінші біреулері өзгеріске ұшырайды. Соған байланысты олар жаңарып, түрленіп отырады. Тұқымқуалаушылық пен өзгергіштік бірімен бірі қатар жүретін, бір жағынан бір бірімен қарама қайшы сөйте тұра өзара тығыз байланысты процесстер. Организмдердің тұқымқуалаушылығы мен өзгергіштігі туралы ғылымды генетика деп атайды.
Генетика және оның жаратылыстану ғылымдары жүйесіндегі орны
Генетика' -- тірі организмдердің тұкым қуалаушылық және өзгергіштік қасиетін зерттейтін ғылым. Тұкым куалаушылык және өзгергіштік бұл барлық тірі организмдерге тән касиет.
Адам баласы ерте кезден үй жануарлары мен өсімдіктердің түрлерін көбейту мақсатында будандастыру жүргізген. Олар бір түрге жататын мал тұқымдарын, өсімдік сорттарын жөне бір-бірінен ерекше белгілері бар дақылдарды таңдап алып, будандастырып отырған. Алынған ұрпакты ата-анасымен салыстыру нәтижесінде белгілері мен ерекше қасиеттерінің тұқым қуалау ерекшелігін байқаған. Адамдарды тұқым куалаушылықтың үш касиеті қызықтырған:
бірінші -- ата-ана белгілері мен ұрпақ белгілерінің ұқсас болуы;
екінші -- ұрпақ белгілерінің ата-ана белгілерінен өзгеше болуы;
үшінші -- кейбір ұрпақтарда арғы ата-баба қасиеттерінің кайталануы.
Біздің заманымызға дейінгі I ғасырда Рим философы Лукреций кейде балалар өздерінің ата-әжелеріне ұқсас болатынын байқаған, ал жүз жыл өткен соң, Плиний дені сау ата-анадан кемтар бала дүниеге келе тінін, кемтар ата-анадан сау немесе дәл ата-анасындай кемтар бала туатынын жазған.
Тұқым қуалаушылық
Тұқым қуалаушылық деп организмдердің өз белгілері мен қасиеттерінің ұрпағында қайталанып көрінуін айтады.
Өзгергіштік организмдер
Өзгергіштік организмдердің жаңа белгілер мен қасиеттерге ие болуы. Тірі организмдердің бұл екі қасиетін бір-бірінен бөліп қарауға болмайды. Оларсыз эволюция жоқ. Өзгергіштік эволюция процесін үздіксіз материалмен қамтамасыз етсе, ал тұқым қуалаушылық оның нәтижесін қалыптастырып отырады. Өзгергіштік бір түр ішіндегі дараның өзара айырмашылықтарын көрсетсе, ал тұқым қуалаушылық сол белгілердің ұрпақтан-ұрпаққа берілуін қамтамасыз етеді. Өсімдіктер мен жануарлардың сан алуан түрлері және олардың тіршілік ортасына бейімделуі осы тұқым қуалаушылық пен өзгергіштіктің нәтижесінде қалыптасады. Өзгертиптік -- бұл әртүрлілік. Жер бетінде өсімдіктердің 500 мыңдай, жануарлардың 1,5 миллиондай, микроорганизмдердің3 мыңдай түрлері бар екені белгілі. Қазақстанда өсімдіктердің 6 мыңдай түрі бар. Мөдени өсімдіктердің түрлері 210-нан асады. Әр түрге жататын организмдер өздеріне тән белгілер мен қасиеттерін ұрпақтан-ұрпаққа беріп, өз ерекшеліктерін сақтап отырады.
Генетика ғылымының даму кезендері
Ерте заманнан-ақ адам саналы түрде қолдан будандастыру тәсілін қолданып, өсімдіктер мен жануарлардың жабайы түрлерінен қазіргі мәдени түрлерін шығарды. Сол уакыттың өзінде бір егістік алаңға екі түрге жататын дақылдардың тұқымдарын егуге болмайтынын білген. Сондай-ақ асыл тұқымды малдарды шыққан тегі белгісіз малдармен будандастырмаған.
Генетиканың даму тарихын зерттеушілер үш кезеңге бөледі.
Бірінші кезең -- 1900 -- 1910 жылға дейін.
Екінші кезең -- 1911 -- 1953 жылға дейін.
Үшінші кезең -- 1953 жылдан казірге дейін.
Генетика ғылымы даму тарихының баска биология ғылымдарының дамуымен салыстырғанда өз ерекшелігі бар. Бұл ғылымның негізгі заңдарын ашқан физика пәнінің мұғалімі Брно (Чехословакия) қаласындағы Августин шіркеуінің қызметкері чех Иоганн Грегор Мендель болды. Мендель өзінің 8 жыл бойы жүргізген тәжірибелерінің нәтижелерін, Брно қаласындағы табиғатты зерттеушілер коғамының отырысында баяндады, ол еңбегі осы коғамның ғылыми хаттарында 1865 жылы басылып шықты. Бұл еңбегінде белгілер бір-бірінен тәуелсіз тұқым қуалайтынын, будан ұрпақта гаметалар өз тазалығын сақтайтынын, бір белгілердің екінші белгілерден басымдылық көрсететінін жөне олардың ажырауын көрсеткен.
Бірінші кезең
1865 -- 1900 жылдар аралығында Мендельдің жұмысына неміс ғалымы Ф. Фокк және Ресей ғалымы Шмальгаузен өз еңбектерінде сілтеме жасағанымен, оның маңызына толық мән бермеді. Ал 1900 жылы үш елдің ғалымдары: Германияда Карл,Корренс, Австрияда Эрих,Чермак, Голландияда Гуго де Фриз бір-біріне байланыссыз, тәуелсіз әр түрге жататын өсімдіктерді шағылыстыру барысында Г.Мендельдің бұршақ өсімдігіне жүргізген тәжірибелерінің нәтижесін қайталайды. Г. Мендельдің заңдарының қайтадан ашылуы, тұқым куалаушылық және өзгергіштік бағытындағы зерттеулердің қарқынын күшейтті. Биологияның жаңа саласы генетика ғылымының пайда болуына әсерін тигізді. Сондықтан 1900 жыл генетика ғылымының туған жылы болып саналады.
1901 жылы Голландия ғалымы Гуго де Фриз өсімдіктерде жүргізген тәжірибелері бойынша тұқым қуалайтын өзгергіштікті түсіндіретін мутациялық теория ұсынды. 1903 жылы дат ғалымы В. Иогансен Мендельдің жұмысын негізге ала отырып,популяциялар және таза сорттармақ (линия) туралы теория жасады. Популяцияларда тұқым қуалайтын белгілердің ұрпаққа берілу заңдылықтарын ашып, оның эволюция мен селекция үшін маңызын көрсетті. Генетика ғылымына "ген", "генотип" жөне "фенотип" деген ұғымдарды енгізді.
1903 -- 1904 жылдары америкалық ғалым У.Сэттон және неміс ғалымы Т.Бовери белгілердің ұрпаққа берілуінде хромосоманың рөлін көрсетті. Бұл теория цитология ғылымының дамуына әсерін тигізді. "Генетика" деген терминді алғаш рет 1906 жылы ағылшын ғалымы У.Бэтсон ұсынды.
Екінші кезең
Екінші кезең америкалық генетик Т. Морганның тұқым қуалаудың хромосомалық теориясын жасауынан басталады. Бұл теорияға У.Сэттон мен Т. Боверидің тәжірибелері негіз болды. Т. Морган хромосомалық теориясында тұқым қуалайтын гендер хромосомада тізбектеле орналасады деп тұжырымдайды. Гендердің тіркес тобының саны, сол түрдің хромосома жиынтығының гаплоидтік санына тең болады. Бір тіркесу тобындағы гендер, айқасу құбылысының нәтижесінде өзгереді. Айқасу мөлшері хромосомада орналасқан гендердің аракашықтығын көрсететіні тәжірибелер жүзінде дәлелденіп, анықталды. Бұл тәжірибелер дрозофила шыбынына жүргізілді.
Осындай зерттеу жұмыстары жануарлар мен өсімдіктердің кейбір түрлеріне жүргізіле бастады. Жасуша ядросында орналасқан хромосомалардың құрылысын зерттеу нәтижесінде, олардың тұқым қуалаудағы рөлі белгілі болды. Белгілердің тұкым қуалау барысында өзгерістерге мутацияға ұшырауы ішкі және сырткы факторлардың хромосомаға әсер етуінен екендігі анықталды.
XX ғасырдың 20 -- 30-жылдары Ресейдің ұлы ғалымы Н.И. Вавилов тұқым қуалайтын өзгергіштіктегі гомологтік қатарлар заңын қалыптастырды. Бұл заң бір-біріне жақын тұрған, шығу тегі бір жануарлар мен өсімдік түрлерінде тұқым қуалау өзгергіштігі ұқсас болып келетінін дәлелдеді. А. Серебровский және Н. Дубинин бірінші рет геннің бөлінетіндігін, оның құрылысының күрделі екенін дәлелдеп, гендік теория құрды. Ген дегеніміздің белгілі бір белгіні анықтайтын хромосоманың бөлігі екені анықталды.
Үшінші кезең
Генетиканың даму тарихының келесі үшінші кезеңі тұқым қуалаушылықтың материалдық негізін молекулалық және субмолекулалық зерттеуден басталады. 1953 жылы америкалық ғалым Дж. Уотсон және ағылшын физигі Ф.Крик хромосомаларды құрайтын дезоксирибонуклеин қышкылы (ДНҚ) молекуласының кұрылысын анықтады. Оның тұқым қуалауда басты қызмет атқаратынын дәлелдеді. 1957 жылы америкалық ғалым Корнберг табиғи вирустың толық касиеті бар вирус бөлшегін қолдан жасады. 1958 жылы лабораториялық жағдайда ДНҚ құрылымы синтезделді.
1961 -- 1962 жылдары америкалық ғалымдар М. Ниренберг, Г. Маттеи, С.Очоа жөне Ф. Крик тұқым қуалаудың кодын тауып, нәруыз молекуласын құрайтын 20 амин қышқылының нуклеотидті триплеттерінің құрамын анықтады. Осы жылдары француз ғалымдары Ф. Жакоб жәнө Ж. Моно нәруыз синтезінің реттелуі негізінде ферменттер синтезінің генетикалык бакылау механизмінің үлгісін көрсетті. Ал 1969 жылы үнді ғалымы Г. Корана ашытқы саңырауқұлақтың жасушасынан генді синтездеді. Бұдан кейін ген организмнен тыс, химиялық жолмен алынды. Сөйтіп, генетика ғылымының жаңа бір саласы -- молекулалық генетика пайда болды. Бұрынғы КСРО-да генетика ғылымы даму тарихының тоқырау кезеңі. 1948 -- 1964 жылдар аралығын генетика ғылымы дамуының қиын кезеңі деп санауға болады. 1948 жылы Ленин атындағы Бүкіл-одақтық ауыл шаруашылығы академиясының сессиясынан кейін, КСРО-да теориялық іргелі ғылыми зерттеулер тоқтатылды. Академик Т.Лысенко және оны жақтаушылар Дарвин ілімінің кейбір қағидаларына қарсы болды. Олар Г.Мендель мен Т.Морганның тұқым қуалау заңдылықтарын жоққа шығарды. Бұл генетика ғылымының дамуын тежеп қоймай, басқа да цитология, молекулалық биология ғылымдарына кері әсерін тигізді. Осы кезеңде ғылыми-зерттеу институттары жабылып, ғалымдар таратылды. Университеттер мен институттарда генетика пәні оқытылмады. Тек 1964 жылғы Орталық партия комитетінің пленумы қаулысынан кейін, генетика ғылымы қайтадан дами бастады.
Генетика -- тірі организмдердің (микробтан бастап адамға дейін) тұқым қуалаушылық және өзгергіштік қасиеттерін зерттейтін ғылым.
Организмдер белгілерінің ұрпақтан-ұрпаққа берілуі ерте заманда белгілі болған.
Ғалымдар генетика ғылымының дамуын үш кезеңге бөледі.
1948 -- 1964 жылдар аралығында бұрынғы КСРО-да генетикадан іргелі ғылыми зерттеулер тоқтатылып, пән ретінде оқытылмады.
Генетиканың әдістері мен негізгі заңдары
Қазіргі генетика ерекше әдістерді қамтитын көптеген әдістерді қамтиды: гибридологиялық және генеалогиялық және басқалармен бірге қолданылатын ер әдістер:егіздік, цитогенетикалық, популяциялық, мутациялық, рекомбинациялық және селективті сынама әдісі .
1. Гибридологиялық әдісі. Негізгі әдіс Г. Мендель жасаған гибридологиялық әдіс болды және солай болып қала береді. Ол белгілі бір белгілермен ерекшеленетін организмдердің бірқатар ұрпақтарында кесіп өтуден және алынған ұрпақты зерттеуден тұрады. Ғалым ата-аналар мен олардың ұрпақтарындағы әртүрлі белгілердің барлық кешенін қарастырмады, бірақ мұрагерлікті жеке белгілері бойынша бөліп, талдады. Бұл әдісті қолдана отырып, белгінің үстемдігін немесе рецессивтілігін, организмнің генотипін, гендердің өзара әрекеттесуін және осы өзара әрекеттесудің сипатын, гендердің адгезия құбылысын, байланысқан гендер арасындағы қашықтықты, гендердің еденге адгезиясын анықтауға болады.
2. Генеалогиялық әдіс (асыл тұқымдылар әдісі). Бұл гибридологиялық әдіс нұсқаларының бірі. Бұл әдісті алғаш рет Ф. Галтон ұсынған, г. Юст шартты белгілер (символдар) жүйесін ұсынды. Бұл жағдайда белгінің мұрагерліктері оның ұрпақтарына бүкіл отбасыларда немесе топтарда берілуін талдау арқылы зерттеледі, ол үшін жеке тұлғалардың немесе бүкіл отбасылардың ата-бабаларының бірнеше ұрпақтарына асыл тұқымдар жасалады. Асыл тұқымды әдіс белгінің рецессивтілігін немесе үстемдігін, оның жынысына немесе басқа да белгілеріне сәйкестігін анықтауға мүмкіндік береді.
Генеалогиялық әдіс адамның және баяу өсетін жануарлардың тұқым қуалаушылығын зерттеуде қолданылады, оған әдеттегі гибридологиялық әдіс қолданылмайды немесе тәжірибе нәтижелерін алу үшін ұзақ уақытты қажет етеді.
3. Егіздік әдіс бір немесе екі егіз егіздерді олардың арасындағы ішкі ұқсастықты (келісімді) және айырмашылықты (айырмашылықты) құру арқылы зерттеуге негізделген. Егіздер-бір уақытта бір анадан туылған және туылған балалар. Олар монозиготикалық және дизиготикалық болуы мүмкін. Монозиготалар-бір зиготадан дамиды, олар бір жыныста және бірдей генотипке ие. Дизиготикалық егіздер екі зиготадан дамиды, олардың әртүрлі генотиптері бар, бір немесе әртүрлі жыныста болуы мүмкін. Генетикалық зерттеулерде егіздердің зиготасын анықтау маңызды.
Егіз әдіс тұқым қуалаушылық пен ортаның атрибуттың дамуындағы арақатынасын зерттеу, белгінің тұқым қуалайтын сипатын анықтау, гендердің әртүрлі ену себептерін анықтау, сыртқы факторлардың адамға әсер ету тиімділігін бағалау үшін қолданылады.
4. Цитогенетикалық әдіс хромосомалардың құрылымын, олардың репликациясы мен қызметін, хромосомалық қайта құруды және хромосомалар санының өзгергіштігін зерттеуде қолданылады. Оның көмегімен хромосомалардың құрылымындағы бұзылулармен және олардың санының өзгеруімен байланысты аурулар мен ауытқулар анықталады. Цитогенетикалық зерттеулер 20 ғасырдың басынан бастап кеңінен қолданыла бастады. Қазіргі адам цитогенетикасының дамуы цитологтар Д. Тио мен А. Леванның есімдерімен байланысты. 1956 ж. олар бірінші болып адамда 46 хромосома бар екенін анықтады, бұл адамның митоздық және миотикалық хромосомаларын кеңінен зерттеуге негіз болды.
5. Популяциялык-статистикалық әдіс популяцияның генетикалық құрамын зерттеуге негізделген. Бұл популяцияның белгілі бір тобында белгілі бір фенотипі бар адамдардың туылу ықтималдығын бағалауға, популяциядағы осы аллельдер бойынша әртүрлі гендік аллельдер мен генотиптердің жиілігін есептеуге мүмкіндік береді. Бұл әдіс баяу өсетін жануарлардағы белгілердің тұқым қуалауын зерттеуде қолданылады, адам генетикасын зерттеуде маңызды.
6. Рекомбинация әдісі бір хромосомада көрсетілген жеке ген жұптары арасындағы рекомбинация жиілігіне негізделген. Бұл әдіс әртүрлі гендердің салыстырмалы орналасуын көрсететін хромосома карталарын жасауға мүмкіндік береді.
7. Биохимиялық әдіс. Көптеген туа біткен метаболикалық бұзылулар олардың құрылымын өзгертетін мутация нәтижесінде пайда болатын ферменттердің әртүрлі ақауларына байланысты. Биохимиялық зерттеу әдістері ферменттердің белсенділігі мен тұқым қуалаушылықпен анықталатын жасушалардың химиялық құрамын зерттеуге негізделген. Осы әдістердің көмегімен гендік мутациялар мен рецессивті гендердің гетерозиготалы тасымалдаушыларын анықтауға болады.
Генетиканың жеке әдістерінің байланысы мен өзара әрекеттесуін талдау - оларды мектеп биология курсында қарастырған кезде басты орын алады. Мұндағы тікелей форма-жүйелік, тұтас тәсіл. Бұл тәсіл тұрғысынан генетиканың жекелеген әдістері, зерттеу әдістері мен құралдарының күрделі жиынтығын қамтитын, компоненттер ретінде әрекет етеді, біртұтас тұтастық ретінде жұмыс істейтін ішкі жүйелер.
Зерттеу әдістерімен қатар мектеп биология курсында негізгі генетикалық заңдылықтар зерттеледі:
1. Бірінші ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Семей қаласының Шәкәрім атындағы университеті КеАҚ
АЙДАРХАНОВА ГУЛЬДАНА БАУЫРЖАНОВНА
"Мектептегі биология курсында генетиканы оқыту мәселелері"
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС (ЖОБА)
5В011300-Биология Бакалавр
Семей, 2021 жыл
МАЗМҰНЫ
Кіріспе
I тарау.Теориялық бөлім
Генетиканың ғылым ретінде қалыптасу тарихы
Мектептегі биология курсындағы генетикалық ұғымдар
Жалпы орта білім беру бағдарламасында биологияны оқытуда (генетика тарауының) орны. Генетиканың әдістері мен негізгі заңдары
1.5 Генетика тарауына (оқулыққа,бағдарламаға) талдау
IIтарау. Практикалық бөлім
2.1.Биология пәні бойынша оқу бағдарламасына талдау
2.2.Биология пәні бойынша оқулыққа талдау
2.3 Мектеп бағдарламасына салыстырмалы талдау тақырыбы(Генетика негіздері )
ІІІ. Қорытынды
ІҮ. Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
КІРІСПЕ
Генетика организмдердің тұқым қуалаушылық және өзгергіштік заңдылықтары туралы ғылым ретінде басқа пәндердің дамуын анықтайтын қазіргі биологияның негізі болып табылады.38 Қазіргі уақытта генетика Жалпы генетика ережелерінде жүйеленген тұқым қуалаушылық заңдары мен іргелі ақпараттың әмбебаптығына байланысты биологиялық ғылымдардың бірлігін анықтайды. Қазіргі әлемдегі генетиканың рөлі биология саласымен шектелмейді, экология, әлеуметтану, психология, медицина және т. б. сияқты ғылыми бағыттардың ілгерілеуі осы саладағы білім деңгейіне байланысты.
Мектептегі биология курсында "генетика негіздері" тақырыбы мектеп оқушыларына тұқым қуалайтын ақпаратты беру және сақтау тетіктері, будандастыруда генетикалық заңдарды қолдану, мутациялардың көрінісі, тірі материяны ұйымдастырудың әртүрлі деңгейлеріндегі генетикалық заңдардың көрінісі туралы білім береді. Генетиканың білім берудегі әдіснамалық рөлі осы пәнді оқытуға ерекше талаптар қояды, онда қамту кеңдігі, ғылыми тереңдігі және презентацияның қол жетімділігі біріктірілуі керек .
Жалпы білім беретін мектепте генетиканы оқыту әдістемесінің көрнекілікті қолдану, оқушылардың құзыреттілігін дамытудағы генетикалық ұғымдардың рөлі, генетикалық материалды зерттеу логикасы, негізгі ұғымдармен жұмыс жүйесі, генетика бойынша материалды негізгі, тереңдетілген және факультативті зерттеу мазмұнына қойылатын талаптар, зертханалық жұмыстарды жүргізудің әдістемелік тәсілдері, генетикалық мәселелерді шешу сияқты мәселелерін қазіргі заманғы мұғалімдер белсенді әзірлейді.
ХХІ ғасырдың табалдырығын аттаған еліміз әлемнің дамыған елдерінің қауымдастығына кіруге бет алды. Сондықтан еліміздің туын биікке көтерер білімді, білікті, адамгершілігі жоғары ұрпақ тәрбиелеу біздің алдымыздағы ең басты міндет.Қазақстан Республикасының Білім беру туралы заңында ұлттық және жалпы азаматтық құқықтар, ғылым мен практика жетістіктері негізінде жеке адамдарды қалыптастыруға, дамытуға және кәсіби шыңдауға бағытталған білім беру және жеке адамның шығармашылық, рухани күш - қуатын жетілдіру, жеке тұлғаның жан - жақты толысуына жағдай жасай отырып, зерделі азамат даярлау міндеті көзделген. Қазір білім саласындағы болып жатқан мемлекетаралық бақылау, ұлттық бірыңғай тест, 12 жылдық оқуға көшу барлығы Қазақстандық білім сапасын көтеруді және халықаралық деңгейге жеткізуді көздейді. Осы проблемалар мектептегі биология пәнінің оқытылуына да тікелей қатысты. Білім берудің негізгі сатысында биологияны оқытудың - тілдің қызметін жүйелі меңгерген, коммуникативтік біліктілігі дамыған, сөйлеу мәдениеті қалыптасқан, бәсекеге қабілетті дара тұлға даярлауға мүмкіндік туғызу.
"Мектептегі биология курсында генетиканы оқыту мәселелері" зерттеу тақырыбын таңдау мәселенің өзектілігі мен оның практикалық маңыздылығына байланысты.
Өзектілігі: Мектеп курсындағы генетика тарауының оқушылардың санасына меңгерілуге тікелей бағыт бағдарды қалыптастыру қажет екенін талдау.
Зерттеу мақсаты: 1.генетикалық негізгі ұғымдар туралы білім беру, генетиканың жанашырлары болған ғалымдардың есімдерімен таныстыру (Г.Мендель, Т.Морган, Г. де Фриз, Э.Чермак, Р.Пэннет, т.б.), олардың еңбектері мен тәжірибелерін зерттеу.
2. мектептегі биология курсында генетика негіздерін зерттеудің әдістемелік жағдайларын анықтау.
Зерттеу міндеттері:
1. Тарихи аспектілерді, негізгі әдістерді, мазмұнын зерттеу
генетика.
2. Тәжірибеде зерттелетін мәселенің қазіргі жағдайын зерттеу
білім беру мекемелерінің жұмысы.
Зерттеу пәні : мектеп биология пәніндегі генетика тарауына жалпы шолу.
Қойылған міндеттерді орындау барысында келесі әдістер қолданылды:
- арнайы биологиялық және әдістемелік әдебиеттерді зерттеу және талдау;
- білім беру мекемелерінің іс-тәжірибесіндегі мәселелерді зерттеу және талдау;
- педагогикалық бақылау;
- оқыту әдістемесін әзірлеу ;
Дипломдық жұмысымның құрылымы: кiрiспеден, екі бөлімнен, қорытынды және әдебиеттер тiзiмiнен тұрады.
I тарау.Теориялық бөлім
Генетиканың ғылым ретінде қалыптасу тарихы
Генетика-тірі организмдердің қасиеттері туралы ғылымдардың жиынтығы.[24 ,б.10] Олардың белгілерін ұрпақтар қатарына беру және әртүрлі себептерге байланысты белгілерін өзгерту тұқым қуалаушылықты ата-ана мен ұрпақ арасындағы ұқсастықтарды анықтайтын биологиялық процесс ретінде анықтауға болады.[11 ,б.25]Көптеген заманауи биологтардың пікірінше, бұл ғылым соңғы жылдары барлық биологиялық ғылымдардың өзегіне айналды. Өмірдің әртүрлі формалары мен процестерін генетика шеңберіндегі бірлік ретінде түсінуге болады.
Генетиканың пайда болуы селекция мен мал шаруашылығының, сонымен қатар өсімдік өсіру мен тұқым шаруашылығының дамуымен байланысты. Адамдар жануарлар мен өсімдіктердің қиылысуын қолдана бастаған кезде, ұрпақтың қасиеттері мен сипаттамалары өту үшін таңдалған ата-аналардың қасиеттеріне байланысты болатындығына тап болды. Ең жақсы ұрпақты таңдау және будандастыру арқылы адам ұрпақтан ұрпаққа байланысты топтар құрды , содан кейін тұқым қуалаушылық қасиеттері бар тұқымдар мен сорттар алды.
19 ғасырдың басына дейін тұқым қуалаушылық механизмдері туралы гипотезалар спекулятивтi сипатта болды. Бұл механизмдер туралы алғашқы идеяларды ежелгі ғалымдар білдірді. Біздің дәуірімізге дейінгі V ғасырда белгілердің тұқым қуалаушылығының екі негізгі теориясы қалыптасты: белгілердің тікелей және жанама тұқым қуалаушылығы.
Гиппократ белгілерді тікелей мұрагерлік теориясының жақтаушысы болды. Философ ұрықтандыруға дененің барлық бөліктерінің қатысуымен пайда болатын жыныстық бейімділік (жұмыртқа мен сперма) қатысады деп сенді. Ата-аналардың белгілері ұрпақтарға беріледі дені сау органдар сау репродуктивті материал береді деген.Бұл идея Ч.Дарвиннің пангенезисінің теориясына негізделген. Ғалымның пікірінше," геммулалар " - тұқым қуалайтын ақпараттың гипотетикалық бөлшектері мүшелер мен жүйелердің жай-күйі туралы ақпарат жинайды, олар қан ағымымен жүреді және ақпаратты жыныс жасушаларына тасымалдайды. Осы жасушалардың бірігуінен кейін, келесі ұрпақтың дамуы кезінде геммулалар ата-аналар өмір бойы алған барлық ерекшеліктерімен пайда болған жасушаларға айналады.
Аристотель жанама мұрагерлік теориясының жақтаушысы болды. Ол ұрықтандыруға қатысатын жыныс мүшелері тиісті органдарға қажет қоректік заттардан жасалады деп сенді. Аристотель бала туу процесіне әйелдер мен ерлердің әртүрлі үлестеріне сенімді болды. Ежелгі грек философы әйел денесі материалды қамтамасыз етеді, ал ер адам баланың қандай болатынын және әрекетті бастайтынын анықтайды деп сенген.
Қазіргі генетиканың қалыптасу алғышарттары XVIII-XIX ғасырларда пайда болды. А.Гершнер, о. Сажре, Т. Найт, Ш. Нодэн сияқты өсімдік өсірушілер будандардың ұрпақтарында ата-аналардың бірінің белгілері басым болатынына назар аударды.[5]. П.Люка адамның мұрагерлік белгілері туралы ұқсас бақылаулар жасады. Бұл зерттеушілер Мендельдің тікелей жактаушылары болып саналады.
1865 жылы Мендель бұршақ сорттарын будандастыру жұмыстарының нәтижелерін жариялады. Белгілерді мұрагерлеудің негізгі принциптері жүйелі және реттелген тәжірибелер барысында анықталды. Г. Мендель ұрпақтар арасында өзгермейтін дискретті белгілерді қарастырды. Экспериментте бір атрибут бойынша ерекшеленетін ата-аналық формалар қолданылды. Кресттен алынған барлық ұрпақтар есепке алынды, осылайша зерттеуші кездейсоқ оқиғалардың әсерін жоққа шығарды.
Г. Мендель гомологиялық хромосомалардың әртүрлі жұптарында локализацияланған гендермен анықталған жеті белгінің мұрагерлігін зерттеді, бұл байланысты мұрагерлікті жоққа шығарды. Ғалым бірінші буын будандарының тек бір ата - аналық форманың белгісі бар екенін, ал екіншісі "жоғалып кететінін"анықтады. Бірінші буын будандарының біркелкілік Заңы ашылды.
Екінші ұрпақта алынған будандарды кесіп өту кезінде ғалым бөлінуді анықтады: бірінші буын будандарының белгісі ұрпақтардың төрттен үшінде пайда болды; ал төрттен бір бөлігі бірінші ұрпақта "жоғалып кетті". Анықталған үлгі бөліну заңы деп аталды.
Организмдер көптеген жұп белгілерде бір-бірінен ерекшеленеді, сондықтан бір жұп белгілердің мұрагерлік заңдылықтарын анықтай отырып, г.Мендель екі немесе одан да көп балама белгілерді зерттеуге көшті. Дигибридті кесіп өту үшін тұқымның түсі мен пішінінде ерекшеленетін гомозиготалы бұршақ өсімдіктері таңдалды. Өсімдіктерді кесіп өту кезінде бірінші ұрпақтың ұрпақтары біркелкі болды, олардың ұрпақтарында өзін-өзі тозаңдандыру кезінде 9:3:3:1 бөлінуі байқалды. Алынған ұрпақты талдау кезінде Г. Мендель бастапқы сорттардың белгілерінің үйлесімімен қатар белгілердің жаңа комбинациясы пайда болатынын атап өтті. Бұл зерттеу ғалымға белгілердің тәуелсіз мұрагерлік Заңын қалыптастыруға мүмкіндік берді.
1865 жылы Г. Мендельдің Брно қаласындағы жаратылыстанушылар қоғамының отырысында ұсынған жұмысы замандастарын қызықтыра алмады және XIX ғасырдың соңында тұқым қуалаушылық туралы кең таралған идеяларға әсер етпеді.
Генетиканың даму шегі ХХ ғасырдың басы болды. Генетиканың ғылым ретінде қалыптасу процесінде бес кезеңді ажыратуға болады.
1. Менделизмнің даму кезеңі (1900-1912 жж.)
1900 жылы Х. де Фриздің Мендель заңдарының екінші рет ашылуы
Голландия, Австриядағы Э. Чермак және Германиядағы к.Корренс дискретті тұқым қуалайтын факторлардың бар екендігі туралы идеяларды бекітуге мүмкіндік берді. 1902 жылы У. Бэтсон мен Е.Р. Саундерс үй тауығында тәжірибе жүргізу кезінде осы заңдардың жануарларға қатысты дұрыстығын растады.
1906 жылы Бэтсон "генетика" (латынның "geneticos" сөзінен шыққан - шығу тегіне байланысты немесе "geneo" - мен туамын, немесе "genos" тегі, туылуы) жаңа, тез дамып келе жатқан ғылымға атау берді. Ағылшын ғалымы Г. Мендельдің заңдарын гаметалардың тазалығы ережесімен толықтырды, оған сәйкес әр жыныстық жасуша (гамета) диплоидты ата-аналық адамда болатын жұптың тек бір аллелін алып жүреді.
1909 жылы Даниядан келген ғалым В.Иогансен "ген" ұғымын енгізді, оны қарапайым тұқым қуалайтын фактор ретінде анықтады; ғалым бүкіл ағзаның гендерінің жиынтығын түсінетін "генотип"; бүкіл ағзаның белгілерінің жиынтығын көрсететін "фенотип". Ұқсас генотиптері бар және бір-бірімен тығыз байланысты организмдер үшін ғалым "таза сызық"терминін ұсынды.
Бұл кезеңде Мендель заңдарының әділдігін растау бойынша жұмыстардан басқа, келесі кезеңдерде белсенді дами бастаған зерттеулердің басқа бағыттары пайда болды. 1902 жылы В.Сеттон және т. Бовери митоз және мейоз, хромосомалар туралы ақпаратты синтездеумен айналысты. Ғалымдар Мендель заңдары бойынша хромосомалардың айырмашылығының толық параллелизміне және мейоз мен ұрықтану кезіндегі тұқым қуалайтын белгілердің бөлінуіне және қайта қосылуына назар аударды, бұл тұқым қуалаушылықтың хромосомалық теориясының пайда болуының маңызды шарты болды.
Кейінірек ғалымдар Мендель заңдарына сәйкес тұқым қуалайтын белгілердің берілуін зерттеу кезінде олардан ерекше жағдайларды анықтады. Сонымен, ағылшын генетиктері в. Батсон мен Р.Пеннет 1906 жылы хош иісті бұршақпен жүргізілген тәжірибелер барысында кейбір белгілердің тұқым қуалау құбылысын анықтады, сол жылы ағылшын генетигі Л. Донкастер қарлыған көбелегі тәжірибелерінде гендерге байланысты мұрагерлікті ашты. Ғалымдар сипаттаған жағдайларда белгілерді мұрагерлік ету Мендель заңдары болжағаннан өзгеше болды.
Осы кезеңде тұрақты мұрагерлік және кенеттен пайда болатын өзгерістерді-мутацияны зерттеу басталды. Оларды зерттеуге с. Н.Коржинский мен Х. де Фриз ерекше үлес қосты, ғалымдар мутация теориясын жасады. Мутациялар кенеттен пайда болатындығын көрсететін негізгі ережелер бірнеше рет көрінуі мүмкін, олар жаңа формаларда тұрақты, сонымен қатар үздіксіз қатарлар түзбейді.
2. Тұқымқуалаушылықтың хромосомалық теориясын жасау және құру кезеңі (1912-1925 жж.)
Генетика дамуының осы кезеңінде зерттеушілер тұқым қуалайтын факторлардың хромосомалармен өзара байланысты екенін дәлелдеді. 1910 жылдан 1919 жылға дейін Т.Морган және оның студенттері (А. Стертевант, к. Бриджес, г. Меллер) жүргізген эксперименттік жұмыстар тұқым қуалаушылықтың хромосомалық теориясын қалыптастыруға мүмкіндік берді. Зерттеу барысында жасуша ядросының хромосомалары сызықты орналасқан гендердің негізгі тасымалдаушылары екендігі дәлелденді. Тұқым қуалайтын белгілердің берілуі ұрықтандыру процесінде ұрық жасушаларының жетілуіндегі хромосомалардың мінез-құлқына байланысты. Ғалым жасаған белгілердің мұрагерлік қорытындысы гибридологиялық және цитологиялық әдістердің деректерімен расталды.
Генетикалық зерттеулерге объект ретінде Т.Морган жеміс шыбынын дрозофиламен (Drosophila melanogaster) енгізді. Дрозофила бірнеше себептер бойынша осы зерттеулер үшін ең қолайлы объект болып табылады: оның қысқа даму кезеңі, жоғары құнарлылығы бар,төрт жұп хромосома, сонымен қатар зертханалық жағдайда өсіруге болады.
Т. Морган мектебінің жұмысы басқа ғалымдарға гендердің нақты орналасуын көрсететін хромосома карталарын жасауға мүмкіндік берді. 1913 ж. А. Стертевантом жасалды бірінші өсімдіктің хромосомалық карта үшін бір хромосомалардың шіркей тұқымының.
Тұқымқуалаушылықтың хромосомалық ториясына негізделген цитогенетикалық эксперименттер, а.Стертевант, г. Дж. Меллер, к. Бриджес, кейбір хромосомалардың жынысты анықтауға қатысуын дәлелдеді. Сонымен, дрозофилада жынысты анықтауға қатысы жоқ үш жұп хромосома - автосомалармен бірге жыныстық хромосома жұбы болады. Зерттеу барысында ғалымдар олардың екі түрі бар екенін анықтады: өзек тәрізді ұзын х хромосомалары және иілген кішкентай Y хромосомалары. Тірі организмдердің жынысы олардың үйлесімімен анықталады.
Әрі қарай жүргізілген зерттеулер дрозофилада, сондай-ақ көптеген сүтқоректілерде, қосмекенділерде, балықтарда және көптеген өсімдіктерде зиготаға екі Х хромосомасының енуі әйелдің қалыптасуына әкеледі, бір Х хромосомасы мен бір Y хромосомасының бірігуі ер адамның пайда болуына әкеледі. Демек, барлық әйел гаметалары бірдей-олар бір х хромосомасын алып жүреді; еркектер гаметалардың екі түрін шығарады: жартысында Х хромосома, жартысында Y хромосома болады.
3. Жасанды мутагенездің ашылу кезеңі (1925-1940 жж.)
1925 жылы бұл туралы қате түсінік жоққа шығарылды
денедегі мутация сыртқы әсерлерге тәуелді емес және ішкі себептердің әсерінен өздігінен пайда болады. Г.А. Надсон мен Г. С. Филипповтың мутацияны жасанды жолмен шақыру бойынша жұмыстары және Г. Меллердің рентген сәулелерінің жеміс шыбынына әсері туралы эксперименттік дәлелі керісінше дәлелдеуге мүмкіндік берді.
Г.Меллердің жұмысы әртүрлі нысандарда мутагенез бойынша зерттеулер жүргізе бастаған ғалымдар арасында қызығушылық тудырды.
Иондаушы сәулеленудің әмбебап мутагендер екенін анықтау сәулеленудің мутагендік әсерінің заңдылықтарын зерттеудің алғышарты болды.
Осы кезеңге жататын М.Делбрюк пен Н. В.Тимофеев - Ресовскийдің еңбектерінде индукцияланған мутациялар жиілігінің радиация дозасына тікелей тәуелділігі расталды. Болашақта ультракүлгін сәулелер мен химиялық заттар мутагендік әсерге ие екендігі көрсетілген. 1930 жылдары КСРО-да В.В. Сахаров, М. Е. Лобашев және С. М. Гершенсон алғашқы химиялық мутагендерді ашты. КСРО-дағы и.А. Рапопорттың және Ш. Ауэрбах пен Дж. Робсон Ұлыбританияда, 1946 жылы этиленимин супермутагендері мен азотты қыша газы табылды.
Осы саладағы зерттеулер мутация процесінің заңдылықтарын білуде тез алға жылжуға және геннің жұқа құрылымына қатысты кейбір мәселелерді түсіндіруге әкелді . Мутацияға қабілетті бөліктерден геннің күрделі құрылымы туралы алғашқы мәліметтерді 1920 жылдардың аяғы мен 1930 жылдардың басында А.С. Серебровский және оның студенттері алды.
Қажетті организмдерден мутация алу мүмкіндігі генетика деректерін практикалық қолданудың жаңа перспективаларын ашты. Әр түрлі елдерде мәдени өсімдіктердің жаңа формаларын құру кезінде бастапқы материал алу үшін радиациялық мутагенезді қолдану жұмыстары басталды. КСРО-да радиациялық селекцияның бастамашылары А. А.Сапегин және Л. Н. Делоне болды.
Тұқымқуалаушылық және өзгергіштік туралы ғылымның дамуының осы кезеңінде эволюциядағы генетикалық процестердің рөлін зерттейтін бағыт пайда болды. Бұл білім саласының негізін қалаушы ағылшын генетиктері Р.Фишер мен Дж. Холдан, американдық генетик с. Райт және С. С. Четвериков пен оның қызметкерлерінің эксперименталды зерттеулері алғаш рет дрозофиланың бірнеше түрлерінде табиғи популяциялардың генетикалық құрылымын зерттеді. Генетиктер жинақтаған көптеген нақты материалдарды қолдану ғалымдарға генетикалық мәліметтер дарвинизмнің бірқатар негізгі қағидаларын растайтындығын және нақтылайтындығын, табиғи сұрыптау эволюциясындағы корреляциялық мағынаны, өзгергіштіктің, оқшауланудың және т. б. анықтауға ықпал ететіндігін көрсетті.
4. Белгілердің тұқым қуалауына негізделген физиологиялық және биохимиялық процестерді зерттеу бойынша зерттеулер жүргізу кезеңі (1940-1955 жж.)
Бұл кезеңнің өзіне тән ерекшелігі - эксперименттерге жаңа объектілердің-вирустар мен микроорганизмдердің қатысуы, олар қысқа мерзімде айтарлықтай ұрпақтар алуға мүмкіндік береді, осылайша генетикалық талдаудың дәлдігін арттырады.
Организмдердің тұқым қуалайтын белгілерінің қалыптасуына негізделген биохимиялық процестерді зерттеу гендердің әсер ету механизмін, атап айтқанда гендік мутациялардың организмде синтезделген ферменттерге әсерін анықтауға мүмкіндік берді. 1940 жылдары Дж. Бидл мен Э. Тейтум әр ген бір ферменттің синтезін анықтайды деген қорытынды жасады. Ғалымдар формуланы ұсынды:" бір ген -- бір фермент "кейіннен" бір ген -- бір ақуыз "немесе тіпті"бір ген -- бір полипептид" нақтыланды.
Осы кезеңде геннің күрделі құрылымы американдық генетиктер М.Грин мен Э. Льюистің еңбектерінде дәлелденді, осылайша А. С. Серебряков анықтаған ұқсас мәліметтер расталды және тереңдетілді.
1944 жылы генетик О. Авери бактериялардағы генетикалық ақпараттың табиғатын анықтау бойынша жұмыс жасайтын қызметкерлермен бірге хромосомалардың дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНҚ) тұқым қуалайтын ақпараттың тасымалдаушысы екенін көрсетті. Бұл жаңалық молекулалық биологияның, атап айтқанда молекулалық генетиканың дамуына және нуклеин қышқылдарының химиялық ұйымдастырылуын, олардың биологиялық функциялары мен биосинтез жолдарын зерттеуге негіз болды.
Төртінші кезеңнің аяғындағы ең маңызды жетістіктерi-вирустардың инфекциялық элементі олардың нуклеин қышқылы екенін, сонымен қатар 1952 жылы американдық генетиктер Дж. Ледерберг және М. Зиндер Трансдукция - вирустардың қабылдаушы гендерді беру құбылысы.
ДНҚ молекулаларының құрылымын 1953 жылы американдық генетик Дж. Уотсон және ағылшын физигі Ф. Крик генетикалық кодтың қасиеттерін тұжырымдауға мүмкіндік берді:
* Код триплетті, яғни ақуыз құрамында әр амин қышқылы бар
үш азотты негізмен кодталған;
:: Триплеты жабылмайды;
* Код бір мәнді емес, яғни әр кодон тек біреуін кодтайды
амин қышқылы;
* Код дегенеративті, өйткені бір амин қышқылы сәйкес келуі мүмкін
бір және бірнеше триплет;
* Оқу Бастапқы триплеттен басталады, тыныс белгілері
ДНҚ-да жоқ. Триплеты УАА, СҚБ, УГА білдіреді
полипептидтік тізбектің синтезін тоқтату;
(кесте 1 қараңыз).
Кесте 1
Генетикалық код
5. Генетикалық құбылыстарды молекулалық деңгейде зерттеу кезеңі (1950 ж.)
Генетиканың бұл кезеңі генетикалық құбылыстарды молекулалық деңгейде зерттеумен сипатталады, бұл биологияның басқа салаларындағыдай генетикаға жаңа химиялық, физикалық және математикалық әдістерді тез енгізудің арқасында мүмкін болды.[25 ,б.7].
Ғалымдар гендердің нуклеотид жұптарының саны мен ауысу тәртібімен ерекшеленетін ДНҚ полимерлі молекулаларының бөліктері екенін анықтады. Генетиктердің, химиктердің, физиктердің бірлескен зерттеулері ата-аналардан ұрпақтарға берілетін ақпарат гендерде нуклеотидті жұптардың реттілігімен кодталғанын анықтады. Транскрипция процесінде ол ферменттердің қатысуымен трансмиссия процесінде синтезделген ақуыздардағы аминқышқылдарының тізбегін анықтайтын ақпараттық РНҚ молекулаларының нуклеотидтік тізбегіне қайта жазылады.
1969 жылы АҚШ-та х. Бұл оқиға ДНҚ жіпін белгілі бір аймақтардағы ұсақ фрагменттерге бөлетін бірқатар шектеуші ферменттердің ашылуына байланысты мүмкін болды.
1970 жылдардың басында басталған генетика тарихының қазіргі кезеңінде, бұрын қалыптасқан барлық дерлік бағыттардың дамуымен қатар, молекулалық генетика ерекше қарқынды дамыды, бұл іргелі ашылуларға және нәтижесінде қолданбалы генетиканың түбегейлі жаңа формаларының пайда болуы мен сәтті дамуына әкелді.
Тұқымқуалаушылық механизмдері туралы білімнің жеткіліктілігі тірі организмдердегі нуклеин қышқылдарын өзгерту әдістерінің жиынтығын қолдануға негізделген жаңа ғылымның - гендік инженерияның дамуына әкелді. Рекомбинативті ДНҚ әдісі организмдердің көптеген гендерін клондауға, генетикалық кодтың әмбебаптығын растауға, физиологиялық процестер мен патологиялық жағдайлардың молекулалық-генетикалық механизмдерін зерттеуге мүмкіндік берді.
2003 жылы адам геномының ДНҚ - сиквенсінің толық тізбегінің алғашқы шығарылымы шыққаннан кейін "постгеномдық дәуір"басталды. Толық сиквенс мәліметтер кешені ғалымдарға генетикалық зерттеулерді сапалы жаңа деңгейге көтеретін геномдық мәліметтер базасын құруға мүмкіндік берді.
Жеке эксперименттік жұмыстардағы шашыраңқы ақпарат ДНҚ мен РНҚ құрылымы, оларға сәйкес келетін ақуыз өнімдері, олармен байланысты физиологиялық ерекшеліктер мен аурулар, гендердің өзара орналасуы, анықталған мутациялар және басқа да көптеген негізгі биологиялық ерекшеліктер туралы жүйеленген мәліметтер жиынтығына біріктірілді. Басқа организмдердің геномдарын ретке келтіру физиологиялық ерекшеліктер мен патологиялық жағдайларды сипаттау үшін салыстырмалы тәсілді қолдануға мүмкіндік берді.
Қазіргі генетика ғалымдары екі түрдің мақсаттарын көздейді: тұқым қуалаушылық пен өзгергіштік заңдылықтарын білу және осы заңдылықтарды практикалық қолдану жолдарын іздеу. Бұл мақсаттар бір-бірімен байланысты: практикалық мәселелерді шешу негізгі генетикалық мәселелерді зерттеу кезінде алынған тұжырымдарға негізделген, сонымен бірге зерттеу барысында ғалымдар теориялық идеяларды кеңейту және тереңдету үшін маңызды нақты мәліметтер алады.
Генетикаға қол жеткізу крест түрлерін таңдау, іріктеудің ең тиімді әдістерін анықтау, тұқым қуалайтын белгілердің дамуын реттеу, мутациялардың пайда болу процесін басқару, организм геномын бағытталған өзгерту үшін қолданылады.
Биологияны оқыту әдісі педагогикалық ғылымдар саласына жатады, сондықтан пәнінің құрылымы оқытудың жалпы білім беру және тәрбиелеу міндеттеріне сай түзіледі.
Биологияны оқыту әдісі мектеп биология пәндерінің ерекшеліктеріне байланысты білім беру және тәрбиелеу, процестерінің жүйесі түрлі ғылым.
Бұл жүйені меңгеру мұғалімнің биология пәндерін тәрбиелеу оқыту процестерін басқаруына мүмкіндік береді. Биологияны оқыту әдісі, биологиялық мазмұнды, оқыту ерекшеліктерін ескере отырып, мектептегі барлық пәндерді оқыту барысындағы педагогикалық қағидаларға сай жүргізіледі.
Мұғалімнің оқу материалын оқушылардың саналы түрде меңгеруін, оны өмірде қолдана білу дағдыларына үйрету жолдарының тиімді әдістерін үйретеді.
Әдістеме оқу пәнінің мазмұнын және оқу формаларымен тәрбиелеу жолдарын қарастырады.
Әдістеменің аталған бөлімдері бірін-бірі толықтырады және тығыз байланысты бірлікте болады. Оқыту жұмыстарының құралдары мен жабдықтарын да анықтайтын осы әдістеме. Қорыта айтқанда әдістеме дегеніміз- биологияны қалай оқыту керек, нені үйретіп қалай тәрбиелеу керек, биологияны не үшін оқу керек?- деген сұрақтарға жауап береді.
Биологияны оқу пәні ретінде оқыту әдістерінің өзіндік ерекшеліктерімен сипатталады, онда нақты объектілер (өсімдік, жануар, адам) және тірі табиғаттың күрделі құбылыстарымен дамуын оқытады.
Биология пәнінің мазмұны және оның өзіндік ерекшеліктері, оқыту әдістерін, тәсілдерін анықтаумен шектелмейді оның тәрбиелік мүмкіндіктерін де анықтайды.
Биологиядан сабақ беру барысында тірі ағзалардың нақты фактілерін, табиғат құбылыстарының бір-бірімен байланысын тірі табиғаттың даму эвалюциясының заңдылықтарын оқып білу оқушылардың ғылыми, диалектикалық материалистік көзқарастарын қалыптастырады.
Биологиялық білім қоршаған табиғи ортаның маңызын, табиғатты қорғау қажеттілігімен қалпына келтіру шараларын қоғамдық және жеке еңбектің гигиенасының маңызын түсінуге, оқушыларды өмірге бейімдеп, политехникалық білім алуға мүмкіншілік туғызады.
Атақты педагог К.Д. Ушинский айтқандай Оқушылардың ақыл - ойын логикасын дамыту үшін жаратылыстану тарихын оқыту тиімді-деп есептейміз. Себебі тірі табиғаттың объектілерін бір-бірімен салыстыру, анықтау эксперименттер қою, щқушылардың ойлау қабілетін дамуын қамтамасыз етеді.
Биологияны оқыту әдістемесі. Жалпы биологияны оқыту әдістемесі және арнайы биологияны әдістемесі болып екіне бөлінеді.
Жалпы биологияны оқыту әдістемесі мектеп биология курстарының пәндерінің мазмұны мен әдістеріне байланысты қарастырады.Аталған пәндердің бірізділігі, біртұтастығы және тәрбиелеп оқытудың элементтерінің дамуы, биологияны оқытудың жүйесін анықтайды. Білім беру, оқытудың жүйелілігі оқушылардың саналы түрде білім қалыптастыруымен тиянақтылығын анықтайды.
Арнайы әдістерде сабақтардың әдістемесы, экскурсиялар сабақтан тыс жұмыстар кластан тыс жұмыстар қарастырылады.
Биологияны оқыту әдісінің ғылымдармен байланысы
Биологияны оқыту әдісі барлық биология ғылымдар саласымен тығыз байланысты. Мектеп биология курстарынан сабақ беріп, оқыту үшін, мұғалім биология ғылымдар жүйесімен теориялық біліммен қаруланған тұлға болуы керек.
Табиғатта болып жатқан құбылыстардың сырын, ерекшеліктерін ғылыми тұрғыда түсіндіру үшін мұғалімнің теориялық білімі үлкен рол атқарады. Мектеп оқулықтарының мазмұны ғылыми тұрғыда беріледі.
Биология ғылымдар саласының негізгі зерттеу әдістері: бақылау эксперимент жүргізу және жинақталған фактілерді теориялық тұрғыдан қорытындылау болып табылады. Бақылау және эксперимент жолмен жинақталған материалдарды салыстыру, қорытындылау зерделеу оқушылардың логикалық шығармашылық ойлауын дамытады.
Мектеп биология курстарының мазмұнынымен биологиялық ғылымдағы ең үлкен айырмашылық, оның мақсатында, көлемінде, құрылымында, әдісінде және мазмұндау формасында. Биология ғылымының мақсаты- зерттеудің нәтижесінде табиғат туралы жаңалықтар ашу. Мектеп пәнінің мақсаты оқушыларға ғылымның жинақталған фактілерімен заңдылықтарын жеткізу.
Мектеп биология пәнінен шақтап берген көлемінде, оқушыларға артық ақпаратсыз күрделі ғылыми проблемалармен ғылым негіздерін хабарлау.
Биология агрономия мен медицинанаың негізі болып табылады. Мектеп биологиясында бұл байланыс, оқушыларға политехникалық бағытта білім беру барысында, теорияны практикамен ұштастыруда көрініс береді.
Әдістеме тек биология мазмұнының ерекшелігімен ғана емес, оқушылардың жас ерекшеліктеріне байланысты. Баланың жеке басының дамуына байланысты анықталатын болғандықтан балалар, психологиясымен де тығыз байланысты. Баланың жеке басының дамуына байланысты, Биология курсының мазмұны кластан,класқа жоғарылаған сайын күрделенеді. Сондықтан мұғалім сабақ беру барысында 5-8 кластарда бір сабақтың өзінде әр түрлі әдістермен , тәсілдерді қолданады. Ал жоғарғы кластарда сабақ барысында бір-екі тәсілді қолданумен шектеледі. Сабақтың мазмұны фактілнрді қарастыру кезінде және теориялық қортынды жасау барысында күрделенеді .
Биологияны оқыту әдісі педагогикалық ғылымдар саласына жататын болғандықтан , педагогикамен де тығыз байланыста, себебі дидактиканың жалпы принциптері мен тәрбиелеу мәселелері бір.
Мектептегі білім беру , тәрбиелеп оқыту негізінде жүргізіледі: материалдың мазмұны , оқыту әдістері, мазмұнның логикалық түрде қарастырылуы , оқыту процесінің барлық формалары мұғалімнің жеке тұлғасын тәрбиелейді, оның ғылымға деген көзқарасын арттырады.
Табиғат туралы ғылымдардың негіздерін оқытудың мақсаты, диалектикалық - материалистік көзқарасты тәрбиелеу болып табылады.
Кластан класқа жоғарылаған сайын біртіндеп оқушылардың биологиялық білімдері кеңейіп, тереңдетіледі,қоршаған әлемде танып- білуге болатынын, материаның әр уақытта қозғалысқа және дамуда екендігіне көз жеткізеді.
Сондықтан, биология пәнін нағыз ғылыми түрде оқыту,диалектикалық-материализмге негізделеді.Бұл философия ғылымымен тығыз байланыстығын көрсетеді.
1.2. Жалпы орта білім беру бағдарламасында биологияны оқытуда (генетика тарауының) орны
Генетика тарауы биология ғылымының басты саласы болып есептеледі. Адам баласы әрқашанда тіршіліктің сырын терең ұғынуға, оның құрылымдық функционалдық ерекшеліктерін, сыртқы ортаға бейімделуін, даму заңдылықтарын білуге ұмтылып отырған. Тұқым қуалаушылық пен өзгергіштіктің заңдылықтарын ашып және оларды қоғамды дамыту үшін пайдаланудың жолдарын шешуде генетика ғылымы үлкен роль атқарады. Сондықтан да ол биология ғылымының басқа салаларыныың арасында маңызды орын алады. Жер бетіндегі тірі материяның дамуы, олардың үздіксіз ұрпақ алмастыруымен қатар жүріп отырады. Тіршілік организмдердің көбеюімен тікелей байланысты. Сол арқылы белгілі бір биологиялық түрге тән белгілер мен қасиеттер ұрпақтан ұрпаққа берілп отырады. Басқаша айтқанда ұрпағы белгілі дәрежеде өзінің ата анасына ұқсас болып туылады. Оны тұқымқуалаушылық дейді. Көпшілік жағдайда организмнің белгілері мен қасиеттері өзгермей біршама тұрақты түрде беріліп отырады, яғни ұрпағы өзінің ата аналарына ұқсас болып келеді. Бірақ олардың арасында толық ұқсастық ешқашанда болмайды. Бір ата анадан тарайтын ұрпақтың бір біріне қандай болмасын бір бөлігі қасиетінде айырмашылығы да болады. Организмнің тұқымқуалаушылық қасиеті өзгермейтін нәрсе емес. Ол сыртқы орта факторларының әсерінен үнемі өзгеріп отырады. Оны өзгергіштік дейді. Организмнің көбею барысында бір белгі қасиеттердің тұрақты түрде сақталуымен қатар екінші біреулері өзгеріске ұшырайды. Соған байланысты олар жаңарып, түрленіп отырады. Тұқымқуалаушылық пен өзгергіштік бірімен бірі қатар жүретін, бір жағынан бір бірімен қарама қайшы сөйте тұра өзара тығыз байланысты процесстер. Организмдердің тұқымқуалаушылығы мен өзгергіштігі туралы ғылымды генетика деп атайды.
Генетика және оның жаратылыстану ғылымдары жүйесіндегі орны
Генетика' -- тірі организмдердің тұкым қуалаушылық және өзгергіштік қасиетін зерттейтін ғылым. Тұкым куалаушылык және өзгергіштік бұл барлық тірі организмдерге тән касиет.
Адам баласы ерте кезден үй жануарлары мен өсімдіктердің түрлерін көбейту мақсатында будандастыру жүргізген. Олар бір түрге жататын мал тұқымдарын, өсімдік сорттарын жөне бір-бірінен ерекше белгілері бар дақылдарды таңдап алып, будандастырып отырған. Алынған ұрпакты ата-анасымен салыстыру нәтижесінде белгілері мен ерекше қасиеттерінің тұқым қуалау ерекшелігін байқаған. Адамдарды тұқым куалаушылықтың үш касиеті қызықтырған:
бірінші -- ата-ана белгілері мен ұрпақ белгілерінің ұқсас болуы;
екінші -- ұрпақ белгілерінің ата-ана белгілерінен өзгеше болуы;
үшінші -- кейбір ұрпақтарда арғы ата-баба қасиеттерінің кайталануы.
Біздің заманымызға дейінгі I ғасырда Рим философы Лукреций кейде балалар өздерінің ата-әжелеріне ұқсас болатынын байқаған, ал жүз жыл өткен соң, Плиний дені сау ата-анадан кемтар бала дүниеге келе тінін, кемтар ата-анадан сау немесе дәл ата-анасындай кемтар бала туатынын жазған.
Тұқым қуалаушылық
Тұқым қуалаушылық деп организмдердің өз белгілері мен қасиеттерінің ұрпағында қайталанып көрінуін айтады.
Өзгергіштік организмдер
Өзгергіштік организмдердің жаңа белгілер мен қасиеттерге ие болуы. Тірі организмдердің бұл екі қасиетін бір-бірінен бөліп қарауға болмайды. Оларсыз эволюция жоқ. Өзгергіштік эволюция процесін үздіксіз материалмен қамтамасыз етсе, ал тұқым қуалаушылық оның нәтижесін қалыптастырып отырады. Өзгергіштік бір түр ішіндегі дараның өзара айырмашылықтарын көрсетсе, ал тұқым қуалаушылық сол белгілердің ұрпақтан-ұрпаққа берілуін қамтамасыз етеді. Өсімдіктер мен жануарлардың сан алуан түрлері және олардың тіршілік ортасына бейімделуі осы тұқым қуалаушылық пен өзгергіштіктің нәтижесінде қалыптасады. Өзгертиптік -- бұл әртүрлілік. Жер бетінде өсімдіктердің 500 мыңдай, жануарлардың 1,5 миллиондай, микроорганизмдердің3 мыңдай түрлері бар екені белгілі. Қазақстанда өсімдіктердің 6 мыңдай түрі бар. Мөдени өсімдіктердің түрлері 210-нан асады. Әр түрге жататын организмдер өздеріне тән белгілер мен қасиеттерін ұрпақтан-ұрпаққа беріп, өз ерекшеліктерін сақтап отырады.
Генетика ғылымының даму кезендері
Ерте заманнан-ақ адам саналы түрде қолдан будандастыру тәсілін қолданып, өсімдіктер мен жануарлардың жабайы түрлерінен қазіргі мәдени түрлерін шығарды. Сол уакыттың өзінде бір егістік алаңға екі түрге жататын дақылдардың тұқымдарын егуге болмайтынын білген. Сондай-ақ асыл тұқымды малдарды шыққан тегі белгісіз малдармен будандастырмаған.
Генетиканың даму тарихын зерттеушілер үш кезеңге бөледі.
Бірінші кезең -- 1900 -- 1910 жылға дейін.
Екінші кезең -- 1911 -- 1953 жылға дейін.
Үшінші кезең -- 1953 жылдан казірге дейін.
Генетика ғылымы даму тарихының баска биология ғылымдарының дамуымен салыстырғанда өз ерекшелігі бар. Бұл ғылымның негізгі заңдарын ашқан физика пәнінің мұғалімі Брно (Чехословакия) қаласындағы Августин шіркеуінің қызметкері чех Иоганн Грегор Мендель болды. Мендель өзінің 8 жыл бойы жүргізген тәжірибелерінің нәтижелерін, Брно қаласындағы табиғатты зерттеушілер коғамының отырысында баяндады, ол еңбегі осы коғамның ғылыми хаттарында 1865 жылы басылып шықты. Бұл еңбегінде белгілер бір-бірінен тәуелсіз тұқым қуалайтынын, будан ұрпақта гаметалар өз тазалығын сақтайтынын, бір белгілердің екінші белгілерден басымдылық көрсететінін жөне олардың ажырауын көрсеткен.
Бірінші кезең
1865 -- 1900 жылдар аралығында Мендельдің жұмысына неміс ғалымы Ф. Фокк және Ресей ғалымы Шмальгаузен өз еңбектерінде сілтеме жасағанымен, оның маңызына толық мән бермеді. Ал 1900 жылы үш елдің ғалымдары: Германияда Карл,Корренс, Австрияда Эрих,Чермак, Голландияда Гуго де Фриз бір-біріне байланыссыз, тәуелсіз әр түрге жататын өсімдіктерді шағылыстыру барысында Г.Мендельдің бұршақ өсімдігіне жүргізген тәжірибелерінің нәтижесін қайталайды. Г. Мендельдің заңдарының қайтадан ашылуы, тұқым куалаушылық және өзгергіштік бағытындағы зерттеулердің қарқынын күшейтті. Биологияның жаңа саласы генетика ғылымының пайда болуына әсерін тигізді. Сондықтан 1900 жыл генетика ғылымының туған жылы болып саналады.
1901 жылы Голландия ғалымы Гуго де Фриз өсімдіктерде жүргізген тәжірибелері бойынша тұқым қуалайтын өзгергіштікті түсіндіретін мутациялық теория ұсынды. 1903 жылы дат ғалымы В. Иогансен Мендельдің жұмысын негізге ала отырып,популяциялар және таза сорттармақ (линия) туралы теория жасады. Популяцияларда тұқым қуалайтын белгілердің ұрпаққа берілу заңдылықтарын ашып, оның эволюция мен селекция үшін маңызын көрсетті. Генетика ғылымына "ген", "генотип" жөне "фенотип" деген ұғымдарды енгізді.
1903 -- 1904 жылдары америкалық ғалым У.Сэттон және неміс ғалымы Т.Бовери белгілердің ұрпаққа берілуінде хромосоманың рөлін көрсетті. Бұл теория цитология ғылымының дамуына әсерін тигізді. "Генетика" деген терминді алғаш рет 1906 жылы ағылшын ғалымы У.Бэтсон ұсынды.
Екінші кезең
Екінші кезең америкалық генетик Т. Морганның тұқым қуалаудың хромосомалық теориясын жасауынан басталады. Бұл теорияға У.Сэттон мен Т. Боверидің тәжірибелері негіз болды. Т. Морган хромосомалық теориясында тұқым қуалайтын гендер хромосомада тізбектеле орналасады деп тұжырымдайды. Гендердің тіркес тобының саны, сол түрдің хромосома жиынтығының гаплоидтік санына тең болады. Бір тіркесу тобындағы гендер, айқасу құбылысының нәтижесінде өзгереді. Айқасу мөлшері хромосомада орналасқан гендердің аракашықтығын көрсететіні тәжірибелер жүзінде дәлелденіп, анықталды. Бұл тәжірибелер дрозофила шыбынына жүргізілді.
Осындай зерттеу жұмыстары жануарлар мен өсімдіктердің кейбір түрлеріне жүргізіле бастады. Жасуша ядросында орналасқан хромосомалардың құрылысын зерттеу нәтижесінде, олардың тұқым қуалаудағы рөлі белгілі болды. Белгілердің тұкым қуалау барысында өзгерістерге мутацияға ұшырауы ішкі және сырткы факторлардың хромосомаға әсер етуінен екендігі анықталды.
XX ғасырдың 20 -- 30-жылдары Ресейдің ұлы ғалымы Н.И. Вавилов тұқым қуалайтын өзгергіштіктегі гомологтік қатарлар заңын қалыптастырды. Бұл заң бір-біріне жақын тұрған, шығу тегі бір жануарлар мен өсімдік түрлерінде тұқым қуалау өзгергіштігі ұқсас болып келетінін дәлелдеді. А. Серебровский және Н. Дубинин бірінші рет геннің бөлінетіндігін, оның құрылысының күрделі екенін дәлелдеп, гендік теория құрды. Ген дегеніміздің белгілі бір белгіні анықтайтын хромосоманың бөлігі екені анықталды.
Үшінші кезең
Генетиканың даму тарихының келесі үшінші кезеңі тұқым қуалаушылықтың материалдық негізін молекулалық және субмолекулалық зерттеуден басталады. 1953 жылы америкалық ғалым Дж. Уотсон және ағылшын физигі Ф.Крик хромосомаларды құрайтын дезоксирибонуклеин қышкылы (ДНҚ) молекуласының кұрылысын анықтады. Оның тұқым қуалауда басты қызмет атқаратынын дәлелдеді. 1957 жылы америкалық ғалым Корнберг табиғи вирустың толық касиеті бар вирус бөлшегін қолдан жасады. 1958 жылы лабораториялық жағдайда ДНҚ құрылымы синтезделді.
1961 -- 1962 жылдары америкалық ғалымдар М. Ниренберг, Г. Маттеи, С.Очоа жөне Ф. Крик тұқым қуалаудың кодын тауып, нәруыз молекуласын құрайтын 20 амин қышқылының нуклеотидті триплеттерінің құрамын анықтады. Осы жылдары француз ғалымдары Ф. Жакоб жәнө Ж. Моно нәруыз синтезінің реттелуі негізінде ферменттер синтезінің генетикалык бакылау механизмінің үлгісін көрсетті. Ал 1969 жылы үнді ғалымы Г. Корана ашытқы саңырауқұлақтың жасушасынан генді синтездеді. Бұдан кейін ген организмнен тыс, химиялық жолмен алынды. Сөйтіп, генетика ғылымының жаңа бір саласы -- молекулалық генетика пайда болды. Бұрынғы КСРО-да генетика ғылымы даму тарихының тоқырау кезеңі. 1948 -- 1964 жылдар аралығын генетика ғылымы дамуының қиын кезеңі деп санауға болады. 1948 жылы Ленин атындағы Бүкіл-одақтық ауыл шаруашылығы академиясының сессиясынан кейін, КСРО-да теориялық іргелі ғылыми зерттеулер тоқтатылды. Академик Т.Лысенко және оны жақтаушылар Дарвин ілімінің кейбір қағидаларына қарсы болды. Олар Г.Мендель мен Т.Морганның тұқым қуалау заңдылықтарын жоққа шығарды. Бұл генетика ғылымының дамуын тежеп қоймай, басқа да цитология, молекулалық биология ғылымдарына кері әсерін тигізді. Осы кезеңде ғылыми-зерттеу институттары жабылып, ғалымдар таратылды. Университеттер мен институттарда генетика пәні оқытылмады. Тек 1964 жылғы Орталық партия комитетінің пленумы қаулысынан кейін, генетика ғылымы қайтадан дами бастады.
Генетика -- тірі организмдердің (микробтан бастап адамға дейін) тұқым қуалаушылық және өзгергіштік қасиеттерін зерттейтін ғылым.
Организмдер белгілерінің ұрпақтан-ұрпаққа берілуі ерте заманда белгілі болған.
Ғалымдар генетика ғылымының дамуын үш кезеңге бөледі.
1948 -- 1964 жылдар аралығында бұрынғы КСРО-да генетикадан іргелі ғылыми зерттеулер тоқтатылып, пән ретінде оқытылмады.
Генетиканың әдістері мен негізгі заңдары
Қазіргі генетика ерекше әдістерді қамтитын көптеген әдістерді қамтиды: гибридологиялық және генеалогиялық және басқалармен бірге қолданылатын ер әдістер:егіздік, цитогенетикалық, популяциялық, мутациялық, рекомбинациялық және селективті сынама әдісі .
1. Гибридологиялық әдісі. Негізгі әдіс Г. Мендель жасаған гибридологиялық әдіс болды және солай болып қала береді. Ол белгілі бір белгілермен ерекшеленетін организмдердің бірқатар ұрпақтарында кесіп өтуден және алынған ұрпақты зерттеуден тұрады. Ғалым ата-аналар мен олардың ұрпақтарындағы әртүрлі белгілердің барлық кешенін қарастырмады, бірақ мұрагерлікті жеке белгілері бойынша бөліп, талдады. Бұл әдісті қолдана отырып, белгінің үстемдігін немесе рецессивтілігін, организмнің генотипін, гендердің өзара әрекеттесуін және осы өзара әрекеттесудің сипатын, гендердің адгезия құбылысын, байланысқан гендер арасындағы қашықтықты, гендердің еденге адгезиясын анықтауға болады.
2. Генеалогиялық әдіс (асыл тұқымдылар әдісі). Бұл гибридологиялық әдіс нұсқаларының бірі. Бұл әдісті алғаш рет Ф. Галтон ұсынған, г. Юст шартты белгілер (символдар) жүйесін ұсынды. Бұл жағдайда белгінің мұрагерліктері оның ұрпақтарына бүкіл отбасыларда немесе топтарда берілуін талдау арқылы зерттеледі, ол үшін жеке тұлғалардың немесе бүкіл отбасылардың ата-бабаларының бірнеше ұрпақтарына асыл тұқымдар жасалады. Асыл тұқымды әдіс белгінің рецессивтілігін немесе үстемдігін, оның жынысына немесе басқа да белгілеріне сәйкестігін анықтауға мүмкіндік береді.
Генеалогиялық әдіс адамның және баяу өсетін жануарлардың тұқым қуалаушылығын зерттеуде қолданылады, оған әдеттегі гибридологиялық әдіс қолданылмайды немесе тәжірибе нәтижелерін алу үшін ұзақ уақытты қажет етеді.
3. Егіздік әдіс бір немесе екі егіз егіздерді олардың арасындағы ішкі ұқсастықты (келісімді) және айырмашылықты (айырмашылықты) құру арқылы зерттеуге негізделген. Егіздер-бір уақытта бір анадан туылған және туылған балалар. Олар монозиготикалық және дизиготикалық болуы мүмкін. Монозиготалар-бір зиготадан дамиды, олар бір жыныста және бірдей генотипке ие. Дизиготикалық егіздер екі зиготадан дамиды, олардың әртүрлі генотиптері бар, бір немесе әртүрлі жыныста болуы мүмкін. Генетикалық зерттеулерде егіздердің зиготасын анықтау маңызды.
Егіз әдіс тұқым қуалаушылық пен ортаның атрибуттың дамуындағы арақатынасын зерттеу, белгінің тұқым қуалайтын сипатын анықтау, гендердің әртүрлі ену себептерін анықтау, сыртқы факторлардың адамға әсер ету тиімділігін бағалау үшін қолданылады.
4. Цитогенетикалық әдіс хромосомалардың құрылымын, олардың репликациясы мен қызметін, хромосомалық қайта құруды және хромосомалар санының өзгергіштігін зерттеуде қолданылады. Оның көмегімен хромосомалардың құрылымындағы бұзылулармен және олардың санының өзгеруімен байланысты аурулар мен ауытқулар анықталады. Цитогенетикалық зерттеулер 20 ғасырдың басынан бастап кеңінен қолданыла бастады. Қазіргі адам цитогенетикасының дамуы цитологтар Д. Тио мен А. Леванның есімдерімен байланысты. 1956 ж. олар бірінші болып адамда 46 хромосома бар екенін анықтады, бұл адамның митоздық және миотикалық хромосомаларын кеңінен зерттеуге негіз болды.
5. Популяциялык-статистикалық әдіс популяцияның генетикалық құрамын зерттеуге негізделген. Бұл популяцияның белгілі бір тобында белгілі бір фенотипі бар адамдардың туылу ықтималдығын бағалауға, популяциядағы осы аллельдер бойынша әртүрлі гендік аллельдер мен генотиптердің жиілігін есептеуге мүмкіндік береді. Бұл әдіс баяу өсетін жануарлардағы белгілердің тұқым қуалауын зерттеуде қолданылады, адам генетикасын зерттеуде маңызды.
6. Рекомбинация әдісі бір хромосомада көрсетілген жеке ген жұптары арасындағы рекомбинация жиілігіне негізделген. Бұл әдіс әртүрлі гендердің салыстырмалы орналасуын көрсететін хромосома карталарын жасауға мүмкіндік береді.
7. Биохимиялық әдіс. Көптеген туа біткен метаболикалық бұзылулар олардың құрылымын өзгертетін мутация нәтижесінде пайда болатын ферменттердің әртүрлі ақауларына байланысты. Биохимиялық зерттеу әдістері ферменттердің белсенділігі мен тұқым қуалаушылықпен анықталатын жасушалардың химиялық құрамын зерттеуге негізделген. Осы әдістердің көмегімен гендік мутациялар мен рецессивті гендердің гетерозиготалы тасымалдаушыларын анықтауға болады.
Генетиканың жеке әдістерінің байланысы мен өзара әрекеттесуін талдау - оларды мектеп биология курсында қарастырған кезде басты орын алады. Мұндағы тікелей форма-жүйелік, тұтас тәсіл. Бұл тәсіл тұрғысынан генетиканың жекелеген әдістері, зерттеу әдістері мен құралдарының күрделі жиынтығын қамтитын, компоненттер ретінде әрекет етеді, біртұтас тұтастық ретінде жұмыс істейтін ішкі жүйелер.
Зерттеу әдістерімен қатар мектеп биология курсында негізгі генетикалық заңдылықтар зерттеледі:
1. Бірінші ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz