Мутагены в квартире. Мутагены и их влияние на человека
В повседневной жизни нас окружает много факторов различной природы, которые могут оказывать мутагенный эффект (бытовые электрические приборы, лекарства, бытовая химия, косметика).
К химическим мутагенам относятся все химические вещества (кислоты, щелочи, перекиси, соли металлов, формальдегид, пестициды, гербициды, колхицин), которые делятся на 2 группы: органические и неорганические.
Мутагеныорганическойприроды в основном вызывают генные мутации, неорганической природы - хромосомные аберрации.Химические мутагены могут изменять коллоидное состояние хромосом, вступать в реакции с ДНК, угнетать ее синтез. Химические мутагены обладают определенной специфичностью действия - можно предвидеть, какие именно гены будут мутировать. Например, колхицин - митотический яд, разрушает веретено и останавливает деление клетки на метафазе; селекционеры используют его для получения полиплоидных форм; формальдегид и его производные (формалин), пестициды, гербициды, кофеин, фотореактивы, консерванты, ракетное топливо.
Химические мутагены условно подразделяются на:
Мутагены промышленного производства
Мутагены сельскохозяйственного производства
Бытовые мутагены.
Для человека особую опасность представляют химические мутагены, содержащиеся в пищевых продуктах и воде. Мутагенные соединения поступают в организм человека прямым путем (некоторые безалкогольные напитки и др.) или пройдя через пищевую цепь. Основные пути загрязненияпродуктов питания и продовольственного сырья:
1. использование неразрешенных красителей или превышение их дозы;
2. применение нетрадиционных технологий производства продуктов питания (химический или микробиологический синтез);
3. загрязнение сельскохозяйственных культур пестицидами и животных препаратами ветеринарии;
4. нарушение гигиенических правил использования удобрений, твердых и жидких отходов промышленности и животноводства, оросительных, коммунальных и других сточных вод;
5. использование в животноводстве и птицеводстве неразрешенных пищевых добавок, консервантов, стимуляторов роста, профилактических и лечебных медикаментов или применения разрешенных добавок в повышенных дозах;
6. миграция в продукты питания токсических веществ из пищевого оборудования, посуды, инвентаря и упаковок; использование неразрешенных полимерных, резиновых и металлических материалов;
7. образование в пищевых продуктах эндогенных токсических соединений в процессе теплового воздействия, кипячения, жарения, облучения и других способов технологической обработки;
8. несоблюдение санитарных требований в технологии производства и хранения пищевых продуктов, что приводит к образованию бактериальных токсинов (микотоксины, ботулотоксины и т.д.);
9. поступление в продукты питания токсических веществ, в том числе радионуклидов, из окружающей среды – атмосферного воздуха, почвы, воды.
Использование химических веществ в пищевой промышленности . К непосредственному контакту человека с мутагенами (формалин, пропилен, нитрат натрия) приводит, в частности, технология консервирования продуктов. В своей совокупности современная мировая консервная промышленность представляет существенный источник мутагенов для человека в связи со слабым государственным санитарным контролем во многих странах. До недавнего времени в Японии в качестве консерванта широко использовался АF-2 (транс-2/фурин-3-/5-нитро-2-/фурил/-акриламид), подавляющий рост бактерий в соевом молоке и рыбных сосисках. Однако, на тест-системах (бактерий, культуры клеток человека) было установлено, что этот консервант вызывает широкий спектр мутаций. В Японии и США запрещено использование АF-2 в пищевой и фармацевтической промышленности.
В мясной промышленности широко использовался нитрат натрия, который обладал хорошими консервирующими свойствами и придавал мясу свежий, сочный, розовый цвет. Активное использование этого консерванта остановили генетики, обнаружившие у него способность повреждать геном соматических и половых клеток.
Пищевые добавки – вещества природного или искусственного происхождения, используемые для усовершенствования технологий получения продуктов питания, сохранения или придания им необходимых свойств, увеличения сроков хранения. Существует единая система обозначения пищевых добавок («Codex Alimentarius») – индекс «Е» (европейский) с цифрами. Например, тартразин придает продукту желтый и оранжевый цвет; глютамат натрия усиливает запах и вкус; хинин - входит в состав тоника; синтетические ароматизаторы. Доказано, что глютамат натрияможет провоцировать симптомокомплекс, называемый «синдром китайского ресторана». Он развивается через 15-20 минут после употребления в пищу продуктов с большим содержанием глютамата натрия в качестве консерванта. Этот синдром описан впервые в 1969 г, его симптомами являются ощущение жжения в затылочной области шеи, груди и предплечий, чувство тяжести в груди.
В России и Белоруссии запрещены: краситель цитрусовый красный (Е121), красный амарант (Е123) и консервант формальдегид (Е240).
Рекомбинантный гормон роста (бычий соматотропин ) с 1993 г. применяется для увеличения удоев, может содержаться в коровьем молоке. Его использование у коров ведет к увеличению в организме животных инсулин-подобного фактора-1 (IGF-1), который имеет такую же первичную структуру, как и человеческий пептид. В присутствии казеина молока IGF-1 не подвергается разрушению при пастеризации. При поступлении в организм человека коровий IGF-1, а также собственный, образованный в тонком кишечнике, может вызывать рост опухолей в результате торможения апоптоза; повышать чувствительность тканей молочной железы к действию ионизирующей радиации; обладает эстрагенподобным действием; способен индуцировать акромегалию.
Весьма актуальными являются вопросы радио-стерилизации пищевых продуктов , при которой они не только предохраняются от преждевременной порчи, но и обезвреживаются (мясо кур от сальмонелл и т.п.). Корнеплоды после радиационной обработки даже в условиях тепла и влажности длительное время не подвергаются гниению и не прорастают. В США использовалось кратковременное мощное излучение кобальта-60 для обработки некоторых мясных продуктов, если нельзя использовать холодильные установки. Однако в результате облучения высокими дозами в продуктах могут появиться эпоксиды, пероксиды, гидроксиалкилпероксиды и др., которые являются мутагенами.
Некоторые мутагены образуются при приготовлении пищи . При жарении мяса и рыбы образуются такие вещества в результате пиролиза триптофана и некоторых других органических соединений. Известна так называемая «реакции Малларда»: при термической обработке возникают связи между карбонильными группами восстановленных сахаров и аминогруппами аминов, пептидов и белков. Эти соединения придают пище аромат, определенный вкус и специфическую окраску, но при этом возникают побочные токсические и мутагенные продукты. Мутагенным эффектом обладают и полициклические ароматические углеводы – в первую очередь, бензпирен. Он образуется при копчении продуктов или приготовлении пищи на гриле, если жир попадает на раскаленный древесный уголь.
Необработанные термически продукты также могут содержать мутагены . Так, они найдены в некоторых видах бобовых, неочищенном хлопковом масле, чёрном перце, грибах и некоторых других продуктах. Например, в США обнаружили одинаковые врожденные дефекты у новорожденного ребенка, выводка щенят и козлят. Исследования показали, что в период беременности женщина и собака употребляли молоко, полученное от домашних коз, которых кормили люпином. Анализ люпина показал наличие в нем мутагенов. В настоящее время используются новые сорта люпина, в которых мутагенов практически нет.
В последнее время особое внимание обращают на мутагенность питьевой воды . Вода, используемая для питья, содержит небольшое количество органической примеси. При обеззараживании воды к ней добавляют хлор. В результате реакции хлора с органическими веществами образуются хлорорганические соединения, обладающие мутагенной активностью (например, тригалометаны).
Мутагенным действием обладают так же лекарства, являющиеся необходимым компонентом нашей среды обитания - фармакологические мутагены . Большое распространение в лечебной практике получили антибиотики. Однако тетрациклин, левомицитин, биомицин, стрептомицин обладают сильными мутагенными свойствами, т.к. связываясь с молекулой ДНК, вызывают репрессию генов и процесс биосинтеза белка. Но даже антибиотики со слабыми мутагенными свойствами могут принести значительный вред при длительном употреблении, как при этом возникает суммарный мутагенный эффект. Некоторые лекарственные вещества сами не являются мутагенами, но мутагенами становятся продукты их метаболизма.
Наиболее выраженным мутагенным действием обладают цитостатики и антиметаболиты , используемые для лечения злокачественных новообразований и как иммунодепрессанты. Многие цитостатики вызывают зависимое от дозы повышение частоты хромосомных аберраций и сестринских хроматидных обменов в лимфоцитах человека in vitro и in vivo. Даже у медицинского персонала онкологических отделений, не соблюдающего мер предосторожности при расфасовке цитостатиков, может быть небольшой мутагенный риск. Наибольшую группу цитостатиков с мутагенным действием составляют препараты алкилирующего действия (производные этиленимина, дихлордиэтиламина, нитрозомочевины). Они непосредственно повреждают ДНК в процессе репликации. Некоторые из них (тиофосфамид, дегранол и др.) оказывают прямое мутагенное действие, для других (циклофосфамид) требуется метаболическая активация.
Противоопухолевые антибиотики (актиномицин О, адриамицин) индуцируют хромосомные аберрации в клетках человека в зависимости от дозы. Механизм мутагенного действия некоторых из них связан с внедрением их в ДНК в процессе синтеза.
Цитостатические препараты, действующие как ингибиторы веретена (винбластин и винкристин), вызывают анеуплоидию и полиплоидию чаще, чем хромосомные аберрации. Четкой дозовой зависимости для этих препаратов не установлено. Несмотря на мутагенный эффект, эти препараты широко применяются в лечебной практике по жизненным показаниям. Поскольку большинство пациентов, применяющие их, не имеют потомства, генетический риск от этих препаратов для будущих поколений небольшой.
Многие лекарства вызывают в культуре клеток человека хромосомные аберрации в дозах, используемых для лечения, но не показывают четкой дозовой зависимости. Эти препараты индуцируют (в 2-3 раза выше спонтанного уровня) хромосомные аберрации у «контактирующих» с ними индивидов. В эту группу относят противосудорожные препараты (барбитураты), психотропные, гормональные (эстрадиол, прогестерон, оральные контрацептивы), смеси для наркоза, противовоспалительные средства (бутадион, ацетилсалициловая кислота, амидопирин). Например, ацетилсалициловая кислота (аспирин) и амидопирин повышают частоту хромосомных аберраций, но только при больших дозах, применяемых при лечении ревматических болезней.
Иногда более тщательная проверка снимает «мутагенное клеймо» с препарата, как это произошло с изониазидом и диэтиламидом лизергиновой кислоты.
Существует группа препаратов, обладающих слабым мутагенным эффектом. Механизмы их действия на хромосомы неясны. Не исключается опосредованное действие через изменение метаболизма каких-то соединений, являющихся ускорителями спонтанного мутагенеза. К таким слабым мутагенам относят метилксантины (кофеин, теобромин), психотропные средства (галоперидол), бактерицидные и дезинфицирующие средства (трипофлавин, этиленоксид, левамизол, фуросемид). Широкое применение этих лекарств требует тщательного наблюдения за их генетическими эффектами не только у больных, но и медицинского персонала, использующего препараты для дезинфекции, стерилизации, наркоза.
Известна роль алкоголя в возникновении рака рта, глотки и носоглотки. Процент возникновения рака этой локализации обычно высокий у содержателей баров, официантов и всех работающих с алкоголем. Однако остается не ясным - сам ли алкоголь провоцировал возникновение опухолей или это были другие компоненты алкогольных напитков. Доказанным является факт, что у пьющих и курящих лиц риск заболеть на 50 % больше, чем у только пьющих или только курящих. Это подтверждается многочисленными исследованиями, что алкоголь усиливает мутагенную и канцерогенную опасность различных соединений. До сих пор имеются противоречивые данные по поводу мутагенности кофеина. Исследователи согласны в одном, большие дозы кофеина обладают мутагенным и канцерогенным действием.
Установлено, что большинство коммерческих красителей волос имеют значительный мутагенный потенциал. Опасность усугубляется тем, что кожа головы представляет собой идеальную всасывающую поверхность. Поэтому при обесцвечивании волос, например, перекисью водорода, значительная часть этих мутагенов попадает в организм, индуцируя различные повреждения в генетическом аппарате клеток. Следовательно, женщинам детородного возраста лучше не использовать это чрезвычайно опасное соединение.
Загрязнение атмосферы квартиры химическими мутагенами может быть вызвано следующими факторами:
· мебель, лако-красочные, клеевые, отделочные и строительные материалы часто являются источником испарений канцерогенных веществ (фенола, формальдегида, радона). Так известным эффектом воздействия радона является рак легких.
· газовые плиты поставляют в атмосферу продукты неполного сгорания газа, возможна утечка газа.
· табачный дым представляет собой смесь газов и аэрозолей (углеводородов, спиртов, фенолов, никотина, угарного газа, аммиака, оксида азота, синильной кислоты, сероводорода, бензпирена, кадмия, мышьяка, хрома, формальдегида, радиоактивного полония и др.). Вызывает заболевания у «пассивных курильщиков».
· моющие и чистящие средства, в основе которых – поверхностно активные вещества (ПАВ), фосфаты, дезинфекционные средства (с содержанием формальдегида, соединений хлора и др.).
Какие меры могут быть предприняты для улучшения экологического качества жилища?
Ионизация воздуха повышает устойчивость организма к недостатку кислорода, холоду, физической нагрузке.
Достаточное освещение солнечным светом (за счет ориентации фасадов, плотности застройки и др.), оказывающим бактерицидное действие на микрофлору в помещении
Правильная организация спального места - не ближе 10 см от железобетонной стены и не ближе 2 м от кабельных подводок и 1,5 м от холодильника или телевизора.
Любому школьнику знакомо такое слово, как мутаген. Это изучается еще в курсе биологии средней школы. Но при этом не все взрослые люди смогут легко ответить, что же означает это слово, не говоря уж о наличии общего представления о том, как мутагены могут воздействовать на различные живые организмы. Поэтому будет полезно рассказать о них поподробнее, устраняя данный пробел в знаниях.
Что такое мутаген
В первую очередь следует отметить, что мутагеном называют любой фактор, способный вызвать какие-то наследственные изменения, которые на древнегреческом языке называют мутацией. Впервые удалось установить влияние мутагенов на живые организмы еще в 1925 году. Тогда советский ученый Георгий Надсон проводил эксперименты по облучению радием дрожжей, получая видоизмененное новое поколение.
Спустя два года, в 1927 году, американский ученый Меллер повторил этот эксперимент, используя рентгеновское излучение и мушек дрозофил, активно используемых генетиками.
Виды мутагенов
Теперь, когда вы знаете, что это - мутаген, можно немного углубиться в тему. Как уже отмечалось, к мутагенам можно отнести любые факторы, приводящие к мутации. Теперь стоит разделить их на две категории - эндогенные и экзогенные.
Первые вырабатываются в организме любого живого существа на протяжении всей эволюции. Эндогенные (внутренние) мутагены могут активизироваться в случае, если условия окружающей среды, к которому организм привык за тысячи и миллионы лет, внезапно резко изменились. В остальное же время они дремлют, никак не проявляясь.
Более интересными являются внешние, или экзогенные мутагены. Они гораздо более многочисленные и могут привести к возникновению мутаций в любой момент. Поэтому они представляют наибольшую опасность для любых живых организмов, включая людей. Неслучайно работают целые научные институты, главной целью которых является выявление мутагенов в различных продуктах питания. Любой продукт, прежде чем попасть на полки магазинов, в обязательном порядке проходит через сложную систему тестов и проверок.
Откуда они берутся
Все мутагены, поступающие в организм живого существа извне, называют экзогенными. И источники мутагенов в среде довольно разнообразны. Поэтому их принято делить на три категории: физические, химические и биологические. Они довольно разнообразны, так что стоит рассказать о каждой из этих групп более подробно.
В первую очередь рассмотрим физические мутагены. Это любое воздействие окружающего мира на живой организм. Сюда можно отнести радиацию, ультрафиолет, поступающий от солнца, а также резкое повышение и понижение температуры. Любое излучение может стать причиной мутации само по себе, приводят к появлению больного (мутировавшего) и чаще всего нежизнеспособного потомства. Но в то же время излучение, как и перепады температуры, может повысить скорость положительной реакции, хотя это и случается значительно реже. К примеру, лабораторные мыши, живущие при крайне низкой температуре, приносят потомство с более густым подшерстком, быстро накапливающее жировые отложения. Причем эти особенности сохраняются даже после того, как температура вернулась к исходной.
Следующий вид мутагенов - химический. Данная группа является наиболее распространенной и, пожалуй, опасной. Дело в том, что в последние десятилетия немалая часть продуктов, употребляемых людьми, содержит химические мутагены.
В первую очередь сюда можно отнести многие алколоиды (колхицин, винкамин и прочие). Некоторые лекарственные препараты содержат их, хотя, с официальной точки зрения, их количество слишком мало, чтобы нанести вред человеку.
Также в число химических мутагенов входят некоторые химические удобрения и яды, используемые в сельском хозяйстве, пищевые добавки, органические растворители, химикаты, получаемые из нефти. Увы, они окружают современного человека, и вырваться из подобной ловушки довольно сложно. Но встречаются мутагены и в окружающей среде - некоторые растения содержат их в большом количестве, что делает их употребление в пищу крайне опасным.
Наконец, третья группа мутагенов - это биологические. В их число входят различные вирусы (грипп, краснуха, корь) и продукты, возникающие при неправильном обмене веществ в организме человека и любого другого сложного существа.
Опасность мутагенов
Вполне понятно, что любое упоминание о мутагенах, вызывающих мутацию, ассоциируется у большинства людей с чем-то плохим. Нет, самому организму они вреда практически не наносят (только если идут в комплексе с какими-то ядами, как это часто бывает на сегодняшний день).
Главный же удар приходится по последующим поколениям. Как уже говорилось выше, подавляющее большинство мутаций являются негативными, а их носители чаще всего - нежизнеспособными. Поэтому в основном мутагены являются настоящим злом.
Когда мутагены идут на пользу
Но говоря о вреде мутагенов, стоит подчеркнуть, что именно благодаря мутациям возможна эволюция. Из простейшей амебы развились сложные существа, а из обезьяны, согласно известной теории, - человек. Взгляните на окружающий вас удивительный мир. Каждое последующее поколение животных, птиц, рыб и растений приспосабливалось, старалось получить какие-то преимущества. Все это стало возможным благодаря миллионам накопленных мутаций: острые зубы, защитная окраска, ночное зрение и многое другое, позволяющее живым организмам выживать в агрессивной среде.
Поэтому стоит признать, что мутагены сыграли огромную положительную роль в создании современного мира.
Заключение
На этом заканчиваем нашу статью. Теперь вы стали немного лучше разбираться в мутагенах, их разновидностях, а также веществах, содержащих их. А значит, стали более интересным собеседником, расширив сферу интересов.
Источником мутагенных соединений являются некоторые пищевые продукты. Мутагены поступают в организм человека прямым путем (некоторые безалкогольные напитки и др.), или пройдя через пищевую цепочку. Развитие технологии консервирования ставит потребителей в условия непосредственного контакта с мутагенами: формалином, пропиленом гликолем, гексаметилентетрамином, нитратом калия, нитратом натрия и др. В своей совокупности современная мировая консервная промышленность представляет существенный источник мутагенов для человека в связи со слабым государственным санитарным контролем во многих странах. До недавнего времени в Японии среди ряда широко распространённых пищевых консервантов широко использовался агент АF-2/транс-2/фурин-3-/5-нитро-2-/фурил/-акриламид, подавляющий рост бактерий в соевом молоке и в рыбных сосисках. В 1973 г. японские специалисты – члены «Японского общества мутагенов среды» сообщили, что этот консервант вызывает широкий спектр мутаций на ряде тест-систем, начиная от бактерий до культур клеток человека. Выявлены также и канцерогенные свойства этого соединения. Федеральное управление по качеству пищи и лекарств США запретило использование АF-2 и выразило большую озабоченность в связи с возможной мутагенной активностью многих лекарственных средств, консервантов и пищевых добавок, очень широко используемых фирмами медицинской и пищевой промышленности США (De Serres, 1974).
Так, например, на мясном рынке особым спросом пользовался нитрат натрия. Помимо того, что он обладал хорошими консервирующими свойствами, он ещё придавал мясу свежий, сочный, красный цвет. Такое, “аппетитно” выглядевшее мясо, быстро раскупалось. Парадное шествие этого консерванта по кухням мира остановили генетики, обнаружившие у него способность повреждать геном соматических и половых клеток.
Весьма актуальными являются вопросы радио-стерилизации пищевых продуктов. При этом продукты питания не только предохраняются от преждевременной порчи, но и обезвреживаются (как, например, мясо кур от сальмонелл и т.п.). Корнеплоды после радиационной обработки даже в условиях тепла и влажности длительное время не подвергаются гниению и не прорастают. После 1963 г. в США использовалось кратковременное, но мощное излучение кобальта-60 и др. источников для обработки некоторых мясных продуктов, когда нет возможности использовать для хранения холодильные установки. Однако в 1968-1971 гг. из-за отсутствия четких данных о полной безопасности такого облучения широкое применение этого метода было прекращено. В результате облучения высокими дозами лучевой энергии в продуктах могут появиться эпоксиды, хитоны, пероксиды, гидроксиалкилпероксиды и др., которые, как указывалось выше, являются мутагенами. Тем не менее, этот перспективный метод стерилизации продуктов заслуживает тщательного изучения, так как его использование равносильно значительному повышению урожайности сельскохозяйственных культур, увеличению производства мяса и др.
В последнее время особое внимание обращают на мутагенность питьевой воды. Вода, используемая для питья, содержит небольшое количество органической примеси. При обеззараживании воды к ней добавляют хлор. В результате реакции хлора с органическими веществами образуются хлорорганические соединения, обладающие мутагенной активностью (например, тригалометаны) [Ревазова Ю.А., 1994].
Мы уже подчёркивали, что в жаренном мясе и рыбе содержатся мутагены. Возникают они в результате пиролиза триптофана и некоторых других органических соединений. Необработанные термически продукты также могут содержать мутагены. Так мутагены найдены в некоторых видах бобовых, неочищенном хлопковом масле, чёрном перце, грибах и некоторых других продуктах.
В начале 80-х г. в фермерском хозяйстве США обнаружили одинаковые врожденные дефекты у новорожденного ребенка, выводка щенят и козлят. Тщательные исследования показали, что в период беременности женщина и собака употребляли молоко, полученное от домашних коз. которых кормили люпином. Анализ люпина показал наличие в нём мутагенов. В настоящее время внедрены новые сорта люпина, в которых мутагенов практически нет.
В целом по некоторым оценкам человек в день с пищей, водой и воздухом получает примерно 2-3 гр. мутагенов [Ревазова Ю.А., 1994]. В связи с ухудшающейся экологической обстановкой количество мутагенов способных попасть в организм человека, будет постоянно увеличиваться.
На международном съезде медицинских генетиков выступила исследовательница из Канады. Областью её интересов было изучение мутагенной активности лекарственных соединений. Она предложила участникам съезда прислать ей в президиум записки, с перечислением лекарственных веществ, находящихся в карманах у мужчин и сумочках женщин. Анализ присланных записок показал, что в карманах мужчин содержится одно какое-либо лекарство. Это были в основном сердечные препараты и препараты, уменьшающие табачный и алкогольный запах изо рта. В сумочках женщин оказалось по 3 препарата. Спектр их был очень разнообразен. Но чаще всего присутствовал аспирин и лекарства против головной боли. Всё это свидетельствует о том, что лекарства стали необходимым компонентом нашей среды обитания.
К числу лекарств обладающих мутагенным эффектом прежде всего необходимо отнести противоопухолевые препараты. Особенно опасны алкилирующие соединения. Есть сведения, что при лечении основных опухолей эти препараты способствуют возникновению вторичных раковых очагов. Такие антибиотики как пенициллин, стрептомицин и тетрациклин повышают уровень различных аберраций в опытах на животных, растениях и микроорганизмах. Мутагенную активность показали и широко применяемые аспирин и амидопирин.
В области косметики среди различных препаратов благодаря широкому применению высокочувствительных тестов было найдено, что большинство коммерческих красителей волос, поступающих в США, Англию, Японию имеют значительный мутагенный потенциал. Только в США 89% (150 из 169 исследованных рецептур) коммерческих красителей окислительного типа являются мутагенными для сальмонелл. В Японии их оказалось 82%. Опасность усугубляется тем, что кожа головы представляет собой идеальную всасывающую поверхность. Поэтому при обесцвечивании волос, например, перекисью водорода, значительная часть этого мутагена попадает в организм, индуцируя различные повреждения в генетическом аппарате клеток. Понятно, что женщинам детородного возраста лучше не употреблять это чрезвычайно опасное соединение.
Приведём некоторые данные из обзора Долла . На основании анализа большого числа фактов, автор считает доказанным причину возникновения около 20 различных форм рака. Так, выяснена связь между возникновением аденокарциномы у молодых женщин, матери которых принимали стильбэстрол. У женщин, которые использовали в качестве противозачаточных средств стероидные гормоны, наблюдались опухоли печени. Известна роль алкоголя в возникновении рака рта, глотки и носоглотки. Процент возникновения рака этой локализации обычно высокий у содержателей баров, официантов и всех работающих с алкоголем. Однако, остается не ясным сам ли алкоголь провоцировал возникновение опухолей или это были другие компоненты алкогольных напитков. Доказанным является факт, что у пьющих и курящих лиц риск заболеть на 50 % больше, чем у только пьющих или только курящих. Это подтверждается многочисленными исследованиями, что алкоголь усиливает мутагенную и канцерогенную опасность различных соединений. До сих пор имеются противоречивые данные по поводу мутагенности кофеина. Исследователи согласны в одном, большие дозы кофеина обладают мутагенным и канцерогенным действием.
Мутагены -- физические и химические факторы воздействие которых на живые организмы вызывает изменения наследственных свойств (генотипа). Мутагены разделяются на: физические (рентгеновские и гамма-лучи. радионуклиды, протоны, нейтроны и пр.), физико-химические (волокна, асбест), химические (пестициды, минеральные удобрения, тяжелые металлы и др.). биологические (некоторые вирусы, бактерии).
За всю историю своего развития человечество накопило (главным образом за счет естественного мутационного процесса) так называемый генетический груз, проявляющийся в наследственных, генетически обусловленных заболеваниях. Здоровье нынешних будущих поколений людей в значительной степени зависит от того, какой генетический груз получен в наследство от предыдущих, какое количество мутаций накоплено человечеством.
На данный момент известно около 2 тысяч генетических дефектов, затрагивающих только часть общего числа локусов в геноме, а так как считается, что за поколение естест-венно возникает немногим более одной генной мутации (в геноме), частота их в среднем мала (на ло-кус за поколение) и не может угрожать существованию популяций, При этом примерно четверть общего объема мутаций обусловлена энергией естественного фона ра-диации. Вместе с тем генные мутации, обусловливающие небольшие биохимические аномалии в организме, воз-можно, более часты.
Проблема заключается в том, что ускорение частоты мутаций ведет к увеличению числа особей с врожденными дефектами и вредными отклонениями, передающимися по наследству, причем мутации в неполовых (соматических) клетках, как правило, могут вызывать рост злокачественных новообразований (спонтанный рак). Расчеты показывают (Н. Дубинин, 1958), что удвоение частоты мутаций настолько увеличивает объем генетического груза, что это может стать опасным для существования популяций.
Существует выход из такого кризисного состояния -- это путь эволюционных изменений, однако приспособление к мутагенам в процессе отбора требует от популяции огромного числа генетических жертв и времени. В особенности видам, представленным сравнитель-но малым числом особей, с медленной сменяемостью поколений, труднее было бы приспособиться к высокому мутагенному фону среды,
Больше шансов на выход из генетического кризиса, обусловленного ростом мутагенных загрязнений (повышением темпа мутаций), имеют биологические виды с высокой численностью особей, с быстрой сменяемостью поколений, например микроорганизмы, Хорошо известно явление резистентности их к широко распространенным антибиотикам, сульфаниламидным препаратам, так же как и появление устойчивых к пестицидам рас бактерий, грибов, насекомых.
Главная опасность загрязнения окружающей среды мутагенами, как полагают генетики, заключается в том, что вновь возникающие мутации, не «переработанные» эволюционно, отрицательно повлияют на жизнеспособность любых организмов. И если поражение зародышевых клеток может привести к росту числа носителей мутантных генов и хромосом, то при повреждении генов соматических клеток возможно возрастание числа раковых заболеваний. Более того, существует глубокая связь различных на первый взгляд биологических эффектов.
Например, мутагены окружающей среды влияют на величины рекомбинаций наследственных молекул, являющихся также источником наследственных изменений. Возможно и влияние на функционирование генов, что может быть причиной, например, тератологических отклонений (уродств), наконец, вероятны поражения ферментных систем, что изменяет различные физиологические особенности организма, вплоть до деятельности нервной системы, а, следовательно, сказывается и на психике. Генетическая адаптация популяций человека к возрастающему загрязнению биосферы мутагенными факторами принципиально невозможна.
В отличие от грубых хромосомных повреждений наследственного материала точковые генные мутации, обладающие способностью накапливаться в поколениях, представляют основную трудность для обнаружения в популяциях. Выявление их важно именно потому, что такие мутации будут в значительной мере ответственны за проявления генетического груза в ближайших поколениях.
Определенные перспективы прямой регистрации генных точковых мутаций создает возможность слежения за изменениями в строении редких и мономорфных белков (Н. Дубинин, Ю. Алтухов, 1975). Как показано Ю. Алтуховым, спонтанные мутации приводят к изменению таких белков, и метод улавливает скрытые (в гетерозиготе) вновь возникшие мутации у особей. А это необходимо как для выявления новых мутаций, вызванных загрязнением окружающей среды, так и для оценки изменений темпов мутирования, объема генетического груза, а тем самым и генетических последствий.
Прежде всего необходимо оценить мутагенность различных загрязнений на высокочувствительных биологических тест-системах, в том числе и тех, которые могут поступить в биосферу, и если риск для человека доказан, то принимать меры для борьбы с ними.
Формируется задача скрининга -- просеивания загрязнений с целью выявления мутагенов и выработки специального законодательства для регулирования их поступления в окружающую среду. И таким образом, контроль генетических последствий загрязнения в комплексе содержит в себе две задачи: испытание на мутагенность факторов среды различной природы и мониторинг популяций.
На данный момент в мире уже имеется большое число квалифицированных лабораторий, в которых проводятся достаточно точные испытания. Только за последнее десятилетие предложено свыше трех десятков тест-систем, часть которых предназначена для выявления точковых мутаций. Задача состоит в разработке комплексных тест-систем, которые могли бы давать ответ на вопрос, в каких условиях потенциально мутагенные факторы могут стать действующими -- в зависимости от каких путей попадания в организм и особенностей внутриклеточного обмена веществ, активирующего или, наоборот, подавляющего мутагенный эффект. Комплексные наборы биологических тест-систем для массового скрининга предназначены для выявления всех типов мутационных повреждений хромосом и генов и должны быть чувствительны к малым дозам мутагенов. Ведь последствия суммарного и длительного воздействия низких доз мутагенов создают наибольший вклад в увеличение генетического груза: достаточные для индукции точковых мутаций, способных накапливаться в поколениях, они к тому же наиболее распространены в окружающей среде.
Назад
Вперёд
Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.
Цели урока.
1. Развивать личностные УУД через формирование понятия “мутаген”, “мутагенез”, “спонтанный мутагенез”, “индуцированный мутагенез”, расширение знаний учащихся о типах мутагенов и их влиянии на организмы. Показать опасность загрязнения окружающей среды мутагенами, обосновать необходимость обеспечения генетической безопасности человека.
2. Развивать регулятивные и познавательные УУД через умения управлять познавательной и учебной деятельностью посредством самостоятельной постановки проблемы и путей ее разрешения, структурирования изучаемого материала, работы с дополнительной литературой, умения выступать с сообщениями, ставить вопросы, проводить оппонирование.
3. Развивать коммуникативные УУД, обеспечивающие возможности сотрудничества: умения слышать, слушать и понимать партнера, контролировать действия друг друга, правильно выражать свои мысли в речи, уважать в общении и сотрудничестве партнера и самого себя.
3. Воспитательные
Методические цели: показать методические приемы формирования коммуникативных УУД у учащихся на уроках биологии (Приложение 5).
Материальное обеспечение урока: презентация, ИАД, раздаточный материал, сообщения учащихся.
Методы работы: словесный, проблемный, частично-поисковый, применение ранее полученных знаний, творческий подход к учебной деятельности в использовании дополнительной литературы, контроль знаний.
Форма урока: семинарское занятие.
Проведение урока
Есть бытие, но именем каким
его назвать? Ни сон оно, ни бденье;
Сознанье ли болезненной мечты
Иль дерзкого ума соображенье…
Е.А. Баратынский
Сегодня мы с вами продолжаем разговор о наследственной изменчивости. Давайте вспомним, что мы уже знаем по этому вопросу. (Типы наследственной изменчивости, типы мутаций и их проявление).
Тема нашего сегодняшнего урока “Мутагены и их влияние на живую природу и человека” (слайд № 1). Для сегодняшнего семинарского занятия вы получили 5 вопросов опережающего задания и должны были разделиться на группы и подготовить дополнительный материал по ним. Каждая группа получит возможность выступить, ответить на вопросы и послушать оппонента (слайд № 2).
Перед тем, как начать работу, я хочу предложить вам небольшой слайд-фильм, посмотрите его внимательно, и сформулируйте проблему, а в конце урока предложите пути ее разрешения.
Учащиеся смотрят слайд-фильм (слайды № 3–13), обсуждают свои эмоции и формулируют проблему.
(Почему возникают такие уродства у человека и можно ли повлиять на этот процесс?).
Для того, чтобы ответить на наш вопрос, поработаем сначала с новым материалом, обсудим вопросы, предложенные вам на самоподготовку. Работать будем по схеме, оценка работы при помощи жетонов (Приложение 1 , , , ).
Мутагены и их типы (1 группа выступает, оппонирует 2 группа, вопросы по желанию)
Учащиеся слушают выступление, выполняют в рабочих тетрадях задания № 1, 3, 6.
Мутагены – факторы, вызывающие возникновение мутаций(слайд № 14).
Классификация по природе воздействующих факторов (слайд № 15) :
1. Физические – различные типы излучений, температура.
2. Химические.
3. Биологические.
По происхождению:
1. Спонтанные – действуют в нормальных природных условиях без видимых причин.
2. Индуцированные – искусственно инициируются человеком для своих целей.
(Слайд № 16). Факторы, вызывающие самопроизвольный (спонтанный) мутагенный эффект, подразделяют на внешние, или экзогенные, и внутренние, или эндогенные. К экзогенным факторам спонтанного мутагенеза относят естественный радиационный фон, а также действие на соматические или половые клетки организма высоких или низких температур.
Известно, что среди растительных организмов высокогорных или арктических районов часто встречаются полиплоидные формы, возникающие как следствие спонтанных мутаций генома. Это связано с резкими перепадами температур в период вегетации, а в горах - с сильной УФ-радиацией. Экспериментально доказано, что резкое повышение температуры окружающей среды на каждые 10 °С в пять раз увеличивает частоту мутаций. Неслучайно высокогорья являются центрами происхождения многих видов растений, вошедших в культуру как полиплоиды.
К числу экзогенных мутагенов относят воздействие на соматические или половые клетки организма различных химических соединений. Особенно сильными мутагенами для человека являются наркотические вещества, никотин, алкоголь. Они вызывают самопроизвольные мутации, ошибки процессов репликации и рекомбинации ДНК, повреждение генов и хромосом. При этом спонтанно возникают все возможные типы генных, хромосомных, геномных и цитоплазматических мутаций, часто опасных для жизнедеятельности организма.
Источником многих самопроизвольных мутаций являются эндогенные факторы - некоторые химические соединения, возникающие в организме спонтанно в процессе обмена веществ и вызывающие ошибки процессов репликации, рекомбинации ДНК, изменяющие месторасположение или структуру генетических элементов.
(Слайд № 17). В начале ХХ века был открыт физический, а затем и химический мутагенез, и у истоков этого открытия стояли отечественные учёные. Так, генетики В.В. Сахаров и М.Е. Лобашёв показали, что под действием химических соединений (иод, уксусная кислота, аммиак) увеличивается частота мутаций в клетках растения гречихи. Позже И.А. Рапопорт (СССР) и Ш. Ауэрбах (Великобритания) открыли мощные химические мутагены, названные ими супермутагенами.
Физические мутагены (2 группа выступает, оппонирует 3 группа, вопросы по желанию)
Учащиеся слушают, выполняют задания в рабочей тетради № 4, 5.
(Слайд № 18). К этой группе мутагенов относятся различные типы излучений, температура. К ионизирующим излучениям относят электромагнитные, рентгеновские и гамма-лучи, а также элементарные частицы (альфа, бета, нейтроны и др.). В процессе воздействия ионизирующих излучений на организм компоненты клетки, в том числе молекулы ДНК, поглощают определённое количество (дозу) энергии. При этом одна и та же доза может быть достигнута при слабой интенсивности облучения в течение длительного времени либо путём кратковременного облучения с высокой интенсивностью. Последствием облучения могут быть разрыв водородных связей в двойной спирали молекулы ДНК, разрывы одной или двух цепей ДНК, образование новых устойчивых связей (сшивок) между двумя цепями одной молекулы ДНК, между различными молекулами ДНК или между ДНК и молекулами белков. Экспериментально был получен следующий вывод.
Частота возникновения (индукции) мутаций пропорциональна дозе облучения. С увеличением дозы возрастает вероятность поражения.
В отличие от рентгеновских, ультрафиолетовые лучи не обладают достаточной энергией ионизации. Однако она поглощается входящими в состав ДНК азотистыми основаниями (пуринами и пиримидинами), переводя их в энергетически неустойчивое, возбуждённое состояние. Это приводит к ошибкам при репликации ДНК.
Мутагенным фактором также является повышенная температура. Например, при выращивании мушек-дрозофил при температуре на 10 °С выше обычной число мутаций увеличивается втрое. Радиационное повреждение генетического материала не является прямым источником возникновения изменений в клетках организма, повреждённых облучением (слайд № 19). Дело в том, что у любых организмов в клетках присутствует вода. Поэтому излучение не только непосредственно “ударяет” по чувствительным генетическим структурам, но и действует на них косвенно за счёт разложения воды. Этот процесс приводит к образованию короткоживущих, так называемых свободных радикалов (водорода Н + и гидроксила ОН -), объединяющихся с образованием либо воды, либо химически активных, а следовательно, биологически очень опасных молекул - перекиси водорода и атомарного кислорода. В свою очередь, они способны вызвать несколько новых актов ионизации. Таким образом, происходит лавинообразное увеличение частоты попаданий в “мишени”. Поэтому соединения, способные взаимодействовать со свободными радикалами (антиоксиданты), защищают молекулы-мишени от непрямого действия радиации. К числу таких антиоксидантов, например, относятся токоферол (витамин Е), микроэлемент селен и др.
Линии электропередач (слайд № 20), сильные радиопередающие устройства создают электромагнитное поле, которое в разы превышает допустимый уровень. Электрические и магнитные поля сильно влияют на состояние всех биологических объектов, попадающих в зону их воздействия. Например, в районе действия электрического поля ЛЭП у насекомых проявляются изменения в поведении: так, у пчел фиксируется повышенная агрессивность, беспокойство, снижение работоспособности и продуктивности, склонность к потере маток; у жуков, комаров, бабочек и других летающих насекомых наблюдается изменение поведенческих реакций, в том числе изменение направления движения в сторону с меньшим уровнем излучения. У растений распространены аномалии развития - часто меняются формы и размеры цветков, листьев, стеблей, появляются лишние лепестки. Здоровый человек страдает от относительно длительного пребывания в поле ЛЭП. Кратковременное облучение (минуты) способно привести к негативной реакции только у гиперчувствительных людей или у больных некоторыми видами аллергии. Работы английских ученых в начале 90-х годов показали, что у ряда аллергиков под действием поля ЛЭП развивается реакция по типу эпилептической. При продолжительном пребывании (месяцы - годы) людей в электромагнитном поле ЛЭП могут развиваться заболевания преимущественно сердечно-сосудистой и нервной систем организма человека. В последние годы в числе отдаленных последствий часто называются онкологические заболевания.
Зачастую более опасными являются источники слабого электромагнитного излучения, которое действует в течение длительного промежутка времени. К таким источникам относится в основном аудио-видео техника, бытовая техника. Наиболее существенное влияние на человека оказывают мобильные телефоны, СВЧ печи, компьютеры и телевизоры. Проблема электромагнитного излучения, исходящего от персональных компьютеров, встает достаточно остро ввиду нескольких причин: компьютер имеет сразу два источника излучения (монитор и системный блок); пользователь ПК практически лишен возможности работать на расстоянии; очень длительное время воздействия.
Генетические последствия воздействия ЭМИ изучены пока недостаточно. В одной из лабораторий США исследуется вопрос о зависимости между рождением монголоидных детей (болезнь Дауна) с облучением их отцов СВЧ энергией. Найдено, что большинство таких детей имеют отцов, облученных во время второй мировой войны радиополем локаторов.
Для защиты человека были разработаны специальные санитарные нормы (ГОСТ 12.1.006-84 регламентирует воздействие электромагнитных излучений на человека), в том числе и те, которые запрещают строительство жилых и прочих объектов вблизи сильных источников излучения.
Ясно для всех, что электромагнитное излучение представляет реальную угрозу для здоровья человека. Оказывается, что электромагнитные и радиационные поля близки по некоторым своим параметрам. Это было доказано как российскими, так и зарубежными учеными.
Химические мутагены (3 группа выступает, оппонирует 4 группа, вопросы по желанию)
Учащиеся слушают, выполняют задания в рабочей тетради № 5, 8.
Широкое изучение химического мутагенеза началось после того, как в 1946 году отечественный учёный И.А. Рапопорт обнаружил мощное мутагенное действие этиленимина и формальдегида, а Ш. Ауэрбах (Великобритания) такие же свойства обнаружил у иприта и его производных. С тех пор было выявлено много химических соединений, обладающих мутагенной активностью (Слайд № 21). Среди них - волокнистый минерал асбест, этиленамин, колхицин, бензпирен, азотистая кислота, наркотические вещества, алкоголь, никотин и др. Нередко эти же вещества одновременно являются и канцерогенами, то есть веществами, способными вызывать развитие в организме злокачественных новообразований (опухолей).
Выяснилось, что опасные для генно-хромосомного аппарата вещества буквально окружают нас: распыленные в воздухе препараты бытовой химии, краски для волос, производственные выбросы и выхлопные газы автомобилей и мотоциклов и т.д. Но больше всего мутагенов попадает в наш организм с пищевыми продуктами. Вредные химические вещества, накапливающиеся в почве, со временем переходят в съедобные части растений. Именно с ними мы поглощаем 37 процентов марганца, 41 - цинка, 32 - меди, 10 процентов никеля.
(Слайд № 22). Мутагены образуются и при длительном хранении продуктов в форме переокисленных соединений жиров, также повреждающих наследственную природу наших клеток. Например, если речь идет о “мутагенном мясе”, имеется в виду особенно опасная в этом отношении плесень, появляющаяся на испорченном мясе. Копчение мяса или жарение мяса и рыбы при температуре 100-200 градусов в течение 15 минут также приводит к появлению мутагенов. Холестерин, содержащийся в масле, яйцах, сметане, сливках, при долгом хранении становится мутагенным. Та же участь ожидает вкусовые добавки, используемые при консервировании, и консерванты, добавляемые к сокам и винам.
Многие лекарственные вещества вызывают в культуре клеток человека хромосомные аберрации в дозах, отражающих реальные, с которыми контактирует человек, но не показывают четкой дозовой зависимости. Эти препараты индуцируют (в 2-3 раза выше спонтанного уровня) хромосомные аберрации у “контактирующих” с ними индивидов. В эту группу можно отнести противосудорожные препараты (комплекс барбитуратов), психотропные, гормональные (эстрадиол, прогестерон, оральные контрацептивы), смеси для наркоза, противовоспалительные средства (бутадион, ацетилсалициловая кислота, амидопирин). Например, ацетилсалициловая кислота и амидопирин повышают частоту хромосомных аберраций, но только при больших дозах, применяемых при лечении ревматических болезней.
Большинство пестицидов являются синтетическими органическими веществами. Практически используется около 600 пестицидов, относящихся к разным классам химических соединений. Поскольку они циркулируют в биосфере, мигрируют в естественных трофических цепях, накапливаясь в некоторых биоценозах и сельскохозяйственных продуктах, то к прогнозированию последствий их применения привлекаются не только медики, гигиенисты, но и экологи. Очень важны прогнозирование и предупреждение мутагенной опасности химических средств защиты растений. Причем речь идет о повышении мутационного процесса не только у человека, но и в растительном и животном мире. Человек контактирует с химическими веществами при их производстве, при их применении на сельскохозяйственных работах, получает небольшие их количества с пищевыми продуктами, водой из окружающей среды.
Биологические мутагены (4 группа выступает, оппонирует 5 группа)
Учащиеся слушают, делают записи в тетради.
(Слайд № 23). К биологическим мутагенам относят некоторые растения, например безвременник осенний (Colchicum autumnale) , многие вирусы и генно-модифицированные объекты. Извлекаемый из безвременника алкалоид колхицин часто используется для искусственного получения полиплоидов, так как блокирует расхождение удвоившихся хромосом. Вирусы могут вызывать различные хромосомные мутации (аберрации), обусловливающие наследственную изменчивость.
(Слайд № 24). В настоящее время трансгенные сорта сельскохозяйственных культур, устойчивые к гербицидам, вирусам, насекомым-вредителям, с улучшенными качественными характеристиками (улучшенный состав растительного масла) занимают посевные площади, превышающие 85 млн. гектаров. Продукты питания, полученные из таких сортов, теперь уже не редкость на прилавках магазинов многих стран мира.
Но у генной инженерии есть и другая, заставляющая насторожиться, сторона, которая связана с возможным изменением структуры генома конкретного трансгенного растения, с утечкой трансгенов и их передачей диким сородичам, с воздействием на "дикие" виды в природной экосистеме. Часто в ГМ-организм внедряется ген, отвечающий за устойчивость к антибиотикам в качестве гена-маркера. Гипотетически если такой ген резистентности к антибиотикам передастся болезнетворным бактериям, то они получат иммунитет против действия антибиотиков и тогда лечение обычными антибиотическими средствами становится менее эффективным.
Невзирая на длительное невосприятие европейским сообществом генно-инженерных продуктов, в настоящее время в Европейском союзе разрешение на использование в пищевых продуктах получили продуктовые компоненты из сортов генетически модифицированной сои, кукурузы и масличных культур.
Среди используемых продуктов - масла и сиропы, которые содержат "ГМ-производный материал", а также мука и крахмал. Эти компоненты могут использоваться во многих продуктах переработки, начиная с вегетарианских гамбургеров и заканчивая сухим печеньем и соусами, аналогично использованию компонентов, которые происходят из не ГМ-культур. Например, трансгенная соя входит в состав почти 60% продуктов, среди которых: колбасные изделия, пельмени, хлеб, шоколад, маргарин, мороженное, детское питание и др. На основе ГМ - компонентов производят раздичные пищевые добавки (индекс Е). Как показали исследования "Гринпис", многочисленные компании с мировым именем используют ГМ-продукцию для производства своей продукции (слайд № 25).
До сих пор однозначного ответа на вопрос о том, как влияет потребление трансгенных продуктов на здоровье людей, нет. По мнению специалистов, ответить на этот вопрос можно лишь после того как на свет появятся внуки тех, кто сегодня питается ГМО. Анализ состояния здоровья одного поколения людей не даст достоверной картины. Результаты экспериментов над лабораторными животными показывают, что частота мутаций у них возрастает в сотни и тысячи раз и развивается бесплодие.
Влияние мутагенов на человека и окружающую среду (5 группа выступает, оппонирует 1 группа)
Учащиеся слушают, составляют схему в тетради.
За всю историю своего развития человечество накопило (главным образом за счет естественного мутационного процесса) так называемый генетический груз, проявляющийся в наследственных, генетически обусловленных заболеваниях. Здоровье нынешних будущих поколений людей в значительной степени зависит от того, какой генетический груз получен в наследство от предыдущих поколений, какое количество мутаций накоплено человечеством (слайд № 26).
На данный момент известно около 2 тысяч генетических дефектов,
затрагивающих только часть общего числа локусов в геноме. При этом примерно четверть общего объема мутаций обусловлена энергией естественного фона радиации. Вместе с тем генные мутации, обусловливающие небольшие биохимические аномалии в организме, возможно, более часты.
Проблема заключается в том, что ускорение частоты мутаций ведет к увеличению числа особей с врожденными дефектами и вредными отклонениями, передающимися по наследству, причем мутации в неполовых (соматических) клетках, как правило, могут вызывать рост злокачественных новообразований (спонтанный рак). Расчеты показывают, что удвоение частоты мутаций настолько увеличивает объем генетического груза, что это может стать опасным для существования популяций.
Существует выход из такого кризисного состояния - это путь эволюционных изменений, однако приспособление к мутагенам в процессе отбора требует от популяции огромного числа генетических жертв и времени. В особенности видам, представленным сравнительно малым числом особей, с медленной сменяемостью поколений, труднее было бы приспособиться к высокому мутагенному фону среды. Больше шансов на выход из генетического кризиса, обусловленного ростом мутагенных загрязнений (повышением темпа мутаций), имеют биологические виды с высокой численностью особей, с быстрой сменяемостью поколений, например микроорганизм. Хорошо известно явление устойчивости их к широко распространенным антибиотикам, сульфаниламидным препаратам, так же как и появление устойчивых к пестицидам рас бактерий, грибов, насекомых.
Главная опасность загрязнения окружающей среды мутагенами, как полагают генетики, заключается в том, что вновь возникающие мутации, не “переработанные” эволюционно, отрицательно повлияют на жизнеспособность любых организмов. И если поражение зародышевых клеток может привести к росту числа носителей мутантных генов и хромосом, то при повреждении генов соматических клеток возможно возрастание числа раковых заболеваний. Более того, существует глубокая связь различных на первый взгляд биологических эффектов.
Например, мутагены окружающей среды влияют на величины рекомбинаций наследственных молекул, являющихся также источником наследственных изменений. Возможно и влияние на функционирование генов, что может быть причиной, например, тератологических отклонений (уродств), наконец, вероятны поражения ферментных систем, что изменяет различные физиологические особенности организма, вплоть до деятельности нервной системы, а следовательно, сказывается и на психике. (Слайд № 27). Генетическая адаптация популяций человека к возрастающему загрязнению биосферы мутагенными факторами принципиально невозможна.
В отличие от грубых хромосомных повреждений наследственного материала точковые генные мутации, обладающие способностью накапливаться в поколениях, представляют основную трудность для обнаружения в популяциях. Выявление их важно именно потому, что такие мутации будут в значительной мере ответственны за проявления генетического груза в ближайших поколениях.
Мы живем в среде, напичканной мутагенами, и полностью исключить их влияние не можем, но полученные знания помогут нам уменьшить влияние этих негативных факторов на организм, сохранить наше здоровье и здоровье наших детей. Некоторые рекомендации по снижению воздействия мутагенов на наш организм (слайды № 28, 29)
Смягчают действия мутагенов(слайд № 30)
Итог урока
А теперь давайте вернемся к проблеме нашего урока. Чья это проблема? Можем ли мы влиять на мутагенез?
Безусловно, да! Один из самых действенных методов - это знания. Необходимо знать свои особенности, знать – что может вызвать генетические нарушения еще не родившегося ребенка… Вероятность трагедии можно снизить. Здоровый образ жизни - один из путей снижения этого риска.
Рефлексия
Ответьте на вопросы (приложение № 4)
Закрепление знаний
Проверка выполнения заданий в рабочей тетради.
Задание на самоподготовку
(На отдельных листах) “Письмо в будущее”. Прожив и прочувствовав” сегодняшний урок, напишите письмо своему будущему ребенку, о том, что он должен знать, что делать, как себя вести, чтобы снизить риск мутаций у себя и будущих потомков.
Список литературы
- Маншеева Э.П. Мутагены. festival.1september.ru
- Пономарева И.Н., Корнилова О.А., Симонова Л.В. Биология. М. “Вентана-Граф”. 2011.
- Мутации фото. images.yandex.ru
- Мутагены окружающей среды. abilev.narod.ru>mutagen10.htm
- Физические мутагены. referat.ru>mutageny.html
- Картинки. images.yandex.ru>мутагены.
- Мутагены. BiblioFond.ru>view.aspx.id=55819