GÉNY A GENERÁCIE

1.1 Charakteristika rozvíjanej prírodovednej predstavy – genetická informácia sa odovzdáva z generácie na generáciu

Živé tvory majú potomkov rovnakého druhu ako sú sami. Títo potomkovia však nie sú s rodičmi identickí. Rastliny a zvieratá, vrátane ľudí, sa na svojich rodičov v mnohom podobajú, pretože genetická informácia sa odovzdáva z generácie na generáciu. Organizmy, ktoré vzniknú nepohlavným rozmnožovaním, napríklad odnožami, sú s rodičovskou rastlinou geneticky zhodné. Pri pohlavnom rozmnožovaní pochádza každá polovica genetickej informácie od jedného z rodičov. Na mnohé z vlastností organizmov vplývajú aj vonkajšie podmienky, napríklad množstvo dostupnej potravy alebo počasie. Preto sa aj pri bezpohlavnom rozmnožovaní jednotlivé generácie vzájomne líšia. U ľudí hrajú okrem iných vonkajších faktorov dôležitú úlohu procesy učenia. Aj tie ovplyvňujú vlastnosti človeka.

Chromozómy

V jadrách rastlinných aj živočíšnych buniek je v chromozómoch uložený akýsi stavebný plán. ¹⁾ Chromozómy obsahujú DNA. Istá časť DNA sa označuje ako gén. V  jedinom chromozóme môže byť viac ako tisíc génov. Vo väčšine buniek ľudského tela je 23 párov chromozómov – s celkovým počtom asi dvadsaťtisíc génov. Sada 46 chromozómov sa nazýva aj dvojitá chromozómová sada, keďže každý chromozóm je v nej zastúpený dvakrát (jeden pritom pochádza od otca a druhý od matky).

Keď organizmus rastie alebo sa odumreté bunky nahrádzajú novými, bunky sa delia a  genetická informácia sa kopíruje. V  každej novej bunke je potom rovnaká genetická informácia. Niekedy sa pri kopírovaní vyskytnú chyby. V takomto prípade hovoríme o mutácii. Mutácia môže byť pre organizmus škodlivá, užitočná alebo naň nemá nijaký vplyv. Zmeny génov môžu vzniknúť buď spontánne pri bunkovom delení, alebo vplyvmi prostredia, medzi ktoré patrí napríklad žiarenie alebo chemikálie. Takéto zmeny majú vplyv na organizmus. Na ďalších potomkov majú vplyv až vtedy, keď sa zmeny odovzdajú aj ďalej, napríklad prostredníctvom spermií či vajíčok.

Pohlavné a bezpohlavné rozmnožovanie

Pri pohlavnom rozmnožovaní splynie (mužská) spermia so (ženským) vajíčkom. Spermie a vajíčka sú špecifické bunky. Obsahujú len jednoduchú sadu chromozómov, teda len jednu verziu génu od jedného z rodičov. Oplodnené vajíčko, teda bunka, ktorá vznikne splynutím spermie a vajíčka, znovu obsahuje dvojitú sadu chromozómov. Pri tomto spôsobe rozmnožovania sa genetický materiál nanovo usporadúva. Vznikajú nové kombinácie génov a  vlastností. Existuje mnoho možných kombinácií, ktoré sa potom dedia z generácie na generáciu. Najčastejšie sa dedia tie kombinácie vlastností, ktoré sú v danom prostredí zvlášť výhodné. Týmto spôsobom sa organizmy prispôsobujú životnému prostrediu. Tento proces sa nazýva prírodný výber.

Pri bezpohlavnom rozmnožovaní, akým sa rozmnožujú rôzne organizmy, napr. baktérie, niektoré druhy hmyzu a rastliny, sa dedí identická genetická informácia. Geneticky identické organizmy môžu vznikať aj umelo, klonovaním.

Genóm

Súhrn všetkých génov v organizme nazývame genóm. Vedci dekódujú genómy rôznych druhov organizmov. Získavajú pritom nové poznatky o  genetických informáciách. Keď gény poznáme, môžeme genetický materiál umelo meniť. Môžeme tak ovplyvňovať niektoré vlastnosti organizmov. Génová terapia využíva špecifické techniky, ktoré umožňujú meniť ľudské gény a  liečiť tak niektoré ochorenia. Zhrňujúco môžeme povedať, že hlavnou myšlienkou je tu ukladanie genetickej informácie v DNA v bunkách organizmov. Gény určujú vývin a štruktúru organizmov.Pri bezpohlavnom rozmnožovaní pochádzajú všetky gény potomka od jedného rodiča. Pri pohlavnom rozmnožovaní pochádza od jedného rodiča polovica génov.

1.2 Navrhovaná úroveň rozvoja veľkej idei na 1. stupni základnej školy

Žiaci základných škôl už dokážu pochopiť nasledovnú časť tejto veľkej myšlienky a získať s ňou priamu skúsenosť. Živé bytosti majú potomkov rovnakého druhu. Títo potomkovia však nie sú identickí so svojimi rodičmi. Súrodenci sa vzájomne podobajú, nie sú však identickí. Rastliny a zvieratá, vrátane ľudí, sa na svojich rodičov v mnohých vlastnostiach podobajú. Táto podobnosť sa odovzdáva z generácie na generáciu prostredníctvom genetickej informácie (hovoríme aj o génoch alebo o DNA). Iné vlastnosti, napríklad schopnosti alebo spôsoby správania, sa takto nededia. Tie musíme získať, teda naučiť sa ich.