GENY A GENERACE

1.1 Charakteristika rozvíjené přírodovědné představy – genetická informace se předává z generace na generaci

Živí tvorové mají potomky stejného druhu jako jsou sami. Tito potomci však nejsou s rodiči identičtí. Rostliny a zvířata, včetně lidí, se na své rodiče v mnohém podobají, protože genetická informace se předává z generace na generaci. Organismy, které vzniknou asexuální reprodukcí, například odnožemi, jsou s rodičovskou rostlinou geneticky shodné. Při pohlavním rozmnožování pochází každá polovina genetické informace od jednoho z rodičů. Mnohé z vlastností organismů ovlivňují i vnější podmínky, například množství dostupné potravy nebo počasí. Proto se i při bezpohlavním rozmnožování jednotlivé generace vzájemně liší. U lidí hrají kromě jiných vnějších faktorů důležitou roli procesy učení. I ty ovlivňují vlastnosti člověka.

Chromozomy

V jádrech rostlinných i živočišných buněk je v chromozomech uložen jakýsi stavební plán.¹⁾ Chromozomy obsahují DNA. Jistá část DNA se označuje jako gen. V jediném chromozomu může být více než tisíc genů. Ve většině buněk lidského těla je 23 párů chromozomů – s celkovým počtem asi dvacet tisíc genů. Sada 46 chromozomů se nazývá také dvojitá chromozomová sada, protože každý chromozom je v ní zastoupen dvakrát (jeden přitom pochází od otce a druhý od matky).

Když organismus roste nebo se odumřelé buňky nahrazují novými, buňky se dělí a genetická informace se kopíruje. V každé nové buňce je pak stejná genetická informace. Někdy se při kopírování vyskytnou chyby. V takovém případě mluvíme o mutaci. Mutace může být pro organismus škodlivá, užitečná nebo na něj nemá žádný vliv. Změny genů mohou vzniknout buď spontánně při buněčném dělení, nebo vlivy prostředí, mezi které patří například záření nebo chemikálie. Takové změny mají vliv na organismus. Na další potomky mají vliv až tehdy, když se změny předají dál, například prostřednictvím spermií či vajíček.

Pohlavní a bezpohlavní rozmnožování

Při pohlavním rozmnožování splyne (mužská) spermie se (ženským) vajíčkem. Spermie a vajíčka jsou specifické buňky. Obsahují pouze jednoduchou sadu chromozomů, tedy jen jednu verzi genu od jednoho z rodičů. Oplodněné vajíčko, tedy buňka, která vznikne splynutím spermie a vajíčka, znovu obsahuje dvojitou sadu chromozomů. Při tomto způsobu rozmnožování se genetický materiál uspořádá nanovo. Vznikají nové kombinace genů a vlastností. Existuje mnoho možných kombinací, které se pak dědí z generace na generaci. Nejčastěji se dědí ty kombinace vlastností, které jsou v daném prostředí zvlášť výhodné. Tímto způsobem se organismy přizpůsobují životnímu prostředí. Tento proces se nazývá přírodní výběr.

Při bezpohlavním rozmnožování, jakým se rozmnožují různé organismy, např. bakterie, některé druhy hmyzu a rostliny, se dědí identická genetická informace. Geneticky identické organismy mohou vznikat i uměle, klonováním.

Genom

Souhrn všech genů v organismu nazýváme genom. Vědci dekódují genomy různých druhů organismů. Získávají přitom nové poznatky o genetických informacích. Když geny známe, můžeme genetický materiál uměle měnit. Můžeme tak ovlivňovat některé vlastnosti organismů. Genová terapie využívá specifické techniky, které umožňují měnit lidské geny a léčit tak některá onemocnění. Souhrnně můžeme říci, že hlavní myšlenkou je zde ukládání genetické informace v DNA v buňkách organismů. Geny určují vývin a strukturu organismů. Při bezpohlavním rozmnožování pocházejí všechny geny potomka od jednoho rodiče. Při pohlavním rozmnožování pochází od jednoho rodiče polovina genů.

1.2 Navrhovaná úroveň rozvoje velké idey na 1. stupni základní školy

Žáci základních škol již dokáží pochopit následující část této velké myšlenky a získat s ní přímou zkušenost. Živé bytosti mají potomky stejného druhu. Tito potomci však nejsou identičtí se svými rodiči. Sourozenci se vzájemně podobají, nejsou však identičtí. Rostliny a zvířata, včetně lidí, se na své rodiče v mnoha vlastnostech podobají. Tato podobnost se předává z generace na generaci prostřednictvím genetické informace (mluvíme také o genech nebo o DNA). Jiné vlastnosti, například schopnosti nebo způsoby chování, se takto nedědí. Ty musíme získat, tedy naučit se je.