მეიოზის შესწავლა მცენარეებში და მისი გამოყენება კვლევითი პროექტის განხორციელებისას

მეიოზი სქესობრივი გამრავლების ციტოლოგიური საფუძველია, რომელსაც, თავის მხრივ, საფუძვლად უდევს დიფერენცირებული სასქესო გამეტების ჩამოყალიბება და განაყოფიერება ზიგოტის წარმოქმნით.

მეიოზის პროცესის შესწავლა მიტოზთან შედარებით რთულია. მოსწავლეებს უჭირთ მეიოზის ფაზების ამოცნობა, განსაკუთრებით –პირველი და მეორე დაყოფის ფაზებისა, მათი თავისებურებების გარჩევა და გენეტიკური როლის დასაბუთება.

ეროვნული სასწავლო გეგმის მიზნებიდან გამომდინარე, ბიოლოგიის სწავლება მეცნიერული კვლევა-ძიების უნარების განვითარებას ითვალისწინებს. მოსწავლეს უნდა შეეძლოს (ბიოლ. IX. 2) კვლევითი პროცედურის განხორციელება, მონაცემების აღრიცხვა, ანალიზი და შეფასება.

წინამდებარე სტატიის მიზანია, გაგაცნოთ დროებითი პრეპარატების მომზადების მეთოდიკა, რომელიც მოსწავლეებს – მეიოზის ცალკეული ფაზის შესწავლისა და ამოცნობის, ხოლო მასწავლებლებს კვლევითი პროექტის დაგეგმვისა და განხორციელების საშუალებას მისცემს.
ცდის მასალა და ობიექტი
ცდის ობიექტია საყვავილე კოკრები ან სამტვრე პარკები. ცდის მასალად დაგჭირდებათ მიკროსკოპი, სპირტქურა, პეტრის ჯამი, პიპეტი, ლანცეტი, სასაგნე და საფარი მინები, აცეტოკარმინის ან ჰემატოქსილიენის საღებავი, ცეცხლგამძლე ქიმიური ჭიქები. მუშაობა ტარდება ამწოვ კარადაში.
ცდის მსვლელობა

მეიოზის შესწავლა შეიძლება მიკროსპოროგენეზის დროს მიკროსპორის დედა უჯრედში. კვლევის ობიექტად სამტვრე პარკის გამოყენება მოხერხებულია, რადგან იგი მოიცავს მიკროსპორის ფორმირების ყველა ეტაპს. მასალის აღება უნდა მოხდეს ყოველ მე-5 დღეს ყვავილობის მთელი პერიოდის განმავლობაში. აღებულ მასალას ვაფიქსირებთ კარნუას მოდიფიცირებულ ფიქსატორში (რომელიც შეიცავს 2 წილი სპირტისა და 1 წილი ყინულოვანი ძმარმჟავას ნარევს), სულ მცირე, 24 საათით.

პრეპარატის მომზადების წინ დაფიქსირებულ მასალას ვრეცხავთ გამოხდილი წყალით და დასარბილებლად ვათავსებთ რკინა ამონიუმის 2%–იან შაბის ხსნარში. 3-4 საათის შემდეგ მასალა ისევ ირეცხება გამოხდილი წყლით და იღებება აცეტოკარმინის ან ჰემატოქსილენის საღებავით (სასურველია, მასალა საღებავში 3-4–დან 24 საათამდე გავაჩეროთ). მაცერაციის მიზნით საღებავში მოთავსებულ მასალას ვადუღებთ სპირტქურაზე დაახლოებით 3-5 წუთს.

ყოველივე ამის შემდეგ შეღებილი და დარბილებული სამტვრე პარკები (ერთი ან ორი) გადმოგვაქვს პეტრის ჯამზე, პინცეტით ვათავსებთ კარგად გაწმენდილ სასაგნე მინაზე და ვაფარებთ საფარ მინას. ჰაერის გამოსადევნად სასურველია, საფარ მინას ფრთხილად დავაწვეთ ზემოდან. ამის შემდეგ პრეპარატი მზადაა მიკროსკოპით დასათვალიერებლად.
ცდის მიზანი

1. მოსწავლე იცნობს უჯრედის აგებულებას, იცის მეიოზური გაყოფა, ამიტომ პრეპარატებზე უნდა შეძლოს მეიოზის თითოეული ფაზის ამოცნობა, პირველი და მეორე მეიოზისთვის დამახასიათებელი თავისებურებების დადგენა და მეიოზის მარტივი მოდელის შექმნა.

2. მასწავლებელი მოსწავლეებს აცნობს ცდის მიზანს და უსვამს კითხვებს: სად მიმდინარეობს მეიოზი? რა ყალიბდება მეიოზური დაყოფის შედეგად? რამდენ ქრომოსომას შეიცავს გამეტა? რით განსხვავდება ერთმანეთისგან უჯრედის მიტოზური და მეიოზური დაყოფა? რა არის ბივალენტი და კროსინგოვერი? რამდენი ქრომატიდისგან შედგება ქრომოსომა პირველი და მეორე მეიოზური დაყოფის პროფაზაში, მეტაფაზასა და ანაფაზაში?

3. მასწავლებელი მოსწავლეებს სთხოვს, ჩაიხატონ რვეულში მეიოზის ფაზები და ცხრილში აღრიცხონ პირველ და მეორე ანაფაზაში ნანახი ქრომოსომული აბერაციები – ხიდაკები, ფრაგმენტები, რგოლები, ცალკეული, ჩამორჩენილი ქრომოსომები.

4. პირველი მეიოზური დაყოფის მეტაფაზაში მოსწავლემ მასწავლებლის დახმარებით უნდა შეძლოს ბივალენტების, უნივალენტების (ერთეული შეუწყვილებელი ქრომოსომების) და პოლივალენტების გარჩევა.

6. მეორე მეიოზური დაყოფა მიტოზის მსგავსია, ამიტომ მოსწავლეებს ცალკეული ფაზების ამოცნობა და თითოეული მათგანის თავისებურებათა დადგენა აღარ უჭირთ.

zzzzi
სურ.1 . სურათზე ნაჩვენებია პირველი და მეორე მეიოზური დაყოფის ფაზები.

პრეპარატის სრული დათვალიერების შემდეგ მასწავლებელი მოსწავლეებს ურიგებს ასანთის ღერებს, ძაფებს, მუყაოს ფურცლებს, პლასტილინს და სთხოვს, მეიოზის მოდელი დაამზადონ. სასურველია, მოსწავლეებმა იმუშაონ ჯგუფებად და მასალა წარმოადგინონ პრეზენტაციის სახით. მათ უნდა შეძლონ მიტოზისა და მეიოზის ცალკეული ფაზების მსგავსება–განსხვავებათა გარჩევა. იმავდროულად, მასწავლებელი აჩვენებს მოსწავლეებს ანიმაციებს მეიოზის შესახებ, რაც მათ მასალის უკეთ გაგება–გააზრებაში ეხმარება, ზრდის სწავლის მოტივაციას და საგაკვეთილო პროცესში მოსწავლეთა ჩართულობას.

ამ გზით პრეპარატების მომზადება მოსწავლეებს უყალიბებს მეცნიერული კვლევის ისეთ უნარ-ჩვევებს, როგორებიცაა ცდის დაგეგმვა, ცდის ჩატარება, დაკვირვება, აღწერა, მონაცემთა ანალიზი და შეფასება, მოდელის შექმნა და გამოყენება. ისინი უკეთ იმახსოვრებენ თითოეული ფაზის თავისებურებებს და აღარ უჭირთ მეიოზის გენეტიკური როლისა და ევოლუციის პროცესში მისი მნიშვნელობის დასაბუთება.

მეიოზის შესწავლის შემდეგ მასწავლებელმა შეიძლება დაგეგმოს პროექტი, რომელიც მაღალი (მე-10, მე–11, მე–12) კლასის მოსწავლეებისთვის იქნება განსაკუთრებით საინტერესო. კვლევა შეიძლება წარიმართოს, მაგალითად, ყვავილობის პერიოდში მეიოზის ინტენსივობის (ან ქრომოსომულ გარდაქმნათა სპექტრის) შესწავლის კუთხით.

აქტივობა 1. ლიტერატურის შეგროვება მეიოზის მნიშვნელობაზე სელექციასა და ფორმათწარმომქმნელ პროცესებში (დრო – ერთი თვე)

აქტივობა 2. ცდის ობიექტის შერჩევა (მასწავლებლისა და მოსწავლის სურვილის მიხედვით)

აქტივობა 3. მასალის სწორად აღება და დაფიქსირება (დრო – ერთი თვე; მასობრივი ყვავილობის პერიოდი)

აქტივობა 4. პრეპარატების მომზადება და დათვალიერება მიკროსკოპით, თითოეული ფაზის თავისებურებათა აღწერა (დრო – ფიქსირებულ პრეპარატებზე მოსწავლემ შეიძლება იმუშაოს 5-6 თვე)

ა) მეტაფაზაში უნივალენტების აღრიცხვა, რადგან მათი უთანაბრო განაწილება პოლუსებზე სხვადასხვა ქრომოსომული შემადგენლობის გამეტების წარმოქმნას განაპირობებს, რაც საბოლოოდ ანეუპლოიდი ფორმების ჩამოყალიბებას იწვევს;

ბ) ანაფაზაში ქრომოსომული აბერაციების აღრიცხვა (ხიდაკები, ფრაგმენტები, რგოლები, ცალკეული ჩამორჩენილი ქრომოსომები). ეს საინტერესოა სელექციური თვალსაზრისით (საკითხის შესწავლა შეიძლება გამოყენებულ იქნეს სელექციისა და ფორმათწარმომქმნელი პროცესების გასაანალიზებლად);

გ) აღნიშნული გამოკვლევები მოსწავლეებს საშუალებას მისცემს, შეისწავლონ მეიოზის ინტენსივობა მასობრივი ყვავილობის პერიოდში და კიდევ უფრო ღრმად ჩასწვდნენ მუტაციების როლს მცენარეთა სელექციასა და ფორმათწარმომქმნელ პროცესებში.

აქტივობა 5. დასკვნები და რეკომენდაციები. საგნობრივი პროგრამის მიზნებიდან და კვლევის შედეგებიდან გამომდინარე, მოსწავლეს შეუძლია ჰიპოთეზის გამოთქმა და დასკვნების გამოტანა.
თემის დასრულება და საბოლოო გაფორმება კვლევის შედეგებთან ერთად მოითხოვს დაახლოებით 8-9 თვეს.

ამგვარი კვლევები მასწავლებელმა შეიძლება გამოიყენოს როგორც პროექტგაკვეთილის, ისე პრობლემაზე დაფუძნებული სწავლებისა და საკონფერენციო ნაშრომისთვის.

კვლევითი სახის დავალებები და პროექტები მოსწავლეებს საკითხის ერთიანობაში განხილვის და მიზეზშედეგობრივი კავშირის დადგენის საშუალებას აძლევს. მათ უყალიბდებათ ისეთი უნარ-ჩვევები, როგორებიცაა კვლევის საგნისა და ეტაპების განსაზღვრა, ექსპერიმენტის დაგეგმვა და წარმართვა, მონაცემთა შეგროვება-დამუშავება, სამეცნიერო ლიტერატურის მოძიება და გამოყენება, მონაცემების ინტერპრეტაცია.

ამავე დროს, კვლევითი სახის დავალებები და პროექტები ზრდის სწავლის მოტივაციას, მოსწავლეები აქტიურდ ერთვებიან სასწავლო პროცესში, გამოიმუშავებენ დამოუკიდებლობას, კრიტიკულ ხედვას, უნარს, პრაქტიკულად გამოიყენონ, კონკრეტულ სიტუაციას მიუსადაგონ მიღებული ცოდნა, გადაჭრან ესა თუ ის პრობლემა. იზრდება მათი თვითშეფასების ხარისხიც.
გამოყენებული ლიტერატურა:
1. http://ncp.ge/ge/aqtivoba-2-sqesobrivi-gamravlebis-formebi-meiozi?resid=857
2. http://www.youtube.com/watch?v=kVMb4Js99tA
3. http://www.youtube.com/watch?v=4B071d9Ywbc
4. http://www.youtube.com/watch?v=-DLGfd-Wpr4
5. ზ. თ. ჯააფარიძე, ნ. ჟ. ზარნაძე. მეიოზის შესწავლა ჩაის მცენარეში და მისი გენეტიკური მნიშვნელობა. სსიპ ჩაის, სუბტროპიკული კულტურებისა და ჩაის მრეწველობის ინსტიტუტი, ინსტიტუტის დაარსების 70–ე წლისთავისადმი მიძღვნილი კონფერენცია,2010

კომენტარები

comments