Методическая разработка урока.
Автор: , учитель биологии высшего уровня квалификации высшей категории, сертифицированный учитель 1 уровня
Образовательное учреждение – ГУ «Карабалыкская СШ им. А. Кунанбаева» отдела образования Карабалыкского района»
Предмет – биология Класс – десятый, ЕМН
Тема: «Классификация мутаций. Причины и частота мутаций, мутагенные факторы».
Место урока: 9-й урок в разделе «Основы генетики», 2-й урок в главе «Основные закономерности изменчивости» и 51 урок в 10 классе с начала учебного года.
Цель: создание условий для изучения данной темы через развитие навыков самостоятельной работы с различными источниками информации.
Образовательные задачи: Организовать деятельность учащихся, направленную на самостоятельное исследование мутаций, их причин и мутагенных факторов, научиться классифицировать мутации по различным признакам и характеру воздействия на организм (полулетальные, летальные мутации), выяснить причины возникновения и частоту мутаций, мутагенные факторы и последствия их воздействия на организм.
Развивающие задачи: продолжить формирование и развитие базовых компетенций учащихся; развитие монологической речи, умения на научной основе излагать полученные знания; развивать познавательную активность посредством решения проблемных задач, развивать интерес к биологии при помощи творческих заданий; развитие мотивации к учебной деятельности.
Воспитательные задачи: воспитание умений и навыков уважительного отношения к одноклассникам, мнениям других, соблюдению дисциплинарных установок, культуры умственного труда; донести до учащихся актуальность проблемы возникновения мутаций в природе, необходимость их изучения как факторов, влияющих на генетическое благополучие человечества и понимание необходимости гуманного отношения к природе и человеку.
Тип урока: комбинированный.
Ведущие методы: частично-поисковый, исследовательский.
Форма: групповая, индивидуальная, фронтальная.
Технологии: технология критического мышления, проблемного обучения, обучение в сотрудничестве.
Приемы: АМО.
Принципы, соблюдаемые в деятельности учащихся и учителя: коллаборативная среда, сотрудничество, соучастие.
Формируемые компетенции: учебно-познавательные, информационные, коммуникативные, личностного самосовершенствования.
Оборудование / ресурсы: проектор, интерактивная доска, инструктивная карта для каждого обучающегося, тексты и доп. материалы для работы групп, ЦОР (флипчарт или презентация к уроку), видеофрагмент и музыка для психологического настроя.
Межпредметные связи: с изобразительным искусством, литературой, экологией и валеологией.
Время реализации занятия – 45 минут. Авторский медиапродукт – презентация (среда Power Point), флипчарт (среда ActivInspire).
Опережающее групповое задание: изучить типы мутаций (генные, геномные, хромосомные), мутагены (физические, химические, биологические).
Предполагаемый результат:
Личностный | метапредметный | Предметный |
Воспитание и понимание снижения влияния мутагенных факторов за счёт отказа от вредных привычек, например курения, употребления алкоголя и наркотиков. | Умение самостоятельно определять цели своего обучения, развивать мотивы и интересы своей познавательной деятельности | Сформирование основных понятий: изменчивость, мутации, мутагены, делеция, инверсия, транслокация, дупликация и др. |
Формирование ответственного отношения к учению на основе мотивации к обучению | Умение самостоятельно планировать пути достижения целей и умение соотносить их с планируемым результатом | расширить границы знаний о многообразии мутаций и их воздействии на организмы, |
формирование осознанного, уважительного и доброжелательного отношения к другому человеку, его мнению при работе в группах, толерантности | Владение основами самоконтроля, само - и взаимооценки | научиться классифицировать мутации по различным признакам и характеру воздействия на организм |
Формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве с учителем и сверстниками | Умение определять понятия, создавать обобщения, классифицировать, строить логическое рассуждение | ценностное отношение к своему генетическому здоровью, знание мер профилактики наследственных заболеваний человека |
Развитие учебно-познавательных и информационных компетенций, а также компетенции личностного самосовершенствования | Умение организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность с учителем и одноклассниками, работать в группе | Знания об использовании генетически безвредных пищевых добавок, лекарств, косметики, средств бытовой химии и охраны от загрязнения окружающей человека среды. |
Ход урока
I. Стадия вызова.
Слово учителя:
-Для того чтобы в течение всего урока сохранить работоспособность, нам необходимо хорошее настроение.
Возьмитесь за руки, почувствуйте тепло друг друга
(Учащиеся становятся в круг, держась за руки, учитель произносит слова шёпотом, а учащиеся повторяют их хором вслух)
Мы – внимательные! Мы – старательные!
Мы отлично учимся и всё у нас получится!
1.Подготовка к восприятию материала.
Слово учителя:
Представьте, что мы с вами в Дрезденской картинной галерее. Перед нами фантастическое полотно нидерландского художника ХИЕРОНИМУСА БОСХА (слайд )
Иеромним Босх (лат. Hieronymus Bosch; около 1450—1516) — нидерландский художник, один из крупнейших мастеров Северного Возрождения, считается одним из самых загадочных живописцев в истории западного искусства.
Но вглядитесь в изображение, кто это?
«…Есть бытие, но именем каким
его назвать? Ни сон оно, ни бденье;
Созданье ли болезненной мечты
Иль дерзкого ума соображенья…» ()
А вот генетик бы сказал – это... мутации
Интересно, как Вы думаете, какова будет тема урока?
«Мутации, мутационная изменчивость»
Тема «Классификация мутаций. Причины и частота мутаций. Мутагены».
- Скажите, что необходимо для того, чтобы наш урок прошел успешно, чтобы вы ушли с него, пополнив свой багаж знаний по предмету биология?
Необходимо поставить цель
- А для чего нам нужно поставить цель? Что вообще такое цель? Как вы это понимаете?
(Отвечают на вопросы. Дают определение понятию «цель»
-Цель - конечный результат.
Внимательно посмотрите на тему урока: «Классификация мутаций. Причины мутаций. Мутагены». Какова цель нашего сегодняшнего занятия? А помогут определить конечный результат урока нам слова-подсказки на доске.
1.Определение |
2. Выявление |
3.исследование |
4.Воспитание |
1.понятий: мутация, мутагены |
2. вид… мутаций, причин… мутаций |
3 классификац… мутаций |
4. необходимости гуманного отношения к природе и человеку. |
- Вы абсолютно верно сформулировали цель нашего урока. Наша главная задача – постараться классифицировать мутации, определить их роль для организмов, исследовать причины, слушая и анализируя выступления своих одноклассников, а также помнить о необходимости гуманного отношения к природе и человеку.
Учитель: «Чтобы достичь цели, нужно, прежде всего, идти», – мудро заметил французский писатель Оноре де Бальзак. Для получения максимального результата вам надо преодолеть все ступени этой лестницы. Но сначала, для более полного представления и закрепления знаний о наследственности и изменчивости, давайте выполним тест.
Выполняют тест и осуществляют взаимопроверку по ключу, оценку в рабочий лист.
II. Стадия осмысления.
Постановка учебной проблемы (слайд )
Андерсена “Гадкий утенок”
Проблемный вопрос: почему из яйца, которое насиживала утка, вывелся лебедь?
Ответ: яйцо – оплодотворенная яйцеклетка – в ней хранится наследственная информация.
Что является носителем информации? Хромосомы – гены.
Роль – передача наследственных свойств.
Клетка – хромосома – ген – признак.
Ген – фермент – признак.
Способности человека тоже объясняет генетика – работа гена.
– композитор XVIII века, один из большой семьи, где 11 поколений обладали музыкальными способностями.
В Англии в графстве Шрюсбери известны наследственные случаи брахидактилии – короткопалости – 14 поколений подряд.
Династия дома Габсбургов обладали отвислой нижней челюстью – рот оставался открытым – этот признак передавался с 14 века – Император Карл XVI век Альфонс испанский XIX век.
Иногда это наследование нарушается, возникают новые признаки.
2 . Поиск решения проблемы Мы должны определить причины возникновения новых признаков.
Итак, что такое мутации? Термин дал в 1901 г. генетик Де Фриз.
Определение термина – работа с учебником §52 стр. 272
Частота возникновения мутации
Полезные генные – 1 раз на сотню тысяч случаев. 1:100 000 – не часто! У млекопитающих в организме примерно 100 000 генов, то каждая особь несет вновь мутацию. Сергей Сергеевич Четвериков – генетик. Он сделал вывод о наследственности рецессивных популяций — как губка впитывает рецессивные мутации – это скрытые резервы наследственной изменчивости и эволюционных преобразований – успех естественного отбора. У человека 23 гаплоидные хромосомы, количество генотипов превышает в 20 раз численность всех людей на Земле – астрономическая цифра. Возникновение двух одинаковых людей невозможно. Большинство генов мутируют редко, часто мутации генные остаются незаметны. Это касается здоровья человека: диабеты, слабоумие, мышечная дискрозия. Женщины-дальтоники встречаются в 10 раз реже, чем мужчины. Сложные генные мутации редки. Синдром Клайфельтера 1 случай на 600 рожденных. Дети – Дауны – часто, 1 на 600 рожденных. Синдром Тернера у женщин 1 на 5000 рожденных.
2 . Поиск решения проблемы Мы двигаемся дальше.
Вторая ступень: посмотрим ваше опережающее домашнее задание.
Задание 1. КОЗ 1.
Аспект: Публичное выступление, обработка информации, презентация.
Уровень II – III. Групповая работа
Опережающее домашнее задание. Групповая работа с различными источниками информации, создание группой совместного творческого продукта (презентации), публичное выступление, взаимооценка презентаций других групп по критериям (приложение 1) .
Компетентностно-ориентированное задание № 1.
КОЗ для 1 группы: Стимул: Вы студент – медик, к Вам обратился за помощью сосед 10 классник. Объясните ему, что такое генные мутации.
Задачная формулировка: 1. Внимательно прочитайте учебника по теме генетические мутации.
2. Подготовьте устное сообщение по данной теме по плану:
- Определение Характеристика Примеры генетических мутаций у человека
3. Приготовьте презентацию в программе PowerPoint для иллюстрации вашей темы (можно использовать фото, видео и другие материалы из интернета). 4. Аргументировано раскройте содержание понятия, сделав публичное выступление от группы.
КОЗ для 2 группы:
Стимул: Вы студент – медик, к Вам обратился за помощью сосед 10 классник. Объясните ему, что такое хромосомные мутации. Задачная формулировка: (см. 1 группу)
КОЗ для 3 группы:
Стимул: Вы студент – медик, к Вам обратился за помощью сосед 10 классник. Объясните ему, что такое геномные мутации. Задачная формулировка: (см. 1 группу)
3. Выступление групп. – Презентация группового исследования (2 минуты каждой группе). Взаимооценивание по критериям. Прокомментируйте оценку. Занесите баллы в лист оценивания.
Оценка: макс. 5 баллов. Оценка на 3 ступени
Работают в группе.
Выполняют КОЗ №1.
Создают совместный проект до урока.
Публично выступают.
Оценивают презентации других групп.
Заслушивают выступления всех групп, дают критериальную оценку выступающим, оценивают вклад каждого участника группы, выставляют в оценочные листы.
4. Составить схемоконспект по теме «классификация мутаций»
Проверка по образцу (слайд 12)
5. Причины мутаций. Мутагены.
1 . Нарушение процессов репликации ДНК, рекомбинации, деления (мейоз). Точковые – изменение структуры ДНК (замена нуклеотида, выпадение его, изменение локуса).
2. Мутагенные факторы среды.
Карточка с заданием. Прочитайте текст (Приложение 2) , определите главную мысль текста, попробуйте запомнить текст. Составьте свои вопросы к тексту. На полях можно делать пометки : « +»- это знаю, «!» - об этом узнал, «?» - еще не знаю.
1 группа Физические мутагены.
2 группа Химические мутагены.
3 группа Биологические мутагены.
Выступление спикеров групп - по 1 минуте каждая группа
Задание 2для групп – лото
Баллы - оценки
Ступень четвертая:
6. Как оградить человечество от мутагенов? – сообщение учащегося
Забота об экологии планеты. Прекращение испытаний ядерного оружия в 3-х сферах. Оздоровление среды обитания человека.
Чистая среда – барьер на пути мутаций.
1. Радиация – увеличивает частоту мутаций человека в 6 раз, если он проживает в зоне радиации 30 лет. Пример: Брянская область (Чернобыль). Радиация в Японии вызвала поражение кожи, внутренних органов кроветворения – анемия, опухоли, катаракта глаз, укорочение жизни. Многие скрытые мутации проявляются через несколько поколений: диабет, слабоумие, мышечная дистрофия. Надо изыскать методы борьбы с ними.
2. Ежегодно в мире рождается 20 тысяч детей с тяжелыми недугами.
3. Химические факторы – действие сигарет, алкоголя, наркотиков.
4. Чистота среды – борьба с загрязнениями воды. Пример.
5. Канцерогены в пищевых продуктах – возникают перерожденные клетки.
6. Проверка косметических и лекарственных препаратов на “безвредность”.
- С какой группой мутагенов мы встречаемся чаще всего?
В повседневной жизни мы сталкиваемся с продуктами питания, производители которых используют ГМО. Порой, балуем себя шоколадками, варим супы быстрого приготовления, заходим перекусить в рестораны быстрого питания и никогда не задумываемся, к каким последствиям это может привести в дальнейшем.
Что такое ГМО?
Расшифровывается ГМО — генно-модифицированные организмы, это живые организмы, созданные при помощи генной инженерии. Данные технологии очень широко применяются в сельском хозяйстве, потому что растения, выращенные при помощи генной инженерии, устойчивы к вредителям и имеют повышенную урожайность.
Генетически модифицированные организмы - это организмы в генетический код которых при помощи генной инженерии внедрены чужеродные гены. Например, в ген картофеля добавляют ген скорпиона - его не едят никакие насекомые! Или в помидоры внедрили ген полярной камбалы - они перестали бояться морозов.
Проблемы биобезопасности
Вопросы использования и контроля за ГМО затрагивают права граждан на получение своевременной, полной и достоверной информации о состоянии окружающей среды, рисках и угрозах для здоровья, а широкомасштабное неконтролируемое распространение на пищевом рынке Казахстана ГМ продуктов питания может негативно отразиться на здоровье населения и будущем нации.
Генный инженер, создавая ГМО, нарушает один из основных запретов эволюции – запрет на обмен генетической информацией между далеко отстоящими видами (например, между растениями и человеком, между растением и рыбой или медузой). Опасность ГМО состоит в нарушении стабильности генома или встроенного в него чужеродного фрагмента ДНК, в проявлении возможных аллергических или токсических эффектов чужеродного белка, в изменении “работы” генетического аппарата и клеточного метаболизма с непредсказуемыми биологическими последствиями. Одним из основных недостатков современных генных технологий является наличие во встроенном фрагменте ДНК помимо так называемого “целевого гена”, изменяющего то или иное свойство организма, “технологического мусора”, в том числе генов устойчивости к антибиотикам и вирусных промоторов, которые небезопасны для природы и человека.
Значение мутаций
Мутации часто вредны, так как меняют приспособительные признаки организмов, вызывают врожденные заболевания человека и животных, часто несовместимые с жизнью (около 2 тыс. генетических дефектов, в соматических клетках – рак). Однако именно мутации создают резерв наследственной изменчивости и играют важную роль в эволюции.
КОЗ 3. Аспект: извлечение вторичной информации. Уровень: II.
Стимул: Определить практическую направленность генетических знаний в ходе решения генетических задач.
Задачная формулировка: решить задачу по практической генетике, выступить с решением и сравнить своё решение с модельным ответом.
Задача 1. Близкородственные браки.
У алтайцев по существующим обычаям запрещен брак между молодыми людьми одного родового сообщества (соока). Как вы думаете, почему? Какую роль данный запрет играет в предупреждении генетических заболеваний?
Задача №2.
В родильном доме перепутали двух детей. Родители одного из них имеют 1 и 2 группы крови, родители другого 2 и 4 группы крови. Дети имеют 1 и 2 группы крови. Определите, где чей ребенок.
Задача №3
К алкоголю А. пристрастилась с 16 лет. Первая беременность, наступившая в 18 лет, закончилась ранним выкидышем. Две последующие – преждевременными родами. Один ребёнок родился мёртвым, другой умер после вскоре после рождения. Во время четвёртой беременности развилась острая анемия. Женщина очень хотела родить, и проведённое лечение дало возможность сохранить беременность. Ребёнок родился в срок, но с множествами уродств: расщеплением верхнего нёба (волчья пасть), с шестью пальцами на руках.
Определите признаки и установите причины заболевания - алкогольного синдрома плода.
Презентация группового исследования (2 минуты каждая группа). Оценивание по критериям (взаимо - и самооценивание).
– Заключительное, четвертое, задание для групп:
Давайте вспомним слова Баратынского: «…Есть бытие, но именем каким
его назвать? Ни сон оно, ни бденье;
Созданье ли болезненной мечты
Иль дерзкого ума соображенья…»
Что можете сказать Вы по этому поводу?
А теперь я попрошу тех, кто считает, что цель, поставленная в начале урока, вами достигнута, сделать отметку на вершине нашей лестницы.
– Подсчитайте общее количество баллов, занесите в итоговую таблицу, выставьте оценку в соответствии со шкалой:
17-19 баллов – «5»
13-16 баллов – «4»
9-12 баллов – «3»
0-8 баллов – «2»
Передайте мне листы оценивания групп для обратной связи.
Учитель вместе с обучающимися выслушивают 2-3 желающих.
Совместно подводят итог урока.
– Я вижу, что сегодняшняя тема никого из вас не оставила равнодушным. На уроке вы сделали первые шаги к её постижению. Предлагаю домашнее задание § 51 для всех и на выбор:
1. Ментальная карта: «Классификация и причины мутаций»
2. Сочинение на тему:
- «Мутагены в моей жизни»
Сообщает обучающимся о домашнем задании, разъясняет методику его выполнения, мотивирует необходимость выполнения.
Рефлексия. Учитель: Ребята, Вы очень хорошо сегодня работали на уроке, Довольны ли вы своими результатами? Какие были затруднения? Давайте изобразим на своей руке, заполним анкеты и листы оценивания Координирует деятельность обучающихся 
Задание 1. КОЗ 1. Аспект: извлечение вторичной информации. Уровень: II.
Стимул: научится заполнять концептуальную таблицу.
*Прием полезен тогда, когда предлагается сравнение трех объектов или несколько вопросов. По горизонтали – что подлежит сравнению, по вертикали – различные черты и свойства.
Задачная формулировка: сравнить виды изменчивости по определенным критериям, заполнив концептуальную таблицу.
(слайд )
Ключ (модельный ответ): (слайд )
Осуществляют взаимопроверку внутри группы по ключу, ставят оценки друг другу.
Занесите баллы в лист оценивания.
(максимально 10б)
Линии сравнения Признаки | Модификации | Мутации |
1. Передается ли новый признак по наследству? | Не наследуются | Наследуются и передаются из поколения в поколение |
2.Зависит ли признак от изменений в генотипе? | Не связаны с изменением генотипа | Затрагивает генотип |
3. Можно ли заранее предсказать, как (в каком направлении) изменится организм под воздействием внешних условий? | Характеризуются направленностью | Не имеют направленного характера |
4.Какое значение для особи имеет? | Полезны, так как имеют приспособительное значение | Могут быть полезными или вредными для организма. |
5.Причины. | Определённые условия | Мутагенные факторы |
Задание 1. КОЗ 1. Аспект: извлечение вторичной информации. Уровень: II.
Стимул: научится заполнять концептуальную таблицу.
*Прием полезен тогда, когда предлагается сравнение трех объектов или несколько вопросов. По горизонтали – что подлежит сравнению, по вертикали – различные черты и свойства.
Задачная формулировка: сравнить виды изменчивости по определенным критериям, заполнив концептуальную таблицу.
(слайд )
Ключ (модельный ответ): (слайд )
Осуществляют взаимопроверку внутри группы по ключу, ставят оценки друг другу.
Занесите баллы в лист оценивания.
(максимально 10б)
Линии сравнения Признаки | Модификации | Мутации |
1. Передается ли новый признак по наследству? | Не наследуются | Наследуются и передаются из поколения в поколение |
2.Зависит ли признак от изменений в генотипе? | Не связаны с изменением генотипа | Затрагивает генотип |
3. Можно ли заранее предсказать, как (в каком направлении) изменится организм под воздействием внешних условий? | Характеризуются направленностью | Не имеют направленного характера |
4.Какое значение для особи имеет? | Полезны, так как имеют приспособительное значение | Могут быть полезными или вредными для организма. |
5.Причины. | Определённые условия | Мутагенные факторы |
Термин "мутация" ввел Г. де Фриз (1901) для характеристики случайных генетических изменений. Различают спонтанные и индуцированные мутационные процессы.
Индуцированный мутационный процесс - это возникновение наследственных изменений под влиянием направленного действия факторов внешней и внутренней среды. Возникновения мутаций без установленных причин принято называть спонтанным мутационным процессом.
Мутационная изменчивость обусловлена как влиянием на организм факторов внешней среды, так и его физиологическим состоянием.
Частота возникновения мутаций зависит от:
• генотипа организма;
• фазы онтогенеза;
• стадии онтогенеза;
• стадии гаметогенеза;
• митотического и мейотического циклов хромосом;
• химического строения отдельных участков хромосом и др.
Свойства мутаций:
• мутации возникают внезапно, скачкообразно;
• мутации наследуются, т. е. передаются от поколения к поколению;
• мутации не направленные - подвергаться мутациям может любой локус (участок хромосомы), вызывая изменения как незначительных, так и жизненно важных признаков;
• одни и те же мутации могут возникать повторно;
• за проявлением мутации могут быть полезными и вредными, доминантными и рецессивными.
