Министерство образования и науки
Кабардино-Балкарской республики
Кабардино-Балкарский торгово-технологический колледж
Методическая разработка
Открытого урока по предмету «Биология»
(профессия «техник-технолог общественного питания»)
Нальчик2012г
Данная методическая разработка урока-семинара
рекомендуется преподавателям биологии.
Одна из целей данного семинара - способствовать
развитию индивидуального интересе учащихся к
изучению проблемы генетики.
Составитель: -
преподаватель высшей категории КБТТК
Тема урока: “Основы генетики”
Цель открытого семинара:
Образовательная:
- Систематизировать знания учащихся о хромосомной теории наследственности; Продолжить формирования умение анализировать и решать генетические задачи на пользование генетической символикой; объяснить закономерности наследственности с помощью основных занятий генетики и цитологии;
- Обобщить и развить ранее усвоенные понятие о мейозе как цитологической основе закономерностей наследственности и хромосомах как материальных носителей наследственности;
Воспитательная:
- Сформировать у учащихся убежденность о том, что знание основных понятий генетики необходимо для понимания важных биологических закономерностей; Формирование диалектико-материалистического мировоззрения учащихся при выявлении универсального характера материальных основ наследственности.
Развивающая:
- Способствовать развитию индивидуального интереса учащихся к изучению проблем генетики;
- организовать мыслительную и практическую деятельность учащихся постановки проблемных ситуация, выработать умение творческого применения полученных знаний по предмету.
Тип урока - семинарское занятие
с просмотром видеофильма по теме.
Межпредметные связи:
Физика I курс, тема:
“Электрический заряд и элементарные частицы (дискретность)”.
Обществоведение
тема:“Основной вопрос философии”.
Физика.
тема:“Основные положения молекулярно-кинетической теории (статистический характер закономерностей)”.
Внутрипредметные связи:
Общая биология, тема:
“Формы размножения организмов”, “Развитие половых клеток и оплодотворении”.
Материальное оснащение урока:
Доска, мел. Опорные конспекты. Карточки-задания. Плакаты и таблицы. Выставка рефератов учащихся. Книжная выставка по предмету. Видеофильм “енделя”.План работы семинарского занятия
Проверка знаний основных понятий генетики Этапы развития генетики – доклад учащегося Ян Грегор Мендель (доклад учащегося) Методы изучения наследственности Гибридологический метод.(Доклад учащегося с демонстрацией видеофильма)
Решение задачи №1
Задача№1
Серый каракулевый мех (ширази) красивее и ценится дороже, чем черный каракуль. Каких овец по окраске шерсти экономически выгодно отбирать для скрещивания, чтобы получить как можно больше одновременно серых и черных каракульских ягнят, если гомозиготные особи латентны? Почему?
Иммуногенетический метод.Задача№2
Какие группы крови возможны у детей, если у их матери II группа, а у отца IV группа? Почему?
Задача№3
Отец ребенка-гомозиготный резус-положительный (p+), мать-рузус отрицательная (p-). Определите и объясните какой генотип и фенотип ребенка.
Генеалогический метод (краткая характеристика)Генетический анализ в руках детектива (доклад учащегося) Дискуссия по некоторым вопросам генетики (работа по карточкам) Обзор газет и журналов (новости генетики) Занятие по запоминанию генетических понятий. Вывод по теме Подведение итогов семинара.
Ход урока
Организационный момент. Приветствие учащихся и гостей. Проверка присутствующих готовности их к уроку. Мотивация на урок (информация о содержании урока, цели и формы проведения).План семинарского занятия
Проверка знаний основных понятий генетики (организована в форме терминологической игры “Цепочка”) Этапы развития генетики (краткая характеристика, доклад учащихся). Ян Грегор Мендель – доклад учащихся. Методы изучения наследственности Гибридологический метод изучения наследственности (доклад учащихся с демонстрацией и обсуждением видеофильма);Решение задач№1.
2.Иммуногенетический метод (краткая характеристика);
Решение задач№2,3.
3.Генеалогический метод (доклад учащихся);
V. Генетический анализ в руках детектива-доклад учащегося.
VI. Дискуссия некоторых вопросов генетики (работа по карточкам).
VII. Новости генетики.
VIII. Занятие по запоминанию генетических понятий (стихи, загадки).
IX. Выводы по уроку.
X. Подведение итогов семинара.
Закономерности наследования признаков организмами дают возможность управления этими процессами при проведении селекции, что способствует значительному развитию этой области знаний.
В развитии генетики выделяют несколько этапов. Первый этап (1865-1903 гг.) характеризуется началом исследований и заложением основ генетики. Основоположники учения о закономерностях наследовании Грегор Мендель предложил и широко использовал гибридологическим метод исследования признаков. Законы Менделя были переоткрыты де Фризом, К. Корренсом и Э. Чсрманом. Иогансом впервые сформулировал понятие “ген”, “генотип”, “фенотип”. В то время материальная основа гена была неизвестна, что привело к недооценке генетики материалистами.
Второй этап развития генетики (1903-40-е годы XX века) связаны с изучением проблем генетики на колеточном уровне. Наибольшее значение имели работы Бовери, Сеттона и Вильсона, установившие взаимосвязь между законами Г. Менделя и распределением хромосом в процессе митоза и меймоза. Морган открыл закон “сцепленного наследования” и объяснил его с позиции клеточной теории. Был найден удобный объект генетических исследований - мушка дрозофила. открыл закон гомологических рядов наследования.
С 40-х годов по настоящее время длится третий этап развития генетики. На этом этапе генетические закономерности изучают и объясняются на молекулярном уровне. В этот период были открыты нуклеиновые кислоты, установлена их структура, выявлены материальные основы гена.
Методы изучения наследственности:
1. Гибридологический - это метод изучения признаков родительских форм, проявляющихся в ряду поколении у потомства, полученного путем гибридизации. Этот метод бы использован Г. Менделем при изучении наследовании контрастных признаков у растений гороха. Менделем были сформулированы несколько законов.
1. Правило единообразия I поколения
2. Закон независимого наследования
3. Закон расщепления (просмотр отрывка видеофильма “Закон наследственности”)
Задача№1
Серый каракулевый мех (ширази) красивее и ценится дороже, чем черный каракуль. Каких овец но окраски шерсти экономически выгодно отбирать для скрещивания, чтобы получить как можно больше одновременно серых и черных каракульских ягнят, если гомозиготные серые особи летальны? Почему?
Ответ. Серых с черными Ах х аа = 1Аа: 1aa; при таком выражении летательных особей нет, все 100% ягнят живые, из них 50% ширази (Аа).
2. Иммуногенетический метод
Иммуногенетика возникла в 20 веке на основе изучения групповых факторов крови ABO и Rh-системам.
Задача№2
Какие группы крови возможны у детей, если у их матери II группа, а у отца VI группа.
Почему? (Здесь уже опечатано)
Вопрос преподавателя
В родительном доме перепугали два мальчика (икс, игрек) родители одного имеют I и IV группы, родители второго I и III группы. Лабораторный анализ показал, что у игрека I группа, а у икса II группа, кто чей сын?
Ответ. Игрек (ОО) сын родителей имеющих I и III группу крови, только у них возможно рождение ребенка с I группой.
Дополнительная информация.
Задача№3
Отец ребенка гомозиготный резус положительный (R+) мать резус отрицательный (R-) определите и объясните, к какой генетике и фенотип ребенка.
Какие группы крови возможны у детей, если у их матери II группа, а у отца IV группа крови? Почему?
Группа крови зависит от действия не двух, а трех аллельных генов, означаемых символами A, B, O. Они, комбинируясь в диплоидных клетках по два, могут образовать 6 генотипов (ОО, АА, ВВ, АО, ВО, АВ).
Любой челок, имея один из этих шести генотипов, может быть гомозиготным по двум генам (АА, или ВВ, или ОО) или же гетерозиготным по двум генам (АВ, или ОА, или ОВ).
Предполагают, что над рецессивным геном О доминирует как аллельный ген А, так и В, но А и В друг друга не подавляют. Группа крови относится к подследственному признаку и обязательно учитывается при переливании крови.
Возможные генотипы людей и соответствующие им фенотипы.
Решение.
1) Пользуясь таблицей, определите генотип матери (АА или АО) и гаметы, образующихся у нее в результате мейоза (А или А и О).
2) Таким же образом определить генотип отца (АВ) и образующиеся у него гаметы (А и В).
3) Построить решетку Пеннета и определить возможные зиготы (генотипы детей), образующиеся при случайной встрече и слиянии этих гамет.
Схематически записать в генном выражении.
Ответ. Дети могут иметь любую группу крови (II, III, IV,), кроме I. Это объясняется гипотезой частоты гамет и законом расщепления потомства в результате случайной комбинации трех аллельных генов А, В, О по два.
Гены, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ГРУППУ КРОВИ.
1группа
О+О
3 группа
2группа
А+А В+В
2 группа 4группа 3группа
Отец ребенка – гомозиготный резус-положительный (P+), мать – резус отрицательная (P-). Определите и объясните: a) какой генотип и фенотип ребенка; б) что произойдет в организме матери, если кровь развивающегося в матке зародыша попадает через послед в кровь матери, а кровь матери – в корень зародыша; в) почему второй ребенок от этих родителей может родиться мертвым.
1) У резус - положительного человека (фенотип P-) в эритроцитах крови содержится особый резусный белок, который синтезируется под контролем соответствующего доминантного гена (резус – фактора). 2) У резус - отрицательного человека (фенотип P-) в эритроцитах резусного белка нет (он гомозиготен по рецессивному гену отсутствия резусного белка). Людей с P - - ной кровью примерно 15%, а с P+ - ной кровью – 85%. Резусный блок (РБ) на P - человека действует подобно яду (как инородный, чужой белок). 3) У Р - - ных людей врожденного иммунитета против РБ нет. 4) У Р - - ного человека, если в его кровь попадает P+ - ная кровь, образуется приобретенный естественный иммунитет (в крови вырабатывается защитное вещество - противорезусное антитело АНТ). 5) В этом случае молекулы АНТ активно борются с молекулами РБ, под действием АНТ происходит разрушение P+ - ных эритроцитов, в результате чего возникает опасная болезнь-гемолитическая желтуха.
Решение
Фенотипы P р-ная мать р+ - ный отец
Генотипы аа х АА
Гаметы а А
Зиготы (генотип ребенка)
Aa
Фенотип ребенка резус-положительный (P+).
Ответ. Генотип ребенка – Аа, по фенотипу он P+- ный, б) Между P+-ной кровью зародыша и P - - ной кровью матери проявится тканевая несовместимость, поэтому в крови матери образуется антитело (АНТ), нейтрализующее резусный белок (РБ) эритроцитов зародыша, проникших в кровь P - ной матери. Часть молекул АНТ матери проникает через послед в кровь P+ - ного зародыша и разрушает у него эритроциты; ребенок заболевает гемолитической желтухой, в) При второй беременности повторяется то же самое, что и при первой, но с еще более печальным исходом: молекулы АНТ, накопившиеся в крови P - - ной матери, проникают в кровь P+ - ного зародыша (генотипа Аа), усиленно разрушают его эритроциты, что приводит часто к гибели зародыша.
Объясните: а) у какой женщины по резус-фактору (P - или P+) исключена вероятность заболевания ребенка гемолитической желтухой; почему; б) можно ли ребенку (реципиенту), у которого кровь I группы и резус-положительная, перелить донорскую резус-положительную кровь I группы; в) перелить резус-отрицательную кровь той же группы.
Ответ, а) Если у матери и у ребенка P+ или P-; б) Можно только в первом случае: у ребенка и донора кровь физиологически совместима и по резус-фактору (P+), и по группе (I).
Генеалогический метод
Он относится к числу основных в генетике человека и опирается на генеалогию-учение о родословных. Суть метода заключается в составлении родословной и последующим ее анализе. Впервые такой подход был предложен в 1865 г. английским ученым Ф. Гальтоном.
Генетический метод широко используется для решения как научных, так и прикладных проблем. Он позволяет выявить наследственный характер признака и определить тип наследования. Наряду с этим; метод дает возможность установить специальное наследование, определить тип взаимодействий генов и пенетрантность аллелей. Генеалогический метод лежит в основе медико-генетического консультирования. Он включает два этапа.
Составление родословной. Сбор сведений о семье начинается с пробанда-обычно это больной с изучаемым заболеванием. Дети одной родительской нары (браться-сестры) называются сибсами. В большинстве случаев родословная собирается по одному или нескольким признакам и может быть полной или ограниченной, чем больше поколений прослежено и родословной, тем она полнее и тем выше шансы на получение полностью достоверных результатов.При составлении родословной ведется краткая запись данных о каждом члене рожа с указанием его родства по отношению к пробвиду. Обычно указываются фамилия, имя, отчество, дата рождения и смерти, возраст, национальность, профессия, место жительства, наличие хронических заболеваний в семье, причины.
Классическим примером рецессивного, сцепленного с полом наследования может служить гемофилия. Больные страдают повышенной кровоточивостью. Причина этого-недостаточное содержание в крови факторов свертывания крови. Болеют только мальчики. Больные дети чаще рождаются от здоровых родителей, следовательно, ген болезни рецессивной. Вместе с тем, от пола оказываются здоровыми. Это возможно, если мутантный рецессивный ген находится в X - хромосоме. У женщин две X-хромосомы, и если женщина получит одну хромосому Х с аномальным геном от отца, то доминантный нормальный ген другой Х-хромосомы, унаследованный от матери, “подавит” ген гемофилии.
Известно, что гемофилия широко распространена в королевских семьях Европы связано с заключением близкородственных браков. В результате возникшие мутации сохранялись внутри семьи. Королева Великобритании Виктория была носительницей гена гемофилии, и ее сын Леопольд родился гемофиликом. Через своих дочерей и внуков королева Виктория передала ген гемофилии Вольдемару и Генриху Прусским, Фридриху Гессенскому, царевичу Алексею Романову, Рупрехту Тех-Атлонскому, двум баттенбергским и двум испанским принцам.
V. Генетический анализ в руках детектива (доклад учащегося)
VI. Дискуссия по некоторым вопросам генетики
Дискуссия по некоторым вопросам генетики
Карточка№1
Возможна ли ситуация, когда признак, определенный одним и тем же геном, является доминантным у части особей данного вида и рецессивным у других особей того же вида? Если возможно, то в каких случаях, если невозможно, то почему?
Эталон ответа
Пример такой ситуации-признаки, проявление которых зависит от пола. Активность генов зависит от уровня половых гормонов Н/r, гены, обусловливающие выпадение волос у человека. Плешивость является доминантным у мужчин и рецессивным у женщин.
В ряде случаев доминирование зависит от внешних условий. Пример –серповидноклеточная анемия. При этой болезни белковая цепь гемоглобина, закодированная мутантным геном, имеет одну аминокислотную замену. Такие белковые цепи легко приобретают аномальную структуру при пониженном давлении кислорода.
Карточка №2
Существовала гипотеза, согласно которой хромосомы-это временные образования, собирающие для обеспечения митоза и мейтоза, а потом вновь распадающиеся. Какие известные вам факты прямо или косвенно опровергают эту гипотезу?
Эталон ответа
Доказательством может служить сцепление генов – гены расположенные в одной хромосоме наследуются сушлено. Вряд ли хромосома перед каждым делением собирается заново, а затем распадается. Примером является «эффект положения», когда проявления признака зависит не только от соответствующего гена, но и от расположения этого гена в хромосоме.
Карточка №3
Опишите свойства растений, необходимые или полезные для проведения над ними генетических экспериментов. Среди каких систематических и экологических групп Вы станете искать растение с этими свойствами.
Эталон ответа
Речь идет о растениях, на которых наиболее удобно изучать научные закономерности. Поэтому лучше всего работать с растениями с короткими жизненным циклом и большим количеством потомства, легко разводимыми в лабораторных условиях. Такими объектами могут служить одноклеточные водоросли, а у высших-можно найти среди эфимеров.
Способность к вегетативному размножению также очень ценна, поскольку позволяет получить генетически однородные клоны.
VII. Новости генетики
- Генетики подсчитали: чтобы у двух родителей родилась два совершенно одинаковых ребенка (однояйцовые близнецы не в счет), нужно, чтобы у этой пары было больше чем 2 детей. Если представить, что все мы родились от Адама и Евы, но, тем не менее, все жившие и живущие люди еще не дали возможность “родителям” повториться. Японские ученые обнаружили бактерию, которая выделяет вещество, способное разлагать опасный налет на зубах, провоцирующий заболевания. В настоящее время найден способ внедрения части генетическую когда этого микроорганизма в гены бактерий, которые обитают в кишечнике человека. “Волосатый картофель” - Это новый сорт, выведенный в перуанском международном центре по выращиванию картофеля. Он обладает уникальным свойством-сам эффективно борется с вредными насекомыми.
VIII. Занятие по запоминанию генетических понятий
Загадки:
1) Двадцать три пары.
Вмешает крошечный этот зал.
Музыка не играет,
Но не стихает бал.
2) Знает своих но коду.
Ищет своих но коду,
Водит своих но коду,
Цепь соберет по коду.
3) ДНК и РНК
Две подруги навсегда.
4) Гены были скрыты
Глубоко внутри,
Но дойти нам надо
Изучить снутри.
5) Жил-был монах,
Изучал горох.
Открыл закон-
Всеобщий он.
6) Существует превосходство,
Существует и подход,
Где-ты гены в королевстве,
Скрыты временно от всех
7) Желтый иль зеленый,
Гладкий иль другой,
Знал лишь только Мендель
И никто другой.
Ответы:
1) Мейоз в клетках человека
2) н-РНК, т-РНК, р-РНК
5) Г. Мендель
6) Доминантные и рецессивные признаки
IX. Вывод по теме
Основные выводы по теме «Основы генетики»
1. Закономерности наследственности и изменчивости изучает наука генетика. Основоположником генетики является Г. Мендель, опубликовавший в 1865 г. работу «Опыты над растительными гибридами».
2. К основным терминам и понятиям современной генетики относятся следующие: ген, аллель, доминантным и рецессивный признаки, гомозигота, генотип, фенотип, гибридологический метод исследования, моногибридное, дигибридное и полигибридное скрещивание.
3. В соответствии с первым законом Г. Менделя при моногибридном скрещивании у гибридов первою поколения проявляются только доминантные признаки.
4. в соответствии с вторым законом Г. Менделя во втором поколении гибридов при моногибридном скрещивании происходит расщепление с образованием двух фенотипических групп и в соотношении 3:1.
5. В соответствии с третьим законом Г. Менделя при дигибридном скрещивании каждая пара генов наследуется независимо от других и дает с ним разные сочетания. Образуются четыре фенотипических группы в соотношении 9:3:3:1.
6. Находящиеся в клетках организма пары альтернативных генов не смешиваются при образовании гамет и по одному от каждой пары переходят в них в чистом виде. В этом состоит суть гипотезы чисто гм гамет.
7. Генетически близкие организмы, относящиеся к одному биологическому виду, имеет как четыре фенотипического сходства, так и признаки различия. Очевидно, что многообразие признаком организма обуславливается функционирование многих генов. Поскольку количество хромосом относительное не велико, в каждой из них локализовано много генов.
8. Сцепленные гены, локализованные в одной хромосоме, наследуются совместно и 65 обнаруживают независимого распределения. В этом заключается смысл Закона сцепленного наследования, сформулированного Т. Морганом в 1911 г.
9. Принципы сцепленного наследования генов может нарушаться в результате перекреста хромосом, происходящего в профазе первого деления мейоза. По частоте кроссинговера может судить о расстоянии между генами в хромосоме и очередности их расположения друг за другом.
10. Важным направлением научного поиска в области современной биологии является изучение генетики пола. И в настоящее время хорошо изучены механизмы определения пола у человека в момент оплодотворения, выявлены причины закономерности наследования, сцепленного с полом, рассмотренные на примере дальтонизма.
X. Подведение итогов семинара
Для заметок.
