Урок биологии в 10 классе на тему «Основные понятия генетики»
Урок с видеоматериалами разработан согласно требованиям ФГОС, подготовка к ЕГЭ. Оригинально организованный материал с учётом конкретных задач урока, с выделением опорных знаний, прикладных аспектов и проблемных моментов даёт возможность учителю использовать также данную методику для работы с любыми учебниками.
Методические разработки уроков 10-11класс
Тип урока - комбинированный
Методы: частично-поисковый, проблемного изложения, объяснительно-иллюстративный.
Цель:
- формирование у учащихся целостной системы знаний о живой природе, ее системной организации и эволюции;
-умения давать аргументированную оценку новой информации по биологическим вопросам;
-воспитание гражданской ответственности, самостоятельности, инициативности
Задачи:
Образовательные: о биологических системах (клетка, организм, вид, экосистема); истории развития современных представлений о живой природе; выдающихся открытиях в биологической науке; роли биологической науки в формировании современной естественнонаучной картины мира; методах научного познания;
Развитие творческих способностей в процессе изучения выдающихся достижений биологии, вошедших в общечеловеческую культуру; сложных и противоречивых путей развития современных научных взглядов, идей, теорий, концепций, различных гипотез (о сущности и происхождении жизни, человека) в ходе работы с различными источниками информации;
Воспитание убежденности в возможности познания живой природы, необходимости бережного отношения к природной среде, собственному здоровью; уважения к мнению оппонента при обсуждении биологических проблем
ТРЕБОВАНИЯ К РЕЗУЛЬТАТАМ ОБУЧЕНИЯ- УУД
Личностные результаты обучения биологии:
1. воспитание российской гражданской идентичности: патриотизма, любви и уважения к Отечеству, чувства гордости за свою Родину; осознание своей этнической принадлежности; усвоение гуманистических и традиционных ценностей многонационального российского общества; воспитание чувства ответственности и долга перед Родиной;
2. формирование ответственного отношения к учению, готовности и способности обучающихся к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и познанию, осознанному выбору и построению дальнейшей индивидуальной траектории образования на базе ориентировки в мире профессий и профессиональных предпочтений, с учётом устойчивых познавательных интересов;
Метапредметные результаты обучения биологии:
1. умение самостоятельно определять цели своего обучения, ставить и формулировать для себя новые задачи в учёбе и познавательной деятельности, развивать мотивы и интересы своей познавательной деятельности;
2. овладение составляющими исследовательской и проектной деятельности, включая умения видеть проблему, ставить вопросы, выдвигать гипотезы;
3. умение работать с разными источниками биологической информации: находить биологическую информацию в различных источниках (тексте учебника, научно популярной литературе, биологических словарях и справочниках), анализировать и
оценивать информацию;
Познавательные: выделение существенных признаков биологических объектов и процессов; приведение доказательств (аргументация) родства человека с млекопитающими животными; взаимосвязи человека и окружающей среды; зависимости здоровья человека от состояния окружающей среды; необходимости защиты окружающей среды; овладение методами биологической науки: наблюдение и описание биологических объектов и процессов; постановка биологических экспериментов и объяснение их результатов.
Регулятивные: умение самостоятельно планировать пути достижения целей, в том числе альтернативные, осознанно выбирать наиболее эффективные способы решения учебных и познавательных задач; умение организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность с учителем и сверстниками; работать индивидуально и в группе: находить общее решение и разрешать конфликты на основе согласования позиций и учёта интересов; формирование и развитие компетентности в области использования информационно-коммуникационных технологий (далее ИКТ-компетенции).
Коммуникативные: формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками, понимание особенностей гендерной социализации в подростковом возрасте, общественно полезной, учебно-исследовательской, творческой и других видов деятельности.
Технологии: Здоровьесбережения, проблемного, развивающего обучения, групповой деятельности
Приемы: анализ, синтез, умозаключение, перевод информации с одного вида в другой, обобщение.
Задачи генетики на современном этапе:
исследование качественных и количественных характеристик наследственного материала;
анализ структуры и функционирования генотипа;
расшифровка тонкой структуры гена и методов регуляции генной активности;
поиск генов, вызывающих развитие наследственных болезней человека и методов их «исправления»;
создание нового поколения лекарственных препаратов по типу ДНК-вакцин;
конструирование с помощью средств генной и клеточной инженерии организмов с новыми свойствами, которые могли бы производить необходимые человеку лекарственные препараты и продукты питания;
полная расшифровка генома человека.
ГЕНЕТИКА, ЕЁ ЗАДАЧИ. НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ И ИЗМЕНЧИВОСТЬ. ОСНОВНЫЕ ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ПОНЯТИЯ
Генетика — это наука, изучающая закономерности наследственности и изменчивости и методы управления ими.
Наследственность — это способность организмов передавать свои признаки и свойства в ряду поколений.
Изменчивость — свойство организмов приобретать новые признаки в течение жизни.
Признаки — любые морфологические, физиологические, биохимические и иные особенности организмов, по которым одни из них отличаются от других.
Качественные (альтернативные) признаки.
Количественные признаки.
Свойства — любые функциональные особенности организма, в основе которых лежит определённый структурный признак или группа элементарных признаков.
Ген — это участок молекулы ДНК или хромосомы, несущий информацию об определённом признаке или свойстве организма.
Геном — совокупность генов, характерная для гаплоидного набора хромосом.
Аллельные гены — это пара генов, определяющих развитие альтернативных (контрастных) признаков организма; расположены в одних и тех же участках гомологичных хромосом; каждый ген этой пары называется аллелью.
Доминантный признак — признак, проявляющийся у гибридов первого поколения; обозначается заглавной буквой (А).
Рецессивный признак — признак, не проявляющийся у гибридов первого поколения; обозначается прописной буквой (а).
Генотип — совокупность всех генов организма.
Фенотип — совокупность признаков организма, обусловленных взаимодействием генотипа с условиями внешней среды.
Гомозигота — клетка или организм, несущие одинаковые аллели одного гена (АА или аа).
Гетерозигота — клетка или организм, несущие разные аллели одного гена (Аа).
Чистая линия — гомозиготный организм.
Моногибридное скрещивание — скрещивание, при котором скрещиваемые организмы отличаются по одной паре альтернативных признаков.
Дигибридное скрещивание — скрещивание, при котором скрещиваемые организмы отличаются по двум парам альтернативных признаков.
Символы, используемые при решении генетических задач
Р (от лат. рагеп1ез — родители) — родительские орга-
низмы;
9 (алхимический знак Венеры — зеркало с ручкой) —
материнская особь;
$ (алхимический знак Марса — щит и копьё) — отцов-
ская особь;
х — знак скрещивания;
Гь Г2; Гз и т- Д- — гибриды первого, второго, третьего
и последующих поколений;
Га — потомство от анализирующего скрещивания
Грегор Мендель - основоположник генетики
Мендель был монахом и с огромным удовольствием проводил занятия по математике и физике в школе, находившейся неподалеку. Но ему не удалось пройти государственную аттестацию на должность учителя. Настоятель монастыря видел его тягу к знаниям и очень высокие способности интеллекта. Он послал его в Венский университет для получений высшего образования. Там Грегор Мендель проучился два года. Он посещал занятия по естественным наукам, математике. Это помогло ему в дальнейшем сформулировать законы наследования.
Сложные учебные годы
Грегор Мендель был вторым ребенком в семье крестьян, имеющих немецкие и славянские корни. В 1840 году мальчик окончил шесть классов обучения в гимназии, а уже на следующий год поступил в философский класс. Но в те годы финансовое состояние семьи ухудшилось, и 16-летний Мендель должен был самостоятельно заботиться о собственном пропитании. Это было очень трудно. Поэтому по окончании обучения в философских классах он стал послушником в монастыре. -
Кстати, имя, данное ему при рождении, – Иоганн. Уже в монастыре его стали именовать Грегором. Поступил он сюда не зря, так как получил покровительство, а также финансовую поддержку, дающую возможность продолжать обучение. В 1847-м его посвятили в сан священника. В этот период он обучался в теологической школе. Здесь имелась богатая библиотека, что оказывало положительное влияние на обучение. -
Монах и преподаватель
Грегор, который еще не знал, что он – будущий основоположник генетики, вел занятия в школе и после провала аттестации попал в университет. После его окончания Мендель вернулся в город Брюнн и продолжил преподавать природоведение и физику. Он вновь попытался пройти аттестацию на должность педагога, но вторая попытка тоже оказалась провальной.
Опыты с горохом
Почему Менделя считают основоположником генетики? С 1856 года он в монастырском саду начал проводить обширные и тщательно продуманные опыты, связанные со скрещиванием растений. На примере гороха он выявлял закономерности наследования различных признаков в потомстве гибридных растений. Спустя семь лет эксперименты были закончены. А еще через пару лет, в 1865 году, на заседаниях общества естествоиспытателей Брюнна он выступил с докладом о проделанной работе. Через год вышла его статья об опытах над растительными гибридами. Именно благодаря ей были заложены основы генетики как самостоятельной научной дисциплины. Благодаря этому, Мендель – основоположник генетики. Если раньше ученые не могли все собрать воедино и сформировать принципы, то Грегору это удалось. Им были созданы научные правила исследования и описания гибридов, а также их потомков. Была разработана и применена символьная система для обозначения признаков. Менделем были сформулированы два принципа, благодаря которым можно делать предсказания о наследовании.
Позднее признание
Несмотря на публикацию его статьи, работа имела только один положительный отзыв. Благосклонно отнесся к трудам Менделя немецкий ученый Негели, который тоже изучал гибридизацию. Но и у него были сомнения насчет того, что законы, которые выявлены лишь на горохе, могут иметь всеобщий характер. Он посоветовал, чтобы Мендель, основоположник генетики, повторил опыты и на других видах растений. Грегор с этим почтительно согласился.
Он попытался повторить опыты на ястребинке, но результаты были неудачными. И только спустя много лет стало понятно, почему так произошло. Дело было в том, что у этого растения семена образуются без полового размножения. Также были и другие исключения из тех принципов, которые вывел основоположник генетики. После публикации статей известных ботаников, которые подтвердили исследования Менделя, начиная с 1900 года, произошло признание его работ. По этой причине именно 1900 год считается годом рождения этой науки.
Все, что открыл Мендель, убеждало его в том, что законы, описанные им при помощи гороха, имеют всеобщий характер. Нужно было только убедить в этом других ученых. Но задача являлась такой же трудной, как и само научное открытие. А все потому, что знание фактов и их понимание – это совершенно разные вещи. Судьба открытия генетика, то есть 35-летняя задержка между самим открытием и его общественным признанием, – это совсем не парадокс. В науке это вполне нормально. Спустя век после Менделя, когда генетика уже расцветала, такая же участь постигла и открытия Мак-Клинток, которые не признавались 25 лет.
Наследие
В 1868 году ученый, основоположник генетики Мендель, стал настоятелем в монастыре. Он почти полностью перестал заниматься наукой. В его архивах были найдены заметки по лингвистике, разведению пчел, а также метеорологии. На месте этого монастыря в настоящее время находится музей имени Грегора Менделя. Также в его честь назван специальный научный журнал.
Вопросы для обсуждения
Вопрос 1. Что такое наследственность; гены?
Наследственность - способность живых организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития из поколения в поколение. Признаком, как правило, называют любую особенность строения на всех уровнях организации, за исключением структуры молекулы ДНК. В генетике существует также понятие элементарный признак - последовательность аминокислот в одной полипептидной молекуле. Свойство можно определить как физиологическую особенность организма, в основе которой лежит один или несколько признаков. Например, признак - строение коры головного мозга человека; свойство - мышление.
Ген – участок молекулы ДНК, последовательность нуклеотидов которого несет информацию о структуре одного полипептида.
Вопрос 2. В результате какого процесса возникают аллельные гены?
Аллельными называются гены, расположенные в одних и тех же локусах гомологичных хромосом и ответственные за развитие одного и того же признака. Новые аллельные гены возникают в ходе мутаций.
Вопрос 3. Дайте определение понятия «множественный аллеломорфизм».
В ходе мутационного процесса может возникнуть несколько аллельных генов, определяющих многообразие вариантов признака, - серия аллельных генов. Возникновение такой серии вследствие неоднократного мутирования одного гена называют множественным аллеломорфизмом (аллелизм.).
Множественный аллелизм - явление, характерное для популяции и вида, а не для отдельной особи, так как в генотипе одного организма может находиться не более двух разных вариантов одного аллеля.
Вопрос 4. Что называют изменчивостью?
Изменчивость - способность живых организмов приобретать новые признаки и свойства. Различают наследственную (генотипическую) изменчивость, при которой новые признаки возникают в результате изменений наследственного материала, и ненаследственную (фенотипическую). Фенотипические изменения происходят в результате непосредственного воздействия факторов среды на развитие признака, например возникновение загара (под действием ультрафиолетовых лучей).
Вопрос 5. Сформулируйте определения понятий «генотип», «фенотип».
Генотип - совокупность взаимодействующих генов организма.
Фенотип - совокупность всех признаков и свойств данного организма.
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ
Вопрос 1. Приведите примеры свойств человеческого организма и поясните, какие признаки или комплексы признаков на различных уровнях организации лежат в их основе.
К свойствам человеческого организма относят рост и развитие, наследственность и изменчивость, обмен веществ, способность к размножению.
Вопрос 2. Что даёт изучение признаков и свойств организма для формирования представлений о его генотипе?
Изучение признаков и свойств организма позволяет более подробно формировать представление и генотипе, так как любой ген имеет свое фенотипическое проявление, которое называется признаком.
ПРОБЛЕМНЫЕ ОБЛАСТИ
Вопрос 1. Каковы критерии выделения отдельных элементарных признаков?
Признаки выделяются по принципу антонимов (большой-маленький, белый- черный).
Вопрос 2. В чём принципиальные отличия признаков и свойств живых систем от характеристик объектов неживой природы?
Признаки и свойства живых систем закодированы в генах, объекты неживой природы генов не имеют.
Вопрос 3. С какой целью генетики используют качественную характеристику кариотипа?
Кариотип — совокупность признаков (число, размеры, форма и т.д.) полного набора хромосом, присущий клеткам данного биологического вида (видовой кариотип), данного организма (индивидуальный кариотип) или линии (клона) клеток. Кариотипом иногда также называют и визуальное представление полного хромосомного набора (кариограммы).
Внешний вид хромосом существенно меняется в течение клеточного цикла: в течение интерфазы хромосомы локализованы в ядре, как правило, деспирализованы и труднодоступны для наблюдения, поэтому для определения кариотипа используются клетки в одной из стадий их деления — метафазе митоза.
ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ
Вопрос 1. Какое значение для развития биологических наук имеет знание генетики?
Большое значение имеют теоретические исследования по проблемам инженерии в селекции растений, микроорганизмов и животных, разработке более эффективных методов и средств предупреждения болезней и лечения животных. Фундаментальные открытия в современной генетике реализуются в селекции растений, животных и микроорганизмов. Методы генетической инженерии широко применяются в биотехнологии. В животноводстве методы генетики используют:
1. При выведению линий и пород животных, устойчивость к болезням.
2. Для уточнения происхождения животных.
3. При цитогенетической аттестации производителей.
4. Для изучения влияния экологически вредных веществ на наследственный препарат животных.
Вопрос 2. Как на молекулярно-генетическом уровне осуществляются механизмы проявления признака?
Изучение процесса мейоза позволило установить связь между передачей наследственных свойств организмов и образованием половых клеток. Мейоз обеспечивает появление в гаметах разнообразной по качеству генетической информации. Это связано с особым поведением хромосом при мейозе, обнаруженном в результате скрещивания.
Закрепление полученных знаний
Выбрав правильный на ваш взгляд вариант ответа.
1. В какой стране родился Иоганн Мендель?
Пруссия
Франция
Австрия
2. Отцом какой науки является Мендель?
Цитология
Генетика
Астрофизика
3. Какой закон открыл Мендель?
Закон Паркинсона
Закон наследственности
Закон всемирного тяготения
4. На чем увековечили изображение Иоганна Менделя?
Денежная единица Австрии
Денежная Единица Венгрии
Почтовая марка Австрии
Почтовая марка Венгрии
5. На каком виде насекомых проводил испытания по скрещиванию Мендель?
Осы
Мухи
Пчелы
6. На каком виде растений проводил испытания по скрещиванию Мендель?
Горох
Подсолнечник
Пшеница
7. В честь Иоганна Менделя Международный астрономический союз назвал:
Кратер на Луне
Впадину на Луне
Озеро на Луне
8. В каком университете обучался Мендель естественной истории?
Пражский
Парижский
Венский
9. Кем был в жизни Иоганн Мендель?
Монах
Крестьянин
Торговец
10. Откуда появился интерес к биологии у молодого Менделя?
Работая лаборантом на кафедре микробиологии
Работая садовником
Крестьянское происхождение ученого
Кто если не Он? Грегор Мендель
Генетика. История генетики.
Как горох Менделя помог нам понять генетику
Ресурсы
В. Б. ЗАХАРОВ, С. Г. МАМОНТОВ, Н. И. СОНИН, Е. Т. ЗАХАРОВА УЧЕБНИК «БИОЛОГИЯ» ДЛЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УЧРЕЖДЕНИЙ (10-11класс) .
А. П. Плехов Биология с основами экологии. Серия «Учебники для вузов. Специальная литература».
Книга для учителя Сивоглазов В.И., Сухова Т.С. Козлова Т. А. Биология: общие закономерности.
Биология 100 самых важных тем В.Ю. Джамеев 2016 г.
Биология в схемах, терминах, таблицах" М.В. Железняк, Г.Н. Дерипаско, Изд. "Феникс"
Наглядный справочник. Биология. 10-11 классы. Красильникова
Образовательный портал http://cleverpenguin.ru/metabolizm-kletki
Школьный мир ИНФО http://www.shkolnymir.info/content/view/95/9
FB.ru http://fb.ru/article/266413/gregor-mendel---osnovopolojnik-genetiki
Биоуроки http://biouroki.ru/material/lab/2.html
Сайт YouTube: https://www.youtube.com /
Хостинг презентаций
