Тема: Генетика – наука о закономерностях наследственности и изменчивости.
Цели урока: сформировать представление о генетике – науке, изучающей наследственность и изменчивость организмов, познакомить с основными генетическими терминами и гибридологическим методом.
Задачи урока:
образовательная: изучить основные исторические моменты в истории генетики как науки, основные генетические термины; познакомить с механизмами наследственности при моногибридном скрещивании; установить взаимосвязь использования генетических знаний для прогнозирования появления наследственных болезней, разных признаков у человека и их диагностику;
развивающая: формировать умения и навыки по использованию генетической терминологии и символов для объяснения закономерностей наследования признаков; развивать навыки решения генетических задач и умения устанавливать соответствие;
воспитательная: продолжить способствовать формированию культуры умственного труда через овладение навыками общения в процессе беседы, диалога, заинтересованности учащихся в изучении генетики.
Оборудование: учебник, телевизор, презентация «Генетика – наука о наследственности и изменчивости», учебный фильм «Ученные мужи божьи. Грегор Иоганн Мендель».
Тип урока: изучение нового материала.
Методы: словесные (беседа, рассказ, объяснение), наглядные (демонстрация презентации), мультимедийные (демонстрация фильма)
ХОД УРОКА
I. Организационный момент (приветствие, проверка отсутствующих, настрой на урок)
II. Мотивация учебной деятельности
Слайд 1
И что же видят ? … За столом
Сидят чудовища кругом:
Один в рогах с собачьей мордой,
Другой с петушьей головой,
Здесь ведьма с козьей бородой,
Тут остов чопорный и гордой,
Там карла с хвостиком, а вот
Полужуравль и полукот.
А.С. Пушкин. Евгений Онегин
Учитель (слайд 2). Из тьмы времён, сквозь толпы племён и народов пробилась к нам легенда о Химере. Она пришла к нам из Древней Греции.
- А кто такая Химера? (Это порождение стоглавого огнедышащего чудовища Тифона и полуженщины – полузмеи Ехидны, невиданное существо с львиной пастью, козьим туловищем и хвостом змеи)
- Каких мифических существ вы ещё знаете? (слайд 3)
А ещё фантазия людей создала стремительных кентавров – полуконей-полулюдей, коварных русалок – полурыб-полудев, сирен – полуженщин-полуптиц, своим сладостным пением завлекающих моряков, ужасающих драконов, гарпий, сфинксов ……. и так далее.
Сказочные чудовища – старый пунктик человека. Однако парадокс нашего времени в том и состоит, что все мысленно возможное обретает плоть и кровь. Ядерная физика позволила превращать одни элементы в другие. А вот теперь, благодаря биологическим знаниям и открытиям, дошла и до воссоздания химер.
III. Сообщение темы, целей урока
Учитель: Кто мне скажет, как называется наука, благодаря которой легенды о химерах могут стать реальностью уже в наше время? (Генетика)
С сегодняшнего урока мы начинаем изучать новый раздел биологии «Закономерности наследственности и изменчивости». Тема урока звучит так: «Генетика – наука о наследственности изменчивости». (слайд 4) Сегодня вы узнаете о том, что как развивалась наука генетика, кто явился её основоположником, познакомитесь с основным методом генетики – гибридологическим, а также познакомимся с основными генетическими терминами и генетической символикой.
Перед тем, как объяснить вам новый материал хочу задать один проблемный вопрос. Представьте себе две семьи: в одной оба супруга имеют положительный резус-фактор крови, в другой оба - отрицательный. В семье, где оба супруга с положительным р.ф. растет ребенок с отрицательным р.ф., а в семье, где оба супруга имеют отрицательный р.ф. растет ребенок с положительным р.ф. Какой из этих детей является не родным своим родителям?
После того, как мы изучим тему, вы наверняка сможете правильно ответить на этот вопрос. Перед тем, как объяснить вам новый материал хочу задать один проблемный вопрос. Представьте себе две семьи: в одной оба супруга имеют положительный резус-фактор крови, в другой оба - отрицательный. В семье, где оба супруга с положительным р.ф. растет ребенок с отрицательным р.ф., а в семье, где оба супруга имеют отрицательный р.ф. растет ребенок с положительным р.ф. Какой из этих детей является не родным своим родителям?
После того, как мы изучим тему, вы наверняка сможете правильно ответить на этот вопрос.
IV. Изучение нового материала
Учитель. А кто мне скажет, чем же занимается наука генетика?
Генетика – наука о закономерностях наследственности и изменчивости живых организмов. (слайд 5)
Хочу обратить ваше внимание на слово «закономерностях». От какого слова оно образовано? (Закон) Правильно, в генетике существуют законы, которыми руководствуются такие важные свойства организма, как наследственность и изменчивость. И по-другому быть просто не может!!!
А что же такое наследственность? Как вы понимаете этот термин? (Наследственность – это способность живых организмов передавать свои признаки и свойства из поколения в поколение.) Мы с вами знаем, что благодаря наследственности появившийся на свет зайчонок будет такой как его родители, а кактус – таким же, как то, от которого мы его пересадили. Мы с вами также наследуем признаки от своих отцов и матерей, а наши дети унаследуют их от нас. (слайд 6)
Что такое изменчивость? (Изменчивость – способность живых организмов приобретать новые признаки и свойства в процессе индивидуального развития) (слайд 7)
Вычерчивание схемы. Наследственность обеспечивает материальную и функциональную преемственность между поколениями, сохраняя определенный порядок в природе. Основными структурами, которые обеспечивают материальную основу наследственности, являются хромосомы. Строго говоря, мы наследуем не свойства, а генетическую информацию. Материальная преемственность между поколениями в сходстве родителей и потомков по морфологическим, биологическим, анатомическим признакам. А функциональная преемственность заключается в сходстве инстинктов в поведении родителей и потомков.
Прежде чем продолжить разговор о материальных носителях наследственности, давайте узнаем, кто же стоял у истоков науки — генетики.
Демонстрация фильма.
С чем проводил опыты Г. Мендель? Почему для своих исследований он брал именно горох?
Стр. 138, 3-й абзац снизу — работа с учебником 2 минуты. Ответы учащихся. (Возврат к презентации)
Преимущества гороха огородного как объекта для опытов:
- Легко выращивать, имеет короткий период развития
- Имеет многочисленное потомство
- Много сортов, чётко различающихся по ряду признаков
- Самоопыляющееся растение
- Возможно искусственное скрещивание сортов, гибриды плодовиты.
А теперь давайте вспомним молекулярную биологию. Ответьте на вопрос:
– Что служит элементарной структурной единицей наследственности? (ГЕН)
– А что такое ген? (Участок НК, определяющий наследственные признаки организмов.) Ген кодирует первичную структуру молекулы белка, РНК определённого типа или же взаимодействует с регуляторным белком. (Слайд 8)
Какие наследственные признаки вы знаете?
Так вот за все эти признаки отвечают гены. Они располагаются в хромосомах. Хромосомы в обычных соматических клетках - это двойные нити ДНК, которые ещё называются хроматидами. Т. е. хромосома состоит их двух хроматид, которые называют гомологичными, или сестринскими. Можно сказать, что каждая хроматида состоит из расположенных друг за другом генов, отвечающих за различные признаки организма. Гены, отвечающие за один и тот же признак, всегда располагаются в одинаковых местах гомологичных хроматид друг напротив друга. Эти места называются — локусы, а такие гены будут называться аллелями, или аллельнымми друг другу генами.
Аллель – различные формы одного и того же гена, расположенные в одинаковых участках (локусах) гомологичных хромосом и определяющие альтернативные варианты развития одного и того же признака.
- Как вы понимаете слово «альтернативные»? (Взаимоисключающие, контрастные)
Фронтальная устная работа
Задание: назвать альтернативные признаки к имеющимся. (Слайд 9)
|
Для растений | Низкий рост – высокий Белые цветки – розовые Гладкие семена - морщинистые |
|
Для животных | Гладкая шерсть – мохнатая Тёмная окраска - светлая |
|
Для человека | Карие глаза – голубые Тёмные волосы – светлые Прямые волосы – кудрявые |
Один из пары признаков будет доминирующим, т. е. подавляющим противоположный, который носит название рецессивный. При этом доминирующий признак принято обозначать большой буквой латинского алфавита, а подавляемый (рецессивный) малой буквой латинского алфавита.
Вычерчивание схемы:
Когда в двух гомологичных (сестринских) хроматидах располагаются только доминантные аллели: АА, то проявляется доминантный признак, а организм является гомозиготным по доменантной аллели;
если только рецессивные: аа, то проявляется рецессивный (подавляемый) признак, а организм является гомозиготным по рецессивной аллели;
если же в сестринских хроматидах будут находится одна доминантная аллель, а другая рецессивная: Аа, то проявится доминантный признак, т. к. другой рецессивный признак будет подавляться, а организм будет называться гетерозиготным по данному признаку.
А теперь познакомимся ещё с двумя терминами, которые будем использовать. (Слайд 10)
– А что такое генотип? (Это сумма всех генов организма, т.е. совокупность всех наследственных задатков).
– А что, по-вашему, называется фенотипом?
(ФЕНОТИП – совокупность свойств и признаков организма, которые являются результатом взаимодействия генотипа особи и окружающей среды)
Учитель. Но давайте вернёмся к Г. Менделю и его опытам и на примере опыта с горохом рассмотрим весь метод поэтапно, а заодно повторим, изученные нами сегодня термины. (Слайд 11)
Итак, он взял два сорта гороха, один из которых имел желтые семена, другой – зеленые. Это альтернативные признаки. Мендель скрестил эти растения разных сортов между собой и получил гибриды. Поэтому его метод называется гибридологическим. Скрещивание форм, отличающихся друг от друга по одной паре изучаемых альтернативных признаков называют моногибридным скрещиванием. В результате скрещивания в первом поколении семена всех гибридов имели желтую окраску, не было ни одного гороха с зелёными семенами. (Слайд 12)
Исходя из этого он установил свой первый закон – закон единообразия гибридов первого поколения, который звучит следующим образом: все гибриды в первом поколении всегда наследуют признак лишь одного родителя. Значит желтая окраска у семян гороха сильная, а зеленая слабая. В генетике сильные гены называют «доминантными», а слабые «рецессивными». Желтая окраска доминантная (сильная), зеленая – рецессивная (слабая). Мендель предположил, что присутствуют некие «наследственный факторы», которые определяют развитие признаков. Во времена Г.Менделя еще не было термина «ген», вместо этого он пользовался понятием «наследственный фактор», но мы будем говорить «ген». Доминантные гены принято выражать через большие буквы, а рецессивные – через маленькие. Например, через «А» и «а». То сеть А-ген желтой окраски, а а-ген зеленой окраски. Ген А и а являются аллелями - различные формы одного и того же гена, расположенные в одинаковых участках (локусах) гомологичных хромосом. Исходя из этого можно составить схему скрещивания.
Учитель составляет схему скрещивания на доске. Объясняет. Буквой Р1 обозначают родительские особи первого поколения. Р-от лат.слова parenta –родители. Далее пишут значок женского организма, значок скрещивания, значок мужского организма. Под черточкой обозначают признак организма, над черточкой – гены, обозначают буквами. Желтый цвет – доминантный признак, обозначают АА, зеленый цвет –рецессивный признак – аа. Почему пишем по две буквы АА и аа?( Потому что соматические клетки имеют диплоидный (двойной) набор хромосом, поэтому и гены в них двойные). Ниже пишем букву G –гаметы. Горох с желтыми семенами образует гаметы только с геном А. а горох с зелеными семенами - только а. Почему в гаметах пишем по одной букве? (потому что гаметы образуются после мейоза и поэтому в них гаплоидный (одинарный набор хромосом, следовательно, и гены в них одинарные). Ниже пишем F1 – гибриды первого поколения. Под черточкой пишем признак – желтый цвет, над черточкой гены. Какие будут гены? (Аа, т.к. после оплодотворения гены объединяются, восстанавливается диплоидный набор хромосом. А от одного родителя, а – от второго). Аа – это «генотип» - совокупность генов организма, «желтый» и «зеленый» цвет – фенотип – совокупность признаков организма. Запишите.
Далее Мендель скрестил между собой полученные гибриды. Составляем схему скрещивания. Р2 – родители второго поколения …(учитель объясняет и составляет схему на доске). В F2 получились семена желтые и зеленые в соотношении 3:1, не смотря на то, что ни один из родительских особей не имел зеленую окраску. То есть наблюдается расщепление признаков. (Слайд 13).
На основе этого Мендель сформулировал свой второй закон: при скрещивании гибридов первого поколения, различающихся между собой по одной паре альтернативных признаков, наблюдается расщепление в потомстве второго поколения наблюдается расщепление по фенотипу — 3:1, по генотипу: 1:2:1.
Т.о. мы получили гентоипы: АА, Аа и аа. Генотипы АА и аа называются гомозиготным (гомо-одинаково), Аа-гетерозиготным (гетеро-разный).
У других организмов, в том числе и у человека, наследование признаков происходит по такому же принципу. То есть тоже есть дрминантные и рецессивные признаки. Например карие глаза доминантный признак, а голубые – рецессивный, положительный резус-фактор – доминантный, отрицательный резус-фактор – рецессивный. Полидактилия (шестипалость 0 – дом.признак, пятипалость – рецессивный и т. д.
V. Закрепление
А сейчас давайте решим генетическую задачу. Посмотрите на экран.
Задача 1. Женщина с положительным резус-фактором замужем за мужчиной с отрицательным резус-фактором. У них родился ребенок, похожий по этому признаку на маму. Определить генотипы всех членов семьи, если положительный резус-фактор доминирует над отрицательным.
Схема скрещивания. Ответ. Учитель все сама решает у доски
А сейчас вернемся к вопросу, который я задала в начале урока.
Задача 2. Представьте себе две семьи: в одной оба супруга имеют положительный резус-фактор, в другой оба - отрицательный. В семье, где оба супруга с положительным р.ф. растет ребенок с отрицательным р.ф., а в семье, где оба супруга имеют отрицательный р.ф. растет ребенок с положительным р.ф. Какой из этих детей является не родным своим родителям?
Ученики решают задачу самостоятельно, потом первый ученик, решивший задачу поднимает руку и дает ответ. На презентации слайд с решением задачи
Схема скрещивания.
Ответ: в семье, где оба родителя имеют отрицательный резус-фактор, ребенок с положительным резус-фактором является неродным, т.к. от родителей с отрицательным р.ф. ребенок с положительным р.ф. родиться не может.
Сегодня на уроке было мы познакомились с большим количеством генетических терминов. А сейчас узнаем насколько хорошо вы запомнили их. Давайте выполним одно задание.
Я вам представлю задание, где надо установить соответствия между терминами и их определениями (как задание ЕГЭ) — (Слайд 14)
Домашнее задание
У томатов красная окраска плода доминирует над желтой. Переопылили два растения с красной окраской плодов: одно было гомозиготным, другое гетерозиготным. Растения с какими плодами вырастут в первом поколении? Сколько растений с красными плодами вырастет во втором поколении?
