Элективный курс "Загадки цитогенетики"
элективный курс по биологии (10 класс) на тему

          УТВЕРЖДЕНО                                                    УТВЕРЖДЕНО                                                                          

    Методически Советом школы                             Экспертным Советом

    «____»_________2012г.                               №____от «__»_______2012г.                                                              

   Зам. директора по УР:                                  __________/_______________                                                                ___________Е.М. Атаманова                                                                                              

МОУ «Теректинская СОШ»

( Программа элективного курса )

     Класс: 10

    Количество часов: 17

    Учитель биологии:

    Атаманова Екатерина

    Макеевна

с. Теректа   2012 г.

Рецензия

Пояснительная записка

   Элективный курс предназначен для обучающихся 11 класса; рассчитан на 17 часов  (1 час в неделю) и реализуется за счет времени, отводимого на компонент образовательного учреждения.

   Значимость, роль и место данного курса определяется тем, что решение задач по  цитогенетике является важным компонентом в системе общего образования и направлена на углубленное изучение избранных разделов в области цитологии.

Цели курса:

1. Поддерживать интерес обучающихся к биологии.

2. Определить готовность обучающихся осваивать знания о решении цитогенетических задач на повышенном уровне.

3. Создать условия для подготовки к экзаменам по биологии – предмету будущего профилирования.

4. Предоставить ученику возможность подготовиться к поступлению на биологический профиль.  

Данный курс решает задачи:

1. Углубление знаний об особенностях решения цитогенетических задач, о законах наследственности и изменчивости; формирование практических умений и специальных навыков в изучении и решении задач по цитологии и генетике.

2. Углубление знаний о способах решения задач.

3. Формирование навыков сотрудничества в процессе совместной работы, уважительного отношения к мнению оппонента в процессе дискуссии.

Ожидаемые результаты:

Обучающиеся должны:

1. Характеризовать особенности и данные по цитологии и генетике.

2. Уметь решать цитологические и генетические задачи

3. Приобрести опыт поиска информации по заданной теме, составления реферата и устного доклада по составленному реферату, навыки решения задач.

Приемы и методы работы, которые планируются при реализации программы:

– выполнение последовательности решения задач;

– составление таблиц по генетике и цитологии, условий задач;

– устные сообщения обучающихся с последующей дискуссией;

– составление карточек («Задачи по генетике», «Задачи по цитологии»);

Обучающиеся могут выбрать:

– объект изучения (какой тип задачи они хотят проработать и решить);

– вид отчетных работ из предложенного перечня;

– различные источники информации.

Критерии оценки знаний обучающихся: ученик получает «зачет» при условии: выполнение не менее 3 обязательных работ, представленных в установленный срок, в предложенной учителем форме с соблюдением стандартных требований к их оформлению по типам клеточной организации.

Дополнительные баллы выставляются за любое из названных дополнительных условий:

– инициативно качественно выполненное задание помимо обязательных;

– использование Интернет-технологий;

– инициативную публичную презентацию своей работы.

Форма итоговой отчетности: зачет.  

На основе полученных знаний формируются  у м е н и я:

– работать с учебной литературой;

– представлять итоги работы в виде отдельных проектов, презентаций;

– моделировать изучаемые процессы на компьютере;

– отбирать необходимый учебный материал к занятиям;

– готовить краткие емкие сообщения;

– сравнивать, анализировать, делать выводы, классифицировать, выделять существенные признаки и закономерности изучаемых вопросов.

ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ

Тема 1. ДНК - носитель наследственной информации. Характеристика нуклеиновых кислот. Строение и роль ДНК. Ген - основа наследственной информации.

Тема 2. Комплементарность - это … . Азотистые основания. Строение нуклеотидов. Свойство компелементарности. Аденин, тимин, гуанин, цитозин. Строение ДНК.

Тема 3. Определение комплементарных звеньев.  Комплементарность А и Т, Ц и Г. Водородные связи. Нахождение компонентов ДНК.

Тема 4. Мутации и ДНК.  Мутации. Мутагенные вещества  и их влияние. Изменение структуры ДНК. Мутации и здоровье человека. Генные мутации.

Тема 5. Определение состава ДНК.         Образование нуклеотида. Азотистые основания. Образование цепей ДНК. Водородные связи.

Тема 6. I и II законы Менделя.  Грегор Мендель. Признаки гороха. Закон единообразия.          Закон расщепления. Рецессивные и доминантные гены. Аллельные гены.

Тема 7. Дигибридное скрещивание. Дигибридное скрещивание. Дигетерогизигота, дигомозигота. Закон независимого расщепления признаков.         

Тема 8. Анализирующее скрещивание. Гетерозигота. Гомозигота. Определение генотипа организма.

Тема 9.  Сцепленное наследование генов. Наследование, сцепленное с полом. Сцепление. Группы сцепления. Закон Т. Моргана. Хромосомная теория наследственности. Гаплоидный и диплоидный набор хромосом. Гомогаметный и гетерогаметный пол.

Тема 10. Взаимодействие аллельных и неаллельных генов. Кодоминирование. Типы взаимодействия аллельных и неаллельных генов. Эпистаз, Кодоминирование. Комплементарность. Полимерия.

Тема 11. Итоговое занятие. Решение генетических задач. Родословные. Генеалогия.

Методические рекомендации

     Данный курс предполагает осознанное знакомство обучающихся, интересующихся биологическими теориями,  с наукой генетикой и ее законами. Он позволяет познакомиться с данным разделом на научной основе.

   В связи с этим следует уделить время не только для знакомства с теоретическими основами, но и позволить обучающимся больше практически проверить законы генетики на основе решения генетических задач. Для этого нужно научить применять законы в практике при решении задач. Особое внимание следует обратить на получение навыков построения схем скрещивания, правильной записи генетических символов, генотипов организмов, записи ответов и полученных результатов скрещивания.  

ЛИТЕРАТУРА:

1. А.О.Рувинский и др. «Общая биология» 10,11 кл. с углубл. изуч. биологии., М; Изд-во «Просвещение» 2001 г.
2. «Биология для школьников» № 5,6 2006 г.. Изд-во «Школьная пресса».
3. О.О. Ващенко. «Биология. Интерактивные дидактические материалы. 6-11 классы». Методическое пособие с электронным интерактивным приложением. -М: «Планета, 2012г».
4.  А.А. Кириленко, С.И. Колесников. «Биология. Подготовка к ЕГЭ - 2013» учебно-методическое пособие. Ростов-на-Дону: изд-во «Легион», 2012 г.
5. В.В.Маркина, Т.П. Порадовская,  «Общая биология»: учебное пособие, - М.:Дрофа, 2008 г.
6. Н.А. Степанчук. Справочник учителя биологии «Законы, правила, принципы, биографии ученых». Волгоград: изд-во «Учитель», 2010г.

1. Основные вопросы теории

Генетика – наука о закономерностях наследственности и изменчивости.

1900 г. – официальный год рождения генетики, т.к. Г. де Фриз, К. Корренс, Э. Чермак «переоткрыли» законы Менделя («Опыты над растительными гибридами», 1865 г.).

Методы генетики

1. Гибридологический (метод Менделя):

– гибридизация, – скрещивание особей с альтернативными (взаимоисключающими) признаками;

– анализ проявления у гибридов только исследуемых признаков, без учета остальных;

– строгий количественный учет гибридов, различающихся по исследуемым признакам (высота стебля, окраска семян, форма семян, окраска плодов, форма плодов, окраска цветков, положение цветков).

(Видеофрагмент «Контрастные признаки гороха, изучавшиеся Г. Менделем».)

2. Цитогенетический – изучение хромосомного набора (кариотипа) – количества, формы, размеров хромосом.

3. Генеалогический – метод родословных – изучение наследования признака у человека в ряду поколений.

4. Близнецовый – изучение проявления признаков у однояйцевых близнецов с оценкой роли внешней среды в реализации действия генов.

5. Математический – количественный учет наследования признаков.

6. Биохимический – изучение нарушений обмена веществ, возникающих в результате генных наследственных изменений.

7. Онтогенетический – изучение действия генов в процессе индивидуального развития, выявление присутствия рецессивных генов в гетерозиготном состоянии.

8. Популяционно-статистический – определение частот встречаемости различных генов в популяциях.

Основные генетические понятия

Наследственность, изменчивость, гаметы, соматические клетки, ген, гомологичные хромосомы, аллельные гены, локусы, генотип, фенотип, доминантный ген, рецессивный ген, гомозигота, гетерозигота.

Генетическая символика

Р, ♂, ♀, ×, F1, F2.

Моногибридное скрещивание

(× по одной паре признаков)

I закон Менделя – закон доминирования, закон единообразия гибридов I поколения:

«При скрещивании двух организмов, относящихся к разным чистым линиям (особи с однородной совокупностью генов, гомозиготные), отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных признаков, все F1 единообразно и несет признак одного из родителей».

(Видеофрагмент «I закон Г. Менделя».)

II закон Менделя – закон расщепления:

«При скрещивании двух потомков F1 между собой (двух гетерозиготных особей) в F2 наблюдается расщепление по фенотипу 3:1, по генотипу  -  1:2:1».

(Видеофрагмент  «II закон Г. Менделя».)

Для объяснения наблюдаемых закономерностей Г. Мендель выдвинул гипотезу чистоты гамет.

У гибридов гаметы чисты, т.к. содержат по одному гену из каждой пары генов.

При полном доминировании среди особей с доминантными признаками невозможно отличить гетерозиготы от гомозигот (для выведения чистых линий). С этой целью проводят анализирующее скрещивание, при котором исследуемая особь с доминантными признаками скрещивается с анализатором – рецессивной гомозиготой.

(Видеофрагмент «Анализирующее скрещивание».)

Промежуточное наследование

(Видеофрагмент «Наследование окраски цветков у ночной красавицы».)

Такое наследование называется промежуточным, т.к. признак носит промежуточный характер, а явление – неполным доминированием, т.к. доминантный ген не полностью подавляет проявление рецессивного гена.

При неполном доминировании в F2 расщепление по фенотипу и генотипу совпадает и составляет 1:2:1.

Дигибридное скрещивание

(× по двум парам признаков)

А- – желтые семена                              Р   ♀ ААВВ  ×  ♂ аавв

аа – зеленые семена                                     жел гл          зел мор

В- – гладкие семена

вв – морщинистые семена                    

                                                         F1   ♀ АаВв  ×  ♂АаВв  2n; 22=4

                                                                    жел гл      жел гл

F2

Решетка Пеннета

9 жел гл: 3 жел мор: 3 зел гл : 1 зел мор

9:3:3:1, или (3:1)2

III закон Менделя – закон независимого комбинирования признаков (наследования, расщепления):

«При дигибридном скрещивании расщепление по каждому признаку идет независимо от другого признака».

Дигибридное скрещивание есть два независимо идущих моногибридных скрещивания, результаты которых как бы накладываются друг на друга.

(Видеофрагмент «III закон Г. Менделя».)

В отличие от I и II законов, которые справедливы всегда, III закон справедлив только для тех случаев, когда изучаемые гены расположены в разных парах гомологичных хромосом.

Задание для закрепления изучаемого материала

Какое расщепление по генотипу и фенотипу в F2 следует ожидать при дигибридном скрещивании при неполном доминировании?

Ответ: расщепление по генотипу составляет 1ААВВ: 2ААВв: 2АаВВ: 4АаВв: 1ААвв: 2Аавв: 1ааВВ: 2ааВв: 1аавв. Образуется 9 фенотипических классов, и расщепление по фенотипу составляет 1:2:2:4:1:2:1:2:1.

2. Тесты с выбором одного правильного ответа

1. Чистой линией называется:

а) потомство, не дающее разнообразия по изучаемому признаку;

б) разнообразное потомство, полученное от скрещивания разных особей;

в) пара родителей, отличающихся друг от друга одним признаком;

г) особи одного вида.

2. Какое потомство получится при скрещивании комолой гомозиготной коровы (ген комолости В доминирует) с рогатым быком?

а) все ВВ;

б) все Вв;

в) 50% ВВ и 50% Вв;

г) 75% ВВ и 25% Вв.

3. У кареглазого мужчины и голубоглазой женщины родились три кареглазые девочки и один голубоглазый мальчик. Ген карих глаз доминирует. Каковы генотипы родителей?

а) отец – АА, мать – Аа;

б) отец – аа, мать – АА;

в) отец – аа, мать – Аа;

г) отец – Аа, мать – аа.

4. При скрещивании двух высокорослых (С) растений было получено 25% семян, из которых выросли низкорослые растения. Каковы генотипы низкорослых растений?

а) все СС;

б) все сс;

в) все Сс;

г) 50% Сс и 50% СС.

5. При нормальном мейозе в каждую из гамет попадает:

а) одна из гомологичных хромосом каждой пары;

б) обе гомологичные хромосомы;

в) гаметы могут не нести ни одной из хромосом данной пары.

6. Сколько типов гамет даст зигота с генотипом ААВВСС?

а) один тип гамет;

б) два типа гамет;

в) три типа гамет;

г) четыре типа гамет.

7. Диплоидный организм содержит в клетке:

а) один аллель любого гена;

б) два аллеля любого гена;

в) четыре аллеля любого гена;

г) множество аллелей любого гена.

8. Аллельные гены расположены:

а) в идентичных участках гомологичных хромосом;

б) в разных участках гомологичных хромосом;

в) в идентичных участках негомологичных хромосом;

г) в разных участках негомологичных хромосом.

9. В каком случае приведены примеры анализирующего скрещивания?

а) АА × Аа и аа × аа;

б) Аа × аа и АА × аа;

в) АА × Аа и Аа × Аа;

г) АА ×Аа и АА×АА.

10. При скрещивании кудрявой морской свинки с гладкой было получено 8 кудрявых (К) и 8 гладких (к) свинок. Каков генотип родителей?

а) отец – КК, мать – кк;

б) отец – Кк, мать – Кк;

в) отец – Кк, мать – КК;

г) отец – Кк, мать – кк.

11. Какова вероятность того, что зрячий (доминантный признак) ирландский сеттер, в потомстве которого от скрещивания со зрячей собакой был один слепой щенок, несет ген слепоты?

а) 100%;

б) 75%;

в) 25%;

г) 50%.

12. В потомстве, полученном от скрещивания двух красноцветковых гетерозиготных растений, были растения красной, белой и розовой окраски. Каков процент розовых растений?

а) 50%;

б) 75%;

в) 25%;

г) 100%.

13. Анализирующее скрещивание проводят для того, чтобы:

а) узнать, какой аллель доминирует;

б) узнать, какой аллель рецессивен;

в) вывести чистую линию;

г) выявить гетерозиготность организма по определенному признаку.

14. Какой организм выбрал Г. Мендель в качестве объекта для своих экспериментов?

а) растение ночную красавицу;

б) мушку дрозофилу;

в) горох;

г) фасоль.

15. Какое расщепление по генотипу характерно для гибридов второго поколения при моногибридном скрещивании?

а) 1:1;

б) 1:2:1;

в) 3:1;

г) 9:3:3:1.

3. Заполните пропуски

(заполните пропуски в предложениях, используя слова, выделенные курсивом)

1. Слева предлагается условие задачи, справа – логические следствия из этого условия. Заполните пропуски в этих следствиях.

(Темных волос, гетерозиготен, доброты, черного цвета, длинного носа, гомозиготны, короткого носа, светлых волос, злобности, гомозиготной, серого цвета.)

2. Г. Мендель, скрещивая растения, отличающиеся по (1…), установил следующие закономерности: наследование признака определяется дискретными факторами – (2...). Если в потомстве проявляется признак только одного из родителей, то такой признак называется (3…). Признак второго родителя, проявляющийся не в каждом поколении, называется (4…).

(Генами, одному признаку, рецессивным, доминантным.)

3. При скрещивании двух организмов, относящихся к разным чистым линиям (доминантной и рецессивной) и отличающихся друг от друга (1…) признаком, все (2…) поколение (F1) окажется (3…) и будет по фенотипу похоже на родителя с (4…) признаком. При скрещивании гибридов из F1 во втором поколении наблюдается (5…) в отношении (6…) по фенотипу и (7…) по генотипу.

(Гибридное, доминантным, 3:1, одним, 1:2:1, единообразным, расщепление.)

Задачи для самостоятельного решения «Моногибридное скрещивание»

Задача 1.

Какая часть потомства от самоопыления гибрида АаВвДдСС будет рецессивна по всем признакам?

Задача 2.

Какая часть потомства от самоопыления гибрида АаВвДдСС будет доминантна по всем признакам?

Задача 3.

Какая часть потомства от самоопыления гибрида АаВвее будет гетерозиготна по всем генам?

Задача 4.

Какая часть потомства от самоопыления гибрида ааВвДДЕе будет рецессивна по первому и доминантна по остальным признакам?

Задача 5.

Какая часть потомства от самоопыления гибрида АаВвДДЕе будет гомозиготна, доминантна по третьему гену, рецессивна по четвертому гену и гетерозиготна по остальным?

Задачи для самостоятельного решения «Дигибридное скрещивание»

Задача 1.

У человека кудрявые волосы доминируют над прямыми (гетерозиготы имеют волнистые волосы), черный цвет волос доминирует над рыжим. Какими могут быть дети по этим признакам в семье, где мать дигетерозиготна, а отец рецессивен по обоим признакам?

Задача 2.

У томатов пурпурная окраска стебля доминирует над зеленой, рассеченная форма листа доминирует над цельнокрайной. Из семян, полученных от самоопыления растений, имеющих пурпурный стебель и рассеченный лист, выросло 178 растений с пурпурными стеблями и рассеченными листьями, 60 растений с пурпурными стеблями и цельнокрайними листьями, 58 растений с зелеными стеблями и рассеченными листьями и 19 растений с зелеными стеблями и цельнокрайними листьями. Каков генотип исходного растения?

Задача 3.

У человека одна из форм глухонемоты является рецессивным признаком, карий цвет глаз – доминантный признак. Оба родителя кареглазые и имеют нормальный слух. Их первый ребенок оказался голубоглазым и глухонемым. А) каковы генотипы родителей? Б) какова вероятность того, что следующий ребенок будет иметь такие же признаки, как и первый? В) какова вероятность того, что в этой семье будут дети с признаками родителей? Г) какова вероятность того, что в этой семье будут глухонемые и кареглазые дети?

Задача 4.

У морской свинки доминантными признаками являются: черная окраска, розеточная (всклоченная) форма шерсти. Самки, имеющие розеточную черную шерсть, скрещены с самцом, у которого розеточная белая шерсть. Среди потомков оказалось 28 розеточных черных, 31 розеточный белый, 14 гладкошерстных черных и 9 гладкошерстных белых. Каковы генотипы самок и самца?