Рабочая программа Элективного курса "Основы молекулярной генетики" 10 класс
рабочая программа по биологии (10 класс) на тему

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Молекулярная генетика, являясь разделом генетики, изучающим механизмы наследственности и изменчивости на молекулярном уровне, представляет собой в настоящее время комплексную науку, пронизывающую многие разделы биологии. Она берется на вооружение все большим кругом исследователей — биологов и экологов — и часто служит методологической основой многих разделов современной биологии. Молекулярная генетика, позволяя раскрывать тончайшие молекулярные механизмы процессов жизнедеятельности различных организмов, направлена на решение важнейших научно-исследовательских, сельскохозяйственных, продовольственных и медицинских проблем.

Именно развитие генетики, подкрепленное молекулярно-генетическими методами исследования наследственной основы живых организмов, и последние достижения в области генетики человека и ряда хозяйственно ценных животных и растений позволяют назвать XXI век «веком биологии».

Курс «Основы молекулярной генетики» предназначен для того, чтобы учащиеся 10 классов смогли определиться в выборе профессии, связанной с соответствующей отраслью биологической науки и профиля обучения. Данный курс — первый в предлагаемой серии «Генетика», поэтому он должен заложить основы понимания закономерностей наследственности и механизма работы генетического аппарата. Последние данные генетической науки все больше свидетельствуют о наличии генного контроля большинства важнейших биологических процессов, обеспечивающих жизнедеятельность клетки и организма. Все чаще в биологических исследованиях как прикладного, так и фундаментального характера применяются методы молекулярной генетики. Следовательно, данный элективный курс может быть положен в основу понимания всей биологии. Он, несомненно, вызовет у учащихся интерес, желание и стремление изучать биологию в старших классах, а может, и в вузе.

Отбор содержания курса «Основы молекулярной генетики» осуществлялся на основе ряда фактов, стимулирующих развитие у школьников познавательных интересов. Занятия носят проблемный характер благодаря постановке дискуссионных вопросов, на которые до сих пор нет однозначных ответов. Формирование современного естественнонаучного экологического мировоззрения, активный деятельностный подход к изучаемым проблемам диктуют максимально возможное практическое освоение методологий современной генетики и основных ее методик. Причем последнее эффективнее всего осуществлять в ходе решения тех или иных исследовательских задач различного уровня.

В содержание курса был включен ряд вопросов, которые исследуются в современной науке и широко освещаются в средствах массовой информации, например, проблемы клонирования, получения трансгенных продуктов питания, профилактика СПИДа, решение экологических проблем методами генетической инженерии и др.

Курс «Основы молекулярной генетики» имеет большую практическую направленность. Решение задач происходит и на самых первых этапах изучения гена (основные методы получения и характеристики качества образцов ДНК, пригодных для молекулярно-генетического анализа). Практическому освоению предмета способствует постановка простейших экспериментов по изучению комплекса ферментов и белков модификации ДНК, обеспечивающих сложнейшие процессы хранения, передачи и реализации наследственной информации.

Несмотря на кажущуюся сложность тематики, первые этапы молекулярно-генетического исследования можно проводить в условиях стандартных школьных кабинетов по химии при наличии тяги или заменяющего ее оборудования. Подробные описания требований к организации практических занятий выходят за рамки формата изложения элективного курса, но они будут частично изложены в следующих элективных курсах цикла или изданы отдельно в виде учебного пособия. Ценность предлагаемого цикла элективных курсов заключается в удачном сочетании научности с доходчивостью и учетом интересов аудитории, а также возможностью организации полезных и увлекательных исследовательских проектов в рамках дополнительного образования школьников.

Курс молекулярной генетики, расширяя и дополняя знания учащихся о базовых молекулярных механизмах функционирования генетического аппарата, будет способствовать углубленному пониманию всех других разделов генетики, включая ее современные аспекты.

Знание основ молекулярной генетики является важной предпосылкой понимания всей биологии. Оно позволит учащимся лучше ориентироваться в океане информации и определиться с выбором будущей профессии.

ЦЕЛИ КУРСА:

Усвоение основных базовых положений генетики, явившихся предпосылкой развития молекулярной генетики.

Понимание того, что все основные физиологические проявления клетки и организма имеют в своей основе молекулярные процессы на уровне генетического аппарата.

Формирование взгляда на наследственную основу организмов как возникшую в ходе длительной эволюции сложнейшую систему управления жизнедеятельности клетки, способную точно и быстро воспроизводиться, сохранять целостность и развиваться, чутко реагируя на сигналы внешней среды.

Понимание сущности молекулярно-генетических процессов клетки и знание основных направлений практического применения достижений генетической науки.

Формирование представлений о единстве природы, универсальности основных молекулярно-генетических процессов жизнедеятельности и роли генетического аппарата в эволюции.

Формирование целостного естественнонаучного мировоззрения, развитие у учащихся навыков применения полученных знаний в последующей образовательной, научной и практической деятельности.

ЗАДАЧИ КУРСА:

Обучающие.

Получить базовые знания в области генетики и молекулярной генетики.

Познакомиться с ключевыми открытиями и достижениями в области структуры и функции ДНК, заложившими фундамент для последующих открытий и создания новых биотехнологий.

Понять значение созданных в предшествующий период базовых генетических теорий для последующего развития генетики и всей биологии в целом.

Получить знания об основах структуры и механизме функционирования генетического аппарата, осознать его центральную роль в управлении всеми основными функциями клетки и организма.

Воспитательные

Через глубокое понимание универсальных закономерностей, хранения и реализации наследственной информации осознать неисчерпаемые возможности, которые дает человеку созданная на базе достижений молекулярной генетики современная биотехнология.

Способствовать формированию ответственного отношения обучающихся к объектам живой природы.

Развивающие

Через знание сущности молекулярно-генетиче-ских процессов, их универсального характера воспринять концепцию единства живой природы, тесную взаимозависимость различных форм жизни, осознать всю мощь современных технологий и их возможную опасность.

Сформировать активный исследовательский подход к проблемам современной генетики и экологии, освоить основные навыки для применения усвоенных знаний и полученных умений в самостоятельной научно-исследовательской работе в лабораториях.

КОНЦЕПЦИЯ КУРСА ЗАКЛЮЧАЕТСЯ:

• в подробном рассмотрении молекулярных механизмов, обеспечивающих процессы хранения, умножения и функционирования генетического аппарата клетки (субклеточные структуры, включая генетический материал в форме сложно организованных цепей ДНК, имеют общую модель построения, идеальным образом подходящую для выполнения ДНК специфических функций);
• в формировании у учащихся понятия общности молекулярных процессов, обеспечивающих постоянство количественного и качественного состава наследственного материала, а также ее уникальность для каждого организма;

в использовании самых современных данных при изучении молекулярно-биологических и молекулярно-генетических аспектов строения и функционирования субклеточных, клеточных и организменных систем животных;

• в оптимальном соотношении теоретических и практических занятий. Предполагается широкое использование на занятиях иллюстративного материала (схемы, электронные фотографии), информационных технологий: работа с многочисленными сайтами по общей и молекулярной генетике, имеющимися в настоящее время в Интернете (перечень основных открытых сайтов по разделам курса прилагается).

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ЗНАНИЯМ И УМЕНИЯМ

Учащиеся должны:

• четко представлять сущность логических переходов от чисто абстрактного понятия гена как некоего дискретного фактора наследственности к гену как участку хромосомы (схема аллельных генов) и, наконец, к пониманию структуры гена (схема строения гена);
• уметь концентрировать усваиваемый материал вокруг определенной генетической теории, которая становится единицей содержания (например, хромосомной теории наследственности; менделевской теории наследственности; теории гена как единицы наследственности и изменчивости);
• владеть основными навыками работы с лабораторным оборудованием, применяемым в простейших базовых методиках молекулярной генетики;
• понимать молекулярные механизмы реализации наследственной информации и уметь свободно оперировать основными понятиями молекулярной генетики и ее современных направлений — геномики, метагеномики, протеомики;

• знать, что применение современных технологий молекулярной генетики позволяет успешно решать такие злободневные проблемы, как охрана окружающей среды, сохранение биоразнообразия, контроль и восстановление экосистем.

ФОРМЫ ОРГАНИЗАЦИИ И МЕТОДЫ ОБУЧЕНИЯ

Лекционно-семинарская форма работы предусматривает разные способы контроля и оценки работы школьников. Можно выделить несколько типов проводимого контроля.

1. Входной контроль проводится в виде краткого собеседования на первом занятии по предлагаемой программе. В ходе его выясняются интересы учащихся, принимаются их предложения по проведению интересных форм работы.
2. Текущий контроль — теоретические зачеты. Проводятся самостоятельные работы и тестирование по отдельным темам курса с целью выявления степени освоения учащимися материала. Предусмотрены как устные опросы, так и письменные задания.
3. Текущий контроль — лабораторные работы. По отдельным разделам курса при наличии соответствующего оборудования предусмотрены лабораторные работы. В ходе их проведения обучающиеся индивидуально общаются с педагогом, отвечают на поставленные в ходе эксперимента вопросы.
4. Итоговый контроль. Предполагается привлекать учеников к участию в городских олимпиадах по экологии и биологии, в юношеских конференциях (по итогам выполненных на практике самостоятельных исследовательских работ). В конце курса предусмотрено проведение пробного экзамена для того, чтобы школьники, готовящиеся к сдаче вступительного экзамена по биологии в вузы, могли оценить свои знания.

Необходимо также отметить, что по всем разделам курса в программе предусмотрены темы докладов и рефератов, выполняемых учениками с целью более глубокого изучения материала.

Рекомендуется проводить групповую работу учеников по получению знаний, что развивает у них коммуникативные способности. На занятиях большое внимание следует уделять активному участию в обсуждениях, познанию предмета через осуществление экспериментальной деятельности. Учащимся по каждой из изучаемых тем предлагается список литературы и сайтов в Интернете.

В процессе обучения планируются интерактивные занятия, применение компьютерных технологий, семинары, лабораторные и практические работы. Возможно проведение дискуссий, где будут обсуждены различные точки зрения по изучаемым вопросам. Подобный подход к занятиям обеспечивает надежность знаний, индивидуальное развитие учащихся. Ученики получают возможность самостоятельно найти ответы на свои вопросы.

Программа может быть использована учащимися для самостоятельной работы по таким разделам общего курса биологии, как «Молекулярная биология», «Экология» и «Генетика».

Вариативность курса строится на различном объеме теоретического материала, а также количестве лабораторных и практических работ. Программа включает в себя основные разделы и вопросы по генетике, необходимые для сдачи вступительного экзамена в ведущие вузы медицинского и биологического профиля. Кроме того, освоение теоретического материала рекомендуется совмещать с лабораторными и практическими работами, экскурсиями и учебными практиками.

Оптимальное количество обучающихся в группе — 8—10 человек. Программой предусмотрены разные формы занятий: лекции, семинары, лабораторные и практические работы, а также выездные и экскурсионные занятия.

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

 В.И.Сивоглазов, И.Б.Морзунова. Программы элективных курсов.Профильное обучение.Москва –Дрофа 2009г

1. Альберте В., Брей Д., Льюис Дж. и др. Молекулярная биология клетки. Т. 1—3. — М.: Мир, 1994.
2. Асланян М. М. Удивительная история овечки Долли // Биология в школе. — 1998. — № 1.
3. Богданов А. А., Медников В. М. Власть над геном. — М.: Просвещение, 1989.
4. Боринская С. А. Гены в нашей жизни // Биология в школе. — 2001. — № 2.
5. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология. Т. 1—3. — М.:Мир, 2001.
6. Дебабов В. Г. Биотехнология: вклад в решение глобальных проблем // Биология в школе. — 1997. — №1.
7. Кайданов Л. 3. Генетика популяций. — М.: Высшая школа, 1996.
8. Ланцов В. А. Репарация ДНК и канцерогенез: универсальные механизмы репарации у про- и эукари-от и последствия их повреждения у человека // Молекулярная биология. — 1998. — Т. 32. — С.753—765.
9. Ленин В. С, Сухих Г. Т. Медицинская клеточная биология. — М.: БЭБ, 1998.

10. Медицинская генетика / под ред. Н. П. Бочко-ва. — М.: Мастерство, 2001.
11. Новикова Т. А. Генная инженерия бактерий // Биология в школе. — 2004. — № 1.
12. Общая биология / под ред. А. О. Рувинского. — М.: Просвещение, 1993.
13. Орлова Н. Н. Сборник задач по общей генетике. — М.: Издательство МГУ, 1982.
14. Петросова Р. А. Темы школьного курса. Основы генетики. — М.: Дрофа, 2004.
15. Стволинская Н. С. Истоки и перспективы международной программы «Геном человека» // Биология в школе. — 2002.