Откртй урок по теме "Генетика – наука о закономерностях наследственности и изменчивости"
методическая разработка по биологии (10 класс)

Открытый урок по биологии в 10 классе

Тема: Генетика – наука о закономерностях наследственности и изменчивости.

Цель: знакомство обучающихся с основными методами изучения наследственности человека.

Задачи:

образовательные:

• Познакомиться с механизмами наследственности при моногибридном скрещивании;
• установить взаимосвязь использования генетических знаний для прогнозирования появления наследственных болезней, разных признаков у человека и их диагностику;
• рассмотреть влияние наследственных изменений на поведение человека;
• сформировать у учащихся понятия: моногибридное скрещивание, аллели, альтернативные признаки, генотип, фенотип, гетерозигота, гомозигота, доминантный признак, рецессивный признак.

развивающие:

• развивать активность, мышление, ум;
• развивать навыки решения генетических задач;
• развивать умение устанавливать соответствие.

воспитательные:

• воспитывать научно-материалистическое мировоззрение;
• способствовать заинтересованности обучающихся в изучении генетики.

Оборудование: презентация,  мультимедийный проектор.

Тип урока: Формирование новых знаний.

Форма организации: урок формирования новых знаний с применением ИКТ.

                                                           ХОД УРОКА:

1. Организационный момент: приветствие учащихся, готовность к уроку.
2. Актуализация знаний: мотивация к изучению нового материала.

На Руси при выборе невесты родители принимали во внимание не только внешность, но и нрав. Особенно ценился миролюбивый характер, уступчивость, покладистость. Смотрели, какова работница и какое у неё здоровье, а проверяли так: накануне свадьбы приходили сваты, приносили угощения; сколько съест невеста - таково и здоровье, "чем больше - тем лучше".

Говорили: "Жену выбирай не глазами, а ушами", Брали "по хорошей славе". А еще присматривались к родне невесты до пятого колена: смотрели, нет ли пьяниц, буянов, сумасшедших. Даже пословица была: "Выбирай корову по рогам, а невесту по родам. Что лежало в основе такого серьезного подхода в выборе спутницы жизни? (гены, генетика). Какая думаете какая будет тема нашего урока?     (Генетика.)

Правильно, а если точнее «Генетика – наука о закономерностях наследственности и изменчивости». Запишите тему в тетрадях.

Учитель: Итак сегодня начинаем изучать новый раздел общей биологии «Основы генетики». То есть мы будем говорить о наследственности. Как сказал российский и советский кинорежиссер Николай Левицкий  «То, что нам написано на роду, надо ещё правильно прочитать».  А чтением этого «письма» занимается, как вы думаете, какая наука? (Генетика)

 Для начала ответим на некоторые вопросы

- Через какие структуры клетки происходит передача наследственной информации? (Хромосомы)

- Где они находятся? (В ядре)

- Из чего состоят хромосомы? (из ДНК и белков-гистонов) Молекула ДНК состоит из участков – генов. Каждый ген отвечает за развитие одного, реже нескольких признаков.

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.

 Формирование новых знаний.

Учитель:  Основоположником генетики был Грегор Иоганн Мендель.

Коротко о биографии Менделя - доклад ученика.  Родился 22 июля 1822 г. в Хайзендорфе (Австро-Венгрия; ныне Гинчице,Чехия). Сын крестьянина.

Окончив в 1843 г. университет в Ольмюце, Мендель ушёл в Августинский монастырь Святого Фомы в Брюнне (ныне Брно, Чехия) и там принял имя Грегор, а через год стал священником.

В 1851—1853 гг. как вольнослушатель Венского университета он изучал физику, химию, зоологию, ботанику и математику. В маленьком приходском саду, начиная с 1856 г., Мендель проводил эксперименты скрещивая разные сорта гороха между собой и получал гибриды, в конце концов приведшие к сенсационному открытию законов наследования признаков. 8 февраля и 8 марта 1865 г. учёный выступил на заседаниях Общества естествознания в Брюнне с рассказом о закономерностях, которые обнаружил (впоследствии эту сферу знания назовут генетикой).

Естествоиспытатели, первыми услышавшие доклады Менделя, не задали учёному ни одного вопроса. Его вышедший в 1866 г. труд «Эксперименты с растительными гибридами» не вызвал какого-либо отклика. Лишь в 1900 г. сразу три биолога, X. де Фриз (Нидерланды), К. Корренс (Германия) и Э. Чермак (Австрия), проведя независимо друг от друга собственные опыты, убедились в справедливости выводов аббата из Брюнна.

Слава пришла к Менделю уже после смерти (он скончался 6 января 1884 г.), и учение о наследственности было заслуженно названо менделизмом.

Почему он брал именно горох? Ученик заранее подготовил короткое сообщение.

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.

Итак, он взял два сорта гороха, один из которых имел желтые семена, другой – зеленые. Это альтернативные признаки. Запишите: альтернативные признаки – противоположные качества одного признака, гена (карие и голубые глаза, желтая и зеленая окраска семян гороха). 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.  зелеными семенами

 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. 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.

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 отрицательным 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 раздаю карточки с заданиями, вам надо установить соответствия между терминами  и их определениями (как задание ЕГЭ)

               Термины:  моногибридное скрещивание, аллели, альтернативные признаки, генотип, фенотип, гетерозигота, гомозигота, доминантный признак, рецессивный признак. 

Определения:       

противоположные качества одного признака, гена

скрещивание  форм, отличающихся друг от друга по одной паре изучаемых альтернативных признаков

сильные гены

слабые гены

различные формы одного и того же гена, расположенные в одинаковых участках (локусах) гомологичных хромосом

 совокупность генов организма

совокупность признаков организма

Домашнее задание

1. Составить родословную, с указанием наследственных признаков (цвет глаз, волос, группу крови, резус-фактор, наследственные болезни и т.д.) по возможности  максимально подробно (родители, бабушки, дедушки, братья, сестры, племянники)
2. 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?