10.11.2021 г. 12 гр. биология

10.11.2021 г. 12 гр. биология

Тема:«Закономерности наследственности. Первый и второй законы Менделя».

Цели урока:

Обучающие:

-Помочь учащимся целостно представить проект изучения темы «Генетика наука о закономерностях наследственности и изменчивости».

- Обеспечить освоение знаний об истоках генетики, истории её возникновения как гибридологической науки.

- Организовать деятельность учащихся по углублению знаний о материальных носителях наследственности.

- Обеспечить у старшеклассников убеждённость в том, что знания основных понятий генетики необходимы для понимания биологических закономерностей.

Развивающие:

- Развивать личностно-смысловое отношение к генетике.

- Развивать познавательные интересы, интеллектуальные и творческие способности в процессе приобретения знаний по предмету с использованием различных источников информации и информационных технологий.

- Способствовать формированию коммуникативных навыков работы, развитию монологической речи.

- Вырабатывать навыки самооценки.

Воспитательные:

- Воспитывать убеждённость в возможностях познания законов генетики и использования достижений науки на благо развития цивилизации.

- Продолжить формирование у учащихся навыков самостоятельной деятельности, взаимоконтроля и самоконтроля.

- Воспитывать коммуникативные способности у старшеклассников.

Оборудование: мультимедийный проектор, интерактивная доска, презентация к уроку, раздаточный матери

Тип урока: изучение нового материала.

Ход урока:

1.Организационный момент: приветствие и настрой учащихся.

Слайд 1.

Звучит музыка, на её фоне зачитывается притча.

Рассказывают, что однажды ученики древнегреческого философа Зенона обратились к нему с вопросом: «Учитель, ты обладающий знаниями во много раз большими, чем мы, всегда сомневаешься в правильности ответов на вопросы, которыми кажутся очевидными и ясными. Почему?». Начертив посохом на песке два круга, большой и малый, Зенон ответил…

«Площадь большого круга – это познание мною, а площадь малого круга – познание вами. Как видите, знаний у меня действительно больше чем у вас. Но всё вне этих кругов – это непознанное ни мною, ни вами. Согласитесь, что длина большой окружности больше длины малой, а следовательно граница моих знаний с непознанным больше, чем у вас. Вот почему у меня больше сомнений».

Так что, чем глубже изучаем мы предмет, тем больше у нас сомнений, больше возникает вопросов. На сегодняшнем уроке мы постараемся снять часть из них.

II. Изучение нового материала.

Формулировка темы и постановка целей урока, плана урока (презентация,

Слайд 2.

2). Вступительное слово учителя о рождении науки генетики.

И так, сегодня изучаем новую тему “Генетика” и первый урок этой темы “Закономерности наследственности. I и II законы Менделя”.

Слайд 3,4.

Удивительно, но наука об одном из главных свойств живого – способности наследовать и сохранять в ряде поколений признаки – одна из самых молодых биологических наук. Предметом ее исследования является не только наследственность – способность потомства сохранять признаки родителей, но и изменчивость – отличаться от них, приобретать новые. Таким образом, генетика является наукой о законах и механизмах наследственности и изменчивости.

Ещё в глубокой древности человек стал подмечать, что потомство похоже на родителей. Уже тогда люди старались получать, например, телят от самой удойной коровы, сеять семена растений, давших самый высокий урожай. Люди понимали, что в потомстве сочетаются признаки предков. Но закономерности, по которым те или иные признаки передаются потомкам оставались “тайной за семью печатями”. Среди учёных в середине XIX в. прочно утвердилось мнение: “Закон наследственности заключается в том, что никакого закона наследственности нет”.

Слайд 5.

Сообщение о биографии Г. Менделя .

Становление этой науки связано с именем Грегора Иоганна Менделя.

Грегор Мендель родился 22 июля 1822 г. в семье крестьянина в небольшой деревушке на территории современной Чехии, а тогда Австрийской империи. Мальчик отличался незаурядными способностями, и оценки в школе ему выставлялись лишь превосходные. Родители мечтали вывести своего сына “в люди”, дать ему хорошее образование. Иоганн окончил гимназию, затем двухгодичные философские курсы. В 1843 г. Мендель поступил в монастырь августинцев в г. Брно, где принял духовный сан. Позже он отправился в Вену, где провёл два года, изучая в университете естественную историю и математику, после чего в 1853 г. вернулся в монастырь. Такой выбор предметов, несомненно, оказал существенное влияние на его последующие работы по наследованию признаков у гороха. А ещё раньше Мендель скрещивал мышей, наблюдал, какое получалось потомство. Быть может, сложись судьба иначе, оппоненты позднее называли бы законы Менделя не “гороховыми” а “мышиными”? Будучи в Вене, Мендель заинтересовался процессом гибридизации у растений и в, частности, разными типами гибридных потомков и их статистическими соотношениями. Эти проблемы и явились предметом научных исследований Менделя, которые он начал летом 1856 г.

История генетики

Именно он сформулировал основные законы наследственности в своей монографии “Опыты над растительными гибридами”, вышедшей в 1865 году. Но эта работа была не замечена научным миром. И в 1871 году Мендель оставил опыты навсегда. В конце своей жизни он сказал: “мои научные труды доставили мне много удовольствия, и я убежден, что не пройдет много времени – и весь мир признает результаты моих трудов”.

И он не ошибся. Законы наследования признаков, установленные Менделем, определили развитие генетики как науки на весь последующий период. Однако работы Менделя опередили своё время; они были оценены по достоинству только через 35 лет. Официальной датой рождения генетики принято считать весну 1900 года, когда независимо друг от друга ботаники: голландский - Гуго Де Фриз, немецкий Карл Эрих Корренс и австрийский Эрих Чермак переоткрыли законы Менделя. Результаты работ этих учёных доказали правильность закономерностей, установленных в своё время Г. Менделем. Они честно признали его первенство в этом вопросе и присвоили этим закономерностям имя Менделя. С этого момента генетика - это наука, представляющая собой стройку, где грохочут взрывы открытий. Четко сформулированные законы, предложенные Менделем легли в основу классической генетики. Мендель определил существование единиц наследования и назвал их задатками. Теперь мы знаем, что это гены.

1909 г – датский ботаник Иогансен назвал эти единицы генами, а в 1923 году американский генетик Морган показал что они находятся в хромосомах. С тех пор генетика достигла больших успехов в объяснении природы наследственности и на уровне организма и на уровне гена.

1900 г. – официальная дата рождения науки генетики

Большой вклад в развитие генетики внесли российские ученые –

Н.И.Вавилов, И.А.Рапопорт, С.С.Четвериков. Можно без преувеличения

утверждать, что до конца 40-х годов советские ученые занимали ведущие позиции в этой науке. Однако до 1956 генетические исследования в СССР были запрещены и только начиная с 1956г. появилась возможность восстановить генетику в еѐ правах. В других странах развитие

генетики шло бурными темпами.

1944 – американские ученые доказали, что материальным носителем является не белки, а ДНК.

1953 год – Уотсон и Крик создали модель строения молекулы ДНК.

В 1962 – был расшифрован генетический код.

Слайд 6.

Постановка проблемного вопроса.

Почему Г. Мендель выбрал объект для опытов - горох?

Почему Г. Мендель, не будучи биологом, и работая в одиночку, открыл законы наследственности, хотя до него это пытались сделать многие талантливые учёные?

Самостоятельная работа учащихся  со статьёй “Как работал Мендель?”. Приложение 1)

Самостоятельно выясняют преимущества гороха огородного как объекта для опытов.

Проверка выполнения самостоятельной работы, пояснения и дополнения учителя.

Слайд 7.

Действительно, успехи, достигнутые Менделем, частично обусловлены удачным выбором объекта для экспериментов – гороха огородного. Он потратил несколько лет, чтобы выбрать организм, с которым ему предстояло работать, и решить какие признаки этого организма следует изучать.

- Легко выращивать, имеет короткий период развития – в условиях Чехии можно получить несколько поколений за один год.

- Имеет многочисленное потомство.

- Много сортов, чётко различающихся по ряду признаков. Сорта гороха отличаются друг от друга хорошо выраженными наследственными признаками.

- Самоопыляющееся растение – растение происходит внутри одного цветка. Его репродуктивные органы защищены от проникновения пыльцы с цветков другого растения.

- Возможно искусственное скрещивание сортов. Горох – строгий самоопылитель, но возможно удаление тычинок и перенос пыльцы от растений другого сорта с целью получения гибридных семян. Гибриды плодовиты, что позволяет следить за ходом наследования признаков в поколениях.

-имеет большое количество хорошо заметных альтернативных признаков:

Слайд 8.

• окраска венчика — белая или красная;
• окраска семядолей — зеленая или желтая;
• форма семени — морщинистая или гладкая;
• окраска боба — желтая или зеленая;
• форма боба — округлая или с перетяжками;
• высота стебля — длинный или короткий;

Избрав в качестве экспериментального объекта горох, Мендель ещё потратил два года на предварительные опыты, чтобы найти чистые сорта с различными наследственными признаками. Чистые линии – это когда у одного растения семена только желтые, а у другого зеленые.

Слайд 9. О горохе даже слагались стихи, вот одно из них. Давайте его прочитаем. А.Кушнер

Вот кто поработал во славу науки — горох!

Зеленых и желтых цветков для неё, не жалея,

Вот кто для генетики мок под дождями и сох

Под ветром, кого увлекала и грела идея!

И, пышный, цеплялся, и, цепкий, по палочке полз,

Стараясь для Грегора признак явить доминантный.

Вот кто в беспросветном сцепленье зацепок и лоз

В наследственность верил и гибко считал варианты.

И ежели друга найти в поколенье другом

Не смог, не печалься, быть может, найдешь его

Средь желтых цветов стебелёк, зацепив рукавом,

Заметишь зеленый, обласкан приветствием этим.

Слайд 10.

ЗАДАЧИ ГЕНЕТИКИ.

Как биологическая наука генетика очень важна для всех специалистов, имеющих дело с живыми организмами – агрономов, ветеринаров, медиков и т.д.

Задачи которые стоят перед генетикой:

1.Изучение механизма действия генов.

2.Создание новых сортов растений и пород животных.

3.Решение многих медицинских вопросов.

4.Актуально изучение генетических последствий загрязнения окружающей среды.

Слайд 11. 12. 13. Любая наука имеет свои методы исследования (схема на слайде с классификацией методов).

МЕТОДЫ ГЕНЕТИКИ.

1.Гибридологический- система скрещиваний, позволяющая проследить в ряду поколений наследование признака и выявить новообразования. Это основной метод генетики.

2. Цитогенетический - изучение материальных структур наследственности – микроскопическое изучение структуры и числа хромосом.

3. Биохимический – обнаружение изменений в биохимических параметрах организма, связанных с изменением генотипа.

4. Онтогенетический – изучение проявления гена в процессе онтогенеза.

5. Популяционный – изучение генетического состава популяций, выяснение распространения отдельных генов в популяциях, вычисление частоты аллелей и генотипов.

6. Генеалогический - составление и изучение родословных, изучение характера и типа наследования признаков.

7.Близнецовый - изучение природы различных признаков ( морфологических, физиологических, поведенческих), выявление роли среды и наследственности в формировании признаков.

8. Генная инженерия – использование природных или искусственно созданных генов.

9. Математический анализ – статистическая обработка полученных данных.

Слайд 14.

Г. Мендель поставил перед собой цель выяснить правила наследования отдельных признаков гороха. Эту работу он проводил в течение 8 лет, изучив за это время более 10000 растений гороха. В своих работах он использовал гибридологический метод исследования. Метод предполагает изучение признаков родительских форм, проявляющихся в ряду поколений у потомства, полученного путем скрещивания (гибридизации). Поскольку потомков от таких скрещиваний называют гибридами, то и метод получил название гибридологического.

Суть метода заключается в:

- скрещивании (гибридизации) организмов отличающихся друг от друга по одному или нескольким признакам;

- анализе характера проявления этих признаков у потомков (гибридов).

Слайд 15.

Как мог Мендель, работая в одиночку, увидеть то, чего не могли разглядеть его современники, тесно связанные с научным миром? Удачу Менделя определило стечение ряда обстоятельств. Ставя опыты, Мендель придерживался ряда правил:

- Использовал для экспериментов чистые линии, т.е. растения, в потомстве которых при самоопылении, не наблюдалось расщепления по изучаемому признаку.

- Ставил одновременно опыты с несколькими родительскими парами, чтобы больше получить экспериментального материала.

- Наблюдал за наследованием малого количества признаков. Наблюдал наследование многообразных признаков не сразу в совокупности, а лишь одной пары (или небольшого их числа пар) альтернативных признаков.

- Вёл строгий количественный учёт потомков. В своё время Мендель изучал математику и теорию вероятности. Поэтому он понимал, что при оценке результатов скрещиваний нужно оперировать большими числами. Математически обработанные данные позволили установить количественные закономерности в передаче изучаемых признаков.

До появления работ Г. Менделя существовала точка зрения, что наследственность и изменчивость носят непрерывный (слитный) характер, а половые гибриды образуют гибридные же половые клетки, поэтому, однажды появившаяся смесь признаков полностью передается из поколения в поколение.

Слайд 16.– В чём же заключается вклад Менделя?

- Показал, что наследуются не признаки, а факторы (задатки).

- Показал, что наследственность не слитная, а дискретная.

- Вывел первые законы.

- Ввёл новые понятия (доминантность, рецессивность).

- Ввёл буквенные обозначения и запись схемы скрещивания.

Слайд 17.

Дискретная наследственность. Работа с учебником.

Г. Мендель установил важнейшие закономерности наследственности организмов и вскрыл дискретную (прерывную) природу ее. Доказав возможность наследования одного признака независимо от других, он тем самым показал, что наследственность дискретна, делима, и генотип состоит из отдельных единиц, определяющих отдельные признаки и относительно независимых друг от друга. Принцип дискретности наследственности лежит в основе всех современных методов селекции.

Слайд 18.

Язык генетики

Из разговора двух генетиков:

«Необходимо учитывать, что у гибридного гетерозиготного организма гаметы содержат только один аллельный ген»

• О чем идет разговор?

Без знания языка генетики понять о чем идет речь,- невозможно.

Для того чтобы окунуться в мир генетики, мы сначала должны ознакомится с терминами и символами этой науки.

Слайд 19,20.

Генетическая терминология.

Доминантный признак – это признак, который проявляется в поколение.

Рецессивный признак - это признак, который подавляется.

Доминантный признак обозначается – А.

Рецессивный признак обозначается – а.

Ген – участок молекулы ДНК, отвечающий за развитие определенного признака.

Каждый организм обладает своим набором генов, то есть генотипом.

Но не все признаки, полученные организмом от родителей, проявляются у потомков. Каждый организм обладает своим фенотипом- внешнее проявление признаков

Все гены организма находятся в хромосомах – самоудваивающихся структурных элементах ядра, содержащих ДНК.

Каждый ген имеет свое местонахождение – локус.

Каждая соматическая клетка содержит несколько пар одинаковых – гомологичных хромосом.

У диплоидных организмов за каждый признак отвечают два гена (один от отца, другой от матери). Такие гены называются аллельными, они находятся в гомологичных (одинаковых) хромосомах.

Поэтому любой признак организма мы обозначаем двумя буквами (АА или Аа или аа).

В зависимости от того, какие гены содержит организм, он может быть

гомозиготным - Организм, у которого аллельные гены одинаковы

и гетерозиготным. Если аллельные гены разные

В гетерозиготе доминантный признак проявляется в фенотипе, а рецессивный – скрывается.

Слайд 21.

Таблица 1. Генетическая символика

♀

женский организм

♂

мужской организм

×

знак скрещивания

P

родительские организмы

F1, F2

Потомки, гибриды первого и второго поколения

A, B, C, D

гены, которые кодируют доминантные признаки

a, b, c, d

Гены ( парные, аллельные) которые кодируют рецессивные признаки

АА, ВВ,СС, DD

Генотипы гомозиготных особей по доминантному признаку

aa, bb, cc, dd

Генотипы гомозиготных особей по рецессивному признаку

Аа, Bb, Cc, Dd

Генотипы гетерозиготных особей.

G

гаметы

Слайд 22-25.

МОНОГИБРИДНОЕ СКРЕЩИВАНИЕ.

В основу современной науки- генетики легли законы наследования признаков, установленные Г.Менделем.

Для опытов Мендель брал обычный посевной горох, характеризующийся

большим разнообразием форм и способностью к самоопылению. Прежде чем

проводить скрещивание, он проверил чистоту 34 сортов и выбрал растения,

предки которых в ряду поколения стойко передавали свои признаки.

Скрещивание двух организмов называется гибридизацией, потомство от скрещивания двух особей с разной наследственностью называют гибридным, а отдельную особь — гибридом

Скрещивание двух организмов, отличающихся по одной паре

альтернативных(взаимоисключающих ) признаков, он назвал

моногибридным.

В своих опытах Мендель скрестил растения, выросшие из желтых семян, с

растениями, выросшими из зеленых семян. В потомстве от этого скрещивания все семена( семена первого поколения) оказались одинаковыми и имели желтую окраску.

Аналогичная картина наблюдалась и при скрещиваниях, в которых изучалось наследование других признаков: при скрещивании растений, имеющих гладкую и морщинистую форму семян, все семена полученных гибридов были гладкими, от скрещивания красноцветковых растений с белоцветковыми — все красноцветковые.

Проявляющийся у гибридов первого поколения признак Мендель назвал доминантным, а подавляемый — рецессивным. Само же явление преобладания у гибридов признака одного из родителей Г. Мендель назвал доминированием.

Позже выявленная закономерность была названа законом единообразия гибридов первого поколения, или законом доминирования.

Это первый закон Менделя: при скрещивании двух организмов, относящихся к разным чистым линиям (двух гомозиготных организмов), отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных признаков, все первое поколение гибридов (F1) окажется единообразным и будет нести признак одного из родителей.

Слайд 26-31.

Закон расщепления. По мнению Менделя, у потомства присутствуют оба

наследственных задатка, но рецессивный находится в скрытом состоянии. Чтобы проверить это предположение, Мендель высеял гибридные семена от каждого растения отдельно. В результате самоопыления этих растений завязались как желтые, так и зеленые семена в отношении 3:1.

Явление, при котором скрещивание гетерозиготных особей приводит к образованию потомства, часть которого несёт доминантный признак, а часть — рецессивный, называется расщеплением. Следовательно, расщепление — это распределение доминантных и рецессивных признаков среди потомства в определённом числовом соотношении. Рецессивный признак у гибридов первого поколения не исчезает, а только подавляется и проявляется во втором гибридном поколении.

Таким образом, на основе скрещивания гибридов первого поколения и анализа второго был сформулирован второй закон Менделя: при скрещивании гибридов первого поколения в потомстве происходит расщепление признаков в определенном числовом соотношении: 3/4 имеют доминантный признак, 1/4 - рецессивный.

В последующих поколениях при самоопылении у растений,

выросших из зеленых семян, 1/3 давала только желтые семена, а у 2/3 вновь

обнаружилось расщепление по окраске в соотношении 3:1. Мендель провел

скрещивание растений, различающихся по 7 парам признаков, и везде получил одни и те же результаты: единообразие гибридов 1-го поколения при

расщеплении в F2 в отношении 3:1.

На основании этих данных Мендель сделал вывод о том, что наследуются

не сами признаки, а наследственные задатки (факторы), их определяющие.

Они передаются из поколения в поколение и в настоящее время называются

генами. Он предложил эти задатки обозначать буквами латинского алфавита:

доминантный фактор – заглавными (А),

рецессивный - строчными (а). У каждого организма эти факторы парные, т. к. один происходит от материнского организма, другой – от отцовского. Каждый ген может находится в одном их состояний А или а. Эти состояния гена называют аллелями. В данном случае желтая окраска семян определяется доминантным аллелем А, зеленая же – рецессивным аллелем а. Эти аллели расположены в идентичных участках гомологичных хромосом.

Английский генетик Р.Пеннет предложил проводить запись в виде решетки, которую так и назвали — решетка Пеннета. По вертикали указываются женские гаметы, по горизонтали — мужские.

Исходное растение АА отличается от гибрида Аа по наследственным задаткам, в то время как по внешним признакам они одинаковы. Внешнее проявление признака называется фенотипом, а совокупность генов - генотипом.

У особей АА и Аа фенотип одинаковый – семена имеют желтую окраску, - а генотип разный.

Организм, имеющий одинаковые аллели одного гена называют гомозиготным (в нашем случае АА и аа).

Организмы, имеющие разные аллели одного гена, называют гетерозиготными (Аа).

Гомозиготы производят гаметы одного типа

(АА образует гаметы А, аа же дает гаметы а).

Гетерозиготы производят разные типы гамет. Так, гетерозигота по одному гену Аа образует гаметы А и а.

Слайд 32.

3. Закрепление материала:

Задача:
Ген черной масти у крупнорогатого скота доминирует над геном красной масти. Какое потомство F1 получится от скрещивания чистопородного черного быка с красными коровами?

Задача:
У норок коричневая окраска меха доминирует над голубой. Скрестили чистопородную коричневую самку с самцом голубой окраски. Какое потомство получится от скрещивания особей первого поколения?

Тесты.

Тест.

Вариант 1.

1. Исследованием закономерностей наследственности и изменчивости занимается наука:

А. Селекция;

В. Физиология;

С. Экология;

D. Генетика.

2. Свойство родительских организмов передавать свои признаки и особенности развития потомства называют:

А. Изменчивостью;

В. Наследственностью;

С. Приспособленностью;

D. Выживаемостью.

3. Признак, который проявляется сразу же в первом поколении и подавляет

противоположного признака, называют:

А. Доминантным;

В. Рецессивным;

С. Промежуточным;

D. Ненаследственным.

4. Совокупность генов, полученных потомством от родителей, называют:

А. Фенотипом;

В. Гомозиготой;

С. Гетерозиготой;

D. Генотипом.

5. Материальной основой наследственности являются:

А. Гены, расположенные в молекуле ДНК;

В. Молекулы АТФ;

С. Молекулы белка;

D. Хлоропласты и митохондрии.

6.Гибриды первого поколения при дальнейшем размножении дают расщепление 3:1.

А.Закона Моргана;

В.Первого закона Менделя;

С.Второго закона Менделя;

D.Правила Менделя.

Тест.

Вариант 2.

1. Генетика занимается изучением:

А. Процессов жизнедеятельности организмов;

В. Классификацией организмов;

С. Закономерностей наследственности и изменчивости организмов;

D. Взаимосвязей организмов и среды обитания.

2. Наследственность – это свойство организмов:

А. Взаимодействовать со средой обитания;

В. Реагировать на изменение окружающей среды;

С. Передавать свои признаки и особенности

D. Приобретать новые признаки в процессе индивидуального

развития.

3. Гены, расположенные в молекуле ДНК, представляют собой:

А. Вещество, содержащее богатые энергией связи;

В. Материальные основы наследственности;

С. Вещества, которые ускоряют химические реакции в клетке;

D. Полипептидную цепь, выполняющую многие функции в клетке.

4. Генотип – это совокупность:

А. Генов, полученная потомством от родителей;

В. Внешних признаков организма;

С. Внутренних признаков организма;

D. Реакций организма на воздействие среды.

5. Скрещивание особей, отличающихся по одной паре признаков, называют:

А. Полигибридным;

В. Анализирующим;

С. Дигибридным;

D. Моногибридным.

6. Признак, который у особи внешне не проявляется, называют:

А. Рецессивным;

В. Доминантным;

С. Промежуточным;

D. Модификацией.

Слайд 33.

4. Подведение итогов урока.

Слайд 34.

- назовите законы, открытые Г. Менделем при моногибридном скрещивании.

- Какое потомство образуется при скрещивании особей, принадлежащих чистым линиям?

- Какое количественное соотношение проявления признаков наблюдается при скрещивании двух гетерозиготных особей?

Оценки за урок: тест + сообщения +фронтальная беседа +

Слайд 35.

5. Домашнее задание.

- Изучить параграф учебника «Общая биология» В. Константинов№ 2.1стр. 59-62. ( выучить термины и символику генетики)

Задания на выбор:

- подготовить сообщение на тему: « Вклад

российских ученых в развитие генетики»;

- решить задачи, условие которых у вас имеется на столе.

Задача:

Ген черной окраски тела крупного рогатого скота доминирует над геном красной окраски. Какое потомство можно ожидать от скрещивания: а) двух гетерозиготных особей? б) красного быка и гибридной коровы?

Задача: У томатов ген, определяющий красную окраску плодов, доминантен по отношению к гену желтой окраски. Полученный из гибридных семян 3021 куст томатов имел желтую окраску, а 9114 – красную. Вопрос: а) сколько гетерозиготных растений среди гибридов?