Разработка уроков по теме "Основы генетики".

Тема урока. Закономерности наследования признаков. Моногибридное скрещивание.

Цель: развитие и закрепление знаний генетических основ, и  умение их использовать для     решения генетических задач.

Задачи. Образовательные - сформировать у учащихся представление о моногибридном скрещивании организмов, познакомить школьников с сущностью первого и второго законов Менделя.

Развивающие - научить школьников использовать знания об основных понятиях генетики для объяснения законов, открытых Менделем; продолжить знакомство с основными генетическими понятиями и терминами.

Воспитательные - способствовать развитию познавательного интереса учащихся к изучению проблем генетики.

Тип урока: освоение и закрепление нового материала

Технология обучения: рассказ, беседа.

Оборудование: ПК, мультимедийный проектор, флипчарт, учебник.

Дефиниция: первый и второй закон Менделя.

Ход урока:

I.             Организационный момент.

Сообщение темы и цели урока.

 «Увлечение может прославить человека и стать главным делом его жизни». Ребята, как вы думаете, о чем пойдет речь на уроке?

Давайте сформулируем цели и задачи нашего урока.

Постановка проблемы: - Почему Мендель, не будучи биологом, открыл законы наследования, хотя до него это пытались сделать многие  талантливые ученые?

Для этого я попрошу вас в листе «Рефлексия» заполнить колонку «в начале урока».

Рефлексия

После ознакомления с  таблицей дети формулируют цели и задачи урока.

Для того  чтобы выполнить все поставленные задачи, нам необходимо вспомнить некоторые генетические понятия (флипчарт 3).

Как вы считаете, какие понятия нам пригодятся сегодня?

II.          Актуализация знаний учащихся:

1.     Работа у доски (1 учащийся), остальные по карточкам «Найдите пару» (стр. 4-5 свойства - контейнер).

                      КАРТОЧКА «НАЙДИТЕ ПАРУ»

III.           Изучение нового материала.

Объяснение учителя:

1.     Дополнительный материал

Научная деятельность Менделя

 В 1843 году окончил философские классы при университете в Ольмюце и постригся в монахи Августинского монастыря св. Фомы в Брюнне (Австрия, ныне Брно, Чехия). Позже он отправился в Вену, где провел два года, изучая в университете естественную историю и математику, в 1853 г. вернулся в монастырь. Такой выбор предметов, несомненно, повлиял на его последующие работы по наследованию признаков у гороха. В 1856 году Мендель начал свои эксперименты по скрещиванию разных сортов гороха, различающихся по единичным, строго определенным признакам (например, по форме и окраске семян).
Мендель заинтересовался гибридизацией растений и, в частности, разными типами гибридных потомков и их статистическими соотношениями. Закон независимого расщепления признаков, известный теперь как закон Менделя, положил начало новому направлению в биологии – менделизму, ставшему фундаментом      генетики. Успехи  Менделя обусловлены удачным выбором объекта для экспериментов – гороха огородного. Преимущества вида:

1.     имеется много сортов, различающихся по ряду признаков.

2.     Растения легко выращивать, имеет короткий период развития.

3.     Горох - самоопыляющееся растение.

4.     Возможно искусственное скрещивание сортов, гибриды, полученные от искусственного скрещивания, плодовиты, что позволяет следить за ходом  наследования признаков в поколениях.

5.     Имеет многочисленное потомство.

Из 34 сортов гороха Мендель выбрал 22 сорта, обладающими четко выраженными различиями по ряду признаков, и использовал их в своих опытах по скрещиванию. Менделя заинтересовало семь главных признаков: высота стебля, поверхность семян, окраска семян, форма и окраска плодов, расположение и окраска цветков.

Обратить внимание учащихся на  высказывание и проблемный вопрос, учащиеся высказывают своё мнение. Таким образом,  подводится итог данной части урока.

2.     Объяснение сути гибридологического метода. Мендель при установлении  закономерностей независимого наследования признаков использовал в своей работе гибридологический метод.  Суть метода заключалась в том, что Мендель скрещивал растения различающихся либо  по одному признаку, либо по двум парам аллельных признаков. Он вел качественный учет признаков, что позволило, четко проследить как данный признак проявляется у потомства. Записать  в тетрадь – суть гибридологического метода.

Моногибридное скрещивание. Организация интерактивной деятельности учащихся для изучения: первого и второго законов Менделя;  составления схем скрещивания.

Объяснение решения генетических задач на моногибридное скрещивание. Объяснение правила доминирования и расщепления. Работа включает просмотр иллюстративного материала (флипчарт страница 8, объяснение со звуковым сопровождением). Записать I  и II законы Менделя в тетрадь.

После ознакомления с первым и вторым законами, учащимся объясняется, как правильно записывать задачи по генетики и основные генетические термины (стр.11-12).

3.     Решение задач на моногибридное скрещивание. Ознакомить учащихся с методическими рекомендациями и правилами оформления задач (стр.13).

IV. Закрепление:

А) Решение задачи на моногибридное скрещивание и законы Менделя (тренажер стр.16).  У доски решение задачи 1 ученик (стр.17-18).

Б) ответить на  вопросы флипчарта страницы с 19-24.

   V.  Подведение итогов урока:

Реализация целей урока. Рефлексия.

Выставление оценок и их комментирование.

Домашнее задание: § 37, в тетради задание на странице 147, задача (флипчарт 25).

Тема урока.  Цитологические основы моногибридного скрещивания.

Цель: сформировать представление о гипотезе чистоты гамет; ознакомить учащихся с принципом неполного доминирования, или промежуточного наследования признаков.

Задачи.

Образовательные - сформировать представление у учащихся о  цитологических основах моногибридного скрещивания; познакомить с сущностью и причинами неполного доминирования; изучить анализирующее скрещивание.

  Развивающие - продолжить развитие у учащихся умения записывать схемы скрещивания растений или животных, формирование навыков решения генетических задач; убедить учащихся в том, что взаимоотношения между генами в клетке не всегда складываются по принципу полного доминирования одного из них над другим.

Воспитательные - способствовать развитию познавательного интереса у учащихся к изучению проблем генетики.

Тип урока: освоение и закрепление нового материала

Технология обучения: рассказ, беседа.

Оборудование: ПК, мультимедийный проектор, флипчарт, учебник.

Структура урока и ход урока

I.             Вводная часть. Приветствие, сообщение темы и цели урока .

II.          Актуализация знаний учащихся. Страница 27-28 использование свойства – действия.

1. Фронтальный опрос учащихся.

    Почему скрещивание называют моногибридным?

    В чем суть первого закона Менделя?

    Какая разница между гомозиготой и гетерозиготной?

    Сформулировать второй закон Менделя.

2.     Проверочная работа. Стр.29-30.

Дефиниция: неполное доминирование, анализирующее скрещивание.

 Постановка проблемы:  Гипотеза чистоты гамет.

III.  Изучение нового материала:    

Объяснение учителя (схема страница 31):

Мендель выдвинул гипотезу чистоты гамет: всякий гетерозиготный гибрид (Аа, Вв и т.д.) формирует “чистые” гаметы, несущие только одну аллель (А или а).

Молодой аспирант Колумбийского университета (США) Уолтер Саттон в 1902-1903 гг. опубликовал работы, в которых логически обосновал доказательства в пользу хромосомной теории наследственности. Только объединенная генетическая и цитологическая информация могла представить бесспорные доказательства теории Саттона. Впоследствии эта теория получила подтверждение в цитологических исследованиях. Каждый вид растений и животных обладает определенным числом хромосом. В соматических клетках все хромосомы парные (за исключением половых). При образовании диплоидного набора хромосом в зиготе восстановится парность хромосом и локализованных в них генов. Если исходные родительские особи были гомозиготными, и одна из них обладала хромосомами, несущими доминантные гены, а другая - рецессивные, то гибрид первого поколения будет (и это очевидно) гетерозиготным. При созревании половых клеток у гетерозигот в процессе мейоза гомологичные хромосомы окажутся в разных гаметах и, следовательно, в гаметах будет по одному гену из каждой пары. В дальнейшем в процессе развития организма при делении клетки происходит удвоение хромосом, которому предшествует удвоение молекул ДНК, а значит, и генов. Закрепить гипотезу чистоты гамет и цитологические основы моногибридного скрещивания по интерактивной схеме  (флипчарт стр.32). Запись в тетради гипотезы чистоты гамет.

Принцип неполного доминирования.

Иногда гибриды первого поколения проявляют не доминантный признак, а промежуточный, т.е. неполное доминирование. Так при скрещивании красной и белой розы гибриды первого поколения получаются с  розовыми цветками. Рассмотреть схему флипчарт  стр. 34.  Записать  в тетрадь схему скрещивания и вывод.

Анализирующее скрещивание проводят в целях определения генотипа растений и животных со схожими фенотипами. Для этого скрещивают особь с неизвестным генотипом с гомозиготной особью по рецессивному признаку. Если полученные гибриды будут однообразными, то генотип исследуемой особи гетерозиготный, если же произойдет расщепление, то генотип – гетерозиготный.

Рассмотрение анализирующего скрещивания на примере окраски семян гороха (стр.35-38). 

Работа по тренажёру решение задач на неполное доминирование (несколько учащихся) страница флипчарта 39.

IV.            Закрепление.

 На доске основные законы генетики. Задание – сформулировать данные законы. Страница 40.

Решение задач у доски. Страница 41-43.

1.     Сколько  типов гамет,  образуются у особей с генотипом:

а) АА; б) Аа; в) аа.

2.      Мужчина левша, родители которого владели преимуществен­но правой рукой, женился на женщине правше, отец которой был прав­ша, а мать левша. Какое потомство можно ожидать от этого брака, если известно, что ген преимущественного владения правой рукой доминирует над геном владения левой рукой?

3.     При скрещивании чёрного кролика с белым все гибриды первого поколения оказались серыми. Определить генотипы родителей и гибридов первого поколения. Объясните, к какому типу доминирования относится окраска F₁?

Рефлексия.

1.     Какие трудности возникали при решении задач? Какие моменты урока вам запомнились лучше, какие вызвали удивление? Почему?

V.               Задание на дом. § 38 – пересказ, в тетради - задания на странице 153 (1,2).

Тема урока. Дигибридное скрещивание.

Цель: показать на примере дигибридного скрещивания проявление третьего закона Г. Менделя.

Задачи.

  Образовательные -  сформировать знания о дигибридном скрещивании, ознакомить учащихся с законом независимого наследования признаков.

Развивающие - научить школьников использовать специальную систему записи результатов скрещивания (решетку Пеннета) для прогнозирования численного выражения вариантов расщепления по фенотипу и генотипу при дигибридном скрещивании.

Воспитательные – убедить учащихся в том, что методы биологической науки позволяют со значительной долей вероятности предвидеть возможные результаты скрещивания организмов.

Тип урока: освоение и закрепление нового материала

Технология обучения: рассказ, беседа.

Оборудование: ПК, мультимедийный проектор, флипчарт, учебник.

Структура урока и ход урока

I.                  Вводная часть. Приветствие, сообщение темы и цели урока .

II.               Актуализация знаний учащихся. Решение задач на моногибридное скрещивание первый и второй законы Менделя у доски страница 46-48.

Задача №1

1.     Иммунность овса к головне доминирует над поражаемостью этой болезнью.

а) Какое потомство получится от скрещивания гомозиготных иммунных особей с растениями поражаемыми головней?

б) Какое потомство получится от скрещивания гибрида первого поколения с растением, лишенным иммунитета?

Задача №2

 Какое потомство получится при скрещивании  гомозиготной  комолой (безрогой) коровы с рогатым быком, если ген комолости доминирует? Какие законы наследственности подтверждаются  при этом?  

Задача № 3. От скрещивания растений ночной красавицы, имеющих розовую окраску, получены растения с красными, розовыми и белыми цветами. Объясните причину появления в потомстве красноокрашенных растений и в каком процентном соотношении произошло расщепление?

Дефиниция:  дигибридное скрещивание, решетка Пеннета.

III.           Изучение темы урока.

Изучение Г. Менделем наследования одной пары аллелей дало возможность установить ряд важных генетических закономерностей: явление доминирования, неизменность рецессивных аллелей у гибридов, расщепление потомства гибридов в отношении 3:1, а также предположить, что гаметы генетически чисты, т. е. содержат только один ген из аллельной пары. Однако организмы различаются по многим генам. Следующим этапом в работе Менделя было изучение наследования двух пар признаков. Установить закономерности наследования двух пар альтернативных признаков и более можно путем дигибридного или полигибридного скрещивания. Тема нашего урока – «Дигибридное скрещивание».

        Давайте запишем определение: Дигибридное скрещивание – это скрещивание, в котором участвуют особи, отличающиеся по двум парам аллелей.

Объяснение учителя опытов Менделя. Страница 49-50.

Для дигибридного скрещивания Мендель брал гомозиготные растения гороха, отличающиеся по окраске (желтые и зеленые) и форме семян (гладкие и морщинистые). Проводя эксперименты с моногибридным скрещиванием, Мендель установил, что доминантными признаками являются желтая окраска и гладкая форма. Он скрестил чистые линии сорта гороха с желтыми и гладкими семенами с сортом гороха, имеющим зеленые и морщинистые семена.

Запишем условие:

Дано:

Для определения сочетаний этих типов гамет и учета результатов расщепления пользуются решеткой Пеннета, названной так по имени кембриджского генетика. Она позволяет проследить все возможные генотипы и фенотипы при дигибридном скрещивании. В клетки по вертикальным столбцам записываются возможные мужские гаметы, а в клетки по горизонтальным строкам - женские. В каждой гамете должно находиться только по одному аллелю каждого гена. В соответствующие клетки решетки вносятся генотипы потомков.

От самоопыления 15 гибридов F1 было получено 556 семян, из них 315 желтых гладких, 101 желтое морщинистое, 108 зеленых гладких и 32 зеленых морщинистых.
Анализируя полученное потомство, Мендель, прежде всего, обратил внимание на то, что, наряду с сочетаниями признаков исходных сортов (желтые гладкие и зеленые морщинистые семена), при дигибридном скрещивании появляются и новые сочетания признаков (желтые морщинистые и зеленые гладкие семена). Он обратил внимание на то, что расщепление по каждому отдельно взятому признаку соответствует расщеплению при моногибридном скрещивании. Из 556 семян 3/4 были гладкими, 1/4 - морщинистыми; 3/4 семян имели желтую окраску, а 1/4 - зеленую.
Анализ количественных соотношений групп гибридов F2, имеющих определенное сочетание признаков, привело к такому заключению: расщепление по фенотипу при скрещивании дигетерозигот происходит в соотношении 9:3:3:1.
9/16 растений F2 обладали обоими доминантными признаками (гладкие желтые семена);
3/16   были желтыми    и       морщинистыми;
3/16   были зелеными    и       гладкими;
1/16 растений F2 обладали обоими рецессивными признаками (морщинистые семена зеленого цвета). При моногибридном скрещивании родительские организмы отличаются по одной паре признаков (желтые и зеленые семена) и дают во втором поколении два фенотипа в соотношении 3:1. При дигибридном они отличаются по двум парам признаков и дают во втором поколении четыре фенотипа   в        соотношении       (3:1)².
Четыре фенотипа скрывают девять разных генотипов: 1 - ААBB; 2 - AABb; 1 - AAbb; 2 - AaBB; 4 - AaBb; 2 - Aabb; 1 - aaBB; 2 - aaBb; 1 - aabb. Если расщепление по генотипу в F2 при моногибридном поколении было 1:2:1, то есть было три разных генотипа, то при дигибридном образуется 9 разных генотипов.
Мендель пришел к выводу, что расщепление по одной паре признаков не связано с расщеплением по другой паре. Для семян гибридов характерны не только сочетания признаков родительских растений (желтое гладкое семя и зеленое морщинистое семя), но и возникновение новых комбинаций признаков (желтое морщинистое семя и зеленое гладкое семя).

Проведенное исследование позволило сформулировать закон независимого комбинирования признаков (третий закон Менделя): при скрещивании двух гетерозиготных особей, отличающихся друг от друга по двум (и более) парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга в соотношении 3:1 и комбинируются во всех возможных          сочетаниях.
Третий закон Менделя справедлив только для тех случаев, когда анализируемые гены находятся в разных парах гомологичных хромосом.

Работа у доски по тренажёру дигибридное скрещивание (страница 51). Предлагает ученикам самим заполнить решетку, вызывает одного ученика к доске.                

IV. Закрепление: (страница53-56)

1. С какой целью проводят дигибридное скрещивание?

2. Записать гаметы, если генотип родительской особи АаВв, АаВВ, ААвв, ААВв.

3. Сколько потомков получится, если обе родительские особи гетерозиготные по двум признакам?

4. Какое расщепление будет в том случае, если анализируются сразу два признака?

5. Дайте формулировку III закона Г. Менделя.

2. Решение задач (Самостоятельная работа)

1. Написать возможные типы гамет, продуцируемых организмами со следующими генотипами: ААВВ, СсDD,  EeFf, gghh.

2. У человека праворукость доминирует над леворукостью,  кареглазость над голубоглазостью. Голубоглазый  правша женился на кареглазой правше. У них родилось двое детей – кареглазый левша и голубоглазый правша. От второго брака этого же мужчины родилось двое кареглазых детей, оказавшихся правшами. Определите генотипы мужчины и обеих женщин.

3. У фигурной тыквы белая окраска плода доминирует над   жёлтой, а дисковидная над шаровидной. Тыкву с белыми дисковидными плодами скрестили с тыквой, у которой плоды были белыми и шаровидными. В потомстве оказалось:

3/8 белых дисковидных,

3/8 белых шаровидных,

1/8 жёлтых дисковидных,

1/8 жёлтых шаровидных

Определите генотипы родителей и потомства.

Рефлексия.

Подумайте, на сколько трудно было  решать задачи на дигибридное скрещивание? Какие этапы были наиболее сложными? Почему? Что удалось легко? Какие выводы можете сделать?

V.Домашнее задание: пересказ § 39, в   тетради задания на странице 157 (1-3).