Методическая разработка открытого урока по биологии на тему: "История развития генетики. Гибридологический метод. Моногибридное скрещивание"

Преподаватель ГБПОУ РА «Майкопский политехнический техникум»

Садова Маргарита Анатольевна

Урок №

«История развития генетики. Гибридологический метод. Моногибридное скрещивание».

Цели и задачи урока: сформировать знания учащихся об основных этапах развития генетики как науки о наследственности и изменчивости живых организмов. Раскрыть сущность основного метода генетики - гибридологического, ввести понятия об основных генетических терминах и символике. Сформировать у учащихся понятие о моногибридном скрещивании, познакомить с сущностью 1 закона Г.Менделя. Научить решать задачи на моногибридное скрещивание.

Методы: словесные (беседа, рассказ, объяснение); наглядные (демонстрация Презентации); практические (решение задач на моногибридное скрещивание).

Тип урока: Изучение нового материала и первичное закрепление.

Оборудование: мультимедийный проектор, презентация «История развития генетики»

Ход урока

Организационный момент

Приветствие, проверка отсутствующих, выдача тетрадей, настрой на урок.

Ход урока

I. Организационный момент (слайд 1)

И что же видят?... За столом
Сидят чудовища кругом:
Один в рогах с собачьей мордой,
Другой с петушьей головой,
Здесь ведьма с козьей бородой,
Тут остов чопорный и гордой,
Там карла с хвостиком, а вот
Полужуравль и полукот.

поэма «Евгений Онегин» А.С.Пушкин

1. Вводная часть.

(слайд2)

Из тьмы времен, сквозь толпы племен и народов пробилась к нам легенда о Химере. Она пришла к нам из Древней Греции. Химера – это порождение стоглавого огнедышащего чудовища Тифона и полуженщины-полузмеи Ехидны, невиданное существо с львиной пастью, козьим туловищем и хвостом змеи.

А еще фантазия людей создала стремительных кентавров – полуконей – полулюдей, коварных русалок – полурыб – полудев, сирен – полуженщин – полуптиц, своим сладостным пением завлекающих моряков, ужасающих драконов, гарпий, сфинксов… и так далее.

Сказочные чудовища – старый пунктик человека. Однако парадокс нашего времени в том и состоит, что все мысленно возможное обретает плоть и кровь. Ядерная физика позволила превращать одни элементы в другие. А вот теперь, благодаря биологическим знаниям и открытиям дошла и до воссоздания химер.

Вопрос: кто мне скажет, как называется наука, благодаря которой легенды о химерах могут стать реальностью уже в наше время? (генетика).

(запись темы и плана урока в тетради)

- Совершенно верно. Начиная с сегодняшнего урока, мы начнем изучать новый раздел биологии «Основы генетики и селекция». Тема сегодняшнего урока звучит так: «История развития генетики. Гибридологический метод. Моногибридное скрещивание». Сегодня вы узнаете о том, как развивалась наука генетика, кто явился ее основоположником, познакомитесь с основным методом генетики гибридологическим и с 1 законом Г.Менделя, научитесь решать генетические задачи на моногибридное скрещивание.

План урока: (слайд3)

1. История развития генетики – как науки.

2. Г. Мендель – основоположник генетической науки.

3. Гибридологический метод изучения наследственности.

4. Законы Менделя.

5. Моногибридное скрещивание

- А кто мне скажет, чем же занимается наука генетика?

Генетика – это наука о закономерностях наследственности и изменчивости живых организмов. (слайд 4)

- Хочу обратить ваше внимание на слово «закономерностях», от какого слова оно образовано? (закон). Правильно, в генетике существуют законы, которыми руководствуются такие важные свойства организма, как наследственность и изменчивость. И по-другому быть просто не может!!!

- А что же такое наследственность?

(Наследственность – это способность живых организмов передавать свои признаки и свойства из поколение в поколение). (слайд5)

- Что такое изменчивость?

(Изменчивость – способность живых организмов приобретать новые признаки и свойства). (слайд 6)

Мы с вами знаем, что благодаря наследственности появившийся на свет зайчонок будет такой, как его родители, а растение кактус таким же, как - то, от которого мы его пересадили. Мы с вами так же наследуем признаки от своих отцов и матерей, а наши дети унаследуют их от нас. (слайд 7)

- А какие признаки мы можем унаследовать? (цвет волос, глаз и т.д.)

Совершенно верно и самое главное, что большинство внешних признаков передаются из поколения в поколение. (слайд 8)

А теперь послушайте пример из жизни. В молодой семье родился ребенок. Муж и жена имеют карие глаза, а ребенок родился голубоглазый.

• Какой вопрос у вас возникает? (возможно, ли это?)

• Кто считает, что такое, возможно, поднимите руки. Кто считает, что это невозможно, поднимите руки. Теперь поднимите руки те, кто сомневается.

Итак, у нас в группе появилось три мнения на данный вопрос и нам необходимо выяснить, какое из них правильное. Как мы можем это выяснить? (учащиеся предлагают разные варианты)

Подводящий диалог

Когда вы в математике пытаетесь доказать или опровергнуть какую-то теорему чем вы пользуетесь? (мы пользуемся правилом и решаем задачи).

Генетика, как и математика, является точной наукой. В генетике тоже есть законы и правила, которые можно проверить через задачи.

А знаем ли мы законы генетики и умеем ли мы решать генетические задачи? (нет)

Значит, какие задачи стоят сегодня перед нами, чему мы должны научиться, что узнать? (учащиеся формулируют задачи урока)

1. Узнать некоторые законы генетики

2. Научиться решать генетические задачи на основе этих законов.

3. Доказать, возможность или невозможность рождение голубоглазого ребенка от кареглазых родителей

При решении генетических задач мы с вами будем пользоваться определенной символикой. Давайте вспомним и запишем ее в тетради:

Р – родители

F1 – первое поколение потомков

F2 – второе поколение потомков

G - гаметы

Х – знак скрещивания

♀ - женская особь (зеркало Венеры)

♂ - мужская особь (щит и меч Марса)

А – ген, отвечающий за доминантный признак (преобладающий, проявляющийся всегда в потомстве, подавляют действие других генов)

а – ген, отвечающий за рецессивный признак (подавляемый)

АА – гомозигота по доминантному гену (давайте вспомним, что такое зигота – это оплодотворенная яйцеклетка, несущая двойной набор хромосом по одному от каждого из родителей, приставка гомо- обозначает – одинаковые, гомозиготный организм – это организм, имеющий одинаковые гены) )

аа – гомозигота по рецессивному гену

Аа - гетерозигота

Поиск решения

Генетика относительно молодая наука имеет свою долгую историю, и не всегда ее открытия были понятны и восприняты в обществе.

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. Это нашло отражение даже в пословицах: “От худого семени не жди доброго племени”. Но закономерности, по которым те или иные признаки передаются потомкам оставались “тайной за семью печатями”.

Первые попытки объяснения того факта, что дети обычно похожи на родителей, предпринимал еще великий ученый и врач Древней Греции – Гиппократ. Он говорил, что семя мужчины и семя женщины, из которых при слиянии возникает ребенок, изготовляются во всех частях организма родителей и поэтому несут в себе информацию об этих частях. При слиянии семени происходит борьба между признаками отца и матери, и от того, кто победит, зависит пол ребенка и то, на кого он будет похож. Среди учёных в середине XIX в. прочно утвердилось мнение: “Закон наследственности заключается в том, что никакого закона наследственности нет”.

Становление науки генетики связано с именем Грегора Менделя (1822 - 1884). (слайд 9)

Грегор Мендель родился 22 июля 1822 г. в семье крестьянина в небольшой деревушке на территории современной Чехии. Мальчик отличался незаурядными способностями, и оценки в школе ему выставлялись лишь превосходные. Родители мечтали вывести своего сына “в люди”, дать ему хорошее образование. Мальчик окончил гимназию, затем двухгодичные философские курсы. Чуть позже Мендель поступил в монастырь в г. Брно, где принял духовный сан. Именно в стенах этого монастыря на протяжении долгих 8 лет Грегор Мендель и ставил свои эксперименты.

В своих работах он использовал гибридологический метод.

Но прежде, чем приступить к изучению этого метода ответьте мне на вопрос:

- А вы являетесь гибридами?

- Кто такие гибриды?

Гибрид – это организм, полученный в результате скрещивания генетических различных родительских форм. (у каждого из вас есть папа и мама, похожи ли они друг на друга? Конечно же нет, они отличаются друг от друга огромным количеством признаков (цветом глаз, формой ушей, цветом волос, длиной пальцев и т.д.))

- Следовательно, гибриды вы все-таки или нет?

Суть гибридологического метода состоит в скрещивании (т.е. гибридизации) организмов, отличающихся друг от друга по одному или нескольким признакам и в последующем анализе характера проявления этих признаков у потомств (запись в тетрадь). (слайд10)

Проводя свои классические опыты, Мендель следовал нескольким правилам. Во-первых, он использовал растения, которые отличались друг от друга малым количеством признаков. Во-вторых, ученый работал только с чистыми линиями (т.е. семена растений были или всегда зелеными, или всегда желтыми).

- Кто помнит, как называется такой генотип? ( гомозиготный)

Вторая особенность гибридологического метода в том, что Г.Мендель наблюдал за наследованием альтернативных признаков. Как вы понимаете это слово? (взаимоисключающие, контрастные).

Фронтальная устная работа:

Задание: назвать альтернативные признаки к имеющимся. (слайд 11)

Необходимо добавить, что Мендель очень удачно выбрал объект для своих опытов, а именно горох. Его легко выращивать, в условиях Чехии он размножается несколько раз в год, сорта гороха отличаются друг от друга рядом хорошо различимых признаков, и наконец, горох самоопыляем, но в эксперименте это легко предотвратить, и исследователь может опылить растение пыльцой с другого растения. (слайд 12)

В 1865 году Г.Мендель сформулировал основные законы наследственности в своей монографии “Опыты над растительными гибридами» и выступил с ней на научной конференции перед всем научным светом того времени.

Но, законы наследования признаков, установленные Менделем, определили свое время. И эта работа была не замечена и не принята 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”. (слайд 13)

И он не ошибся.

Через 35 лет работы Менделя были оценены по достоинству.

(слайд 14), (слайд 15)

Официальной датой рождения генетики принято считать весну 1900 года, когда независимо друг от друга Г. де Фриз, Корренс, 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.

Давайте вкратце проследим основные открытия в генетике на протяжении столетия.

История генетики в датах (слайд 16)

1953 – структурная модель ДНК.

1962 – первое клонирование лягушки.

1969 – химическим путем синтезирован первый ген.

1980 – получена первая трансгенная мышь.

1997 – клонировали овцу Долли.

1999 – клонировали мышь и корову

- И это далеко не все достижения генетики на сегодняшний день!

Как вы видите, генетика уверенно шагает и вполне возможно, что скоро ученые сделают самое великое открытие и ответят на вопрос, который беспокоит многие великие умы ..., а именно откроют тайну бессмертия.

Но, давайте продолжим рассматривать следующий пункт нашего плана, а именно Законы Г.Менделя. (слайд 17)

Для иллюстрации первого закона Г.Менделя используем таблицу. Что показано на таблице? (Растения гороха, которые различаются по одному признаку) Какой это признак? (Цвет семян(желтые и зеленые))

Г. Мендель выбрал растения гороха, которые различаются только по одному признаку, т.е. какую особенность гибридологического метода он применил? (Скрещивание альтернативных признаков) (слайд 18)

Он скрестил растение, имеющее желтую окраску семени с растением, имеющим зеленую окраску. Если пользоваться современной терминологией, то можно сказать, что клетки растений гороха одного сорта содержат по 2 гена , кодирующих только желтую окраску, а другого сорта – кодирующих зеленую окраску.

- Как называются такие организмы? (гомозиготными)

В результате все получившиеся растения оказались с желтыми семенами. Следовательно, у гибридов первого поколения проявился признак только одного родителя, который подавил действие другого признака. А как мы называем эти признак? (доминантный). А какой признак не проявился вообще? (зеленая окраска – рецессивный признак)

Раз все гибриды получились одинаковые Г.Мендель назвал, это правилом единообразия гибридов первого поколения, т.е. все гибриды имеют одинаковую окраску. И это правило впоследствии получило название 1 закона Менделя или закона доминирования. Сформулировать его можно следующим образом: при скрещивании двух организмов, относящихся к разным чистым линиям, отличающихся друг от друга по одной паре признаков, все первое поколении гибридов окажется одинаковым (слайд 19)

Вид скрещивания, при котором особи отличаются только по одной паре признаков, называется моногибридным, где приставка моно обозначает один (слайд 20)

Рефлексия:

Какие задачи мы ставили вначале урока? (Узнать некоторые законы генетики, научиться решать генетические задачи на основе этих законов, доказать, возможность или невозможность рождение голубоглазого ребенка от кареглазых родителей)

• Какие мы уже частично рассмотрели? (узнали первый закон генетики)

• Что еще должны научиться делать? (решать генетические задачи)

Оформим закон в виде задачи. Для этого мы используем символику (слайд 21)

Изначально Г. Мендель взял чистые линии. Как мы обозначаем генотип этих особей? (АА, аа) Сколько признаков взято? (один). Какой? (цвет (желтый и зеленый)). Какой из этих признаков будет доминантным, а какой рецессивным? (желтый –доминантный, зеленый – рецессивный). Значит, какой буквой мы обозначаем желтый цвет, а какой зеленый? (А – желтый, а – зеленый)

Обозначаем:

- Какие задачи мы уже рассмотрели? (мы рассмотрели 1 генетический закон и решили задачу). Осталось рассмотреть 3 задачу. Давайте вспомним, какую ситуацию мы озвучили в начале урока (ситуация с молодой семьей). Какой вопрос у нас возник? (возможно, ли это?) (слайд 22)

В начале урока у нас возникло три различных мнения. В течение урока мы с вами получили определенные знания, которые помогут нам теперь ответить на данный вопрос.

Проверка на доске.

• А – карий цвет глаз (доминантный)

• а – голубой цвет глаз (рецессивный)

Первый случай: если оба родителя кареглазые гомозиготные:

Вывод: При условии, если оба родителя кареглазые гомозиготные, у них не может быть голубоглазого ребенка.

Второй случай: если оба родителя кареглазые, но один из них гомозиготен, а второй гетерозиготен:

Вывод: При условии, если оба родителя кареглазые, но один из них гомозиготен, а второй гетерозиготен, у них не может быть голубоглазого ребенка.

Третий случай рассматривается уч-ся самостоятельно (хожу по кабинету и смотрю как идет процесс решения задачи, а затем 1 ученик выходит и решает у доски)

Третий случай: если оба родителя кареглазые гетерозиготные:

Вывод: При условии, если оба родителя кареглазые гетерозиготные, у них возможен голубоглазый ребенок.

Подведение итогов:

- Следовательно, кто из нас был прав? (те, кто считали, что у двух кареглазых родителей могут быть голубоглазые дети, но только в том случае если оба родителя гетерозиготные)

- Каким образом, мы смогли это доказать? (мы изучили 1 закон Г.Менделя и научились решать генетические задачи).

- Что вы видите у меня в руках?

- Правильно, это картинка с изображением головного мозга. И показываю я вам ее не просто так!

Вы знаете, что живые организмы отличаются от неживых тел рядом признаков. И одним из основных признаков живых организмов является рост и развитие, и мы отмечали, что рост всегда должен сопровождаться развитием, в том числе и умственным. А головной мозг человека просто необходимо постоянно «питать» новыми и новыми знаниями. А для чего?

Вот давайте мы и проверим, удалось ли нам «накормить» наш мозг и тем самым еще немного развить его?!

Закрепление: (слайд 23)

1. На какой вид скрещивания мы решали задачи? (моногибридное скрещивание).

2. Что такое моногибридное скрещивание? (скрещивание гибридов отличающихся по одному признаку)

3. С какими новыми понятиями познакомились на уроке? (гибридологический метод, чистые линии, моногибридное скрещивание)

4. Какой организм называется гетерозиготным?

5. Какой организм называется гомозиготным?

6. Поднимите, пожалуйста, руку те, кто разобрался в теме и сможет решить генетические задачи на моногибридное скрещивание.

Поднимите, пожалуйста, те, у кого есть вопросы по данной теме, и кто нуждается в дополнительной консультации.

Запишите домашнее задание.

Домашнее задание : (слайд 24)

• Выучить буквенную символику;

• Конспект в тетради

• §38, 39

(по выбору)

• Составить родословную своей семьи (папа, мама, братья, сестры, бабушки, дедушки) по любому из внешних признаков.

• Решить задачу.

Выставление оценок за урок.

Дать характеристику работе группы, поблагодарить за урок.

Творческое задание для всего класса.

У вас на столах лежат листочки, прочитайте то, что на них написано и самостоятельно дополните предложения:

1. Я думаю, что генетика – это самый ________ раздел биологии, потому что _______ .

2. Изучая генетику, я хочу _____________ .

3. На мой взгляд, знания по генетике необходимы мне в жизни, так как ___________ .

Литература

1. А.А.Каменский, Е.А.Криксунов, В.В.Пасечник Общая биология 10-11 класс § 38-39

2. Г.М. Муртазин. Задачи и упражнения по общей биологии. Задача № 392 стр. 150

14