Программа курса внеурочной деятельности по биологии "Основы молекулярной генетики"

Рабочая программа курса внеурочной деятельности

по биологии для 10 класса

«Основы молекулярной генетики»

учителя биологии

Потапнёвой Татьяны Александровны

на 2021-2022 учебный год

2021 г.

ПЛАНИРУЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ

УЧЕБНОГО КУРСА

Содержание рабочей программы по элективному курсу «Основы молекулярной генетики» направлено на достижение планируемых результатов освоения обучающимися всех компонентов данной программы.

Личностные результаты:

1. Формирование целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки и общественной практики.

2. Формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками и взрослыми в процессе образовательной, общественно-полезной, учебно-исследовательской, творческой деятельности.

3. Формирование ценности здорового и безопасного образа жизни. Метапредметные результаты (регулятивные, познавательные, коммуникативные):

1. Регулятивные универсальные учебные действия

Выпускник научится:

 самостоятельно определять цели, задавать параметры и критерии, по которым можно определить, что цель достигнута;

 оценивать возможные последствия достижения поставленной цели в деятельности, собственной жизни и жизни окружающих людей, основываясь на соображениях этики и морали;

 ставить и формулировать собственные задачи в образовательной деятельности и жизненных ситуациях;

 оценивать ресурсы, в том числе время и другие нематериальные ресурсы, необходимые для достижения поставленной цели;

 выбирать путь достижения цели, планировать решение поставленных задач, оптимизируя материальные и нематериальные затраты;

 организовывать эффективный поиск ресурсов, необходимых для достижения поставленной цели;

 сопоставлять полученный результат деятельности с поставленной заранее целью.

 планировать и корректировать свою индивидуальную образовательную траекторию.

2. Познавательные универсальные учебные действия

Выпускник научится:

 Искать и находить обобщенные способы решения задач, в том числе, осуществлять развернутый информационный поиск и ставить на его основе новые (учебные и познавательные) задачи;

 критически оценивать и интерпретировать информацию с разных позиций, распознавать и фиксировать противоречия в информационных источниках;

 выходить за рамки учебного предмета и осуществлять целенаправленный поиск возможностей для широкого переноса средств и способов действия;

 выстраивать индивидуальную образовательную траекторию, учитывая ограничения со стороны других участников и ресурсные ограничения;

 менять и удерживать разные позиции в познавательной деятельности.

 объединять предметы и явления в группы по определенным признакам, сравнивать, классифицировать и обобщать факты и явления;

 выделять явление из общего ряда других явлений

3. Коммуникативные универсальные учебные действия

Выпускник научится:

 осуществлять деловую коммуникацию как со сверстниками, так и со взрослыми (как внутри образовательной организации, так и за ее пределами), подбирать партнеров для деловой коммуникации исходя из соображений результативности взаимодействия, а не личных симпатий;

 при осуществлении групповой работы быть как руководителем, так и членом команды в разных ролях (генератор идей, критик, исполнитель, выступающий, эксперт и т.д.);

 координировать и выполнять работу в условиях реального, виртуального и комбинированного взаимодействия;  развернуто, логично и точно излагать свою точку зрения с использованием адекватных (устных и письменных) языковых средств;

 распознавать конфликтогенные ситуации и предотвращать конфликты до их активной фазы, выстраивать деловую и образовательную коммуникацию, избегая личностных оценочных суждений.

Предметные результаты включают в себя: освоенные обучающимися в ходе изучения учебного предмета умения специфические для данной предметной области, виды деятельности по получению нового знания в рамках учебного курса, его преобразованию и применению в учебных, учебно-проектных и социально-проектных ситуациях, формирование научного типа мышления, научных представлений о ключевых теориях, типах и видах отношений, владение научной терминологией, ключевыми понятиями, методами и приемами.

Основными предметными результатами, формируемыми при изучении курса «Основы молекулярной генетики», являются:

•четко представлять сущность логических переходов от чисто абстрактного понятия гена как некоего дискретного фактора наследственности к гену как участку хромосомы и к пониманию структуры 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);

•понимать молекулярные механизмы реализации наследственной информации и уметь свободно оперировать основными понятиями молекулярной биологии и ее современных направлений;

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

СОДЕРЖАНИЕ КУРСА

РАЗДЕЛ 1. Предмет генетики. Истоки генетики. Основные разделы генетики и их взаимосвязь

Основные понятия генетики. Основные разделы генетики. Молекулярная генетика, геномика, биоинформатика. Понятия: ген, генотип, фенотип, мутации. Место генетики среди биологических наук. Истоки генетики. Место генетики среди биологических наук. Значение генетики для решения задач селекции, медицины, биотехнологии, экологии.

РАЗДЕЛ 2. Основные генетические теории и их роль в становлении и развитии генетики.

Законы Г. Менделя: единообразия гибридов, расщепления, независимого наследования. Правило «чистоты» гамет. Цитологическое обоснование правила. Роль в эволюции комбинаторной изменчивости. Отклонения от менделевского наследования. Наследование при взаимодействии генов. Типы взаимодействия генов и их проявления. Генетика человека. Анализ родословных. Критика евгеники. Примеры наследования по Менделю признаков человека.

Хромосомная теория наследственности Т. Моргана. Генетика пола и сцепленное с полом наследование. Типы определения пола. Основные положения хромосомной теории наследственности по Т. Моргану. Сущность и механизм конъюгации хромосом в мейозе.

РАЗДЕЛ 3. Молекулярные основы наследственности.

Первичная структура нуклеиновых кислот. Связь особенностей структуры ДНК и РНК с их биологическими функциями. Особенности организации наследственного материала про- и эукариотических организмов. Виды и структура РНК.

РАЗДЕЛ 4. Молекулярная организация генетического материала. Структура и функционирование хромосом.

Структура и функционирование хромосом. Два уровня организации упаковки ДНК в живой природе: «свободная» (вирусы, бактерии) и нуклеопротеидная (высшие организмы) формы. Структурная организация генетического материала в эукариотических клетках. Практические последствия открытия ДНК.

РАЗДЕЛ 5. Структура гена и уровни регуляции генной активности. Сущность и механизм реализации генетического кода. Основы эпигенетики.

Определение, сущность, тонкая структура гена. Доказательства делимости гена. Взаимосвязь гена и наследуемого признака: доказательства концепции «ген — фермент», работы Дж. Бидла и Э. Татума с хлебной плесенью.

Основные классы биомолекул, обеспечивающих реализацию генетической информации. Уровни регуляции генной активности. Сущность и механизмы генетического кода.

Эпигенетика как наука, изучающая надгенетические механизмы регуляции активности генов.

РАЗДЕЛ 6. Молекулярные механизмы реализации наследственной информации и обеспечения ее сохранности. Гены-мутаторы. Молекулярная репарация ДНК и ее роль в эволюции.

Молекулярные механизмы реализации наследственной информации. Белковые олигомерные комплексы, обеспечивающие процессы хранения, умножения и реализации наследственной информации. Понятие репликона. Репликативная «вилка». Репликация у про- и эукариотических организмов. Ферменты репликации ДНК— ДНК-полимеразы. Основные этапы репликации ДНК и их характеристика. Практическое значение открытия ДНК-полимераз, области их использования.

Молекулярные механизмы мутаций и репарации (ремонта) мутировавших цепей ДНК. Сущность мутаций и их роль в эволюции. Мутации, возникающие в процессе репликации ДНК. Гены-мутаторы. Индуцированный мутагенез. Механизмы репарации ДНК. Роль процессов репарации в эволюции жизни на Земле.

РАЗДЕЛ 7. Базовые механизмы реализации генетической информации. Биосинтез РНК и регуляция активности гена. Модификация и «созревание» информационной РНК. Эволюционное значение этих процессов.

Транскрипция у эукариотических организмов. Особенности транскрипции у эукариот, регуляция транскрипции. Процессинг первичных транскриптов. Процессинг у прокариот. Процессинг у эукариот. Интроны и экзоны. Сплайсинг. Модификация 5С-конца РНК и сплайсинг. Процессинг 3С-конца транскрипта. Роль сплайсинга в обеспечении биологического разнообразия и эволюции.

РАЗДЕЛ 8. Молекулярные механизмы обеспечения изменчивости геномов, их контроль и роль в эволюции. Основы генетики развития и поведения.

Факторы, приводящие к нарушениям структуры ДНК: ошибки репликации, действие химических веществ и радиации. Различные виды нарушений структуры ДНК: разрывы цепи, сшивание оснований. Последствия этих нарушений. Восстановление структуры ДНК-репарация.

Обмен участками между молекулами ДНК-основа комбинативной изменчивости. Негомологичная рекомбинация. Необходимость коротких гомологичных участков и специальных узнающих белков. Демонстрация схемы гомологичной рекомбинации.

РАЗДЕЛ 9. Молекулярная генетика вирусов как особой формы жизни. Строение, основы функционирования, классификация вирусов и их роль в эволюции. Области практического применения достижений молекулярной генетики.

Структура геномов вирусов и фагов. Феномен избыточности эукариотичного генома. Генетика микроорганизмов. Биохимические мутации микроорганизмов. Вирусы и бактериофаги как объекты генетики. Вирусы. Становление вирусологии как науки. История открытия вирусов. Теории происхождения вирусов. Общие принципы строения вирусов. Вирусный нуклеопротеид как форма сохранения инфекционного начала — молекулы нуклеиновой кислоты. Химический состав вирусов и вирусных нуклеопротеидов. ДНК- и РНК-содержащие вирусы. Основы классификации вирусов. Основные закономерности взаимодействия вируса и инфицируемой клетки. Типы вирусных нуклеиновых кислот. Структура вирусов как следствие функции вирусного белка. Принцип самосборки и его значение.

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН