Решение биологических задач

Урок Решение биологических задач, подготовка к егэ

Цель урока – повторить основные понятия генетики, выявить общие методические рекомендации по решению генетических задач, понять алгоритм решения генетических задач, усвоить требования к оформлению задач;

-в образовательном аспекте: обобщить знания о генетике;

-в развивающем аспекте: развивать навыки использования генетической символики при решении генетических задач, анализировать полученную информацию, развивать эмоциональную сферу, настрой на творческую деятельность;

-в воспитательном аспекте: воспитывать трудолюбие, добросовестность, ответственность.

Универсальные учебные действия в ходе урока:

А) регулятивные: определение темы и цели деятельности учениками с помощью учителя; самостоятельный анализ своих действия; выделение и осознание усвоенного, прогноз;

Б) познавательные : выделение основной и второстепенной информации, построение логических цепей рассуждений, использование знако – символических средств для написания схем задач;

В) коммуникативные: умение слушать и понимать речь других, выражать свои мысли, осуществлять контроль, корректировка своих и окружающих действия, приведение к общему решению при совместной деятельности.

Тип урока – урок-практикум

Методы обучения:

А) методы организации учебной деятельности: словесные (диалогическое изложение, эвристическая беседа, межпредметная беседа, объяснение); наглядные (демонстрация символико-графических средств наглядности).

Б) методы стимулирования интереса к учению: учебная дискуссия, актуализация имеющихся знаний и применение полученных знаний на практике.

В) методы контроля: устный, текущий.

Структура урока:

1.Организационный момент – настрой на работу

2.Стадия вызова – создание проблемной ситуации;

- определение темы и цели урока

3.Стадия осмысления

- работа по составлению и закреплению алгоритма действий;

- первичное закрепление материала;

4.Стадия Рефлексии

-собственно рефлексия (+ и -)

-выставление оценок

Оборудование к уроку:

мультимедийные пособия, инструктивная карточка, карточки с заданиями для учащихся.

Ход урока

1.Организационный момент: отметить отсутствующих, объяснить цели урока

Предлагаю вместе готовиться к ЕГЭ по биологии.

`Это невозможно` — сказала Причина.

`Это безрассудство!` — ответил Рассудок.

`Это бесполезно!` — отрезала Гордость.

`Попробую!` — шепнула Мечта. 

«Я убеждена: все аспекты генетики по-своему

восхитительны, и многие из них подводят нас

прямо к основным проблемам жизни, связанные

с вопросами здоровья и счастья человека." Шарлотта Ауэрбах

2. Стадия вызова.

Когда речь заходит об этом, все начинают удивленно переспрашивать: «А разве бывают биологические задачи?» Когда ЕГЭ только внедрялось, в первые годы, эти задания почти не выполнялись. Но, впоследствии, это стало более-менее привычным делом. О чем это переспрашивают?! Да, сегодня, мы будем выполнять, т.е. решать задачи. И это не только генетические задачи, но и задачи на генетический код, на митоз и мейоз.

3. Стадия осмысления.

Решение задач (тексты задач приводятся на слайдах, решаются задачи учениками, комментарии учителя - на что обратить внимание!)

1. на знание генетического кода:

Задача №1

Сколько нуклеотидов содержит ген (обе цепи ДНК), в котором запрограммирован белок инсулин из 51 аминокислоты?

Решение. Генетический код триплетен, т.е.1 аминокислота кодируется 1 триплетом нуклеотидов. Следовательно, 51 аминокислота кодируется 51 триплетом. В триплете 3 нуклеотида, следовательно количество их в одной цепочке : 51 х 3 =153. Так как молекула ДНК двуцепочечная, то общее количество нуклеотидов: 153 х 2 = 306.

2) по молекулярной биологии:

Задача№2 . В молекуле ДНК цитозиновый нуклеотид составляет 24% от общего количества нуклеотидов. Определите, сколько остальных типов нуклеотидов в этой молекуле.

Решение. По принципу комплементарности цитозину соответствует гуанин, поэтому цитозина тоже 24%. Вместе они составляют 48%. На другую пару - аденин и тимин - приходится: 100 – 48 = 52%. Аденина и тимина в этой молекуле по 26% (52 : 2 = 26).

1. на правило экологической пирамиды

Задача№3. На основании правила экологической пирамиды определите, сколько нужно планктона, чтобы в море вырос один дельфин массой 300 кг, если цепь питания имеет вид: планктон, нехищные рыбы, хищные рыбы, дельфин.

Решение. По правилу экологической пирамиды на следующий трофический уровень переходит всего 10% энергии. Исходя из этого: хищных рыб – 300 х 10 = 3.000 кг, нехищных рыб – 3000 х 10 = 30.000кг, планктона – 30000 х 10 = 300.000кг

1. на знание процессов деления клеток - митоз, мейоз

Задача №4. В соматических клетках дрозофилы 8 хромосом. Какое число хромосом и молекул ДНК содержится в ядре при гаметогенезе перед началом мейоза I и мейоза II? Объясните, как образуется такое число хромосом и молекул ДНК?

Решение. Перед началом мейозаI хромосом – 8, число молекул ДНК -16, так как перед началом мейоза I ДНК реплицируются, и каждая хромосома состоит из двух хроматид, но число хромосом не меняется. Перед началом мейозаII хромосом – 4, число молекул ДНК - 8, так как после редукционного деления мейоза I число хромосом и число молекул ДНК уменьшается в 2 раза.

Ну, а теперь перейдем к решению генетических задач. Для этого вспомним вначале основной материал.

Повторение основного материала

Генетическая символика

Символика — перечень и объяснение условных названий и тер­минов, употребляемых в какой-либо отрасли науки.

Основы генетической символики были заложены Грегором Менде­лем, применившим буквенную символику для обозначения признаков. Доминантные признаки были обозначены заглавными буквами латин­ского алфавита А, В, С и т.д., рецессивные — малыми буквами — а, в, с и т.д. Буквенная символика, предложенная Менделем, по сути, алгеб­раическая форма выражения законов наследования признаков.

Для обозначения скрещивания принята следующая символика.

Родители обозначаются латинской буквой Р (Parents — родители), затем рядом записывают их генотипы. Женский пол обозначают сим­волом ♀ (зеркало Венеры), мужской —♂ (щит и копье Марса). Между родителями ставят знак «х», обозначающий скрещивание. Генотип женской особи пишут на первом месте, а мужской - на втором.

Первое по­коление обозначается F₁ (Filli — дети), второе поколение — F₂ и т.д. Рядом приводят обозначения генотипов потомков.

Словарь основных терминов и понятий

Аллели (аллельные гены) — разные формы одного гена, возникшие в результате мутаций и расположенные в одинаковых точках (локусах) парных гомологичных хромосом.

Альтернативные признаки – взаимоисключающие, контрастные признаки.

Гаметы (от греч. «гаметес» – супруг) – половая клетка растительного или животного организма, несущая один ген из аллельной пары. Гаметы всегда несут гены в «чистом» виде, т.к. образуются путем мейотического деления клеток и содержат одну из пары гомологичных хромосом.

Ген (от греч. «генос» – рождение) – участок молекулы ДНК, несущий информацию о первичной структуре одного конкретного белка.

Гены аллельные – парные гены, расположенные в идентичных участках гомологичных хромосом.

Генотип — совокупность наследственных задатков (генов) организма.

Гетерозигота (от греч. «гетерос» – другой и зигота) – зигота, имеющая два разных аллеля по данному гену (Аа, Вb).

Гетерозиготными называют особей, получивших от родительских особей разные гены.Гетерозиготная особь в потомстве дает расщепление по данному признаку.

Гомозигота (от греч. «гомос» – одинаковый и зигота) – зигота, имеющая одинаковые аллели данного гена (оба доминантные или оба рецессивные).

Гомозиготными называют особей, получивших от родительских особей одинаковые наследственные задатки (гены) по какому-то конкретному признаку. Гомозиготная особь в потомстве не дает расщепления.

Гомологичные хромосомы (от греч. «гомос» – одинаковый) – парные хромосомы, одинаковые по форме, размерам, набору генов. В диплоидной клетке набор хромосом всегда парный: одна хромосома из пары материнского происхождения, вторая – отцовская.

Гетерозиготными называют особей, получивших от родительских особей разные гены. Таким образом, по генотипу особи могут быть гомозиготными (АА или аа) или гетерозиготными (Аа).

Доминантный признак (ген) – преобладающий, проявляющийся – обозначается заглавными буквами латинского алфавита: А, В, С и т. д.

Рецессивный признак (ген) – подавляемый признак – обозначается соответствующей строчной буквой латинского алфавита: а, b с и т. д

Скрещивание анализирующее – скрещивание испытуемого организма с другим, являющимся по данному признаку рецессивной гомозиготой, что позволяет установить генотип испытуемого.

Скрещивание дигибридное – скрещивание форм, отличающихся друг от друга по двум парам альтернативных признаков.

Скрещивание моногибридное – скрещивание форм, отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных признаков.

Чистые линии – организмы, гомозиготные по одному или нескольким признакам и не дающие в потомстве проявления альтернативного признака.

Фен – признак.

Фенотип — совокупность всех внешних признаков и свойств организма, до­ступных наблюдению и анализу.

Общие методические рекомендации по решению генетических задач

Алгоритм решения генетических задач

1. Внимательно прочтите условие задачи.

2. Сделайте краткую запись условия задачи.

3. Запишите генотипы и фенотипы скрещиваемых особей.

4. Определите и запишите типы гамет, которые образуют скрещиваемые особи.

5. Определите и запишите генотипы и фенотипы полученного от скрещивания потомства.

6. Проанализируйте результаты скрещивания. Для этого определите количество классов потомства по фенотипу и генотипу и запишите их в виде числового соотношения.

7. Запишите ответ на вопрос задачи.

(При решении задач по определённым темам последовательность этапов может изменяться, а их содержание модифицироваться.)

Оформление задач

1. Первым принято записывать генотип женской особи, а затем – мужской (верная запись -♀ААВВ х ♂аавв; неверная запись - ♂аавв х ♀ААВВ).

2. Гены одной аллельной пары всегда пишутся рядом (верная запись – ♀ААВВ; неверная запись ♀АВАВ).

3. При записи генотипа , буквы, обозначающие признаки, всегда пишутся в алфавитном порядке, независимо, от того, какой признак – доминантный или рецессивный – они обозначают (верная запись - ♀ааВВ ; неверная запись -♀ ВВаа).

4. Если известен только фенотип особи, то при записи её генотипа пишут лишь те гены, наличие которых бесспорно. Ген, который невозможно определить по фенотипу, обозначают значком «_» (например, если жёлтая окраска (А) и гладкая форма (В) семян гороха – доминантные признаки, а зелёная окраска (а) и морщинистая форма (в) – рецессивные, то генотип особи с жёлтыми морщинистыми семенами записывают следующим образом: А_вв).

5. Под генотипом всегда пишут фенотип.

6. Гаметы записывают, обводя их кружком (А).

7. У особей определяют и записывают типы гамет, а не их количество

верная запись неверная запись

♀  АА ♀ АА

А А А

8. Фенотипы и типы гамет пишутся строго под соответствующим генотипом.

9. Записывается ход решения задачи с обоснованием каждого вывода и полученных результатов.

10. При решении задач на ди- и полигибридное скрещивание для определения генотипов потомства рекомендуется пользоваться решёткой Пеннета. По вертикали записываются типы гаметы по материнской особи, а по горизонтали – отцовской. На пересечении столбца и горизонтальной линии записываются сочетание гамет, соответствующие генотипу образующейся дочерней особи.

♀ ♂

АВ

Ав

аВ

ав

АВ

ААВВ

ААВв

АаВВ

АаВв

Ав

ААВв

ААвв

АаВв

Аавв

аВ

АаВВ

АаВв

ааВВ

ааВв

ав

АаВв

Аавв

ааВв

аавв

11. Результаты скрещивания всегда носят вероятностный характер и выражаются либо в процентах, либо в долях единицы (например, вероятность образования потомства, восприимчивого к головне, 50%, или ½. Соотношение классов потомства записывается в виде формулы расщепления (например, жёлтосеменные и зелёносеменные растения в соотношении 1 :1).

Пример решения и оформления задач

Задача. У арбуза зелёная окраска (А) доминирует над полосатой. Определите генотипы и фенотипы F₁ и F_2, полученных от скрещивания гомозиготных растений_, имеющих зелёную и полосатую окраску плодов.

Дано:

А – зелёная окраска

а – полосатая окраска

Р ♀АА х ♂аа

Решение:

1. Определяем и записываем генотипы скрещиваемых особей. По условию задачи родительские особи гомозиготны. Их генотип: АА и аа

F₁ и F₂ - ?_{_}

2. Записываем схему скрещивания.

Р ♀АА х ♂аа

зел пол

G

F₁ Аа

100%

Зел.

Р ♀Аа х ♂Аа

зел зел

G

F₂ АА Аа Аа аа

зел зел зел пол

25% 25% 25% 25%

по фенотипу 3 : 1

по генотипу 1 : 2 : 1

Ответ: F_1  -Аа 100% зел; F₂ АА , Аа, аа

1. Закрепление

Решить задачу.

1. Какие типы гамет будет образовывать организм с генотипом а) АА; б) аа; в) Аа

( ответ а) А, б) а, в) А, а)

2. Какое потомство получится при скрещивании гомозиготных серых мышей, если серая окраска является доминантным признаком, чёрная окраска – рецессивным?

Решение. . Записываем схему скрещивания.

Р ♀АА х ♂АА

сер сер

G

F₁ АА

100%

сер

1. Решение задач.

1. В брак вступают голубоглазая женщина-правша, отец которой был левшой, и кареглазый мужчина-правша, мать которого была голубоглазой левшой. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей, возможные генотипы и фенотипы детей в этом браке. Какова вероятность рождения кареглазого ребёнка-левши в этом браке? Гены обоих признаков не сцеп-лены. Какой закон наследственности проявляется в данном случае?

2. При скре­щи­ва­нии рас­те­ния флок­са с белой окрас­кой цветков и во­рон­ко­вид­ным вен­чи­ком с рас­те­ни­ем, име­ю­щим кре­мо­вые цветки и плос­кие вен­чи­ки, по­лу­че­но 78 по­том­ков, среди ко­то­рых 38 об­ра­зу­ют белые цвет­ки с плос­ки­ми вен­чи­ка­ми, а 40 — кре­мо­вые цвет­ки с плос­ки­ми вен­чи­ка­ми. При скре­щи­ва­нии флок­сов с бе­лы­ми цвет­ка­ми и во­рон­ко­вид­ны­ми вен­чи­ка­ми с рас­те­ни­ем, име­ю­щим кре­мо­вые цвет­ки и плос­кие вен­чи­ки, по­лу­че­ны флок­сы двух фе­но­ти­пи­че­ских групп: белые с во­рон­ко­вид­ны­ми вен­чи­ка­ми и белые с плос­ки­ми вен­чи­ка­ми. Со­ставь­те схемы двух скре­щи­ва­ний. Опре­де­ли­те ге­но­ти­пы ро­ди­те­лей и потом­ства в двух скре­щи­ва­ни­ях. Какой закон на­след­ствен­но­сти про­яв­ля­ет­ся в дан­ном слу­чае?

3. Форма крыльев у дрозофилы – аутосомный ген, ген размера глаз находится в Х-хромосоме. Гетерогаметным у дрозофилы является мужской пол. При скрещивании самок дрозофил с нормальными крыльями, нормальными глазами и самцов с закрученными крыльями, маленькими глазами всё потомство имело нормальные крылья и нормальные глаза. Получившихся в F₁ самок скрестили с исходной родительской особью. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей и потомства F1, генотипы и фенотипы потомства F2. Какая часть самок от общего числа потомков во втором скрещивании фенотипически сходна с родительской самкой из этого скрещивания? Укажите их генотипы.

4. При скре­щи­ва­нии рас­те­ний ку­ку­ру­зы с глад­ки­ми окра­шен­ны­ми зёрнами с рас­те­ни­ем, да­ю­щим мор­щи­ни­стые не­окра­шен­ные зёрна, в пер­вом по­ко­ле­нии все рас­те­ния да­ва­ли глад­кие окра­шен­ные зёрна. При ана­ли­зи­ру­ю­щем скре­щи­ва­нии ги­бри­дов из F₁ в потом­стве было че­ты­ре фе­но­ти­пи­че­ские груп­пы: 1200 глад­ких окра­шен­ных, 1215 мор­щи­ни­стых не­окра­шен­ных, 309 глад­ких не­окра­шен­ных, 315 мор­щи­ни­стых окра­шен­ных. Со­ставь­те схему ре­ше­ния за­да­чи. Опре­де­ли­те ге­но­ти­пы ро­ди­те­лей и потом­ства в двух скре­щи­ва­ни­ях. Объ­яс­ни­те фор­ми­ро­ва­ние четырёх фе­но­ти­пи­че­ских групп во вто­ром скре­щи­ва­нии.

1. Домашнее задание.

Прорешить возможно большее количество задач, определить область затруднений при решении задач.