Методическая разработка занятия по теме "Введение в генетику. Законы Г. Менделя. Моногибридное скрещивание. Анализирующее скрещивание"

Севастопольское государственное бюджетное образовательное учреждение

профессионального образования

«Севастопольский медицинский колледж имени Жени Дерюгиной»

Учебно-методическая разработка занятия

Учебная дисциплина «Биология»

Тема «Введение в генетику. Моногибридное скрещивание»

Курс: 1

Специальность: 34.02.01 Сестринское дело

Количество учебных часов: 2

1. Актуальность темы

Генетика изучает два фундаментальных свойства живых организмов – наследственность и изменчивость. Основы ее были заложены Г.Менделем, доказавшей своими работами дискретность наследственности, закономерный характер передачи генов при смене поколений.

Современная генетика представляет собой область естествознания, изучающую материальную природу наследственности и изменчивости, закономерности их проявления на всех уровнях организации живого. Общая генетика является теоретической основой генетики человека и медицинской генетики.

2. Цели занятия

а) Образовательные (обучающие) цели

Знать:

- предмет, цели и задачи генетики;

- основные понятия генетики;

- символьные обозначения, применяемые в генетике;

- закономерности наследования признаков при моногибридном скрещивании;

- анализирующее скрещивание.

Уметь:

- применять генетическую терминологию при объяснении закономерностей наследования
признаков

б) Развивающие цели:

- формирование умения использовать полученные знания при выполнении задания;

- развитие познавательных способностей и активности студентов, творческой
инициативы, самостоятельности, ответственности и организованности;

- формирование умения анализировать, выделять главное, обобщать.

в) Воспитательная:

- воспитывать стремление к совершенствованию знаний;

- побудить к познавательности.

2.1 Формирование общих компетенций:

ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их выполнение и качество.

ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.

ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать и осуществлять повышение квалификации.

ОК 11. Быть готовым и брать на себя нравственные обязательства по отношению к природе, обществу и человеку.

3. Содержание темы занятия

План

1. Основные понятия генетики – генотип, фенотип, аллельные, неаллельные гены.

2. Доминантные и рецессивные признаки у людей.

3. Гомозиготные, гетерозиготные и гемизиготные организмы.

4. Генетические закономерности, открытые Г. Менделем.

5. Закон чистоты гамет.

6. Моногибридное скрещивание: закон единообразия гибридов 1 поколения,

7. Закон расщепления.

8. Менделирующие признаки человека. Особенности проявления законов Менделя.

4. Организационно-деятельностная структура занятия

5. Конспект изучаемой темы (прилагается)

6. Материалы методического обеспечения занятия:

6.1. Материалы контроля домашнего задания:

А) тесты конечного уровня знаний по теме «Индивидуальное развитие организмов»

6. 2. Вопросы актуализации опорных знаний (в течение занятия):

а) актуализация опорных знаний по вопросам исходного контроля:

- Кто является основоположником законов генетики?

- Какой метод изучения наследственности разработал Г. Мендель?

- Сколько генов отвечает за развитие одного признака?

- Сколько из этих генов находится в половых клетках?

- Что такое гаплоидный набор хромосом?

- Сколько хромосом уходит в гамету, из каждой пары гомологичных хромосом при мейозе?

б) иллюстрированный материал:

Презентация «Введение в генетику. Моногибридное скрещивание»

Слайды «Грегор Мендель»;

Слайд «Ученные- генетики»;

Слайд «Генетика –

наука о наследственности и изменчивости»

Слайд «Гибридологический метод»;

Слайд «Закономерности наследования признаков»;

Слайд «Гомозиготные, гетерозиготные и гемизиготные организмы»;

Слайд «Понятие о доминантности и рецессивности»;

Слайд «Понятие о генотипе, фенотипе»;

Слайд «Правило чистоты гамет»;

Слайд «I закон, или правило единообразия гибридов первого поколения»;

Слайд «II закон, или правило расщепления»

Слайд «Менделирующие признаки человека»

Слайд «Анализирующее скрещивание»

6. 3. Материалы методического обеспечения основного этапа занятия:

а) презентация занятия (прилагается);

6. 4. Материалы контроля для заключительного этапа:

Вопросы для закрепления знаний:

- Что изучает генетика?

- Что такое наследственность?

- Что такое наследование?

- Что такое изменчивость?

- Какие методы используют в генетике?

- В чем заключается сущность гибридологического метода? Возможно ли его

использование у человека?

- Дайте понятия ген, генотип, фенотип, гомозигота, гетерозигота, гемизигота.

- Закономерности наследования при моногибридном скрещивании.

- Понятие о доминантности и рецессивности, аллельных и неаллельных генах.

6. 5. Материалы к самостоятельной работе обучающихся по теме занятия:

а) внеаудиторная самостоятельная работа обучающихся:

- Методические рекомендации к самостоятельной работе «Моногибридное скрещивание. Законы Грегора Менделя»

Задание 1. Заполнение словаря биологических терминов

7. Оборудование: компьютер, проектор, экран, презентация.

Программные средства, с помощью которых создан дидактический материал – Microsoft Office PowerPoint.

8. Материалы домашнего задания студентов по теме занятия: Биология: учебник для студ. учреждений СПО / [Н.В. Чебышев, Г. Г. Гринева, и др.]; стр. 124-141

Приложение 1

Краткое содержание темы занятия

Тема «Введение в генетику. Моногибридное скрещивание»

Введение в генетику человека

Генетика – наука о наследственности и изменчивости. Наследственностью называется свойство организмов повторять в ряду поколений сходные признаки. Сохраняются и передаются не сами признаки, а генетическая информация о признаках, закодированная в ДНК. Редупликация молекул ДНК является основой наследственности. Наследственность объясняет сохранение видов во времени и пространстве.

Изменчивость – х=явление противоположное наследственности и заключается в изменении наследственных задатков.

Возникает изменчивость под влиянием внешней среды (мутации) и в результате комбинативной изменчивости.

Новые свойства организма проявляются только благодаря изменчивости, но она лишь тогда играет роль в эволюции, когда появившиеся изменения сохраняются в последующих поколениях, т.е. наследуются.

Этапы развития генетики

I этап характеризуется изучением наследственности на уровне организмов.

Ознаменовался открытием Г. Менделем законов наследования, которые отражены в его докладе "Опыты над растительными гибридами" (1865г).

Его законы не были поняты и только в 1900г. тремя учеными: де Фриз (Голландия), Чермак (Австрия), Корренс (Германия) – были вновь переоткрыты независимо друг от друга, с этого года началось развитие генетики как науки.

II этап характеризуется изучением наследственности на клеточном уровне (цитогенетика).

1910-1911гг. Томас Морган установил, что хромосомы являются наследственным аппаратом; гены располагаются в хромосомах в линейном порядке, образуя группу сцепления. Эти положения являются основой хромосомной теории, созданной им.

III этап отражает достижения молекулярной биологии. Сформулирована теория: 1 ген – 1 фермент – 1 признак (Бидл, Татум,1948 г.). Все наши признаки определяются через синтез белков – гласит теория.

1944 год О. Эвери и др. выяснили, что ДНК отвечает за наследственность организмов.

1953 год Д. Уотсон и Ф. Крик создают структурную модель ДНК в форме двойной спирали.

1956 год А. Леван и Джо-Хин Тьо обнаружили 46 хромосом в клетках человека, что вызвало бурное развитие цитогенетики человека.

Элементарными единицами наследственности являются гены. Место положения гена в хромосоме называется локусом.

В соматических клетках все хромосомы парные. Гены, находящиеся в одних и тех же локусах гомологичных хромосом образуют аллель и называются аллельными. Следовательно, за один признак отвечает два гена (мать, отец).

Они могут комбинироваться самым различным образом:

А А Организм гомозиготный по доминантному признаку

Генотип АА

Фенотип – кареглазый

А а Организм гетерозиготный

Генотип Аа

Фенотип – кареглазый

а а Организм гомозиготный по рецессивному признаку

Генотип аа

Фенотип – светлоглазый

Организмы, у которых в гомологичных хромосомах одинаковые гены одного аллеля (АА, аа) называются гомозиготными, у которых разные (Аа) - гетерозиготные.

У гетерозиготных организмов чаще всего проявляется признак одного из аллельных генов.

Ген, признак которого проявляется в гетерозиготном состоя¬нии, называется доминантным геном. Ген, действие которого подавлено в гетерозиготном состоянии, называется рецессивным геном и проявляется он только в гомозиготном состоянии (аа).

Генотип - совокупность генов организма в диплоидном наборе хромосом. Генотип определяет развитие данного организма.

Фенотип - это конкретное внешнее проявление генотипа.

Гибридологический метод

Законы Г. Менделя являются основой современной генетики. Он впервые доказал, что признаки не появляются вновь, а передаются из поколения в поколение. Он впервые использовал разработанный им метод, получивший название гибридологического анализа.

Положения:

Учитывается не весь комплекс признаков у родителей и гибридов, а анализируются альтернативные (взаимоисключающие) признаки.

Проводится точный количественный учет каждого признака.

Прослеживается не только I поколение от скрещивания, но и последующие.

Скрещивание, в котором родительские особи исследуются по одной наследственно отличающийся паре признаков (желтый - зеленый), называется моногибридным, по двум – дигибридным, по многим - полигибридным.

Правило чистоты гамет

Т.к. все хромосомы в соматических клетках парные, то и генотипическую формулу по одному признаку следует записывать двумя буквами АА, Аа, аа. Причем, один ген в паре отцовский, другой - материнский.

Половые же клетки (гаметы) имеют гаплоидный набор хромосом, т.е. непарный, т.к. при образовании половых клеток в процессе мейоза гомологичные хромосомы, образующие пары, расходятся в разные гаметы:

Генотип P: Аа

Гаметы G: А; а

Это явление Мендель назвал чистотой гамет, т.е. гамета имеет только один ген из пары аллельных.

Закон единообразия I поколения

Г. Мендель взял чистолинейный горох, дающий желтые семена и скрестил его с чистолинейным горохом, дающим зеленые семена:

P AA x aa

G А; а

F₁ Aa

желтые

Гибриды I поколения оказались с желтыми семенами (фенотипически единообразные). Причем, в F₁ – проявился желтый цвет, следовательно, он доминантный.

При скрещивании гомозиготных особей, отличающихся друг от друга по одной паре признаков, все потомство в I поколении единообразно по фенотипу (желтые) и по генотипу (Аа).

Закон расщепления

Мендель взял гибриды I поколения и скрестил их между собой:

F₁ Aа x Аa

G А, а; А, а

F₂ AА, Аа, Аа, аа

Желтый, желтый, желтый, зеленый

При скрещивании двух гетерозиготных особей, т.е. гибридов I поколения, анализируемых по одной паре признаков в потомстве наблюдается расщепление по фенотипу 3 : 1 по генотипу 1 (АА) : 2 (Аа) : 1 (аа).

Признаки, которые наследуются по законам Менделя, называются менделирующими. Все менделирующие признаки контролируются моногенно, т.е. одним геном.

Анализирующее скрещивание

При полном доминировании гетерозиготные особи (Аа) фенотипически сходны с доминантными гомозиготами (АА). Генотип особей с доминантными признаками можно установить путем анализирующего скрещивания.

Анализирующим называется скрещивание особи с неизвестным генотипом (АА или Аа), имеющий доминантный фенотип, с рецессивной гомозиготой (аа) с целью установить по расщеплению признаков в потомстве генотип анализируемой особи.

Если в анализирующем скрещивании все потомство обладает доминантными признаками, то анализируемая особь образует гаметы, несущие только доминантные аллели, и является гомозиготной(АА):

Р ♀ АА х ♂ аа

G А; а

F₁ Аа, аа

1 : 1

Если же в потомстве наблюдается расщепление по фенотипу в отношении 1:1, то анализируемая особь образует два типа гамет (А и а) и является гетерозиготной (Аа):

Р ♀ Аа х ♂ аа

G А, а; а

F₁ Аа, аа

1 : 1

ЛИТЕРАТУРА

Основная:

1.Биология: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования /

[Н. В. Чебышев, Г. Г. Гринева, Г. С. Гузикова и др.]; под редакцией академика Чебышева. – 9-е изд., – М.: Издательский центр «Академия», 2014. – 448 с.

2.Биология: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования/ [В. М. Константинов, А. Г. Резанов, Е. О. Фадеева; под ред. В. М.

Константинова. – 8-е изд., стер. – М. : Издательский центр «Академия»,

2014. 320 с.

3. Биология. Современный курс. 3-е изд., испр. и доп. / Под ред. А.Ф. Никитина. - СПб.: СпецЛит, 2008. - 494с

4. Биология. 10-11 классы: учеб. Для общеобразоват. организаций с прил. на электрон. носителе: базовый уровень / Л. Н. Сухорукова, В. С. Кучменко, Т. В. Иванова. – М. : Просвещение, 2014. – 127 с.

Дополнительная:

1. Беляев Д.К. Общая биология: учеб. для 10-11 кл. общеобразоват. учрежд. /Д.К.Беляев, П.М. Бородин, Н.Н. Воронцов и др. – 4-е изд., перераб. – М.: Просвещение, 2004. – 304с.

2. Биология. В 2-х книгах. / Под редакцией профессора В.Н. Ярыгина. Рекомендовано Министерством образования Российской Федерации в качестве учебника для студентов медицинских специальностей. М: «Высшая школа». 2001.

3. Гребенник Л.А. Тесты по биологии: пособие для учащихся и абитуриентов /Л.А. Гребеник и др. Под ред. В.П. Иванова. – Ростов н/Д: Феникс, 2006. – 283с.

4. Козлова Т.А. Биология в таблицах. 6-11 классы: справочное пособие /авт-сост. Т.А.Козлова, В.С. Кумченко. – 7-е изд., стер. – М.: Дрофа, 2005. – 234с.

5. Мамонтов С.Г., Захаров В.Б. Общая биология. Для средних специальных учебных заведений. – М.: «Академия (совместно с ВШ)». 2001.

Интернет-ресурсы

1. Методическая служба. Электронные ресурсы по биологии

http://metodist.lbz.ru/iumk/biology/er.php

2. Мультиурок сайты учителей https://multiurok.ru/biogen/

3. Газета «Биология» издательского дома Первое сентября http://bio.1september.ru

4. Презентации по биологии http://mirbiologii.ru/

5. Вся биология – современная биология, научные обзоры, новости науки

http://www.sbio.info/