Методические приемы по формированию смыслового чтения и схематического оформления генетической задачи усложненного типа и высокого уровня сложности из КИМ 2020 года.

Методические приемы по формированию смыслового чтения и схематического оформления генетической задачи усложненного типа и высокого уровня сложности из КИМ 2020 года.

2025 г.

Генетика по праву занимает одно из центральных мест в курсе общей биологии, изучаемом в старших классах, а особенно в профильных классах. По мнению одного из современных генетиков Ф. Айалы, «генетика – это сердцевина биологической науки, любой факт в биологии становится понятным лишь в свете генетики; лишь в рамках генетики разнообразие жизненных форм и процессов может быть осмыслено как единое целое» Традиционно одним из неотъемлемых этапов изучения генетики является решение задач, без которых генетика потеряла бы значительную долю своей привлекательности и уникальности. Направления использования генетических задач разнообразны, перечислим основные из них:

 усвоение сущности генетических понятий;

 самостоятельное обнаружение закономерностей наследования признаков;

 обеспечение понимания сущности генетических закономерностей путем иллюстрации на примере конкретных биологических объектов;

 выявление особенностей основных методов генетических исследований;

 осуществление дифференцированного контроля знаний.

Значимость формирования навыков решения генетических задач для понимания законов наследственности и изменчивости трудно переоценить. Тем не менее, большинство сборников задач по генетике представляют собой более или менее полную подборку задач встречаемых на ЕГЭ. При этом под процедурой обучения решению задач подразумевается, как правило, выполнение большого количества однотипных заданий. Не преуменьшая значения повторения для формирования умений и навыков, хотелось бы более пристальное внимание уделить самому процессу решения задачи, специфическим особенностям этапов этого процесса, характеристике путей поиска верного решения. Осознанное отношение к процессу решения задачи позволит существенно снизить количество времени и сил, необходимое для того, чтобы научить и научиться решать генетические задачи.

Пальма первенства в создании методик обучения решению задач принадлежит, без сомнения, математикам. С точки зрения математика, «задача представляет собой требование или вопрос, на который необходимо найти ответ, опираясь на условия, указанные в задаче. Решить задачу – значит найти такую последовательность общих положений (определений, аксиом, теорем, правил, законов, формул), применяя которые к условиям задачи или их следствиям получаем ответ».

Особое внимание уделяется способу оформления задачи. Решение задачи представляется в форме, применяемой в физике (записывается дано, что нужно найти) и широко используемой учителями биологии. Подобный вариант оформления является наиболее оптимальным, поскольку позволяет успешно реализовать все этапы работы с задачей.

Одним из условий использования предложенного подхода является обучение использованию генетической терминологии и символики, предшествующее решению классических задач. С этой целью разработана серия специальных заданий и упражнений.

Анализ задачи

Схематическая запись решения

Поиск способа решения

Осуществление решения

Проверка решения

Формулирование ответа

Изучение задачи, выделение ряда условий (исходных данных) и ряда требований (вопросов)

Запись результатов анализа в компактной и наглядной форме

Распознавание вида задачи и сведение ее к решению известных задач

Изложение решения общепринятым способом

Установление соответствия между полученными результатами и вопросами задачи

Значительное место на уроках биологии в профильных классах отводится решению задач повышенной сложности, такими являются задачи на сцепленное наследование генов и сцепленное с полом наследование которые встречаются на экзамене с 2020года.

При решении таких задач рекомендуется записывать генотипы организмов, используя схематическое изображение хромосом. Это позволит избежать ошибок и обеспечит понимание процессов сцепленного наследования генов. При оформлении ответа, особенно в случае выполнения заданий ЕГЭ, можно перейти к обычной форме записи.

При этом учащиеся должны обращать внимание на то как пары аллельных генов располагаются в одной паре гомологичных хромосом в цис- или транс-положении. Если в условии задачи содержится указание на отсутствие кроссинговера (полное сцепление), то гетерозиготная особь образует два типа гамет. При наличии кроссинговера образуются как некроссоверные гаметы (комбинации генов соответствуют таковым у родительских организмов), так и кроссоверные (образуются новые комбинации генов). Количество некроссоверных гамет всегда больше, процентное соотношение между некроссоверными и кроссоверными гаметами зависит от расстояния между генами. Все эти величины, учащиеся учатся рассчитывать на уроках генетики в профильном классе.

И в итоге многократного решения таких задач ученики вырабатывают алгоритм решения и при встрече с таким заданием на ЕГЭ большинство справляются.

В профильных классах особо обращаем внимание на решение генетических задач повышенной в которых признаки сцеплены с половыми хромосомами и не с одним признаком, а с несколькими.

Вот некоторые задачи которые мы разбираем на уроках биологии:

Задача 1. Расстояние между генами гемофилии и дальтонизма – 9,8 морганид. Здоровая девушка, мать которой дальтоник, а отец-гемофилик, выходит замуж за мужчину с обоими признаками. Определите, какова вероятность (в процентах) появления в этой семье детей, страдающих двумя заболеваниями одновременно.

Решение: Решение: определяем генотипы родителей. Одну Х -хромосому девушка получила от матери с геном дальтонизма, а другую Х- хромосому от отца с рецессивным геном гемофилии. Ну а поскольку девушка здорова, значит вторые аллели этих генов будут доминантными. С девушкой разобрались, а с юношей всё просто – он болен обоими заболеваниями. Схема решения: По условиям решения задачи у гомогаметного пола произошёл кроссинговер с частотой 9,8%, поэтому у женщины образовалось четыре типа гамет (два типа некроссоверных -90,2 и два типа кроссоверных -9,8)

При решении задач записываем дано

Все потомство, полученное от слияния некроссоверных гамет -90,2. Делим на 4 равные части получится 4 группы по 22,55%, так же и с кроссоверными 9,8/4 получится по 2,45%

Ответ: вероятность (в процентах) появления в этой семье детей, страдающих двумя заболеваниями одновременно 4,9%. Это девочки с генотипом XhdXhd (2,45%) и мальчики XhdY (2,45%)

В данном скрещивание наблюдается сцепленное наследование и сцепленное с полом наследование.

Задача 2

У человека между аллелями генов куриной слепоты (ночная слепота) и дальтонизма (красно-зелёного) происходит кроссинговер.
Женщина, не имеющая этих заболеваний, у матери которой был дальтонизм, а у отца куриная слепота, вышла замуж за мужчину, не имеющего этих заболеваний. Родившаяся в этом браке моногомозиготная здоровая дочь вышла замуж за мужчину, не имеющего этих заболеваний. В их семье родился ребёнок-дальтоник. Составьте схему решения задачи. Укажите генотипы, фенотипы родителей и генотипы, фенотипы, пол возможного потомства в двух браках. Возможно ли в первом браке рождение больного этими заболеваниями ребёнка? Ответ поясните.

Решение
Норм ночн. Зрен                                                       Норм ночн. Зрен                                       Отсут дальтонизма                                                 Отсут дальтонизма 1) P ♀.                  XAdXaD                                  ×                               ♂ XADY   G:           F2 : Генотипы и фенотипы возможных дочерей 1.     XAD XAd- норм ночное зрение, отсутст дальтонизма 2.     XADXaD- норм ночное зрение, отсутст дальтонизма 3.     XADXAD- норм ночное зрение, отсутст дальтонизма 4.     XADXad- норм ночное зрение, отсутст дальтонизма Генотипы и фенотипы возможных сыновей 1.     XAdY- норм ночное зрение,  дальтонизм 2.     XaDY-курин слепота, отсутст дальтонизм 3.     XADY- норм ночное зрение, отсутст дальтонизма 4.     XadY- курин слепота,  дальтонизм                 Норм ночн. Зрен                                            Норм ночн. Зрен                                       Отсут дальтонизма                                       Отсут дальтонизма 2) P ♀.                  XAdXАD                           ×                            ♂ XADY   G:            F1: Генотипы и фенотипы возможных дочерей 1.     XAD XAd- норм ночное зрение, отсутст дальтонизма 2.     XADXaD- норм ночное зрение, отсутст дальтонизма Генотипы и фенотипы возможных сыновей 1.XAdY- норм ночное зрение, дальтонизм 2.XADY- норм ночное зрение, отсутст дальтонизма   Ответ: в первом браке возможно рождение сына-дальтоника с куриной слепотой (XadY). В генотипе этого ребенка находятся материнская, о образовавшаяся в результате кроссинговера X-хромосома с двумя рецессивными аллелями и отцовская Y-хромосома, не содержащая аллелей этих двух генов.