Разработка технологической карты по теме "Хромосомная теория наследственности"

МДК/Дисциплина Группа Тема занятия Вид занятия Цель занятия Задачи занятия Аппаратное и программное обеспечение Средства обучения Методы и приемы Используемые педагогические технологии Этап 1 Цель этапа Длительность этапа Этап 2 Цель этапа Длительность этапа Форма организации деятельности обучающихся Функции преподавателя на данном этапе Технологическая карта  (изучения нового материала) ОДБ 07 Биология Ф­11; Ф­12; Ф­13; М­11; И­11; Р­21 Хромосомная теория наследственности. Сокращение «Хромосомная теория наследственности. Генетика пола» урок  Формировать (ПК и ОК)   Создать условия для осознания и закрепления блока новой учебной информации. – образовательные: способствовать  восприятию, осмыслению и первичному закреплению знаний обучащихся об условиях проявления закона  сцепленного наследования и его цитологических основ, механизме нарушения сцепления генов; умению характеризовать положения хромосомной  теории; – развивающие: содействовать развитию у студентов таких мыслительных операций как анализ, сопоставление, сравнение, обобщение; умение работать с  терминами,    обосновывать,       преобразовывать информацию из одной знаковой системы в другую, умению устанавливать причинно­следственные  связи по тексту учебной статьи, совершенствовать коммуникативные способности;  – воспитывающие: актуализировать личностный смысл учащихся к изучению данной темы, формировать у обучащихся познавательный интерес к  изучению научных проблем, связанных с законами наследственности, показать, что взаимосвязь деятельности студента, его интересов и знаний, их  взаимодополняемость – условие успешного обучения. Компьютер Н.И. Захаров «Общая биология», Н.Г. Константинов «Биология» Лекция, беседа, рассказ, работа с книгой Методы проблемного и развивающего обучения; технология саморазвивающего обучения, мультимедиа технология Организационная структура занятия Организационный момент Психологический настрой учащихся, обеспечение нормальной обстановки на уроке Актуализация знаний (проверка домашнего задания) 5 мин Получить представление о качестве усвоения учащимися материала, определить опорные знания Фронтальная работа; индивидуальная работа 20 мин Привлечение к размышлению, организация, направление, контроль, корректирование, инструктирующая Содержание этапа 1. Устный ответ у доски: Законы Менделя и их схемы 2. Письменный диктант по генетической терминологии:  (слайд) 3. 4.  1. наука, изучающая изменчивость и наследственность (генетика)  2. способность приобретать новые признаки в процессе индивидуального развития (изменчивость) 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14.  3. совокупность внешних и внутренних признаков (фенотип)  4. совокупность генов, которую организм получает от родителей (генотип)  5. способность передавать признаки от родителей потомству (наследственность)  6. преобладающий признак (доминантный)  7. временно исчезающий признак (Рецессивный)  8. особи, которые не обнаруживают в потомстве расщепления (гомозиготы)  9. особи, дающие в потомстве расщепление (гетерозиготы)  10. Хромосомы, сходные по строению и несущие одинаковый набор аллельных генов (гомологичные)  11. изменения, происходящие в хромосомах под влиянием факторов внешней и внутренней среды (Мутации)  12. участок молекулы ДНК, содержащий информацию о первичной структуре белка (ген) 3. Решение задач у доски 1. У человека ген длинных ресниц доминирует над геном коротких ресниц. Женщина с длинными ресницами, у отца которой ресницы были короткими,  вышла замуж за мужчину с короткими ресницами. Выясните: 1) Сколько типов гамет образуется у женщины?  2) Сколько типов гамет образуется у мужчины?  3) Какова вероятность рождения в данной семье ребенка с длинными ресницами?  4) Сколько разных генотипов может быть у детей в этой семье?  5) Сколько разных фенотипов может быть у детей в этой семье? Дано: L – длинные ресницы;  l – короткие ресницы; Фенотип  Фенотип отца  Фенотип   ­ короткие ресницы  ­ короткие ресницы  ­ длинные ресницы ♂ ♀ ♀ ♀ ♂ Определить: 1) n ­ ?,  2)  n ­ ?, 3) % ребёнка с длинными ресницами ­ ?;  4) К­во генотипов ­ ?;  5) К­во фенотипов ­ ? Решение: Р:     ♀ ♂ l         Ll             ll   Ll      x         n   L          l ♂ ♀  ll F1: генотип ­       Ll                          ll      Фенотип  ­  длинные              короткие Ответ: 1) два типа; 2) один тип; 3) 50%; 4) два генотипа; 5) два фенотипа. 2. Ген диабета рецессивен по отношению к гену нормального состояния. У здоровых супругов родился ребенок, больной диабетом. Определите: 1) Сколько типов гамет может образоваться у отца?  2) Сколько типов гамет может образоваться у матери?  3) Какова вероятность рождения здорового ребенка в данной семье?  4) Сколько разных генотипов может быть у детей в этой семье?  5) Какова вероятность того, что второй ребенок родится больным? Решение задачи Дано:  D – ген диабета; d – ген нормального состояния; Фенотип супругов – здоровы; Фенотип ребёнка – диабетик; Определить: 1)     n ­ ? ♂ 2)     n ­ ?♀ 3)    % здорового ребёнка ­ ? 4)    К­во генотипов ­ ? 5)    % второго ребёнка (больного) ­ ? Решение: Р:  ♂  Dd    x      ♀  Dd n   D                       d ♂ ♀ D      DD                 Dd d       Dd                  dd  F1: генотип – 1DD     :         2Dd      :          1dd      фенотип ­  3 (здоровый) : 1 (диабетик) Ответ: 1) два типа гамет; 2) два типа гамет; 3) 75%; 4) три генотипа; 5) 25%. 3. У человека ген полидактилии (многопалости) доминирует над нормальным строением кисти. У жены кисть нормальная, муж гетерозиготен по гену  полидактилии. Определите вероятность рождения в этой семье многопалого ребенка. Решение задачи Дано: P – ген полидактилии; p – нормальный ген; Фенотип  ♀  ­ нормальная кисть; Генотип  ♂  ­ гетерозиготен; Определить: % ребёнка с полидактилией ­ ?  ♂  pp      x       Решение: ♀  Pp Р:   ♀ n        p                         ♂ P            Pp P            pp F1: генотип –  1Pp                :                1pp       фенотип:  1(полидактилия) : 1 (нормальная кисть) Ответ: 50% 4. У человека ген, вызывающий одну из форм наследственной глухонемоты, рецессивен по отношению к гену нормального слуха. От брака глухонемой  женщины с нормальным мужчиной родился глухонемой ребенок. Определить генотипы всех членов семьи. Дано:  G – нормальный слух g – глухой  ♀ ♂ F1: глухонемой  ­ глухонемая  ­ нормальный слух Определить:  Генотипы Р и F1 ­ ? ♂  Gg     Решение:   ♀ Р:   gg      x           ♀ n            g  ♂ G               Gg g                 gg F1:  генотипы 1 Gg       :       1 gg Ответ:   Р:  ♀  gg ,    ♂  Gg;  F1 gg   Этап 3 Цель этапа Длительность этапа Целесообразными методами довести до сознания обучающихся программный материал и добиться того, чтобы они его полно, глубоко и прочно Объяснение нового материала усвоили 30 мин Форма организации деятельности обучающихся Функции преподавателя на данном этапе Содержание этапа План: Коллективная работа Лектор, ведущий диалога, информатор 1. Томас Морган – основоположник учения о наследовании признаков, сцепленных с полом 2. Опыты Моргана 3. Хромосомная теория наследственности 4.  Генетические карты хромосом. 1. Томас Морган – основоположник учения о наследовании признаков, сцепленных с полом Итак, законы Г. Менделя имеют свои ограничения. После их открытия в науке постепенно стали накапливаться факты о том, что в некоторых случаях  расщепление признаков происходит не по правилам Г. Менделя. При анализе этого явления оказалось, что гены исследуемых признаков были в одной  хромосоме и наследовались вместе. Сегодня мы будем говорить об особенностях такого наследования, выясним существуют ли случаи его нарушения.  Так же мы разберём особенности определения пола различных живых организмов и механизм наследования признаков, сцепленных с полом. Генов, кодирующих различные признаки у любого организма очень много. Например, у человека приблизительно около 100 000 генов, а видов  хромосом только 23. Следовательно, все они умещаются в этих хромосомах. Как же наследуются гены, находящиеся в одной хромосоме? На этот вопрос даёт ответ Современная хромосомная теория наследственности созданная Т. Морганом. Все примеры, которые мы рассматривали на предыдущих уроках, относились к наследованию генов, расположенных в разных хромосомах  Большую работу по изучению наследования сцепленных генов провел американский генетик Томас Морган.  Каковы же принципы наследования генов, расположенных в одной хромосоме? Современная теория наследственности создана выдающимся  американским генетиком Томасом Морганом.  Согласно этой теории: 1ген представляет собой участок хромосомы (эти гены называются сцепленными); 2аллельные гены расположены в строго определенных участках гомологичных хромосом; 3гены располагаются в хромосомах линейно, друг за другом. Ученый обычно работал с кроликами, мышами и крысами, но  бюджет университетской лаборатории был очень скромен, денег на сооружение  большого вивария для содержания животных не было. Моргану пришлось искать новый экспериментальный объект. Выбор пал на мушку дрозофилу.  Она стала для Моргана величайшей удачей (редкий случай, когда скупость снабженцев оказала науке неоценимую услугу).  Для начала я предлагаю несколько подробнее познакомиться с этой мушкой (анализ учащимися биологической информации на основе анализа  содержания рисунков). Используя данные рисунков, сделайте вывод о том, почему муха дрозофила стала излюбленным объектом исследования не  только Томаса Моргана, но и генетиков всего мира? (ответы учащихся: дает многочисленное потомство, быстро размножается, имеет много различных  признаков, самец и самка хорошо различимы, всего 4 пары хромосом в генотипе особи). Дрозофила является очень удобным объектом для генетических исследований и чисто учебных целей. Четыре   наиболее   важные   особенности:   1)   небольшой   срок   развития   от   яйца   до   взрослой   мухи;   2) исключительно   высокая   плодовитость;   3)   богатство   наследственных   рас   или   мутаций;   4)   малое   число хромосом. Дрозофила   впервые   была   использована   в   лабораторных   опытах  Карпентером   для   разработки некоторых биологических вопросов в самом  начале прошлого столетия. В 1910 г. Т.Х. Морганом была обнаружена  первая мутационно возникшая наследственная раса (мутант) дрозофилы, а  именно белоглазая (white). Начиная с этого времени дрозофилу, усиленно  начали изучать при проведении генетического и цитологического анализов ближайшие сотрудники Моргана (Стэртевант, Мёллер и Бриджес). Ряд теоретических вопросов генетики искусственное получение мутации и природа гена, определение пола   и   локализация   половых  факторов   в   хромосомах,   проблемы   экспрессии   гена,   генетика   популяции, механизм расо­ и видообразования и многие другие проблемы интенсивно изучаются на дрозофиле. Эти и другие   исследования   имеют   важное   значение   не   только   в   генетике,   но   и   в   решении   вопросов   общей биологии и эволюции видов. Drosophila melanogaster, иначе плодовая, или уксусная муха, принадлежит к семейству Drosophicidae из отряда  Diptera. Это очень мелкая мушка, величиной около 2 .1 мм, с ярко­красными глазами и серым телом. Родиной  Dr.  melanogaster  считается   Индо­малайская   область.   В   настоящее   время   она   почти космополит и населяет Северную и Южную  Америку, Африку, Австралию, Японию и Южную Европу (до Северной Франции). В пределах России Dr. melanogaster обычна на Кавказе. На севере этот вид встречается до 60° северной широты, куда он проникает в летнее время вместе с потоком фруктов и овощей. Питается дрозофила ферментируемыми фруктами, овощами, древесным соком. В лабораториях мух разводят на питательной среде, составляемой по разным рецептам. Краткое  описание:   дрозофила   относится   к   той   её   расе  или   форме,  которая   обитает   в   природе   и поэтому носит название дикой (wild type), или нормальной (Normal). В   лабораторных   условиях   нормальной   температурой   для   дрозофилы   надо   считать   24­25 ºС.   При температуре несколько превышающей 31 ºС она становится бесплодной полностью или частично. При   нормальной   температуре   цикл   развития   дрозофилы   от   яйца   до  взрослой   мухи   длится приблизительно 10 суток. Развитие яйца составляет 20 часов, а развитие личинки и куколки 8 суток, то есть по 4 суток  соответственно. Таким образом, имеется возможность получать  в год 40 поколений дрозофил. С   понижением   температуры   развитие   сильно   замедляется.   Так,   при   10   ºС   личиночный   период растягивается до 57 дней, а куколочный ­ до 13­14 дней: при 20°С сроки соответственно равны 8 и 6,3 дня. Продолжительность   жизни   взрослой   мухи,   то   есть   с   момента   вылупления   её   из   куколки,   в лабораторных   условиях   равна   3   ­   4   неделям   и   в   значительной   мере   зависит   от   условий   содержания (температуры,   влажности,   пищи,   плотности   населения,   наличия   в   питательной   среде   бактерий).   В специальных опытах дрозофилы жили до 152 дней. Жизнеспособность мутантов в большинстве случаев понижена по  сравнению с диким типом, хотя известны мутационные расы, обладающие повышенной по сравнению с нормальными мухами жизнеспособностью. Самки и самцы дрозофилы несколько отличаются по величине и по  ряду других морфологических признаков. Рис.1. Дрозофила: 1 ­ самка: 2 ­ самец. Самки несколько крупнее самцов (рис. 1). Брюшко у самки более округлое с заострённым концом; у самца   оно   боле   цилиндрическое   с   притуплённым   концом   и   сильно   пигментированными   (чёрными) несколькими   последними   тергитами.   Тергитами   у   насекомых   называют   скелетные   хитиновые   пластинки брюшка со спинной стороны. У самки имеется 8 хорошо развитых тергитов, у самца ­ 6, причём шестой и седьмой тергиты слиты, а восьмой   вошел в состав полового аппарата. Стернитами называют такие   же хитиновые пластинки с брюшной стороны. У самки их 4, у самца ­ 3. К числу вторичнополовых признаков относятся половые гребешки самца, представляющие собой ряд крепких   хитиновых   щетинок   на   правом  членике   лапки   передних   ног.   У   самки   половые   гребешки отсутствуют. Т.Морган скрещивал две чистые линии дрозофил, самец и самка имели два альтернативных признака: цвет тела и форма крыльев. Первое поколение  гибридов получилось единообразным. Какой закон Менделя соблюдается? Далее Морган проводит скрещивание гибридов первого поколения между собой. Ученый провел анализирующее скрещивание мушек дрозофил из F1, для того чтоб определить, какие гаметы дают эти мушки. В случае анализирующего скрещивания самцов было получено следующее соотношение фенотипов потомства F2: 50% серых особей с нормальными  крыльями и 50% – черных с зачаточными крыльями. О чем это говорит? Гены, обусловившие признаки серое тело – длинные крылья, темное тело – зачаточные крылья, наследуются преимущественно  вместе, или, иначе говоря, оказываются сцепленными между собой. Откуда взялись мушки с новыми признаками? Работа с учебником. Стр. 84 Константинов самостоятельно найти и записать понятие КРОССИНГОВЕР, РЕКОМБИНАЦИЯ ГЕНОВ,  КОМБИНАТИВНАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ. Потомство с новыми сочетаниями генов, получившееся в результате нарушения сцепления (рекомбинации генов) стали называть кроссоверным  (рекомбинантным), так же называются и новые сорта гамет (слайд № 13). Итак, можно сформулировать закон сцепленного наследования Т. Моргана. Выводы (формулируют учащиеся): сцепление генов может быть полным и неполным, в случае если происходит кроссинговер. При полном сцеплении  во втором поколении гибридов расщепление идет на два фенотипических класса. Полное сцепление наблюдается только у немногих организмов. В  случае же частичного сцепления образуется столько же гамет и фенотипов, как в случае наследования по Менделю. Генетическая карта хромосомы – это схема относительного расположения генов, входящих в состав одной хромосомы и принадлежащих к одной  группе сцепления. Генетические карты составлены для хорошо изученных в генетическом отношении организмов (дрозофила, кукуруза, томаты,  дрожжи, мышь). На генетической карте указывается номер группы сцепления( хромосомы), схематическое изображение хромосомы в виде отрезка  линии, на которой указывается местоположение центромеры, генов и их название (полное или краткое), а так же расстояние генов от одного из концов  хромосомы, принятого за нулевую точку (слайд № 18). Нумерация групп сцепления производится по мере их открытия. Определение групп сцепления  и составление генетических карт осуществляется гибридологическим методом, т.е. путем изучения результатов скрещиваний. Генетические карты  хромосом применяют на практике: в медицине – для диагностики ряда тяжелых наследственных заболеваний, в селекции растений и животных – для  получения устойчивых к заболеваниям, высокоурожайных, продуктивных организмов, в микробиологии – для создания штаммов микроорганизмов,  способных синтезировать необходимые белки, гормоны и др. органические вещества.  Так, например, некоторые тяжелые заболевания человека проявляются не с самого рождения, а уже во взрослом состоянии. Зная, с какими генами  сцеплен вредный аллель, можно заранее определить, есть ли у человека это заболевание, и начать лечение заранее. Сравнительное картирование  хромосом большого числа животных помогает лучшему пониманию путей эволюции живого. Восприятие обучающимися и первичное осознание нового учебного материала, осмысливание связей и отношений в объектах изучения Первичное закрепление  Коллективная работа, индивидуальная работа 15 мин Организующая, направляющая, инструктирующая, коммуникативно ­ стимулирующая Перед вами рабочий лист. Вам необходимо постараться вспомнить о чем говорили, что записывали и по возможности заполнить рабочий лист в течении трех минут. Дальше проверим, что вы запомнили и оформляем рабочий лист с помощью учебника. Рабочий лист. В каком веке были открыты митоз и мейоз, и переоткрыты законы Менделя? ______________________________________________________________________________  В 1906г. Р.Пеннет впервые__________________________________________________________________ Т.Морган и его группа проводили исследования на __________________________________________________________________________  Формирование  ПК и ОК Этап 4 Цель этапа Длительность этапа Форма организации деятельности обучающихся Функции преподавателя на данном этапе Содержание этапа и установили, что гены  _____________________________________________________________________________________________________________________.  4.Это явление получило название  _____________________________________________________________________________________________________________________. 5.группа сцепления –  это______________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________ . 6.У человека ____пары хромосом и, следовательно, ____группы сцепления, у гороха____пар хромосом, и ,следовательно, __группы сцепления. 7.Итогом работы Т.моргана явилось создание______________________________________________________________________ 8. основные положения теории. ________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________ ______          8.нарушения сцепления  ____________________________________________________________________________________________________________________ 9. генетические карты_______ ТЕСТ НА ЗАКРЕПЛЕНИЕ. Т.Морган создал хромосомную теорию наследственности в А) 1902году. Б)1906г. В)1911г. Закон Т.Моргана касается  А)дигибридного скрещивания. Б) чистоты гамет. В) неполного доминирования. Г) сцепления генов. 3.ген, который представляет собой участок хромосомы – это  А) единица наследственности. Б) единица  изменчивости. 4Схема взаимного расположения    генов, находящихся  в одной группе сцепления, т.е. в одной хромосоме, это –  А)нарушение сцепления,  Б) генетическая карта. Блиц­опрос «Ты –мне, я – тебе». Перед вами карточка с десятью вопросами. Вы по очереди задаете их друг другу по 5вопросов. Сформулируйте первый закон Менделя. В чем отличие хромосомного набора самца от хромосомного набора самки? сформулируйте второй закон Менделя. что такое мутации? что такое генетика? сформулируйте третий закон Менделя. Сформулируйте закон Моргана. В чем сущность наследования, сцепленного с полом? что такое генотип? что такое фенотип?. Этап 5 Цель этапа Выявление уровня взаимодействия между участниками пед. процесса, уровня эффективности данного взаимодействия. Рефлексия (подведение итогов и самоанализ деятельности/ обратная связь) Длительность этапа Форма организации деятельности обучающихся Функции преподавателя на данном этапе 10 мин Фронтальная работа Обеспечение адекватной оценки собственной деятельности учащихся, привлечение к размышлению Содержание этапа Что запомнилось на роке? Где вы можете применить знания? Этап 6 Цель этапа Длительность этапа Функции преподавателя на данном этапе Содержание этапа Отработка знаний, полученных на уроке, подготовка к восприятию нового материала, углубление знаний по предмету Обеспечение понимания цели, содержания и способов выполнения домашнего задания 5 мин Домашнее задание ОИ 1 стр140­150, подготовить сообщение