Урок биологии "Генетика пола. Сцепленное с полом наследование признаков"

Тема урока: «Генетика пола. Сцепленное с полом наследование». Цели урока: Дидактическая   цель:  создать   условия   для   усвоения   учащимися   новых   знаний   с   ориентацией   на   их   дальнейшее практическое применение; обеспечить усвоение учащимися требований государственного образовательного стандарта по теме «Генетика пола. Сцепленное с полом наследование»; Познавательные цели: способствовать формированию у учащихся предметных компетенций: ­ знать о сущности хромосомного определения пола; ­ знать  о сцепленном с полом наследовании признаков, за которые отвечают гены, локализованные в половых хромосомах;  ­ находить причинно­следственные связи; ­ уметь решать генетические задачи на определение пола и наследование признаков, сцепленных с полом. Развивающие цели: способствовать развитию у учащихся метапредметных компетенций: ­ овладение  навыками решения различного вида генетических задач; ­   применение   приобретённых   знаний,   умений   и   навыков   в   повседневной   жизни;   способность   использовать     знания   по биологии как средство получения знаний по другим учебным предметам; применение полученных знаний, умений и навыков анализа генетических расчетов на межпредметном уровне (на уроках химии, географии, математики); ­ коммуникативно целесообразное взаимодействие с окружающими людьми в процессе практического общения, совместного выполнения какого­либо задания; Воспитательные цели: способствовать формированию у учащихся личностных компетенций: ­ умения субъектного целеполагания (постановка учебных целей самим учеником, осознанное принятие решений); ­ способности самооценки (оценка результатов собственной деятельности на уроке на основе наблюдения за собственным выполнением заданий); ­ стремление к изучению научных проблем, связанных с генетикой пола.  Оборудование:  таблицы   «Механизм   определения   пола»,   «Кариотипы   разных   организмов»,   сборник   генетических   задач   и компьютер с мультимедийным программным обеспечением, приложения (приложение 1 – презентация, приложение 2 – тест, приложение 3 – карточка для письменной работы у доски, приложение 4 – инструктивная карта №1 «Хромосомное определение пола», приложение 5 – инструктивная карта №2 «Наследование признаков, сцепленных с полом». Ход урока: I. Организационный  этап Приложение 1, слайд 1 II.   Этап   подготовки учащихся   к   активному сознательному усвоению знаний   (Актуализация знаний) Приложение 1, слайды 2­6 Приложение   2   тест «Проверь себя» Приложение 3 карточка  Формирование эмоционально­мотивационных компетенций Формирование компетенций самосовершенствования На доске:    Издавна людей удивляла и интересовала проблема почти равного распределения женских и  мужских особей в новых поколениях. Генетика объяснила сущность этой проблемы  Тест «Проверь себя» 1.Что отражает закон Моргана? а) Закон единообразия.    б) Закон расщепления признаков в потомстве в соотношении 3:1.    в) Закон  независимого расщепления признаков, если гены находятся в разных парах  гомологичных хромосом.  г) Закон сцепленного наследования признаков, если гены находятся в одной   хромосоме 2. Генотип особи АаСс.Сколько типов гамет будет образовываться, если гены А и С   сцеплены и наблюдается полное сцепление? а) один сорт,   б) два сорта,   в) три сорта,   г) четыре сорта. 3. Генотип особи АаСс. Сколько типов кроссоверных гамет будет образовываться, если гены  А и С  сцеплены и идет перекрест между двумя соседними хроматидами? а) один сорт ­ АС,   б) два сорта – АС и ас,   в)  два сорта – Ас и аС,  г) четыре сорта – АС, Ас, Ас, ас. 4. Сколько пар хромосом отвечает  за наследование окраски семян гороха (желтая и зелё­ ная) и их формы (гладкая и морщинистая): а) одна пара,  б) две пары,    в) три пары,      г) четыре пары 5. Сколько пар хромосом отвечает  за наследование окраски тела (серая и черная) и длины  крыльев (длинные и короткие) у дрозофилы: а) одна пара,    б) две пары,     в) три пары,        г) четыре пары 6.Сколько групп сцепления у человека? а) четыре,   б) восемь,   в) двадцать три,   г) сорок шесть. 7. Какое явление вызывает нарушение закона Моргана? а) митоз,   б) коньюгация,   в) редупликация,   г) кроссинговер.  8. От чего зависит частота перекомбинации генов, входящих в одну группу сцепления? а) От расстояния между генами в хромосоме,       б) Ни от чего не зависит, случайна,  в) От  расстояния между генами и центромерами в  хромосоме,    г) От расстояния между центромерами   и теломерами в хромосоме Карточка (для письменной работы у доски) Запишите номера вопросов, напротив них – свои отваеты. 1.Что отражает закон Моргана? 2. Генотип особи АаСс.Сколько типов гамет будет образовываться, если гены А и С   сцеплены и наблюдается полное сцепление? 3. Генотип особи АаСс. Сколько типов кроссоверных гамет будет образовываться, если гены  А и С  сцеплены и идет перекрест между двумя соседними хроматидами? 4. Сколько пар хромосом отвечает  за наследование окраски семян гороха (желтая и зелё­ ная) и их формы (гладкая и морщинистая): 5. Сколько пар хромосом отвечает  за наследование окраски тела (серая и черная) и длины  крыльев (длинные и короткие) у дрозофилы: 6.Сколько групп сцепления у человека? 7. Какое явление вызывает нарушение закона Моргана? 8. От чего зависит частота перекомбинации генов, входящих в одну группу сцепления? Формирование учебно­познавательных компетенций Хромосомное определение пола 1. Вступительное слово учителя. ­ Проблема происхождения половых различий, механизм определения пола и поддержания  определенного соотношения полов в популяции увлекательна и вместе с тем очень важна и для  теоретической биологии. Вопросы о том, почему мальчики и девочки рождаются примерно в равном  количестве, по какой причине это же соотношение полов наблюдается у большинства животных из  поколения в поколение, не могли не волновать ученых. Было высказано множество догадок, но ни  одна из них не получила научного подтверждения  до тех пор, пока развитие генетики и цитологии не  раскрыло механизм наследования и определения пола. С помощью учащихся формулируются тема, цель и задачи урока. Пол ­ это совокупность морфологических, физиологических, биохимических и других  III. Этап усвоения  новых знаний Приложение 1, слайд 7­9 Цель и задачи урока Приложение 1, слайд 10 Пол Приложение 1, слайд 11  Хромосомный набор  человека Приложение 1, слайд 12 хромосомный набор пола Приложение 1, слайд 13 Кариотип человека Приложение 1, слайд 14 Механизм определения  пола у человека Приложение 1, слайд 15 Механизм определения  пола у дрозофиллы признаков организма, обусловливающих воспроизведение себе подобного.  Большинство животных и двудомные растения являются раздельнополыми организмами, причём  внутри вида количество особей мужского пола приблизительно равно количеству особей женского  пола. Пол можно рассматривать как один из признаков организма. Наследование признаков  организма, как правило, определяется генами. Механизм же определения пола имеет иной характер –  хромосомный. Пол чаще  всего определяется в  момент оплодотворения. Если сравним кариотип  человека, то  увидим, что у женщины и мужчины 22 пары хромосом ХХ, по последней паре они отличаются ХХ и  ХУ. Если при оплодотворении образуется зигота, несущая две Х­хромосомы, то из нее будет  формироваться женский организм, если Х­хромосому и Y­хромосому — мужской. Поскольку женский организм имеет две одинаковые половые хромосомы, его можно рассматривать  как гомогаметный, мужской, образующий два типа гамет — как гетерогаметный. Так же определяется пол у дрозофилы, у которой 3 пары аутосом и одна пара половых хромосом. Женский   пол   –   гомогаметный,   половые   хромосомы   ХХ;   мужской   –   гетерогаметный,   половые хромосомы ХУ. Пол, как и у человека, определяется в момент слияния гамет. IV. Этап закрепления  изученного материала инструктивная карта №1  Приложение 1, слайды     16 – 20  Типы хромосомного  определения пола Приложение 1, слайд 21 Запомните III. Этап усвоения  новых знаний  (продолжение) Приложение 1, слайд 22 Объясните  Валеологическая пауза Приложение 1, слайд 23 Формирование учебно­познавательных компетенций Генетическое объяснение соотношения полов у человека Проблема: подумайте и объясните. ­ Наличие половых хромосом ХХ и ХУ не только объясняет наличие мужских и женских полов, но и обусловливает   рождение   равного   числа   детей   обоего   пола   1:1   или   50%   :   50%.   Однако   вопреки теоретически ожидаемому равенству, среди рождающихся не наблюдается соотношения 1:1. Обычно мальчиков   рождается   несколько   больше,   чем   девочек.   В   среднем   у   человека   на   100   девочек приходится 103 мальчика, к юношескому возрасту на 100 девушек – 100 юношей, к 50 годам на 100 женщин – 85 мужчин, а к 85­летнему возрасту на 100 женщин – всего 50 мужчин. ­   Это   так   называемое   вторичное   изменение   соотношения   полов   объясняется   их   разной   жизне­ способностью. Как у человека, так и у животных мужской пол оказывается менее устойчивым к неблагоприятным   факторам   окружающей   среды,   и   продолжительность   жизни   мужских   особей поэтому короче, чем женских. Потянули руки, распрямили плечи Поразмяли мышцы? Сразу стало легче. Шеей покрутили. Что­то захрустело? Обо всем забыли, отдыхает тело. Пальцы очень сильно вы в кулак сожмите, А потом вы пальцы резко распрямите. Кисти рук устали? Им поможем тоже. Ну­ка по вращаем. Кто насколько сможет. Повернулись вправо. Повернулись влево. Друг дружке улыбнулись. И к биологии вернулись.  Наследование признаков, сцепленных с полом ­ Перед нами новая проблема. ­ Нам известно, что любой организм обладает большим количеством аутосомных признаков, то есть признаков, за которые отвечают гены, локализованные в аутосомах. А есть ли признаки, сцепленные с Приложение 1, слайд 24,  25 Наследование признаков,  сцепленных с полом Приложение 1, слайд 26­ 28 полом? Генетические исследования установили, что половые хромосомы отвечают не только за определение пола   организма,   они,   как   и   аутосомы,   содержат   гены,   контролирующие   развитие   определённых признаков. Наследование   признаков,   гены   которых   локализованы   в   Х   или   Y­хромосомах,   называют наследованием, сцепленным с полом. Изучением наследования генов, локализованных в половых хромосомах, занимался Томас Морган. Половые хромосомы человека имеют небольшие гомологичные участки, несущие одинаковые гены (например, ген общей цветовой слепоты), это участки коньюгации. Но большинство генов, сцепленных с   Х­хромосомой,   отсутствуют   в   Y­хромосоме,   поэтому   эти   гены,   даже   рецессивные,   будут проявляться фенотипически. Так как они представлены в генотипе в единственном числе. Такие гены получили название гемизиготных. Х   хромосома   человека   содержит   ряд   генов,   рецессивные   аллели   которых   определяют   развитие тяжёлых  аномалий  как  гемофилия.  Эти  аномалии  встречаются  чаще  у  мужчин, хотя  носителями являются   женщины.   У   мужчин   эти   гены   гемизиготны   (т.е.   представлены   одной   хромосомой),   их рецессивные аллели вызывают заболевания гемофилия, дальтонизм, дикобраз (обсуждение по схемам слайдов). У большинства организмов генетически активна только Х­хромосома, в то время как Y­хромосома практически инертна., т.к не содержит генов, определяющих признаков организма. У человека лишь некоторые   гены,   не   являющиеся   жизненно   важными,   локализованы   в   Y­хромосоме.   Например, гипертрихоз   –   повышенная   волосатость   ушной   раковины.   Гены   локализованные   в   Y­хромосоме, наследуются особым образом – только от отца к сыну. IV. Этап закрепления  изученного материала Приложение 1, слайд 29­ 35 Формирование творческих и социальных компетенций Решение генетических задач на сцепленное наследование с полом 1. Мать является носительницей гена гемофилии, отец здоров. Какие дети могут родиться в этой семье? 2. Кошки:  ХВ  ­ рыжий  цвет шерсти,  Хв   ­ черный,  Y – не содержит гена окраски,  ХВ  Хв  ­ Приложение 1, слайд 36­ 37 Диктант  V.  Этап   информации учащихся   о   домашнем задании, инструктаж по выполнению Приложение 1, слайд 38 Домашнее задание черепаховая окраска.  Гетерогаметны самцы (ХY). Какое потомство можно ожидать? Верны ли следующие утверждения: 1. Пол любого организма определяется в момент оплодотворения                ­  2. Неполовые хромосомы называются аутосомами                                          + 3. У человека и млекопитающих мужской пол гетерогаметен                        + 4. Y­хромосома содержит те же аллельные гены, что и Х­хромосома            ­ 5. Все сперматозоиды петуха несут Х­хромосомы                                           + 6. Ген дальтонизма находится в Y­хромосоме                                                   ­ 7. Мужчина может быть внешне здоров, но иметь скрытый ген гемофилии  ­ 8. Девочки не могут болеть гемофилией                                                             ­ 9. Если у человека в геноме трисомия ХХY, то это мужчина с некоторыми признаками женщины    + 10. Человек не может повлиять на пол будущего ребенка без вмешательства цитогенетиков.             + Параграф 3.10, решить задачу 1, 2 или 3 уровня сложности. (раздать задачи). Задачи для домашнего решения Задача 1 (1­й уровень сложности) Кошки: Кошки:  ХВ  ­ рыжий  цвет шерсти,  Хв   ­ черный,  Y – не содержит гена окраски,  ХВ  Хв   ­ черепаховая окраска.  Гетерогаметны самцы (ХY). Какое потомство можно ожидать? У черной кошки родился трехцветный котенок. Каков его пол? Какую окраску имел отец этого  котенка? Какие еще котята могли родиться у этой пары? Определите генотипы и фенотипы  родителей и потомства. Задача2 (2­й уровень сложности) У человека ген цветовой слепоты ­ дальтонизма ­  рецессивен и находится в Х­хромосоме  (Хd), доминантный аллель этого гена обусловливает нормальное цветовосприятие (ХD), Y­ хромосома этого гена не имеет. Какова вероятность рождения детей с нормальным цветовым зрением в семье, где мать дальтоник, а  отец нормально различает цвета? Если будут дети дальтониками, то кто – сыновья или дочери?  Приведите решение задачи. Задача 3 (3­й уровень сложности) У кур ген полосатости оперения находится в Х­хромосоме и доминантен (ХВ), рецессивный VI.   Подведение   итогов. Рефлексия  Что нового вы узнали сегодня на уроке?  Какие скрещивания мы повторили? аллель обусловливает черную окраску (Хв), Y­хромосома такого гена не имеет.  Какого петуха и какую курицу надо скрестить, чтобы все курочки в потомстве были черными, а  петушки – полосатыми? У кур самки гетерогаметны (ХY) Подведение итогов урока   Ребята, ответьте на вопросы: Я попрошу вас оценить себя и дать оценку уроку и сдать свои индивидуальные карты.