Проблемное обучение на уроках биологии через решение генетических задач

Цели занятия:

Образовательные:

• расширить знания о гибридологическом методе исследования;
• сформировать понятие “анализирующее скрещивание”, его использование в практике сельского хозяйства;
• сформировать у школьников знания о сущности и причинах неполного доминирования (промежуточного характера наследования).
• убедить учащихся в том, что взаимоотношения между генами в клетке не всегда складываются по принципу полного доминирования одного гена над другим.
• закрепить знания о роли хромосом в хранении и передаче наследственной информации, показать роль мейоза и оплодотворения в поддержании видового постоянства числа хромосом на примере анализирующего скрещивания и неполного доминирования;

Развивающие:

информационные

• продолжить развитие умений у старшеклассников записывать схемы скрещивания в генном и хромосомном выражении;
• развивать умение работать со схемами скрещивания, рисунками, текстом учебника, компьютером;
• умения применять знания генетической терминологии и символики при проведении мысленного эксперимента и составлении схем скрещивания;

интеллектуальные:

• развивать умение сравнивать (на примере сравнения фенотипов и генотипов особей, гомозигот и гетерозигот, моногибридного, анализирующего скрещивания и промежуточного характера наследования)
• умение анализировать (умения планировать экспериментальную практическую деятельность, выдвигать гипотезу на основе мысленного эксперимента)
• умения обобщать и устанавливать закономерности при анализе обобщающих схем;

Воспитательные:

• развивать внутреннюю мыслительную активность и самостоятельность при решении генетических задач разного уровня сложности;
• развивать коммуникативные способности учащихся на уроке при работе в парах, взаимопроверке, самоконтроле.
• воспитывать культуру умственного труда.

Оборудование:

• компьютер, проектор, экран
• динамическая таблица для решения задач “Кроликовод”
• индивидуальные карточки для решения задач на месте
• сигнальные карточки с генотипами гомозиготных особей по доминантному и рецессивному признакам, генотипы гетерозиготных особей
• схемы скрещивания, введены в компьютер
• тестовые задания с выбором одного правильного ответа
• задание на соответствие (работа за компьютером и на месте, для дальнейшей взаимопроверки)
• дифференцированные карточки для домашнего задания
• листы самоконтроля знаний и умений.

Ход урока

На доске эпиграф:

“Разуму свойственно размышлять,
то есть связывать причины и следствия,
давать ответ на вопрос “почему”
и находить в цепи происходящего начало и конец”.

Ж. Фабр [2] .

Вступительное слово учителя

Человеку всегда хотелось чуда. Одним из этих чудес остаётся жизнь, важными свойствами которой являются наследственность и изменчивость. Почему у потомства иногда появляются признаки не свойственные их родителям? Данное занятие даёт возможность “приоткрыть дверь” научного познания процессов, происходящих в живых организмах при размножении. Чтобы понять их, вспомним, как сложны процессы мейоза, лежащие в основе полового размножения, какие генетические закономерности проявляются при различных скрещиваниях.

В мире мудрых мыслей:
Если путь твой к познанию мира ведет, -
Как бы ни был он долог и труден – вперёд! [3]

I. Актуализация знаний. (Стадия вызова)

1. Терминологическая разминка (устно, фронтально)

Продолжите мои мысли…

1. наука о наследственности и……..
2. основоположник науки генетики…
3. основной метод генетики……..
4. парные гены…………………..
5. взаимоисключающие признаки…..
6. особи, дающие один сорт гамет ……
7. особи, дающие разные сорта гамет….
8. признак, который подавляется……
9. преобладающий признак………….
10. совокупность всех генов организма………
11. совокупность всех внешних и внутренних …..
12. скрещивание особей, отличающихся по одной …..

2. Решение задач у доски с динамическими таблицами “Кроликовод” и “Садовод”, эти же задачи решают учащиеся на месте (взаимопроверка)

3. Решение задач на месте(самоконтроль)

Карточки для самоконтроля (по мере выполнения задания ученик сверяет свое решение с правильным ответом)

Карточка №1 У собак чёрная окраска шерсти доминирует над коричневой. От скрещивания черной самки с коричневым самцом в потомстве все щенки оказались черными. 1) Какие генотипы родительских особей и потомства? Укажите генетическую закономерность.	Карточка №6 У человека ген, вызывающий одну из форм наследственной глухотонемоты - рецессивный по отношению к гену нормального слуха. Какое потомство можно ожидать от брака гетерозиготных родителей? Какая генетическая закономерность при этом проявляется?
Карточка №2 У мышей длинные уши наследуются как доминантный признак, а короткие уши как рецессивный. Скрестили самца с длинными ушами с самкой с короткими ушами. В первом поколении все потомство получилось с длинными ушами. Определите генотипы и фенотипы гибридов второго поколения при возвратном скрещивании. Какие генетические закономерности при этом проявляются?	Карточка №7 Серого кролика скрестили с белой самкой. Гибриды первого поколения оказались все серые. Определите генотипы и фенотипы гибридов второго поколения при возвратном скрещивании с белой самкой. Какая генетическая закономерность при этом проявляется?
Карточка №3 При самоопылении растений томатов с нормальными листьями в потомстве из 360 растений – 90 были с удлиненными листьями. Определите характер наследования признаков и генотипы родительских особей.	Карточка №8 Карие глаза у человека – доминантный признак, голубые глаза – рецессивный. Какое потомство можно ожидать от кареглазого отца и кареглазой матери? Определите генотипы и генотипы родителей и детей. Какая генетическая закономерность при этом проявляется?
Карточка №4 Черная окраска тела мухи дрозофилы является рецессивным признаком, а серая окраска - доминантной. Серая самка и черный самец дали только серое потомство. Определите генотипы родительских особей и потомства. Какая генетическая закономерность при этом проявляется?	Карточка №9 Кареглазый мужчина женился на голубоглазой женщине. У ребёнка – голубые глаза. Каковы генотипы по цвету глаз у отца? У матери? У ребенка?
Карточка №5 У собак короткая шерсть доминирует над длинной шерстью. При скрещивании собак с короткой шерстью в потомстве появился щенок с длинной шерстью. Определите генотипы и фенотипы родительских особей и потомства. Какая генетическая закономерность при этом проявляется?	Карточка №10 А - нормальный слух, а - глухонемота. У глухонемой женщины родился глухонемой ребенок. Определите, какие могут быть генотипы отца, если нам неизвестен его фенотип?

4. Остальные учащиеся работают с тестами по вариантам (проверяются сразу)

Вариант №1

Вариант №2

1) Основоположник науки генетики: 1-Морган 2-Мендель 3-Мичурин 4-Вавилов 2) Основной метод генетики: 1- генеалогический 2-цитогенетический 3-гибридологический 4-биохимический 3) Совокупность всех генов организмы- это: 1-геном 2-фенотип 3-генотип 4-генофонд 4) Взаимоисключающие признаки - это: 1-доминатные 2-аллельные 3-рецессивные 4- альтернативные 5) Количество возможных генотипов при скрещивании типа: Аа х Аа 1-1 2-2 3-3 4-4 6) Количественное отношение при законе расщепления: 1-2:1 2-3:1 3-1:1 4-1:2:1

1) Ген – это часть молекулы: 1-белка 2-ДНК 3-РНК 4-АТФ 2) Особи, в потомстве которых обнаруживается расщепление: 1-альтернативные 2-гомозиготные 3- гетерозиготные 4-контрастирующие 3) Фенотип – это совокупность: 1-генов одного организма 2-генов данной популяции 3-внешних и внутренних признаков организма 4- физиологических признаков 4) К возвратному скрещиванию относят скрещивание: 1-Аа х Аа 2-Аа х аа 3-АА х аа 4-Аа х Аа 5) Правило единообразия первого поколения: 1-100% 2-75% 3-25% 4-30% 6) Количество возможных генотипов при скрещивании типа ААх аа 1-1 2-2 3-3 4-4

II. Изучение нового материала. (Осмысление и закрепление)

Перед изучением нового материала обращаю внимание на мудрые мысли Анвари о силе знания.

Вот тебе два дела, - сделай хоть одно из них,
Или то, что сам ты знаешь, передай другим,
Или то, чего не знаешь, от других возьми. [3].

На доске (возможно на экране или мониторе компьютера) иллюстрационная схема скрещивания плодов клубники с красными и белыми плодами - при полном и неполном доминировании. Приложение№1

Вопросы классу:

• Какой признак доминантный?
• Какой рецессивный?
• Чем отличаются данные схемы?
• Какая генетическая закономерность проявляется при данных скрещиваниях у гибридов первого поколения?
• Какое расщепление по генотипу и фенотипу будет при неполном доминировании?

Формулирование вывода: при неполном доминировании каждому генотипу соответствует свой фенотип, расщепление -1:2:1.Запишите генотипы данного скрещивания в тетрадь.

Ролевая игра “Помощь кинологу” (проблемная ситуация)

Мужчина купил собаку чёрной масти и желает убедиться в её чистопородности. С кем вы посоветуете её скрестить, чтобы убедиться в том, что его не обманули? – (групповая форма деятельности: самостоятельная работа с учебником, работа со схемами скрещивания за компьютером) Приложение №2

Формулирование вывода: чтобы установить генотип особи, имеющий доминантный признак необходимо данную особь скрестить с гомозиготной рецессивной особью, если в потомстве происходит расщепление (1:1), значит особь – гетерозиготная, такое скрещивание называется - анализирующее.

III. Домашнее задание

Стараюсь, чтобы в учебной деятельности наблюдалась направленность от репродуктивных к творческим видам заданий, от контроля - к самоконтролю, от оценки учителя - к самооценке ученика. Через решение задач определяю, умеет ли учащийся использовать свои знания и насколько успешно он это делает.

1) индивидуальная дифференцированная карточка

Определить вероятность рождения гладких морских свинок в следующих случаях, если известно, что доминантный признак - вихрастость, рецессивный – гладкость шерсти.

Какие генетические закономерности при этом проявляются?

1) обе родительские особи гомозиготные вихрастые;

2) одна особь гомозиготная вихрастая, другая гладкая;

3) одна гетерозиготная вихрастая, другая гладкая;

4) обе особи гетерозиготные по вихрастости;

5) одна особь гомозиготная по вихрастости, другая гетерозиготная;

6) обе особи гладкошерстные.

Оценка “5”-6 заданий, “4”-4-5 заданий, “3”-3 и меньше.

2) Подготовить 10-15 вопросов к игре “Да- нет” (по желанию)

3) Подготовить карточку с терминами для выполнения задания “Разберемся с терминами”

IV. Закрепление

Обращаемся к словам эпиграфа.

1. Решение задач на неполное доминирование (устно) с использованием сигнальных карточек по самодельной схеме скрещивания корнеплодов редиса (фронтально, при этом учитель имеет возможность определить степень усвоения теоретических знаний сразу у всего класса).

2. Мысленный эксперимент как средство развития учебно-интеллектуальных умений.

Можно ли по фенотипу определить генотип особи, найдите убедительное доказательство - ролевая игра “Поможем зоотехнику?” (проблемная ситуация с использованием иллюстрированной схемы скрещивания, выполненной учащимися, нарисованной средствами MS Word,схема выводится на экран компьютера).

Предположим, имеется стадо коров, в котором есть животные чёрной и красной масти. Известно, что ген чёрной окраски шерсти – доминантный признак, а красной - рецессивный. В стаде есть чёрный бык с хорошими экстерьерными признаками, однако его генотип не известен. Какой генотип может иметь бык? С какой коровой необходимо скрестить, чтобы определить его чистопородность? ( Возможно решение задачи по двум вариантам:

1. генотип АА,
2. генотип – Аа
3. анализ схем скрещивания)

• Какие генетические закономерности проявляется при данных скрещиваниях?
• Какое практическое значение для человека имеют законы наследственности?

3. Задание на соответствие (генетические закономерности при моногибридном скрещивании)

Аа х Аа;	1:2:1	единообразие первого поколения
Аа х аа	100%	закон расщепления
АА х аа	3:1	анализирующее скрещивание
Аа х Аа	1:1	неполное доминирование

V. Итог урока

Человек, по-настоящему мыслящий, черпает из своих ошибок не меньше познания, чем из своих успехов.

Д. Дьюи [2]

Давайте вернёмся к листам самоконтроля. Сформулируйте вопросы, которые возможно возникли у вас по ходу урока, помня о том, что умение ставить правильные вопросы не менее важно, чем умение давать правильные ответы. Оцените наличие у себя умений, которыми вы пользовались, выполняя задания в ходе урока.

Заполнение листка самоконтроля.

Литература:

1. Махмутов М. И. Проблемное обучение: основные вопросы теории. М.: Просвещение, 1975.
2. Паламарчук В.Ф. Школа учит мыслить. М., Просвещение, 1987.
3. Спиркин А.Г.В мире мудрых мыслей. М., Госполитиздат , 1961.
4. Бояринцева Н.Н. Развивающее обучение // Биология в школе.-1999, №3

Приложение