Раздел «Основы генетики и селекции».
Тема «Закономерности наследования признаков».
Занятие Независимое наследование признаков.
Цель: Создание педагогической ситуации, способствующей совершенствованию интеллектуальных и коммуникативных качеств личности на основе использования дифференцированных заданий по проведению мысленного эксперимента, устанавливающего закономерности наследования признаков и использования парной и групповой форм организации деятельности.
Задачи:
Образовательные: расширить знания о гибридологическом методе исследования, роли хромосом в хранении и передаче наследственной информации, мейоза и оплодотворения в поддержании видового постоянства числа хромосом на примере моногибридного, дигибридного и тригибридного скрещиваний; продолжить формирование знаний учащихся о закономерностях наследования признаков на примере законов Г. Менделя.
Развивающие: продолжить формирование
- умения сравнивать на примере сравнения фенотипов и генотипов особей, гомозигот и гетерозигот, моногибридного, дигибридного и тригибридного скрещиваний;
- умения применять знания генетической терминологии и символики при проведении мысленного эксперимента и составлении схем скрещивания;
- умения обобщать и устанавливать закономерности при анализе обобщающих таблиц;
- умения планировать экспериментальную практическую деятельность, выдвигать гипотезу на основе мысленного эксперимента.
Воспитательные: способствовать формированию
- научного мировоззрения на основе познаваемости и общности законов живой природы;
- способности самостоятельно выполнять задания;
- бережного отношения к живым организмам на основе понимания их уникальности и ценности;
- культуры межличностных отношений во время работы в группах.
Оборудование: телевизор, видеомагнитофон, видеофильм ”Законы жизни”, листы ватмана, фломастеры, тексты индивидуальных и групповых заданий, учебник «Общая биология» С.Г. Мамонтова и В.Б. Захарова.
Тип урока по основной образовательной цели: урок изучения нового материала.
План занятия.
1. Организационный этап.
2. Этап подготовки учащихся к активному и сознательному усвоению новых знаний.
Беседа по вопросам:
Что является предметом изучения науки биологии?
Какие вы знаете критерии живых систем?
Какие два свойства живых организмов реализуются во время полового размножения ?
Какая биологическая наука изучает эти свойства живых организмов?
Какая связь существует между содержанием разделов “Основы генетики”, “Учение о клетке”, “Размножение и индивидуальное развитие организмов”?
Какие методы исследования используются в генетике?
В чем особенности гибридологического метода?
Какую тему раздела “Основы генетики и селекции” мы изучили?
Какую тему начнем изучать сегодня?
Закономерности наследования признаков.
1. Независимое наследование признаков.
1 хромосома - 1 ген - 1 признак.
2. Сцепленное наследование.
1 хромосома - несколько генов - несколько признаков.
3. Взаимодействие генов.
Несколько хромосом - несколько генов - один признак.
4. Множественное действие генов.
1 хромосома - 1 ген - несколько признаков.
Независимое наследования признаков.
Моногибридное скрещивание.
1 пара гомологичных хромосом -1 пара аллельных генов – 1 пара альтернативных стабильных признаков.
Дигибридное скрещивание.
2 пары гомологичных хромосом - 2 пары аллельных генов - 2 пары альтернативных стабильных признаков.
Тригибридное скрещивание.
Полигибридное скрещивание.
Открытие законов независимого наследования признаков принадлежит чешскому ученому – Грегору Менделю.
Объект его исследований – растение горох посевной, так как это растение относительно просто разводить, оно имеет короткий период развития, в распоряжении Г. Менделя было несколько сортов, четко отличающихся друг от друга по ряду признаков.
Метод исследования - гибридологический, который характеризуется следующими особенностями:
- определение числа пар альтернативных стабильных признаков, по которым должны отличаться скрещиваемые растения;
- скрещивание в первом поколении чистых линий;
- постепенное усложнение экспериментов;
- математическая обработка результатов опытов и сравнение их с теоретическими расчетами.
Признаки гороха, наследование которых изучено Г. Менделем (стр. 119).
| Признак | Условное обозначение | Варианты проявления. |
|
| Доминантный | Рецессивный | ||
| Форма семян | А, а |
Гладкие | Морщинистые |
| Окраска семян | В, в |
Желтая | Зеленая |
| Окраска цветка | С, с |
Красная | Белая |
| Положение цветков | D, d |
Пазушные (одиночные) | Верхушечные |
| Длина стебля | E, e |
Длинный | Короткий |
| Форма плода | F, f |
Простые бобы | Членистые бобы |
| Окраска незрелых бобов | G, g |
Зеленая | Желтая |
3. Этап усвоения новых знаний (используется сочетание групповой, индивидуальной и фронтальной форм организации познавательной деятельности студентов).
3.1. Формулировка задач урока.
3.2. Сообщение плана работы.
3.3. Проверка готовности групп к проведению мысленного эксперимента (проверка знания генетической терминологии и символики может проводиться как фронтально под руководством учителя, так и внутри каждой группы: студенты берут по очереди по одной карточке из банка карточек-терминов и отвечают).
3.4. Работа в группах по проведению моногибридного теоретического скрещивания. Каждому участнику группы выдается задание; признак, по которому студент будет проводить мысленный эксперимент, он выбирает самостоятельно, при условии, что у всех участников группы признаки должны быть разные.
ЗАДАНИЕ. Проведите скрещивание двух сортов гороха, отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных стабильных признаков. Исследуйте наследование этого признака в двух поколениях потомков.
Для этого:
- Установите последовательность практических действий для осуществления эксперимента по моногибридному скрещиванию (выдается разрезанный на фрагменты дидактический материал - Приложение 1).
- Проверьте правильность выполнения задания по образцу, выданному учителем, и запишите в тетрадь.
- Запишите схему теоретического скрещивания, пользуясь пояснениями к схеме.
Пояснения к схеме.
1. Запишите доминантные и рецессивные признаки, введите условные буквенные обозначения (номер признака соответствует номеру буквы алфавита).
2. Укажите генотипы и фенотипы родителей первого поколения, учитывая, что одна особь является гомозиготой по доминантным признакам, другая – гомозиготой по рецессивным признакам.
3. Укажите, какие гаметы образуются у родителей первого поколения.
4.Укажите генотип и фенотип гибридов первого поколения.
5. Проведите скрещивание гибридов первого поколения между собой.
Укажите все сорта гамет, которые образуются у гетерозигот во время мейоза
6. Для определения возможных гибридных генотипов во втором поколении заполните решетку Пеннета, указав генотипы и фенотипы гибридов.
Проведите анализ скрещивания, подсчитав в F2 количество:
Гомозигот по доминантному признаку
Гомозигот по рецессивному признаку
Гетерозигот
Особей с доминантным признаком в фенотипе
Особей с рецессивным признаком в фенотипе
Полученные результаты занесите в таблицу под цифрой 1:
| Исследуемый признак | Фенотип F 1 | Генотип F 1 | Фенотип F 2 | Генотип F 2 |
| 1. | ||||
| 2. | ||||
| 3. | ||||
| 4. | ||||
| 5. | ||||
| 6. |
Обменяйтесь полученными результатами исследования со студентами вашей группы.
Сравните результаты проведенных теоретических исследований моногибридного скрещивания разных сортов гороха, выявите 2 полученные закономерности.
Соотнесите установленные вами закономерности моногибридного скрещивания с закономерностями, установленными Г.Менделя (закон единообразия – стр.121; закон расщепления – стр.125.), и запишите их в тетрадь.
Примечание: Таблица также заполняется на доске или листах ватмана: одна группа заполняет одну строку. Установленные закономерности обсуждаются фронтально.
3.5. Работа в группах по проведению теоретического дигибридного и тригибридного скрещивания:
Студенты внутри группы объединяются в пары (получаются 3 пары), 2 пары проводят дигибридное скрещивание по признакам, которые они исследовали по отдельности в первом эксперименте. Дифференциация заданий достигается разным уровнем подсказок в задании (схеме теоретического скрещивания) – Приложение 2.
3 пара из числа наиболее успешных студентов проводит теоретическое тригибридное скрещивание.
Задание: Объединитесь попарно внутри группы, проведите скрещивание двух сортов гороха, отличающихся друг от друга по двум (трем) парам альтернативных стабильных признаков. Исследуйте наследование этих признаков в двух поколениях потомков.
Для этого:
- Установите последовательность практических действий для осуществления эксперимента.
- Проверьте правильность выполнения задания по образцу, выданному учителем и запишите в тетрадь (Приложение 3).
- Заполните схему теоретического скрещивания, пользуясь пояснениями к схеме.
ПОЯСНЕНИЯ К СХЕМЕ:
1. Запишите доминантные и рецессивные признаки, введите условные буквенные обозначения.
2. Укажите генотипы и фенотипы родителей первого поколения, учитывая, что они являются гомозиготными.
3. Укажите, какие гаметы образуются у родителей первого поколения.
4. Укажите генотип и фенотип гибридов первого поколения.
5. Проведите скрещивание гибридов первого поколения между собой.
Укажите все сорта гамет, которые образуются у дигетерозигот во время мейоза
6. Для определения возможных гибридных генотипов во втором поколении заполните решетку Пеннета, указав фенотипы гибридов. Проведите анализ гибридов второго поколения по фенотипу, для этого подсчитайте количество особей:
а) Доминантных по одному признаку
б) Рецессивных по одному признаку
в) Доминантных по двум признакам
г) Рецессивных по двум признакам
д) Доминантных по первому признаку и рецессивных по второму признаку
е) Рецессивных по первому признаку и доминантных по второму признаку
Полученные результаты занесите в таблицу 1 и таблицу 2.
Таблица 1.
| Исследуемые признаки | Фенотип гибридов F1 |
Генотип гибридов F1 |
Фенотип гибридов F2 |
Генотип гибридов F2 |
| 1 | ||||
| 2 | ||||
| 3 |
Таблица 2.
| Признаки сравнения | Моногибридное скрещивание | Дигибридное скрещивание | Тригибридное скрещивание | Полигибридное скрещивание |
| Количество фенотипов F2 | ||||
| Количество генотипов F2 |
Обменяйтесь полученными результатами исследования со студентами вашей группы, проанализируйте их, выявите полученные закономерности, соотнесите их с законами Г.Менделя (закон единообразия – стр.121; закон независимого расщепления – стр.130.) и запишите их в тетрадь.
Примечание: Студентам, выполняющим тригибридное скрещивание в целях экономии времени решетка Пеннета выдается учителем в заполненном виде, они только выполняют ее анализ; подобные подсказки можно выдать студентам с низкой степенью успешности обучения (Приложение 4).
1,2,3 группы заполняют таблицу 1 на доске или ватмане: каждая группа по одной строке; 4 и 5 группы заполняют соответственно графы таблицы 2. Выявленные закономерности обсуждаются фронтально. Приложение 5.
4. Этап закрепления новых знаний.
Задание. После просмотра видеофрагмента ответьте на вопросы:
1. Почему закономерности, открытые Г. Менделем, оказались справедливы для всех живых организмов?
2. Какое значение имело открытие законов наследственности для развития биологической науки?
3. Какое практическое значение для человека имеют законы наследственности?
4. Как вы думаете, каково максимальное количество пар признаков у гороха, которые могут одновременно наследоваться независимо?
5. Домашнее задание:
- знать закономерности моногибридного и дигибридного скрещивания и их цитологическое обоснование;
- уметь составлять схемы скрещивания с использованием генетических символов и объяснять их, пользуясь генетической терминологией;
- выбрать объект исследования и спланировать практический эксперимент, который можно осуществить в условиях личного подсобного хозяйства, предсказать его результаты, используя мысленный эксперимент.