В современном образовании компьютер позволяет создать условия для повышения эффективности процесса обучения. Интерактивные уроки я провожу в компьютерном классе, с использованием электронного учебника “Основы общей биологии”, который устанавливается на каждый персональный компьютер. Такие уроки повышают мотивацию у школьников, так как диалог с персональным компьютером более эффективен и интересен, а с помощью электронного учебника ученики лучше понимают практическую значимость изучаемого материала, моделируют различные процессы. И нельзя забывать о том, что источником мотивации могут быть также игровые возможности компьютера. В проведении интерактивного урока с использованием персонального компьютера есть одно “но”. Такие уроки целесообразно проводить в классе с малым количеством учеников (не более 15).
Цели: Охарактеризовать генетику как науку, её развитие и значение. Ввести понятие о гибридологическом методе изучения наследственности, основных генетических терминах и символике. Развивать познавательный интерес учащихся к изучению проблем генетики через мыслительную деятельность учащихся и навыки работы с генетической терминологией. Воспитывать у учащихся интерес к получению генетических знаний.
Оборудование: Компьютеры, интерактивная доска, мультимедийный проектор, семена гороха.
Тип урока по основной образовательной цели: урок изучения нового материала с использованием персонального компьютера и презентации. Основные опорные моменты урока появляются на интерактивной доске с помощью мультимедийного проектора.
План урока.
- Генетика – как наука о наследственности и изменчивости.
- Новости генетической науки.
- Г. Мендель – основоположник генетической науки.
- Основные генетические термины и символика.
- Гибридологический метод изучения наследственности.
- Основные наследственные закономерности, открытые Г. Менделем: I и II Законы чистоты гамет.
Ход урока
I. Организационный момент.
II. Актуализация опорных знаний учащихся:
В ходе фронтальной беседы по вопросам осуществляю проверку знаний учащихся по усвоению основных генетических понятий, изучаемых в курсе 9-го класса, и готовность к восприятию нового материала.
В 9 классе вы начали изучать основы генетики. А сегодня на уроке мы продолжаем знакомиться с самой интересной наукой, позволяющей ответить на множество вопросов в области наследственности. Итак, домашним заданием было повторить основные понятия генетики и найти небольшие сообщения о интересных событиях в области генетики.
Выступления учащихся о интересных событиях в области генетики.
Повторение основных понятий генетики.
Вопрос. Что такое генетика?
Генетика – наука, изучающая законы наследственности и изменчивости.
Вопрос. Что такое наследственность?
Наследственность – это способность организмов передавать свои признаки следующим поколениям. Записывается учащимися в тетрадь.
Вопрос. Что такое изменчивость?
Изменчивость – способность организмов приобретать новые признаки в процессе индивидуального развития. Записывается учащимися в тетрадь.
III. Изучение нового материала.
Формулировка темы и постановка целей урока ,плана урока (презентация, слайд 1, 2). Вступительное слово учителя о рождении науки генетики.
Итак, сегодня изучаем новую тему “Генетика” и первый урок этой темы “Моногибридное скрещивание. I и II законы Менделя”. Ещё в глубокой древности человек стал подмечать, что потомство похоже на родителей. Уже тогда люди старались получать, например, телят от самой удойной коровы, сеять семена растений, давших самый высокий урожай. Люди понимали, что в потомстве сочетаются признаки предков. Это нашло отражение даже в пословицах: “От худого семени не жди доброго племени”. Но закономерности, по которым те или иные признаки передаются потомкам оставались “тайной за семью печатями”. Среди учёных в середине XIX в. прочно утвердилось мнение: “Закон наследственности заключается в том, что никакого закона наследственности нет”.
Вступительное слово учителя о рождении науки генетики.
Сообщение о биографии Г. Менделя (презентация, слайд 3).
Становление этой науки связано с именем Грегора Иоганна Менделя. Именно он сформулировал основные законы наследственности в своей монографии “Опыты над растительными гибридами”, вышедшей в 1865 году. Но эта работа была не замечена научным миром. И в 1871 году Мендель оставил опыты навсегда. В конце своей жизни он сказал: “мои научные труды доставили мне много удовольствия, и я убежден, что не пройдет много времени – и весь мир признает результаты моих трудов”.
И он не ошибся. Законы наследования признаков, установленные Менделем, определили развитие генетики как науки на весь последующий период. Однако работы Менделя опередили своё время; они были оценены по достоинству только через 35 лет. Официальной датой рождения генетики принято считать весну 1900 года, когда независимо друг от друга Г. де Фриз, Корренс, Чермак переоткрыли законы Менделя. Результаты работ этих учёных доказали правильность закономерностей, установленных в своё время Г. Менделем. Они честно признали его первенство в этом вопросе и присвоили этим закономерностям имя Менделя. С этого момента генетика - это наука, представляющая собой стройку, где грохочут взрывы открытий. Четко сформулированные законы, предложенные Менделем легли в основу классической генетики. Мендель определил существование единиц наследования и назвал их задатками. Теперь мы знаем, что это гены.
1900 г. – официальная дата рождения науки генетики.
Грегор Мендель родился 22 июля 1822 г. в семье крестьянина в небольшой деревушке на территории современной Чехии, а тогда Австрийской империи. Мальчик отличался незаурядными способностями, и оценки в школе ему выставлялись лишь превосходные. Родители мечтали вывести своего сына “в люди”, дать ему хорошее образование. Иоганн окончил гимназию, затем двухгодичные философские курсы. В 1843 г. Мендель поступил в монастырь августинцев в г. Брно, где принял духовный сан. Позже он отправился в Вену, где провёл два года, изучая в университете естественную историю и математику, после чего в 1853 г. вернулся в монастырь. Такой выбор предметов, несомненно, оказал существенное влияние на его последующие работы по наследованию признаков у гороха. А ещё раньше Мендель скрещивал мышей, наблюдал, какое получалось потомство. Быть может, сложись судьба иначе, оппоненты позднее называли бы законы Менделя не “гороховыми” а “мышиными”? Будучи в Вене, Мендель заинтересовался процессом гибридизации у растений и в, частности, разными типами гибридных потомков и их статистическими соотношениями. Эти проблемы и явились предметом научных исследований Менделя, которые он начал летом 1856 г.
Постановка проблемного вопроса.
Почему Г. Мендель выбрал объект для опытов - горох?
Почему Г. Мендель, не будучи биологом, и работая в одиночку, открыл законы наследственности, хотя до него это пытались сделать многие талантливые учёные?
Самостоятельная работа учащихся с компьютером со статьёй “Как работал Мендель?”. Приложение 1)
Самостоятельно выясняют преимущества гороха огородного как объекта для опытов.
Проверка выполнения самостоятельной работы, пояснения и дополнения учителя.
Действительно, успехи, достигнутые Менделем, частично обусловлены удачным выбором объекта для экспериментов – гороха огородного. Другие учёные работали с ястребинкой, а этому растению свойственны отклонения от нормального полового процесса, о чём ботаники XIX в. не знали. Мендель избежал этой западни. Он потратил несколько лет, чтобы выбрать организм, с которым ему предстояло работать, и решить какие признаки этого организма следует изучать.
- Легко выращивать, имеет короткий период развития – в условиях Чехии можно получить несколько поколений за один год.
- Имеет многочисленное потомство.
- Много сортов, чётко различающихся по ряду признаков. Сорта гороха отличаются друг от друга хорошо выраженными наследственными признаками.
- Самоопыляющееся растение – растение происходит внутри одного цветка. Его репродуктивные органы защищены от проникновения пыльцы с цветков другого растения.
- Возможно искусственное скрещивание сортов. Горох – строгий самоопылитель, но возможно удаление тычинок и перенос пыльцы от растений другого сорта с целью получения гибридных семян. Гибриды плодовиты, что позволяет следить за ходом наследования признаков в поколениях.
Ознакомление учащихся с альтернативными признаками гороха, объяснение учителя.
Избрав в качестве экспериментального объекта горох, Мендель ещё потратил два года на предварительные опыты, чтобы найти чистые сорта с различными наследственными признаками. Чистые линии – это когда у одного растения семена только желтые, а у другого зеленые.
В процессе беседы с опорой на знания учащихся устанавливаем сущность гибридологического метода как основного метода генетики.
Г. Мендель поставил перед собой цель выяснить правила наследования отдельных признаков гороха. Эту работу он проводил в течение 8 лет, изучив за это время более 10000 растений гороха. В своих работах он использовал гибридологический метод исследования. Метод предполагает изучение признаков родительских форм, проявляющихся в ряду поколений у потомства, полученного путем скрещивания (гибридизации). Поскольку потомков от таких скрещиваний называют гибридами, то и метод получил название гибридологического. Суть метода заключается в:
- скрещивании (гибридизации) организмов отличающихся друг от друга по одному или нескольким признакам;
- анализе характера проявления этих признаков у потомков (гибридов).
Многие видные ботаники в то время пытались понять, как генетическая информация передаётся у растений от родителей потомкам. Однако все их попытки получить ответ на этот вопрос оказались неудачными, тогда как опыты Менделя позволили ему сформулировать законы наследственности. Как мог Мендель, работая в одиночку, увидеть то, чего не могли разглядеть его современники, тесно связанные с научным миром? Удачу Менделя определило стечение ряда обстоятельств. Ставя опыты, Мендель придерживался ряда правил:
- Использовал для экспериментов чистые линии, т.е. растения, в потомстве которых при самоопылении, не наблюдалось расщепления по изучаемому признаку.
- Ставил одновременно опыты с несколькими родительскими парами, чтобы больше получить экспериментального материала.
- Наблюдал за наследованием малого количества признаков. Наблюдал наследование многообразных признаков не сразу в совокупности, а лишь одной пары (или небольшого их числа пар) альтернативных признаков.
- Вёл строгий количественный учёт потомков. В своё время Мендель изучал математику и теорию вероятности. Поэтому он понимал, что при оценке результатов скрещиваний нужно оперировать большими числами. Математически обработанные данные позволили установить количественные закономерности в передаче изучаемых признаков.
Повторение генетической символики с использованием наглядного пособия (горох огородный).
В банке больше желтых горошин, чем зелёных. Какое понятие можно ввести (дети говорят о доминантном и рецессивном признаках)
Доминантный признак – это признак, который проявляется в поколение. Рецессивный признак - это признак, который подавляется. Доминантный признак обозначается – А. Рецессивный признак обозначается – а.
Ген – участок молекулы ДНК, отвечающий за развитие определенного признака.
Каждый организм обладает своим набором генов, то есть генотипом.
Но не все признаки, полученные организмом от родителей, проявляются у потомков. Каждый организм обладает своим фенотипом.
Все гены организма находятся в хромосомах – самоудваивающихся структурных элементах ядра, содержащих ДНК. Каждый ген имеет свое местонахождение – локус.
Каждая соматическая клетка содержит несколько пар одинаковых – гомологичных хромосом.
В каждой паре гомологичных хромосом содержатся аллельные гены (гены, ответственные за один признак). Поэтому любой признак организма мы обозначаем двумя буквами (АА или Аа или аа). В зависимости от того, какие гены содержит организм, он может быть гомозиготным и гетерозиготным.
Введение термина “моногибридное скрещивание” в процессе фронтальной беседы.
Опыты Менделя были тщательно продуманы. Свои исследования он начал с изучения закономерностей наследования всего лишь одной пары альтернативных признаков. При таком скрещивании прослеживаются закономерности наследования только двух вариантов признака (например, высокий и низкий рост растения, жёлтая и зелёная окраска семени), а все остальные признаки организма во внимание не принимаются. Далее учащиеся выдвигают свои предположения, что можно понимать под “моногибридным скрещиванием”. Затем даём определение - скрещивание двух организмов отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных признаков.
Физкультминутка.
Изучение закономерностей наследования признаков, установленных Г.Менделем при моногибридном скрещивании (дети работают с компьютером и интерактивной доской).
Разбираем правило “Чистоты гамет” (дети работают с компьютером и интерактивной доской).
- Предложил парность определения каждого признака, т. е. признак определяется парой “наследственных факторов”. При образовании половых клеток в каждую из них попадает только один из пары “наследственных факторов”. В те годы, когда Мендель ставил свои опыты, о генах, хромосомах, митозе и мейозе не было известно ничего. Впоследствии было доказано, что в половую клетку действительно попадает одна из каждой пары гомологичных хромосом после редукционного деления мейоза.
IV. Закрепление.
Для активизации познавательной деятельности учащихся, повышения уровня осмысления изученного материала решаем генетические задачи (дети работают с компьютером и интерактивной доской).
V. Домашнее задание: (презентация, слайд 4) § 38, 39.
Решите задачу (оформите в тетради, используя генетическую символику):
Седая прядь волос у человека — доминантный признак. Определить генотипы родителей и детей, если известно, что у матери есть седая прядь волос, у отца — нет, а из двух детей в семье один имеет седую прядь, а другой не имеет.
VI. Подведение итогов работы и рефлексия:
- Индивидуальная проверка изученного на уроке материала по вопросам с последующей взаимопроверкой.
- Оценивание учащихся.
- Подведение итогов работы за урок.
Литература
- Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. “ Общая биология ”, 10-11 класс, Дрофа, М., 2005 г.
- Диск “Основы общей биологии”. 9 класс – ЗАО “1С”, 2006. Учебное пособие: 1 CD-ROM, 120 МБ. к учебнику И.Н.Пономарёвой “Основы общей биологии. 9 класс”.
- Болгова И.В. “Сборник задач по общей биологии для поступающих в ВУЗы”, М., “Мир и Образование”, 2005 г.
- Явдоменко Ю.И. “Основные понятия генетики.9 класс” и другие авторы (извините, фамилия не сохранилась) Издательство “Первое сентября”.
- Пепеляева О.А., Сунцова И.В., “Поурочные разработки по общей биологии”, 9 класс, М., “ВАКО”, 2006 г.