Конспект урока: Г.Мендель - основоположник генетики.

Тема урока: Г.Мендель- основоположник генетики.

Дата проведения

Задачи урока

Познакомить учащихся с историей возникновения генетики как науки, с гибридологическим методом исследования, с основными генетическими понятиями и терминами.

Научить школьников правильно раскрывать сущность основных понятий генетики, сравнивать их друг с другом.

Сформировать у старшеклассников убежденность в том, что знание основных понятий генетики необходимо для понимания важных биологических закономерностей.

Этапы урока:

1. Организационный момент: установочная беседа с учащимися.

2. Проверка домашнего задания.(тестовый контроль знаний)

3. Знакомство с генетической символикой и алгоритмом решения задач.

4. Закрепление знаний  -отработка умений применять генетическую символику при решении задач.

5. Домашнее задание.

                                                  Ход урока

1.Организационная часть.

приветствие;

наличие уч-ся;

подготовка учащихся к уроку.

2. Проверка домашнего задания

  Тестирование

1.   Генетика — это наука о:

А)селекции организмов

Б)наследственности и изменчивости организмов

В)эволюции органического мира

Г)генной инженерии

2. Фенотип — это:

А)проявляющиеся внешне и внутренне признаки организма

Б)наследственные признаки организма

В)способность организма к изменениям

Г)передача признака от поколения к поколению

3. Аллельными считаются следующие пары генов, определяющие:

А)рост человека — форма его носа

Б)карие глаза — голубые глаза

В)рогатость у коров — окраска коров

Г)черная шерсть — гладкая шерсть

4. Рецессивный признак

А)проявляющийся

Б)Преобладающий

В)подавляемый

Г)контрастный

5. Первый закон Менделя

А) закон единообразия

Б) закон независимого наследования

В) закон соотношения 9:3:3:1

Г) закон расщепления 3:1

6. Гетерозигота — это пара:

А)аллельных доминантных генов

Б)неаллельных доминантного и рецессивного генов

В)разных аллельных генов

Г)аллельных рецессивных генов

7. Ген человека — это часть молекулы

А)белка

Б)углевода

В)ДНК

Г)и-РНК

8. Генотип организма — это:

А)совокупность всех генов данного организма

Б)внешний облик организма

В)совокупность всех признаков организма

Г)пара генов, отвечающих за развитие признака

9. Второй закон Менделя

А) закон расщепления 3:1

Б) закон единообразия

В) закон независимого наследования

Г) закон соотношения 9:3:3:1

10. Гомозигота — это пара только:

А)рецессивных аллельных генов

Б)доминантных аллельных генов

В)неаллельных генов

Г)одинаковых по проявлению аллельных генов

11. Доминантный признак

А)Не проявляющийся

Б)Преобладающий

В)Угасающий

Г)контрастный

3.Изучение нового материала.

Генетика по праву может считаться одной из самых важных областей биологии. На протяжении тысячелетий человек пользовался генетическими методами для улучшения домашних животных и возделываемых растений, не имея представления о механизмах, лежащих в основе этих методов. Судя по разнообразным археологическим данным, уже 6000 лет назад люди понимали, что некоторые физические признаки могут передаваться от одного поколения другому. Отбирая определенные организмы из природных популяций и скрещивая их между собой, человек создавал улучшенные сорта растений и породы животных, обладавшие нужными ему свойствами.

Однако лишь в начале ХХ века ученые стали осознавать в полной мере важность законов наследственности и ее механизмов. Хотя успехи микроскопии позволили установить, что наследственные признаки передаются из поколения в поколение через сперматозоиды и яйцеклетки, оставалось неясным, каким образом мельчайшие частицы протоплазмы могут нести в себе «задатки» того огромного множества признаков, из которых слагается каждый отдельный организм.

Первый действительно научный шаг вперед в изучении наследственности был сделан австрийским монахом Грегором Менделем, который в 1866 году опубликовал статью, заложившую основы современной генетики. Мендель показал, что наследственные задатки не смешиваются, а передаются от родителей потомкам в виде дискретных единиц. Эти единицы, представленные у особей парами, остаются дискретными и передаются последующим поколениям в мужских и женских гаметах, каждая из которых содержит по одной единице из каждой пары. В 1909 году датский ботаник Иогансен назвал эти единицы генами, а в 1912 году американский ученый Морган показал, что они находятся в хромосомах. С тех пор генетика достигла больших успехов в объяснении природы наследственности на уровне организма, на уровне гена.

Генетика -наука о наследственности и изменчивости живых организмов и методах управления ими (предложил в 1906 году У. Бетсон).

Рождение генетики принято относить к 1900 году, когда Х. Де Фриз, К. Корренс и Э. Чермак вторично открыли законы Г. Менделя.

б/ Исследования Менделя (рассказ учителя 10 – 15 минут).Учащиеся, прослушав рассказ должны ответить на вопросы: 1.Чем обусловлены успехи Менделя в генетике?

2. Почему для экспериментов был выбран горох?

3. Необходимые условия всякого научного исследования?

Грегор Мендель родился в Моравии в 1822 году. В 1843 году он поступил в монастырь августинцев в Брюнне, где принял духовный сан. Позже он отправился в Вену, где провел два года, изучая в университете естественную историю и математику, после чего в 1853 году вернулся в монастырь. Такой выбор предметов оказал существенное влияние на его последующие работы по наследованию признаков у гороха. Будучи в Вене, Мендель заинтересовался процессом гибридизации 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 года.

Успехи, достигнутые Менделем, частично обусловлены удачным выбором объекта для эксперимента - гороха огородного( Pisum sativum). Мендель удостоверился, что по сравнению с другими этот вид обладает следующими преимуществами:

имеется много сортов, четко различающихся по ряду признаков;

растения легко выращивать;

репродуктивные органы полностью прикрыты лепестками, так что растении обычно самоопыляется; поэтому его сорта размножаются в чистоте, то есть их признаки из поколения в поколение остаются неизменными.

возможно искусственное скрещивание сортов, и оно дает вполне плодовитых гибридов.

Их 34 сортов гороха Мендель отобрал 22 сорта, обладающие четко выраженными различиями по ряду признаков, и использовал их в своих опытах со скрещиванием. Менделя интересовали семь главных признаков: высота стебля, форма семян, окраска семян, форма и окраска плодов, расположение и окраска цветков.

И до Менделя многие ученые проводили подобные эксперименты на растениях, но ни один из них не получил таких точных и подробных данных; кроме того, они не смогли объяснить свои результаты с точки зрения механизма наследственности. Моменты, обеспечившие Менделю успех, следует признать необходимыми условиями проведения всякого научного исследования и принять их в качестве образца. Условия эти можно сформулировать следующим образом:

проведение предварительных исследований для ознакомления с экспериментальным объектом;

тщательное планирование всех экспериментов, с тем чтобы всякий раз внимание было сосредоточено на одной переменной, что упрощает наблюдения;

строжайшее соблюдение всех методик, с тем чтобы исключить возможность введения переменных, искажающих результаты;

точная регистрация всех экспериментов и запись всех полученных результатов;

получение достаточного количества данных, чтобы их можно было считать статистически достоверными.

Следует отметить, что в выборе экспериментального объекта Менделю кое в чем просто повезло: в наследовании отобранных им признаков не было ряда более сложных особенностей, открытых позднее, таких как неполное доминирование, зависимость более чем от одной пары генов, сцепление генов.

в/ Введение терминологии для дальнейшего изучения науки генетики и решения задач(на основе 9 класса – основы генетики, учитель вводит новые понятия и учащиеся вспоминают уже знакомые им понятия – 11 минут).

Ген – участок молекулы ДНК, содержащий информацию о первичной структуре одного белка.

Аллельные гены - это пара генов, определяющих контрастные (альтернативные) признаки организма. Каждый ген этой пары называется аллелью. Аллельные гены расположены в одних и тех же участках(локусах) гомологичных (парных) хромосом.

Альтернативные признаки - это взаимоисключающие признаки(желтый, зеленый). Часто один из альтернативных признаков является доминантным, а другой – рецессивным.

Доминантный признак – это признак, проявляющийся у гибридов первого поколения при скрещивании представителей чистых линий.

Рецессивный признак - не проявляется у гибридов первого поколения при скрещивании представителей чистых линий.

Гомозигота – клетка или организм, содержащие одинаковые аллели одного и того же гена (АА или аа).

Гетерозигота – клетка или организм, содержащие разные аллели одного и того же гена (Аа).

Генотип – совокупность всех генов организма.

Фенотип – совокупность признаков организма, формирующихся при взаимодействии генотипа и среды.

Гибридологический метод – изучение признаков родительских форм проявляющихся в ряду поколений у потомства, полученного путем гибридизации ( скрещивания).

Моногибридное скрещивание - скрещивание родительских форм, отличающихся друг от друга по одной паре изучаемых контрастных признаков, которые передаются по наследству.

Дигибридное скрещивание – скрещивание родительских форм, отличающихся друг от друга по двум парам изучаемых признаков.

г/ Введение генетической символики для решения задач (3 - 5 минут, учащиеся вспоминают по 9 классу).

♀ - женская особь;

♂ - мужская особь;

Х – знак скрещивания;

Р – родительская особь;

F1 – гибриды первого поколения;

F2 – гибриды второго поколения;

G – гаметы.

Оформление задач по генетике

При оформлении задач необходимо уметь пользоваться символами, принятыми в традиционной генетике и приведенными ниже:

♀	женский организм
♂	мужской организм
×	знак скрещивания
P	родительские организмы
F1, F2	дочерние организмы первого и второго поколения
А, В, С...	гены, кодирующие доминантные признаки
а, b, с...	аллельные им гены, кодирующие рецессивные признаки
АА, ВВ, СС...	генотипы особей, моногомозиготных по доминантному признаку
Аа, Вb, Сс...	генотипы моногетерозиготных особей
аа, bb, сс...	генотипы рецессивных особей
АаВb, AaBbCc	генотипы ди- и тригетерозигот
А B, CD a b  cd	генотипы дигетерозигот в хромосомной форме при независимом и сцепленном наследовании
А ,  а ,  АВ ,  cd	гаметы

Пример записи схемы скрещивания (брака)

А – желтая окраска семян, а – зеленая окраска семян.

Запись в буквенной форме:		Запись в хромосомной форме:
Р ♀Аа × ♂aа желтая зеленая гаметы    A     a   a  F1 Aa aa желтая зеленая 50% 50%		Р ♀ А a × ♂ a a желтая зеленая гаметы    A      a   a  F1 A a a a желтая зеленая 50% 50%

Запись в хромосомной форме, как отмечено выше, является более предпочтительной. При написании схемы скрещивания (брака) обязательно следует указывать фенотипы всех рассматриваемых особей, поколение, к которому они принадлежат (F₁, F₂ и т.д.), а также пол родителей и потомства. Гаметы следует обвести кружком (при невыполнении этого можно спутать гаметы с генами генотипа).

История генетики как науки.

Г. Мендель использовал для скрещивания особи, относящиеся к чистым линиям.

Строгий математический анализ позволил выявить закономерности наследования альтернативных признаков.

В настоящее время закономерности наследования признаков, выявленные Г. Менделем, возведены в ранг законов, носящих его имя.

Введение терминологии и генетической символики.

4.Вопросы для повторения и задания (5 минут)

Кто был первооткрывателем закономерностей наследования признаков?

На каких растениях проводил опыты Г. Мендель и почему?

Благодаря каким приемам Г. Менделю удалось вскрыть законы наследования признаков?

Домашнее задание (3 минуты).

§3.10 стр.136-139.

Выучить терминологию и генетическую символику.

Ответить на вопросы: а/ Какие особенности растений гороха позволили Г. Менделю отнести организмы, взятые им для гибридизации, к чистым линиям? б/ В чем сущность гибридологического метода, разработанного Г. Менделем?

Итоги урока. Оценки за урок (Спасибо!).

Урок № 2

Наследование при моногибридном скрещивании.

Первый и второй законы Г. Менделя.

Задачи урока:

Сформировать у учащихся понятие о моногибридном скрещивании организмов, познакомить школьников с сущностью первого и второго законов Менделя.

Научить школьников использовать знания об основных понятиях генетики для объяснения законов, открытых Г. Менделем.

Способствовать развитию познавательного интереса учащихся к изучению проблем генетики.

План урока.

Организационный момент.

Актуализация знаний учащихся.

Изучение нового материала.

Решение задач на общем уровне.

Закрепление.

Решение задач на продвинутом уровне.

Домашнее задание.

Актуализация знаний учащихся (8 минут)

Генетическая терминология и символика (работа по карточкам 6 человек).

Пример: терминология - ген; гетерозигота; фенотип; доминантный признак; гибридологический метод; аллельные гены; моногибридное скрещивание; ♀; Р; Х.

Изучение нового материала (12 минут).

Рассказ учителя ( учащиеся делают записи в тетради).

Для своих первых экспериментов Мендель выбирал растения двух сортов, четко различавшихся по какому – либо признаку, например по окраске семян растений гороха. Растения, различающиеся по одной паре альтернативных признаков, Мендель выращивал на протяжении ряда поколений. Семена от желтых горошин всегда давали растения с желтыми горошинами, а семена с зелеными горошинами давали растения с зелеными горошинами. Таким образом, Мендель убедился, что выбранные им растения размножаются в чистоте и пригодны для проведения опытов по гибридизации. Его метод состоял в следующем: он удалял у ряда растений одного сорта пыльники до того, как могло произойти самоопыление. Пользуясь кисточкой, он наносил на рыльца этих цветков пыльцу из пыльников растения другого сорта. Затем он надевал на искусственно опыленные цветки маленькие колпачки, чтобы на их рыльца не могла попасть пыльца с других растений. Во всех случаях из семян , собранных от полученных гибридов, вырастали растения с желтыми семенами. Мендель назвал признак желтой окраски семян – доминантным.

На цветки растений F1 Мендель надел колпачки (чтобы не допустить перекрестного опыления) и дал им возможность самоопылиться. Семена собранные с этих растений F1, были пересчитаны и высажены следующей весной для получения второго гибридного поколения, F2. Во втором гибридном поколении у одних растений образовались желтые семена, а у других зеленые, отсутствовавшие в F1. Мендель назвал признак зеленой окраски семян –рецессивным.

Решение:

Р ♀ АА(желтый) Х ♂ аа (зеленый)

↓

G А ↓ а

F1 Аа (желтый) –– Закон единообразия гибридов первого поколения – первый закон Менделя - при скрещивании двух организмов, относящихся к разным чистым линиям, отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных признаков, все первое поколение гибридов (F1) окажется единообразным и будет нести признак одного из родителей.

F1 ♀ Аа Х ♂ Аа

G А а ↓ А а

↓

F2 АА; Аа; Аа; аа.

3 части имели желтые семена; 1 часть – зеленые.

Закон расщепления – второй закон Менделя- при скрещивании двух потомков первого поколения между собой (двух гетерозиготных особей) во втором поколении наблюдается расщепление в определенном числовом соотношении: по фенотипу 3: 1, по генотипу 1: 2: 1.

(25% гомозиготных доминантных; 5о% гетерозиготных; 25% гомозиготных рецессивных).

Решение задач на общем уровне (10 минут, решение всем классом).

У человека наличие веснушек доминирует над их отсутствием. Будут ли дети обязательно иметь веснушки, если родители гетерозиготны по данному признаку?

Рыжий цвет волос у человека определяется рецессивным геном. Какова вероятность, что у темноволосой гетерозиготной по этому признаку матери и рыжеволосого отца родится рыжеволосый сын?

Ген черной масти у КРС доминирует над геном красной масти. Какое потомство F1 получится от скрещивания чистопородного быка с красными коровами? Какое потомство F2 получится от скрещивания между собой гибридов?.

Закрепление (5 минут, решение индивидуально по рядам).

У фасоли черная окраска семенной кожуры А доминирует над белой а. Определить окраску семян у растений, полученных в результате следующих скрещивании:

1 ряд: Аа х Аа;

2 ряд: АА х Аа;

3 ряд: Аа х аа.

Решение задач на продвинутом уровне ( 7 минут, решение всем классом ).

В одной из пород овец есть животные серой и черной масти. При разведении черных овец в себе ягнята получаются только черные. Скрещивание черных с серыми дает половину черных и половину серых ягнят. При разведении серых овец в себе постоянно получаются серые и черные ягнята, причем серых в два раза больше, чем черных. Как наследуются эти окраски?

Домашнее задание ( комментарий 3 минуты к заранее приготовленному индивидуально – групповому заданию по вариантам).

Пример 1 вариант:

У Володи и его родного брата Коли глаза серые, а у их сестры Наташи – голубые. Мама у этих детей голубоглазая, ее родители имеют серые глаза. Как наследуется голубая и серая окраска глаз? Какой цвет глаз у папы Володи, Коли. Наташи? Каковы генотипы всех членов семьи?

Комолость у КРС доминирует над рогатостью. Комолый бык скрещен с двумя коровами. От рогатой коровы № 1 родился рогатый теленок, от комолой коровы № 2 – тоже рогатый. Каковы генотипы всех родительских особей? Какое потомство можно ожидать в дальнейшем в каждом из этих скрещиваний?

(продвинутый уровень) Крысу с врожденной бесхвостостью из колонии лаборатории питания университета штата Миннесота несколько раз скрещивали с нормальными особями. В F1 получено 49 крысят. В F2 получили 157 крысят. Во всех случаях бесхвостых не было. Какие выводы можно сделать по результатам этих опытов?

«Общая биология» В.Б Захаров, стр. 264 – 269 и записи в тетради.

Итоги урока. Оценки за урок (Спасибо!).