Рабочая программа "Решение задач по молекулярной биологии и генетике"

     Муниципальное  общеобразовательное учреждение

«Теляковская средняя общеобразовательная школа» 

Ясногорского  района Тульской области

Рассмотрено МО школы «___ »______  20____

Согласовано МС школы «___ »______  20____

Утверждаю директор ________   Приказ № _____                       «___ »______  20____

Рабочая программа элективного предмета

«Решение задач по молекулярной биологии и генетике»

10 класс

Разработана

Фокиной Е. В.,

учителем  химии

                                            Пояснительная записка

   С введением стандартов  поколения еще более усиливается компетентностная составляющая содержания биологического образования, его практическая направленность, формирование универсальных и предметных способов деятельности. Для того чтобы успешно сдать экзамен учащиеся должны многому научиться и прежде всего, это уметь работать с разными источниками информации. Выпускник должен овладеть умением находить биологическую информацию в различных источниках (тексте учебника, научно-популярной литературе, биологических словарях и справочниках), анализировать и оценивать полученную информацию, преобразовывать её из одной формы в другую. Второе немаловажное умение это овладение исследовательскими навыками, методами научного познания, умение делать выводы и заключения, структурировать материал, объяснять, доказывать, защищать свои идеи.

   Опыт работы по подготовке к ЕГЭ показал, что для формирования этих умений на должном уровне в непрофильном классе только уроков недостаточно. Для целенаправленной подготовки старшеклассников к экзаменам необходимы дополнительные занятия во внеурочное время и большая самостоятельная работа учащихся под руководством учителя.

   Существует еще одна проблема при подготовке к экзамену учащихся, изучающих биологию на базовом уровне. Экзамен по биологии является экзаменом по выбору, поэтому для подготовки учащихся к ЕГЭ следует ориентироваться не только на базовый, но и на профильный уровень государственных образовательных стандартов 2004 г., а школьные программы, учебники и учебно-методические пособия третьей ступени базового уровня охватывают не все проверяемые элементы содержания на достаточном  уровне.

   Для детального изучения наиболее сложных теоретических вопросов, решения задач, формирования исследовательских навыков, навыков работы с дополнительной информацией необходимо вводить элективные курсы.

   Элективный курс «Решение задач по молекулярной биологии и генетике» призван помочь учащимся в освоении программного учебного материала по наиболее трудным разделам общей биологии. Необходимость в создании данного курса возникла в связи с тем, что школьные учебники базового уровня содержат минимум информации о закономерностях наследования, а составлению схем скрещивания и решению генетических задач в школьной программе по общей биологии отводится очень мало времени.

   Решение задач по данным разделам является эффективным методическим приемом для более глубокого понимания и усвоения теоретических положений. В процессе решения задач у ребят формируется умение рассуждать и делать обоснованные выводы, развивается логическое мышление. При этом существенно расширяется кругозор учащегося, т.к. для постановки задач, широко используются данные генетики растений, животных, человека, дополнительные материалы об истории открытий в молекулярной биологии и законов наследственности и изменчивости, что позволяет им глубже понять учебный материал, создает положительную мотивацию.

   Приобретение навыка решения типовых задач по молекулярной биологии и генетике имеет особое значение для успешной сдачи ЕГЭ по биологии.

    Программа элективного курса предусматривает проведение   занятий, на которых осуществляется актуализация имеющихся знаний, даются теоретические знания, расширяющие кругозор учащихся, затем приводятся примеры решения задач и в конце учащимся предлагаются задачи для самостоятельного решения. Контроль за выполнением проводится учителем, либо совместно с учениками. Изучение элективного курса предполагает выполнение лабораторных работ, представление итогов работы в виде отдельных проектов, презентаций.

Цель курса: сформировать у учащихся умений и навыков решения задач разной степени сложности по основным разделам молекулярной биологии и классической генетики.

Задачи:

• Актуализировать знания по темам «Молекулярная биология» и «Генетика»;

• Расширить знания учащихся о генетических закономерностях, открытиях в области молекулярной биологии;

• Научить применять изученные закономерности при решении задач;

• Развивать интерес к предмету,

• Показать практическую значимость генетики и молекулярной биологии для биотехнологии, селекции, медицины, охраны здоровья;

• Содействовать развитию творческого биологического мышления, навыков самостоятельной работы и коммуникативных умений при решении биологических задач;

• Подготовить учащихся к сдаче экзаменов в формате ЕГЭ (С5,С6).

   Курс «Решение задач по молекулярной биологии и генетике» разбит на отдельные тематические разделы, каждый из которых начинается с изучения теоретического материала. В дальнейшем учащиеся знакомятся с различными способами решения задач.

1. Хромосомы – носители наследственных задатков.

2. Нуклеиновые кислоты.

3. Генетический код. Реализация наследственной информации в клетке.

4. Деление клетки – митоз и мейоз.

5. Закономерности наследования признаков.

6. Локализация генов в хромосомах.

7. Генетика и индивидуальное развитие.

8. Генетика и микроэволюция.

9. Генетика человека.

10. Обобщение знаний по курсу.

  На  теоретическую часть курса отводится  15 часов,   практическую    - 19 часов.

В процессе изучения курса реализуются следующие принципы:

• Научность.

• Доступность.

• Личностно-ориентированное обучение.

• Профессиональная направленность.

Формы организации деятельности учащихся:

• коллективные,

• индивидуальные.

Педагогические технологии:  

Педагогические технологии на основе активизации и интенсификации деятельности учащихся (проблемное обучение, игровые технологии, технологии уровневой дифференциации, компьютерные информационные технологии, традиционная технология.)

Методы обучения: словесные, наглядные, практические, проблемно-поисковые, исследовательские. самостоятельные работы, контроль и самоконтроль, репродуктивные (

               Формы контроля

- зачет;

- тестирование;

- участие в работе семинара;

- самостоятельная работа.

                                                  Содержание курса

1. Хромосомы – носители наследственных задатков (2 часа)

История открытия хромосом. Строение хромосом. Гаплоидный и диплоидный набор хромосом. Гомологичные и негомологичные хромосомы. Кариотип человека.

 ЛР. Хромосомы млекопитающих. Кариотип.

2. Нуклеиновые кислоты (3 часа)

Роль ДНК в живой природе – хранение и передача наследственной информации. История открытия нуклеиновых кислот, Ф. Мишер. ДНК и наследственность. Строение ДНК, Дж. Уотсон, Ф. Крик. Правила Чаргаффа. Сущность принципа комплементарности. Репликация ДНК. Функции ДНК. РНК.

 Решение задач на репликацию ДНК по принципу комплементарности, правило Э. Чаргаффа,

 Решение задач нахождение состава и размеров нуклеиновых кислот.

3. Генетический код. Реализация наследственной информации в клетке (4 часа)

Генетическая информация в клетке. Ген. Генетический код и его свойства. Связь транскрипции ДНК и трансляции белка. Влияние факторов внешней среды и вредных привычек человека на проявление мутаций в ДНК и синтезируемом белке. Роль ферментов в транскрипции и трансляции.

 Решение задач на биосинтез белка.

4. Деление клетки – митоз и мейоз (2 часа)

Мейоз и митоз как способы деления клеток. Сравнительная характеристика митоза и мейоза. Влияние факторов внешней среды и вредных привычек человека на ход и результаты митоза и мейоза. Биологическое значение митоза и мейоза.

  Решение задач на определение количества ДНК в разные фазы митоза и мейоза, интерфазу.

5. Закономерности наследования признаков (6 часов)

Краткая история развития генетики. История формирования взглядов на наследственность и изменчивость. Ведущие ученые-генетики.

Закономерности наследования признаков. Методы изучения наследования признаков. Закономерности единообразия гибридов первого поколения и расщепление признаков во втором поколении. Статистическая природа закономерностей наследования. Закономерности наследования при дигибридном и полигибридном скрещивании.

 Анализирующее скрещивание.

 Решение задач на моногибридное скрещивание

 Решение задач на неполное доминирование

 Решение задач на дигибридное скрещивание

6. Локализация генов в хромосомах (6 часа)

Сцепленное наследование. Локус. Группы сцепления. Хромосомное определение пола и сцепленное с полом наследование. Механизм хромосомного определения пола. Заболевания, сцепленные с полом: гемофилия, дальтонизм.

Перекомбинация генов, лежащих в одной хромосоме. Кроссинговер. Кроссоверные и некроссоверные комбинации генов. Процент перекреста. Генетические карты.

 Решение задач на сцепленное наследование

 Решение задач на сцепленное с полом наследование

 Решение задач на составление генетических карт

7. Генетика и индивидуальное развитие (4 часа)

Действие и взаимодействие генов при развитии. Взаимодействие аллельных и неаллельных генов. Кодоминирование. Эпистаз. Комплементарность. Полимерия.

 Решение задач на взаимодействие генов

 Решение задач на наследование групп крови

8. Генетика и микроэволюция (3 часа)

Популяция – элементарная единица эволюции. Частота генов, равновесное состояние. Закон Харди – Вайнберга. Изменчивость как фактор эволюции. Генотипическая изменчивость и ее источники.

 Решение задач по генетике популяций

9. Генетика человека (3 часа)

Генетика человека. Методы изучения наследственности человека. Близнецовый метод. Цитогенетический метод. Популяционный метод. Генеалогический метод.

 ЛР Составление родословных и их анализ

 Решение задач на исследование родословных человека

10. Обобщение знаний по курсу (1 часа)

Круглый стол «Этические аспекты медицинской генетики» (1ч)

Учебно  – тематический план

№	Название темы		Количество часов			Форма проведения
			Всего	Теория	Практика
1. Хромосомы – носители наследственных задатков (2 часа)
1	История открытия хромосом. Строение хромосом. Гаплоидный и диплоидный набор хромосом. Гомологичные и негомологичные хромосомы. Кариотип человека.		1	1		ЭОР
2	Хромосомы млекопитающих. Кариотип.		1		1	Л.Р. № 1
2. Нуклеиновые кислоты (3 часа)
3	Роль ДНК в живой природе – хранение и передача наследственной информации. История открытия нуклеиновых кислот, Ф. Мишер. ДНК и наследственность. Строение ДНК, Дж. Уотсон, Ф. Крик. Правила Чаргаффа. Сущность принципа комплементарности. Репликация ДНК. Функции ДНК. РНК.	1		1		Презентация
4	Решение задач на репликацию ДНК по принципу комплементарности, правило Э. Чаргаффа,	1			1	Решение задач
5	Решение задач нахождение состава и размеров нуклеиновых кислот.	1			1	Решение задач
3. Генетический код. Реализация наследственной информации в клетке (4 часа)
6	Генетическая информация в клетке. Ген. Генетический код и его свойства. Связь транскрипции ДНК и трансляции белка	1		1		ЭОР
7	Влияние факторов внешней среды и вредных привычек человека на проявление мутаций в ДНК и синтезируемом белке. Роль ферментов в транскрипции и трансляции.	1		1		Презентация
8	Решение задач на биосинтез белка.	1			1	Решение задач
9	Решение задач на биосинтез белка.	1			1	Решение задач
4. Деление клетки – митоз и мейоз (2 часа)
10	Мейоз и митоз как способы деления клеток. Сравнительная характеристика митоза и мейоза. Влияние факторов внешней среды и вредных привычек человека на ход и результаты митоза и мейоза. Биологическое значение митоза и мейоза	1		1		ЭОР
11	Решение задач на определение количества ДНК в разные фазы митоза и мейоза, интерфазу.	1			1	Решение задач
5. Закономерности наследования признаков (6 часов)
12	Краткая история развития генетики. История формирования взглядов на наследственность и изменчивость. Ведущие ученые-генетики. Закономерности наследования признаков. Методы изучения наследования признаков.	1		1		Семинар
13	Закономерности единообразия гибридов первого поколения и расщепление признаков во втором поколении. Статистическая природа закономерностей наследования. Закономерности наследования при дигибридном и полигибридном скрещивании.	1		1		Семинар
14	Анализирующее скрещивание.	1			1	ЭОР
15	Решение задач на моногибридное скрещивание	1			1	Решение задач
16	Решение задач на неполное доминирование	1			1	Решение задач
17	Решение задач на дигибридное скрещивание	1			1	Решение задач
6. Локализация генов в хромосомах (6 часа)
18	Сцепленное наследование. Локус. Группы сцепления. Хромосомное определение пола и сцепленное с полом наследование. Механизм хромосомного определения пола.	1		1		Лекция
19	Заболевания, сцепленные с полом: гемофилия, дальтонизм.	1		1		Презентация
20	Перекомбинация генов, лежащих в одной хромосоме. Кроссинговер. Кроссоверные и некроссоверные комбинации генов. Процент перекреста. Генетические карты.	1		1		Семинар
21	Решение задач на сцепленное наследование	1			1	Решение задач
22	Решение задач на сцепленное с полом наследование	1			1	Решение задач
23	Составление генетических карт	1			1	Решение задач
7. Генетика и индивидуальное развитие (4 часа)
24	Действие и взаимодействие генов при развитии. Взаимодействие аллельных и неаллельных генов.	1		1		Лекция
25	Кодоминирование. Эпистаз. Комплементарность. Полимерия.	1		1		Семинар
26	Решение задач на взаимодействие генов	1			1	Решение задач
27	Решение задач на наследование групп крови	1			1	Решение  задач
Генетика и микроэволюция (3 часа)
28	Популяция – элементарная единица эволюции. Частота генов, равновесное состояние.	1		1		Лекция
29	Закон Харди – Вайнберга. Изменчивость как фактор эволюции. Генотипическая изменчивость и ее источники.	1		1		Семинар
30	Решение задач по генетике популяций	1			1	Решение задач
Генетика человека (3 часа)
31	Генетика человека. Методы изучения наследственности человека. Близнецовый метод. Цитогенетический метод. Популяционный метод. Генеалогический метод.	1			1	Семинар
32	Составление родословных и их анализ	1				Л.Р №2
33	Решение задач на исследование родословных человека	1			1	Решение задач
10. Обобщение знаний по курсу (1 час)
34	Этические аспекты медицинской генетики	1		1		Круглый стол
	Всего	34		15	19

Требования к уровню подготовки

В результате изучения курса учащиеся должны:

знать и понимать

• Строение и функции ДНК и РНК в клетке;

• Принципы реализации наследственной информации в клетке;

• Особенности митоза и мейоза клеток;

• Определение и свойства генетического кода;

• Закономерности наследования признаков, цитологические основы наследственности, гипотезу чистоты гамет;

• Геном организмов и генетические карты;

• Методы изучения наследственности;

• Современную биологическую терминологию и символику;

• Способы решения задач по молекулярной биологии и генетике.

уметь

• Находить нуклеотидный состав ДНК, РНК на основе принципа комплементарности и в соответствии с правилом Чаргаффа.

• Решать задачи на репликацию ДНК используя принцип комплементарности.

• Решать генетические задачи на различные типы наследования;

• Решать задачи на биосинтез белка, используя таблицу генетического кода;

• Решать задачи на нахождение числа и плоидного набора хромосом у организма;

• Решать задачи на определение количества ДНК в разные фазы митоза и мейоза, интерфазу;

• Анализировать и оценивать различные этические аспекты современных исследований в биологической науке;

• Осуществлять самостоятельный поиск биологической информации в различных источниках (учебных текстах, справочниках, научно-популярных изданиях, ресурсах Интернет) и применять ее в собственных исследованиях;

• Использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни.

• Владеть биологической терминологией, применять термины и понятия в зависимости от темы.

• Объяснять причины возникновения атипичных признаков у организмов, действием фенотипической экспрессии мутантных генов, в том числе и в популяции человека, при этом связывая мейоз, митоз и мутагенные факторы.

• Оценивать генетические последствия загрязнения окружающей среды, смешения генофондов ранее изолированных популяций.

Литература для учащихся

1.Кириленко А.А. «Биология» Тематические тесты. «Легион» 2009г., 270с.

2.Высоцкая М.В. «Тренажор по общей биологии», Волгоград 2006г,148с.

3. Киреева Н.М. «Задачи по биологиии в комментариями и решениями», Волгоград, 1998г., 110с.

Литература для учителя

1. Тейлор Д., Грин Н. , Стаут У., Биология в 3-х т: Пер. с англ./Под ред. Р. Сопера – 3-е изд. М. Мир, 2004 г.

2. Шевченко В.А., Топорнина Н.А., Стволинская Н.С. Генетика человека: Учеб. Для студ. высш. учеб. заведений. – 2-е изд., испр и доп. – М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2004. – 240 с.: ил.

3. Генетика: Сборник задач / Под редакцией Островской Р.М., Чемериловой В.И. – Иркутск: Изд-во Иркут. ун-та, 2005. – 152 с.

4. Кириленко А.А. Биология. Сборник задач по генетике. Базовый и повышенный уровни ЕГЭ: учебно – методическое пособие/ А.А. Кириленко.- Ростов н/Д: Легион, 2009 – 174 с. (Готовимся к ЕГЭ)

5. Задачи по современной генетике: Учеб. Пособие/ Под ред. М.М. Асланяна. – М.: КДУ, 2005 г. – 224 с., ил.

6. Анастасова Л.А. Способы решения задач по биохимии и молекулярной биологии. «Биология в школе» №8 2002.

7. Торелова Р.И. «Молекулярные основы наследственности», Журнал «Биология в школе» №4, 2006 г.

 8. Багоцкий С.В. «Крутые» задачи по генетике» (журнал «Биология для школьников» №4 – 2005)

9. Гуляев Г.В. « Задачник по генетике» (М.«Колос», 1980)

10. Жданов Н. В. «Решение задач при изучении темы: «Генетика популяций» (Киров, пед. инст., 1995)

11. «Задачи по генетике для поступающих в ВУЗы» (г. Волгоград, изд. «Учитель», 1995)

12. Кочергин Б. Н., Кочергина Н. А. «Задачи по молекулярной биологии и генетике» (Минск, «Народная асвета», 1982)

 13. Соколовская Б. Х « Сто задач по молекулярной биологии и генетике» (М., 1989г)

14. Журнал «Биология. Первое сентября»