Генетика

Пояснительная записка

Предлагаемый курс является продолжением темы «Основы генетики», впервые изучаемой в курсе «Общая биология» в 9-м классе, и рассчитан на 34 ч (1 ч в неделю). Курс предназначен для учащихся профильных классов средних школ, гимназий и лицеев естественнонаучного и медико-биологического направления, а также учащихся, проявляющих интерес к изучению генетики. В школах, где нет профильного обучения, можно использовать материал курса для обогащения уроков базового уровня.

Курс опирается на знания и умения, полученные учащимися при изучении биологии в 9-м классе, и поможет проверить целесообразность выбора профиля дальнейшего обучения и профессиональной деятельности выпускника средней школы.

В процессе занятий учащиеся должны научиться искать и анализировать информацию по определенным вопросам, совершенствовать умения подготовки и защиты проектов. Предлагается совместная работа учеников по получению знаний (диалоговая, групповая, коллективная), что развивает коммуникативную компетентность учащихся.

Изучение вопросов курса ведется через актуализацию личного опыта учащихся, конкретизацию наглядных образов к абстрактному обобщению.

Целью данного курса является углубление и расширение теоретических знаний по генетике, их закрепление путем защиты проектов. Это не только помогает лучше понять главные генетические законы и закономерности, но и тренирует критическое мышление, что является важным элементом любого обучения.

Концепция курса:

• сравнительно-эволюционное направление – при рассмотрении вопросов, связанных с возникновением хромосомных мутаций, основное внимание уделяется формированию у учащихся эволюционного мышления;

• использование самых современных молекулярно-биологических данных о геномике, генной и клеточной инженерии, что подразумевает хорошее владение учениками основами общей биологии, генетики и других биологических наук;

• историко-патриотический акцент – необходимо не только подчеркнуть интернациональный характер науки (особенно на современном этапе ее развития), но и пропагандировать достижения отечественных биологов; напомнить учащимся о тех биологах, которые отстаивали свои идеи в трудный период отечественной истории в 1930–1950-е гг.;

• экологическая направленность – важно сформировать у ребят твердое убеждение, что неблагоприятные внешние и внутренние факторы (в том числе вредные привычки), отрицательно сказываются на состоянии организма, затрагивая самые глубинные – молекулярно-генетические – основы деятельности клеток, и что с подобного рода нарушениями бороться чрезвычайно трудно и порой невозможно.

Задачи курса:

• ознакомить с основными этапами становления генетики;

• расширить и углубить знания о гене, мутациях;

• ознакомить с расширенной трактовкой генома как целостной системы взаимодействующих генов;

• формировать умения и навыки комплексного осмысления знаний биологии;

• удовлетворить интересы учащихся, увлекающихся генетикой;

• создать условия для творческой самореализации и саморазвития школьников;

• формировать умения и навыки проектной деятельности.

Знания проверяются с помощью тестовых контрольных работ. При изучении отдельных тем составляются обобщающие схемы, таблицы. Итогом лабораторной работы является отчет с выводами и рисунками. На этапе выполнения исследовательс-кой работы оцениваются уровень теоретической и практической подготовки, способность правильно оформить материал и грамотно его представить.

В качестве основного образовательного результата выступает сформированная система базовых ценностей (жизнь–человек–здоровье), умение оперировать знаниями; планировать и организовывать экспериментальную работу; развитие критического и творческого мышления; профориентация в области естественных наук.

В процессе обучения учащиеся приобретают следующие конкретные умения:

• работать с дополнительной литературой и Интернет-ресурсами;

• работать с микроскопом;

• делать временные микропрепараты;

• проводить анкетирование и обработку анкет;

• выдвигать гипотезы;

• представлять результаты исследований в виде таблиц и графиков, презентаций;

• интерпретировать результаты эксперимента;

• делать выводы;

• обсуждать результаты эксперимента, участвовать в дискуссии.

Итоговый зачет ученику по всему курсу можно выставлять по таким критериям: 1) посещение не менее 80% учебных занятий учеником; 2) написание и презентация не менее одного сообщения или участие в анализе социологического опроса; 3) активное участие в дискуссиях на занятиях; 4) активное участие в подготовке и защите итоговой проектной работы.

Учебно-тематический план

Содержание курса

Введение (1 ч)

Предмет генетики. История развития генетики. Методы генетических исследований. Задачи генетики, ее значение в медицине, сельском хозяйстве. Место генетики в системе биологических наук. (Беседа. Демонстрация видеофильма «Что такое генетика».)

Тема 1. Дискретная природа наследственности (4 ч)

Занятие 1. Наследственность и изменчивость – два свойства живого. (Эвристическая беседа.)

Занятие 2. Мендель и его роль в становлении генетики как науки. (Эвристическая беседа. Демонстрация фрагмента кинофильма «Законы Менделя».)

Занятие 3. Моно- и дигибридное скрещивание. Анализ расщепления и обнаружение закона независимого наследования признаков. (Эвристическая беседа. Решение задач.)

Занятие 4. Ген как единица наследственности. (Лабораторная работа «Моно- и дигибридное скрещивание».)

Тема 2. Локализация генов в хромосомах клетки (5 ч)

Занятие 1. Изучение сцепленного наследования. (Беседа.)

Занятие 2. Локализация генов в хромосомах. (Лабораторная работа «Скрещивание дрозофил со сцепленными признаками».)

Занятие 3. Выявление нарушения сцепления генов, находящихся в одной хромосоме. (Беседа. Решение задач.)

Занятие 4. Конъюгация хромосом, природа кроссинговера. (Эвристическая беседа.)

Занятие 5. Линейное расположение генов в хромосоме. (Беседа. Составление генетических карт.)

Тема 3. Сложная структура гена, ген как единица функции (4 ч)

Занятие 1. Ген как единица мутации, кроссинговера и функции. (Беседа.)

Занятие 2. Множественный аллелизм – существование одного гена в нескольких формах. (Эвристическая беседа.)

Занятие 3. Биохимические основы наследственных аномалий. (Эвристическая беседа.)

Занятие 4. Нейроспора как генетический объект. Биология нейроспоры. (Лабораторная работа «Опыты с мутантами нейроспоры».)

Тема 4. Химическая природа гена и генетическая регуляция синтеза белков (4 ч)

Занятие 1. Код наследственности, история его открытия. (Беседа.)

Занятие 2. Механизм синтеза белка, искусственный синтез белков и проблема искусственного синтеза гена. (Моделирование механизмов синтеза белка.)

Занятие 3. Синтез аминокислот и индуцированных ферментов у бактерий. (Лабораторная работа «Приготовление культуры кишечной палочки и рассматривание ее в микроскоп».)

Занятие 4. Механизмы регуляции синтеза белка – репрессия и индукция. Гены-операторы и гены-регуляторы. Оперон. (Обобщающая беседа.)

Тема 5. Действие и взаимодействие генов (4 ч)

Занятие 1. Множественное действие гена. (Решение задач.)

Занятие 2. Полигенное действие генов. Относительность деления признаков на качественные и количественные. (Решение задач.)

Занятие 3. Комплементарное взаимодействие генов. (Решение задач.)

Занятие 4. Эпистатическое взаимодействие генов. (Решение задач.)

Тема 6. Гены и человек (7 ч)

Занятие 1. Наследственные болезни человека: генные, геномные, хромосомные (Эвристическая беседа. Демонстрация диафильма «Генетика и медицина».)

Занятие 2. Хромосомные мутации: причины возникновения, возможные последствия (Беседа. Демонстрация диафильма «Генетика и медицина». Презентация.)

Занятие 3. Причины повреждения хромосом. (Лабораторная работа «Повреждение хромосом при действии химических мутагенов».)

Занятие 4. Наследственные болезни, сцепленные с полом. (Эвристическая беседа. Решение задач.)

Занятие 5. Врожденные пороки развития. Синдром «крика кошки». Синдром Клайнфельтера. (Беседа. Презентация.)

Занятие 6. Профилактика наследственных заболеваний и пороков развития (Эвристическая беседа. Социологический опрос.)

Занятие 7. Охрана окружающей среды и наследственность человека. Сообщения учащихся: «Влияние загрязнения воздуха на наследственность человека», «Качество воды и человек», «Пищевые добавки и их влияние на организм человек», «Удобрения и ядохимикаты в продуктах питания». (Семинарское занятие.)

Проектная деятельность по теме: «Гены и человек» (4 ч)

Выбор темы проекта, обсуждение плана разработки проекта и его реализация.

Конференция «Гены в нашей жизни» (1 ч)

Представление и защита проектов. (Урок – творческий отчет.)

Литература для учителя

1. Бочков Н.П. Генетика человека. Наследственность и патология. – М.: Медицина, 1978.

2. Белянина С.И., Сигарева Л.Е., Егорова Г.Г. Генетика человеческих популяций. – Саратов: Изд-во Саратовского ун-та, 1991.

3. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология. В 3-х т. – М.: Мир, 1990.

4. Дружинина Н.Т. Генетика и человек. – М.: Просвещение, 1978.

5. Давиденкова Е.Ф., Бутомо И.В. Наследственность и здоровье человека. – М.: Медицина, 1985.

6. Крестьянинов В.Ю., Вайнер Г.Б. Сборник задач по генетике с решениями. – Саратов: «Лицей»,1998.

7. Митрофанов Ю.А., Олимпиенок Г.С. Индуцированный и мутационный процесс эукариот. – М.: Наука, 1980.

8. Паушва З.П. Практикум по цитологии растений. – М.: Агропромиздат, 1988.

9. Пименова И.Н., Пименов А.В. Лекции по общей биологии. – Саратов: ОАО Изд-во «Лицей», 2003.

10. Тарасенко Н.Д., Лушанова Г.И. Что вы знаете о своей наследственности?» 2-е изд. – Новосибирск: Наука, СО, 1991.

11. Газета «Биология». – ИД «Первое сентября», 2000, № 6, 8; 2004, № 44.

12. Журнал «Биология в школе»,1993, № 7; 2001, № 2; 2002, № 7; 2003, № 5, 6.

13. Dean Hamer & Peter Copeland. Anchop Book. – NY. 1998.

14. Nature, 2001, № 6855.

15. Science, 2002, № 5540, 5584.

16. 1-С репетитор. Биология.

17. Интернет-сайты: http://www.clone.ru; http://www.informika.ru/text/datdbase/biologv; http://festival.1september.ru/2004-2005/index.php; http://www.catalog.alledu/ru.

Литература для учащихся

1. Билич Г.Л. Биология. Учебн. пособие для старшеклассников и абитуриентов. – СПб.: Союз, 2001.

2. Левинтин М.Г., Левинтина Т.П. Общая биология. – СПб.: Паритет, 2000.

3. Шумный В.К., Дымшиц Г.М., Рувинский А.О. Общая биология. Учебник для 10–11-х классов школ с углубленным изучением биологии. – М.: Просвещение, 2001.

4. Ярыгин В.Н. Биология для поступающих в вузы. – М.: Высшая школа, 1995.

5. Интернет-сайты: http://www.informika.ru/text/datdbase/biology; http://www.clone.ru.