Элективный курс «Основы генетики и селекции»

НОМИНАЦИЯ

«Методические разработки уроков проверки знаний»

ФИО-Пичугина Галина Васильевна.
Место работы- Бийский лицей-интернат Алтайского края г. Бийск, должность- учитель биологии,

преподаваемый предмет -элективный курс «Основы генетики и селекции» 11 класс .

Номинация- Методические разработки уроков проверки знаний.
Название работы – Проверка знаний на уроках элективного курса «Основы генетики и селекции »

Мною представлены четыре урока по элективному курсу «Основы генетики и селекции», который я преподаю в 11 классе естественнонаучного отделения Бийского лицея-интерната. На данных уроках я использую различные формы работы по проверке знаний: индивидуальная, групповая. Изучение каждого раздела заканчиваю зачетным уроком. На зачетных уроках провожу проверку знаний и с помощью тестов, и проблем заданий и задач, творческих, самостоятельных заданий, которые требуют работы с дополнительными источниками.

ЭЛЕКТИВНЫЙ КУРС «Основы генетики и селекции », 11 класс

УРОК №1

« ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ. ЕЕ РЕАЛИЗАЦИЯ В КЛЕТКЕ»
Тип урока: закрепление и обобщение полученных знаний

ЦЕЛИ:

воспитание культуры учебного труда: развитие умений сравнивать, анализировать, делать выводы.
Развитие коммуникативных качеств.

ЗАДАЧИ:

Проверить и закрепить знания каждого учащегося о синтезе белка, генетическом коде, генетической информации.
создание творческой, доброжелательной атмосферы сотрудничества в микрогруппах и в группе в целом.

ОБОРУДОВАНИЕ:

таблица «Биосинтез белка», листы большого формата, маркеры различных цветов, карточки - задания, инструкции, «Базовые листы контроля», напечатанные задания для микрогрупп.

ХОД УРОКА

Тема «Биосинтез белка. Генетическая информация» является достаточно сложной для понимания учащимися в свете современных открытий в области молекулярной биологии. Последние открытия молекулярной биологии позволяют иметь более полные представления о белках, которые являются причиной индивидуального различия организмов. Способность клетки синтезировать определенные белки закреплена наследственно.

Необходимо, чтобы у учащихся было понимание причин и «технологии» отдельных процессов, а также понимание об их системной природе и эволюции. Я выбрала такую форму проведения урока, которая была направлена на закрепление и обобщение знаний учащихся, полученных на предыдущих уроках о клеточно- организменной форме жизни. Полученные знания являются той базой, на основе которой будут развиваться у учащихся понятия о клеточной, хромосомной и эволюционной теориях.

Урок был проведен мною на основе работы учащихся в микрогруппах. Совместная деятельность внутри группы может быть организована по двум направлениям: взаимодействующей и последовательной. Активность всех участников, доля каждого в решении общей задачи зависят не только от обученности, индивидуальных особенностей учащихся, но и от организации обсуждения, условий, в которые поставлены все микрогруппы. Внутригрупповое взаимодействие всех участников микрогрупп было организовано в соответствии с поставленными целями урока. Каждая микрогруппа закрепляет и обобщает полученные знания на различных уровнях сложности: репродуктивном, конструктивном, творческом. Направляя работу микрогрупп учитель использует различные методические приемы для того , чтобы степень самостоятельности учащихся в понимании проблем изучаемого курса неуклонно возрастала.

Основные требования к знаниям и умениям учащихся 11 класса по общей биологии в данной теме:

учащиеся должны знать:

основные функции ядра, хромосом, ДНК;
принцип удвоения ДНК, роль генов в клетке, этапы синтеза белка;
сущность пластического обмена веществ, матричный и ферментативный характер реакций обмена веществ;
значение пластического обмена в осуществлении преемственности между поколениями, закономерности индивидуального развития.

учащиеся должны уметь:

использовать биологические знания для доказательства единства живой природы, диалектического характера биологических явлений;
применять знания о клетке, обмене веществ, онтогенезе для обоснования вреда курения, употребления алкоголя и наркотических веществ для человека с позиций молекулярной биологии.
сравнивать процессы пластического обмена веществ в про- и эукариотических клетках,
самостоятельно работать со всеми компонентами учебника, составлять конспекты

I. ОРГАНИЗАЦИОНННЫЙ МОМЕНТ

Урок проводится в форме РАБОТЫ В МИКРОГРУППАХ

( по 4 учащихся в каждой микрогруппе)

Каждая микрогруппа выбирает своего спикера и «свой рабочий цвет» по цвету маркера. Спикер прикрепляет на свою одежду « опознавательный цвет» своей микрогруппы.

II. ПРОВЕРКА ПОЛУЧЕННЫХ ЗНАНИЙ НА ПРЕДЫДУЩЕМ УРОКЕ

Задание 1. «РАЗМИНКА УМОВ»

Основная цель этой «разминки» с традиционного короткого устного или письменного опроса настроить учащихся на работу. Учащиеся должны дать определения понятиям, написанным на доске:

Ген- это...
Генетический код- это...
Назовите свойства генетического кода.
Транскрипция - это...
Трансляция - это...

Задание 2. ЗАПОЛНЕНИЕ «БАЗОВОГО ЛИСТА КОНТРОЛЯ»

В течение урока каждая микрогруппа должна внести свой «вклад» в заполнение «Базового листа контроля», для чего цветом своего маркера участники вносят основные понятия, правила, формулировки по данной теме, которые должен знать каждый учащийся. (Норма - 20-25 понятий, формулировок, правил, из которых - 16 понятий- обязательный минимум, остальные- дополнительные сведения.) За каждое «обязательное» и «дополнительное понятие» учащиеся получают карточки - «У.Е.» (условные единицы)

«Базовый лист»может состоять из 2-х частей: одна содержит обязательный минимум, а другая- добавочные сведения, отражающие широту и глубину знаний по данной теме. Использование данного приема позволяет проверить и закрепить полученные знания.
Задание 3. «СОСТАВЛЕНИЕ ОПОРЫ».
Учитель дает пояснение, что такое «Опора» - это авторский опорный конспект всей или части ранее изученной темы. Учителя биологии обычно всегда при объяснении нового материала используют подобный прием, когда на доске в ходе объяснения появляется такой «опорный конспект», которым учитель обучает пользоваться и учащихся Объемная информация данного урока должна быть зашифрована в опорном конспекте.
Учителем дается инструкция по составлению «Опоры»:

«Опора» выполняется на листе большого формата с использованием маркеров разных цветов.
В опорном конспекте используется весь изученный материал или какая- то его часть.
«Опора» должна быть понятна, доступна, лаконична
В «Опоре» должна прослеживаться логическая последовательность
Опорный конспект должен быть эстетически оформлен.
«Опоры» разных групп могут не различаться содержанием, но каждая микрогруппа должна выразить в нем свою индивидуальность.

Опорные конспекты, составленные в микрогруппах, могут не особенно отличаться друг от друга, это не главное. Очень интересен сам процесс составления «Опоры»: микрогруппа обычно без проблем справляется с данным заданием, между учащимися устанавливаются отношения творческого сотрудничества, взаимопонимания. А это имеет большое воспитательное значение. Такое повторение является переходом к деятельности по применению полученных знаний, происходит активное, развивающее повторение. Каждый участник микрогруппы демонстрирует свои знания.
Задание 4 СОСТАВЛЕНИЕ ВОПРОСОВ К ОПОРЕ

Учащиеся в микрогруппе должны составить к своей «Опоре» по три вопроса разного характера:

первый вопрос- репродуктивный- воспроизведение ранее изученного
второй вопрос - развивающий - вскрывающий суть, обобщение, содержание в себе исследовательского начала.
третий вопрос- задача по молекулярной биологии.

После составления вопросов группы обмениваются своими «Опорами». Затем каждая микрогруппа делает анализ доставшейся ей опорного конспекта и отвечают на поставленные три вопроса. Спикеры от микрогрупп делают анализ полученных «Опор», в соответствии с предложенной инструкцией, оценивают работу своих одноклассников, оцениваются также качество и содержание вопросов, затем следуют ответы на поставленные вопросы. В выполнении данного задания принимают активное участие все учащиеся класса.
Задание 5 ВЫДВИЖЕНИЕ ИДЕЙ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ИЗУЧЕННОГО МАТЕРИАЛА В ПРАКТИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА

Учащимися микрогрупп были предложены следующие идеи по использованию знаний полученных на уроке по теме «Биосинтез белка. Генетическая информация »:

В генной инженерии для получения ферментов, гормонов, лекарственных препаратов и других биологически активных веществ.
Клонирование растений, животных
В генной терапии для лечения наследственных болезней у человека; в частности заболеваний, связанных с нарушением обмена веществ.

III ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ УРОКА

Урок завершается подведение итогов (рефлексия основных этапов урока)

Что на уроке было главным?
Что было интересным?
Что нового сегодня узнали?
Чему научились?

Оценивается работа учащихся с «Базовыми листами контроля» Выставляются оценки участникам микрогрупп.

Учащиеся подсчитывают полученные карточки «У.Е.» за выполненные этапы урока.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Примерные вопросы, поставленные учащимися к «Опорам»:

Сравните трансляцию в клетках прокариот и эукариот. Сделайте выводы.
Какие принципы являются определяют структуру транскрибированной и- РНК?
Что такое трансляция ? Объясните каков ее механизм ?
В чем заключается биологический смысл избыточности генетического кода?
Во многих книгах пишут, что все клетки многоклеточного организма генетически идентичны. Как это можно проверить?
Лечебное действие антибиотиков основано на подавлении синтеза белка у бактерий- возбудителей болезни. Предложите место блокирования процесса биосинтеза белка у бактерий. Почему при этом не нарушается биосинтез белка в клетках организма?
Молекула инсулина состоит из 51 аминокислотного остатка. Сколько нуклеотидов несет участок ДНК, кодирующий данный белок?
Что может быть закодировано в гене, кроме последовательности аминокислот?
Где хранится наследственная информация у эукариот, кроме ядра?
Что необходимо для транскрипции?
Что значит- универсальность генетического кода?
Участок ДНК 300 000 нуклеотидов. Сколько нуклеотидов нужно для репликации? Транскрипции?
В каком направлении движется РНК- полимераза по кодогенной цепи?
Назовите реакции матричного синтеза.
Почему молекула ДНК не транспортируется из ядра в цитоплазму, к месту синтеза белка? Ведь в этом случае не нужна была бы молекула-посредник - информационная РНК?
Больные СПИДом на последней стадии страдают слабоумием, кишечными заболеваниями, патологическим исхуданием. Какие средства для лечения предложили бы вы, зная, что ВИЧ- относится к ретровирусам, ин генетический материал- РНК.

Приложение 2

Примеры составленных учащимися «опор» по этапам биосинтеза белка:

«ОПОРА -1 » - Т-РНК. ЕЕ РОЛЬ В СИНТЕЗЕ БЕЛКА

«ОПОРА- 2»- ТРАНСЛЯЦИЯ КАК ЭТАП БИОСИНТЕЗА БЕЛКА

«ОПОРА-3 »- ТРАНСЛЯЦИЯ КАК ЭТАП БИОСИНТЕЗА БЕЛКА

«ОПОРА-4» РОЛЬ РИБОСОМЫ В ПРОЦЕССЕ ТРАНСЛЯЦИИ

Урок №2

ТЕМА “ХРОМОСОМНАЯ ТЕОРИЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ”

ЦЕЛИ:

Продолжить формирование знаний о локализации генов в хромосомах; раскрыть сущность явления сцепленного наследования - закона Г. Менделя, объяснить причины нарушения сцепления генов.
Научить учащихся объяснять причины сцепленного наследования генов, а также - нарушения сцепления между ними, механизм определения пола, характер наследования признаков, сцепленных с полом.
Формировать системы знаний о значении генетики для медицины и здравоохранения,

Использовать возможность профессиональной ориентации учащихся профильного естественнонаучного отделения.
Основные требования к знаниям и умениям учащихся 11 класса по общей биологии в данной теме:

учащиеся должны знать:

значение деления клеток, мейоза и оплодотворения в осуществлении преемственности между поколениями, закономерности индивидуального развития;
основную генетическую терминологию и символику;
законы наследования и их цитологические основы;
хромосомную теорию наследственности
генетические основы эволюции, генетические процессы в популяциях.
классификацию изменчивости организмов, мутационную теорию, типы мутаций.

учащиеся должны уметь:

использовать биологические знания для доказательства единства живой природы, диалектического характера биологических явлений;
уметь устанавливать причинно- следственные связи между цитологией и генетикой и эволюционным учением, раскрывать методы исследования генетики.
сравнивать исходные формы с потомством, мутационную и модификационную изменчивость;
использовать знания по генетике для составления схем скрещиваний, решать генетические задачи
самостоятельно работать со всеми компонентами учебника, с дополнительной литературой, составлять конспекты.
обосновывать значение знаний по генетике для селекции, для профилактики наследственных заболеваний человека, вредное влияние на наследственность человека загрязнения окружающей среды мутагенами, употребление наркотиков, никотина, алкоголя.

I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ УРОКА:

ИСТОКИ ХРОМОСОМНОЙ ТЕОРИИ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ. НАРУШЕНИЕ ЗАКОНОВ НЕЗАВИСИМОГО НАСЛЕДОВАНИЯ ПРИЗНАКОВ. СЦЕПЛЕНИЕ И КРОССИНГОВЕР. ХРОМОСОМЫ И ГРУППЫ СЦЕПЛЕНИЯ.

В 1910 г. хромосомная теория наследственности получила свое дальнейшее развитие в опытах Нобелевского лауреата Т. Моргана и его сотрудников К. Бриджеса, А.Г. Стертеванта и др. которые привели новые доказательства справедливости этой теории, показав связь между конкретными генами и хромосомами. Томас Морган конкретизировал представления о генах, он показал их материальную природу, локализацию в хромосомах, заложил основу современной теории гена.

Согласно этой теории, гены находятся в хромосомах и расположены в них линейно.

Гены, локализованные в одной хромосоме называются сцепленными, наследуются вместе и образуют группу сцепления.

Теоретически различают два вида сцепления: полное и неполное.

При полном сцеплении генов группа сцепления не нарушается, и все гены локализованные в одной хромосоме, наследуются вместе. Это достаточно редкое явление, встречается у гетерогаметного пола тутового шелкопряда и дрозофилы.
Неполное сцепление генов - наиболее часто встречающееся явление, которое характеризуется нарушением групп сцепления в результате процесса кроссинговера.

Кроссинговер является обязательным процессом и происходит в каждой паре гомологичных хромосом в профазе первого мейотического деления - обмен участками между хроматидами гомологичных хромосом. Чем дальше друг от друга расположены гены в хромосоме, тем чаще между ними происходит кроссинговер. Благодаря ему возрастает разнообразие гамет с разным сочетанием генов.

Открытие кроссинговера позволило Т. Моргану и сотрудникам его школы в первые два десятилетия ХХ века разработать принцип построения генетических карт хромосом. Явление сцепления было использовано ими для локализации генов, расположенных в одной хромосоме, и создания карт плодовой мушки Drosophila meianogaster. На генетических картах гены располагаются линейно друг за другом на определенном расстоянии, которое определяется в процентах кроссинговера или в морганидах (1% кроссинговера равен одной морганиде).

Для построения генетических карт у растений и животных проводят анализирующие скрещивания, в которых достаточно просто рассчитать процент особей, образовавшихся в процессе кроссинговера, и построить генетическую карту по трем сцепленным генам. У человека анализ сцепления генов классическими методами определить невозможно, поскольку невозможны экспериментальные бракосочетания. Для изучения групп сцепления и составления карт хромосом человека используют другие методы.

Сформулированная теория хромосомной наследственности Т. Морганом, показывает связь с идеями А.Вейсмана, Г. Менделя, Т.Бовери и У.Сеттона:

Гены находятся в хромосомах и в пределах одной хромосомы образуют одну группу сцепления. Число групп сцепления равно гаплоидному числу хромосом.
В хромосоме гены расположены линейно.
Частота кроссинговера, происходящего в мейозе, пропорциональна расстоянию между генами.

Окончательные доказательства были получены Бриджесом в 1913г., открывшим изменения в наследовании признаков, сцепленных с полом, при не расхождении половых хромосом.

На современном этапе развития хромосомная теория наследственности получила дальнейшее развитие благодаря изучению тонкой структуры и функции генов про- и эукариот. Эволюционировали наши представления о гене как о неделимой структуре. Открыты дробные структуры эукариотических генов, механизмы их регуляции и т. д. Созданы искусственные гены. Все эти знания позволили сформулировать один из фундаментальных принципов генетики о единстве дискретности и непрерывности генетического материала.

В учебниках и методических пособиях важнейшие теории генетики - хромосомная и генная только упоминаются, но содержательно не раскрываются. Между тем, четкое выявление социокультурных истоков и логической структуры генетических теорий вписывает их в общую систему естественнонаучных знаний, делает их усвоение не только посильным, но и интересным, придает учебной деятельности творческий характер.
II. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА УЧАЩИХСЯ: ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ХРОМОСОМНОЙ ТЕОРИИ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ.
С учетом разного уровня подготовленности учащихся (общеобразовательные и профильные классы), учитель внутри каждого урока, определяя его задачи, выделяет опорные точки урока, расставляет акценты(!), проблемные вопросы (?), теоретические аспекты -Т, прикладные аспекты - П и т.п.

ОПОРНЫЕ ТОЧКИ:

*Несоответствие небольшого числа хромосом и огромного количества генов.

*Вывод о локализации многих генов в одной хромосоме.

*Образование только двух сортов гамет вместо четырех у организмов гетерозиготных по 2- м генам, но содержащихся в одной хромосоме.

*Экспериментальное подтверждение работами Т. Моргана теоретического вывода о сцепленном наследовании.

*Закон сцепленного наследования открытый Т. Морганом, его сущность и условия его проявления.

*Группы сцепления; цитологические основы нарушения групп сцепления.

*Полное и неполное сцепление генов. Зависимость вероятности перекреста между генами от расстояния между ними на хромосоме.

*Морганида - единица расстояния между генами, находящимися на одной хромосоме?

*трудности составления генетических (хромосомных) карт, необходимость и большое значение этой работы для медицины, сельского хозяйства.

? 1. Чем отличается сцепленное наследование двух генов от независимо от наследования?

! Обратите внимание на то, что закон Г. Менделя о независимом комбинировании признаков основан на том, что гены, относящиеся к разным аллелям, размещены в разных парах гомологичных хромосом.

Т Убедите учащихся в том, что закон Т.Моргана о сцепленном наследовании внес существенный вклад в развитие генетики, углубив знания о материальных основах наследственности - хромосомах и генах.

П Напомните, что выявление местоположения отдельных генов необходимо для составления хромосомных карт организмов.

Хромосомные карты имеют большое теоретическое и не менее важное практическое значение.

Генетические исследования, начатые Г.Менделем, были продолжены многими учеными, среди которых был Т.Морган, открывший закон сцепленного наследования признаков и углубивший основы хромосомной теории наследственности.

Для того, чтобы учащиеся представляли пути научного познания, который привел ученых к открытию наиболее фундаментальных положений современной генетики, необходимы Специальное задание, рассчитанное на работу учащихся с текстом учебника и с формулировками идей А. Вейсмана, Г. Менделя, У. Сеттона и Т. Моргана.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ УЧАЩИХСЯ ПО ТЕМЕ “ХРОМОСОМНАЯ ТЕРИЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ”

Каково влияние идей дискретности на развитие современного естествознания?

(сравните идеи атомно - молекулярной теории, электростатики, химии, клеточной, хромосомной и генной теорий).

Каковы истоки понятия “ген”? Как менялась “фокусировка” и “четкость” этого понятия в ходе развития познания от умозрительных гипотез наследственности к идеям Менделя и Моргана?
Каков характер связи идей и фактов в развитии хромосомной и генной теорий?
Изобразите в виде схемы связи между работами А. Вейсмана, Г. Менделя,

У. Сеттона и Т. Моргана

Восполнив отсутствие в учебнике четких формулировок современной теории наследственности, попытайтесь выявить их сами.
Синтезируйте обобщения хромосомной и генной теорий,

ответив на следующие вопросы в форме тезисов:

Учитель поясняет понятие “тезис”: Тезис- это краткое и логически завершенное изложение основной мысли или положения.

Какова природа наследственности?
Что представляет собой единица наследственности, каковы свойства этой единицы, где она локализована?
Какова связь между генами и признаками?
Что можно сказать о непрерывности воспроизведения и индивидуальности наборов генов и хромосом в процессе смены поколений?
Каков вклад отцовской и материнской форм в наследственность потомков?
Сохраняют ли хромосомы и гены индивидуальность, осуществляя свои функции в онтогенезе?
Что происходит с генами и хромосомами в процессах митоза, мейоза и оплодотворения?
В каких формах существуют гены, контролирующие различные проявления одного и того же признака?
Как соотносятся парность и число генов с набором хромосом?
Какие положения из сформулированных вами применимы ко всем организмам без исключения, какие действительны только для эукариот?