Методический электронный образовательный центр Министерства образования Оренбургской области и Оренбургского государственного университета
Методический электронный образовательный центр Министерства образования Оренбургской области и Оренбургского государственного университета
Зарыпова Фания Касымовна,
учитель химии и биологии
МБОУ «Новомусинская СОШ»
Название предмета: Биология.
Класс: 10.
УМК: В.И.Сивоглазов,И.Б.Агафонова,Е.Т.Захарова «Общая биология»,М.Дрофа,2011г.
Уровень обучения: базовый.
Тема урока: Современные представления о гене и геноме.
Общее количество часов, отведенное на изучение темы:1ч
Место урока в системе уроков по теме - четырнадцатый урок в разделе «Организм» и двадцать девятый по календарно-тематическому планированию
Цель урока: раскрыть понятие “ген”, «геном», их роль в организме, ознакомить с генетическими методами исследования.
Задачи:
Обучающие. Объяснить учащимся основные отличия понятий ген и геном, уровни комплектаций ДНК, отличие генов прокариот и эукариот, строение и классификацию хромосом.
Развивающие. Способствовать дальнейшему развитию логического мышления учащихся – формированию умения сравнивать, обобщать, давать научное обоснование.
Воспитательные. Продолжить: формирование научного мировоззрения; воспитание положительного отношения к получению знаний, уверенности в своих силах; чувства ответственности за свои действия.
Планируемые резуьтаты: :
Предметные: закрепить алгоритм решения генетических задач на дигибридное скрещивание и сцепленное наследование генов, действия по образцу; знать о современных достижениях в области генетики.
Метапредметные: способствовать развитию логического мышления, умению анализировать, сравнивать, делать обобщение и выводы, работать с разными источниками информации, с демонстрационным материалом
Личностные: создать условия для формирования понимания развития своего интеллекта как ценностной характеристики современной личности; создать условия для совершенствования навыков и умений, необходимых для индивидуальной и групповой работы.
Техническое обеспечение урока: компьютер, проектор ,мультимедийное приложение к учебнику.
Содержание урока:
1. Урок начинается с повторения домашнего задания.
Вопросы:
Что называют законом Моргана?
сцепленное наследование генов, локализованных в одной хромосоме
Что такое группа сцепления?
все гены, входящие в одну хромосому
Сколько групп сцепления может быть у организмов?
число групп сцепления соответствует числу хромосом в гаплоидном наборе
Почему сцепление может быть неполным? Причины нарушения групп сцепления.
кроссинговер – перекрёст хромосом в профазе 1-го мейотического деления
От чего зависит вероятность разрыва групп сцепления? чем дальше друг от друга расположены гены в хромосоме, тем выше вероятность перекрёста между ними и тем больше % гамет с перекомбинированными генами
Что такое морганида? единица расстояния между генами, находящимися в одной хромосоме (1% кроссинговера)
Письменная работа.Дать развернутый ответ
Какова сущность хромосомной теории наследственности Т. Моргана?
1) Гены расположены в хромосоме линейно.
2) Гены одной хромосомы образуют группу сцепления, и поэтому они наследуются вместе.
3) Число групп сцепления равно гаплоидному набору хромосом.
4) Нарушение сцепления генов происходит в процессе кроссинговера, частота которого зависит от расстояния между генами — чем больше расстояние между генами, тем больше частота кроссинговера.
Скрестили дигетерозиготных самцов мух дрозофил с серым телом и нормальными крыльями (признаки доминантные) с самками с черным телом и укороченными крыльями (рецессивные признаки). Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей, а также возможные генотипы и фенотипы потомства F1, если доминантные и рецессивные гены данных признаков попарно сцеплены, а кроссинговер при образовании половых клеток не происходит. Объясните полученные результаты
1) генотипы родителей: (М) ааbb (гаметы: аb) , (О) АаBb (гаметы: АB, аb);
2) генотипы потомства: 1 АаBb — серое тело нормальные крылья и 1 ааbb — черное тело укороченные крылья;
3) так как гены сцеплены, а кроссинговер не происходит, то самец дает два типа гамет АВ и аb, а самка — один тип гамет аb. У потомства проявляется только два фенотипа в соотношении 1 : 1. (допускается иная генетическая символика, не искажающая смысла решения задачи)
Гомозиготную по обоим признакам серую (А) муху дрозофилу с нормальными крыльями (В) скрестили с чёрным (а) с зачаточными крыльями (в) самцом. От скрещивания было получено многочисленное потомство. Гены указанных признаков сцеплены и наследуются вместе. Определите генотипы и фенотипы F1 и F2. Как произошло бы расщепление, если бы признаки не были сцеплены? Объясните ответ.
1) В F1 все потомки серые и с нормальными крыльями АаВв.
2) Так как гены сцеплены, у гибридов F1 образуется два сорта гамет АВ и ав.
3) Поэтому в F2 расщепление будет по генотипу 1ААВВ : 2АаВв:1аавв, а по фенотипу 75% потомства серые с нормальными крыльями мухи и 25% — чёрные с зачаточными крыльями.
4) При несцепленном наследовании расщепление произошло бы в соответствии с третьим законом Менделя о независимом наследовании признаков в соотношении 9:3:3:1, так как в этом случае скрещиваются две особи
с генотипами АаВв.
2. Новая тема.
I. Мотивация учебной деятельности.
25 апреля теперь уже далекого 1953 г. журнал Nature опубликовал небольшое письмо молодых и никому неизвестных Ф.Крика и Дж. Уотсона редактору журнала, которое начиналось словами: «Мы хотели бы предложить свои соображения по поводу структуры соли ДНК. Эта структура имеет новые свойства, которые представляют большой биологический интерес». Статья содержала около 900 слов, но – и это не преувеличение – каждое из них было на вес золота.
Открытие обратной транскриптазы позволило выделить первые гены. Но процесс этот был крайне трудоемким и чрезвычайно дорогим.
Журнал Time назвал в связи с этим Уотсона «охотником за генами». Сам же ученый сказал следующее: «Это захватывающая перспектива. Тридцать лет назад мы не могли и мечтать о том, чтобы узнать структуру генома даже мельчайшего вируса. А сегодня мы уже расшифровали геном вируса СПИДа и почти полностью прочитали геном кишечной палочки объемом в 4,5 млн. букв ген-кода. Точное знание детальной структуры генома человека – это восхитительно!».
Объявление темы урока
" Современные представления о гене и геноме»
Вспомните!
Что такое ген и генотип?
Ген – это фрагмент (участок или отрезок) ДНК, содержащий информацию об одной молекуле белка. Генотип – это набор всех генов в организме.
Что вам известно о современных достижениях в области генетики?
– Перспективы генной терапии в лечении атеросклероза сосудов нижних конечностей.
– Использование молекулярно-генетических маркеров для диагностики ряда психических заболеваний
– Лечение редкой формы паралича при помощи генной терапии
– Генетика выходит на битву со старением
– Генетика в помощь антропологам
– Успехи стволовой терапии
– Открытие гена, ответственного за развитие синдрома Ашера первого типа
– Новый способ диагностировать рак любого вида по анализу крови
Что такое геном? Выберите самостоятельно критерии сравнения и сравните понятия «геном» и «генотип».
Геном – совокупность генов, содержащихся в одинарном наборе хромосом данного организма. Например, у человека геном 23 хромосомы. Генотип – это набор всех генов в организме в диплоидном состоянии, например, генотип человека 46 хромосом.
Чем определяется существующая специализация клеток?
Ведущую роль в дифференцировке клеток на первых стадиях развития зародыша играют цитоплазма и поверхностный слой яйцеклетки, которая неоднородна по строению. Все клетки зародыша на стадии бластулы сходны по составу генов (генотипу), но различия в составе цитоплазмы обеспечивают дифференцировку клеток, поэтому на стадии гаструлы клетки зародыша оказываются специализированными. Важно подчеркнуть, что механизм дальнейшей специализации, образования тканей и органов усложняется, определяется взаимодействием разных частей зародыша.
Какие обязательные элементы входят в состав гена эукариотической клетки?
Если ген – это отрезок ДНК, значит состоит из нуклеотидов, соединенных между собой.
В соответствии с современными научными представлениями ген эукариотических клеток, кодирующий определённый белок, всегда состоит из нескольких обязательных элементов. Как правило, в начале и в конце гена располагаются специальные регуляторные участки; они определяют, когда, при каких обстоятельствах и в каких тканях будет работать этот ген. Подобные регуляторные участки дополнительно могут находиться и вне гена, располагаясь достаточно далеко, но тем не менее активно участвуя в его управлении. Кроме регуляторных зон существует структурная часть гена, которая, собственно, и содержит информацию о первичной структуре соответствующего белка. У большинства генов эукариот она существенно короче регуляторной зоны.
Приведите примеры взаимодействия генов.
В качестве примера взаимодействия генов рассмотрим, как наследуется окраска цветка у некоторых растений. В клетках венчика душистого горошка синтезируется некое вещество, так называемый пропигмент, который под действием специального фермента может превратиться в антоциановый пигмент, вызывающий пурпурную окраску цветка. Значит, наличие окраски зависит от нормального функционирования по крайней мере двух генов, один из которых отвечает за синтез пропигмента, а другой — за синтез фермента. Нарушение в работе любого из этих генов приведёт к нарушению синтеза пигмента и, как следствие, к отсутствию окраски; при этом венчик цветков будет белый. Иногда встречается и противоположная ситуация, когда один ген влияет на развитие нескольких признаков и свойств организма. Такое явление называют плейотропией или множественным действием гена. Как правило, такое действие вызывают гены, функционирование которых очень важно на ранних стадиях онтогенеза. У человека подобным примером может служить ген, участвующий в формировании соединительной ткани. Нарушение в его работе приводит к развитию сразу нескольких симптомов (синдром Марфана): длинные «паучьи» пальцы, очень высокий рост из-за сильного удлинения конечностей, высокая подвижность суставов, нарушение структуры хрусталика и аневризма (выпячивание стенки) аорты.
Подумайте! Вспомните!
Митохондрии содержат ДНК, гены которой кодируют синтез многих белков, необходимых для построения и функционирования этих органоидов. Подумайте, как будут наследоваться эти внеядерные гены.
У большинства изученных организмов митохондрии содержат только кольцевые молекулы ДНК, у некоторых растений одновременно присутствуют и кольцевые. Гены, закодированные в митохондриальной ДНК, относятся к группе плазмагенов, расположенных вне ядра (вне хромосомы). Совокупность этих факторов наследственности, сосредоточенных в цитоплазме клетки, составляет плазмон данного вида организмов (в отличие от генома). У большинства многоклеточных организмов митохондриальная ДНК наследуется по материнской линии. Яйцеклетка содержит на несколько порядков больше копий митохондриальной ДНК, чем сперматозоид. В сперматозоиде обычно не больше десятка митохондрий (у человека — одна спирально закрученная митохондрия), в небольших яйцеклетках морского ежа — несколько сотен тысяч, а в крупных ооцитах лягушки — десятки миллионов. Кроме того, обычно происходит деградация митохондрий сперматозоида после оплодотворения.
Создайте портфолио по теме «Исследования ДНК человека: надежды и опасения».
Начало.
Первый в мире оцифрованный человеческий геном формировали в течении 15 лет, и это стоило $3 млрд. Сейчас получить генетический паспорт можно за 1 день и за 1 тысячу долларов. Однако, получив геном, вам нужно его где-то хранить (а он весит 1000 Гб) и как-то анализировать.
Суть.
Генетический анализ ДНК - это исследование генома человека для диагностики и определения индивидуального риска развития заболеваний и переносимости лекарственных препаратов, а также для получения данных о генетических особенностях, склонностях и способностях человека. Каждый человек имеет уникальный набор генов (генотип), определяющий его индивидуальность и предрасположенность к тому или иному заболеванию.
Зачем?
Зачем мне нужен генетический анализ? Возможно, уже через пару лет этот вопрос покажется вам глупым. Вы же не удивляетесь сейчас, когда врач просит вас сдать анализ крови? А уже очень скоро генетический анализ будет делаться в обязательном порядке каждому ребенку в роддоме и каждому пациенту, который обратился в клинику. Потому что по вашему ДНК можно определить, к каким заболеваниям у вас есть предрасположенность и какие лекарства для вас более эффективны.
Опасения.
Учёные-генетики из США при помощи технологии точного редактирования генов предприняли очередную попытку видоизменить ДНК яйцеклетки человека. Данный эксперимент был проведён с целью избавления будущего потомства от наследственных заболеваний, передающихся эмбриону от родителей. Ряд экспертов-биологов выступили против подобных исследований. В Великобритании, как и во многих других странах, изменение хромосом в яйцеклетке или сперматозоидах человека с целью получения искусственно оплодотворённого эмбриона запрещено законом из-за опасений, что «конструирование младенцев» будет поставлено на поток.
Закрепление изученного материала.
В чем принципиальное отличие строения генов эукариот от генов прокариот?
Какие органеллы соматических клеток высших растений имеют свой геном?
Назвать части в структуре хромосомы.
Каким образом “упакована” ДНК в ядре клетки?
Расположить в правильном порядке уровни комплектации ДНК.
Подведение итогов урока. Домашнее задание.
Изучить п.3.14.
В чём состоит целостность генотипа?Дать развернутый ответ.
1) Во взаимосвязи генов.
2) В действии одного гена на ряд признаков.
3) В действии многих генов на один признак.
Вспомнить, что вам известно об определении пола из предыдущих курсов биологии?
Автор(ы): Зарыпова Ф. К.
Скачать: Биология 10кл - Конспект.docx
