Програма факультативного курсу з біології «Біохімічні та біофізичні процеси клітини. Питання генетики» для учнів 11-х класів



Скачати 179.16 Kb.
Дата конвертації26.10.2017
Розмір179.16 Kb.
ТипПрограма





Програма факультативного курсу з біології « Біохімічні та біофізичні процеси клітини. Питання генетики»

для учнів 11-х класів




Відділ освіти Звенигородської райдержадміністрації

Методичний кабінет відділу освіти Звенигородської райдержадміністрації

Звенигородська загальноосвітня школа –інтернат І-ІІІ ступенів
Погоджено

науково-методичною радою

Звенигородського районного

методичного кабінету

Протокол № 2 від_20.02.2013
Схвалено Затверджую:

Науково-методичною радою Директор загальноосвітньої

Черкаського обласного інституту школи-інтернату І-ІІІ ст.

післядипломної освіти м. Звенигородки

педагогічних кадрів Бондаренко А.О.

Протокол №___ від____

Програма факультативного курсу з біології « Біохімічні та біофізичні процеси клітини. Питання генетики»

для учнів 11-х класів

Автор:

Проценко Анжеліка Миколаївна,

вчитель вищої категорії

Звенигородської загальноосвітньої

школи-інтернату І-ІІІ ст.

м. Звенигородка

2013.


Зміст

Пояснювальна записка


Програма факультативу
Тематичний план
Практична робота №1

«Розв’язування задач на моно- та дигібридне схрещування»


Практична робота №2

«Розв’язування задач на кросинговер»


Практична робота №3

«Розв’язування задач на визначення виду мутацій»


Перелік головних досягнень в історії генетики
Літературні джерела

Пояснювальна записка

Програма факультативного курсу з біології «Біохімічні та біофізичні процеси клітини. Питання генетики».
Пропонована авторська програма факультативу для учнів 11 класу.
Мета: розширити, поглибити, систематизувати, впорядкувати та узагальнити знання учнів з генетики.

Завдання:

-- ознайомити учнів з генетикою, як з наукою про закономірності спадковості та мінливості, з поняттям ген, як одиницею спадковості, що структурно відповідає ділянці ДНК, яка кодує послідовність певного типу РНК;

-- формувати цілісне уявленні про ген, як одиницю спадковості;

-- ознайомити учнів з дослідженнями гена;

-- розвивати розумові здібності ( увагу, спостережливість, пам’ять);

-- оволодівати навичками самостійної роботи;

-- формувати вмінні самостійно працювати з додатковою літературою;

-- застосовувати теоретичні й практичні знання у подальшому житті.


Основні вимоги до знань та вмінь



Учні повинні мати уявлення про:

-- будову гена;

-- сучасні дослідження гена, як елементарної одиниці спадковості;

-- історичний розвиток генетики.


Учні повинні знати:
-- основні методи генетичних досліджень;

-- генетичну термінологію і символіку;

-- закономірності спадковості;

-- закони Г.Менделя, та їх статистичний характер;

-- закономірності мінливості;
Учні повинні вміти:
-- розв’язувати задачі на моно- і дигібридне схрещування;

-- розв’язувати задачі на визначення типу мутацій;

-- розв’язувати задачі на кросинговер.
Учні повинні засвоїти такі поняття і терміни:
генетика спадковість ген

моногібридне мінливість генотип

схрещування кросинговер алельний ген

дигібридне мутація мутагени

схрещування гетерозис поліплоідія

геном гібрид гетерозис

генна інженерія селекція генетично модифіко-

цистрон оперон ваний організм


Програма курсу (34 год.)

Вступ. Генетика – наука про закономірності спадковості та мінливості.

Предмет генетики. Значення і завдання генетики. Вчені-генетики.

Методи генетичних досліджень. Генетична термінологія і символіка

Тема 1. Закономірності спадковості організмів

Дискретна природа спадковості. Матеріальні основи спадковості.

Закономірності спадковості. Моногібридне схрещування. Перший закон Менделя.

Другий закон Менделя. Закон чистоти гамет. Аналізуюче схрещування.

Явище проміжного успадкування. Дигібридне схрещування. Третій закон Менделя.

Взаємодія алельних генів. Відхилення від законів Менделя. Летальні алелі.

Взаємодія неалельних генів. Епістаз. Плейотропія. Полімерія.

Практична робота №1 «Розв’язування задач на моно- та дигібридне схрещування»

Хромосомна теорія спадковості. Зчеплене успадкування. Кросинговер.

Встановлення за процентом кросинговера відносного розташування генів.

Генетика статі. Успадкування, зчеплене із статтю. Генетичні задачі.

Генотип як цілісна система. Цитоплазматична спадковість.

Практична робота №2 «Розв’язування задач на кросинговер»

Тема 2. Закономірності мінливості організмів

Поняття про мінливість. Модифікаційна мінливість.

Генотип та середовище. Генотип як контроль норми реакції на вплив зовнішнього середовища.

Варіаційний ряд та варіаційна крива

Мутаційна мінливість. Види мутацій.

Чому виникають мутації. Мутагенез.Закон гомологічних рядів спадкової мінливості.



Практична робота №3 «Розв’язування задач на визначення виду мутацій»

Тема 3. Генотип як цілісна система.

Будова гена. Основні особливості геному вірусів і прокаріотів.

Основні закономірності функціонування генів у еукаріотів.

Множинний алелізм – існування одного гена в кількох формах.

Ген як одиниця функції. Біохімічні основи спадкових аномалій у людини.

Безпосередній зв'язок між ферментами та генами.

Хімічна природа гена. Генетична роль ДНК.

Код спадковості та механізм синтезу білка.

Генетична регуляція синтезу білка. Гени – оператори та гени - регулятори

Генетика та мікроеволюція. Успадкування в популяції. Закон Харді-Вайнберга.

Медична генетика. Генна терапія.

Основні напрями сучасної біотехнології. Клітинна та генна інженерія.

Трансгенні та химерні організми.

Підсумкова конференція.

Тематичний план факультативу «Біохімічні та біофізичні процеси клітини. Питання генетики»

(35 год.)




п/п

Зміст заняття

К-сть

год.

Теми рефератів,

сповіщень




Вступ. Генетика – наука про закономірності спадковості та мінливості.

2




1.

Предмет генетики. Значення і завдання генетики. Вчені-генетики.

1

Ф.Гальтон, Х. де Фріз,

Г.Мендель, А.Вейсман

Т.Морган


2.

Методи генетичних досліджень.

Генетична термінологія і символіка



1

Основні методи генетичних досліджень




Закономірності спадковості організмів

12




1.

Дискретна природа спадковості. Матеріальні основи спадковості.

1

Матеріальні основи спадковості .

2.

Закономірності спадковості. Моногібридне схрещування. Перший закон Менделя.

1

Які ознаки називають менделівськими?

3.

Другий закон Менделя. Закон чистоти гамет.

Аналізуюче схрещування.



1

Аналізуюче схрещування

4.

Явище проміжного успадкування. Дигібридне схрещування. Третій закон Менделя.

1

Для чого придумана решітка Пеннета?

5.

Взаємодія алельних генів. Відхилення від законів Менделя. Летальні алелі.

1

Яка роль явища над домінування в еволюції?

6.

Взаємодія неалельних генів. Епістаз. Плейотропія. Полімерія.

1

Типи взаємодій неалельних генів

7.

Практична робота «Розв’язування задач на моно- та дигібридне схрещування»

1

Задачі на моно- та дигібридне схрещування

8.

Хромосомна теорія спадковості. Зчеплене успадкування. Кросинговер.

1

Суть хромосомної теорії спадковості. Група щеплення.

9.

Встановлення за процентом кросинговера відносного розташування генів.

1

Кросинговер, або уявний виняток із закону Моргана.

10.

Генетика статі. Успадкування, зчеплене із статтю. Генетичні задачі.

1

Що таке тварина-мозаїк? Чому виникають генетичні

хвороби «чоловіків»?



11.

Генотип як цілісна система. Цитоплазматична спадковість.

1

Що собою становить ген з біохімічної та генетичної точок зору?

Еволюційні основи цитоплазматичної спадковості.



12.

Практична робота «Розв’язування задач на кросинговер»

1

Задачі на кросинговер




Закономірності мінливості організмів

6




1.

Поняття про мінливість. Модифікаційна мінливість.

1

Біологічне значення модифікаційної мінливості

2.

Генотип та середовище. Генотип як контроль норми реакції на вплив зовнішнього середовища.

1

Норма реакції

3.

Варіаційний ряд та варіаційна крива

1

Що таке варіаційний ряд і вар. крива?

4.

Мутаційна мінливість. Види мутацій.

1

С.І.Коржинський.

Поліплоідія.



5.

Чому виникають мутації. Мутагенез.

Закон гомологічних рядів спадкової мінливості.



1

С.М.Гершензон.

Г.Д.Меллер



6.

Практична робота «Розв’язування задач на визначення виду мутацій»

1

Задачі на визначення виду мутацій




Генотип як цілісна система.

14




1.

Будова гена. Основні особливості геному вірусів і прокаріотів.

1

Кодування генетичної інформації у вірусів.

Характерні риси геному прокаріотів



2.

Основні закономірності функціонування генів у еукаріотів.

1

Чим відрізняються між собою організації геному прокаріотів і еукаріотів?

3.

Множинний алелізм – існування одного гена в кількох формах.

1

Множинний алелізм

4.

Ген як одиниця функції. Біохімічні основи спадкових аномалій у людини.

1

Спадкові аномалії у людини

5.

Безпосередній зв'язок між ферментами та генами.

1

Зв'язок між генами та ферментами.

6.

Хімічна природа гена. Генетична роль ДНК.

1

Генетична роль ДНК

7.

Код спадковості та механізм синтезу білка.

1

Генетичний код

8.

Генетична регуляція синтезу білка. Гени – оператори та гени - регулятори

1

Цистрон, оперон, ген-оператор, ген-регулятор

9.

Генетика та мікроеволюція. Успадкування в популяції. Закон Харді-Вайнберга.

1

Популяційна генетика.

10.

Генетика людини. Типи успадкування ознак у людини.

1

Споріднене те неспоріднене схрещування.

11.

Медична генетика. Генна терапія.

1

Для чого застосовують генну терапію?

12.

Генетичні основи селекції організмів.

1

Гібридизація, гетерозис, поліплоідія

13.

Основні напрями сучасної біотехнології. Клітинна та генна інженерія.

1

Методики генної інженерії, ГМО

14.

Трансгенні та химерні організми.

1

Ваші варіанти генетичних модифікацій і транс генних організмів




Підсумкова конференція

1





Практична робота №1
Тема: Розв’язування задач на моно- та дигібридне схрещування

Мета: навчитися розв’язувати задачі на моно- та дигібридне схрещування.
Зразки задач
Задача 1.
Плоди помідорів бувають грушеподібні і кулясті. Ген круглої форми плодів домінує. Яке за фенотипом буде покоління від схрещування гібридних рослин?



Задача 2.
У людини карий колір очей домінує над блакитним, а здібність краще володіти правою рукою домінує над ліворукістю. Кароокий правша одружився з кароокою правшею. Яких нащадків слід чекати в такій родині, якщо чоловік і дружина гетерозиготні за обома ознаками?




Задачі для самостійного розв’язування


  1. Плоди помідорів бувають грушоподібні і кулясті. Ген круглої форми помідорів домінує. При яких генотипах схрещуваних рослин нащадки будуть однорідні за фенотипом?

  2. У морських свинок кошлата шерсть домінує над гладенькою. Визначте розщеплення гібридів за генотипом, які одержані від гетерозиготних батьківських форм.

  3. Серед покоління від схрещування чорної дрозофіли з сірою одна половина нащадків має чорне тіло, а друга – сіре.. Визначте генотипи батьків. Чорне забарвлення зумовлено рецесивним геном.

  4. У полуниці червоне забарвлення плодів відповідає рослинам із генотипом АА, а біле – аа. Рослини з генотипом Аа мають плоди рожевого забарвлення. Які за фенотипом рослини можна одержати від схрещування між собою батьків із білими і рожевими плодами?

  5. Хутро чорно-бурої лисиці коштує значно дорожче, ніж хутро рудої лисиці. Яке схрещування треба провести, щоб від рудої самки (гетерозигота) і чорно-бурого самця за найкоротший строк одержати максимальну кількість чорно-бурих нащадків, якщо ген чорно-бурого забарвлення рецесивний?

  6. Фокстер’єри можуть бути сліпими внаслідок впливу рецесивного гена. Пара плідників із нормальним фенотипом мала сім нащадків, з яких двоє були сліпими. Встановіть генотипи батьків нормальних та сліпих цуценят.

  7. У людини рецесивний ген дальтонізму (нездатність розрізняти кольори) та рецесивний ген гемофілії локалізований в Х-хромосомі. Які діти могли б народитися від шлюбу гемофіліка з жінкою, яка страждає на дальтонізм.

  8. У людини карий колір очей домінує над блакитним, а здібність краще володіти правою рукою домінує над ліворукістю. Гени обох ознак знаходяться в різних хромосомах. Блакитноокий правша (батько якого був лівшею) одружився з кароокою лівшею з родини, всі члени якої мали карі очі. Яких нащадків щодо цих двох ознак слід чекати від такого шлюбу?



Практична робота №2
Тема: Розв’язування задач на кросинговер

Мета: навчитися розв’язувати задачі на кросинговер.
Зразок задачі
У пшениці домінантні ознаки стійкості до борошнистої роси(А) та опушеність колоскової луски (В), рецесивні – відсутність імунітету проти борошнистої роси (а) та гладенька колоскова луска (в). Гени А і В успадковуються зчеплено. Відстань між ними 1% кросинговеру. Схрещували дигетерозиготну рослину (АВ//ав) з рослиною нестійкою до борошнистої роси з гладенькою колосковою лускою (ав//ав). 1) Скільки некросоверних гамет буде утворювати дигетерозигота? 2) Яку кількість кросоверних гамет буде утворювати дигетерозигота? 3) Які фенотипи матимуть потомки?




Задачі для самостійного розв’язування
1. Гени А і В локалізовані в одній парі гомологічних хромосом і повністю зчеплені, тобто кросинговер між ними не відбувається. Які типи гамет і в якому процентному співвідношенні утворюються у гетерозиготи за обома генами?

2. У певних порід курей оперення ніг і горохоподібний гребінь – домінантні ознаки, а голі ноги і простий гребінь – рецесивні ознаки. Гени вказаних ознак локалізовані в одній хромосомі і відстань між ними 16% кросинговеру. Який генотип і фенотип буде у курчат від схрещування гомозиготних курок з опереними ногами і простим гребнем і гомозиготних півнів, у яких голі ноги і горохоподібний гребінь? Які типи гамет і в якому процентному співвідношенні продукують такі гібриди?

3. У людини відсутність потових залоз і альбінізм зумовлені двома зчепленими аутосомними рецесивними генами. Відстань між ними становить 20% кросинговеру. У сім’ї, де обоє батьків нормальні, народився син-альбінос без потових залоз. Яка ймовірність того, що другий їхній син буде нормальним щодо обох ознак?

4.У людини резус позитивність і еліптоцитоз (аномальні еритроцити) визначаються домінантними зчепленими генами, відстань між якими становить 4% кросинговеру. Чоловік і дружина гетерозиготні за обома ознаками, причому еліптоцитоз і резус-позитивність вони успадкували від одного із своїх батьків. Визначте ймовірність народження сина з нормальними еритроцитами та резус-позитивним фактором крові.



Практична робота №3
Тема: Розв’язування задач на визначення типу мутацій
Мета: навчитися розв’язувати задачі на визначення типу мутацій

Зразки задач
Задача 1.
В одній популяції свіських тварин кількість змін, що спричиняють порушення нормального розвитку ( хромосомні мутації ), становить близько 9 на 1000 новонароджених. Обчисліть частоту виникнення хромосомних мутацій у даній популяції.
Розвязання:
Щоб визначити частоту виникнення мутацій, слід обчислити кількість тих випадків, у яких дана аномалія не відбувається – у батьків та інших особин в популяції. Частоту мутацій можна обчислити за формулою:

Рm - частота виникнення мутацій;

M – кількість виявлення мутантних фенотипів;

N – загальна кількість обстежених організмів.



Відповідь: Частота мутацій становить 0,0045


Задача 2.
Вірус тютюнової мозаїки (ВТМ) синтезує ділянку білка з такою послідовністю амінокислотних залишків: ала – тре – сер – глу – мет. Під впливом нітратної кислоти (мутагенний фактор) цитозин у результаті дезамінування перетворюється в урацил. Яку будову матиме ділянка ВТМ за умови, що всі Ц – нуклеотиди зазнали вказаного хімічного перетворення? Пам’ятайте, що ВТМ замість ДНК містить РНК.

Розвязання:
Білок: ала – тре – сер – глу – мет.

РНК: ГЛУ – АЦУ – УЦА – ГАА – АУГ.

У наслідок впливу нітратної кислоти РНК змінить свою структуру на:

ГУУ – АУУ – УУА – ГАА – АУГ.

і кодуватиме білок: вал – іле – лей – глу – мет.

Відповідь: Склад білка після мутації: валін – ізолейцин – лейцин – глутамін – метіонін.

Склад білка до мутації: аланін – треонін – серин – глютамін – метіонін.


Задачі для самостійного розв’язування


  1. Батько й мати однієї жінки мали резус позитивну групу крові. Крім того, її батько був дальтоніком. Сама жінка мала резус негативну групу крові й нормальний зір. Обидва її сини були дальтоніками. Один з них мав резус негативну групу крові, а другий резус позитивну. До яких видів мутацій можна віднести порушення, які призвели до появи резус негативної групи крові і дальтонізму?

  2. Обстеження клітин хворих на синдром Дауна виявило, що їх хромосомний набір складається із 47 хромосом, тоді, як у клітинах здорових людей було виявлено 46 хромосом. До якого виду мутацій можна віднести порушення, яке спричинює розвиток синдрому Дауна?

  3. У свійських кіз частота хромосомних мутацій, що призводить до порушення нормального розвитку становить 6 на 1000 новонароджених козенят. Обчисліть частоту виникнення мутацій у популяції кіз.

  4. Послідовність амінокислот у поліпептидному ланцюгу: глн-цис-тре-асн-мет. Унаслідок мутації утворилась нова послідовність амінокислот: арг-вал-глі-тре-трп. Яка це мутація? Яка послідовність нуклеотидів в іРНК-мутанта й дикого типу?


Перелік основних досягнень в історії генетики
1865 р.- Г. Мендель уперше обґрунтував та сформулював закономірності вільної розбіжності й комбінування спадкових факторів, довів, що ознаки передаються нащадкам незалежно від навколишнього середовища; ці зміни лягли в основу вчення про спадковість та отримали назву законів Менделя.

1869 р.- Ф. Гальтон сформулював принципи євгеніки – вчення про спадкове здоров’я людини та шляхи його поліпшення.

1880 р.- А. Вейсман запропонував термін «амфіміксис» для позначення змішування спадкових ознак батьківських і материнських особин при статевому розмноженні.

1888 р.- У. Вальдейер ввів у науку термін «хромосома».

1899 р.- С.І. Коржинський обґрунтував мутаційну теорію («теорію гетерогенезу»), протиставив її дарвінізму.

1901 р.- Х. де Фріз ввів у науку термін «мутація».

1907 р.- В. Бетсон вперше запропонував термін «генетика», щоб описати знання про спадковість і мінливість.

1909 р.- В. Йоганнсен запропонував терміни «ген», «генотип», «фенотип».

1910-1913 рр.- Т.Г. Морган разом зі своїми учнями сформулював хромосомну теорію спадковості.

1920 р.- М.І. Вавілов сформулював закон гомологічних рядів спадкової мінливості.

1926 р.- Г.Д. Меллер відкрив мутагенну дію рентгенівського випромінювання.

1927 р.- С.М. Гершензон відкрив явища біологічного мутагенезу, виявив феномен стрибаючих генів, зворотну транскрипцію спадкової інформації.



1980 р.- В.В. Морган вперше здійснив безвекторне перенесення низки генів від донора до реципієнта за типом генетичної трансформації та отримав перші в Україні трансгенні рослини кукурудзи.
Література:



  1. Балан П.Г. Вервес Ю.Г.Кучеренко М.Є. Загальна біологія. Підручник для 11 кл. 2006 р.

  2. Балан П.Г. Вервес Ю.Г. Загальна біологія. Підручник для 11 кл.2011 р.

  3. Барна Іван. Загальна біологія. Збірник задач. Тернопіль. Підручники і посібники, 2007 р.

  4. Вахненко Д.В. Павлов І.Ю. Москвичов Д.В. Біологія. 1996р.

  5. Гершензон С.М. Основи сучасної генетики. – К.: Наук. думка, 1979р.

  6. Задорожний К.М. Біологія 11 кл. Навчальний посібник (Серія «Мій конспект»). Х.: Вид. група «Основа». 2011р.

  7. Межжерін С.В. Межжеріна Я.О. Біологія. Підручник для 11 кл. 2011 р.



Поділіться з Вашими друзьями:


База даних захищена авторським правом ©wishenko.org 2017
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка