Конспект урока "Решение генетических задач" 11 класс
Урок -практикум по биологии в профильном классе
«Решение генетических задач»
(11 класс).
Учитель биологии
МКОУ СОШ №2 с.п. Плановское
Кипова Анджела Петровна
Цель: обобщить знания о материальных основах наследственности и
изменчивости, закрепить знания по решению генетических задач разных
типов, отработать символику и терминологию, необходимые для решения
задач, продолжать учиться работать в группах.
Задачи:
образовательная:
обобщить знания учащихся по теме «Генетика», обосновав место и роль
биологических знаний в практической деятельности людей;
развивающая:
развивать познавательный интерес, интеллектуальные и творческие
способности в процессе изучения биологии, путём применения метода
решения генетических задач, имеющих место и роль в практической
деятельности людей;
воспитательная: формирование сознательного и ответственного отношения
к своему здоровью и здоровью потомков. Развитие нравственного
гуманистического мировоззрения.
Тип урока: обобщение и систематизация знаний и способов деятельности.
Вид урока: урок – практикум.
Методы: репродуктивные, частично- поисковые.
Форма организации деятельности учащихся - групповая.
Оборудование и материалы: карточки- задания, компьютер, проектор,
интерактивная доска, презентация по теме, набор раздаточного материала
( памятка о мерах по профилактике наследственных заболеваний;
дифференцированные по уровню сложности генетические задания).
Ход урока
1. Организационный момент.
Здравствуйте, ребята! Сегодня нам с вами предстоит интересная и важная
работа. Чему она будет посвящена? Пожалуйста, просмотрите видеоролик и
постарайтесь ответить на этот вопрос.
( Просмотр видеоролика.)
- Ответы детей
- Действительно, тема нашего сегодняшнего урока называется (слайд № 1)
- Ребята, скажите мне пожалуйста, что изучает наука генетика?
- Ответы детей.
-Совершенно верно! Путь генетики в нашей стране был сложным и
тернистым. С середины 30-х до середины 60-х годов XXвека было
репрессировано более 100 ученых-генетиков, в том числе Вавилов, Рапопорт
и другие. Генетику называли лженаукой, фашистской наукой. Кто знает из
курса истории с чьими именами связаны гонения на генетиков?
-Ответы детей (с именем академика Лысенко, с именами Сталина и
Хрущева).
-Верно, однако, генетика отстояла свое право на существование и
сейчас динамично развивается как в нашей стране. так и во всем мире.
А теперь послушайте меня внимательно и определите главную мысль
высказывания: (слайд №2).
Наука важная – генетика,
В ней и наследственность, и этика.
И, изучая предков гены,
Здоровое рождаем поколение.
Как вы понимаете эти слова: «Изучая предков гены, здоровое рождаем
поколение»
(Ответы детей)
Для каждого человека ценностью номер один является его здоровье. В
третье тысячелетие мы вступили с новейшими компьютерными
технологиями, но все также неизлечимы СПИД, рак, сахарный диабет,
увеличивается количество наследственных заболеваний.
Статистика приводит печальные факты – сейчас в родильных домах
практически исчезли абсолютно здоровые малыши, на каждую тысячу
родившихся – 800-900 имеют какие-либо врожденные дефекты.
Каким же будет поколение через 20-30 лет? Никого не надо убеждать
– полноценного ребенка могут родить только абсолютно здоровые молодые
люди.
Это закон. Посейте незрелое семя в землю и посмотрите, какие
всходы вы получите: нежизнеспособные и больные.
Итак, чтобы появился на свет здоровый ребенок, необходима здоровая
наследственность его родителей.
Поэтому ребята и говорят (смотрим на эпиграф урока) «Мы все стоим
на плечах наших предков» (слайд№3)
А какие задачи стоят перед генетикой?
( Ответы детей)
1-ученик: генетика по праву считается одной из самых важных областей
биологии. Сегодня главный объект исследований – человек! Именно перед
генетикой стоит задача поиска путей преодоления недугов и продления
жизни человека.
2- ученик: интерес, проявляемый учеными всего мира к
наследственности человека, не случаен. В последнее десятилетие
человечество тесно соприкасается с чуждыми для него химическими
веществами (в быту, в сельском хозяйстве, в пищевой, фармакологической,
косметической и других областях). Среди этих веществ есть и такие, которые
вызывают мутации. Для обеспечения своего здоровья, здоровья своих детей,
человеку необходимо научиться бороться с возникновением мутации, а для
этого надо знать свою собственную генетику так же хорошо, как генетику
растений, животных, микроорганизмов.
3-ученик: мы знаем, что генетика изучает наследственность и
изменчивость, а они играет большую роль в возникновении многих болезней
сердца, гипертонии, ревматизма, диабета, шизофрении, онкологических
заболеваний, гемофилии и многих других болезней. Более 2000 болезней
передается по наследству!
4-ученик: так, в одном местечке Швейцарии на 2200 жителей – 50
глухонемых, там незапрещенны близкородственные браки. 20-30% детей
умирает, или рождаются больными – от родственных браков.
5-ученик: но самое главное мы должны отлично усвоить законы
наследственности и научиться предотвращать «нежелательные» болезни,
уметь решать генетические задачи, а значит и генетические проблемы.
2.Актуализация знаний.
Учитель: Человеку всегда хотелось чуда. Одним из этих чудес остаётся
жизнь, важными свойствами которой являются наследственность и
изменчивость. Почему у потомства иногда появляются признаки не
свойственные их родителям? Данное занятие даёт нам еще раз возможность
“приоткрыть дверь” научного познания процессов, происходящих в живых
организмах при размножении. Чтобы понять их, вспомним, как сложны
процессы мейоза, лежащие в основе полового размножения, какие
генетические закономерности проявляются при различных скрещиваниях.
Основная наша цель – это, конечно, отработка навыков решения задач.
Учитель: Проведем небольшую разминку, которая поможет Вам в решении
генетических задач.
Фронтальная работа с классом. Терминологическая разминка.
(слайд)
Ген – участок молекулы ДНК, отвечающий за структуру определенной
молекулы белка и определяющей возможность развития отдельного
элементарного признака.
Мутация – наследственные изменения генотипа, приводящие к появлению
новых признаков организма, способные передаваться последующему
поколению.
Мутаген - химические и физические факторы, вызывающие наследственные
изменения — мутации.
Рецессивный ген – генетическая информация, которая может подавляться
воздействием доминантного.
Доминантный ген – один аллельный ген (доминантный) подавляет
(маскирует) проявление другого (рецессивного).
Аутосома – у живых организмов с хромосомным определением пола
называют парные хромосомы, одинаковые у мужских и женских организмов.
Половая хромосома- хромосомы раздельнополых организмов, в которых
расположены гены, определяющие пол и сцепленные с полом признаки
организма.
Наследственные заболевания, сцепленные с полом – гены несущие
заболевания и находящиеся в половых хромосомах, называют сцепленными с
полом.
Гетерозигота -клетка или особь, у которой два гена, определяющие какой-
либо признак, различны.
Гомозигота – клетка или особь, у которой два гена, определяющие какой-
либо определённый признак, одинаковы.
Учитель:
-немаловажное значение в снижении частоты наследственных
заболеваний имеет широкое распространение медико-генетических
консультаций. Благодаря заранее проведенным консультациям удается
избавить многие семьи от несчастья иметь нездоровых детей. Медико-
генетические центры существуют давно в развитых странах. В России они
открыты в областях, краевых центрах, в крупных городах.
На сегодняшнем уроке мы вместе с вами открываем свой «Медико-
генетический центр». И в первый день даем бесплатные консультации
людям, задавшим нам свои «наболевшие» вопросы, проблемы.
Сегодня, я – генеральный директор открывающегося медико-генетического
центра. В центре должны работать высококвалифицированные врачи-
генетики, и я приму на вакантные должности «врачей», которые покажут
свое «мастерство», дав грамотную консультацию на поставленные вопросы.
Каждый из вас может получить должность врача-генетика, приняв участие в
конкурсе на вакантные должности, пока они все свободны. Зачислены в штат
врачей-генетиков будут те из вас, кто получит «5» за урок; получившие «4» -
будут приняты на должность лаборантов; получившие «3» - в штат
зачислены не будут, но могут повысить свой «профессиональный уровень»
на других уроках.
Напутствие учителя:
- Ребята, сейчас вы не просто ученики, а медико-генетические
консультанты. Давайте посмотрим в глоссарии, что такое медико-генетическое
консультирование. Вам предстоит работать с людьми, которые обращаются в
центр с целью предупреждения появления в семье больных детей. Ваша задача
в каждом конкретном случае внимательно проанализировать риск появления
больного потомства и отразить результат в своём заключении.
Это занятие хочется дальше продолжить словами Б.Васильева
«Мне необходимо разобраться самому, а чтобы разобраться самому, надо
думать сообща.»
Самостоятельная работа в группах:
Мы будем работать в группах. Для этого мы разделимся на 2 группы.
Напутственные слова на слайде.(слайд№4)
Вот тебе два дела, - сделай хоть одно из них,
Или то, что сам ты знаешь, передай другим,
Или то, чего не знаешь, от других возьми.
А. Анвари
3.Решение задач:
слайд№5
*Генеральный директор:
В медико-генетическую консультацию обратился мужчина. Он ждет
пополнения своего семейства. Его тревожит мысль, может ли его будущий
ребенок страдать сахарным диабетом? Он и его жена – здоровы, но в его роду
сахарным диабетом болели – его отец и мать отца, т. е. его бабушка. Что вы
можете сообщить этому мужчине?
Учащиеся решают задачи, а дают ответы претенденты на вакантные места
Отвечает претендент
А – ген нормального состояния здоровья (доминантный признак)
а – ген вызывающий сахарный диабет (рецессивный признак)
1) Если в семье жены никто не страдал сахарным диабетом, то есть
уверенность, что она гомозиготна по этому признаку - АА и тогда все
рожденные дети будут здоровы.
2) Если же мать, как и отец – гетерозиготна – Аа , то согласно первому
закону Менделя может произойти расщепление 3:1, т. е. вероятность
рождения здоровых детей – 75%, а 25% могут страдать сахарным диабетом.
слайд№6
*Генеральный директор
За консультацией обратилась семейная пара. У них вскоре должен
родиться второй ребенок, первый умер в возрасте 4 лет от детской формы
семейной идиотии, которая наследуется как рецессивный признак и
заканчивается обычно смертельным исходом к 4-5 годам. Они хотели узнать,
каков у них риск рождения второго больного ребенка.
Ответ претендента
1) Если первый ребенок умер, то его генотип – аа, генотип же родителей –
Аа, т. е. они гетерозиготны и здоровы.
2) Согласно первому закону Менделя у данных родителей вероятность
рождения второго здорового ребенка равна 75%, но исключить рождение
вновь больного ребенка нельзя, она равна 25%.
слайд№7
*Генеральный директор
За консультацией обратился юноша, с нормальной свертываемостью крови,
взволнованный известием о том, что у брата его невесты родился мальчик
гемофилик (он думает о здоровье своих будущих детей). В какой мере могли
бы вы его успокоить?
Ответ претендента
1) Необходимо составить родословную невесты.
2) Носителем гена гемофилии является только Х-хромосома, поэтому
мальчик-гемофилик мог получить ген гемофилии только от матери. Ведь
от отца он Х-хромосому вообще не получает. А мать мальчика получила ген
гемофилии или от своей матери (бабушки мальчика) или от своего отца-
гемофилика. Поэтому юноша может быть спокоен, его будущие дети не
будут страдать гемофилией.
слайд№8
*Генеральный директор
У невесты мать страдает дистрофией, а отец здоров. Жених болен мышечной
дистрофией. Проанализировать потомство в данной семье.
Ответ
Решение:
Невеста – носительница, X
А
X
а
(так как мать – X
а
X
а
, отец - X
А
Y)
Жених – болен, X
а
Y.
F
1
: X
А
X
а
- девочка, здорова, носительница (25%),
X
а
X
а
– девочка, больна, (25%),
X
А
Y - мальчик, здоров, 25%,
X
а
Y - мальчик, болен, 25%.
слайд№9
*Генеральный директор
Кто может дать консультацию двум родителям? В семье, оба родителя
хорошо слышат. У них родился один глухой ребенок, а другой хорошо
слышит. Родители хотят знать причину глухоты одного из своих детей.
Ответ претендента
А – ген нормального слуха (доминантный признак)
а – ген глухоты (рецессивный признак)
1) Если у хорошо слышавших родителей родился глухой ребенок, то они оба
гетерозиготны по этому признаку, их генотип – Аа.
2) Причина глухоты одного ребенка в том, что он оказался гомозиготным по
этому признаку и его генотип – аа.
3) Второй ребенок хорошо слышит потому, что его генотип – Аа или АА.
слайд№10
*Генеральный директор
К нам вновь обратилась супружеская пара. Они хотят знать какова
вероятность у них рождения второго ребенка без аномалии. Дело в том, что у
отца – шестипалая рука, а у матери – пятипалая. Первый ребенок родился с
нормальной, пятипалой рукой. Дайте им квалифицированный ответ.
Ответ претендента
Шесть пальцев – это полидактилия, она доминантный признак, значит:
А – ген шестипалой руки
а – ген пятипалой руки
Так как генотип отца – Аа, а генотип матери – аа, то соответственно
генотипы их детей могут быть – Аа или аа, следовательно, вероятность
рождения второго ребенка с нормальной пятипалой рукой составляет – 50%.
слайд№11
*Генеральный директор
В медико-генетический центр обратились взволнованные молодые родители
(две пары). Они подозревают, что в родильном доме перепутали их сыновей.
Лабораторный анализ показал, что у одной пары родителей 1 и 4 группы
крови, у другой пары – 1 и 3 группы крови. У одного мальчика 1 группа, у
второго 2 группа. Сможете ли определить, кто чей сын?
Ответ претендента
Да! Я смогу им помочь, следуя законам генетики.
Первая пара родителей. Вторая пара
Их группы крови 1 4 1 3
Их генотипы ОО АВ ОО ВО
Их гаметы О А В О В О
Генотипы детей АО ВО ОО ВО
Группы крови детей 2 3 3 1
Следовательно, у родителей с 1 и 4 группами крови ребенок тот, у которого 2
группа крови, а у родителей с 1 и 3 группами крови – ребенок имеет 1
группу крови.
слайд№12
*Генеральный директор
Задача 1 группе. Алкогольная зависимость определяется доминантным
аутосомным геном (А), а потребность в курении табака – сцепленным с
полом рецессивным геном (b). Курящий и пьющий мужчина женится на
женщине, которая не курит и не пьет. Мужчина гетерозиготен по гену
алкоголизма, а женщина гетерозиготна по гену табакокурения.
А. С какой вероятностью в этой семье могут родиться дети со склонностью к
алкоголизму?
Б. С какой вероятностью могут родиться дети со склонностью к курению?
В. С какой вероятностью могут родиться дети со склонностью к курению и
алкоголизму одновременно?
Г. С какой вероятностью эти дети будут мальчиками?
слайд№13
Задача 2 группе .
Синдром дефекта ногтей и коленной чашечки определяется полностью
доминантным аутосомным геном. На расстоянии 30 морганид от него
находится локус крови по системе АВО. Один из супругов имеет 2
группу крови, другой – третью. Тот, у которого вторая группа крови,
страдает дефектом ногтей и коленной чашечки. Известно, что его отец
был с первой группой крови и не имел аномалий, а мать с четвертой
группой крови имела оба дефекта. Супруг, имеющий третью группу
крови, нормален в отношении гена дефекта ногтей и коленной чашечки
и гомозиготен по обеим парам анализируемых генов. Определите
вероятность рождения в этой семье детей, страдающих дефектом ногтей
и коленной чашечки, и возможные группы их крови.
4. Закрепление.
Является ли наследственность приговором? Наука доказала, что возможна
профилактика наследственных заболеваний. Каковы же меры профилактики?
-Откройте листы с памятками по профилактике наследственных
заболеваний.
Называем эти меры.
Меры профилактики наследственных заболеваний (сообщение
обучающегося)
1. Запреты на близкородственные браки.
-1.Как вы можете объяснить данное положение?
-2. Ребята, отражен ли этот запрет в законодательстве? (Да, в Российской
Федерации запрещаются браки между кровными родственниками).
-3.А как к этому относился этикет адыгэ хабзэ? (Такие браки
категорически запрещались и осуждались).
Как правило, мутации в генах носят рецессивный характер, поэтому в
гетерозиготе они не проявляются. У 2-х родственников, имеющих
одинаковые мутации больше вероятность проявления рецессивного гена в
гомозиготе.
-Мы здесь видим с вами наразрывную связь всех общественных процессов:
обычаев, законов, науки.
2. Запрет на употребление алкоголя и наркотических веществ.
Их употребление ведет к нарушению процесса коньюгации хромосом в
мейозе, т. к. алкоголь яд для любой клетки, в том числе и для половой. В
результате в некоторых половых клетках могут возникнуть изменения
структуры и числа хромосом, что может привести к тяжелым уродствам или
умственной отсталости.
-(Мнения детей).
3. Борьба за чистоту окружающей среды.
4. Медико – генетическое консультирование.
Люди, вступающие в брак и имеющие близких родственников, у которых
известны случаи рождения детей с наследственными заболеваниями, или
семьи, где уже имеется один больной ребенок, в первую очередь должны
обратиться в медико - генетическую консультацию. Врачи – генетики
помогут определить вероятность рождения больного или здорового ребенка и
смогут обеспечить контроль за внутриутробным развитием плода.
5. Дородовая диагностика наследственных заболеваний, которая
предусматривает их своевременное выявление.
Так обязательное ультразвуковое исследование (УЗИ) всех беременных
женщин на 30% снизило рождение детей с тяжелыми пороками.
-Вы должны понимать насколько важно соблюдение этих мер для вашего
здоровья и здоровья ваших потомков.
Генеральный директор
Я оценила всех претендентов на вакантные должности и готова принять их в
свой штат.
Спасибо всем, кто помог мне сегодня в открытии медико-генетического
центра. Все убедились, что такой центр необходим и мои «сотрудники»
будут востребованы как специалисты. Все кто к нам обратился, получили
бесплатную консультацию. Всем спасибо.
5 . Итоги урока. Рефлексия.
Во время медико-генетического консультирования все убедились, как важно
знать законы наследственности, что они применимы не только для растений
и животных, но и для человека. Борьба с наследственными болезнями
возможна лишь при высокой генетической образованности населения.
Основы генетической грамотности мы получаем в школе.
Мы видим, что огромные шаги по защите наследственности человека или ее
«улучшению» уже сделаны. Но генетики продолжают работать. И
современные медицинские генетики дают в руки не только медицине, но и
всему обществу оружие для избавления от накопленной в предыдущих
поколениях наследственной патологии и предотвращения наследственной
угрозы от факторов окружающей среды.
Слайд №14
6.Домашнее задание: карточки с задачами на наследование сцепленное с
полом.
Тема: «НАСЛЕДОВАНИЕ, СЦЕПЛЕННОЕ С ПОЛОМ»
Задача 1. У мухи дрозофилы ген нормального цвета глаз (красный)
доминирует над геном белоглазия, ген ненормального строения брюшка - над
геном его нормального строения. Эти пары генов расположены в Х-
хромосоме на расстоянии трех морганид. Определите вероятность различных
гено- и фенотипов в потомстве от скрещивания гетерозиготной по обоим
признакам самки с самцом, имеющим нормальный цвет глаз и нормальное
строение брюшка.
Задача 2. Ген окраски глаз у мухи дрозофилы находится в Х-хромосоме.
Красные (нормальные) глаза (В) доминируют над белоглазием (в).
Определите фенотип и генотип у потомства F1, если скрестить белоглазую
самку с красноглазым самцом?
Задача 3. Ген Н детерминирует у человека нормальную свертываемость
крови, а н - гемофилию. Женщина, гетерозиготная по гену гемофилии, вышла
замуж за мужчину с нормальной свертываемостью крови:
а) определите фенотип и генотип детей, которые могут родиться от такого
брака;
б) по какому типу происходит наследование признака?
Задача 4. Классическая гемофилия наследуется как рецессивный признак.
Ген гемофилии располагается в Х-хромосоме. Y-хромосома не содержит
гена, контролирующего свертываемость крови. Девушка, отец которой
страдает гемофилией, а мать здорова и происходит из благополучной по
гемофилии семьи, выходит замуж за здорового мужчину. Определите
вероятные фенотипы детей от этого брака.
Задача 5. Ген цветовой слепоты (дальтонизм) расположен в Х-хромосоме.
Определите вероятность рождения детей с дальтонизмом в семье, где жена
имеет нормальное зрение, но ее отец страдал цветовой слепотой. В семье
мужа дальтонизма нет.
Задача 6. Женщина, страдающая дальтонизмом, вышла замуж за мужчину с
нормальным зрением. Какова вероятность рождения детей с нормальным
зрением и дальтонизмом?
.
