Конспект урока биологии с использованием информационно-коммуникационных и здоровьесбрегающей технологий.
Предмет: Биология.
Тема: Сцепленное с полом наследование.
Продолжительность: 90 мин
Курс 1 группа Рэ 3-14
Профессия: Техническое обслуживание и ремонт радиоэлектронной техники(по отраслям)
Технологии: информационно-коммуникационная, здоровьесберегающая .
Цель урока: изучить сущность хромосомного определения пола и механизм наследования генов, сцепленных с полом.
Образовательные задачи:изучить особенности наследования признаков, сцепленных с полом; формировать у обучающихся познавательных интерес к изучению научных проблем, связанных с генетикой пола.
Развивающие задачи:формировать умения работать с интерактивными тестами, навыки решения генетических задач; учить анализировать , сравнивать объекты, самостоятельно делать выводы, давать развёрнутый ответ, аргументировать и отстаивать своё мнение.
Воспитательные задачи:формировать научно – материалистическое мировоззрение; показать единство биологических закономерностей для всей живой природы.
Тип урока: комбинированный, с элементами самостоятельной работы.
Формы работы обучающихся:индивидуальная, фронтальная, самостоятельная.
Оборудование:
1) демонстрационное: презентация к уроку.
2) раздаточное: схема «Наследование гемофилии у потомков королевы Виктории», индивидуальная карточка «Для меня сегодняшний урок…».
Краткое описание:
Для достижения поставленных целей и задач проводится подготовка к активному восприятию нового материала. Проводится повторение опорных терминов (устно): Оно дает возможность закрепить и оценить уровень знаний учащихся по пройденной теме и обобщить изученный материал.
В ходе объяснения нового материала учащиеся выступают с сообщениями, решают генетические задачи.
На уроке используются презентация.
С целью закрепления изученного материала проводится тестирование на компьютере.
Конспект урока:
Ход урока
I. Подготовка к активному восприятию нового материала.
Энергизатор.
Цель: активизация учащихся перед началом занятия.
Учащимся предлагается открыть тетради. Характеристики фенотипа необходимо проговаривать, генотипа – прохлопывать в ладоши. Потом делается наоборот: признаки генотипа проговариваются учащимися, фенотипа – прохлопываются в ладоши.
Повторение опорных терминов (устно): генотип, фенотип, гомогаметный, гетерогаметный, аутосомы, половые хромосомы, гаметы, рекомбинантные (кроссоверные) особи, нерекомбинантные (некроссоверные) особи, группа сцепления, полное сцепление, неполное сцепление, кроссинговер, ген, кариотип. (Приложение 3)
II . Изучение новой темы.
Сегодня на уроке мы продолжим изучение интересной и важной темы – сцепленного с полом наследования. Демонстрация компьютерной презентации (См. презентация).
Начнем с определения.
Наследование признаков, определяемых генами, локализованными в половых хромосомах, называется сцепленным с полом наследованием (определение записывается в тетради). . У человека установлены все 24 теоретически возможные группы сцепления генов; из них 22 локализованы в аутосомах, в каждой из которых содержится по несколько сот генов. На данном уроке речь пойдет только о первой группе: полностью сцепленных с полом генов.Гены, находящиеся в половых хромосомах, называют сцепленными с полом.
В X-хромосоме имеется участок, для которого в Y- хромосоме нет гомолога.
Слайд – рисунок хромосом
Поэтому у особей мужского пола признаки, определяемые генами этого участка,проявляются даже в том случае, если они рецессивны.
Многие признаки и болезни человека, наследующиеся сцеплено с полом, обусловлены генами, локализованными в Х или У - хромосоме. Таких генов известно около 120. К ним относятся гены гемофилии А и В, недостаточности фермента глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы, цветовой слепоты и др. Такие болезни носят название молекулярных (генных).Примеры заболеваний сцепленных с полом (Приложение 2)
. Гены, определяющие здоровый и больной признак расположены в Х-хромосоме половой пары. В этом случае болезнь проявляется у мужчин, даже несмотря на то, что больной ген в рецессивной форме.
Рассмотрим пример гемофилии.
Сообщение обучающихся о гемофилии и дальтонизме (Приложение 1)
Метод быстрого снятия сильного эмоционального или физического напряжения:
1 Упражнение «Муха»
Цель : снятие напряжения с лицевой мускулатуры.
Сядьте удобно, руки свободно положите на колени, плечи и голова опущены, глаза закрыты. Мысленно представьте, что на ваше лицо пытается сесть муха, Она садится то на нос, то на рот, то на лоб, то на глаза. Ваша задача: не открывая глаз, согнать назойливое насекомое.
Решение задач
1.Определить вероятность рождения мальчика-гемофилика в семье, где отец и мать здоровы, но у матери был болен гемофилией один из родителей.
Обозначения
Фенотип: Генотип:
нормальная женщина XHXH
нормальная женщина-носитель XHXh (фенотипически нормальна,
но половина гамет несет рецессивный ген)
нормальный мужчина XHX
мужчина гемофилик XhY
Проследим наследование аллеля гемофилии, сцепленного с полом:
H – нормальный аллель (доминантный)
h – аллель гемофилии (рецессивный)
XX – женская хромосома
XY – мужская хромосома
Фенотипы здоровая x здоровый
родителей: женщина (носительница) мужчина
Генотипы P (2n) XHXh x XHY
Гаметы (n) 
Случайное оплодотворение:
Генотип потомков: XHXH ; XHY ; XhXH ; XhY
Фенотип: здоровая здоровый здоровая гемофилик
девочка мальчик девочка (носитель)
Ответ: вероятность рождения мальчика, больного гемофилией 25%.
III . Закрепление изученного материала.
3.1.Решить задачи
1. Определите фенотипы и генотипы потомков, если скрестить рыжую кошку с черным котом.Почему не бывает черепаховых котов?”
Рассмотрим, как наследуется окраска у кошек. Часто встречаются черные коты и черные кошки, рыжие коты и редко рыжие кошки, но котов с черепаховой окраской не бывает. Этот факт объяснили, когда выяснили, что наследование данного признака сцеплено с полом.
Какое потомство получится от скрещивания черной кошки и рыжего кота, если ген черной окраски шерсти доминантен по отношению к гену рыжей окраски и наследуется сцеплено с Х - хромосомой?
Решение задачи:
Черная окраска кошек определяется геном В, рыжая – геном b. Эти гены расположены в Х-хромосоме. В У - хромосоме они отсутствуют. Обозначим Х-хромосому, несущую аллель В - ХВ, а Х-хромосому с аллелем b – Хb. Поэтому возможны такие комбинации:
ХBXВ – черная кошка; ХBУ – черный кот
XbХb – рыжая кошка; ХbУ – рыжий кот
ХBХb – черепаховая кошка
Так как мужская особь имеет только одну Х-хромосому, то кот может быть или черным, или рыжим, но не может иметь черепаховую окраску, потому что для ее развития необходимо одновременное присутствие генов B и b.
Редко встречаются коты с черепаховой окраской, но они, как правило, бесплодны, так как их генотип ХХY, т.е. при мейозе у одного из родителей произошло не расхождение хромосом.
2. Девушка, отец которой гемофилик, выходит замуж за мужчину-гемофилика. Каких детей можно ожидать от этого брака?
3.2. Работа на компьютере. Тестирование. (Приложение 4)
IV.Домашнее задание.
Стр. 181-192 , задача.
1.Задача: Определить возможные генетипы и фенотипы детей в семье от брака здорового мужчины и женщины-носительницы гена дальтонизма. Дальтонизм, частичная цветовая слепота, один из видов нарушения цветового зрения. Это заболевание впервые описано в 1794г. Дальтонизм встречается у 8% мужчин и у 0,5% женщин.
2.Составить родословную своей семьи.
V. Подведение итогов.
Рефлексия» применяется прием «для меня сегодняшний урок…». Учащимся выдается индивидуальная карточка, в которой нужно подчеркнуть фразы, характеризующие работу ученика на уроке. (Приложение 5)
Использованные материалы:
1.Константинов В.М Биология; учебник для обраовательных учреждений нач. сред.проф.образ.-М. 2013.-320с.
2. Пчелов Е. В. Романовы. История династии. – М.:Олма-Пресс, 2003.
3. Луцкая Н.В. Решение генетических задач (методические рекомендации).-2012.
4. http://bio.1september.ru/,http://evolution.powernet.ru/,http://nrc.edu.r...
Приложение 1.
Информация 1:
Гемофилия – это болезнь несвертываемости крови. Из раздела «Человек и его здоровье» возможно, помните, что всего в свертывающую систему крови входят 12 факторов, из которых вам наиболее известны белки фибриноген, фибрин, протромбин, тромбин, ионы кальция. Это заболевание обусловлено аллелями различных генов. Такое явление в генетике называется генокопией.
Ген гемофилии рецессивен, к счастью, встречается он очень редко – этой болезнью страдают немногие мужчины. У женщин гемофилия практически не наблюдается, описаны только отдельные случаи. Считается, что девочки, имеющие две X- хромосомы с геном гемофилии в каждой из них, погибают еще в зародышевом состоянии. Гемофилия - это патологическая мутация в гене F8C была в генотипе наследника царского престола русского царя Алексея.
Гемофилия А – тяжелая наследственная болезнь, поражающая почти исключительно людей мужского пола. В среднем, один из 10 000 мальчиков рождается с этой патологией, и только в 70% случаев в его родословной можно найти указания на наследственную передачу мутантного гена. Это значит, что для каждой третьей семьи, в которой случилось такое несчастье, последнее является полной неожиданностью. Гемофилия – наследственное нарушение свертывания крови. Болезнь вызывает продолжительные кровотечения при нарушении целостности кожи, ушибе и даже самопроизвольно. Большинство кровоизлияний происходит внутренне, обычно в суставы (коленный, голеностопный и локтевой) и мышцы (наиболее серьезные – в переднюю часть паховой области, икроножную мышцу и предплечье). Внутричерепные, горловые, паховые, внутрикишечные кровотечения представляют угрозу для жизни. Многократные кровоизлияния в суставы могут вызвать повреждение хряща и кости, что ведет к хроническому артриту и потере трудоспособности. Средняя продолжительность жизни больных в мире – 40–45 лет.
За сто лет, прошедших после рождения несчастного наследника престола Российской империи, научились лечить гемофилию. Лечить, но не вылечивать. Больным вводят заместительные факторы свертывания крови.
Метод заместительной терапии цельной кровью и плазмой эффективен лишь частично. Но самое главное – велика опасность заражения больных при переливании крови передающимися с ней медленными вирусными инфекциями, в том числе ВИЧ, гепатитом С. По данным Всероссийского общества больных гемофилией, 95% больных в нашей стране инфицированы вирусом гепатита С, средняя продолжительность жизни больного в Российской Федерации составляет 30 лет. Выход гематологи видят в переходе на полностью рекомбинантные препараты, то есть не содержащие плазмы человеческой крови, которая является переносчиком вирусных инфекций. На Западе эти препараты используются давно.
В России до 2005 года обеспечены лекарствами были в зависимости от региона от 25 до 50% больных гемофилией. Около 80% из них получали недостаточно очищенные плазменные препараты. Ситуация улучшилась с появлением программ ДЛО: за первую половину 2007 года обеспечено лекарствами 70–80% больных. В 2008 году гемофилия выделена из ДЛО в специальную программу дорогостоящего лечения. Рекомбинантные препарат включен в “Перечень жизненно важных лекарственных средств”, централизованно закупаемых за счет федерального бюджета. Немалую роль в том, что удалось этого добиться, сыграло Всероссийское общество больных гемофилией. При правильном лечении продолжительность жизни пациентов с гемофилией такая же, как у людей, не страдающих ею.
Информация 2.
Императрица Александра Фёдоровна, до бракосочетания Аликс-Виктория-Елена-Бригитта-Луиза-Беатриса принцесса Гессенская и Рейнская (по другим источникам, принцесса Гессен-Дармштадская) – дочь Великого герцога Людвига IV ( 1837-1892 ) Гессенского и Рейнского и Аликс (1843-1878), дочери британской королевы Виктории. Она внучатая племянница императрицы Марии Александровны, жены Александра II сестра Великой княгини Елизаветы Фёдоровны. Родилась 25 мая (6 июня по старому стилю) 1872 г.
Свадьба Николая II и Аликс состоялась 14 ноября 1894 года.
Вскоре после свадьбы, 3(15) ноября 1895 года царица родила своего первого ребёнка.
Это была девочка. Ее назвали Ольгой. Затем подряд родились еще три дочери: 29 мая (10 июня) 1897 года – Татьяна, 14(26) июня 1899 года – Мария, 5(18) июня 1901 года – Анастасия. Но нужен был наследник престола. А Бог так и не давал дружной супружеской паре мальчика. Наконец, 30 июля(12 августа) 1904 года сбылась долгожданная мечта. У царицы родился мальчик. Его назвали Алексеем. После рождения наследника выяснилось, что мальчик болен гемофилией. Эта страшная неизлечимая болезнь – несвертываемость крови – стала трагедией царской семьи. Обычно с таким заболеванием Редко доживают до зрелого возраста, так как любой ушиб и даже мелкое кровоизлияние может стать причиной смерти.
Болезнь царевича была объявлена государственной тайной, знали о которой только члены семьи и самые приближенные слуги. Александра Федоровна тяжело переживала за сына, полностью уйдя в религию. Алексей с детства находился под строгим наблюдением и контролем, его во многом ограничивали. Но несмотря ни на что, цесаревич рос добрым, веселым и милым мальчиком. В семье его называли «солнечным лучиком». Вот как пишет об Алексее протопресвитер русской армии и флота о. Георгий Шавельский: «Благодаря необыкновенной простоте и сердечности в обращении Алексей Николаевич привлекал к себе все сердца как своей внешней, так и духовной красотой; его ясный, открытый взгляд, во всем проявляемая решительность, приятный звонкий голос – вызывали во всех, его видевших, чувство глубочайшей симпатии. Господь наделил несчастного мальчика прекрасными природными качествами: сильным и быстрым умом, находчивостью, добрым и сострадательным сердцем, очаровательной у Царей простотой; красоте духовной соответствовала и телесная. Алексей Николаевич быстро схватывал нить даже серьезного разговора, а в нужных случаях так же быстро находил подходящую шутку для ответа».
H-ген нормальной свертываемости крови
h-ген гемофилии
В роду девочки были здоровы, могли быть носителями гемофилии. Царевич Алексей был болен гемофилией.
(Схема наследования гемофилии у потомков королевы Виктории).
Обратимся к генеалогическому древу потомков королевы Виктории. Изучение генеалогии европейских династий показало, что носительницей гемофилии была королева Виктория (от кого она сама унаследовала ее – неизвестно). Поскольку у Виктории было большое потомство и ее дочери вышли замуж за разных европейских правителей, гемофилия проявилась сразу в нескольких царствующих домах: в прусском, испанском, русском. Как видно из генеалогического древа, Александра Федоровна по матери приходилась Виктории внучкой. Английский же королевский дом от Виктории гемофилию не унаследовал, поскольку продолжателем его стал старший сын королевы – Эдуард VII.
Женщины-носительницы передают гемофилию не только своим детям, а через дочерей-носительниц — внукам и правнукам, иногда и более позднему потомству. Болеют мальчики (гемофилия С встречается и у девочек).
Выделяют три формы гемофилии — А, В и С. При гемофилии А отсутствует фактор VIII, при гемофилии В — фактор IX и при гемофилии С — фактор XI свертывания крови.
Эта болезнь затронула и семью последнего российского императора – Николая II.
Информация3: Дальтони́зм, цветовая слепота — наследственная, реже приобретённая особенность зрения, выражающаяся в неспособности различать один или несколько цветов. Названа в честь Джона Дальтона, который впервые описал один из видов цветовой слепоты, на основании собственных ощущений, в 1794 году. Дальтон не различал красный цвет, но не знал о своей цветовой слепоте до 26 лет. У него были три брата и сестра, и двое из братьев страдали цветослепотой на красный цвет. Дальтон подробно описал свой семейный дефект зрения в небольшой книге. Благодаря её публикации и появилось слово «дальтонизм», которое на долгие годы стало синонимом не только описанной им аномалии зрения в красной области спектра, но и любого нарушения цветового зрения.
Приложение 2
Наследсвенные заболевания сцепленные с полом.
В настоящее время известно 120 заболеваний, которые обусловлены генами, расположенными в половых хромосомах. Вот некоторые из них(презентация):
-ихтиозы, группа заболеваний кожи, которая характеризуется нарушением ороговения (кожа напоминает рыбью чешую)
-мышечная дистрофия Дюшена быстрая прогрессирующая мышечная дистрофия, которая приводит к полной потери двигаться и смерти больного
-ночная (куриная) слепота– снижение зрения в сумерках
-атрофия зрительного нерва– отмирание зрительного нерва
-нарушение слуха-полное (глухота) или частичное (тугоухость) снижение способности обнаруживать и понимать звуки
-рото – лице - пальцевой синдром– расщепление языка, удвоение первых пальцев стоп, глухота
-потанопия–невозможность различать зелёный, жёлтый, красный цвет
-синдром Альпорта– снижение функции почек, сопровождающееся глухотой и поражением глаз
-гипертрихоз– волосы по краю ушной раковины
-гипоплазия– недоразвитие зубов или их тканей, чаще всего эмали (страдают 30% людей)
-перепончатопалость– перепонки между 2 и 3 пальцами
-отсутствие потовых желёз
-потемнение зубной эмали
-гемофилия– несвёртываемость крови
Приложение 3
Кариотип - совокупность признаков (число, размеры, форма) полного набора хромосом, присущий клеткам данного вида, организма.
Аутосомы - парные хромосомы, одинаковые у мужских и женских организмов.
Половые хромосомы - пара хромосом, в которых расположены гены, определяющие половую принадлежность индивида.
Кариотип человека содержит 22 пары хромосом, одинаковых у мужского и женского организма, и одну пару хромосом, по которой различаются оба пола.
Аутосомы - хромосомы, одинаковые у обоих полов.
Хромосомы, по которым мужской и женский пол отличаются друг от друга - это половые или гетерохромосомы. Половые хромосомы у женщин одинаковы, их называют Х-хромосомами. У мужчин имеется Х-хромосома и одна Y-хромосома.
Хромосомы человека - основные структуры ядра, которые составляют материальную основу наследственности и обеспечивает преемственность между поколениями.
Приложение 4.
Тест "Генетика. Наследственность организмов".
1.Совокупность всех генов одного организма - это:
А) генетика Б) генотип В) геном
2. Ген, определяющий какой-либо признак, является участком:
А) ядра Б) органоидов клетки В) молекулы ДНК
3. Скрещивание двух организмов называют:
А) мутацией Б) гибридизацией В) оплодотворением
4. Преобладание у гибрида признака одного из родителей называют:
А) доминированием Б) неполным доминированием В) расщеплением
5. Ген, отвечающий за рецессивный признак, обозначается: А) F1 Б) А В) а
6. Скрещивание особей, различающихся друг от друга по двум признакам, называют: А) моногибридным Б) дигибридным В) полигибридным
7. Гетерозиготный организм принято обозначать:
А) АА (ВВ) Б) аа (вв) В) Аа (Вв)
8. Сколько признаков исследуется при моногибридном скрещивании:
А) один Б) два В) три
9. Какую информацию несёт ген: А) синтез молекулы белка Б) образование организма В) образование органа
10. Основные законы наследования признаков были открыты:
А) Ч. Дарвиным Б) Г. Менделем В) Д. Менделеевым
11. По второму закону Менделя во втором поколении происходит расщеп- ление признака по фенотипу в соотношении: А) 3:1 Б) 1:1:1 В) 1:2:1
12. По второму закону Менделя при скрещивании двух гетерозиготных потомков первого поколения между собой во втором поколении наблюдается расщепление по генотипу: А) 3:1 Б) 1:1:1 В) 1:2:1
13. Хромосомы, по которым мужской и женский пол отличаются друг от друг, называют: А) аутосомами Б) половыми В) вегетативными
14. У человека мужской пол обозначается: А) XY Б) XX В) YY
15. Число возможных вариантов гамет у особи с генотипом АаВВ равно:
А) 1 Б) 2 В) 3
16. При скрещивании чёрной кошки (АА) с рыжим котом (аа) при полном доминировании в первом поколении будут получены: А) чёрные кошки и рыжие коты Б) рыжие кошки и черные коты В) чёрные кошки и чёрные коты
17. При скрещивании растений ночной красавицы с красными и белыми цветами в первом поколении при неполном доминировании получили:
А) все розовые цветки Б) красные цветки В) белые цветки
18. Скрещивание, при котором скрещивают особь с неизвестным генотипом с особью рецессивной формы (аа), называется:
А) моногибридным Б) анализирующим В) расщепляющим
19. Гены, расположенные в одной хромосоме, наследуются:
А) раздельно Б) вместе В) как угодно
20. Число альтернативных признаков, наследуемых при дигибридном скрещивании, равно: А) 1 Б) 2 В) 3
Приложение 5
Индивидуальная карточка «Для меня сегодняшний урок…».
В этой карточке нужно подчеркнуть фразы, характеризующие работу ученика на уроке.
На уроке я работал
Своей работой на уроке я
Урок для меня показался
Моё настроение
