Конспект урокаМоногибридное скрещивание. I и II законы Менделя

Тема: Моногибридное скрещивание. Первый и второй законы Менделя.

Цели:

Образовательные:

• Формирование у учащихся знаний о гибридологическом методе как основном методе изучения наследственности, моногибридном скрещивании, законах единообразия гибридов первого поколения и расщепления, правиле чистоты гамет, цитологических основах закономерностей наследования при моногибридном скрещивании

• Формирование умений составлять схемы скрещивания при решении генетических задач, использовать генетическую символику

Воспитательные:

• Воспитание всесторонне развитой компетентной личности через использование знаний основных понятий генетики для объяснения законов, открытых Г. Менделем

• Содействие формированию научного мировоззрения на основе познаваемости и общности законов живой природы

Развивающие:

• Развитие общеучебных умений и навыков - работы с текстом, анализа и синтеза информации, составление плана

Развитие познавательного интереса учащихся к изучению проблем

Оборудование:

Компьютер, экран, проектор

Тип урока по основной образовательной цели:

урок изучения нового материала с использованием презентации, которая подготовлена в программе Microsoft Power Point (приложение №1) и видеофрагмента с дикторским текстом из УМК "Виртуальная школа Кирилла и Мефодия 2003-медиатека". Основные опорные моменты урока появляются на экране с помощью мультимедиа проектора.

Ход урока:

I. Организационный момент.

II.Актуализация знаний

Учитель:

Уважаемые ребята, на прошлом уроке мы открыли с вами страницу наиболее интересной науки биологического цикла - генетики. Генетика является наукой, где требуется понимание и знание многих сложных вопросов. Наш урок предлагаю начать с высказываний великих людей. В конце урока я хотела бы, чтобы каждый из вас выбрал себе одно из них в качестве своего девиза по сегодняшнему уроку.

Великие люди говорили (работа по цепочке - читают высказывания):

Сегодня на уроке мы: Возобновим в памяти знания о науке генетике и проверим, что нам уже известно об этой науке.

-Ребята, у вас на столе лежит лист с терминологическим диктантом. Вам нужно заполнить таблицу, для этого вы внимательно читаете определение и вставляете номер правильного термина в таблицу. (Взаимопроверка)

Слайд 3

-Молодцы, вы хорошо справились с заданием. Мы продолжаем изучение основ генетики и на сегодняшнем уроке мы рассмотрим следующее:

Слайд 4

1. Гибридологический метод изучения наследственности.

2. Основные наследственные закономерности, открытые Г. Менделем: I и II законы Менделя.

3. Решение задач на моногибридное скрещивание

- Ребята, а скажите для чего нам это нужно? (мотивация)

(Чтобы развивать у себя биологическую грамотность, расширять кругозор)

III. Изучение нового материала

1. Предмет и основные понятия генетики

Слайд 5 Рис. растений, животных

Посмотрите, пожалуйста, на слайд. Что объединяет эти рисунки?

(Правильно, потомство похоже на родительские особи)

На протяжении всей истории своего существования человечество всегда интересовал вопрос о причинах сходства детей и родителей.Почему подобное рождает подобное?

Ещё в глубокой древности человек стал подмечать, что потомство похоже на родителей. Уже тогда люди старались получать, например, телят от самой удойной коровы, сеять семена растений, давших самый высокий урожай. Люди понимали, что в потомстве сочетаются признаки предков. Это нашло отражение даже в пословицах: "От худого семени не жди доброго племени".

Но закономерности, по которым те или иные признаки передаются потомкам оставались "тайной за семью печатями". Среди учёных в середине XIXв. прочно утвердилось мнение: "Закон наследственности заключается в том, что никакого закона наследственности нет". Поколебать устоявшееся убеждение первым решился Г. Мендель

Сегодня на уроке вы должны постараться ответить на поставленный мною проблемный вопрос.

Постановка проблемного вопроса: Слайд 6

Почему Г. Мендель, не будучи биологом, и работая в одиночку, открыл законы наследственности, хотя до него это пытались сделать многие талантливые учёные?

Чуть позже я выслушаю ваше мнение.

Слайд 7

Сообщение учащегося. «У истоков генетики.»

Грегор Мендель родился 22 июля 1822г. в семье крестьянина в небольшой деревушке на территории современной Чехии, а тогда Австрийской империи. Мальчик отличался незаурядными способностями. В 1843г. Мендель поступил в монастырь августинцев в г. Брно, где принял духовный сан. Позже он отправился в Вену. Будучи в Вене, Мендель заинтересовался процессом гибридизации у растений и в, частности, разными типами гибридных потомков и их статистическими соотношениями. Эти проблемы и явились предметом научных исследований Менделя.

Основные закономерности наследования признаков впервые были описаны во второй половине XIX в. австрийским ученым Грегором Менделем (1822-1884). Мендель не был первым ученым, который пытался ответить на вопрос: как передаются из поколения в поколение свойства и признаки? Многие исследователи до него скрещивали разнообразные организмы, стараясь увидеть какую-то систему в получаемых результатах. Стремясь добиться успеха как можно быстрее, исследователи скрещивали разные виды, получая при этом бесплодное потомство, брали для изучения сложные, трудно определяемые признаки, не вели точных математических подсчетов.

Слайд 8 В течение восьми лет Мендель экспериментировал с 22 сортами гороха, которые отличались друг от друга по семи признакам. За это время он изучил в общей сложности более 10 тыс. растений. Скрещивая различные организмы и исследуя получаемое потомство, Мендель, по сути, разработал основной метод генетики - гибридологический метод - это система скрещиваний в ряду поколений, дающая возможность при половом размножении анализировать наследование отдельных свойств и признаков организмов.

Слайд 9

1.Результаты своих экспериментов Г. Мендель представил в 1865 г. на заседании Общества естествоиспытателей г. Брюнна (современный город Брно) и изложил в статье «Опыты над растительными гибридами». Но современники Менделя работы не оценили, и за оставшиеся 35 лет XIX века его статью процитировали всего 5 раз.

Работа Менделя значительно опередила уровень развития науки того времени.(2.9) Лишь в 1900 г. сразу в трех лабораториях открыли заново закономерности наследования. Независимо друг от друга Гуго де Фриз, Корренс и Чермак переоткрыли законы Менделя. Только теперь ученый мир вспомнил, что 35 лет тому назад они уже были сформулированы. Появились понятия ген, фен, мутация. В следующие 20-30 лет появились кафедры генетики в университетах, началось преподавание этой дисциплины, стали выходить монографии, учебники. 1900 год считается годом рождения генетики, но закономерности, установленные в свое время Грегором Менделем, справедливо носят его имя.

Теория Менделя настолько опережала тогдашний уровень знаний о строении клетки и об оплодотворении, что генетикам наших дней приходится поражаться исключительной силе ума Менделя, которому удалось продвинуться столь глубоко и столь смело в совершенно неизведанную область.

Как вы думаете, в чем состоит научный подвиг Г.Менделя? ( В то время никто не знал о мейозе, локализации наследственной информации в хромосомах, гаплоидности и диплоидности организмов. Гениальное предвидение ученого позволило ему сделать правильные выводы к своим опытам и наблюдениям.)

Объясняя, почему именно Мендель смог обнаружить закономерности в передаче признаков от поколения к поколению, английский генетик Шарлотта Ауэрбах сказала:Слайд10 «Успех работы Менделя по сравнению с исследованиями его предшественников объясняется тем, что он обладал двумя существенными качествами, необходимыми для ученого: способностью задавать природе нужный вопрос и способностью правильно истолковывать ответ природы». Умение задать вопрос в науке ценится даже выше, чем умение ответить на него.

К тому же он был исключительно трудолюбив и аккуратен. Эти качества хотя и не создают сами по себе хорошего ученого, но без них даже выдающийся умственными способностями человек редко добивается больших научных успехов

• Обобщение учителя по выбору Менделем объекта для опытов:

Действительно, успехи, достигнутые Менделем, частично обусловлены удачным выбором объекта для экспериментов - гороха огородного .Другие учёные работали с ястребинкой, а этому растению свойственны отклонения от нормального полового процесса, о чём ботаники XIXв. не знали. Мендель избежал этой западни. Он потратил несколько лет, чтобы выбрать организм, с которым ему предстояло работать, и решить какие признаки этого организма следует изучать.

• Самостоятельная работа учащихся с учебником и тетрадью:

Используя стр.72 учебника (3 абзац) постарайтесь самостоятельно выяснить в чем заключаются преимущества гороха огородного как объекта для опытов.

Слайд 11

• Проверка выполнения самостоятельной работы, пояснения и дополнения учителя:

- Легко выращивать, имеет короткий период развития - в условиях Чехии можно получить несколько поколений за один год.
- Имеет многочисленное потомство.
- Много сортов, чётко различающихся по ряду признаков. Сорта гороха отличаются друг от друга хорошо выраженными наследственными признаками.
- Самоопыляющееся растение - растение происходит внутри одного цветка. Его репродуктивные органы защищены от проникновения пыльцы с цветков другого растения.
- Возможно искусственное скрещивание сортов. Горох - строгий самоопылитель, но возможно удаление тычинок и перенос пыльцы от растений другого сорта с целью получения гибридных семян. Гибриды плодовиты, что позволяет следить за ходом наследования признаков в поколениях.

Слайд12

Анализ таблицы, поиск необходимой информации.

Обратите внимание на таблицу. Перед вами результаты восьмилетней работы Г.Менделя по изучению наследования признаков у гороха.

Как вы думаете наследование каких альтернативных признаков у гороха изучал Мендель и каково значение понятия «альтернативный признаки»

Слайд 13 (альтернативными называются взаимоисключающие, контрастные признаки).

Учитель обобщает:

В опытах с горохом Г, Мендель искусственно опылял, т.е. скрещивал организмы двух сортов.

• Скрещивание двух организмов называют гибридизацией.

• Потомство от скрещивания двух особей с различными наследственными признаками называют гибридным, а отдельную особь - гибридом.

• Строгий математический анализ результатов опытов позволил Г.Менделю выявить закономерности наследования альтернативных, т.е. взаимоисключающих признаков.

• Слайд 14-15

• Метод изучения наследственности, по которому работал Мендель получил название гибридологического

Итак ,возвращаемся к нашему проблемному вопросу, как вы считаете.

Слайд 16

Ставя опыты, Мендель придерживался ряда правил :Слайд 17

- Использовал для экспериментов чистые линии, т.е. растения, в потомстве которых при самоопылении, не наблюдалось расщепления по изучаемому признаку.
- Ставил одновременно опыты с несколькими родительскими парами, чтобы больше получить экспериментального материала.

- Наблюдал за наследованием малого количества признаков. Наблюдал наследование многообразных признаков не сразу в совокупности, а лишь одной пары (или небольшого их числа пар) альтернативных признаков.

- Вёл строгий количественный учёт потомков. В своё время Мендель изучал математику и теорию вероятности. Поэтому он понимал, что при оценке результатов скрещиваний нужно оперировать большими числами. Математически обработанные данные позволили установить количественные закономерности в передаче изучаемых признаков.

- Ввёл буквенные обозначения наследственных факторов (генов) для удобства оформления записей, что позволило ему легко объяснять полученные результаты.

- Предложил парность определения каждого признака, т. е. признак определяется парой "наследственных факторов". При образовании половых клеток в каждую из них попадает только один из пары "наследственных факторов".

Введение термина "моногибридное скрещивание" в процессе фронтальной беседы:

• Опыты Менделя были тщательно продуманы. Свои исследования он начал с изучения закономерностей наследования всего лишь одной пары альтернативных признаков . При таком скрещивании прослеживаются закономерности наследования только двух вариантов признака (например, высокий и низкий рост растения, жёлтая и зелёная окраска семени), а все остальные признаки организма во внимание не принимаются.

• Ребята, выскажите свои предположения, что можно понимать под "моногибридным скрещиванием". Слайд 18 Затем даём определение - скрещивание двух организмов отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных признаков.

• Формулировка промежуточного вывода:

Следуя этим правилам, удачно выбрав объект (горох огородный) для экспериментов и признаки для изучения, используя гибридологический метод, Мендель открыл законы наследственности.

Классическим примером моногибридного скрещивания является скрещивание сортов гороха с жёлтыми и зелёными семенами: все потомки имели жёлтые семена. Аналогичная картина наблюдалась и при скрещивании, в которых изучалось наследование других признаков. Мендель пришёл к выводу, что у гибридов первого поколения из каждой альтернативной пары признаков проявляется только один, доминантный, а второй, рецессивный, не развивается. Такая закономерность была названа законом единообразия гибридов первого поколения, или законом доминирования. Слайд 19

Слайд 20

Это первый закон Г. Менделя: при скрещивании двух организмов, относящихся к разным чистым линиям (гомозиготных), отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных признаков, всё первое поколение гибридов окажется единообразным и будет нести признак одного из родителей. Слайд 21-24

Слайд 25-26

Второй закон Г. Менделя. Семена гибридов первого поколения использовались Менделем для получения второго гибридного поколения. Во втором поколении три четверти от всех семян имели жёлтую окраску, одна четверть - зелёную. Такие соотношения 3:1 были получены при скрещивании или самоопылении гибридов с другими анализируемыми признаками.

Явление, при котором часть гибридов второго поколения несёт доминантный признак, а часть - рецессивный, называют расщеплением. Причём наблюдающееся у гибридов расщепление не случайное, а подчиняется определённым количественным закономерностям. Г. Менделем был сформулирован второй закон, или закон расщепления: при скрещивании гибридов первого поколения в потомстве происходит расщепление признаков в определённом числовом соотношении - по генотипу 1:2:1, по фенотипу 3:1.

Закон «чистоты гамет»

На основе полученных результатов Мендель высказал гениальную догадку, которая была подтверждена всем развитием науки генетики. Это главный вывод из всех его работ.

Каждый признак организма определяется аллельными генами. Аллельные гены никогда не смешиваются, при образовании гамет расходятся в разные гаметы. При оплодотворении гаметы сливаются, и наследственные факторы опять объединяются в пару в зиготе. Этот обобщающий вывод из работ Менделя по моногибридному скрещиванию назвали законом Слайд 27 «Чистоты гамет»( Аллельные гены никогда не смешиваются, при образовании гамет расходятся в разные гаметы в «чистом виде»)

Цитологические основы законов Менделя Слайд 28

Гаметы образуются в результате мейоза. Аллельные гены, находящиеся в гомологичных хромосомах в анафазе мейоза расходятся к противоположным полюсам клетки и попадают в разные гаметы. При оплодотворении гаметы сливаются и аллельные гены, определяющие признак, вновь объединяются в пару в зиготе. Пара аллельных генов может быть одинакова (АА или аа), тогда говорят, что особь гомозиготна по данному признаку. Если же аллельные гены в паре разные (Аа), то особь по данному признаку гетерозиготна. Аллель, которая определяет фенотип гетерозиготы, называется доминантной, не проявляющаяся - рецессивной. Организмы передают гены из поколения в поколение, не изменяя их.

Используя схему (слайд №17), по наводящим вопросам учителя объясняем с позиций современной науки закономерности наследования признаков при моногибридном скрещивании, установленные Г. Менделем. Учащихся подвожу к следующим выводам:

- Родительские особи по генотипу гомозиготны - АА, аа.
- В гаметах, образующихся в результате мейоза, присутствует по одному гену - А или а.
- F_1, образовавшееся при слиянии гамет единообразно по фенотипу (несёт доминантный признак) и генотипу - гетерозиготы (Аа).
- Гетерозиготное гибридное потомство при самоопылении в результате мейоза образует гаметы двух типов - А,а.

- F₂ , образовавшееся в результате случайного сочетания гамет будет иметь генотипы - АА (гомозигота по доминантному признаку), Аа, Аа (две гетерозиготы), аа (гомозигота по рецессивному признаку). По фенотипу АА, 2Аа - несут доминантный признак, аа - рецессивный (1/4). Американский учёный Пеннет предложил заносить результаты опыта в таблицу, чтобы легче понять, как будут происходить комбинации признаков при скрещивании (решётка Пеннета).

- В F₂ расщепление по фенотипу 3 : 1, по генотипу 1 : 2 : 1.

IV. Закрепление изученного. Решение задач на моногибридное скрещивание

Слайд 29

• Организация работы учащихся по выработке умений и навыков решения генетических задач с использованием генетической символики:

Для активизации познавательной деятельности учащихся, повышения уровня осмысления изученного материала решаем генетическую задачу (слайд №29):

1. Какой рост (высокий или низкий) у гороха доминирует?

2. Каковы генотипы родителей (Р), гибридов первого (F₁) и второго (F₂) поколений?

3. Какие генетические закономерности, открытые Менделем, проявляются при такой гибридизации?

Далее фронтально решаем и учимся оформлять решения генетических задач (слайд №30):

(слайд №31) - отвечаем на третий вопрос задачи:

3. Закон доминирования (единообразия F₁) - гибриды F₁ все высокого

роста, поэтому высокий рост - доминантен.

Закон расщепления - 1/4 потомков F₂ по фенотипу и генотипу имеет низкий рост (рецессивный признак).

Гипотеза чистоты гамет - каждая гамета несёт только один из аллельных генов высоты растения.

Слайд 32

Итак,повторим новые понятия, которые прозвучали на нашем уроке .

А сейчас небольшая проверочная работа Слайд 33-34

Заключительное слово учителя.

Мы выполнили все задачи, которые ставили перед собой на этом уроке. Слайд35

VI. Подведение итогов урока

- С какой темой урока мы сегодня познакомились?

Слайд 36

Я бы хотела вернуться к началу урока. Когда мы читали с вами высказывания великих людей. Скажите, какое из этих высказываний вы бы взяли себе за девиз урока и почему? Слайд 37-38

VII. Домашнее задание. Домашнее задание : п. 19 . Отвечать на вопросы для самоконтроля на информационном листке, выучить определения терминов

1. . ***По желанию подготовить сообщения «Ученые -генетики», «Новейшие достижения Генетической науки

Мне очень понравилось, как вы работали сегодня на уроке. Спасибо за вашу активность! Оценки за урок -Слайд 39

V. Рефлексия. Всегда полезно оглянуться на сделанное и оценить самого себя, выявить свои затруднения и найти пути их преодоления. Мысленно воспроизведите весь урок сначала. Вспомните свои ощущения? Все ли получилось? Что вызвало затруднения? Как вы можете это исправить? Если бы вы готовили этот урок, что бы вы предложили изменить?

Чем глубже вы изучаете предмет, тем больше вопросов у вас возникает. И на сегодняшнем уроке по теме: мы постарались ответить на часть из них. Задавайте вопросы, ищите ответы на них. И может быть ваши имена тоже будут стоять рядом с именами известных ученых - генетиков, таких как Мендель, Четвериков, Морган, Чермак, Де Фриз, Корренс и другие. Генетика ждет вас. Ей нужны умные, энергичные и талантливые ученые.

На входной двери висит листок, оцените свое самочувствие в конце урока, для чего поставьте галочку в нужном квадрате. Спасибо за урок. До свидания. Желаю удачи!

Притча о Зеноне: Ученики древнегреческого мудреца Зенона обратились к нему с вопросом: «Учитель! Ты, обладающий знаниями во много раз большими, чем мы, всегда сомневаешься в правильности ответов на вопросы, которые нам кажутся очевидными, ясными. Почему?» Начертив посохом на песке два круга, большой и малый, Зенон ответил: «Площадь большого круга - это познанное мною, а площадь малого круга - познанное вами. Как видите, знаний у меня действительно больше, чем у вас. Но все, что вне этих кругов, - это не познанное ни мной, ни вами. Согласитесь, что длина большой окружности больше длины малой, следовательно, и граница моих знаний с непознанным большая, чем у вас. Вот почему у меня больше сомнений».