asyan.org
добавить свой файл
1 2 ... 5 6


Изменчивость

Элективный учебный предмет для профильного обучения

Тип: предметный

Авторы: учитель биологии

МОУ Лицей №15

Заводского района г.Саратова

Фролова Галина Николаевна,

категория высшая

учитель биологии

МОУ Лицей №15

Заводского района г.Саратова

Ходикова Татьяна Францевна,

категория высшая

2011

Пояснительная записка

Тип : предметный.

Элективный предмет «Изменчивость» может быть адресован обучающимся 10 -11 классов муниципальных общеобразовательных учреждений: лицеев, гимназий, школ, изучающим предмет «биология» на профильном уровне, планирующим сдачу ЕГЭ по предмету «биология», а также для обучающихся 10-11 классов, изучающих предмет на базовом уровне.

Одним из приоритетных направлений современной биологической науки является генетика. Велико её как теоретическое, так и прикладное значение. Составной частью генетики является изучение изменчивости как свойства организма приобретать новые признаки.    Элективный предмет "Изменчивость" предусматривает изучение  теоретических и прикладных вопросов в области изучения свойства изменчивости. Особое внимание уделено изучению наследственной патологии человека.  Изучение элективного предмета предполагает решение тестовых заданий, выполнение практических работ, представление итогов работы в виде отдельных проектов, презентаций.   Программа рассчитана на 34 часа.

Цель курса: создать условия для развития творческого мышления обучающихся; умения самостоятельно применять и пополнять свои знания через содержание курса и применения новых педагогических технологий; сформировать биологические знания об изменчивости как свойстве организмов приобретать новые признаки под действием факторов окружающей среды.

Задачи курса:

  • Формирование знаний о материальных основах изменчивости; представлений о наследственной патологии как результате наследственной изменчивости.

  • Формирование умений и навыков работы с литературными источниками, составлять доклады, сообщения, творческие проекты.


В основу программы элективного предмета "Изменчивость " положены принципы расширения и систематизации знаний, развития интереса у обучающихся к самостоятельному приобретению знаний; добровольности посещения занятий; профессиональной направленности.       Методические идеи настоящего курса заключаются в применении новых образовательных технологий: личностно ориентированного обучения, информационно - коммуникационных, здоровьесберегающих.
Содержательная часть программы

Взаимодействие генотипа и условий среды в формировании признаков. (1час)

Влияние условий внешней среды формирование признаков. Количественные и качественные признаки организмов. Индивидуальная изменчивость, групповая изменчивость; географическая изменчивость, клинальная изменчивость; Направленная, ненаправленная изменчивость.

Фенотипическая изменчивость. Норма реакции. (5 часов)

Фенотипическая (модификационная, ненаследственная) изменчивость как разнообразие фенотипов, возникающих у организмов под влиянием условий внешней среды. Норма реакции – предел изменчивости признаков. Вариационные ряды изменчивости признаков. Признаки с широкой и узкой нормой реакции. Типы модификаций: адаптивные, морфозы, фенокопии, длительные модификации.

Комбинативная изменчивость. (2 часа)

Комбинативная изменчивость – важнейший источник разнообразия живых организмов. Половое размножение как основа комбинативной изменчивости. Источники комбинативной изменчивости: независимое расхождение гомологичных хромосом в первом мейотическом делении, рекомбинация генов при перекресте хромосом, случайная встреча гамет при оплодотворении.

Мутационная изменчивость. (2час)

Генотипическая (мутационная, наследственная) изменчивость как изменение

наследственных признаков организмов. Основные характеристики и особенности мутационной изменчивости.

Классификация и последствия мутаций. (7 часов)

Мутационные факторы: физические, химические, биологические.

Экспериментальное получение мутаций. Экспериментальный мутагенез как способ получения искусственных мутаций в селекции растений и микроорганизмов. Действие колхицина, радиации и других веществ, вызывающих мутации.

Мутации (генные, хромосомные, геномные). Генные мутации, их причины и последствия. Внутрихромосомные мутации: делеции, дефишенси, дупликации, инверсии. Межхромосомные перестройки: транслокации, транспозиции, робертсоновские перестройки. Геномные мутации: анэуплоидия (нулисомия, полисомия), мозаицизм. Полиплоидия: сбалансированные полиплоиды, несбалансированные полиплоиды. Эндополиплоидия. Автополиплоидия. Спонтанная и индуцированная автополиплоидия. Аллополиплоидия, отдаленная гибридизация. Мутагенез, мутагены. Значение мутаций.

Наследственная патология как результат наследственной изменчивости. (7 часов)

Классификация наследственной патологии. Составление родословной. Генетический анализ родословной. Аутосомно-доминантный тип наследования заболевания. Аутосомно- рецессивный тип наследования заболевания. Х-сцепленное наследование. Y-сцепленное наследование. Митохондриальная или цитоплазматическая наследственность.

Наследственные болезни, их лечение и предупреждение. (5 часов)

Количественные нарушения аутосом: синдром Дауна; синдром Патау; синдром Эдвардса. Количественные нарушения половых хромосом: синдром Клайнфельтера; синдром дисомии по Y- хромосоме; синдром Шерешевского - Тернера. Структурные нарушения аутосом: синдром "кошачьего крика". Предупреждение возникновений наследственных заболеваний. Лечение наследственных заболеваний обмена веществ (сахарный диабет).

Вредное влияние никотина, алкоголя, наркотических веществ и загрязнений окружающей среды на потомство. ( 1 час)

Вредное влияние никотина, алкоголя , наркотических веществ на потомство.

Защита проектов (4 часа).
Учебно-тематический план элективного учебного предмета “Изменчивость”.


Наименование темы

Количество

часов

Форма

проведения

занятия

Образовательный продукт

Всего

Теория

Практика







1. Взаимодействие генотипа и условий среды в формировании признаков.

1

0,5

0,5

Работа в группах

Развёрнутый опорный конспект

2.Фенотипическая (модификационная, ненаследственная) изменчивость

1

1




лекция

Развёрнутый опорный конспект

3. Норма реакции – предел изменчивости признаков. Вариационные ряды изменчивости признаков. Практическая работа "Составление вариационной кривой"

1

0,5

0,5

Практическая работа.

Оформление практической работы

4. Модификационная изменчивость в теории эволюции


1

1




Лекция.


Развернутый опорный конспект

5. Типы модификаций: адаптивные, морфозы, фенокопии, длительные модификации.

1

1




Лекция. Демонстрация.

презентация

6.Тестирование "Фенотипическая изменчивость . Норма реакции

1

1




тест

Результаты тестирования

7. Комбинативная изменчивость – важнейший источник разнообразия живых организмов.

1

1




Лекция.


Развёрнутый опорный конспект

8. Половое размножение как основа комбинативной изменчивости. Источники комбинативной изменчивости.

1

1




Лекция.


Развёрнутый опорный конспект

9 Генотипическая (мутационная, наследственная) изменчивость как изменение

наследственных признаков организмов.

1

1




Лекция.


Развёрнутый опорный конспект

10. Основные характеристики и особенности мутационной изменчивости.

1

1




Лекция.


Развёрнутый опорный конспект

11. Мутационные факторы: физические, химические, биологические.

Экспериментальное получение мутаций.

1

1




Лекция.


Сообщения обучающихся


12. Мутации генные, хромосомные, геномные

1







Лекция.


Развёрнутый опорный конспект

13 Генные мутации, их причины и последствия.

1

1




Лекция.


Развёрнутый опорный конспект

14 Внутрихромосомные мутации

1

1




Лекция.


Развёрнутый опорный конспект

15 Межхромосомные перестройки

1

1




Лекция.


Развёрнутый опорный конспект

16 Геномные мутации

1

1




Лекция.


Развёрнутый опорный конспект

17 Полиплоидия

1

1




Лекция.


Развёрнутый опорный конспект

18 Классификация наследственной патологии.

1

1




Лекция.


Развёрнутый опорный конспект

19 Составление родословной. Генетический анализ родословной. Практическая работа: Составление родословной.

1

0,5

0,5

Лекция. Практическая работа

Оформление практической работы

20. Аутосомно-доминантный тип наследования заболевания.

1

1




Лекция.


Развёрнутый опорный конспект

21 Аутосомно- рецессивный тип наследования заболевания

1

1




Лекция.


Развёрнутый опорный конспект

22 Х-сцепленное наследование.

1

1




Лекция.


Развёрнутый опорный конспект

23 Y-сцепленное наследование

1

1




Лекция.


Развёрнутый опорный конспект

24. Митохондриальная или цитоплазматическая наследственность.


1

1




Лекция.


Развёрнутый опорный конспект

25 Количественные нарушения аутосом

1

1




Лекция.


Развёрнутый опорный конспект

26 Количественные нарушения половых хромосом

1

1




Лекция.


Развёрнутый опорный конспект

27 Структурные нарушения аутосом

1

1




Лекция.


Развёрнутый опорный конспект

28 Предупреждение возникновений наследственных заболеваний.

1

1




Сообщения обучающихся

Сообщения обучающихся.

29 Лечение наследственных заболеваний обмена веществ (сахарный диабет).


1

1




Презентация


Развёрнутый опорный конспект

30 Вредное влияние никотина, алкоголя , наркотических веществ на потомство.

1

1




презентации

Сообщения обучающихся

31 Круглый стол. Защита проектов

1

1




дискуссия

Презентация проектов

32 Круглый стол. Защита проектов

1

1




дискуссия

дискуссия

33 Круглый стол. Защита проектов

1

1




дискуссия

Презентация проектов

34 Круглый стол. Защита проектов

1

1




дискуссия

Презентация проектов


Основные требования к знаниям, умениям.

Обучающиеся должны знать:


  • материальные основы изменчивости;

  • типы изменчивости;

  • хромосомные болезни человека;

  • мутагенез, значение мутаций     

  • Обучающиеся должны уметь

  • давать аргументированное объяснение наследственной патологии как результату наследственной изменчивости;

  • выполнять практические задания;

  • выполнять тестовые задания;

  •   работать с учебной и научно популярной литературой;

  •   составлять планы, схемы, конспекты.

  •   представлять итоги работы в виде проектов и презентаций  с использованием информационных технологий и интерактивной доски.


По итогам изучения элективного предмета "Изменчивость" обучающиеся защищают творческий проект по выбранной тематике. На заседании круглого стола обучающиеся совместно с учителем подводят итог работы по изучению элективного предмета "Изменчивость" .

Предлагаемые темы проектов

  1. Наследственные болезни с нетрадиционным типом наследования.

  2. Врожденные пороки развития.

  3. Наследственно обусловленные формы нарушения умственного и физического развития.

  4. Стойкие нарушения слуха

  5. Стойкие нарушения зрения

  6. Ненаследственная изменчивость

  7. Наследственная изменчивость

  8. Мутагены

  9. Типы мутаций

  10. Вредное влияние никотина на потомство

  11. Вредное влияние алкоголя на потомство

  12. Вредное влияние наркотических веществ на потомство


Список вопросов самоконтроля:

1. Что такое изменчивость? Какие виды изменчивости вы знаете?
2. Что такое фенотипическая изменчивость?
3. Что такое генотипическая изменчивость? Какие виды генотипической изменчивости вам известны?
4. Чем контролируется модификационная изменчивость?
5. Что называют нормой реакции?
6. Дайте определение вариационному ряду и вариационной кривой.
7. Какая из видов изменчивости направлена?
8. Приведите пример вариационного ряда.
9. Что относят к статистическим закономерностям фенотипической изменчивости?
10. Дайте определения, пояснения и примеры понятиям морфоз, фенокопия и модификация.
11. В чём сущность комбинативной изменчивости?
12. Какие механизмы комбинативной изменчивости вы знаете?
13. Что такое мутация?
14. Какие мутагенные факторы вызывают мутации?
15. Как делятся мутации по характеру влияния на организм? Приведите примеры и пояснения.
16. Как мутации делятся по месту возникновения? Приведите примеры и пояснения.
17. Что лежит в основе мутационной изменчивости?
18. В чём сущность генных мутаций? Каково их второе название?
19. В результате чего происходят эти мутации?
20. К каким генным болезням могут привести генные мутации?
21. В чём сущность хромосомных мутаций?
22. Что такое инверсия, транслокация, делеция, дупликация?
23. В чём сущность геномных мутаций?
24. Что такое анеуплоидия? Какие бывают виды анеуплоидии?
25. В чём сущность полиплоидии?
26. Какие организмы называют автоплоидными, а какие аллоплоидными?
27. В чём сходство комбинативной изменчивости и мутационной изменчивости?
28. В чём различие между комбинативной изменчивостью и мутационной изменчивостью?
29. Какова роль мутаций в эволюции?
30. Какие свойства имеют мутации?

Информационное обеспечение

  1. Г.Л.Билич, В.А. Крыжановский «Биология для поступающих в ВУЗы", М., "Оникс", 2007

  2. Т.Л. Богданова, Е.А. Солодова «Биология. Справочник для старшеклассников и поступающих в ВУЗы. Полный курс подготовки к выпускным и вступительным экзаменам», АСТ-ПРЕСС ШКОЛА» 2003.

  3. А.Ю. Асанов, Н.С.Демикова, С.А. Морозов "Основы генетики и наследственные нарушения развития у детей", М., "АСАДЕМА" 2003

  4. М.В. Гусев, А.А. Каменский "Биология. Пособие для поступающих в ВУЗы" М., "Мир", 2002

  5. З.Брем, И. Мейнке "Биология. Справочник школьника и студента" М., "Дрофа" 1999



Учебно- методические материалы

Тема 1: Взаимодействие генотипа и условий среды в формировании признаков

Цель: Изучить явление фенотипической изменчивости, ее свойства. Расширить знания обучающихся о влиянии факторов окружающей среды на процесс формирования признаков организмов.

Задачи: 1. Познакомить обучающихся с понятием «модификационная» изменчивость.

2. Доказать, что изменения генотипа происходят в результате взаимодействия условий среды и генотипа.

3. Выработать умение приводить примеры фенотипической (модификационной) изменчивости одного вида, выраженные в разных условиях освещения

Тип урока: комбинированный

Междисциплинарные связи: экология

Оборудование: комнатные растения; листья растений одного вида; гербарии растений с выраженной модификационной изменчивостью(стрелолист обыкновенный, одуванчик обыкновенный) для выполнения лабораторной работы

Ход урока

  1. Организационный момент

  2. Создание проблемной ситуации и постановка проблемы

- Вспомните, что изучает генетика? Что такое наследственность, каким способом передаются наследственные признаки? Что такое изменчивость?

- Прочитайте понятия, дайте им формулировку, покажите взаимосвязь между ними

На доске понятия: ген, фенотип, факторы окружающей среды, признак, генотип.

- Объектом генетических исследований являются не только закономерности наследования признаков, но и различные проявления изменчивости у организмов. Изменчивость – способность организмов менять свои признаки и свойства под влиянием факторов внешней среды.

Взаимосвязь между понятиями можно показать в виде схемы:

Ген Белок Признак

Генотип Фенотип

Факторы окружающей среды

- назовите факторы внешней среды, которые могут оказывать влияние на степень проявления различных признаков в фенотипе. Какие признаки относятся к фенотипическим?

3. Решение проблемы

1) Знакомство с новым материалом

Обучающиеся работают в группах по 4-5 человек, обсуждают поставленную проблему, высказывают свои предложения.

- Степень выраженности признаков в существенной мере зависит от среды, в которой живет организм.

Например:

А) Высокий рост определяется генотипом, то есть носит наследственный характер. В зависимости от условий питания, социально- бытовой среды и витаминизации люди, получившие по наследству гены высокого роста, могут быть высокими (при оптимальных благоприятных условиях), средними ( при средних условиях) низкими ( при плохих условиях)

Б) Человек под действием ультрафиолетовых лучей приобретает защитное свойство- загар ( то есть усиленную пигментацию кожи). Степень загара у разных людей различна. Это зависит от наследственности, от интенсивности и длительности действия фактора. С прекращением действия ультрафиолетовых лучей загар постепенно исчезает. И еще, веснушек больше у тех, кто много бывает на улице в солнечную погоду.

В) В зависимости от ухода урожайность культурных растений (томатов, огурцов, др.) бывает разная. При соблюдении всей «технологии» выращивания растений урожайность их всегда выше по сравнению с урожайностью растений, возделываемых в плохих условиях. Степень проявления декоративных качеств у декоративно - лиственных и декоративно – цветочных культур напрямую зависит от агротехники выращивания.

Учитель приводит свои примеры, дополняя ответы учеников.

Г) Если в корм личинок дрозофилы добавить немного нитрата серебра, то из них выводятся желтые мушки, несмотря на гомозиготность особей по доминантному гену серой окраски тела (ВВ). У особей гомозиготных по рецессивному гену зачаточности крыльев (аа) при комнатной температуре крылья остаются зачаточными , а при температуре выше 31 градуса вырастают нормальные крылья .

Генотип личинки дрозофилы

аа

аа

ВВ

ВВ

Генотип личинки дрозофилы

Температура содержания личинки и куколки дрозофилы

+15-20 градусов

+31 градус

норма

Пища с добавкой нитрата серебра

Особенности кормления

Фенотип взрослой мухи

Зачаточные крылья

Нормально развитые крылья

Серое тело

Желтое тело

Фенотип взрослой мухи


Д) Если у гималайского кролика выщипать белую шерсть и поместить его в холод, то на этом месте вырастет черная шерсть. Если черную шерсть удалить и наложить теплую повязку, вырастет белая шерсть. При содержании гималайского кролика при температуре +30 градусов вся шерсть будет белая, при ее понижении быстро возрастает синтез черного пигмента, и при 2-3 градусах тело кролика приобретает черную окраску. У потомства от двух белых или двух черных кроликов, выращенных в нормальных условиях, распределение пигмента будет обычным ( чело белое, а выступающие части – нос, кончики ушей, хвоста – черные).

Объяснить это можно следующим образом. Эмбрион, развиваясь в утробе матери, находится в условиях повышенной температуры, которая разрушает фермент, необходимый для окраски шерсти, поэтому кролики часто рождаются белыми. Вскоре после рождения отдельные выступающие части начинают темнеть, потому что там температура ниже, чем в других местах, и фермент не разрушается.

Е) В последнем примере речь идет о стрелолисте – водном растении ( демонстрация рисунка или гербария) Листья у одного и того же растения имеют разную форму в зависимости от того, находятся они в водной или в воздушной среде.

Стрелолист

Узкие лентовидные листья листья округлой формы листья стреловидной формы

Находятся под водой листья на поверхности воды выступают над водой

- О чем говорит тот факт, что у всех стрелолистов в воде развиваются длинные тонкие листья, а у всех лютиков водных – изрезанные?

- В чем проявляется специфичность реакций организмов одного вида на воздействия факторов внешней среды?

- Какие выводы можно сделать на основании приведенных примеров?

Выводы:

  1. Большую роль в формировании признаков организмов играет их среда обитания

  2. Каждый организм развивается и обитает в определенной среде, испытывая на себе действие ее факторов, способных изменять морфологические и физиологические свойства организмов, то есть их фенотип

  3. Изменчивость носит ненаследственный характер, так как изменения, возникшие у родителей, потомкам не передаются

  4. На действие определенного фактора среды вид реагирует специфическим образом, и реакция оказывается сходной у всех особей одного вида.

Учитель вводит новые понятия

- изменчивость организмов, возникшая под влиянием факторов внешней среды и не затрагивающая генотипа, называется модификационной

Модификационная изменчивость – изменчивость фенотипа; реакция конкретного генотипа на разные условия среды обитания.

Модификация ( от латинского слова – видоизменение) – ненаследственное изменение фенотипа, возникающее под влиянием факторов внешней среды.

Модификационная изменчивость носит групповой характер, то есть все особи одного вида, помещенные в одинаковые условия, приобретают сходные признаки.

Модификационная изменчивость является определенной, то есть всегда соответствует тем факторам, которые ее вызывают. Так, повышенные физические нагрузки влияют на степень развития мышц, но не изменяют цвет кожи, а ультрафиолетовые лучи изменяют цвет кожи человека, но не изменяют пропорций тела.

Не смотря на то, что под влиянием условий внешней среды признаки могут меняться, эта изменчивость не беспредельна. У модификационной изменчивости есть довольно жесткие границы или пределы проявления признака, обусловленные генотипом. Пределы модификационной изменчивости признака организма называют его нормой реакции.

Закрепление изученного

  1. Сравните растение колеус (пеларгонию, бегонию) , выращиваемое при ярком освещении с колеусом, произрастающем в затемненном месте.

  2. Определите фенотипические признаки растения (форма листовой пластинки, тип жилкования, тип листорасположения, строение цветка, тип соцветия)

  3. Сравните у трех растений их фенотипические признаки ( количество листьев на побеге, окраска листьев, размеры листовой пластинки, длина междоузлий, наличие и размеры соцветий, фототропизм, листовая мозаика

  4. Сделайте вывод

Рефлексия

Тема 2. ФЕНОТИПИЧЕСКАЯ, НЕНАСЛЕДСТВЕННАЯ (ИЛИ МОДИФИКАЦИОННАЯ) ИЗМЕНЧИВОСТЬ ОРГАНИЗМОВ

Тема: Фенотипическая, ненаследственная, модификационная изменчивость.

Цель: Сформировать знания о свойствах, закономерностях, значении модификационной изменчивости

Задачи: 1. Дать представление о значении модификационной изменчивости в теории эволюции.

2. Классификация модификационной изменчивости

3. Значение модификационной изменчивости

Ход урока:

Лекция:

Условная классификация модификационной изменчивости

  • По изменяющимся признакам организма:

    • морфологические изменения

    • физиологические и биохимические адаптации — гомеостаз (повышение уровня эритроцитов в горах и т. д.)

  • По размаху нормы реакции

    • узкая (более характерна для качественных признаков)

    • широкая (более характерна для количественных признаков)

  • По значению:

    • модификации (полезные для организма — проявляются как приспособительная реакция на условия окружающей среды)

    • морфозы (ненаследственные изменения фенотипа под влиянием экстремальных факторов окружающей среды или модификации, возникающие как выражение вновь возникших мутаций, не имеющие приспособительного характера)

      • фенокопии (различные ненаследственные изменения, копирующие проявление различных мутаций)— разновидность морфозов

  • По длительности:

    • есть лишь у особи или группы особей, которые подверглись влиянию окружающей среды (не наследуются)

    • длительные модификации — сохраняются на два-три поколения

Характеристика модификационной изменчивости

  • обратимость — изменения исчезают при смене специфических условий окружающей среды, спровоцировавших их

  • групповой характер

  • изменения в фенотипе не наследуются, наследуется норма реакции генотипа

  • статистическая закономерность вариационных рядов

  • затрагивает фенотип, при этом не затрагивая сам генотип.

характеристика модификационной изменчивости

( обучающиеся заполняют таблицу)
Свойство

Ненаследственная (адаптивные модификации)
Объект изменений

Фенотип в пределе нормы реакции
Фактор возникновения

Изменения условий окружающей среды

Наследование свойств

Не наследуется

Значения для особи

Повышает жизнеспособность, приспособленность к условиям окружающей среды
Значение для вида

Способствует выживанию
Роль в эволюции

Адаптация организмов к условиям окружающей среды
Форма изменчивости

Групповая
Закономерность

Статистическая закономерность вариационных рядов
Модификационная изменчивость в жизни человека

Практическое использование закономерностей модификационной изменчивости имеет большое значение в растениеводстве и животноводстве, так как позволяет предвидеть и заранее планировать максимальное использование возможностей каждого сорта растений и породы животных (например, индивидуальные показатели достаточного количества света для каждого растения). Создание заведомо известных оптимальных условий для реализации генотипа обеспечивает их высокую продуктивность. Также это позволяет целесообразно использовать врожденные способности ребенка и развивать их с детства — в этом состоит задача психологов и педагогов, которые еще в школьном возрасте пытаются определить склонности детей и их способности к той или иной профессиональной деятельности, увеличивая в пределах нормы реакции уровень реализации генетически детерминированных способностей детей.



следующая страница >>