Урок по биологии "Генетика человека"
план-конспект урока по биологии (10 класс) по теме

Тема: Генетика человека

Генетика представляет собой одну из основных, наиболее увлекательных и вместе с тем сложных дисциплин современного естествознания. Место генетики среди биологических наук и особый интерес к ней определяются тем, что она изучает основные свойства организмов, а именно наследственность и изменчивость.

В результате многочисленных – блестящих по своему замыслу и тончайших по исполнению – экспериментов в области  генетики современная биология обогатилась многими открытиями, которые уже нашли широкое отражение в жизни общества. Без преувеличения можно сказать, что генетика человека относится к наиболее прогрессирующим разделам генетики в целом. Ее исследования простираются от биохимического до популяционного, с включением клеточного и организменного уровней.

Данный урок  позволяет учащимся сформировать знания о генетике человека, как о важнейшей науке современности. В ходе урока учащиеся знакомятся с особенностями наследования признаков, сцепленных с половыми хромосомами, учатся решать задачи на сцепленное с полом наследование.

Содержание данного урока предполагает развивающие виды деятельности учащихся: самостоятельная работа с учебником, анализ статистического материала, практическое решение задач по генетике человека.  

Как известно, у большей части школьников визуальное восприятие развито намного лучше, чем аудиальное. Именно поэтому зачастую прослушанный на уроках материал остается не усвоенным. Включение в урок  иллюстраций  дает возможность усилить визуальное восприятие и облегчает усвоение большого объема учебного материала.

Самостоятельное оценивание работы на уроке обеспечивает личностное развитие учащихся.

Цель и задачи урока:

• сформировать знания о генетике человека, генетическом определении пола и наследовании признаков, сцепленном с полом;
• научить решать стандартные задачи на сцепленное с полом наследование;
• развивать умение работать с учебным и дополнительным материалом, самостоятельно отвечать на поставленные в процессе урока вопросы;
• развивать  у учащихся убеждение, что физическое, психическое и духовное здоровье человека находится в прямой зависимости от образа жизни, окружающей социальной и природной среды;
• формировать активную жизненную позицию в области здоровьесбережения.

Оборудование: компьютер, проектор, экран, презентация, карточки статистических данных, схемы сцепленного наследования, схема генеалогического древа королевы Виктории и заболеваемости потомков гемофилией, таблица «Кариотип человека»

Описание конкурсного материала

Ход урока:

1. Орг. момент.

Эпиграф  учебного занятия (слайд № 1):              

«Ты, человек, можешь сделать для своего здоровья

и благополучия больше,  чем  любой врач,  

любая  больница,  любое      лекарство,    

любое     медицинское  средство».

                                                                                                             (Дж. Калифано)

2. Актуализация знаний.

Самое главное для человека в жизни – это его здоровье. Ведь недаром, испокон веков известна фраза «В здоровом теле - здоровый дух!». И это, действительно так, ведь, если Вы здоровы, значит у Вас – прекрасное настроение и спорится любое дело. А потому от всей души желаю Вам самого наикрепчайшего здоровья!

• Мы говорим: «Здравствуйте! Здравия желаю! Бывайте здоровы!».

А что такое «здоровье»?  Какой смысл кроется за этой, такой простой, фразой?

Попытаемся ответить  на следующие вопросы (слайд № 2):

• Что такое здоровье? Дайте определение.
• От каких четырёх  факторов  зависит  здоровье человека (ваше здоровье)?  
• Какой из этих факторов будет определяющим?

У вас на партах находятся данные о состоянии здоровья населения России.

Прежде, чем ответить на вопросы, проанализируйте факты.

Состояние здоровья населения России    (Приложение 1)

1. Продолжительность жизни россиян (2003 год):

2. За последние 10 лет уровень общей смертности в стране вырос в 1,5 раза, а численность преждевременно умерших превысила 3 млн человек.
3. Уровень рождаемости детей с генетическими отклонениями достиг 17% (достижение порога 30% приводит популяцию к полной гибели!!).
4. Детская и подростковая заболеваемость:

- общая заболеваемость детей в возрасте до 14 лет включительно выросла на 9,3%;

-  из 16,3 миллиона детей школьного возраста две трети детей имеют отклонения в состоянии здоровья;

- среди 13,62 миллиона детей, обучающихся в школах, только 21,4 % имеют первую группу здоровья, а 21% - хронические, в том числе инвалидизирующие заболевания;

- растёт детское и подростковое употребление алкоголя и табака;

- более 50% детей подросткового возраста имеют заболевания, которые в дальнейшем могут повлиять на снижение репродуктивной функции;

- более  чем у 30% юношей выявляется задержка полового созревания.

5. В 231 из 294 городов России регулярно превышаются ПДК вредных веществ; 2/3 территории страны загрязнены канцерогенами – диоксинами.
6. Только у 17% работающих условия труда соответствуют нормам.

7. Репродуктивное здоровье взрослых

        - растёт заболеваемость женщин ВИЧ-инфекцией;

       - сохраняется высокий уровень употребления алкоголя, табакокурения у женщин фертильного возраста и мужчин.

Проверь свои ответы (слайд № 3):

1. Согласно формулировке ВОЗ,  «Здоровье    –  это состояние полного физического, душевного и социального благополучия, а не только отсутствие болезней и физических недостатков».

2. Факторы:

А) генетический (наследственность), (1б)

Б) экологический (состояние окружающей среды), (1б)

В) поведенческий (образ жизни), (1б)

Г) медицинский. (1б)

3. Определяющий фактор – генетический, т.е. наследственность (1б)

3.Новая тема

Запишите тему нашего урока «Генетика человека» (слайд № 4)

* На предшествующих уроках мы уже изучили основные закономерности наследования признаков при моно- и дигибридном скрещивании Г.Менделя, познакомились с принципами сцепленного наследования признаков, сформулированными Т.Морганом. выяснили, что понятие «один ген – один признак» распространяется в основном на растительные организмы, у животных наследование признаков происходит значительно сложнее.

* Распространяются ли закономерности передачи наследственных свойств, открытые Г.Менделем, на человека? (ответы детей - частично)

Человек – сложнейшая загадка для науки и самого себя, понимание его природы было и остается предметов многочисленных исследований, в том числе и генетических.

Генетика человека – раздел науки генетики, который объясняет многое из того, что ранее было загадочным в биологической природе человека. Этот раздел науки называется антропогенетика.

(определение записать в тетради)

Антропогенетика - специальное направление генетики человека, биологии человека и антропологии, основанное на применении подходов и методов генетики к исследованиям современных и древних популяций человека

(слайд № 5).

В настоящее время ясно, что наследственность человека подчиняется тем же самым биологическим закономерностям, что и наследственность всех живых существ. Так как генетический материал заключен в хромосомах, которых 23 пары, генетическая программа тоже подвержена мутациям.

Как происходит наследование отдельных признаков у человека, это мы и выясним на уроке.

Основываясь на знаниях предыдущего материала и текста параграфа (5-7 минут)

Ответьте на вопросы: (слайд № 6)

1. Сколько всего хромосом в клетках тела человека?
2. Сколько хромосом в половых клетках?
3. Каким термином обозначается двойной, одинарный набор хромосом?
4. Все ли хромосомы ответственны за пол человека?
5. Как называются неполовые хромосомы? Сколько их пар?
6. Сколько пар половых хромосом в клетках тела человека?
7. Какими символами обозначаются половые хромосомы мужчин, женщин?

• Обсуждение, озвучивание выводов (слайд № 7)

Законы наследственности и характер наследования отдельных признаков у человека и животных едины.

У человека, также как и у всех живых организмов, есть доминантные и рецессивные признаки. Изучите их: (Приложение 2)

• Просмотрите слайды и определите доминантные и рецессивные признаки человека (слайд № 8,9).

Решите задачу, самостоятельно определив доминантные и рецессивные признаки

(слайд № 10)

Светловолосая девушка вышла замуж за темноволосого мужчину, мать которого была светловолосой. Сколько процентов  детей от этого брака будет: а) светловолосыми, б) темноволосыми?

Решение данной задачи подчиняется законам Г.Менделя (слайд № 11)

• Сегодня нашей задачей является научиться решать задачи на наследование, сцепленное с полом.

Еще раз подробно рассмотрим хромосомный набор человека (плакат). Он содержит 22 пары хромосом, одинаковых у мужского и женского организма, и одну пару хромосом, по которой различаются оба пола. Хромосомы, одинаковые у обоих полов, называют аутосомами. 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.

Пол, содержащий в своих клетках две Х-хромосомы, называется гомогаметным, так как он дает все гаметы одинаковые, а содержащий и Х– и Y-хромосомы, образующий два типа гамет – гетерогаметным. (Запишите определения в рабочую тетрадь) (слайд № 12)

Решите задачу по схеме. (слайд № 13)  

Определите пол рожденных детей.

Ответьте на вопрос: от гамет какого из родителей зависит рождение мальчика, девочки?

                                           Р  ХХ  х    ХУ

                               G       ?                ?

                               F1      ?      

Сделаем вывод (слайд № 14): Пол потомка зависит от того, какой спермий оплодотворит яйцеклетку. Если яйцеклетка оплодотворяется сперматозоидом, несущим Х-хромосому, развивается женский организм. Если яйцеклетка оплодотворяется сперматозоидом, несущим Y-хромосому, развивается мужской организм. В результате случайного оплодотворения половина гамет получает Х-хромосому, другая половина Y-хромосому. Поэтому у раздельнополых организмов соотношение полов обычно составляет 1:1, т.е. самцы и самки встречаются одинаково часто.

Женщины (XХ) имеют одну Х-хромосому от отца и одну Х-хромосому от матери. Мужчина (XY) получает Х-хромосому только от матери. Этим обусловлена особенность наследования генов, расположенных в половых хромосомах.  

Пол будущего ребенка полностью зависит от гамет отца.  

 Признаки, наследуемые с половыми хромосомами X и У, получили название сцепленных с полом.

(Дополнительный материал (слайд № 15)) Y-хромосому часто называют генетически инертной или генетически пустой, так как в ней очень мало генов. У человека на У-хромосоме располагается ряд генов, регулирующих сперматогенез, проявления антигенов гистосовместимости, влияющих на размер зубов и т. д. Известны аномалии, сцепленные с Y-хромосомой, которые от отца передаются всем сыновьям (чешуйчатость кожи, перепончатые пальцы, сильное оволосение на ушах). У-хромосома передается от отца всем его сыновьям, и только им. Следовательно, для генов, содержащихся только в У-хромосоме, характерно голандрическое наследование, т. е. они передаются только от отца к сыну и проявляются у самцов. (слайд № 16)

Х-хромосома несет много различных признаков. Описано более 370 болезней сцепленных с ней. В женском организме (XX) каждый признак по генам, будет являться либо гомо-, либо гетерозиготным. Поскольку у особей мужского пола одна Х-хромосома, то все локализованные в ней гены, даже рецессивные, сразу же проявляются в фенотипе. (слайд № 17, 18)

У человека некоторые патологические состояния наследуются сцеплено с полом. К ним относится, например, гемофилия (повышенная кровоточивость), дальтонизм (аномалия зрения, при которой человек недостаточно различает красный и зеленый цвета).   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.

Гемофилия (слайд № 19)— сцепленное с полом рецессивное заболевание, при котором нарушается образование фактора VIII, ускоряющего свертывание крови.

Ген находится в Х-хромосоме. Кровоточивость при гемофилии проявляется с раннего детства. Даже лёгкие ушибы вызывают обширные кровоизлияния – подкожные, внутримышечные. Порезы, удаление зуба и др. сопровождаются опасными для жизни кровотечениями, могут вызвать смерть. Эта патологическая мутация в гене F8C была в генотипе наследника царского престола русского царя Алексея. Молекулярный дефект в Х– хромосоме способен самым жестоким образом распоряжаться жизнью многих поколений его потомков. Гемофилия А поражает 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.  

Пример решения задачи (слайд № 20):

Девушка, носительница рецессивного аллеля мутантного гена гемофилии, выходит замуж за здорового мужчину. Какое потомство следует ожидать от этого брака, при условии, что ген, кодирующий признаки гемофилии, сцеплен с Х-хромосомой?

4. Закрепление изученного материала.

Решите задачу (слайд № 21, 22): Отсутствие потовых желез наследуется как рецессивный сцепленный с Х-хромосомой признак. В семье, где у мужа наблюдается отсутствие потовых желез, а у жены они есть, родилась дочь с отсутствием потовых желез. Какова вероятность рождения в этой семье детей без патологии. Если дочь вступит в брак с нормальным мужчиной, какое потомство можно ожидать?

5. Итог урока.

Самооценка. По баллам поставьте себе оценку в тетрадях (слайд № 23)

Максимальное количество баллов – 27

«5» - 22-27б

«4» - 17-22б

«3» - менее 17б

Д/З: параграф 3.10 прочитать. Подобрать и решить задачи по генетике. Подобрать материал по теме «Вредные и полезные мутации» (слайд № 24)

Приложение 1

1. Состояние здоровья населения России

1. Продолжительность жизни россиян (2003 год):

2. За последние 10 лет уровень общей смертности в стране вырос в 1,5 раза, а численность преждевременно умерших превысила 3 млн человек.
3. Уровень рождаемости детей с генетическими отклонениями достиг 17% (достижение порога 30% приводит популяцию к полной гибели!!).
4. Детская и подростковая заболеваемость:

- общая заболеваемость детей в возрасте до 14 лет включительно выросла на 9,3%;

-  из 16,3 миллиона детей школьного возраста две трети детей имеют отклонения в состоянии здоровья;

- среди 13,62 миллиона детей, обучающихся в школах, только 21,4 % имеют первую группу здоровья, а 21% - хронические, в том числе инвалидизирующие заболевания;

- растёт детское и подростковое употребление алкоголя и табака;

- более 50% детей подросткового возраста имеют заболевания, которые в дальнейшем могут повлиять на снижение репродуктивной функции;

- более  чем у 30% юношей выявляется задержка полового созревания.

5. В 231 из 294 городов России регулярно превышаются ПДК вредных веществ; 2/3 территории страны загрязнены канцерогенами – диоксинами.
6. Только у 17% работающих условия труда соответствуют нормам.

7. Репродуктивное здоровье взрослых

        - растёт заболеваемость женщин ВИЧ-инфекцией;

       - сохраняется высокий уровень употребления алкоголя, табакокурения у женщин фертильного возраста и мужчин.

Приложение 2

2.  Доминантные и рецессивные признаки человека

Методические рекомендации к уроку

Личностная значимость изучаемого материала для учащихся заключается в следующем:

учащиеся, выясняя влияние факторов среды на состояние здоровья человека, могут применить эти знания в отношении сохранения собственного здоровья и здоровья своих близких;

знания особенностей наследования признаков, сцепленных с половыми хромосомами можно использовать в дальнейшей жизни, например, при создании семьи;

навыки решения задачи по генетике пригодятся при изучении курса биологии в 10-11 классах.

Методы: частично-поисковый, сравнительно-аналитический, творческий.

Формы работы: индивидуальная, групповая, общеклассная.

В результате изучения материала ученик должен:

знать/понимать

особенности наследования признаков, сцепленных с половыми хромосомами;

сущность биологических процессов, обусловливающих зависимость состояния здоровья от внешних и внутренних факторов;

уметь

объяснять: роль антропогенетики в формировании современной естественнонаучной картины мира, в практической деятельности людей и самого ученика;  

объяснять взаимосвязь состояния здоровья человека и окружающей среды;   необходимость сохранения собственного здоровья;

анализировать дополнительную информацию, статистические данные;

проводить самостоятельный поиск биологической информации и находить  в тексте учебника ответы на поставленные вопросы урока;

решать стандартные задачи на сцепленное с полом наследование;

использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для:

соблюдения мер по сохранению и укреплению собственного здоровья;

по внешним признакам характеризовать генотип человека и строить предположения о проявлении того или иного признака в будущих поколениях.