Рабочая программа "Решение генетических задач" (дополнительная общеобразовательная общеразвивающая)
рабочая программа по биологии (10 класс)

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение «Лицей № 29»

Рассмотрена на заседании                                                                                     УТВЕРЖДЕНО

методического совета                                                                                      Приказом директора

протокол заседания №1                                                                                     от 31.08.2018 №159                                                                                         )               от «28» августа 2018

Рекомендовано к утверждению

    педагогическим советом

        протокол №10

от «30» августа 2018г

                                                              Дополнительная

                    общеобразовательная общеразвивающая программа

«Решение генетических задач»

возраст обучающихся 15-16 лет,

срок реализации - 1 год

Автор-составитель:

Зверева Ольга Михайловна,

Учитель биологии,

высшей категории

Тамбов, 2018г

Пояснительная записка.

Данная программа имеет естественнонаучную направленность и составлена с учетом содержания школьной программы по разделу «Генетика», но все же не является повторением школьного курса. В типовую программу внесен ряд существенных изменений, направленных на то, чтобы в меньшей степени дублировать школьный курс генетики, и предусматривающих всестороннее изучение особенностей различных направлений генетики, что в целом формирует у учащихся правильное понимание значения, целей и задач современной генетики.

Актуальность предлагаемой образовательной программы определяется запросом со стороны обучающихся и их родителей на биологические программы, позволяющие сформировать у учащихся практические умения и навыки.

Отличительной особенностью дополнительной образовательной программы «Решение генетических задач» является ее комплексный подход к подготовке ученика к дальнейшей практической деятельности. Она представляет изучаемый материал в расширенном формате и формирует у учащихся широкий спектр практических навыков.

Педагогическая целесообразность программы объясняется тем, что такое введение практического материала вызвано требованиями времени, необходимостью подготовки всесторонне развитой личности, в т.ч. в области биологии и экологии. Дополнительное образование, наряду с собственно уроками, способствует созданию необходимой базы для понимания и глубокого усвоения учащимися школьной программы, а также реализует возможности развития творческой и научно-исследовательской деятельности учащихся. Программа поддерживает изучение основного предмета (биология); строит индивидуальную образовательную траекторию, помогает осознать свои возможности, интересы, склонности. Предложенная программа позволяет применить полученные знания и умения в реальной жизни.

Предлагаемая программа предназначена для учащихся 10 класса, так как именно старшеклассники обладают высокой степенью абстрактного мышления и логической переработки материала, более устойчивым вниманием и необходимым уровнем теоретической подготовки. Программа может быть реализована как в группе учащихся с профильной (естественно–математической, химико–биологической) подготовкой так и с базовой. В группе предполагается от 15 до 20 учащихся, в возрасте 15 – 16лет (в соответствии с санитарно – гигиеническими требованиями, уставом учреждения и региональными нормативными документами в сфере дополнительного образования). Набор детей в группу производится на основании заявлений родителей.

Объем программы. Программа включает в себя темы «Менделевская генетика. Моногибридное скрещивание», «Дигибридное скрещивание», «Полигибридное скрещивание», «Сцепленное наследование», «Генетика пола», «Генетика популяций», «Медицинская генетика». Всего 72часа.

Форма организации занятий: лекции, практикумы, конкурсы, семинары.

Большое количество практических занятий по решению генетических задач позволит учащимся совершенствовать умение анализировать, строить предположения, делать выводы.

Методы обучения представлены достаточно широко: словесные (объяснения, лекции, беседы), наглядные (схемы, показ видеоматериалов, иллюстрации), практические (тренировочные упражнения, тесты).

Программа рассчитана на один год обучения. Занятия проводятся один раз в неделю по два часа продолжительностью 45мин.

Основная цель этого курса углубить знания учащихся по генетике, применять полученные знания для решения генетических задач.

Для достижения цели необходимо решить ряд задач:

Образовательные задачи:

• сформировать представление о роли ДНК, генов и хромосом в хранении и передаче наследственной информации; основных законах генетики и методах генетического анализа;
• сформировать умение решать генетические задачи разных типов;
• формировать навыки статистической обработки данных, их анализ;
• формировать умения цитологически обосновывать закономерности наследования;
• формировать у учащихся представление о значимости наследственного материала в формировании у потомства признаков.

Воспитательные задачи:

•  воспитание культуры личности;
•  воспитание отношения к биологии как к части общечеловеческой культуры;
•  воспитание понимания значимости генетики для научно – технического прогресса;
•  воспитание настойчивости, инициативы, чувства ответственности, самодисциплины;
•  ориентация на профессии, существенным образом связанные с биологией и генетикой.

Развивающие задачи:

•  развитие ясности и точности мысли, креативности мышления, интуиции, логического мышления, элементов алгоритмической культуры, способности к преодолению трудностей;
•  формирование  кругозора, исследовательских умений учащихся;
•  выявление и развитие способностей учащихся;
•  интеллектуальное развитие учащихся, формирование качеств мышления, характерных для данного вида деятельности.

Учебный план дополнительной

общеобразовательной общеразвивающей программы

                                        «Решение генетических задач»

Содержание дополнительной

общеобразовательной общеразвивающей программы

«Решение генетических задач»

Содержание программы.

Тема 1. Введение (2ч.)

Лекция 1: Основные понятия генетики. Генетическая символика.

Генетика – наука о закономерностях наследственности и изменчивости. Наследственность и изменчивость – основные свойства живых организмов. Генотип – совокупность всех генов организма. Фенотип -  совокупность анатомических, биохимических, гистологических и других признаков. Гибридологический метод. Различные виды скрещиваний: возвратное, анализирующее, реципроктное.

Лекция 2: Основные этапы решения задач по генетике. Оформление задач.

Определение типа задачи (сколько пар генов, признаков, гомозиготность и гетерозиготность; тип скрещивания: прямое, возвратное, анализирующее и т.д.; сцепленное или независимое наследование; связь с полом; количество фенотипических и генотипических классов. Анализ генотипов родителей, потомства.) Основные этапы решения задач. Оформление задач по генетике.

Тема 2. Менделевская генетика. Основные закономерности.

Лекция 3: Моногибридное скрещивание. Оформление задач на моногибридное скрещивание.

Доминантные и рецессивные признаки. Первый и второй закон Г.Менделя. Оформление задач на моногибридное скрещивание. Парность генов – аллелизм, парные гены - аллельные; ген каждой пары – аллель. Множественный аллелизм - наличие у гена большого количества аллелей. Определение генотипа и фенотипа потомков по генотипу и фенотипу родителей. Определение генотипа и фенотипа родителей по генотипу и фенотипу потомства или расщеплению в потомстве. Определение доминантности или рецессивности признака. Определение вероятности появления потомства с заданным признаком. Основные этапы решения задач. Примеры решения задач. Неполное доминирование. Наследование летальных и сублетальных генов.

П.р.1: Решение задач на моногибридное скрещивание.

П.р. 2: Определение генотипа и фенотипа потомков по генотипу и фенотипу родителей.

П.р. 3: Определение генотипа и фенотипа родителей по генотипу и фенотипу потомков или расщеплению в потомстве.

П.р. 4: Определение доминантности и рецессивности признака.

П.р. 5: Определение вероятности появления потомства с заданным признаком.

Лекция 4: Неполное доминирование при моногибридном скрещивании.

П.р. 6: Решение задач на неполное доминирование при моногибридном скрещивании.

Лекция 5: Наследование летальных и сублетальных генов.

П.р.7: Решение задач на наследование летальных и сублетальных генов.

Тема 3. Дигибридное скрещивание.

Лекция 6:         Дигибридное скрещивание. Третий закон Г.Менделя (закон независимого исследования).

         Решение задач на дигибридное скрещивание, определение генотипа и фенотипа потомства по генотипу и фенотипу родителей; генотипа и фенотипа родителей по генотипу и фенотипу потомства, определение вероятности появления потомства с заданными признаками.

Лекция 7: Примеры решения задач на дигибридное скрещивание.

П.р. 8: Определение генотипа и фенотипа потомков по генотипу и фенотипу родителей при дигибридном скрещивании.

П.р. :9 Определение генотипа и фенотипа родителей по генотипу и фенотипу потомков или расщеплению в потомстве при дигибридном скрещивании.

П.р. 10: Определение доминантности или рецессивности признака при дигибридном скрещивании.

П.р. 11: Определение вероятности появления потомства с заданными признаками.

П.р. 12: Наследование летальных и сублетальных генов при дигибридном скрещивании.

Тема 4. Полигибридное скрещивание.

Лекция 8: Полигибридное скрещивание. Определение количества типов гамет и генотипов потомства. Примеры решения задач на полигибридное скрещивание.

Лекция 9: Полигибридное скрещивание. Примеры решения задач.

П.р.13: Решение задач на полигибридное скрещивание.

Тема 5. Сцепленное наследование.

Лекция 10: Сцепленное наследование.

Группа сцепления – гены, локализованные в одной хромосоме. Закон Т.Моргана. Цис-положение и транс - положение генов. Неполное и полное сцепление генов. Особенность образования гамет: кроссоверные и некроссоверные. Кроссинговер: одинарный, двойной, тройной, множественный. Морганида – единица расстояния между генами.

П.р. 14: Решение задач на сцепленное наследование.

Лекция 11: Определение расстояния между генами и порядка их расположения в хромосоме. Генетические карты и их значение.

П.р. 15: Решение задач на определение расстояния между генами и порядка их расположения в хромосоме.

Лекция 12: Картирование хромосом.

П.р. 16: Картирование хромосом.

Тема 6. Генетика пола. Наследование, сцепленное с полом.

Лекция 13: Генетика пола.

Наследование признаков, связанных с полом. Оформление и решение задач на сцепленное с полом наследование. Наследование генов, расположенных одновременно в аутосомах и половых хромосомах. Типы соотношения половых хромосом. Гомо- и гетерогаметный пол. Признаки, ограниченные полом. Наследственные заболевания человека, связанные с половыми хромосомами.

П.р. 17: Оформление и решение задач на сцепленное с полом наследование.

П.р. 18: Решение задач на наследование ограниченных полом и зависимых от пола признаков.

Лекция 14: Наследование генов, расположенных одновременно в аутосомах и половых хромосомах.

П.р. 19: Решение задач на наследование генов, расположенных в аутосомах и половых хромосомах.

Тема 7. Взаимодействие генов.

Лекция 15: Взаимодействие аллельных и неаллельных генов.

Полное доминирование. Неполное (промежуточное) доминирование. Кодоминирование. Взаимодействие неаллельных генов: комплементарность. Эпистаз. Гены супрессоры. Гипостатические гены. Доминантный и рецессивный эпистаз. Полимерия. Кумулятивная полимерия. Некумулятивная полимерия.

П.р.20: Кодоминирование. Решение задач.

П.р. 21: Взаимодействие неаллельных генов. Решение задач на комплементарность.

П.р. 22: Эпистатическое (доминантное) взаимодействие генов. Решение задач.

П.р. 23: Эпистатическое (рецессивное) взаимодействие генов. Решение задач.

П.р. 24: Решение задач на полимерное взаимодействие.

Тема 8. Составление и анализ родословных.

Лекция 16: Составление родословных.

Генеалогический метод. Пробанд. Сибсы. Аутосомно-доминантное наследование. Аутосомно-рецессивное наследование. Наследование, сцепленное с полом (X-доминантное, X-рецессивное, Y-сцепленное). Цитоплазматическое наследование. Основные правила составления родословных. Этапы решения задач. Анализ родословных.

П.р. 25: Значение родословных и правила их составления.

П.р. 26: Анализ родословных.

Тема 9. Генетика популяций.

Лекция 17: Популяционная генетика.

Популяционная генетика – наука, изучающая закономерности наследования признаков, генетической структуры и динамики популяций. Частота генотипа и частота аллели. Панмиктическая популяция. Закон Харди-Вайнберга. Структура популяции при условии самооплодотворения особей.

П.р. 27: Определение частот генов и генотипов в панмиктической популяции.

Лекция 18: Определение генетической структуры панмиктической популяции.

П.р. 28: Решение задач на определение генетической структуры панмиктической популяции.

Лекция 19: Определение генетической структуры популяции при условии самооплодотворения особей.

П.р. 29: Решение задач на определение генетической структуры при условии самооплодотворения особей.

Тема 10. Медицинская генетика.

        Лекция 20: Медицинская генетика. История развития. Методы исследования.

Предмет медицинской генетики. История развития медицинской генетики. Достижения медицинской генетики. Особенности человека как объекта генетических исследований. Методы исследований (генеалогический, цитогенетический, популяционно-статистический и др.).

        Лекция 21: Наследственные заболевания и их классификация. Медико-генетические проблемы.

Типы исследования признаков у человека. Аутосомно-доминантное и аутосомно-рецессивное исследование. Классификация наследственных заболеваний. Наследственные заболевания, связанные с числовыми аномалиями хромосом, с повреждениями хромосом. Моногенные и полигенные заболевания. Медико-генетические проблемы (долголетие). Медико-генетическое консультирование.

Конкурс: Самостоятельное составление генетических задач и их решение. Подведение итогов конкурса.

Календарно-тематическое планирование

общеобразовательной общеразвивающей программы

Планируемые результаты

1. Личностные результаты

У выпускника сформируется:

• российская гражданская идентичность, патриотизм, уважение к своему народу, чувства ответственности перед Родиной, гордости за свой край, свою Родину, прошлое и настоящее многонационального народа России, уважение государственных символов (герб, флаг, гимн);
• гражданская позиция как активного и ответственного члена российского общества, осознающего свои конституционные права и обязанности, уважающего закон и правопорядок, обладающего чувством собственного достоинства, осознанно принимающего традиционные национальные и общечеловеческие гуманистические и демократические ценности;
• готовность к служению Отечеству, его защите;
• мировоззрение, соответствующее современному уровню развития науки и общественной практики, основанного на диалоге культур, а также различных форм общественного сознания, осознание своего места в поликультурном мире;
• основы саморазвития и самовоспитания в соответствии с общечеловеческими ценностями и идеалами гражданского общества; готовность и способность к самостоятельной, творческой и ответственной деятельности;
• толерантное сознание и поведение в поликультурном мире, готовность и способность вести диалог с другими людьми, достигать в нем взаимопонимания, находить общие цели и сотрудничать для их достижения, способность противостоять идеологии экстремизма, национализма, ксенофобии, дискриминации по социальным, религиозным, расовым, национальным признакам и другим негативным социальным явлениям;
• навыки сотрудничества со сверстниками, детьми младшего возраста, взрослыми в образовательной, общественно полезной, учебно-исследовательской, проектной и других видах деятельности;
• нравственное сознание и поведение на основе усвоения общечеловеческих ценностей;
• готовность и способность к образованию, в том числе самообразованию, на протяжении всей жизни; сознательное отношение к непрерывному образованию как условию успешной профессиональной и общественной деятельности;
• эстетическое отношение к миру, включая эстетику быта, научного и технического творчества, спорта, общественных отношений;
• принятие и реализацию ценностей здорового и безопасного образа жизни, потребности в физическом самосовершенствовании, занятиях спортивно-оздоровительной деятельностью, неприятие вредных привычек: курения, употребления алкоголя, наркотиков;
• бережное, ответственное и компетентное отношение к физическому и психологическому здоровью, как собственному, так и других людей, умение оказывать первую помощь;
• осознанный выбор будущей профессии и возможностей реализации собственных жизненных планов; отношение к профессиональной деятельности как возможности участия в решении личных, общественных, государственных, общенациональных проблем;
• экологического мышления, понимания влияния социально-экономических процессов на состояние природной и социальной среды; приобретение опыта эколого-направленной деятельности;

- ответственное отношение к созданию семьи на основе осознанного принятия ценностей семейной жизни.

2. Метапредметные результаты

Выпускник научится:

- самостоятельно определять цели деятельности и составлять планы деятельности; самостоятельно осуществлять, контролировать и корректировать деятельность; использовать все возможные ресурсы для достижения поставленных целей и реализации планов деятельности; выбирать успешные стратегии в различных ситуациях;

 - продуктивно общаться и взаимодействовать в процессе совместной деятельности, учитывать позиции других участников деятельности, эффективно разрешать конфликты;

- владеть навыками познавательной, учебно-исследовательской и проектной деятельности, навыками разрешения проблем; способность и готовность к самостоятельному поиску методов решения практических задач, применению различных методов познания;

- самостоятельно осуществлять информационно-познавательной деятельности;

- владеть навыками получения необходимой информации из словарей разных типов, умение ориентироваться в различных источниках информации, критически оценивать и интерпретировать информацию, получаемую из различных источников;

- использовать средства информационных и коммуникационных технологий (далее - ИКТ) в решении когнитивных, коммуникативных и организационных задач с соблюдением требований эргономики, техники безопасности, гигиены, ресурсосбережения, правовых и этических норм, норм информационной безопасности;

 - определять назначение и функции различных социальных институтов;

- самостоятельно оценивать и принимать решения, определяющие стратегию поведения, с учетом гражданских и нравственных ценностей;

 - владеть языковыми средствами - умение ясно, логично и точно излагать свою точку зрения, использовать адекватные языковые средства;

- владеть навыками познавательной рефлексии как осознания совершаемых действий и мыслительных процессов, их результатов и оснований, границ своего знания и незнания, новых познавательных задач и средств их достижения.

3. Предметные результаты

Выпускник на углубленном уровне научится:

оценивать роль биологических открытий и современных исследований в развитии науки и в практической деятельности людей;

оценивать роль биологии в формировании современной научной картины мира, прогнозировать перспективы развития биологии;

устанавливать и характеризовать связь основополагающих биологических понятий (клетка, организм, вид, экосистема, биосфера) с основополагающими понятиями других естественных наук;

обосновывать систему взглядов на живую природу и место в ней человека, применяя биологические теории, учения, законы, закономерности, понимать границы их применимости;

проводить учебно-исследовательскую деятельность по биологии: выдвигать гипотезы, планировать работу, отбирать и преобразовывать необходимую информацию, проводить эксперименты, интерпретировать результаты, делать выводы на основе полученных результатов;

выявлять и обосновывать существенные особенности разных уровней организации жизни;

устанавливать связь строения и функций основных биологических макромолекул, их роль в процессах клеточного метаболизма;

решать задачи на определение последовательности нуклеотидов ДНК и иРНК (мРНК), антикодонов тРНК, последовательности аминокислот в молекуле белка, применяя знания о реакциях матричного синтеза, генетическом коде, принципе комплементарности;

делать выводы об изменениях, которые произойдут в процессах матричного синтеза в случае изменения последовательности нуклеотидов ДНК;

сравнивать фазы деления клетки; решать задачи на определение и сравнение количества генетического материала (хромосом и ДНК) в клетках многоклеточных организмов в разных фазах клеточного цикла;

выявлять существенные признаки строения клеток организмов разных царств живой природы, устанавливать взаимосвязь строения и функций частей и органоидов клетки;

определять количество хромосом в клетках растений основных отделов на разных этапах жизненного цикла;

решать генетические задачи на дигибридное скрещивание, сцепленное (в том числе сцепленное с полом) наследование, анализирующее скрещивание, применяя законы наследственности и закономерности сцепленного наследования;

раскрывать причины наследственных заболеваний, аргументировать необходимость мер предупреждения таких заболеваний;

сравнивать разные способы размножения организмов;

характеризовать основные этапы онтогенеза организмов;

выявлять причины и существенные признаки модификационной и мутационной изменчивости; обосновывать роль изменчивости в естественном и искусственном отборе;

обосновывать значение разных методов селекции в создании сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов;

оценивать практическое и этическое значение современных исследований в биологии, медицине, экологии, биотехнологии; обосновывать собственную оценку;

выявлять в тексте биологического содержания проблему и аргументированно ее объяснять;

Условия реализации программы.

Занятия проводятся в кабинетах учебного заведения в соответствии с санитарно – гигиеническими требованиями, уставом учреждения и региональными нормативными документами в сфере дополнительного образования.

Контроль достижения планируемых результатов осуществляется непосредственно при выполнении заданий. Критерием достижения планируемых образовательных результатов станет способность применять полученные знания на практике.

Итогом реализации программы «Решение генетических задач» могут служить выступления учащихся в конкурсах и олимпиадах разного уровня. Подведение итогов по результатам освоения материала данной программы может проходить в виде конкурса на самостоятельное составление задач по генетике и их решение.

Календарно – тематическое планирование

НА 2019-20 УЧЕБНЫЙ ГОД

Список литературы для учителя.

1. Болгова И.В. «Сборник задач по общей биологии с решениями для поступающих в ВУЗы». М.: «Оникс», «Мир образования» - 2006.
2. Ватти К.В., Тихомирова М.М. «Руководство к практическим занятиям по генетике». М.: «Просвещение», 1979.
3. Володина О.А. «Медицинская генетика. Учебно-методическое пособие. (Под редакцией Селивановой О.В., гл. методиста – зав. кафедрой биологии ТОИПКРО)». Тамбов – 2005.
4. Гончаров О.В. «Генетика. Задачи». Саратов: «Лицей» - 2005.
5. Дутов О.В. «Решение генетических задач. Методическое пособие. Тамбов: ТОИПКРО - 2005.
6. Жуков В.М. «Биология. «Основы генетики. Менделизм: Уроки с использованием модульной технологии. 10 класс». Волгоград: «Учитель»-2007.
7. Подгорнова Г.П. «Решение генетических задач». Волгоград: «Учитель» - 1979.
8. Спицин И.П. «Задачи по генетике с методикой их решения». Тамбов – 1992.
9. Спицин И.П. «Лабораторный практикум по генетике». Тамбов – 1997.

Список литературы для учащихся.

1. Болгова И.В. «Сборник задач по общей биологии с решениями для поступающих в ВУЗы». М.: «Оникс», «Мир образования» - 2006.
2. Гончаров О.В. «Генетика. Задачи». Саратов: «Лицей» - 2005.
3. Спицин И.П. «Лабораторный практикум по генетике». Тамбов – 1997.