«Особенности решения и оформления задач по генетике на уроках биологии»
статья по биологии (10 класс) на тему

Государственное бюджетное учреждение дополнительного профессионального образования Ростовской области "Ростовский институт повышения квалификации и профессиональной переподготовки работников образования"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 5

г. Новочеркасска Ростовской области

 «Особенности решения и оформления задач по генетике на уроках биологии»

Подготовила учитель биологии МБОУ СОШ № 5

 высшей квалификационной категории Финенко В.А.

2018

«Особенности решения и оформления задач по генетике на уроках биологии»

Я – Финенко Валентина Анатольевна, учитель биологии высшей квалификации работаю в МБОУ СОШ № 5 г. Новочеркасска 29 лет, из них учителем биологии 24, руководитель ШМО и ГМО учителей биологии города.

Мое педагогическое кредо: «Освети путь своих учеников, стань для них достойным примером, дай все, что необходимо для творчества и развития и сразу увидишь, сколько талантов вокруг!»

И его можно воплотить в жизнь, лишь сотрудничая с детьми, а для этого просто необходимо искренне любить и уважать своих учеников, стать другом и советчиком, помочь им раскрыть их таланты и способности, считаться с их мнением, всегда работать вместе и для нас. Всю свою работу в школе я строю только на сотрудничестве с учениками и их родителями.

 Раздел «Генетика» является одним из самых сложных для понимания в школьном курсе общей биологии. Облегчению понимания и усвоения этих разделов может способствовать решение задач по генетике разных уровней сложности.

Решение задач, как учебно-методический прием изучения генетики, имеет важное значение. Его применение способствует качественному усвоению знаний, получаемых теоретически, повышая их образность, развивает умение рассуждать и обосновывать выводы, существенно расширяет кругозор изучающего генетику, т.к. задачи, как правило, построены на основании документальных данных, привлеченных из области частной генетики растений, животных, человека. Использование таких задач развивает у школьников логическое мышление и позволяет им глубже понять учебный материал, а преподаватель имеет возможность осуществлять эффективный контроль уровня усвоенных учащимися знаний. Несмотря на это школьные учебники содержат минимум информации о закономерностях наследования, а составлению схем скрещивания и решению генетических задач в школьной программе по общей биологии отводится очень мало времени. Поэтому возникла необходимость в создании эффективной методики решения генетических задач.

Целью моей методики является развитие у учащихся умения и навыков решения задач по основным разделам классической генетики. В задачи моей работы входит развитие интереса к предмету, ликвидация пробелов в знаниях учащихся. Также необходимо показать практическую значимость общей биологии для различных отраслей производства, селекции, медицины, что позволит учащимся лучше усвоить основные понятия, термины и законы генетики, разобраться в генетической символике, применять теоретические знания на практике, объяснять жизненные ситуации с точки зрения генетики, подготовиться к сдаче ЕГЭ.

Центральным акцентом в решении задач я выделяю цветик – семицветик. В нем отображаю главные моменты, необходимые для решения задач.

Наиболее положительно учащиеся воспринимают информацию в игровой форме или с ее элементами.

Они знают, что легко заработают оценку «5», если выполнят все 7 пунктов. Это делает систему оценивания более прозрачной и понятной, снижает напряжение и недопонимание между учеником и учителем. Кроме того, родители могу отслеживать выполнение домашней работы по алгоритму.

Итак, для успешного решения задачи должно быть отражено 7 моментов:

1. Дано;
2. Найти;
3. Таблица буквенного обозначения фенотип-ген-генотип;
4. Анализ генотипов родителей и их определение;
5. Схема скрещивания;
6. Анализ схемы скрещивания;
7. Ответ.

Разберем на примере задачи.

У человека ген длинных ресниц доминирует по отношению к коротким ресницам, а свободная мочка уха над не свободной. Женщина с длинными ресницами, свободной мочкой уха у отца которой ресницы были короткими, а мочка уха не свободной вышла замуж за мужчину с короткими ресницами и не свободной мочкой уха. Гены находятся в разных хромосомах. Сколько типов гамет образуется у женщины? Какова вероятность (в %) рождения ребёнка с длинными ресницами и свободной мочкой уха? Сколько разных генотипов среди детей этой семьи? Какова вероятность (в % и частях) рождения ребёнка с короткими ресницами? Какова вероятность (в % и частях) рождения ребёнка с не свободной мочкой уха? Какой тип наследования прослеживается?

1. Дано. Здесь необходимо максимально точно записать все параметры, обозначенные в условии.

Пример:

У человека ген длинных ресниц доминирует по отношению к коротким ресницам, а свободная мочка уха над не свободной. Женщина с длинными ресницами, свободной мочкой уха у отца которой ресницы были короткими, а мочка уха не свободной вышла замуж за мужчину с короткими ресницами и не свободной мочкой уха. Гены находятся в разных хромосомах.

Дано:

Длинные ресницы – доминантный

Короткие ресницы – рецессивный

Свободная мочка – доминантный

Не свободная мочка – рецессивный

♀- длинные ресницы, свободная мочка уха

(ее отец имел короткие ресницы и не свободную мочку уха)

♂ - короткие ресницы и не свободная мочка уха 

гены в разных хромосомах

2. Найти. После черты перечисляем все те вопросы, на которые необходимо ответить.

1. Сколько типов гамет образуется у женщины?
2. Какова вероятность (в %) рождения ребёнка с длинными ресницами и свободной мочкой уха?
3. Сколько разных генотипов среди детей этой семьи?
4. Какова вероятность (в % и частях) рождения ребёнка с короткими ресницами?
5. Какова вероятность (в % и частях) рождения ребёнка с не свободной мочкой уха?
6. Какой тип наследования прослеживается?

3. Схема ФЕНОТИП – ГЕН – ГЕНОТИП.  Определяем какой признак является доминантным, какой рецессивным, вводим буквенные обозначения. Если в задаче не обозначена доминантность, а даны результаты F1, то проводим анализ итогов F1. По итогам определяем доминантный и рецессивный гены и записываем в таблицу.

4. Анализ генотипов родителей. Анализ проводим, опираясь на условие. Если в условии дается ссылка на возможный генотип, то генотипы Р записываем сразу. Если нет – то проводим анализ той информации, которая дана в условии.

 Женщина с длинными ресницами, свободной мочкой уха, у отца которой ресницы были короткими, а мочка уха не свободной вышла замуж за мужчину с короткими ресницами и не свободной мочкой уха.

Если у женщины, обладающей доминантными признаками, отец имеет рецессивный фенотип, значит она носитель рецессивных генов, которые ей передал отец, т.к. у отца рецессивные признаки могут проявиться лишь в том случае, если он гомозиготен и его генотип -аавв. В таком случае генотип женщины АаВв.

Генотип мужа -аавв.

5. Схема скрещивания. Записываем согласно принятым требованиям. Определяем гаметы, записываем F1, подписываем фенотипы.

По условию гены расположены в разных хромосомах, значит происходит кроссинговер и образуются гаметы разных сортов АВ, Ав, аВ, ав.

Р:                   ♀                                      ×                  ♂

                 Длинные\свободная                   короткие\не свободная

                  АаВв                                            аавв

G               АВ, Ав, аВ, ав                                ав

F1

6. Анализ схемы, закон, тип наследования. Определяем исходя из полученного потомства. Если в условии дано расщепление, то определяем закон, ссылаясь на него.

 Исходя из условия задачи гены расположены в разных хромосомах ═> здесь прослеживается независимое наследование признаков.

Исходя из анализа схемы решения и характера наследования признака видим, что в F1 возможно рождения ребёнка с длинными ресницами и свободной мочкой уха с вероятностью 25%; ребёнка с короткими ресницами 50%; ребёнка с не свободной мочкой уха 50%. В F1 возможно появление 4 генотипических группы АаВв Аавв ааВв аавв в соотношении 1:1:1:1 или по 25%.

7. Ответ. Записываем, опираясь на вопросы, обозначенные во 2 пункте НАЙТИ.

1. Сколько типов гамет образуется у женщины?

4 сорта гамет АВ, Ав, аВ, ав.

2. Какова вероятность (в %) рождения ребёнка с длинными ресницами и свободной мочкой уха?

25% или 1\4

3. Сколько разных генотипов среди детей этой семьи?

4 генотипа АаВв, АаВВ, ааВв, аавв.

4. Какова вероятность (в % и частях) рождения ребёнка с короткими ресницами?

50% или 1\2

5. Какова вероятность (в % и частях) рождения ребёнка с не свободной мочкой уха?

50% или 1\2.

6. Какой тип наследования прослеживается?

независимое наследование признаков.

Проводя анализ своей работы в течение нескольких лет, я могу утверждать, что данная методика эффективна, т.к. решая задачу очень подробно, правильно подбирая и обосновывая данные в условии параметры, хорошо развиваются умения и навыки, которые уже легко применять на практике.  

В приложении описаны еще несколько решений задач разного типа.

Литература:

1. Биология для поступающих в ВУЗы /под ред. В.Н.Ярыгина. М.,Высшая школа,1997.
2. Гершензон С.М. Основы современной генетики. М. Наука, 1983.
3. Гуляев В.Г. Задачник по генетике. М., Колос. 1980.
4. Киселева З.С. Мягкова А.Н. Генетика. М. Просвещение. 1983.
5. Крестьянинов В.Ю. Вайнер Г.Б. Сборник задач по генетике с решениями. Саратов. «Лицей». 1998.
6. Новиков Ю.М. Генетика: решение и оформление задач, основные термины, понятия и законы. Томск 2003.
7. Петрова Е.В. Основы классической генетики. Учебное пособие по биологии. Саратов. ИЦ «Добродея» ГП «Саратовтелефильм». 1997.

Приложение 1

Оформление задач на анализирующее скрещивание

Задача

 При выведении новой гладкошерстной длинноухой породы собак селекционеры при контрольном скрещивании гладкошерстной длинноухой самки с самцом получили потомство в следующем соотношении: 4 щенка имели длинные уши и гладкую шерсть, 3 щенка имели короткие уши  и гладкую шерсть. Что можно сказать о чистоте выведенной породы? Какими признаками должна обладать особь, с которой проводят контрольное скрещивание? Определите генотипы родителей и потомства и тип скрещивания, если известно, что гладкая шерсть и длинные уши - доминантные признаки.

                                                                 3. По условию в F1 расщепление наблюдается только при наследовании размеров ушей, значит гетерозиготность (Вв) у самки наблюдается именно по этому признаку. Генотип самки ААВв.

4. Составим схему скрещивания:

Ответ:

1. Порода не выведена.

2.Фенотип самца курчавая шерсть и короткие уши.

3.Генотипы Р ♀ААВв; ♂аавв

4.Генотипы F1 АаВв; Аавв

5.Анализирующее дигибридное скрещивание.

Приложение 2

Оформление задач на неполное доминирование

Задача

При скрещивании красноплодных (А) растений земляники, имеющих листовидную чашечку и белоплодных с розовидной (В) чашечкой все F1 было единообразно розоплодным с пилорической чашечкой. При скрещивании гибридов наблюдалось расщепление. Определите генотипы родителей, потомства первого и второго поколения, фенотипы особей второго поколения. В каком соотношении наблюдается расщепление во втором поколении? Какой тип наследования прослеживается? Гены находятся в разных хромосомах

         Составим схему решения:

1. Составим схему скрещивания гибридов F1:

По условию гены находятся в разных хромосомах, значит наследуются независимо и комбинируются во всех возможных вариантах. Дигетерозиготы образуют по 4 сорта гамет.

Составим решетку Пеннета:

F2:

Исходя из анализа схемы - решения видим, что в F2 наблюдается расщепление в соотношении:

Ответ:

1. Генотипы Р: ♀ ААвв  ♂ ааВВ

2. Генотипы F1: АаВв

3. Генотипы F2: ААВВ, ААВв, АаВВ, АаВв, ААвв, ааВВ, Аавв, ааВв,аавв

4. Фенотипы F2: красноплодные/ розовидные, красноплодные /пилорические, красноплодные/

листовидные, розоплодные/розовидные, розоплодные /пилорические, розоплодные /листовидные, белоплодные/розовидные, белоплодные /пилорические, белоплодные /листовидные.       

5. Расщепление в F2:

6. Независимое наследование по типу неполного доминирования.

Приложение 3

Оформление задач на сцепленное наследование

Задача

При скрещивании самок мух дрозофил с серым телом (А) и нормальными крыльями (В) с самцами, имеющими черное тело (а) и укороченные крылья (в), в потомстве появились особи с признаками в данном соотношении: серые с нормальными крыльями 1468, черные с укороченными крыльями 1474, серые с укороченными крыльями 299, черные с нормальными крыльями 302. Определите генотипы родителей и потомства и характер наследования признаков.

1.  Исходя из анализа схемы - решения видим, что при данных генотипах Р в F1 наблюдается расщепление, данное в условии. Значит генотипы Р определены верно.

Если предположить, что речь идет о независимом наследовании, то в F1 расщепление должно наблюдаться в соотношении 1:1:1:1. Однако, по условию расщепление наблюдается в другом соотношении: большую часть особей составляют те, которые имеют признаки родителей (1468 и 1474) и меньшую часть особи с перекомбинациями (299 и 302). Такое расщепление возможно в том случае, если речь идет о сцепленном наследовании, причем наблюдается у части потомства.  Расщепление подчиняется Закону Т. Моргана, большую часть особей составляют те, которые имеют признаки родителей – 83% и меньшую часть особи с перекомбинациями – 17%. Сцепление А+В и а+в. Особи с признаками родителей образуются за счет сцепления, особи с перекомбинациями-за счет кроссинговера.

Ответ:

1. Генотипы Р: ♀АаВв;  ♂аавв

2. Генотипы F1: АаВв;  Аавв;  ааВв;  аавв

3. Сцепленное наследование (кроссинговер происходит)