Урок в 9 классе на тему " Генетика. История открытия и. основные понятия генетики"

" Из истории развития генетики ". Урок для 9-го класса

Требования согласно программе:

Ученик должен

• иметь представление об истории становления науки, об основных направлениях в изучении наследственности;

• знать основные генетические понятия: «наследственность», «изменчивость», «ген», «аллель», «генотип», «фенотип»;

• уметь применять основные термины для объяснения закономерностей наследования.

Ход урока

I. Организационный момент.

II. Изучение нового материала.

Цель нашего урока познакомиться с основными вехами развития науки генетики сформировать у себя представление о генетике – науке, изучающей наследственность и изменчивость организмов, познакомиться с основными понятиями этой науки.

Генетика – это наука о закономерностях наследования признаков у организмов. Первый действительно научный шаг вперед в изучении наследственности был сделан Грегором Менделем— австрийским естествоиспытатель, ученным-ботаником и религиозным деятелем, монахом, основоположником учения о наследственности Грегор Мендель родился 22 июля 1822, Xейнцендорф, Австро-Венгрия,. Скончался 6 января 1884, Брюнн, ныне Брно, Чешская Республика.

Иоганн родился вторым ребенком в крестьянской семье Материальное положение семьи было тяжелое и с 16 лет Мендель сам должен был заботиться о своем пропитании. Не будучи в силах постоянно выносить подобное напряжение, поступил послушником в Брюннский , где был посвящен в сан священника и получил там образование.

Будучи монахом, Грегор Мендель с удовольствием вел занятия по физике и математике в школе близлежащего городка Цнайм, Видя его страсть к знаниям и высокие интеллектуальные способности, настоятель монастыря послал его для продолжения обучения в Венский университет, где Мендель в качестве вольнослушателя проучился четыре семестра. Хорошая физико-математическая подготовка помогла Менделю впоследствии при формулировании законов наследования. Вернувшись в Брюнн в 1856 Грегор Мендель начал проводить в монастырском садике (шириной в 7 и длиной в 35 метров) хорошо продуманные обширные опыты по скрещиванию растений В 1863 он закончил эксперименты и в 1865 на двух заседаниях Брюннского общества естествоиспытателей доложил результаты своей работы. В 1866 в трудах общества вышла его статья «Опыты над растительными гибридами», которая заложила основы генетики как самостоятельной науки.

Семилетняя работа Менделя, по праву составила фундамент генетики. Во-первых, он создал научные принципы описания и исследования гибридов и их потомства Во-вторых Мендель разработал и применил алгебраическую систему символов и обозначений признаков, что представляло собой важное концептуальное нововведение.

В третьих, Грегор Мендель сформулировал два основных принципа, или закона наследования признаков в ряду поколений, позволяющие делать предсказания.

В своей работе Мендель использовал новаторский гибридологический метод

Основные особенности метода

1 Использование «чистых» линий. ( Организмов не дающих расщепления в ряду поколений)

2. Точный математический учет получившегося потомства.

3. Анализ потомства в ряду поколений.

Выбор объекта исследования Менделем был очень удачным, потому, что горох имеет крупные, семеня, и имеет много альтернативных ( противоположных) признаков.

В  1865 году Грегор Мендель, сообщил о результатах своих многолетних исследований. Однако современники не поняли Менделя и не оценили его труд. Грегор Мендель не был признан современниками. Слишком уж простой, бесхитростной представилась им схема, в которую без нажима и скрипа укладывались сложные явления, составляющие в представлении человечества основание незыблемой пирамиды эволюции. Лишь в 1900 году, переоткрыв законы Менделя, сразу несколькими учёными К.Корренсом, Э. Чермаком и Г. Де Фризом  мир поразился красоте логики эксперимента исследователя и изящной точности его расчетов. И хотя ген продолжал оставаться гипотетической единицей наследственности, сомнения в его материальности окончательно развеялись. 

Работы Менделя это редкий в истории знаний случай, когда одна статья знаменует собой рождение новой научной дисциплины, которая теперь называется генетикой.

ГЕНЕТИКА – изучает два фундаментальных свойства живых организмов – наследственность и изменчивость.

Генетика – молодая наука, составляющая основу всей современной биологии. Ее возраст – чуть более 100 лет (с 1900 года). Название «генетика» предложил английский ученый У. Бэтсон в 1906 г. Оно происходит от греческого слова «genesis», что означает – происхождение.

– Что такое наследственность? Как вы понимаете этот термин?

Совместная формулировка определения и запись его в тетрадь.

НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ – это способность родителей передавать свои признаки, свойства и особенности развития следующему поколению. (необходимо объяснить, что передаются не сами признаки: цвет глаз, волос и др., а гены, определяющие их развитие.

– В чем биологический смысл наследственности? (Сохранение вида)

Мы выяснили, что гены определяют признаки и свойства организма .Впервые в 1909 году датский ботаник Иогансен назвал эти единицы генами, а в 1923 году американский генетик Морган показал, что они находятся в хромосомах. С тех пор генетика достигла больших успехов в объяснении природы наследственности и на уровне организма, и на уровне гена.

– Что такое ген? Ген - участок ДНК.

далее формируем более полное представление о гене:

• Гены могут изменяться (мутации)

• Каждый ген представлен двумя и более разновидностями (конкретными состояниями) попавшими в один организм от 2-х родителей при половом размножении и оплодотворении.

Эти парные гены, отвечающие за один признак называются АЛЛЕЛЬными генами Аллель – это конкретное состояние гена

Свои наиболее известные опыты Мендель поставил с гибридами гороха. Мендель скрещивал растения гороха, резко отличные по какому-либо признаку - цвету семян (жёлтому или зелёному), форме семян (гладкой или морщинистой), высоте растения (большой или маленькой) и т.д. в первом поколении гибридов один из признаков полностью исчезал, становился незаметным. Все растения первого поколения, например, имели семена только жёлтого цвета и только гладкой формы Таким образом преобладал у гибридов 1 поколения только один признак

Явление преобладания только одного признака Мендель называл доминированием Преобладающий признак учёный назвал доминантным, "исчезающий" признак - рецессивным. Следовательно мы можем записать так:

• Аллельные гены обозначаются одной буквой;

• Гены находятся в хромосомах (рисунок в учебнике «Расположение генов в хромосомах»)

• Соматические клетки имеют (2п) – диплоидный набор хромосом, половые – гаплоидный (п).

ЛОКУС – конкретное место нахождения гена в хромосоме;

Понятия «ген» и «аллель» в определенной степени синонимы («ген» –  более широкое понятие; «аллель» –  конкретное)

• Совокупность генов (аллелей) в организме составляет его генотип;

• Совокупность проявившихся признаков организма составляет его фенотип.

Затем рассматривается проблема изменчивости организмов, которая трактуется как свойство, противоположное наследственности.

ИЗМЕНЧИВОСТЬ – способность организмов изменять свои признаки и свойства.

– В чем биологический и эволюционный смысл изменчивости? (обеспечивает выживание вида).

Приводятся примеры изменчивости:

А) снижение урожая зерновых при плохом агрофоне, низкая удойность молока при плохом кормлении коров, светло-зеленый цвет листьев при недостатке азота, света;
Б) появление среди людей альбиносов, шестипалых людей, карликов и т.д.;
В) люди живущие на планете Земля, такие одинаковые и такие не похожие. Среди них не найдешь генетических и психологических двойников – ни по соседству, ни на противоположной стороне планеты, ни в прошлой истории человечества, ни в будущем.

Далее учитель с помощью учащихся называет задачи, решаемые наукой генетикой.

1. Изучение веществ и структур, которые составляют материальные основы наследственности, обеспечивают преемственность между поколениями, определяют сходство индивидуального развития.

2. Изучение механизмов реализации наследственной информации в процессе индивидуального развития организмов.

3. Изучение вопросов влияния окружающей среды на формирование признаков в процессе индивидуального развития организмов.

4. Изучение изменчивости как всеобщего свойства организмов, форм и причин этого явления.

Таким образом генетика – наука о закономерностях наследственности и изменчивости двух противоположных и вместе с тем неразрывно связанных между собой процессов, свойственных всему живому на Земле.

III. Закрепление пройденного материала.

Каждый ученик получает карточку, куда он должен вписать изученные на уроке определения. Работа проводится по вариантам Потом они меняются карточками и проверяют друг у друга Потом идет обсуждение с учителем.

1 вариант Задание: Прочитайте определения понятий на карточке, выделите отличительные признаки, попробуйте дать свои формулировки понятий.

Ген

Генотип –

.Наследственность-

Альтернативные признаки –

Зигота –.

Доминантный признак -

.

2 вариант Задание: Прочитайте определения понятий на карточке, выделите отличительные признаки, попробуйте дать свои формулировки понятий.

Локус -

Фенотип -

Изменчивость-

Аллельные гены.-

Гамета -

Рецессивный признак -

VI. Домашнее задание.

Параграф 17и записи в тетради учить.

Середина 18 – начало 21 века

Первые попытки научного объяснения причин наследственности и изменчивости

1763–1851 гг.Французский исследователь ввел представление о контрастных или альтернативных признаках

1856–1865 гг.Работы Г. Менделя по гибридизации растений – первый научный шаг в изучении наследственности.1865 г.Вышла в свет работа Г. Менделя «Опыты над растительными гибридами», в которой изложены закономерности наследования, открытые им в результате восьмилетних исследований на различных сортах гороха.

1900 г.К. Корренс, Г. Де Фриз и К. Чермак, проводя эксперименты на различных объектах, заново переоткрыли основные законы наследования признаков, открытые Г. Менделем.

1901–1903 г.г.Была разработана мутационная теория Г.де Фриза.1906 г.Генетики в США и Европе начинают работать с плодовой мушкой дрозофилой.

1911 г.Т. Морган сформулировал хромосомную теорию наследственности в ее первом представлении.

1920 г.Н.И. Вавилов сформулировал закон гомологических рядов наследственной изменчивости.

1929 г.А.С. Серебровский и Н.П. Дубинин доказали сложную структуру гена.

1933 г.Т. Моргану, первому среди профессиональных биологов, была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине

1944 г.Американскими биохимиками (О.Эверин и др.) было установлено, что носителем свойства наследственности является ДНК.1953 г.Расшифрована структура ДНК Ф. Криком и Д. Уотсоном

1955–1960 г.г.Выяснение природы генетического материала и основных закономерностей сохранения генетической информации, ее передачи и реализации в молекулярные признаки (белки)

1962 г.Английский физик ф. Крик и биофизик М. Уилкине, и американский биофизик Д. Уотсон получают Нобелевскую премию за открытие структуры нуклеиновых кислот и их роли в наследственной передаче признаков организма.1968 г.Американским биохимикам Р. Холи, Х. Коранс, М. Ниренбергу присуждена Нобелевская премия за расшифровку генетического кода и его роли в синтезе белка

.1980–1990 г.г.Первые геномные проекты и начало и начало их реализации. Механизмы регуляции генной активности, проблемы генетического контроля за формирование признаков. Развитие медицинских аспектов генетики.

1997 г.Первое клонированное животное (овечка Долли), полученное из ядра взрослой соматической клетки; собственное ядро ооцита было заменено на ядро клетки из культуры эпителиальных клеток молочной железы взрослой лактирующей овцы.

1990–2000 г.г.Первые расшифрованные геномы прокариот (бактерий) и эукариот. Создание трансгенных организмов

.2001 г.Расшифрован геном человека. Этические проблемы использования генетических технологий.