Рабочая учебная программа элективного курса Генетика человека
Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа №24»
Рабочая учебная программа
элективного курса «Генетика человека»
____________________________________________________________________________
(наименование учебного предмета/ курса)
III ступень
_____________________________________________________________________________
(уровень, ступень образования)
1 год
_____________________________________________________________________________
(срок реализации программы)
Сыктывкар, 2014 г.
Составлена на основе примерной программы
под редакцией Е.В.Кустовой, учителя биологии школы №120 г. Волгограда
(наименование программы, автор программы)
Булышевой Лидией Валерьяновной, учителем высшей категории
кем (Ф.И.О. учителя, составившего программу)
Пояснительная записка.
Любое государство заинтересовано в здоровье и гармоничном развитии своих граждан. Нормальная (без патологии) генетическая программа человека является полноценной предпосылкой в отношении его всестороннего развития. Осведомленность людей в причинах и факторах. Влияющих на их здоровье и жизнеспособность, повышает вероятность их выживания в условиях неблагоприятной экологической, социальной, демографической обстановки.
Элективный курс «Генетика человека» предоставляет учащимся сведения о методах генетики, которые не рассматриваются в школьной программе по биологии. Получение ими знаний в этой области позволит проанализировать наследование признаков в своих семьях и составить собственную родословную.
Данный курс носит обучающий, развивающий и социально ориентированный характер. Он необходим для учащихся, так как позволит им понять причину наследственных заболеваний, заставит задуматься о своем здоровье и его сохранении. Учащиеся будут ориентированы на выбор профессии согласно жизненным ресурсам своего организма. Курс позволит показать воздействие неблагоприятной экологической обстановки на организм человека и нацелит в будущем на медико-генетическое консультирование при создании семьи с целью рождения здорового потомства. Учащихся интересуют вопросы наследования признаков у человека и причин наследственных заболеваний, с которыми они сталкиваются в жизни.
Цели обучения:
-освоение знаний о характере наследования признаков у человека и методах генетики человека; знакомство с достижениями генетики (биотехнологией и генной инженерией);
-овладение умениями применять полученные знания на практике (решение генетических задач).
Задачи курса:
-развитие интеллектуальных, творческих способностей и критического мышления в ходе проведения простейших исследований;
-воспитание убежденности о возможности познания законов природы и использования достижений генетики для развития цивилизации;
-использование естественнонаучных знаний в повседневной жизни для обеспечения безопасности жизнедеятельности, охраны здоровья и окружающей среды.
Программа рассчитана на 35 часов учебного времени, по одному часу в неделю. Составлена на основе программы «Генетика человека» под редакцией Е.В.Кустовой, учителя биологии школы №120 г. Волгограда.
Содержание программы элективного курса включает теоретический и практический материал. В ходе теоретических занятий рассматриваются вопросы наследования генетических признаков у человека, изучаются методы генетики человека, выявляются причины наследственных болезней, определяются возможности генной инженерии и биотехнологии и способы их влияния на генетическую эволюцию человека. Практическое содержание программы - решение генетических задач, составление генетической родословной, расчет индивидуальных генетических ресурсов. Решение генетической задачи выступает для учащихся в качестве малого самостоятельного исследования, позволяющего ощутить связь теоретических основ курса генетики с практическими проблемами, выдвигаемыми жизнью.
Отчетность по выполнению заданий предусматривает проверку и оценивание домашних заданий, самостоятельных работ, качества исследования родословных.
Содержание занятий.
Введение
Тема 1. Предмет генетики и ее значение для медицины. История генетики (1час.).
Предмет генетики. История развития науки и ее значение для медицины. Г.Мендель – основоположник генетики. Значение работ Де Фриза, В.Л. Иоганнсена, Д.Харди, В.Вайнберга, Т.Моргана для развития науки.
Основные понятия: генетика, наследственность, хромосомы, изменчивость (фенотипическая и генотипическая).
Оборудование: портреты учёных – генетиков, презентация «Из истории развития генетики».
Задание для самостоятельной работы: подготовить сообщение о вкладе советских ученых в развитие генетики (Н.И.Вавилов, И.В.Мичурин, С.Г.Четвериков).
Раздел 1. Методы генетики человека (9час.).
Тема 2. Генеалогический метод генетики человека (1 час.).
Сущность генеалогического метода. Типы наследования признаков у человека. Доминантные и рецессивные признаки человека. Условные обозначения родословной.
Основные понятия: аутосомное наследование (аутосомно-доминантное, аутосомно-рецессивное).
Оборудование: схемы родословных королевы Виктории, А.С.Пушкина; презентация «Методы изучения генетики человека».
Задание для самостоятельной работы: составить собственную родословную наследования морфологических признаков (по цвету волос, глаз).
Тема 3.Анализ и составление родословных (2час.).
Две методики анализа родословных. Составление родословных таблиц по имеющимся данным. Анализ составленных родословных с целью установления характера наследования признаков и выявления вероятности проявления их у пробанда. Решение исследовательских задач.
Основные понятия: пробанд, генеалогическое древо, таблица предков.
Задание для самостоятельной работы: решить задачи по составлению и анализу родословных.
Тема 4.Популяционный метод. Генетика популяций и ее значение для медицины. Закон Д.Харди-В. Вайнберга (1час.).
Сущность популяционного метода. Закон Д.Харди-В. Вайнберга. Значение популяционной генетики для медицины. Опасность близкородственных браков.
Основные понятия: биологический смысл закона Д, Харди-В. Вайнберга, полиморфизм человеческих популяций, генетический груз.
Задание для самостоятельной работы: подготовить ответы на вопросы: а) почему в реальных природных популяциях, несмотря на влияние различных факторов среды, частоты генотипов нередко соответствуют уравнению Д. Харди-В. Вайнберга; б) почему менделеевская родословная популяция, описываемая законом Д, Харди-В. Вайнберга, имеет чисто теоретическое значение и в природе не встречается; в) какие условия должны быть соблюдены для строгого выполнения закона Д. Харди-В. Вайнберга?
Тема 5. Решение задач на тему «Генетика популяций» (2час.).
Частоты генов и генотипов и их природный прогноз для следующих поколений. Решение задач с использованием закона Д. Харди-В. Вайнберга.
Задание для самостоятельной работы: решить задачи на установление наличия равновесия в популяции с использованием данных о частоте встречаемости групп крови.
Тема 6 . Цитогенетический метод генетики человека (1 час.)
Сущность цитогенетического метода. Медико-генетическое консультирование. Влияние никотина, алкоголя, наркотиков на потомство. Профилактика хромосомных наследственных заболеваний.
Основные понятия: кариотип, генотип, геном, аутосомы, половые хромосомы, половой хроматин, синдром Дауна, синдром Клайнфельтера, синдром Шерешевского-Тернера, метод амниоцентеза диагностики,
Оборудование: презентация «Наследственные заболевания человека»
Задание для самостоятельной работы: подготовить сообщение о вредном влиянии никотина, алкоголя и наркотиков на репродуктивную систему.
Тема 7. Биохимический метод генетики человека (1 час.).
Сущность биохимического метода. Медико-генетическое консультирование. Значение медико-генетического консультирования для профилактики наследственных заболеваний, вызванных мутацией генов.
Основные понятия: генные мутации, серповидно-клеточная анемия, фенилкетонурия, галактоземия, гемофилия.
Оборудование: презентации «Методы изучения генетики человека».
Задание для самостоятельной работы: подготовить сообщение о гемофилии, серповидно-клеточной анемии.
Тема 8. Близнецовый метод генетики человека (1 час.).
Сущность близнецового метода. Влияние генотипа на формирование признаков. Влияние среды на формирование признаков. Роль наследственности и среды на формирование признака. Проблема социального наследования и ее исследование близнецовым методом. Выявление наследственной предрасположенности человека к ряду заболеваний. Влияние среды на формирование признаков.
Основные понятия: дизиготные (разнояйцовые) и монозиготные (однояйцовые близнецы).
Оборудование: презентации «Методы изучения генетики человека», «Сиамские близнецы»
Задание для самостоятельной работы: найти в журналах и газетах статьи о близнецах, которые помогут ответить на следующие вопросы: а) каким образом можно определить относительную роль генотипа и среды в формировании признаков у человека; б) почему во всем мире ведутся наблюдения за однояйцовыми и разнояйцовыми близнецами и обмен этими данными между странами: в) в чем вы видите трудности в применении близнецового метода в генетике человека?
Раздел 2. Решение задач по общей и медицинской генетике (11час.).
Тема 9. Моногибридное скрещивание (1час.).
Моногибридное скрещивание.
Основные понятия: моногибридное скрещивание, генотип, фенотип, аутосомы, доминантный и рецессивный признаки,
Оборудование: таблицы, «Моногибридное скрещивание»; динамическое пособие «Моногибридное скрещивание»,.
Задания для самостоятельной работы: решить задачи на моногибридное скрещивание..
Тема 10.Дигибридное и полигибридное скрещивание (2 час.).
Морфологические, физиологические и биохимические признаки человека.
Основные понятия: аутосомно-доминантное и аутосомно–рецессивное наследование.
Оборудование: динамическое пособие «Дигибридное скрещивание»; таблица «Дигибридное скрещивание».
Задание для самостоятельной работы: решить задачи на дигибридное скрещивание.
Тема 11. Взаимодействие аллельных и неаллельных генов (5 час).
Взаимодействие аллельных генов. Полное и неполное доминирование. Кровь – жидкая соединительная ткань. Состав и функции крови. Группы крови. Резус – фактор. Кодоминирование. Кодоминирование – наследование групп крови человека системы АВО. Переливание крови.
Взаимодействие неаллельных генов и их множественное действие. Полимерия. Комплементарность. Эпистаз.
Оборудование: презентации «Кровь», «Взаимодействие генов», динамическое пособие «Группы крови».
Основные понятия: плазма, форменные элементы крови, агглютиногены, агглютинины, резус – фактор, донор, реципиент, полимерия, плейотропия, рецессивный и доминантный эпистаз, комплементарность.
Задание для самостоятельной работы: решить задачи на наследование групп крови, цвета кожи.
Тема 12. Наследование признаков, сцепленных с полом, у человека (2час.).
Генетика пола. Признаки, сцепленные с полом (гемофилия, дальтонизм). Хромосомное определение пола у человека. Гомогаметный пол. Гетерогаметный пол.
Основные понятия: гемофилия, дальтонизм, половые хромосомы, кариотип.
Оборудование: презентация «Сцепленное с полом наследование», «Наследственные заболевания».
Задание для самостоятельной работы: решить задачи по общей и медицинской генетике.
Раздел 3. Биотехнология и генетическая инженерия (10час.).
Тема 13. Дезоксирибонуклеиновая кислота как хранитель наследственной информации (4час.).
Состав, структура и функции дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Строение молекулы ДНК, ее свойства и функции. Роль ДНК в жизни клетки. Молекулы ДНК и РНК: черты сходства и отличия. Нуклеиновые кислоты - биологические полимеры. Мономеры – нуклеотиды. Первичная, вторичная, третичная структуры.
Организация наследственного материала. Ген. Свойства, функции и классификация генов. Уровни организации наследственного материала. Хромосомы. Геном. Количество ДНК в соматических клетках и гаметах.
Матричный синтез. Репликация ДНК, Этапы репликации. Транскрипция и-РНК. Генетический код. Трансляция. Роль ферментов.
Основные понятия: репликация, принцип комплементарности, ген, генетический код.
Оборудование: таблицы «ДНК», «Синтез белка», «Структура белковой молекулы»; модель ДНК, портреты учёных
Задания для самостоятельной работы: заполнить таблицу «Сравнительная характеристика ДНК и РНК».
Тема 14. Решение задач по теме «Молекулярная генетика» (3час.).
Определение первичной структуры кодируемого белка по ДНК. Расшифровка строения участка ДНК по первичной структуре белка. Определение процентного состава азотистых оснований ДНК с использованием формулы (А+Т)+(Г+Ц)=100%. Определение длины гена.
Задание для самостоятельной работы: решить задачи по молекулярной генетике.
Тема 15. Успехи и перспективы биотехнологии (1час.).
Клеточная технология. Культура тканей и органов. Медико-генетическое консультирование в дородовой диагностике, метод амниоцентеза.
Основные понятия: пренатальная диагностика.
Оборудование: таблицы «Культура тканей», презентация «Биотехнология».
Задание для самостоятельной работы: подготовить сообщение о методах пренатальной диагностики.
Тема 16. Генетическая (генная) инженерия (1час.).
Сущность генной инженерии и ее значение для лечения наследственных заболеваний. Методы генной инженерии: рестрикция, лигирование, трансформация, скрининг. Перспективы генной инженерии, направления ее прикладных исследований. Этические и нравственные аспекты генной инженерии.
Оборудование: презентация «Биотехнология».
Основные понятия: плазмиды, рестриктазы, клонирование.
Тема 17. Генная инженерия и рак (1час.).
Причины онкологических заболеваний. Две теории происхождения раковых заболеваний. Мутагенная теория рака. Вирусогенетическая теория рака. Значение генной инженерии для лечения рака.
Основные понятия: онковирусы, онкогены, онкобелки.
Задание для самостоятельной работы: подготовить научные аргументы к дискуссии: «Наследуется ли рак у человека?».
Раздел 4. Генетическая эволюция человека (2 час.).
Тема 18. Человек, шимпанзе и их предки. Биологическая и социальная эволюция человека (1 час.).
Генетическое родство человека и шимпанзе. Сходство хромосомных наборов и их отличие. Сходство белкового состава клеток. Предки человека и человекообразных обезьян. Влияние генетических и социальных факторов на формирование личности человека.
Основные понятия: эволюция человека (парапитек, австралопитек, питекантроп, неандерталец, человек разумный).
Оборудование: таблица «Этапы эволюции человека»; презентация «Этапы эволюции человека», «Доказательства эволюции человека от животных»; коллекция муляжей черепов человека и обезьян, научно популярная – литература.
Задание для самостоятельной работы: подготовить сообщение о детях – «маугли», показать, что человек как личность формируется только в человеческом обществе.
Тема 19. Дарвинизм и расовая иерархия. Критика социального дарвинизма, евгенизма и расизма (1 час.).
Человеческие расы. Однородное распределение генетического разнообразия. Незначительная роль естественного отбора в генетической дифференциации популяций. Несостоятельность социального дарвинизма, евгенизма, расизма.
Основные понятия: раса, социальный дарвинизм, евгенизм, расизм.
Оборудование: таблица «Человеческие расы»; презентация «Человеческие расы»; коллекция «Человеческие расы».
Задание для самостоятельной работы: ответить на следующие вопросы: а) в чем отличие социального дарвинизма от евгенизма; б) в чем сходство евгенизма и расизма?
Задание для самостоятельной работы: подготовить сообщения на темы: «Генная инженерия и рак»; «Клонирование: за и против».
Тематический план.
Темы
Теория
Практика
Всего часов
Введение
Тема 1.Предмет генетики и ее значение для медицины. История генетики.
1
-
1
Раздел 1. Методы генетики человека.
5
4
9
Тема 2. Генеалогический метод генетики человека.
1
-
1
Тема 3. Анализ и составление родословной
-
2
2
Тема 4. Популяционный метод. Генетика популяций и ее значение для медицины. Закон Д.Харди-В.Вайнберга.
1
-
1
Тема 5. Решение задач на тему «Генетика популяций».
-
2
2
Тема 6. Цитогенетический метод генетики человека.
1
-
1
Тема 7. Биохимический метод генетики человека.
1
-
1
Тема 8.Близнецовый метод генетики человека.
1
-
1
Раздел 2. Решение задач по общей и медицинской генетике.
2
9
11
Тема 9. Моногибридное скрещивание.
-
1
1
Тема 10. Дигибридное и полигибридное скрещивание.
-
2
2
Тема 11. Взаимодействие аллельных и неаллельных генов
1
4
5
Тема 12. Наследование признаков, сцепленных с полом, у человека
1
2
3
Раздел 3. Биотехнология и генетическая инженерия.
7
3
10
Тема 13. Дезоксирибонуклеиновая кислота как хранитель наследственной информации.
4
-
4
Тема 14. Решение задач по теме «Молекулярная генетика».
-
3
3
Тема 15. Успехи и перспективы биотехнологии.
1
-
1
Тема 16. Генетическая (генная) инженерия.
1
-
1
Тема 17. Генная инженерия и рак.
1
-
1
Раздел 4. Генетическая эволюция человека.
3
-
3
Тема 18. Человек, шимпанзе и их предки. Биологическая и социальная эволюция человека.
2
-
2
Тема 19. Дарвинизм и расовая иерархия. Критика социального дарвинизма, евгенизма и расизма.
1
-
1
Итоговое занятие
1
-
1
Всего
19
16
35
Поурочное планирование.
1.
Предмет генетики и ее значение для медицины. История генетики.
2.
Генеалогический метод генетики человека.
3.
Анализ родословных с целью установления характера наследования признаков и выявления вероятности проявления их у пробанда.
Практическая работа №1
4.
Составление родословной.
Практическая работа №2
5.
Популяционный метод. Генетика популяций и ее значение для медицины. Закон Д.Харди-В.Вайнберга.
6.
Решение задач на тему «Генетика популяций».
Практическая работа №3
7.
Решение задач на тему «Генетика популяций».
Практическая работа №4
8.
Цитогенетический метод генетики человека.
9.
Биохимический метод генетики человека.
10.
Близнецовый метод генетики человека.
11.
Моногибридное скрещивание. Решение задач на полное доминирование.
Практическая работа №5
12.
.Морфологические, физиологические и биохимический признаки человека. Решение задач на дигибридное скрещивание.
Практическая работа №6
13.
Решение задач на дигибридное скрещивание.
Практическая работа №7
14.
Решение задач на неполное доминирование
Практическая работа №8
15.
Кровь. Группы крови.
16.
Кодоминирование – наследование групп крови человека системы АВО.
Практическая работа №9
17.
Взаимодействие неаллельных генов и их множественное действие. Эпистаз.
Практическая работа №10
18.
Взаимодействие неаллельных генов и их множественное действие. Полимерия. Комплементарность.
Практическая работа №11
19.
Генетика пола. Хромосомное определение пола у человека.
20.
Признаки сцепленные с полом. Гемофилия. Дальтонизм.
Практическая работа №12
21.
Решение задач на сцепленное с полом наследование.
Практическая работа №13
22.
Состав, структура и функции ДНК. Роль ДНК в жизни клетки.
23.
Молекулы ДНК и РНК: черты сходства и отличия. Нуклеиновые кислоты - биологические полимеры
24.
Ген. Свойства, функции и классификация генов. Хромосомы. Геном.
25.
Матричный синтез. Репликация ДНК. Генетический код. Трансляция.
26.
Определение процентного состава азотистых оснований ДНК с использованием формулы (А+Т)+(Г+Ц)=100%
Практическая работа №14
27.
Определение первичной структуры кодируемого белка по ДНК.
Практическая работа №15
28.
Расшифровка строения участка ДНК по первичной структуре белка.
Практическая работа №16
29.
Успехи и перспективы биотехнологии.
30.
Генетическая (генная) инженерия.
31.
Генная инженерия и рак.
32.
Человек, шимпанзе и их предки.
33.
Биологическая и социальная эволюция человека.
34.
Дарвинизм и расовая иерархия. Критика социального дарвинизма, евгенизма и расизма.
35.
Итоговое занятие.
Требования к знаниям и умениям учащихся
Учащиеся должны:
Характеризовать (описывать) основные понятия генетики; тип наследования признаковосновную генетическую терминологию и символику, методы генетики; особенности методов изучения генетики человека - генеалогический, популяционный, цитогенетический, биохимический, близнецовый; законы наследственности; механизм определения пола и тип наследования признаков; факторы, формирующие здоровье человека; роль белков, нуклеиновых кислот, строение и функции хромосом, их роль в хранении и передаче наследственной информации; значение видового постоянства числа, формы и размеров хромосом; ген и генетический код; основные биополимерные молекулы; процессы синтеза биополимеров; роль наследственности и изменчивости организмов в живой природе, этапы антропогенеза
Сравнивать (распознавать, узнавать, определять) РНК и ДНК.
Обосновывать (объяснять, сопоставлять, делать выводы) роль законов генетики; роль хромосом и генов в передаче наследственности; вредное влияние на наследственность человека загрязнений природной среды; родство млекопитающих, животных и человека, человеческих рас, особенности человека, обусловленные прямохождением, трудовой деятельностью, происхождение человека от животных.
Применять знания по биологии для доказательства уникальной ценности жизни, всего живого; сохранения своего здоровья; для решения задач по генетике и молекулярной биологии.
Владеть умениями сравнивать, доказывать; вычленять основные идеи в учебном материале; готовить рефераты, составлять схемы решения задач по генетике и молекулярной биологии.
Литература.
Болгова И.В. Сборник задач по общей биологии с решениями для поступающих в вузы/ И.В. Болгова.-М.: ООО «Изд-во Оникс»; ООО « Издательство «Мир и Образование», 2006.
Говалло В.И. Почему мы не похожи друг на друга. Очерки о биологической индивидуальности. (Наука и прогресс). - М.: Знание, 1984.
Гончаров О.В. Генетика. Задачи.- Саратов: Лицей, 2005.
Журнал «Биология в школе» №5 2004; №4, 5 2005; №2,4 2006г.
Калинова Г.С. Оптимальный банк заданий для подготовки учащихся. Единый государственный экзамен 2012. Биология. Учебное пособие/ Г.С. Калинова, А.Н. Мягкова, В.С. Резникова – Москва: Интеллект центр, 2012.
Кириленко А.А. Биология. Сборник задач по генетике. Базовый, повышенный, уровени ЕГЭ: учебно-методическое пособие/А.А. Кириленко.- Изд. 2-е., перераб. и дополн.- Ростов н/Д: Легион, 2011
Кириленко А.А. Биология. Сборник задач по генетике. Базовый, повышенный, высокий уровень ЕГЭ: учебно-методическое пособие/А.А. Кириленко.- Изд. 5-е., перераб. и дополн.- Ростов н/Д: Легион, 2013
Кириленко А.А. Молекулярная биология. Сборник заданий для подготовки к ЕГЭ: уровни А, В и С: учебно-методическое пособие/А.А. Кириленко.- Ростов н/Д: Легион, 2011.
Кириленко А.А., КолесниковС.И. Биология. Подготовка к ЕГЭ – 2010. Тематические тесты: учебно-методическое пособие/А.А. Кириленко.- Ростов н/Д: Легион, 2009.
Мишакова В.Н. Решение задач по генетике: учеб. Пособие/ В.Н Мишакова, л.В. дорогина, И.Б. Агафонова. – М.: Дрофа, 2010.
Почти 200 задач по генетике. – М.: МИРОС, 1992.
Топорнина Н.А. Стволинская Н.С. Генетика человека: Практикум для вузов. – М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2001.
15