Методическая разработка урока биологии «Закономерности наследственности, установленные Г. Менделем»

Методическая разработка

урока биологии

«Закономерности наследственности, установленные Г. Менделем»

Бикмухаметова Ольга Юрьевна,

преподаватель

г. Стерлитамак

2026г.

Оглавление

Пояснительная записка………………………………………………... 2

Ход урока……………………………………………………………….4

Организационный момент………………………………………..4

Мотивация учебной деятельности……………………………….4

Актуализация знаний……………………………………………..4

Изучение и освоение нового материала…………………………5

Первичное закрепление изученного материала………………...11

Закрепление полученных знаний……………………………….. 11

Подведение итогов………………………………………………. 12

Рефлексия………………………………………………………… 12

Домашнее задание……………………………………………….. 12

Список литературы…………………………………………………… 13

Приложение №1………………………………………………………. 14

Приложение №2……………………………………………………… .15

Приложение №3………………………………………………………. 16

Приложение №4……………………………………………………….17

Приложение №5……………………………………………………….18

Приложение №6……………………………………………………….19

Приложение №7……………………………………………………….20

Приложение №8……………………………………………………….21

Пояснительная записка

"Дитя требует деятельности беспрестанно,

а утомляется не деятельностью,

а ее однообразием”.

К.Д. Ушинский

На протяжении всей истории своего существования человечество всегда интересовал вопрос о причинах сходства детей и родителей.

Мы рождаемся на свет, имея свой уникальный наследственный материал, ту программу, на основе которой под влиянием факторов внешней среды, мы станем такими, какие мы есть - неповторимые и в то же время похожие на предыдущие поколения.

Изучение темы «Закономерности наследственности, установленные Г. Менделем» позволяет обучающимся увидеть связь биологии с жизнью, понять, что знания биологии необходимы в быту.

Учебный материал по данной теме содержит много интересных фактов, способствует развитию интереса к биологии, формированию необходимых знаний в повседневной жизни, представлений о наследственных детерминантах и характере их передачи от родителей к потомкам.

В теме «Закономерности наследственности, установленные Г. Менделем» обучающиеся изучают историю открытия этих законов, краткую биографию Г.Менделя, личный вклад ученого, практическую значимость этих законов.

Если человек разбирается в законах генетики, то он может строить свои отношения с природой на ином, цивилизованном уровне.

При изучении темы достаточно полно прослеживаются междисциплинарные связи биологии с математикой, историей и химией. Привлечение этих знаний, позволяет сформировать у обучающихся целостное восприятие природы, облегчить восприятие учебного материала, снизить уровень учебной нагрузки.

Данная тема является не только логическим продолжением программного материала, а так же позволяет совершенствовать навыки самостоятельной работы, что способствует  развитию высокой степени активности и  познавательного интереса  к занятиям.

Цель: сформировать представления о причинах наследования признаков, о моногибридном скрещивании.

Задачи:

Образовательная: раскрыть закономерности наследования признаков, генетические понятия, ознакомиться с биографией Г.Менделя.

Развивающая: развивать умения анализировать результаты законов, устанавливать причинно-следственные связи между явлениями живой и неживой природы, развивать познавательные компетенции у обучающихся, научить применять знания при решении генетических задач.

Воспитательная: способствовать развитию интереса к генетике как науке; воспитывать толерантное отношение к людям разных рас; продолжить воспитание сознательного и осмысленного применения полученных знаний в жизни.

Тип урока:  изучение нового материала.

Методы и приемы обучения: информационно-развивающий; наглядно-иллюстративный; проблемно-поисковый.

Обеспечение урока:

Наглядные пособия: слайды с учебно-методическим материалом урока;  портрет Г. Менделя.

Раздаточный материал: опорная схема; задания.

ТСО: персональный компьютер; мультимедийный проектор, интерактивная доска.

Целевая аудитория: обучающиеся 1 курса обучения медицинского колледжа по дисциплине Биология для специальностей 31.02.01 Лечебное дело, 34.02.01 Сестринское дело.

Ход урока

Организационный момент

Подготовка рабочего места. Взаимное приветствие. 

Мотивация учебной деятельности

«Как он похож на своего отца!» - восклицают родственники, придя на день рождения и глядя на выросшего юношу. В голубых глазах родителей светится гордость за подрастающее поколение, а виновник торжества, невинно моргая такими же голубыми глазами, незаметно съедает приготовленные для гостей конфеты.

Какие признаки мы наследуем от своих родителей?

Ответы обучающихся: мы наследуем от своих родителей цвет глаз и волос, форму носа, группу крови, черты темперамента, особенности движений, склонность к изучению языков и т.д

Мы рождаемся на свет, имея свой уникальный наследственный материал, ту программу, на основе которой под влиянием факторов внешней среды, мы станем такими, какие мы есть - неповторимые и в то же время похожие на предыдущие поколения.

Актуализация знаний.

В начале учебного года мы с вами изучали критерии живых систем. Давайте вспомним их.

Ответы обучающихся: наследственность и изменчивость.

Посмотрим на экран и попробуем отгадать ребус (Приложение №1)

Вы, наверное, догадались, о чем сегодня пойдет речь?

Ответ обучающихся: о генетике.

Что бы вы хотели узнать об этой науке? Какие задачи мы можем поставить перед собой?

Почему потомки наследуют признаки своих родителей? (проблемный вопрос)

Сообщение темы, цели, задач и плана урока (обучающиеся совместно с учителем формулируют цель и задачи урока). Данная информация записывается в рабочую тетрадь.

Давайте попробуем определить план нашей работы на уроке.

Обучающиеся (совместно с учителем): 

Цель урока – сформировать представления о причинах наследования признаков

Задачи:

• ознакомиться с генетической терминологией, узнать символы, используемые при решении задач;

• изучить закономерности наследования признаков, проявления которых рассматриваются в законах Г. Менделя;

• научиться решать задачи по генетике на моногибридное скрещивание.

Изучение и освоение нового материала

Давайте обратимся к истории.

Каких ученых вы помните, которые внесли вклад в изучение генетики?

Ответы обучающихся: Г. Мендель, Т. Морган, Гуго де Фриз и т.д.

Послушаем сообщение о жизни и работе Г. Менделя (один из обучающихся заранее подготовил выступление) (Приложение №2)

Чем вам запомнился Г. Мендель?

Почему для работы он выбрал горох? Если затрудняетесь ответить информацию об этом можно найти в тексте параграфа.

Обучающиеся находят информацию в учебнике, отвечают на вопросы (все правильно выделенные признаки оцениваются отметкой «5»)

• Легко выращивать даже в ограниченном пространстве, что было важно для работы Менделя в монастырском саду.

• У гороха есть чётко различимые признаки, такие как цвет цветков, форма семян и высота растения, которые можно легко наблюдать и классифицировать. Особенно важно, что эти признаки проявляются в чистом виде поколение за поколением. 

• Цветки гороха имеют особое строение, которое позволяет им самоопыляться. Это свойство даёт возможность получать чистые линии растений с определёнными характеристиками. 

• Есть возможность искусственно скрещивать сорта — горох — строгий самоопылитель, но возможно удаление тычинок и перенос пыльцы от растений другого сорта для получения гибридных семян. 

• Гибриды плодовиты, что позволяет следить за ходом наследования признаков в поколениях.

Основоположником учения о наследственности и создателем науки генетики австрийский ботаник и биолог Грегор Иоганн Мендель. Он проводил исследования посевного гороха и смог установить, как передаются признаки по наследству. Это исследование выявило три закономерности, которые получили название «Законы Менделя».

На какие признаки гороха посевного указывал Г. Мендель?

Ответы обучающиеся: для опытов Мендель избрал несколько четко различающихся признаков: форма семян; окраска семян; окраска и форма бобов; окраска цветков; расположение цветков; длина стебля.

Так что же такое признак? 

Признак - это особенность организмов, его качество или свойство, по которому можно отличить одну особь от другой.

Признаки бывают альтернативными, альтернативные признаки – это качественные признаки, отвечающие за один вид качества, скрещиваемых особей.

Суть предложенного Менделем метода заключалась в следующем: он скрещивал растения, различные по одной паре признаков, а затем производил анализ результатов каждого скрещивания. Метод Менделя получил название гибридологического или метода скрещивания.

Результаты, которые получил Мендель в своих опытах, получили названия «законов Менделя». Перед тем как преступить к изучению самих законов, нужно усвоить основные генетические понятия и термины.

Ген – это участок молекулы ДНК (или хромосомы), определяющий возможность развития отдельного элементарного признака, или синтез одной белковой молекулы.

Каждый ген располагается в определенном участке хромосомы – локусе.

В гаплоидном наборе хромосом только один ген, ответственный за развитие данного признака. В диплоидном наборе хромосом (соматические клетки) содержаться две гомологичные хромосомы и соответственно два гена, определяющие развитие признака. Эти гены расположены в одинаковых локусах гомологичных хромосом и называются аллельными генами.

Аллельные гены – это пара генов, определяющая альтернативные признаки организма. Аллельные гены располагаются в одинаковых участках (локусах) гомологичных хромосом.

Альтернативные признаки – взаимоисключающие или контрастные признаки. Часто один из альтернативных признаков является доминантным, а другой рецессивным.

Для генов приняты буквенные обозначения. Если два аллельных гена полностью соответствуют по структуре, т.е. имеют одинаковую последовательность нуклеотидов, их можно обозначить так: АА или аа.

Доминантный признак (А) – это признак проявляющийся у гибридов первого поколения при скрещивании чистых линий.

Рецессивный признак (а) – передается по наследству при скрещивании, но не проявляется у гибридов первого поколения.

Половые клетки несут какой-либо один признак. При слиянии половых клеток образуется зигота. В соответствии от того какие аллели одного и того же гена она содержит, различают гомозиготу и гетерозиготу.

Гомозигота (АА, аа) – это клетка или организм содержащие одинаковые аллели одного и того же гена. Гомозигота – это организм, образующий один сорт гамет, в потомстве не наблюдается расщепления, имеют одинаковые гены.

Гетерозигота (Аа)– это клетка или организм, содержащие разные аллели одного и того же гена. Это организм образующий 2 сорта гамет.

Совокупность всех генов одного организма называют генотипом. Генотип - это не только сумма генов. Возможность и форма проявления гена зависит от среды. В понятие среды входит не только внешние условия, но и присутствие других генов. Гены взаимодействуют друг с другом и могут повлиять на проявление действия соседних генов.

Совокупность всех признаков организма, формирующихся при взаимодействии организма с средой – фенотип. Сюда относят не только внешние признаки (цвет глаз, рост), но и биохимические (структура белка, активность фермента), гистологические (форма и размер клеток, строение тканей и органов), анатомические (строение тела и взаимное расположение органов).

По ходу объяснения учителя, обучающиеся заполняют в рабочей тетради опорный конспект.

Для закрепления усвоения новых терминов необходимо выполнить задания в карточках (Верно выполнены 5 заданий – «5», 1-2 ошибки – «4»)

Условие	Следствие
1. Дано темноволосый отец и мать блондинка, оба ребёнка с темными волосами.	Следовательно, доминирует ген ______________, а рецессивный ген ______________.
2. В F1 от скрещивания длинноносых и коротконосых муравьедов получали только коротконосых особей.	Следовательно, доминирует ген _________, а ген длинного носа является ___________.
3. В потомстве кота Васьки и черных кошек были чёрные и серые котята, причём серых было в три раза больше.	Следовательно, доминирует ген _________, рецессивен ген _________, а кот Васька __________ по данному признаку.
4. Всё потомство доброй собаки Греты было добрым в нескольких поколениях.	Следовательно, доминирует ген _________, а рецессивен ген _________. Грета была _________ по данному признаку
5. Белая окраска шерсти кроликов определяется рецессивным геном.	Следовательно, белые кролики _________ по этому признаку.

Ответы обучающихся:

1. Следовательно, доминирует ген тёмных волос, а рецессивный ген светлых волос.

2. Следовательно, доминирует ген короткого носа, а ген длинного носа является рецессивным.

3. Следовательно, доминирует ген серого цвета, рецессивен ген чёрного цвета, а кот

Васька гетерозиготен по данному признаку.

4. Следовательно, доминирует ген доброты, а рецессивен ген злобности. Грета была гомозиготна по данному признаку.

5. Следовательно, белые кролики гомозиготны по этому признаку.

Для записи результатов скрещиваний используются следующие общепринятые обозначения:

Р — родители.

F — гибриды ( F₁ — гибриды первого поколения,

F₂ — гибриды второго поколения).

х — значок скрещивания.

♂ — мужская особь (копьё Марса) .

♀ — женская особь (зеркало Венеры).

A, B, C … — гены доминантных признаков.

a, b, c … — гены рецессивных признаков.

Aa, Bb, Cc … — гетерозиготные особи.

AA, aa … — гомозиготные особи.

G - гаметы

Зная определенные закономерности и основные понятие генетики можно приступить к изучению законов Г. Менделя.

Первый закон Г. Менделя называется закон единообразия гибридов первого поколения.

Как вы думаете почему?

Ответы обучающихся: всё полученное потомство будет одинаковым.

Рассмотрим схемы скрещивания первого и второго закона Г. Менеделя.

Первый закон Менделя - закон единообразия (Приложение №3)

Закон гласит о том, что при скрещивании гомозиготных особей, отличающихся одной или несколькими парами альтернативных признаков, все гибриды первого поколения будут единообразны по данным признакам.

Этот закон основан на варианте взаимодействия между генами - полном доминировании. При таком варианте один ген - доминантный, полностью подавляет другой ген - рецессивный. В эксперименте Мендель скрещивал чистые линии гороха с желтыми (АА) и зелеными (aa) семенами, в результате все потомство имело желтый цвет семян (Aa) - было единообразно.

Второй закон Менделя - закон расщепления (Приложение №4)

Скрещивая между собой гибриды первого поколения (Aa) Мендель обнаружил, что в потомстве особей с доминантным признаком (AA, Aa - желтый цвет семян) примерно в 3 раза больше, чем особей с рецессивным (aa).

При скрещивании гетерозиготных гибридов (Aa) первого поколения F₁ во втором поколении F₂ наблюдается расщепление по данному признаку: по генотипу 1 : 2 : 1, по фенотипу 3 : 1"

Когда речь идет о генотипе, обращайте внимание только на гены (буквы), то есть, если перед вами особи AA, Aa, Aa, aa, - следует брать генотипы по очереди и складывать количество одинаковых генотипов. Именно в результате таких действий соотношение по генотипу получается 1:2:1.

Если перед вами стоит задача посчитать соотношение по фенотипу, то вообще не смотрите на гены - это только запутает! Следует учитывать лишь проявление признака. В потомстве получилось 3 растения с желтым цветом семян и 1 с зеленым, следовательно, расщепление по фенотипу 3:1.

Неполное доминирование (Приложение №5)

Помимо полного доминирования, существует неполное доминирование, которое характерно для некоторых генов. Известным примером неполного доминирования является наследование окраски лепестков у растения ночная красавица. В этом случае гены не полностью подавляют друг друга - проявляется промежуточный признак.

Обратите внимание, потомство F₁ получилось также единообразным (возможен только один вариант - Aa), но фенотипически у гетерозиготы признак будет проявляться как промежуточное состояние (AA - красный, aa - белый, Aa - розовый). Это можно сравнить с палитрой художника: представьте, как смешиваются красный и белый цвета - получается розовый.

Первичное закрепление изученного материала

Обратимся к алгоритму решения генетических задач (Приложение №6)

1) Краткая запись условий задачи. Введение буквенных обозначений генов, обычно А и В (в задачах они частично уже даны).

2) Определение типа наследования (доминантность, рецессивность), если это не указано.

3) Запись фенотипов и схемы скрещивания.

4) Определение генотипов в соответствии с условиями. Запись генотипов символами генов под фенотипами.

5) Определение гамет. Выяснение их числа и находящихся в них генов на основе установленных генотипов.

6) Анализ результата согласно поставленным вопросам.

7) Краткая запись ответа.

Правила при решении генетических задач

Правило первое. Если при скрещивании двух фенотипически одинаковых особей в их потомстве наблюдается расщепление признаков, то эти особи гетерозиготны.

Правило второе. Если в результате скрещивания особей, отличающихся фенотипически по одной паре признаков, получается потомство, у которого наблюдается расщепление по этой же паре признаков, то одна из родительских особей гетерозиготна, а другая – гомозиготна по рецессивному признаку.

Правило третье. Если при скрещивании фенотипически одинаковых особей (по одной паре признаков) в первом поколении гибридов происходит расщепление признаков на три фенотипические группы в отношениях 1:2:1 , то это свидетельствует о неполном доминировании и о том, что родительские особи гетерозиготны.

Закрепление полученных знаний

Для закрепления полученных нами знаний предлагаю решить ряд задач (Приложение №7) сначала у доски, затем на местах. Карточки с задачами на партах.

Подведение итогов

Заполнить пропуски в тексте. (Верно выполнены все задания – «5», 1-2 ошибки – «4») (Приложение №8)

1) Г. Мендель, скрещивая растения, отличающиеся по _________________, установил следующие закономерности: наследование признака определяется дискретными факторами _____________. Если в потомстве проявляется признак только одного из родителей, то такой признак называется ________________. Признак второго родителя, проявляющийся не в каждом поколении, называется __________________.

2) При скрещивании двух организмов, относящихся к разным чистым линиям (доминантной и рецессивной) и отличающихся друг от друга _____________________ признаком, всё гибридное поколение из (F1) окажется _____________________ и будет по фенотипу похоже на родителей с __________________ признаком. При скрещивании гибридов из F1 во втором поколении наблюдается ___________________ в отношении __________________ по фенотипу и _________________ по генотипу.

Ответы:

1) по одному признаку, генами, доминантным, рецессивным.

2) одним, единообразным, доминантным признаком, расщепление, 3:1, 1:2:1.

Рефлексия

«Облако тегов» («облако слов»): каждый обучающийся записывает на «облачке» новые слова, которые он узнал на уроке, и закрепляет его в облако тегов.

Домашнее задание

1. Выучить термины в таблице опорного конспекта.

2. Знать схему скрещивания и формулировки 1-го и 2-го законов Г. Менделя.

3. Написать значение пословицы «Яблоко от яблони недалеко падает»

Список литературы

Основные источники:

1. Биология: учеб. для студ. учреждений сред. проф. образования / Н.В. Чебышев, Г.Г. Гринева, Г.С. Гузикова и др.; под ред. академика Н.В. Чебышева. – 17-е изд., стер.-М.: Образовательно-издательский центр «Академия», 2023. – 448с.

2. Биология. Т. 1. : учебник : в 2 т. / под ред. В. Н. Ярыгина. - Москва: ГЭОТАР-Медиа, 2023. - 736 с.

Дополнительные источники: .

1. Грошева, Л. В. Биология: учеб. пособие / Л. В. Грошева, В. Н. Данилов. - Воронеж: ВГУИТ, 2021. - 119 с.

Основные электронные издания

1. Биология. Электронный учебник http://biologylib.ru/catalog/

2. Биологический словарь он-лайн http://www.bioword.narod.ru/

3. Вся биология http://www.sbio.info

Приложение №1

Ребус для определения темы урока

Приложение №2

Грегор Мендель

Грегор Иоганн Мендель – биолог, ботаник, открывший законы наследственности. Его исследования заложили основу для новой научной дисциплины – генетики.

Иоганн Мендель родился в 1822 г в простой крестьянской семье. Помимо Иоганна, в семье подрастали ещё две дочери. Любовь к природе проявилась у Иоганна в раннем возрасте. В свободное время он подрабатывал садовником, занимался пчеловодством.

В 1840 году Мендель окончил 6 классов гимназии, после чего поступил в институт, где в течение 3 лет изучал физику и философию. Иоганн отчаянно стремился получить хорошее образование, но финансовое положение семьи не позволяло ему сделать это. В итоге молодой человек был вынужден постричься в монахи. В 1843 году он стал монахом взяв имя Грегор.

В 1844–1848 гг. Мендель получал образование в Брюннском богословском институте. Кроме того, он самостоятельно изучил множество наук. В 25 лет Мендель стал священником, но не прекратил своих занятий.

Интересный факт: при сдаче экзамена на звание преподавателя, Иоганн провалил биологию и геологию. Мендель дважды пытался сдать злосчастный экзамен по биологии, но безуспешно. В итоге он остался по-прежнему монахом

Среди прочих наук Менделя более всего увлекала ботаника. В 1856 году его заинтересовали изменения признаков растений, и на протяжении последующих 6 лет он проводил опыты на горохе. В результате проделанной исследовательской работы им были сформулированы законы, которые в дальнейшем легли в основу учения о наследственности и стали известны в науке как законы Менделя.

Приложение №3

Приложение №4

Приложение №5

Приложение №6

Алгоритм решения генетических задач

1) Краткая запись условий задачи. Введение буквенных обозначений генов, обычно А и В (в задачах они частично уже даны).

2) Определение типа наследования (доминантность, рецессивность), если это не указано.

3) Запись фенотипов и схемы скрещивания.

4) Определение генотипов в соответствии с условиями. Запись генотипов символами генов под фенотипами.

5) Определение гамет. Выяснение их числа и находящихся в них генов на основе установленных генотипов.

6) Анализ результата согласно поставленным вопросам.

7) Краткая запись ответа.

Правила при решении генетических задач

Правило первое. Если при скрещивании двух фенотипически одинаковых особей в их потомстве наблюдается расщепление признаков, то эти особи гетерозиготны.

Правило второе. Если в результате скрещивания особей, отличающихся фенотипически по одной паре признаков, получается потомство, у которого наблюдается расщепление по этой же паре признаков, то одна из родительских особей гетерозиготна, а другая – гомозиготна по рецессивному признаку.

Правило третье. Если при скрещивании фенотипически одинаковых особей (по одной паре признаков) в первом поколении гибридов происходит расщепление признаков на три фенотипические группы в отношениях 1:2:1 , то это свидетельствует о неполном доминировании и о том, что родительские особи гетерозиготны.

Приложение №7

Задачи по генетике

Моногибридное скрещивание

1. Растение фасоли гомозиготное по черной окраске скрещено с белосемянным. Определите потомство второго поколения, если черный цвет доминирует над белым.

2. При скрещивании серой мухи с черной всё потомство имело серую окраску. Определите генотип и фенотип второго поколения.

3. Мохнатость доминирует над гладкошерстностью. Мохнатая крольчиха скрещена с таким же кроликом. Определите генотип и фенотип потомства, если родительские формы были гетерозиготные.

4. Ген черной масти крупного рогатого скота доминирует над геном красной масти. Какое потомство следует ожидать от скрещивания гомозиготного черного быка с красной коровой?

5. У человека темноволосость доминирует над светловолосостью. Будут ли светловолосыми дети у гомозиготного темноволосого мужчины и светловолосой женщины?

Приложение №8

Заполнить пропуски в тексте

1) Г. Мендель, скрещивая растения, отличающиеся по _________________, установил следующие закономерности: наследование признака определяется дискретными факторами _____________. Если в потомстве проявляется признак только одного из родителей, то такой признак называется ________________. Признак второго родителя, проявляющийся не в каждом поколении, называется __________________.

2) При скрещивании двух организмов, относящихся к разным чистым линиям (доминантной и рецессивной) и отличающихся друг от друга _____________________ признаком, всё гибридное поколение из (F1) окажется _____________________ и будет по фенотипу похоже на родителей с __________________ признаком. При скрещивании гибридов из F1 во втором поколении наблюдается ___________________ в отношении __________________ по фенотипу и _________________ по генотипу.

Фото №1