Основы генетики

Программа: авторская
Автор: канд. биол. наук Глаголев С.М.
Год утверждения (начало апробации): 2006
Курс преподает Н.С. Глаголева

Пояснительная записка

Программа курса «Основы генетики» для 10 биологического класса – несколько расширенный и углубленный вариант школьной программы курса генетики. Программа составлена с учетом того, что генетика уже изучалась в 8 классе, а один из ее разделов – молекулярная генетика – будет изучаться в 11 классе. По курсу цитологии и генетики после окончания 10 класса учащиеся сдают устный переводной экзамен, поэтому содержание программы соответствует вопросам экзаменационных билетов. Кроме того, в каждый билет входит типовая задача по генетике.

Спецкурс рассчитан на одно полугодие (17 занятий по два академических часа, всего 34 часа).

Структура программы

Законы Менделя
Хромосомная теория наследственности и генетика пола
Зарождение и развитие биохимической генетики. Взаимодействие генов
Изменчивость. Влияние генотипа и среды на фенотип
Основы селекции
Генетика человека. Медицинская генетика

Содержание программы

Законы Менделя и хромосомная теория наследственности

Биография Менделя. Причины успеха Менделя. Сущность открытия Менделя. Судьба открытия Менделя. Моногибридное скрещивание и интерпретация его результатов Менделем. Закон чистоты гамет. Основы теории вероятности. Вероятностный характер законов Менделя. Условия выполнения закона расщепления. Переоткрытие законов Менделя. Мейоз как цитологическая основа менделеевских закономерностей. Основные положения хромосомной теории наследственности. Неполное доминирование. Множественный аллелизм. Летальные аллели.  Дигибридное скрещивание. «Закон» независимого наследования. Полигибридное скрещивание. Условия выполнения закона независимого наследования. Сцепленное наследование и группы сцепления. Определение групп сцепления. Кроссинговер и построение генетических карт. 

Генетика пола

Открытие половых хромосом и связь этого с хромосомной теорией наследственности. Механизмы определения пола у различных организмов. Особенности определения пола у дрозофилы и млекопитающих. Наследование, сцепленное с полом (дальтонизм и гемофилия, наследование цвета у кошек).  

Внехромосомное наследование

иРНК зиготы и наследование по материнскому типу (цитоплазматическая наследственность). Наследование признаков митохондрий и хлоропластов. Другие случаи внехромосомного наследования.

Зарождение и развитие биохимической генетики. Взаимодействие генов

«Ошибки метаболизма» по Гэрроду. Опыты Бидла и Татума на нейроспоре и теория «один ген — один фермент». Открытие взаимодействия генов и отсутствие объяснений этого явления. Взаимодействие генов как результат участия их ферментов в одном метаболическом пути. Расщепления при различных вариантах взаимодействия генов. Другие механизмы взаимодействия генов. Множественное действие гена и полимерия. Наследование количественных признаков.

Изменчивость. Влияние генотипа и среды на фенотип

Наследственная и ненаследственная изменчивость. «Приобретенные признаки» и причины их ненаследуемости. Мутационная и комбинативная изменчивость. Адаптивные модификации. Кривые изменчивости признаков. Закономерности мутационного процесса. Мутагены. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости. Типы мутаций: генные, хромосомные, геномные. Генные мутации как причины нарушения работы белков. Открытие природы серповидноклеточной анемии Полингом. Другие примеры нарушений, вызываемых единичными мутациями. Типы хромосомных мутаций и их последствия. Дупликация как путь возникновения новых генов. Полиплоидия и анеуплоидия, их роль в видообразовании.

Основы селекции

Классические методы селекции. Типы отбора и типы скрещиваний в селекции. Использование мутагенеза в селекции. Методы клонирования в селекции. Методы генной инженерии и ее использование в селекции.

Генетика человека. Медицинская генетика

Особенности методов генетики человека. Генеалогический метод. Близнецовый метод. Биохимические методы. Методы клеточной и генетической инженерии. Евгеника и связанные с ней проблемы. Моногенные признаки и наследственные заболевания, определяемые единичными мутациями. Фенилкетонурия как пример моногенного наследственного заболевания. Генетика гемоглобинов. Кариотип человека. Хромосомные и геномные мутации как причина наследственных болезней. Факторы риска для генетических заболеваний. Медико-генетическое консультирование. Лечение наследственных болезней. Расшифровка генома человека и значение этого для медицины.

Требования к знаниям и умениям учащихся

Учащиеся должны знать:

положения клеточной теории и теории симбиогенеза; особенности клеток прокариот и эукариот, животных и растений; строение и принцип удвоения ДНК, принципы устройства генетического кода; основные этапы и механизмы синтеза белка; признаки и ход митоза и мейоза; основные термины генетики, генетическую символику; закономерности наследования моногенных признаков при моно- и дигибридном скрещивании; хромосомную теорию наследственности, механизмы определения пола; примеры и механизм взаимодействия генов; закон Харди-Вайнберга, условия его выполнения; факторы эволюции – естественный отбор, дрейф генов, изоляцию и гибридизацию, их роль в эволюции.

Учащиеся также должны знать определения и значения основных понятий и терминов курса: клетка, органоид; обмен веществ, метаболический путь; фермент, ферментативная реакция; матричный синтез, конвариантная редупликация; генетическая информация, генетический код, мутация; митоз, мейоз; положительная и отрицательная обратная связь; моно-, ди-, полигибридное скрещивание; ген, аллель; генотип, фенотип; рецессивность, доминантность; гомозигота, гетерозигота; геном, генофонд; кариотип, хромосома; сцепление, группа сцепления, кроссинговер; мутация, инверсия, дупликация, делеция, транслокация; полиплоидия, анеуплоидия; репродуктивная изоляция, дрейф генов, естественный отбор; популяция, вид.

Учащиеся должны уметь:

использовать знания о химических и физических процессах и законах для объяснения механизмов работы живых систем, а именно: атомно-молекулярная теория и её связь с изменчивостью и наследственностью, понятие катализа, его приложимость к ферментативным реакциям; взаимосвязь между строением, химическими свойствами и биологическими функциями ДНК, РНК и белков; интерпретировать результаты биологических экспериментов и придумывать мысленные эксперименты для проверки гипотез; предлагать различные варианты ответов на задачи с неоднозначным решением; объяснять и иллюстрировать примерами принципы регуляции функций на основе отрицательной и положительной обратной связи на уровне клетки и генетических систем; связывать строение органоидов клетки и клеток мышечной и нервной ткани с их функциями; объяснять взаимосвязи между работой различных органоидов клетки; раскрывать взаимосвязи между работой генетического аппарата клетки и закономерностями передачи наследственных признаков на клеточном, организменном и популяционном уровне; объяснять цитологические основы менделевских закономерностей, показывать границы их выполнимости; объяснять цитологические и молекулярные основы хромосомной и внехромосомной наследственности, раскрывать их сходства и различия; решать генетические задачи на моно- и дигибридное скрещивание, наследование, сцепленное с полом, взаимодействие генов и полимерное наследование, определение взаимного расположения генов по процентам кроссинговера; объяснять вероятностный характер генетических законов, решать генетические задачи с помощью умножения и сложения вероятностей; раскрывать причины и механизмы мутаций, доказывать невозможность наследования благоприобретенных признаков; показывать взаимосвязь между механизмами наследственности и изменчивости и изменениями генетического состава популяций; объяснять роль различных факторов эволюции в изменениях генетического состава популяций и в видообразовании; раскрывать на изученных примерах роль генетики в селекции, профилактике и лечении наследственных болезней человека.

Межпредметные связи

ОИВТ

Кибернетический принцип отрицательной обратной связи и его распространенность в живой природе.

Математика

Понятие вероятности. Сложение и умножение вероятностей независимых событий.

Химия

Строение атома и химическая связь; типы химической связи; водородная связь; электроотрицательность и ее связь с полярностью веществ; гидрофильность и гидрофобность, ее связь с полярностью; амфифильность фосфолипидов и мыла — связь с их свойствами; катализ и ферментативные реакции в организме; дыхание как окислительно-восстановительная реакция; рН, кислотность среды и ее влияние на работу ферментов; переваривание пищи как реакции гидролиза; канцерогенные вещества, их источники в окружающей среде.

Литература для учащихся

Основная

  1. Общая биология. Учебник для школ с углубленным изучением биологии. Ред. Рувинский А.О. М., Просвещение, 1993 (или более поздние издания).
  2. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология (в 3-х т.). М., Мир, 1993.

Дополнительная

  1. Беркинблит М.Б. Законы Менделя. М., ОЛ-ВЗМШ, 1997 (или другое издание).
  2. Беркинблит М.Б. Генетические основы эволюции. М., ВЗМШ АПН СССР, 1987.
  3. Бородин П.М. Этюды о мутантах. М., Знание, 1983.

Задачники

  1. Беркинблит М.Б. и др. Почти 200 задач по генетике. М., МИРОС, 1992.
  2. Беркинблит М.Б., Глаголев С.М., Иванова Н.П. и др. Методическое пособие к учебнику «Общая биология». М., МИРОС, 2000.
  3. Соболев А.Н. Методические рекомендации по решению генетических задач. Орел, 2000.

Примерный вариант экзаменационных вопросов (ZIP-архив, *.DOC внутри)

2005–2022 © «БиоКласс». Контакты
Телефон: (495) 433-76-29