Программа элективного курса «Генетика и здоровье человека» Автор курса: Новоселова Татьяна Алексеевна

Программа элективного курса
«Генетика и здоровье человека»
Автор курса: Новоселова Татьяна Алексеевна
учитель биологии МБОУ «СОШ № 90» ЗАТО Северск
Пояснительная записка.
Современная генетика человека изучает явление наследственности и
изменчивости на всех уровнях организации живой материи. Проблема
здоровья людей и генетика тесно взаимосвязаны.
Едва ли найдутся люди, которым совершенно безразлична судьба их
собственных детей. По статистическим данным, ежегодно в России
рождается около 200 тысяч детей с наследственными заболеваниями, из
каждых 200 младенцев один появляется на свет с хромосомными
аномалиями. Причём количество видов этих заболеваний с каждым годом
растёт. Одной из причин этого является накопление в окружающей среде
разнообразных мутагенов, способных наносить вред здоровью человека.
Единственное, что мы можем сделать, чтобы что-то противопоставить
сложившейся ситуации – отдавать себе отчет в серьезности положения, и
предпринимать разумные усилия для того, чтобы на свет не появлялись
дети с тяжелыми наследственными патологиями. Реальный шанс для этого
существует, но для этого надо быть, прежде всего, хорошо
информированным о возможности наличия собственных генетических
заболеваний и о мутантных генах, которые могут стать причиной
заболеваний у будущего потомства. Осведомленность людей повышает
вероятность их выживания в условиях неблагоприятной экологической,
социальной, демографической обстановки.
Подобную информацию можно получить в центрах медикогенетического консультирования. При этом врач не в праве навязывать
свою волю пациентам, он может и должен лишь информировать их о
возможных опасностях и последствиях проявления генетически
врожденных заболеваний у потомства.
Элективный курс «Генетика и здоровье человека» дает возможность
расширить представление учащихся о методах генетики, которые
включены в школьный курс, а также ознакомиться с методами, не
вошедшими в школьную программу по биологии.
Данный курс носит обучающий, развивающий и социальноориентированный характер. Полученные знания учащиеся смогут
использовать для сохранения и укрепления своего здоровья, а также дадут
понимание необходимости соблюдения здорового образа жизни,
сориентируют на выбор будущей профессии с учётом личностных
особенностей своего организма.
Цель курса:
 знакомство с основными методами изучения наследственности человека
и результатами их практического использования;
 получение знаний о характере наследования признаков у человека для
прогнозирования появления наследственных болезней и их ранней
диагностики;
 овладение умением применять полученные знания для решения
генетических задач; о
 сформировать у школьников потребность в здоровом образе жизни в
условиях неблагоприятной окружающей среды.
Задачи курса:
 Формирование навыков здорового образа жизни, сознательного
отношения к своему здоровью;
 Изучение современных достижений в области генетики, цитологии,
биохимии, медицины;
 Умение воспроизводить, анализировать и обобщать полученную
информацию;
 Умение применять полученные знания для поддержания и
совершенствования своего здоровья и сохранения окружающей среды;
 Развивать чувство ответственности за свои поступки, а также понимание
того, что любое поведение влечет за собой определенные последствия;
 Формирование негативного отношения к вредным привычкам.
Программа рассчитана на 17 часов учебного времени, по 1 часу в
неделю. Проведение курса планируется в течение одного учебного
полугодия.
Содержание программы включает теоретическую и практическую
части.
В ходе теоретических занятий рассматриваются следующие вопросы:
 достижения генетики и их значение для практики, для развития
медицины и различных областей биологии;
 знакомство с основными методами изучения наследственности
человека и результатами их практического использования;
 выявляются причины наследственных болезней и возможности их
ранней диагностики;
 расширяются знания учащихся о влиянии факторов окружающей
среды на процесс формирования признаков организма.
В ходе практических занятий формируются навыки решения
генетических задач, построение и анализ генетической родословной,
составление модели будущей здоровой семьи.
Отчетность предусматривает проверку и оценивание заданий,
самостоятельных работ, качественное составление родословных.
По структуре программа элективного курса носит уровневое
построение – каждый новый раздел по сложности превосходит
предыдущий и опирается на его содержание.
Позиция педагога на протяжении всех занятий может быть вариативной
– в зависимости от сложности учебного материала он выступает как
информатор, а также как советник, консультант и аналитик.
Методы работы: информационные, эвристические.
Результаты
курса
будут
непосредственные
и
отсроченные.
Непосредственные – успешное выполнение заданий и самостоятельных
работ по изученному материалу. Отсроченные – способность учащихся
ориентироваться в современных достижениях генетики и цитологии,
использовать полученные знания в дальнейшем обучении (поступление в
ВУЗы) и практической жизни для сохранения и укрепления своего
здоровья и здоровья будущего поколения.
ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
№
Кол-во
тема
п/п
часов
1. История генетики, её значение для медицины.
1
2. Методы общей генетики.
1
Методы генетики человека:
3. Генеалогический метод.
1
4. Анализ и составление родословных.
1
5. Близнецовый метод.
1
6. Цитогенетический метод.
1
7. Биохимический метод.
1
8. Популяционный метод. Закон Харди - Вайнберга
1
9. Метод моделирования.
1
Решение задач по общей и медицинской генетике.
10. Моногибридное скрещивание
1
11. Неполное доминирование. Анализирующее скрещивание.
1
12. Дигибридное скрещивание.
1
13. Сцепленное наследование признаков.
1
14. Наследование признаков, сцепленных с полом у человека.
1
15. Взаимодействие генов. Кодоминирование
1
16. Взаимодействие неаллельных генов.
1
17. Итоговая контрольная работа
1
Итого 17 часов
Содержание занятий.
Тема №1. История генетики, её значение для медицины (1ч.). Предмет
генетики. Основные вехи в истории генетики. Значение работ Г. Менделя,
Де Фриза, В.Л. Иоганнсена. Достижения. Значение для практики, для
развития медицины.
Тема №2. Методы общей генетики (1ч.). Гибридологический анализ,
метод отдаленной гибридизации. Трансдукция (гибридизация клеток и
вирусов). Трансформация (гибридизация клеток и отдельных молекул
ДНК). Гибридизация молекул ДНК и РНК. Мутационный метод.
Цитологический метод. Математический метод.
Тема №3. Генеалогический метод (1ч.). Метод родословных (Ф.
Гальтон). Сущность метода. Генетическая символика для составления
схемы родословной.
Самостоятельная работа «Составить родословную своей семьи».
Тема №4. Анализ и составление родословных. (1ч). Анализ
составленных родословных с целью установления характера наследования
признаков. Решение исследовательских задач.
Тема №5. Близнецовый метод (1ч). Сущность метода (Ф. Гальтон).
Работы С.Г. Инге-Вечтомова. Влияние генотипа и среды на формирование
признаков. Влияние наследственной предрасположенности к ряду
заболеваний.
Самостоятельная работа – подобрать материал об однояйцовых и
разнояйцовых близнецах, выросших в одинаковых и разных условиях.
Тема №6. Цитогенетический метод (1ч). Значение открытия М. Барра и
Ч. Бертрама. Сущность метода. Медико-генетическое консультирование.
Влияние никотина, алкоголя, наркотиков на потомство. Профилактика
хромосомных наследственных заболеваний (болезнь Дауна, синдром
Патау, синдром Клайнфельтера, синдром Шерешевского – Тёрнера,
синдром «кошачьего крика»).
Тема №7. Биохимический метод (1ч). Сущность метода. Значение
медико-генетического консультирования. Генные мутации (серповидноклеточная
анемия,
фенилкетонурия,
альбинизм,
гемофилия,
фенилпиронурия).
Тема №8. Популяционный метод (1ч). Сущность метода. Закон Харди –
Вайнберга. Причины запрета близкородственных браков.
Тема №9. Метод моделирования (1ч). Сущность метода. Закон
гомологических рядов наследственной изменчивости. Н.И. Вавилов.
Практическое применение.
Решение задач по общей и медицинской генетике.
Тема №10. Моногибридное скрещивание (1ч). Правило единообразия
гибридов первого поколения. Полное доминирование. Цитологические
основы моногибридного скрещивания.
Решение задач.
Тема №11. Неполное доминирование. Анализирующее скрещивание
(1ч). Неполное доминирование на примере промежуточного наследования
признаков. Определение генотипа у особей, обладающих одинаковым
фенотипом при полном доминировании.
Решение задач.
Тема №12. Дигибридное скрещивание (1ч). Закон независимого
наследования признаков Г. Менделя. Решетка Пеннета.
Решение задач.
Тема №13. Сцепленное наследование признаков (1ч). Закон Т.Моргана.
группы сцепления. Причины нарушения сцепления между генами.
Конъюгация и кроссинговер.
Решение задач.
Тема №14. Наследование признаков, сцепленных с полом у человека
(1ч). Генетика пола. Хромосомное определение пола. Признаки,
сцепленные с полом (дальтонизм, гемофилия, отсутствие потовых желез,
ихтиоз). Гомогаметный и гетерогаметный пол.
Решение задач.
Тема №15. Взаимодействие генов. Кодоминирование (1ч). Основные
типы взаимодействия аллельных генов. Генотип как система
взаимодействующих генов. Взаимодействие двух аллельных форм гена.
Взаимодействие по типу множественного аллелизма (наследование групп
крови человека).
Решение задач.
Тема №16. Взаимодействие неаллельных
Комплементарность. Полимерия. Плейотропия.
Решение задач.
генов
(1ч).
Эпистаз.
Тема №17. Итоговая контрольная работа (1ч). Вопросы:
1. История генетики. 2. Методы генетики человека. 3. Задачи по общей и
медицинской генетике.
Список литературы:
Основная:
 Г.Л. Билич, В.А. Крыжановский «Биология. Полный курс», т.1
«Анатомия», М., «Оникс», 2005г.
 Н. Грин, У. Стаут, Д. Тейлор «Биология» в 3-х томах, М., «Мир», 1990г.
 С.Г. Мамонтов «Биология», М., «Дрофа», 1994г.
 Н.А. Лемеза, Л.В. Камлюк, Н.Д. Лисов «Биология в вопросах и ответах»,
Минск, «Попурри», 1997г.
 «Энциклопедия для детей. Биология», М, «Аванта+», 1994г.
 Б.Х. Соколовская «120 задач по генетике», М, 1992г
 В.Ю. Крестьянинов, Г.Б. Вайнер «Сборник задач по генетике с
решениями», Саратов, «Лицей», 1998г.
Дополнительная:
 «Лучшие рефераты по биологии», Ростов–на–Дону, «Феникс», 2002г.
 О.А. Осипова «Методическое пособие по биологии», Волгоград,
«Учитель»1997г.
 А.В. Клёнова «Методическое пособие по биологии»,ч.3, Волгоград,
1997г.
 «Биология: Большой справочник для школьников и поступающих в вузы»
под редакцией А.С. Батуева и др., М., «Дрофа», 1999г.
 И.В. Петрова «Пособие по биологии для поступающих в СибГМУ», ч.2
Общая биология, Томск, 2005г.
 Е.П. Сидоров «Анатомия для поступающих в вузы», М., РУДН, 1997г.
Примерные задачи для решения в программе курса:
1. При скрещивании серо-голубых норок со стандартными норками в
первом поколении все щенки оказались стандартными, во втором
поколении было получено 17 стандартных и 5 серо-голубых. Как
наследуется признак? Какое скрещивание следует поставить для
увеличения в потомстве серо-голубых норок?
2. Две женщины имеют четвертую и вторую группы крови. Каждая имеет
ребёнка. Группы крови детей – первая и третья. Общий отец детей со
второй группой крови. Определите, кто чей ребёнок.
3. В семье двое детей. У одного из них первая, у другого третья группа
крови. Их дедушка по материнской линии имел четвёртую, а бабушка
третью группу крови. Определите группу крови и генотип матери этих
детей.
4. От двух нормальных по зрению родителей родилась дочь с нормальным
зрением. Впоследствии она вышла замуж за мужчину-дальтоника, который
имел нормальных по зрению брата и сестру. От этого брака родилась одна
дочь-дальтоник. Определите генотипы всех членов этой семьи. Какова
вероятность рождения здоровых и больных детей в этой семье?
Дальтонизм – рецессивный признак, сцепленный с Х-хромосомой.
5. Женщина с нормальным зрением, оба родителя которой имели
нормальное зрение, выходит замуж за мужчину с нормальным зрением. От
этого брака родилась нормальная дочь и сын-дальтоник. И дочь и сын
вступили в брак с лицами, нормальными в отношении зрения. У дочери
родился сын-дальтоник, а у сына – три мальчика и две девочки, все
нормальные в отношении зрения. Каковы генотипы всех этих лиц? Каким
может быть зрение у правнуков, если все партнёры по браку будут
нормальными по зрению?
6. У кошек цвет шерсти (рыжая, черная, трехцветная) контролируется
геном с неполным доминированием, локализованным в Х-хромосоме. Если
черная кошка принесла котят, один из которых имеет трехцветную
окраску, а три черную, то, что можно сказать об окраске шерсти отца этих
котят, о поле этих котят?
7. У человека имеется два вида глухонемоты, каждая из которых
определяется рецессивным геном. Гены наследуются независимо. Какова
вероятность рождения больных детей в семье, о которой известно
следующее: муж здоров, но его родители страдали разными видами
глухонемоты, по другой паре генов были нормальны и гомозиготны. Жена
страдала первым видом глухонемоты, её отец страдал тем же видом
глухонемоты, а по другой паре генов был нормален и гомозиготен. Мать
жены страдала вторым видом глухонемоты, а по другой паре генов была
гетерозиготна.
8. В семье, где родители здоровы, мать имеет голубые глаза, а отец – карие,
родился сын – гемофолик с голубыми глазами. Определите генотипы
родителей и ребёнка. Голубые глаза – рецессивный аутосомный признак.
Гемофилия – рецессивный признак, сцепленный с х-хромосомой.
9. Два петуха №1 и №2 скрещены с двумя курами №3 и№4. все четыре
птицы имеют оперенные ноги и гороховидный гребень. Это доминантные
признаки. От скрещивания петуха №1 с обеими курами все цыплята имели
оперенные ноги и гороховидный гребень. От скрещивания петуха №2 с
курицей №3 получаются как голоногие, так и цыплята с оперенными
ногами, причем те и другие имеют гороховидный гребень. От скрещивания
петуха №2 с курицей №4 получились цыплята только с оперенными
ногами, но часть из них имела гороховидный, а часть – простой гребень.
Каковы генотипы всех четырех птиц?
10. У человека различия в цвете кожи обусловлены двумя парами генов,
которые наследуются независимо. ВВСС – черная кожа, bbcc – белая кожа.
Любые три доминантные аллели дают развитие темной кожи, любые два –
смуглой и один – светлой. Каковы генотипы родителей, если
а) один родитель смуглый, другой – светлый, из большого числа детей 3/8
смуглые, 3/8 – светлые, 1/8 – тёмные и 1/8 – белые;
б) оба родителя смуглые, имеют одного ребёнка черного и одного белого;
в) оба родителя смуглые, все дети тоже смуглые.
11. От скрещивания чёрно-белой и бурой собак породы кокер-спаниель
родились 5 щенков: 1 черный, 1 бурый, 1 черно-белый, 2 буро-белых.
Определите генотипы родителей и потомства, если чёрная окраска шерсти
доминирует над бурой, а сплошная окраска – над пятнистой?