Программа элективного курса по биологии «Генетические основы жизни»

Программа элективного курса «Генетические основы жизни» предназначена для учащихся профильных классов естественнонаучного и медико-биологического направления средних школ, а также для всех обучающихся, желающих научиться решать генетические задачи. Данный курс помогает  расширить образовательное пространство, знакомит с методами применения генетических знаний на практике, развивает интерес к современном проблемам биологии, ее новым приоритетным направлениям.

Пояснительная записка

         Рабочая программа элективного курса  «Генетические основы жизни» для 10-хклассов составлена в соответствии со школьной программой курса биологии профильного  уровня, а также в соответствии с Кодификатором элементов содержания и требований к уровню подготовки обучающихся для проведения основного государственного экзамена по биологии 2017 года. Предполагаемый элективный курс углубляет и расширяет рамки действующего профильного курса биологии, имеет профессиональную направленность. Он предназначен для учащихся 10-х классов медико-биологического профиля, а также для учащихся, проявляющих интерес к генетике. Изучение элективного курса может проверить целесообразность выбора учащимся профиля дальнейшего обучения, направлено на реализацию личностно-ориентированного учебного процесса, при котором максимально учитываются интересы, способности и склонности старшеклассников.

Цели  курса:

- создание условий для развития творческого мышления, умения самостоятельно применять и пополнять свои знания через содержание курса;

- создание необходимой базы для понимания специализированных вузовских программ;

- формирование и развитие интереса к биологии в целом и к генетике в частности.

Задачи курса:

образовательные:

- формирование умений и навыков решения генетических задач;

- отработка навыков применения генетических законов;

- обеспечение высокой степени готовности учащихся к ЕГЭ, поступлению в ВУЗы;

- удовлетворение интересов учащихся, увлекающихся генетикой;

развивающие:

развитие логического мышления учащихся;

воспитательные:

воспитание и формирование здорового образа жизни. 

Результатом изучения данного курса являются знания:

- строения и функций ДНК и РНК в клетке;

- аминокислотного состава белковой молекулы и принципы ее построения;

- определения и свойств генетического кода;

- строения и процессов функционирования клетки как функциональной единицы живых систем;

- структуры ДНК, хромосом, их функций;

- хромосомной  теории наследственности;

- закономерностей наследования при моногибридном и дигибридном скрещивании;

- явления полного и неполного доминирования;

- биологическую роль конъюгации и кроссинговера хромосом;

- влияние вредных факторов окружающей среды на генотип человека;

- хромосомную теорию наследования пола и сцепленное с полом наследование признаков;

Умения:

- находить нуклеотидный состав ДНК, РНК на основе принципа комплементарности  и в соответствии с правилом Чаргаффа.

- составлять биохимические уравнения синтеза белка из аминокислот.

- определять доминантные и рецессивные признаки.

-определять фенотип признака по генотипу.

-решать биохимические, генетические задачи.

-анализировать родословные, определять вероятность наследования исследуемых признаков.

-использовать биологическую терминологию для объяснения полученных результатов

Методическое обеспечение программы.

1. Учебные пособия.

Учебными пособиями данного элективного курса могут быть учебники для общеобразовательных школ, а также пособие серии “Темы школьного курса” Р.А. Петросовой “Основы генетики” изд. “Дрофа”.

Так как теоретические занятия направлены на повторение и закрепление материала, целесообразно предоставить учащимся возможность самостоятельно готовить и делать доклады на заданные темы, используя при подготовке, как школьный учебник, так и дополнительную литературу. Докладам учащихся должна предшествовать работа учителя с учеником с целью подбора литературы, для выделения главных идей, эмоционального окрашивания рассказов из истории открытий.

2. Требования к оснащению курса.

Для практических занятий необходимы справочники с указанными доминантными и рецессивными признаками живых организмов.

Для теоретических занятий необходимы таблицы с демонстрацией структуры молекул нуклеиновых кислот, генетического кода, процессов мейоза, моногибридного и дигибридного скрещивания, процессов, происходящих в случае сцепленного наследования генов и наследования, сцепленного с полом.

3. Организация учебно-воспитательного процесса.

Основной формой организации учебной работы является учебное занятие. Учебное занятие предусматривает активную самостоятельную работу школьника, сотрудничество и сотворчество учителя и ученика, более свободное поведение учащегося на занятиях, отсутствие скованности, которую в той или иной степени вызывает оценочная система на уроке.

Занятия строятся по степени усложнения рассматриваемого материала, по степени усложнения задач. При этом используются различные методы и методические приемы, направленные на активную работу учеников в форме диалога учитель-ученик, активное обсуждение материала в форме ученик-ученик, ученик-учитель.

 Курс рассчитан на 1 год обучения (10 класс).

Количество часов по программе в неделю – 1. Количество часов по плану внеурочной деятельности  – 1. Количество часов в год – 34. 

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

Содержание программы.

Общее количество часов –34 часа.

1. Структура и физико-химические свойства молекул

биополимеров (5 ч)

Теоретический курс - 3 ч.

Нуклеиновые кислоты как биополимеры. Составные компо­ненты НК: азотистые основания, углеводы, фосфорная кислота. Нуклеозид и нуклеотид. Правило Чартгафа о соотношении оснований в НК. АТФ- биологический аккумулято­р энергии.

ДНК, структура, масса и размеры. Принцип комплементарности в образовании молекул ДНК. Обра­зование двухцепочной макромолекулы и ее спирализация. Масса молекул и их локализация в клетке.

Особенности структуры молекул РНК, их нуклеотидный состав. Отличие молекул РНК от ДНК.

Белки-биополимеры, массы и размеры молекул. Аминокислоты-мономеры бел­ковых молекул. Особенностиих строения, амфотерные свойства. Поликондепсация аминокислот в полипептидную цепь. Пептидная связь и первичная структура белка. Вторичная, третичная и четвертичная структуры белковых молекул. Химические связи (ионная, дисульфидная), определяющие структуры белков. Белки-ферменты.Особенности структуры их молекул, актив­ный центр фермента.

Практический курс-2 ч.

2. Функционирование макромолекул в клетке (11ч.)

Теоретический курс - 4ч.

Роль ДНК в клетке: хранение и передача наследственной ин­формации от родителей потомству. Синтез ДНК. Матричный принцип синтеза ДНК.  Роль ферментов в синтезе ДНК.

Код ДНК, его триплетность, специфичность, универсальность, непрерывность и вырожденность, однонаправленность и коллине­арность, способность мутировать.

Синтез РНК. Типы РНК. Информационная РНК (и-РНК), физико-химические особенности молекул и их роль в клетке;

и-РНК—материальная основа генов. Транспортная РНК (т-РНК), масса, размеры молекул.  Антикодон и его функции. Роль т-РНК в транспорте аминокислот. Участие ферментов в этом процессе. Рибосомная РНК (р-РНК), особенности строения молекул, их роль в образовании рибосом.

Синтез белка—путь реализации наследственной информации, его протекание в цитоплазме и ЭПС. Многоступенчатость синтеза белков, участие информационных молекул, ферментных систем и АТФ.

Роль ДНК, и-РНК и т-РНК в синтезе белков. Процесс транс­крипции, участие в нем ферментов.

Рибосома—органоид синтеза белковых молекул, ее химиче­ский состав. Центр сборки белковой молекулы. Образование полисом.

Трансляция, ее этапы. Сборка молекулы белка, роль в ней кодона и антикодона. Удлинение полипептидной цепи, окончание синтеза бел­ка. Роль АТФ в синтезе белка.

Функции белков в клетке. Специфичность белковых молекул. Каталитическая функция.

Энергетический обмен как совокупность реакций разложения. Этапы обмена. Подготовительный этап, количественные характери­стики и значение.

Бескислородный этап обмена — неполное расщепление веществ. Промежуточные и конечные продукты, количественные характе­ристики и значение.

Кислородный этап обмена. Циклические реакции, их роль в образовании энергии. Приуроченность кислородного обмена к ми­тохондриям. Суммарные уравнения реакций обмена.

Практический курс-7 ч.

3. Моногибридное скрещивание. (5 часов).

Теоретический курс – 2 ч.

Наследственность и изменчивость – свойства организмов. Генетика – наука о закономерностях наследственности и изменчивости. Методы генетики. Генетическая терминология и символика. История генетических открытий. Закономерности наследования генов при моногибридном скрещивании, установленные Г. Менделем и их цитологические основы. Промежуточное наследование. Анализирующее скрещивание. Кодоминирование.

Практический курс – 3 ч.

Решение прямых задач на моногибридное скрещивание. Определение вероятности появления потомства с заданными признаками. Определение количества потомков с заданными признаками. Определение количества фенотипов и генотипов потомков. Решение обратных задач на моногибридное скрещивание. Решение задач на промежуточное наследование признаков. Решение задач на определение групп крови потомков и родителей по заданным условиям. Решение задач на анализирующее скрещивание.

2. Дигибридное скрещивание. (4 часа).

Теоретический курс – 1 час.

 Закономерности наследования при дигибридном скрещивании, цитологические основы наследования, III закон Менделя.

Практический курс – 3 часа.  Решение прямых задач на дигибридное скрещивание. Решение обратных задач на дигибридное скрещивание. Анализ родословных. Решение задач на нахождение вероятности появления потомков с определенными признаками. Определение количества фенотипов и фенотипы потомков.

Теоретический курс – 1 час.

Закономерности сцепленного наследования. Закон Моргана. Полное и неполное сцепление. Генетические карты. Хромосомная теория наследственности. Цитологические основы сцепленного наследования в случае:

коньюгации хромосом без кроссинговера;

в случае коньюгации и кроссинговера между двумя хроматидами;

в случае коньюгации хромосом и кроссинговера между одной парой хроматид;

Практический курс – 1 час.

Решение задач на сцепленное наследование. Определение количества кроссоверных особей в потомстве. Определение вероятности возникновения различных генотипов и фенотипов потомков по расстоянию между сцепленными генами.

4. Наследование, сцепленное с полом. (3 часа).

Теоретический курс – 1 час.

Хромосомная теория формирования пола. Гомогаметность и гетерогаметность у различных видов живых организмов. Роль половых хромосом в жизни и развитии организмов. Сцепленное с полом наследования признаков. Цитологические основы наследования, сцепленного с полом.

Практический курс – 2 часа.

Решение прямых и обратных задач на сцепление признака с Х-хромосомой.

5. Итоговый семинар. (3 часа).

Решение комбинированных задач разнообразных типов.

Итоговое занятие. (1 час).

Решение комбинированных задач разнообразных типов.

Итоговое занятие. (1 час).