Пояснительная записка Данная рабочая программа разработана на основе федеральных государственных образовательных стандартов среднего общего образования, примерной программы среднего (полного) общего образования по биологии (углубленный уровень) Срок реализации программы 2 года (10 - 11 класс). В соответствии с учебным планом на изучение курса «Генетика и молекулярная биология» в 10 и 11 классе отведено 68 часов (по 1 ч. в неделю). Предлагаемый курс углубляет и расширяет рамки действующего курса биологии. Он предназначен для обучающихся 10-11-х классов, проявляющих интерес к молекулярной биологии и генетике. Изучение курса направлено на реализацию личностно-ориентированного учебного процесса, при котором максимально учитываются интересы, способности и склонности старшеклассников. В процессе занятий предполагается закрепление обучающимися опыта поиска информации, совершенствование умений делать доклады, сообщения, закрепление навыков решения задач по молекулярной биологии и генетике различных уровней сложности. Курс «Генетика и молекулярная биология» включает: теоретические занятия и практическое решение задач. Формы организации учебного процесса: урок-лекция, практические занятия по решению генетических задач, разбор схем и рисунков, самостоятельная работа с учебниками, компьютерными дисками, демонстрация презентаций. Цель курса: сформировать у учащихся умения и навыки решения задач разной степени сложности по основным разделам молекулярной биологии и классической генетики. Задачи курса: формирование естественно – научного мировоззрения; углубление теоретических знаний по генетике; развитие умения использовать знания на практике, в том числе и в нестандартных ситуациях; развитие умений и навыков самостоятельной деятельности; Курс опирается на знания и умения учащихся, полученные при изучении биологии. В процессе занятий предполагается закрепление учащимися опыта поиска информации, совершенствование умений делать доклады, сообщения, закрепление навыка решения задач по молекулярной биологии и генетических задач различных уровней сложности, возникновение стойкого интереса к одной из самых перспективных биологических наук – генетике. Данный курс включает теоретические занятия и практическое решение задач. Планируемые результаты освоения курса В результате изучения программы элективного курса учащиеся должны Знать: общие сведения о молекулярных и клеточных механизмах наследования генов и формирования признаков; специфические термины и символику, используемые при решении генетических задач и задач по молекулярной биологии законы Менделя и их цитологические основы виды взаимодействия аллельных и неаллельных генов, их характеристику; виды скрещивания сцепленное наследование признаков, кроссинговер наследование признаков, сцепленных с полом генеалогический метод, или метод анализа родословных, как фундаментальный и универсальный метод изучения наследственности и изменчивости человека популяционно-статистический метод – основу популяционной генетики (в медицине применяется при изучении наследственных болезней). Уметь: объяснять роль генетики в формировании научного мировоззрения; содержание генетической задачи; применять термины по генетике, символику при решении генетических задач; решать генетические задачи; составлять схемы скрещивания; анализировать и прогнозировать распространенность наследственных заболеваний в последующих поколениях описывать виды скрещивания, виды взаимодействия аллельных и неаллельных генов; находить информацию о методах анализа родословных в медицинских целях в различных источниках (учебных текстах, справочниках, научно-популярных изданиях, компьютерных базах данных, ресурсах Интернет) и критически ее оценивать. Использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для: профилактики наследственных заболеваний; оценки опасного воздействия на организм человека различных загрязнений среды как одного из мутагенных факторов; оценки этических аспектов некоторых исследований в области биотехнологии (клонирование, искусственное оплодотворение). Личностные УУД обеспечивают ценностно-смысловую ориентацию учащихся (умение соотносить поступки и события с принятыми этическими принципами, знание моральных норм и умение выделить нравственный аспект поведения), а также ориентацию в социальных ролях и межличностных отношениях. Применительно к учебной деятельности следует выделить три вида действий: самоопределение - личностное, профессиональное, жизненное самоопределение; смыслообразование - установление учащимися связи между целью учебной деятельности и ее мотивом, другими словами, между результатом учения и тем, что побуждает деятельность, ради чего она осуществляется. Учащийся должен задаваться вопросом о том, «какое значение, смысл имеет для меня учение», и уметь находить ответ на него; нравственно-этическая ориентация - действие нравственно – этического оценивания усваиваемого содержания, обеспечивающее личностный моральный выбор на основе социальных и личностных ценностей. Регулятивные УУД обеспечивают организацию учащимся своей учебной деятельности. К ним относятся следующие: целеполагание - как постановка учебной задачи на основе соотнесения того, что уже известно и усвоено учащимся, и того, что еще неизвестно; планирование - определение последовательности промежуточных целей с учетом конечного результата; составление плана и последовательности действий; прогнозирование – предвосхищение результата и уровня усвоения; его временных характеристик; контроль в форме сличения способа действия и его результата с заданным эталоном с целью обнаружения отклонений от него; коррекция – внесение необходимых дополнений и корректив в план и способ действия в случае расхождения ожидаемого результата действия и его реального продукта; оценка – выделение и осознание учащимся того, что уже усвоено и что еще подлежит усвоению, оценивание качества и уровня усвоения; саморегуляция как способность к мобилизации сил и энергии; способность к волевому усилию – выбору в ситуации мотивационного конфликта и к преодолению препятствий. Познавательные УУД включают общеучебные, логические действия, а также действия постановки и решения проблем. Общеучебные универсальные действия: самостоятельное выделение и формулирование познавательной цели; поиск и выделение необходимой информации; применение методов информационного поиска, в том числе с помощью компьютерных средств; структурирование знаний; осознанное и произвольное построение речевого высказывания в устной и письменной форме; выбор наиболее эффективных способов решения задач в зависимости от конкретных условий; рефлексия способов и условий действия, контроль и оценка процесса и результатов деятельности; смысловое чтение; понимание и адекватная оценка языка средств массовой информации; постановка и формулирование проблемы, самостоятельное создание алгоритмов деятельности при решении проблем творческого и поискового характера. Особую группу общеучебных универсальных действий составляют знаковосимволические действия: моделирование; преобразование модели с целью выявления общих законов, определяющих данную предметную область. Логические универсальные действия: анализ; синтез; сравнение, классификация объектов по выделенным признакам; подведение под понятие, выведение следствий; установление причинно-следственных связей; построение логической цепи рассуждений; доказательство; выдвижение гипотез и их обоснование. Постановка и решение проблемы: формулирование проблемы; самостоятельное создание способов решения проблем творческого и поискового характера. Коммуникативные УУД обеспечивают социальную компетентность и учет позиции других людей, партнера по общению или деятельности, умение слушать и вступать в диалог; участвовать в коллективном обсуждении проблем; интегрироваться в группу сверстников и строить продуктивное взаимодействие и сотрудничество со сверстниками и взрослыми. Видами коммуникативных действий являются: планирование учебного сотрудничества с учителем и сверстниками – определение целей, функций участников, способов взаимодействия; постановка вопросов – инициативное сотрудничество в поиске и сборе информации; разрешение конфликтов – выявление, идентификация проблемы, поиск и оценка альтернативных способов разрешение конфликта, принятие решения и его реализация; управление поведением партнера – контроль, коррекция, оценка действий партнера; умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации, владение монологической и диалогической формами речи в соответствии с грамматическими и синтаксическими нормами родного языка. Содержание программы Курс предназначен для общеобразовательной подготовки школьников, которые в дальнейшем отдадут предпочтение экзамену по биологии, имеет образовательновоспитательный характер и носит практико-ориентированный характер. Курс позволяет решить многие теоретические и прикладные задачи (прогнозирование проявления наследственных заболеваний, групп крови человека, вероятность рождения ребенка с изучаемым или альтернативным ему признаком и др). Введение (2 ч). Цели и задачи курса. Актуализация ранее полученных знаний по разделу биологии «Молекулярная биология. Основы генетики». Тема 1. Основы молекулярной биологии. (7 ч) Белки: белки-полимеры, структура белковой молекулы, функции белков в клетке. Нуклеиновые кислоты. Строение, функции и сравнительная характеристика ДНК и РНК. Биосинтез белка. Генетический код ДНК, транскрипция, трансляция – динамика биосинтеза белка. Энергетический обмен: метаболизм, анаболизм, катаболизм, ассимиляция, диссимиляция. Этапы энергетического обмена: подготовительный, гликолиз, клеточное дыхание. Практическое занятие № 1 «Решение задач по теме: нуклеиновые кислоты». Практическая работа № 2 «Решение задач по теме: биосинтез белка». Практическая работа № 3 «Решение задач по теме: энергетический обмен». Тема 2. Общие сведения о молекулярных и клеточных механизмах наследования генов и формирования признаков (5 ч). Генетика – наука о закономерностях наследственности и изменчивости. Наследственность и изменчивость – свойства организмов. Генетическая терминология и символика. Самовоспроизведение — всеобщее свойство живого. Половое размножение. Мейоз, его биологическое значение. Строение и функции хромосом. ДНК – носитель наследственной информации. Значение постоянства числа и формы хромосом в клетках. Ген. Генетический код. Практическое занятие № 4 «Решение задач по теме: Половое размножение. Мейоз». Демонстрации: модель ДНК и РНК, таблицы «Генетический код», «Мейоз», моделиаппликации, иллюстрирующие законы наследственности, перекрест хромосом; хромосомные аномалии человека и их фенотипические проявления. Тема 3. Законы Менделя и их цитологические основы (11 ч). История развития генетики. Закономерности наследования признаков, выявленные Г. Менделем. Гибридологический метод изучения наследственности. Моногибридное скрещивание. Закон доминирования. Закон расщепления. Полное и неполное доминирование. Закон чистоты гамет и его цитологическое обоснование. Множественные аллели. Анализирующее скрещивание. Дигибридное и полигибридное скрещивание. Закон независимого комбинирования. Фенотип и генотип. Цитологические основы генетических законов наследования. Практическое занятие № 5 «Решение генетических задач на моногибридное скрещивание». Практическое занятие № 6 «Решение генетических задач на дигибридное скрещивание». Практическое занятие № 7 «Решение генетических задач на неполное доминирование». Практическое занятие № 8 «Решение генетических задач на анализирующее скрещивание». Демонстрации: решетка Пеннета, биологический материал, с которым работал Г.Мендель. Тема 4. Взаимодействие аллельных и неаллельных генов. Множественный аллелизм. Плейотропия (9 ч). Генотип как целостная система. Взаимодействие аллельных (доминирование, неполное доминирование, кодоминирование) и неаллельных (комплементарность, эпистаз и полимерия) генов в определении признаков. Плейотропия. Условия, влияющие на результат взаимодействия между генами. Практическое занятие № 9 «Решение генетических задач на взаимодействие аллельных и неаллельных генов». Практическое занятие № 10 «Определение групп крови человека – пример кодоминирования аллельных генов». Практическое занятие № 11 «Решение комбинированных задач»». Демонстрации: рисунки, иллюстрирующие взаимодействие аллельных и неаллельных генов окраска ягод земляники при неполном доминировании; окраска меха у норок при плейотропном действии гена; окраска венчика у льна – пример комплементарности окраска плода у тыквы при эпистатическом взаимодействии двух генов окраска колосковой чешуи у овса – пример полимерии Тема 5. Сцепленное наследование признаков и кроссинговер (5ч). Хромосомная теория наследственности. Группы сцепления генов. Сцепленное наследование признаков. Закон Т. Моргана. Полное и неполное сцепление генов. Генетические карты хромосом. Цитологические основы сцепленного наследования генов, кроссинговера. Практическое занятие № 12 «Решение генетических задач на сцепленное наследование признаков» Демонстрации: модели-аппликации, иллюстрирующие законы наследственности, перекрест хромосом; генетические карты хромосом. Тема 6. Наследование признаков, сцепленных с полом. Пенетрантность (5 ч). Генетическое определение пола. Генетическая структура половых хромосом. Гомогаметный и гетерогаметный пол. Наследование признаков, сцепленных с полом. Пенетрантность – способность гена проявляться в фенотипе. Практическое занятие № 13 «Решение генетических задач на сцепленное с полом наследование, на применение понятия - пенетрантность». Демонстрации: схемы скрещивания на примере классической гемофилии и дальтонизма человека Тема 7. Генеалогический метод (5 ч). Генеалогический метод – фундаментальный и универсальный метод изучения наследственности и изменчивости человека. Установление генетических закономерностей у человека. Пробанд. Символы родословной. Практическое занятие № 14 «Составление родословной» Практическое занятие № 15 «Решение задач: Близнецовый метод». Демонстрации: таблица «Символы родословной», рисунки, иллюстрирующие хромосомные аномалии человека и их фенотипические проявления. Тема 8. Популяционная генетика. Закон Харди-Вейнберга (4 ч). Генетика и теория эволюции. Генетика популяции. Популяционно-статистический метод – основа изучения наследственных болезней в медицинской генетике. Закон Харди-Вейнберга, используемый для анализа генетической структуры популяций. Практическое занятие № 16 «Анализ генетической структуры популяции на основе закона Харди-Вейнберга» Тема 9. Изменчивость (7 ч) Типы изменчивости. Фенотипическая изменчивость. Онтогенетическая и модификационная изменчивость. Норма реакции. Статические закономерности модификационной изменчивости. Цитоплазматическая, комбинативная и мутационная изменчивость. Мутации, их классификация и причина. Внутрихромосомные и межхромосомные перестройки. Мозаицизм. Кариотип человека. Закон гомологических рядов наследственной изменчивости Н.И.Вавилова. Практическая работа № 17 «Статистические закономерности модификационной изменчивости» Практическая работа № 18 «Решение задач по теме: Изменчивость» Тема 10. Генетические основы селекций растений, животных и микроорганизмов (6 ч) Селекция - наука о создании новых сортов растений, пород животных, штаммов микроорганизмов. Задачи селекции. Н.И.Вавилов о происхождении культурных растений. Центры древнего земледелия. Селекция растений. Основные методы селекции. Самоопыление перекрестноопыляемых растений. Гетерозис. Полиплоидия и отдаленная гибридизация. Селекция животных. Типы скрещивания и методы разведения. Селекция бактерий, грибов, ее значение для микробиологической промышленности. Основные направления биотехнологии. Итоговое занятие (2 ч). Решение задач разных типов. Тематическое планирование № Тема Теорет. часов Практ. часов Кол-во часов Введение 2 1 Основы молекулярной биологии. 4 3 7 2 Общие сведения о молекулярных и клеточных механизмах наследования генов и формирования признаков 3 2 5 3 Законы Менделя и их цитологические основы 5 6 11 4 Взаимодействие аллельных и неаллельных генов. Множественный аллелизм. Плейотропия 4 5 9 5 Сцепленное наследование признаков и кроссинговер 3 2 5 6 Наследование признаков, сцепленных с полом. Пенетрантность 3 2 5 7 Генеалогический метод 2 3 5 8 Популяционная генетика. Закон Харди-Вейнберга 2 2 4 9 Изменчивость 3 4 7 10 Генетические основы селекций растений, животных и микроорганизмов. Итоговые занятия Итого 2 6 37 6 2 2 31 68 Календарно-тематический планирование элективного курса: «Молекулярная биология и генетика» 10 класс № Дата Тема занятия 1 Введение. 2 Актуализация ранее полученных знаний Тема 1. Основы молекулярной биологии. (7 ч) 3 Белки 4 Нуклеиновые кислоты 5 Практическое занятие № 1: «Решение задач по теме: нуклеиновые кислоты». 6 Биосинтез белка 7 Практическое занятие № 2: «Решение задач по теме: биосинтез белка». 8 Энергетический обмен 9 Практическое занятие № 3: «Решение задач по теме: энергетический обмен». Тема 2. Общие сведения о молекулярных и клеточных механизмах наследования генов и формирования признаков. (5 ч) 10 Генетические символы и термины 11 Половое размножение организмов 12 Мейоз, его биологическое значение 13-14 Практическое занятие № 4: «Решение задач по теме: Половое размножение. Мейоз». Тема 3. Законы Менделя и их цитологические основы (11ч) 15 История развития генетики 16 Моногибридное скрещивание 17-18 Практическое занятие № 5: «Решение генетических задач на моногибридное скрещивание». 19 Дигибридное скрещивание 20-21 Практическое занятие № 6: «Решение генетических задач на ди - и полигибридное скрещивание». 22 Неполное доминирование. 23 Практическое занятие № 7: «Решение генетических задач на неполное доминирование». 24 Анализирующее скрещивание. 25 Практическое занятие № 8: «Решение генетических задач на анализирующее скрещивание». Тема 4. Взаимодействие аллельных и неаллельных генов. Множественный аллелизм. Плейотропия (9 ч) 26 Генотип как целостная система. 27 Взаимодействие аллельных и неаллельных генов. 28 Множественный аллелизм. Плейотропия 29-30 Практическое занятие № 9: «Решение генетических задач на взаимодействие аллельных и неаллельных генов». 31 Наследование групп крови человека (кодоминирование) 32 Практическое занятие № 10: «Определение групп крови человека – пример кодоминирования аллельных генов». 33-34 Практическое занятие № 11: «Решение комбинированных задач». Календарно-тематический планирование 11 класс Тема 5. Сцепленное наследование признаков и кроссинговер (5 ч) 35 Хромосомная теория наследственности. 36 Сцепленное наследование признаков и кроссинговер 37 Генетические карты хромосом. 38-39 Практическое занятие № 12: «Решение генетических задач на сцепленное наследование признаков». Тема 6. Наследование признаков, сцепленных с полом. Пенетрантность ( 5 ч) 40 Генетическое определение пола. 41 Наследование признаков, сцепленных с полом. 42 Пенетрантность – способность гена проявляться в фенотипе. 43-44 Практическое занятие № 13: «Решение генетических задач на сцепленное с полом наследование; на применение пенетрантности». Тема 7. Генеалогический метод (5 ч) 45 Генеалогический метод – фундаментальный и универсальный метод изучения наследственности и изменчивости человека. 46-47 Практическое занятие № 14: «Составление и анализ родословной». 48 Близнецовый метод 49 Практическое занятие № 15: «Решение задач: Близнецовый метод». Тема 8. Популяционная генетика. Закон Харди-Вейнберга (4 ч) 50 Генетика и теория эволюции 51 Популяционная генетика. Закон Харди-Вейнберга. 52-53 Практическое занятие № 16: «Анализ генетической структуры популяции на основе закона Харди-Вейнберга». Тема 9. Изменчивость(7 часа) 54 Ненаследственная (фенотипическая) изменчивость 55-56 Практическое занятие № 17: «Статистические закономерности модификационной изменчивости» 57 Наследственная изменчивость 58 Мутации, их классификация. Мутагены. 59-60 Практическое занятие № 18: «Решение задач по теме: Изменчивость» Тема 10. Генетические основы селекций растений, животных и микроорганизмов. (6 ч) 61 Селекция - наука о создании новых сортов растений, пород животных, штаммов микроорганизмов 62 Н.И.Вавилов о происхождении культурных растений 63 Селекция растений 64 Селекция животных 65 Особенности селекции микроорганизмов 66 Основные направления биотехнологии 67-68 Итоговое занятие. Решение задач разных типов.