Цілі уроку: ознайомити учнів з головними методами генетичних досліджень, розглянути їх переваги й недоліки та ситуації, коли доцільне використання того або іншого методу; розвивати логічне мислення та вміння використовувати знання із суміжних галузей знань; виховувати розуміння важливості використання досягнень фізики, хімії та математики в генетичних дослідженнях.
О бладнання й матеріали: таблиці або слайди презентації із зображенням схем основних методів генетичних досліджень та об’єктів, з якими працюють генетики, підручники, робочі зошити.
Базові поняття й терміни: методи досліджень, генеалогічний метод, популяційно-статистичний метод, гібридологічний метод, цитогенетичний метод, біохімічний меод, близнюковий метод, методи генетичної інженерії.
Хід уроку
І. Організаційний етап
II. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності учнів
Питання для бесіди
1. Що вивчає генетика?
2. Що таке ген?
3. Чим відрізняються між собою домінантні й рецесивні алелі одного гена?
4. Яке значення має генетика для людини?
5. Що таке генотип?
6. Що таке фенотип?
III. Вивчення нового матеріалу
Розповідь учителя з елементами бесіди
Генетичні дослідження здійснюють у кількох основних напрямах:
вивчення матеріальних носіїв спадкової інформації;
вивчення закономірностей зберігання і передачі спадкової інформації нащадкам;
дослідження залежності проявів спадкової інформації у фенотипі від певних умов довкілля;
встановлення причин змін спадкової інформації та механізмів їх виникнення;
вивчення генетичних процесів, які відбуваються в популяціях організмів.
Заповнення таблиці разом з учнями
Методи генетичних досліджень
Метод досліджень
Особливості методу
Гібридологічний
Полягає в схрещуванні (гібридизації) організмів, які відрізняються за певними станами однієї чи кількох спадкових ознак. Нащадків, одержаних від такого схрещування, називають гібридами. Гібридизація лежить в основі гібридологічного аналізу — дослідження характеру успадкування станів ознак з допомогою системи схрещувань. Схрещування буває моногібридним, дигібридним і полігібридним. Моногібридне схрещування — це поєднання батьківських форм, які відрізняються різними станами лише однієї спадкової ознаки; дигібридне — двох ознак, полігібридне — трьох і більше.
Генеалогічний
Полягає у вивченні родоводів організмів. Це дає змогу простежити характер успадкування різних станів певних ознак у ряді поколінь. Він широко застосовується в медичній генетиці, селекції тощо. З його допомогою встановлюють генотип особин і обчислюють імовірність прояву того чи іншого стану ознаки в майбутніх нащадків. Родоводи складають у вигляді схем за певними правилами: організм жіночої статі позначають колом, чоловічої — квадратом. Позначення особин одного покоління розташовують у рядок і з’єднують між собою горизонтальними лініями, а батьків і нащадків — вертикальною.
Популяційно-статистичний
Дає можливість вивчати частоти зустрічальності алелей у популяціях організмів, а також генетичну структуру популяцій. Крім генетики популяцій, його застосовують і в медичній генетиці для вивчення поширення певних алелей серед людей (головним чином тих, які визначають ті чи інші спадкові захворювання). Для цього вибірково досліджують частину населення певної території та статистично обробляють одержані дані.
Цитогенетичний
Ґрунтується на дослідженні особливостей хромосомного набору (каріотипу) організмів. Вивчення каріотипу дає змогу виявляти мутації, пов’язані зі зміною як кількості хромосом, так і структури окремих із них. Каріотип досліджують у клітинах на стадії метафази, бо в цей період клітинного циклу структура хромосом
виражена найчіткіше. Цей метод застосовують і в систематиці організмів (каріосистематика). Так, багато видів-двійників (видів, які важко, а іноді навіть неможливо розпізнати за іншими особливостями) розрізняють за хромосомним набором.
Біохімічний
Полягає у вивченні особливостей біохімічних процесів у організмів з різними генотипами. Використовується для діагностики спадкових захворювань, пов’язаних із порушенням обміну речовин. З їх допомогою виявляють білки та проміжні продукти обміну, не властиві певному організмові, що свідчить про наявність змінених (мутантних) генів.
Близнюковий
Полягає у вивченні однояйцевих близнят (організмів, які походять з однієї зиготи) та порівнянні їх з різнояйцевими близнятами. Однояйцеві близнята завжди однієї статі, бо мають однакові генотипи. Досліджуючи такі організми, можна з’ясувати роль чинників довкілля у формуванні фенотипу особин: різний характер їхнього впливу зумовлює розбіжності у прояві тих чи інших станів певних ознак.
Методи генетичної інженерії
Технології, з допомогою яких учені виділяють з організмів окремі гени або синтезують їх штучно, перебудовують певні гени, вводять їх у геном іншої клітини або організму.
IV. Узагальнення, систематизація й контроль знань і вмінь учнів
Дати відповіді на питання:
1. Які методи генетичних досліджень вам відомі?
2. Для чого і як генетики використовують гібридологічний метод?
3. Для чого і як генетики використовують генеалогічний метод?
4. Для чого і як генетики використовують близнюковий метод?
5. Для чого і як генетики використовують біохімічний метод?
6. Чому під час генетичних досліджень бажано використовувати кілька методів?