Методическое пособие для педагогов «Решение задач линии 27-28 ЕГЭ»

МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

ДЛЯ ПЕДАГОГА

«Решение задач линии 27-28 ЕГЭ»

Автор: Богданова Ольга

Александровна,

учитель биологии и химии

МАОУ «СОШ № 22»

Миасский городской округ

2023 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Предлагаемое методическое пособие рекомендовано использовать для занятий в 10 или 11 класса рассчитан на 35 часов (1 час в неделю) во внеурочной деятельности. Он поддерживает и углубляет базовые знания по биологии и направлен на формирование и развитие основных учебных компетенций в ходе решения биологических задач.

Данное пособие ориентированно на расширение знаний и умений по базовому предмету «Биология», развитие специфических способов деятельности ‒ решение задач повышенного уровня сложности.

В основу создания данного пособия положен материал из раздела «Основы генетики» и темы «Биосинтез белка» из раздела «Основы цитологии» общей биологии. Пособие дополняет и углубляет знания школьников по данным темам, формирует умение решать задачи на повышенном уровне сложности, обеспечивает подготовку к сдаче всероссийских проверочных работ ВПР и Единого Государственного экзамена.

Актуальность умения решать задачи по биологии возрастает в связи с усложнением ЕГЭ по биологии, а также с тем, что необходимо применять знания на практике. Темы пособия тесно связаны с уроками общей биологии и соответствует требованиям ФГОС ООО.Использование практических навыков, опирающихся на знаниявыполнять цели образования: научить, развивать, воспитывать. Использование этих задач развивает логическое мышление, добиваться получения качественных, углубленных знаний, дает возможность самоконтроля и самовоспитания.

Особое внимание уделяется при решении задач дифференциации в обучении, групповой работе, коллективным методам поиска истины.

Практический курс основан на теоретических знаниях:

• современных представлений о гене, его свойствах, механизмах функционирования генов;

• развитии понимания, каким образом функционируют белки и гены;

• координации регуляции генетических и метаболических процессов;

• генотип как единое целое.

Межпредметные связи: математика (принцип решения задач как система с несколькими неизвестными).

В связи с этим каждая тема предлагаемого курса может быть рассмотрена с разных точек зрения по одному вопросу.

Методическое пособие предлагает совместную работу учеников по получению знаний (диалоговую, групповую, коллективную), что развивает коммуникативную компетентность учащихся.

Изучение вопросов курса ведется через актуализацию личного опыта учащихся, конкретизацию наглядных образов к абстрактному обобщению.

К методическому пособию разработан тематический план.Программой предусмотрено изучение теоретических вопросов, проведение лабораторных и практических работ, решение задач, проблем и проведение семинаров.

Особенность этого в том, что учащимся получать возможность овладеть практическими навыками в решение задач разного уровня сложности, который поможет лучше понять основные законы наследственности, даст возможность тренировки логического мышления.

Связь содержания изучаемого материала с жизнью самого ученика в значительной мере стимулирует формирование познавательного интереса. Поэтому в содержание курса включен ряд вопросов, которые исследуются в современной науке и широко освещаются в средствах массовой информации.

Еще один фактор, помогающий школьникам определиться в выборе дальнейшего жизненного пути, – ориентация содержания курса на старшую школу.

Целю пособия, является углубление, систематизация, подкрепление и расширение теоретических знаний учащихся о геномике, а так же рассмотрение основных свойствах живого: наследственности, изменчивости, размножении, росте и раз витии и их проявлениях в организме человека. Этот подход дает дополнительную возможность тренировки критического мышления, что является важным элементом любого обучения.

Концепция данного методического пособия заключается в:

• молекулярно-биологическом направление использование самых современных данных о геномике, генной и клеточной инженерии. Это подразумевает хорошее владение учениками основами общей биологии, генетики и других биологических наук.

• сравнительно-эволюционном направлении использование дополнительной литературы и источником ЦОР. При рассмотрении вопросов, связанных с возникновением хромосомных, генных и геномных мутаций основное внимание уделяется формированию у учащихся эволюционного мышления при изучении живой природы;

• историко-патриотическом направлении использование информации о возникновении становление науки генетики в развитие общества. Необходимо не только подчеркнуть интернациональных характер науки (особенно на современном этапе ее развития), но и пропагандировать достижения отечественных биологов, генетиков и селекционеров. Необходимо напомнить учащимся о тех биологах, которые отстаивали свои идеи в трудный период отечественной истории в 30 – 50-е годы прошлого века.

• экологической направленности курса. Важно сформировать твердое убеждение у ребят, что неблагоприятные факторы, как внешней, так и внутренней природы (включая вредные привычки), серьезно сказываются на состоянии организма, затрагивая самые глубинные – молекулярно-генетические – основы деятельности клеток – и что с подобного рода нарушениями бороться чрезвычайно трудно и порой невозможно.

Исходя из данной цели и концепции методического пособия «Азбука генетике», можно поставить следующие задачи:

• Систематизировать и углубить научно-понятийный аппарат, основные биологические положения по данному курсу;

• Расширять биологические знания через исторический обзор в контексте основных этапов становления генетики, изучение персоналий и толкование ряда вопросов;

• Углубить знания о происхождении половых различий, детерминации пола и поддержании соотношения полов в популяции;

• Показать значение в раскрытии механизма наследования и определения пола цитологических и генетических знаний;

• Расширить и углубить знания о гене, мутациях;

• Ознакомить с расширенной трактовкой генома как целостной системы взаимодействующих генов;

• Познакомить с наследственными заболеваниями человека и их причинами, с различными видами девиантного поло-ролевого поведения и причинами их возникновения;

• Сформировать потребность в приобретении новых знаний и способах их получения путём самообразования;

• Научить умению вести научную дискуссию, эвристическую беседу, а так же сформировать навыки проектной деятельности.

• Сформировать умения и навыки проектной деятельности.

ГЛАВА 1. ТЕОРИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Содержание курса

Методическое пособие «Азбука генетики» включает четыре основные части

ЧастьI. Теоретические основы генетики. (Предполагает ознакомление учащихся с современными представлениями о науки генетики.)

ЧастьII. Практикум. (Включает задачи трех уровней: задачи первого уровня направлены на отработку отдельных элементов теоретических знаний и умений ими пользоваться; для решения задач второго уровня необходимо знание всего теоретического материала по основам наследственности, они включают несколько элементов знаний; задачи третьего уровня носят творческий характер.)

ЧастьIII. Семинары.(включаю самостоятельную проработку предлагаемой литературы по изучению дополнительной литературы, а так же презентация этих вопросов на уроке)

ЧастьIV. Защита проектов.

ВВЕДЕНИЕ (1 час)

Генетика – наука о наследственности и изменчивости организмов. Предмет, задачи и структура общей биологии. Взгляды средневековых ученых на процессы наследования признаков. Исторические аспекты развития генетики. Основные понятия генетики.

Демонстрация портретов, биографий виднейших генетиков.

Межпредметные связи. Всемирная история. Великие деятели науки.

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ГЕНЕТИКИ (1 час)

Вклад отечественных ученых в развитие генетики. Современные разделы генетики. Г. Мендель и его роль в становление генетики. История развития генетики после Г. Менделя до середины XX века. Заслуги отечественных ученых Ю.А. Филипченко, Г. А. Надсон, Г.Д. Карпеченко, А.С. Серебровский, С.Г. Навашен, Н.К. Кольцов, Н.И. Вавилов, П.Г. Лобашев и др. Современные направления в исследование генетики.

Демонстрация портретов, биографий виднейших генетиков.

Межпредметные связи. Всемирная история и история России. Великие деятели науки.

ОСНОВНЫЕ НОСИТЕЛИ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ (4часа)

Предмет и задачи цитологии. Два типа клеточной организации: прокариотические и эукариотические клетки. Общие принципы организации клеток. Клеточная теория строения организмов. Строение клетки. Хромосомы. Типы хромосом организмов. Структура хромосом в различные периоды жизненного цикла клетки. Кариотип. Понятие гомологичных хромосомах. Диплоидный и гаплоидный наборы хромосом.

Жизненный цикл клеток. Передача наследственной информации в ряду клеточных поколений – размножение клеток. Митотический цикл: интерфаза – период подготовки клетки к делению, редупликация ДНК; митоз, фазы митотического деления и преобразования хромосом в них. Биологический смысл митоза. Биологическое значение митоза.

Передача наследственной информации из поколения в поколение – половое размножение организмов. Гаметогенез. Периоды образования половых клеток: размножение и рост. Период созревания (мейоз); профаза-I и процессы, в ней происходящие: конъюгация, кроссинговер. Биологическое значение и биологический смысл мейоза. Период формирования половых клеток; сущность и особенности течения. Особенности сперматогенеза и овогенеза. Осеменение и оплодотворение. Наружное и внутреннее оплодотворение. Партеногенез. Развитие половых клеток у растений. Двойное оплодотворение у высших растений. Эволюционное значение полового размножения.

Демонстрация моделей, схем строения клеток, органоидов растительной и животной клетки, схем митоза и мейоза, фигур митотического деления клетки в клетках корешка лука под микроскопом и на схеме, микропрепаратов яйцеклеток.

Лабораторная работа. Изучение строения растительной и животной клетки под микроскопом. Изучение фаз митоза под микроскопом.

Химические основы наследственности (2 часа)

ДНК – молекулы наследственности; история изучения; история изучения. Уровни структурной организации; структура полинуклеотидных цепей, правило комплементарности, двойная спираль, биологическая роль ДНК. РНК, структура и функции. Информационные (матричные), транспортные, рибосомальные и регуляторные РНК.

Репликация ДНК, передача наследственной информации из поколения в поколение, роль ферментов в этом процессе.

Молекулярная структура гена. Экзон-интронная организация гена. Гены структурные и регуляторные.

Реализация наследственной информации. Биологический синтез белков в клетке. Транскрипция; ее сущность и механизм. Трансляция; ее сущность и механизм. Генетический код и его свойства.

Демонстрация таблиц, схем, объемных моделей структурной организации нуклеиновых кислот.

Лабораторная работа. Решение генетических задач.

Межпредметные связи. Органическая химия. Принципы организации органических соединений. Нуклеиновые кислоты.

МЕНДЕЛИЗМ ИЛИ МЕНДЕЛЕВСКАЯ ГЕНЕТИКА (6 часов)

Автобиография и работы основателя генетики Г. Менделя. Понятие о наследственном факторе. Моно – и дигибридное скрещивание. Анализ потомства. Законы наследственности, установленные Г. Менделем. Доминантные и рецессивные признаки. Аллельные гены. Фенотип и генотип. Гомозигота и гетерозигота. Единообразие гибридов первого поколения. Промежуточный характер наследования. Закон расщепления признаков. Гипотеза «чистоты гамет».Моно-, ди- полигибридное скрещивание. Статистический характер явлений расщепления. Цитологические основы единообразия первого поколения и расщепления признаков во втором поколении. Закон независимого наследования. Особенности аутосомного наследования.

Демонстрация динамических моделей, иллюстрирующих законы Г.Менделя, слайдов с примерами наследования признаков.

Лабораторная работа. Решение генетических задач.

Межпредметные связи. Математика. Умножение многочлена на многочлен. Терема сложения вероятностей. Теорема умножения вероятностей.

Взаимодействие генов (4 часа)

Генотип как целостная система. Взаимодействие аллельных генов в определении признака: доминирование, неполное доминирование, кодоминирование. Взаимодействие неаллельных генов: комплементарность, эпистаз, полимерия. Плейотропия. Экспрессивность и пенетрантность.

Лабораторная работа. Решение генетических задач.

Межпредметные связи. Математика. Умножение многочлена на многочлен. Теорема сложения вероятностей. Теорема умножения вероятностей.

МОРГАНИЗМ. ГЕНЕТИКА ПОЛА. СЦЕПЛЕННОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ

(6 часов)

Генетическое определение пола. Аутосомы и гетерохромосомы. Гомогаметный и гетерогаметный пол. Генетическая структура половых хромосом. Наследование признаков, сцепленных с полом. Гемизиготное состояние гена. Хромосомная теория наследственности. Группы сцепления генов. Сцепленное наследование признаков. Закон Т.Моргана – закон сцепленного наследования генов. Полное и неполное сцепление генов; расстояние между генами, расположенными в одной хромосоме. Генетические и цитологические карты хромосом. Кроссинговер, виды кроссинговера, кроссоверные и некроссоверные гаметы. Биологическая роль кроссинговера.

Демонстрация родословных выдающихся представителей человечества. Карт хромосом человека, животных и растений.

Лабораторная работа. Решение генетических задач.

Межпредметные связи. Математика. Умножение многочлена на многочлен. Терема сложения вероятностей. Теорема умножения вероятностей.

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЧИВОСТИ (5 часов)

Основные формы изменчивости. Фенотипическая, или модификационная, изменчивость. Свойства модификаций. Роль условий внешней среды в развитии и проявлении признаков и свойств. Статистические закономерности модификационной изменчивости; вариационный ряд и вариационная кривая. Норма реакции; зависимость от генотипа. Дискретные и непрерывные признаки организмов.

Генотипическая изменчивость и ее свойства. Мутации. Причины и свойства мутаций. Классификация мутаций. Генные мутации. Множественное действие гена. Хромосомные перестройки: дупликации, делеции, инверсии, транслокации. Геномные мутации. Основные группы геномных мутаций: анеуплоидия и полиплоидия. Эволюционная роль мутаций; значение мутаций для практики сельского хозяйства и биотехнологии.

Демонстрация примеров модификационной и мутационной изменчивости.

Лабораторная работа. Изучение изменчивости. Построение вариационной кривой.

Межпредметные связи. Математика. Умножение многочлена на многочлен. Терема сложения вероятностей. Теорема умножения вероятностей. Физика. Ионизирующие излучение, понятие о дозе излучения и биологической защите. Химия. Химические соединения: лекарства, антисептики. Тяжелые металлы.

ГЕНЕТИКА ЧЕЛОВЕКА (4 часа).

Особенности человека как объекта генетических исследований. Методы изучения генетики человека: генеалогический, цитогенетический, биохимический, близнецовый, популяционно-статистический и др. карты хромосом (физические, химические, генные). Моногенные, хромосомные, мультифакторные болезни человека. Перенатальная диагностика наследственных заболеваний человека. Медико – генетическое консультирование: этапы и медицинское значение.

Демонстрация хромосомных аномалий человека и их фенотипических проявлений.

Лабораторная работа. Решение генетических задач.

ГЕНЕТИКА ПОПУЛЯЦИЙ (2 часа).

Генетика и эволюционная теория. Популяция как элементарная единица эволюции. Генофонд популяции. Перекрестно оплодотворяющиеся и самооплодотворяющиеся популяции. Панмиксия. Генетические процессы в популяциях. Идеальные и реальные популяции. Условия существования в природе идеальной популяции. Закон Харди – Вайнберга. Близкородственные браки.

Лабораторная работа. Решение генетических задач.

Межпредметные связи. Математика. Умножение многочлена на многочлен. Терема сложения вероятностей. Теорема умножения вероятностей. География. Распространение животного и растительного мира на Земле. Экономическая география. Население мира. География населения мира.

ОСНОВЫ СЕЛЕКЦИИ (2 часа)

Генетические основы селекции. Методы селекции. Явление гетерозиса. Особенности селекции животных, растений и микроорганизмов.

Демонстрация примеров применения селекций на животных и растений, а так же значение селекции

Межпредметные связи. География. Распространение животного и растительного мира на Земле. Экономическая география.

1.2. Ожидаемые результаты занятий по использованию

методического пособия «Азбука генетики»

Ожидаемые результаты занятий, которые должны приобрести учащиеся:

− знания об особенностях жизни как формы существования материи, роли физических и химических процессов в живых системах различного иерархического уровня организации; фундаментальных понятиях биологии;; наследственности и изменчивости; об основных теориях биологии: клеточной, хромосомной, наследственности, эволюционной; об основных областях применения биологических знаний в прикладном сельском хозяйстве, в ряде отраслей промышленности при охране окружающей среды и здоровья человека; основных терминах, использованных в биологической и медицинской литературы.

− умения пользоваться знанием общебиологических закономерностей для объяснения с научной позиции вопросов развития жизни на земле, а также различных групп растений, животных, в том числе и человека; давать аргументированную оценку новой информации по биологическим вопросам; работать с микроскопом; изготавливать простейшие микропрепараты для работы с микроскопом; решать генетические задачи различной сложности; составлять родословные, строить вариационные кривые на растительном и животном материале; работой с учебной и научно-популярной литературой, составлять все виды плана, все виды конспектов, рефераты; владеть языком предмета.

Основной акцент при изучении вопросов генетики должен быть направлен на активную работу учеников в классе в форме диалога учитель – ученик, активного обсуждения материала в форме ученик – ученик, ученик – учитель.

1.3. Система оценки достижения учащихся

Главная мотивация работы – познавательный интерес. Знания проверяются с помощью тестовых контрольных работ. При изучении отдельных тем составляются обобщающие схемы, таблицы. Итогом лабораторной работы является отчет с выводами и рисунками. На этапе исследовательской работы оценивается уровень теоретической и практической подготовки, способность правильно оформить материал и эффективно его представить.

В качестве основного образовательного результата выступает сформированная система базовых ценностей (жизнь, человек, здоровье), умение оперировать знаниями; развитие умений планирования и организации экспериментальной работы; развитие системного анализа, критического, творческого и комбинированного мышления; профориентация в области естественных наук

Итоговый зачет ученику по всему курсу можно выставлять по таким критериям:

1) посещение не менее 80% учебных занятий учеником;

2) написание и презентация не менее одного сообщения или участие в анализе социологического опроса;

3) активное участие в дискуссиях на занятиях;

4) активное участие в подготовке и защите проектных и исследовательских работ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Предлагаемое методическое пособие поддерживает и углубляет базовые знания по биологии. Конкретные знания являются ключом к получению новых знаний, причем не набора, а системы. Перед учащимися ставится задача научиться справляться с потоком новой информации. Это, прежде всего, приобретение способности искать и анализировать информацию. В процессе занятий предполагается приобретение учащимися поиска информации по предлагаемым вопросам. Учащиеся совершенствуют умения подготовки рефератов, докладов, сообщений по избранным темам, а так же совершенствуют умения решения заданий высокого уровня сложности на ЕГЭ.

Проведенный анализ результатов ЕГЭ-2018, выявляет, что существуют проблемы в освоении выпускниками знаний и умений, составляющих основу их биологической подготовки, такие темы (разделы) как:

1. хромосомный набор клеток, деление клеток, митоз и мейоз;

2. циклы развития растений, гаметофит и спорофит;

3. характеристика фаз митоза и мейоза;

4. количество хромосом и молекул ДНК на каждой фазе митоза и мейона;

5. решать задачи разной сложности по цитологии, генетике (составлять схемы скрещивания),

6. сравнивать: биологические объекты; митоз и мейоз; бесполое и половое размножение; внешнее и внутреннееоплодотворение;

7. анализировать биологическую информацию, осмысливать и определять верные и неверныесуждения.

Данное методическое пособие поможет педагогу более детально и качественно рассмотреть вопросы, которые вызывают наибольшее затруднения у выпускников.

Ведь качественное биологическое образование становится в наше время особенно актуальным. Развитие новых технологий, интеграция наук, достижения генетики, биотехнологии, бионики с одной стороны и ухудшение здоровья населения, экологические проблемы – с другой поставили биологическую компетентность человека на одно из первых мест в системе личностных представлений и убеждений. Поэтому развитие биологической компетентности выпускника, а тем более выпускника, готового продолжить биологическое образование, способного решать проблемы как личностные, так и социальные, является одним из приоритетов современной школы.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Авент, Н.М. Поиграем в генетиков. [Текст] / Н.М. Авент // Биология. – 1999. – №36. – C. 21-40.

2. Асланян М. М. Сборник задач по общей генетике. [Текст] / М.М. Асланян // Московский университет. ‒ 2001. – С. 34-57.

3. Афанасьева, Т.В. и др. Обобщающие уроки: работа в группах. Биология в школе [Текст] / Т.В. Афанасьева // Совет ректоров. – 1997. – №4 – С. 43-62.

4. Бочков, Н.П. Генетика человека. Наследственность и патология. [Текст] / Н.П. Бочков // Издательство «Медицина». – 1978. – С. 74-80.

5. Грин, Н., Стаут, У., Тейлор, Д. Биология. В 3-х томах. [Текст] / Н. Грин, У. Стаут, Д. Тейлор // Издательство «Мир» – 1990. – C. 63.

6. Дружинина, Н.Т. Генетика и человек. [Текст] / Н.Т. Дружинина // Издательство «Просвещение». – 1978. – C. 134.

7. Дашкевич, И.С. Генетика популяций. [Текст] / И.С. Дашкевич // Биология в школе. – 2006. – С. 10-29.

8. Жумилев, И.В. Общая и молекулярная генетика. [Текст] / И.В. Жумилев // Новосибирск. – 2001. – С. 355.

9. Киселева, З.С. Генетика: Учебное пособие по факультативному курсу для учащихся 10 класса. [Текст] / З.С. Киселева, А.Н. Мягкова // Просвещение. – 1983. – С. 175.

10. Лобашев, М.Е. Генетика с основами селекции. [Текст] / М.Е. Лобашев // Москва. – 1979. – С. 92-124.

11. Бочков, Н.П., Асанов, А.Ю., Жученко, Н.А. и др. Медицинская генетика: Учебник 2-е издание. [Текст] / Н.П. Бочков, А.Ю. Асанов, А.Ю. Жученко // Издательский центр «Академия». – 2003. – С. 192.

12. Пименова, И.Н., Пименов, А.В. Лекции по общей биологии. [Текст] / И.Н. Пименова, А.В. Пименов // Саратов ОАО Издательство «Лицей». – 2003. – С. 78.

13. Шалапенок, Е.С. Тесты по биологии. [Текст] / Е.С. Шапаленок // Москва. – 2000. – С. 74-89.

14. Юнусбаев, Б. Х. Общая биология. Тесты. [Текст] / Б.Х. Юнусбаев // Издательство «Аркти». – 2001. – С. 54-68.

Интернет-сайты:

1. A Structural View of Biology [Электронныйресурс].—Режимдоступа. — URL: http://www.rcsb.org

2. Федеральное государственное автономное учреждение [Электронный ресурс]. — Режим доступа. — URL:http://www.informika.ru/biology/

3. Решу ЕГЭ [Электронный ресурс]. — Режим доступа. — URL: https://bio-ege.sdamgia.ru/

4. ФИПИ [Электронный ресурс]. — Режим доступа. — URL:http://www.fipi.ru/ege-i-gve-11/dlya-predmetnyh-komissiy-subektov-rf