Конспект уроку з біології для 10-го класу на тему "Хімічний склад і будова хромосом на різних стадіях клітинного циклу. Лабораторні роботи: №5. Будова хромосом."

​Урок пройде їз  супроводом презентації. Під час якого учні ознайомляться з будовою і функціями хромосом, переглянуть відеофрагмент "Ущільнення хромосом". Розглянуть каріотип чоловіка і жінки за малюнками. Працюватимуть над проблемними питаннями. Виконають лабораторну роботу "Будова хромосом", шукатимуть різницю ауто та статевих хромосом. Зясують значення вивчення каріотипу людини. Закінчиться урок написанням біологічного диктанту з взаємоперевіркою 

Тема уроку. Хімічний склад і будова хромосом на різних стадіях клітинного циклу. Лабораторні роботи: №5. Будова хромосом.

Мета уроку.

Освітня. Продовжувати формувати знання в учнів про структурну і функціональну одиницю живого – клітину; розглянути особливості будови хромосоми; проаналізувати зв’язок особливостей будови хромосом із функціями, які вони виконують;

Розвиваюча. Розвивати зацікавленість про спадковість організмів,  уміння виділяти головне та робити відповідні висновки та узагальнення.

Виховна. Виховувати почуття гордості за досягнення вчених у вивченні цитології та розуміння матеріальної єдності органічного світу і необхідність охорони природного середовища від забруднення.

Тип уроку: комбінований.

I. Організаційний етап

II. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності

Фронтальна бесіда

1. Що є функціональною одиницею живих організмів?

2.Які види клітин вам відомі? Чому вони мають таку назву?

3.Яку функцію виконує ядро? Назвіть головний компонент ядра?

4. З чого складається хроматин? Коли ми можемо його побачити у світловий мікроскоп?

III. Ви вчення нового матеріалу

1. Будова й функції хромосом (Слайд 1)

Перегляд відеофрагменту  " Ущільнення хроматину." (Слайд 2)

Запитання до учнів:

1. Яку форму набуває  хроматин після ущільнення? (Слайд 3)

Розповідь учителя з елементами бесіди

Структури які, ви щойно спостерігали на відео називаються хромосомами.

Вперше термін «хромосома» в 1888 р. запропонував В. Вальдеєр.

  Учні за пропозицією вчителя самостійно формулюють визначення хромосом.

Хромосома – (від. грец. choma- колір, soma - тіло) комплекс однієї молекули ДНК разом з білками ( учні роблять відповідний запис у зошиті)

Розповідь учителя. Хромосоми є носіями спадкової інформації. Але більшу частину свого існування вони знаходяться в неконденсованому стані й мають вигляд тонких ниток, які дуже важко вивчати. Ці нитки конденсуються й утворюють чітко окреслені хромосоми лише під час клітинного поділу. Найбільш зручним етапом для дослідження хромосом є метафаза мітозу. Для того щоб затримати клітини на цій стадії, дослідники хромосом додають до культури клітин колхіцин — речовину, яка руйнує мікротрубочки веретена поділу й зупиняє поділ саме на стадії метафазної пластинки.

  Розглянемо будову метафазної хромосоми у мікроскоп та порівняємо її з малюнком 1(додаток) або  на слайді 4 (виконання лабораторного дослідження №5), зазначемо усі  її складові.                                 

Розповідь учителя. На стадії метафази майже всі хромосоми мають Х-подібну форму. Це пов’язано з тим, що в цей момент кожна з хромосом складається із двох хроматид, з’єднаних у місці первинної перетяжки. У хромосомі можна виділити плечі. Ці плечі можуть бути приблизно однаковими або мати різну довжину. У такому випадку виділяють довге й коротке плече хромосоми. У місці з’єднання двох хроматид на хромосомі розташована первинна перетяжка. В залежності де саме розміщена пертяжка, розрізняють різні типи хромосом (Слайд 5 )

Питання до учнів.

1.Яка основна функція хромосом? (Збереження спадкової інформації)

2.Як називається ділянка на хромосомі де зберігається ця інформація, для цього розглянемо малюнок на слайді 6 .

Ген - це елементарна структурна частинка спадковості. Сукупність генів гаплоїдного набору хромосом організму називають геномом. ( Учні роблять відповідний запис у зошиті)

Проблемне питання. Проаналізувати біологічну мудрість. (Слайд 7)

«Що закладено в геном, того не витягнеш волом!»

 (Народна біологічна мудрість)

Учні намагаються пояснити вислів.

Розповідь учителя.  Гени визначають спадкові властивості клітин організму, здатні до самовідтворення, мають структурну й функціональну індивідуальність і зберігають її в ряді поколінь. Кожна з хромосом метафазної пластинки має парну їй гомологічну хромосому. Гомологічні хромосоми дублюють одна одну. У кожній із хромосом такої пари знаходяться ділянки, які кодують однакові гени. Але в різних гомологічних хромосомах можуть знаходитися різні варіанти (алелі) одного гена.

2. Каріотип.  ( Робота із слайдом 8,9)

Розповідь учителя.  Для кожного з видів еукаріотичних організмів є характерним певний набір хромосом, який можна побачити на метафазних пластинках клітин представників цього виду. Цей набір хромосом називається каріотипом, і він є важливою систематичною ознакою. Важливими характеристиками каріотипу є число, розмір і форма хромосом, які його складають.

Каріотип — це сукупність якісних (форма) і кількісних (розмір і кількість) ознак хромосомного набору. ( Учні роблять відповідний запис у зошиті)

Слід відмітити, що кількість хромосом у певних тканинах і органах однієї особини може відрізнятися від характерної для певного виду. Наприклад, у більшості клітин організму хребетних тварин або квіткових рослин усі хромосоми представлені у вигляді гомологічних пар. А от у статевих клітинах цих організмів усі хромосоми представлені лише в одному екземплярі без своєї гомологічної пари. Такий набір хромосом називається гаплоїдним, а хромосомний набір звичайних клітин — диплоїдним. Це пов’язано з особливостями статевого розмноження. У ході цього процесу новий організм утворюється в результаті злиття двох статевих клітин своїх батьків. Якби в статевих клітинах не відбувалося зменшення числа хромосом, то кожне наступне покоління мало б удвічі більше хромосом, ніж їхні батьки.

Учні розглядають каріограми чоловіка та жінки мал.2(додаток) або робота із слайдом 10

 Питання до учнів.

— Чи відрізняються каріограми чоловіка та жінки ? Чим відрізняються?  Розгляньмо детальніше малюнок чоловічих та жіночих хромосом мал.3(додаток) на слайді 11. Встановіть стать особи на слайді 12

Проблемне питання. Чому кількість хромосом у статевій клітині в двічу менша?

Продовження виконання лабораторної роботи.

Завдання 2. Розглянути мал.4 додаток, каріограма людини. Зайдіть і пронумеруйте пари гомологічних хромосом. Встановіть стать особи.

Проблемне питання .

— Як ви гадаєте, чи залежить число хромосом від рівня організації живих організмів? ( Робота із слайдом 13)

3. Значення вивчення каріотипу людини. Розповідь учителя з елементами бесіди

Запитання до учнів:

— Як ви вважаєте, для чого вчені досліджують кількість і якість хромосом людини?

Розглянемо малюнок на слайді 14.  Цей малюнок вам знайомий, адже ми розглядали його коли вивчали будову ядра. Що ви про нього можете сказати? Тепер можна дати відповідь на запитання чи є той віл, який може витягнути інформацію із ДНК. Учні відповідають на запитання.

Фронтальна робота.  Розглянемо каріограму  на слайді 14.

Запитання до учнів:

 - Що можна розказати про людину якій належить ця каріограма. Каріотип даної людини складає 47 хромосом , що вказує на відхилення за 23 парою хромосом. Дане захворювання назване на честь вченого який його відкрив Синдром Клайнфельтера.

Продовження виконання лабораторної роботи.

Завдання 3. Розглянути мал.5-7 додаток, або (Слайд 16,17,18) каріограми людини. Визначте, за якою парою спостерігається порушення числа хромосом. Встановіть стать особи.

IV. Узагальнення, систематизація й контроль знань   І ВМІНЬ УЧНІВ

Написання біологічного диктанту з взаємоперевіркою.

1. Органелою ядра еукаріотичних клітин називають__________

2. Сукупність хромосом певного розміру, форми та будови соматичної клітини називають_________

3. Ділянка, що з`єднує дві хроматиди називається_____________

4. Набір хромосом клітини людини складає __________

5. Кількість хромосом вливає на організацію живого організму______

6. Хромосоми подібні за будовою і формою називають_____

7. Організми ДНК яких оточена двома мембранами називаються____

8. Ділянка ДНК у якій міститься конкретна спадкова ознака називається ___

9. Головний компонент ядра еукаріотичної клітини________

10. Дві хроматиди з`єднанні між собою перетяжкою називаються __

11. Що є елементарною структурою спадковості ________

12 Статеві хромосоми клітини називають __________

Відповіді до біологічного диктанту Слайд 20

1. Хромосома.   

 2. Каріотип.

3. Центромера.

4. 46 хромосом або 23 пари

5. Ні.

6. Гомологічними.

7. Еукаріоти.

8. Ген.

9. Хроматин.

10. Сестринськими.

11. Ген.

12. Гетерохромосоми

V. Самостійна робота учнів ( Лабораторну роботу виконуємо на протязі усього уроку)

VII. Домашнє завдання Слайд 19

• Вивчити параграф  27.
• Підготувати повідомлення про такі захворювання як “ Синдром Дауна, Єдвардса,  Клайнфельтера.”

Додаток

Лабораторна робота № 5 . Тема. Будова хромосом

Мета: навчити учнів розрізняти структурні компоненти хромосом,

аутосоми й статеві хромосоми, дати уявлення про каріотип людини

й каріотипування.

Обладнання й матеріали: електронна мікрофотографія хромосоми, ілюстрації із зображенням фотокаріограм здорової та хворої людини,мікрофотографія поділених хромосом.

Хід роботи

1.  Розгляньте електронну мікрофотографію хромосоми. Замалюйте побачене, позначте частини хромосоми.

2. Роздивіться мал.3 каріограми людини. Знайдіть і пронумеруйте пари гомологічних хромосом. Статеві хромосоми розташовують останніми . Встановіть стать особи.

3.Роздивіться мал. 4-6каріограми людини. Визначте, за якою парою спостерігається порушення числа хромосом на фотокаріограмах хворої людини. Який синдром супроводжує таке порушення?

Генетична довідка

3. Визначте стать людини, хромосоми якої ви аналізували за малюнками 4-6.

4. Зробіть висновки, відповівши на питання: " Яке значення для людини має вивчення хромосом та їх кількості".

Мал1.  Схема будови хромосоми на пізній стадії профази.

• 1 – хроматида
• 2 – центромера
• 3 – коротке плече
• 4 – довге плече

Мал. 2   Каріограма чоловіка та жінки

Мал.3 Жіночі та чоловічі статеві хромосоми

Мал. 4. За  мікрофотографією  встановіть стать організму?

Мал.5

мал.6 Синдром Едвардса

Мал.7  Синдром Дауна

Використані джерела

1. Барна Іван Біологія - тестові завдання -  Видавництво Тернопіль: Підручники і посібники, 2009. - 544с.

2.Таглініна О.В. Біологія. 10клас (рівень стандарту, академічний рівень). Підручник для загальноосвітніх навчальних закладів - Х.: Видавництво "Ранок", 2010. - 256с.:іл. 

3. Жигуліна О.О. Біологія. 10 клас: Розробки уроків (рівень стандарту, академічний рівень). -Х.: ТОВ Видавництво "Ранок", 2012. -  304с.

4.http://en.ppt-online.org/24640

5.http://www.myshared.ru/slide/278278/

6.http://www.slideshare.net/labinskiir-33/ss-46593655

7.https://sites.google.com/site/biologiasch88/urok-10-a/tvorceskaa-rabota-semeenova-nikiforova

8.http://yamedik.org/?p=93&c=biologiya/bio_yar_1

9.http://intranet.tdmu.edu.ua/data/kafedra/internal/pedistrics/classes_stud/uk/med/lik/ptn/медична%20генетика/5/02.%20Хромосомні%20захворювання.htm

10.http://subject.com.ua/biology/shans/136.html

11.http://lib.rus.ec/b/564318/read

12.http://www.darwinmuseum.ru/404

13.http://www.gorodkiev.com.ua/index.php?newsid=31579

14.http://noon22.livejournal.com/20824.html

15.https://www.google.com.ua/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&ved=&url=https%3A%2F%2Fvk.com%2Fwall-62878160%3Foffset%3D20&bvm=bv.117218890,d.bGQ&psig=AFQjCNGYAu_1hcJ0H

16.https://www.google.com.ua/search?q=клітини+заражені+папіломою&biw=1366&bih=630&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjQlOT8vtfLAhXh6HIKHX-JCIkQ_AUIBigB#tbm=isch&tbs=rimg%

III. Вивчення нового матеріалу

Розповідь учителя з елементами бесіди

Для кожного з видів еукаріотичних організмів є характерним певний набір хромосом, який можна побачити на метафазних пластинках клітин представників цього виду. Цей набір хромосом називається каріотипом, і він є важливою систематичною ознакою. Важливими характеристиками каріотипу є число, розмір і форма хромосом, які його складають.

Слід відмітити, що кількість хромосом у певних тканинах і органах однієї особини може відрізнятися від характерної для певного виду. Наприклад, у більшості клітин організму хребетних тварин або квіткових рослин усі хромосоми представлені у вигляді гомологічних пар. А от у статевих клітинах цих організмів усі хромосоми представлені лише в одному екземплярі без своєї гомологічної пари. Такий набір хромосом називається гаплоїдним, а хромосомний набір звичайних клітин — диплоїдним. Це пов’язано з особливостями статевого розмноження. У ході цього процесу новий організм утворюється в результаті злиття двох статевих клітин своїх батьків. Якби в статевих клітинах не відбувалося зменшення числа хромосом, то кожне наступне покоління мало б удвічі більше хромосом, ніж їхні батьки.

У природі трапляються випадки, коли кількість хромосом у деяких окремих клітин або цілих організмів змінюється у кратну кількість разів. Це явище називається поліплоїдією. Ученим досить часто траплялися триплоїдні, тетраплоїдні, гексаплоїдні організми. Відмічалися й організми з іще більшою плоїдністю. Інколи зміна плоїдності торкалася не всіх хромосом, а лише окремих пар. Наприклад, додавалася або зникала лише одна хромосома. Це явище називається анеуплоїдією. Відсутність у каріотипі однієї з гомологічних хромосом називають моносомією, а двох — нулісомією. Наявність зайвої хромосоми дістала назву трисомії.

Зміна числа хромосом частіше за все призводить до негативних наслідків. Наприклад, поява зайвої хромосоми у 21-й парі хромосом людини призводить до розвитку важкого спадкового захворювання — синдрому Дауна, втрата однієї зі статевих Х-хромосом — до розвитку синдрому Шерешевського — Тернера. А триплоїдні квіткові рослини не можуть утворювати насіння. Проте в деяких випадках поліплоїдізація може приносити й користь. Так, з використанням гібридизації поліплоїдних особин було отримано цілий ряд видів культурних рослин, наприклад сливу, тверду і м’яку пшениці.

Розповідь учителя з елементами бесіди

Життєвий цикл будь-якої клітини триває від початку одного поділу до початку наступного. Складається з двох основних частин — процесу поділу й інтерфази. У тих клітин, які втратили здатність до поділу, клітинний цикл закінчується не початком нового циклу, а загибеллю клітини. Під час інтерфази в клітинах відбувається багато процесів. Вони ростуть і накопичують речовини, необхідні для наступного поділу.

Сам поділ клітин може проходити по-різному. Прокаріотичні клітини діляться переважно шляхом простого, так званого бінарного, поділу. У цьому варіанті їхній нуклеоїд подвоюється шляхом реплікації, і нова копія прикріплюється до клітинної мембрани, після чого між двома нуклеїнами формується нова клітинна стінка. Інтерфази між поділами прокаріотичних клітин займають невеликі проміжки часу. Більшості бактерій для підготовки поділу вистачає близько двадцяти хвилин.

У еукаріотів процес поділу, як і інтерфаза, триває довше. Процеси, які відбуваються під час поділу, у них складніші через наявність ядра та спадкового матеріалу у вигляді хромосом. У більшості випадків поділ еукаріотичних клітин представлений у формі мітозу або мейозу. Типовий мітоз складається з чотирьох основних фаз: профази, метафази, анафази й телофази.

Під час профази в ядрі відбувається спіралізація хромосом. У результаті їх лінійний розмір зменшується у 25 разів. Самі хромосоми стають добре видимими у світловий мікроскоп, при цьому кожна з хромосом складається з двох хроматид (друга хроматида утворюється протягом інтерфази в результаті процесу реплікації). Протягом профази також відбувається редукція ядерець та ядерної оболонки, а центріолі розходяться до полюсів клітини і стимулюють утворення мікротрубочок клітинного веретена поділу.

На початку метафази хромосоми рухаються до екватора клітини й розміщуються там, утворюючи метафазну пластинку. На хромосомах чітко можна побачити центромеру — первинну перетяжку, до якої прикріплюється веретено поділу. Хроматиди відштовхуються одна від одної та залишаються з’єднаними лише завдяки центромері.

Одночасний поділ центромер усіх хромосом є початком наступної фази поділу — анафази. Під час анафази з’єднані попарно хроматиди роз’єднуються, стаючи дочірніми хромосомами, і розходяться до полюсів клітини.

Після закінчення руху хромосом до полюсів розпочинається телофаза мітозу. На цій фазі відбувається формування нових ядерних оболонок і ядерець, а хромосоми деспіралізуються. Після цього відбувається цитокінез (розділення цитоплазми).

Мейоз є редукційним поділом. Фактично він складається з двох послідовних мітозів, інтерфаза між якими максимально скорочена. Крім того, протягом цієї інтерфази не відбувається синтез ДНК і кількість спадкового матеріалу не збільшується. У результаті після закінчення мейозу кожна з чотирьох утворених клітин містить удвічі менше ДНК, ніж батьківська клітина. Таким чином утворюються, наприклад, статеві клітини.