Урок биологии в 10 классе по теме: 'Генетика человека. Дерматоглифический метод изучения наследственности человека'.

Тема: Генетика человека. Дерматоглифический метод изучения наследственности человека.

Лабораторная работа: Качественное изучение дактилоскопических отпечатков.

Цель: Изучение генетики человека на примере наследования папиллярных линий на руке.

Задачи:

1. Познакомить учащихся с методами исследования наследственности человека путем дерматоглифического анализа на примере качественного изучения дактилоскопических отпечатков.

2. Познакомить учащихся с диагностическим значением дерматоглифики, применяемое в медико-генетических консультациях, а также значением дактилоскопии в криминалистике.

3. Освоение умений и навыков работы с качественным определением дактилоскопических отпечатков.

Оборудование:

1. Раздаточный материал:

а) отпечатки пальцев;

б) методическая карточка «Качественная характеристика дактоотпечатка».

2. Таблицы:

а) кариотип человека

б) пальмоскопия

Ход урока

1. Изучение нового материала

План изучения нового материала:

1. О генетике и геноме человека (Лекция)

2. Дерматоглифический анализ в генетике. (Лекция)

3. Диагностическое значение дерматоглифики:

а) в медицинской практике (фронтальная беседа)

б) в криминалистике (беседа с представителем РОВД)

4. Лабораторная работа «Изучение дактилоскопических отпечатков»

5. Это интересно (Сообщение учащихся)

1. Ребята! Сегодня мы поговорим о генетике человека. Начало третьего тысячелетия - это время, в котором, как полагают ученые, тайны генома человека будут полностью раскрыты. Кстати термин «геном» происходит от слов ген и части слова хромосома. Проследим хронологию изучения генетики человека.

К середине 50-х годов точно установлено, что кариотипу человека соответствует 46 хромосом, 23 пары гомологов. Согласно международной классификации (г. Денвер США, 1960 г.) каждая группа хромосом в кариотипе имеет свой номер.

Кариотип - это одна из главных видовых характеристик человека разумного. Каждая пара хромосом имеет своеобразный рисунок - цитологическую карту. С помощью таких карт стало реальным выяснить происхождение аномальных хромосом. Активное изучение генетики человека на молекулярном уровне началось в 70-е XX.

А в 1989 году была принята международная программа «Геном человека», в рамках которой работали ученые разных стран, в том числе и России. Этот глобальный проект предполагал к 2005 году завершить определение полной последовательности всех 3 млрд. нуклеотидных звеньев, составляющих геном человека. Это 30 тысяч генов.

Выполнение программы «Геном человека» приблизило возможность использования генной терапии для лечения патологий, связанных с изменением наследственности. С помощью генной терапии стало возможным сглаживание симптомов у больных гемофилией, установление причины развития рака толстой кишки у человека. Использование достижений программы «Геном человека» имеет огромное значение для определения возникновения наследственных и приобретенных заболеваний, их диагностики, выявления предрасположенности к болезни.

2. Сегодня мы поговорим об одном из методов изучения генетики человека - генеалогическом. Его основоположник Ф. Гальтон, двоюродный брат Ч. Дарвина в 1892 году опубликовал работу о пальцевых отпечатках, положившую начало научной дерматоглифике.

В словарь терминов

Дерматоглифика - раздел антропологии, изучающий папиллярные линии и узоры на пальцах (дактилоскопия) ладонях (пальмоскопия) и подошвах ног (плантоскопия).

Впервые дерматоглифический анализ был применен в генетике в 1939 году при описании характерных особенностей узоров на ладони при синдроме Дауна.

В настоящее время перспективы использования этого метода значительны т.к. позволяют диагностировать на ранних стадиях онтогенеза ряд патологий и определить их природу.

Кожные узоры на пальцах и ладонях закладываются, начиная с третьего месяца внутриутробной жизни, и к концу четвертого месяца их формирование заканчивается. В течение жизни эти узоры не меняются. Наследование их имеет полигенный характер, весьма сложный тип наследования, причем мутации возможны только в первые 4 месяца эмбрионального периода. Кожные линии или гребни формируются в связи с развитием нервных окончаний и потовых желез и обусловлены многими генами лежащими, вероятно в разных хромосомах.

3. Диагностическое значение дерматоглифики.

а) В медицинской практике. В настоящее время диагностическое значение дерматоглифики общепризнано, хотя ее генетические аспекты разработаны не полностью. Этот метод используется в медико-генетических консультациях для уточнения клинического диагноза, дифференциации различных форм заболеваний, а также для выяснения носителей мутантных аллелей. Вот несколько примеров.

Трисомия 21. Синдром Дауна

Пальмоскопия: наличие «Обезьяньей линии» на обеих руках, учащение узоров на подушечке под большим пальцем. Дактилоскопия: ульнарная петля на 2-м пальце, радиальная на 4-м и 5-м, увеличение удельного веса ульнарных петель на пальцах, отсутствие дистальной сгибательной складки на мизинце.

Синдром Клайнфельтера (47,ХХУ)

Пальмоскопия: учащенный узор на подушечке под большим пальцем.

Дактилоскопия: увеличение удельного веса дуг.

А также изменение дерматоглифики обнаружены при множественных, врожденных пороках развития ЦНС, сердечно - сосудистой системы, желудочно-кишечного тракта и т.д.

б) В криминалистике. Выступление инспектора по делам несовершеннолетних.

4. Лабораторная работа.

Тема: Качественное изучение дактилоскопических отпечатков.

Цель: Изучение генетики человека на примере наследования папиллярных линий на руке человека.

Необходимое оборудование: стекло (20х20 см), гуашь, листы бумаги, фотографический валик, лупа, методичка с описанием качественной характеристики дактоотпечатка, таблица «Пальцевые узоры».

Порядок работы: на стекло наносят небольшое количество краски, раскатывают валиком до тонкого слоя. Пальцы испытуемого поочередно прижимают к стеклу, а затем прикладывают к бумаге. Палец становится на ребро и поворачивается так, чтобы отпечаталась вся поверхность подушечки пальца. Отпечаток должен быть четким. Пальцы пронумеровываются, указывается рука, записывается фамилия, возраст. Делаются выводы по трем группам.

Отпечатки пальцев учащихся в целях экономии времени на уроке, лучше оформить во внеурочное время.

Ответить на вопросы.

1. К какому методу изучения генетики человека относится дерматоглифика?

2. В чем, на ваш взгляд состоит значение дерматоглифики:

• в медицинской практике;

• в криминалистики;

• в жизни человека?

3. Сделать вывод о принадлежности учащихся к тому или иному типу узора, выписать характерные признаки.

Методическая карточка

Качественная характеристика дактоотпечатка

Выделяют три главных типа узора. По Ф. Гальтону, это может быть завиток, петля и дуга.

A L W

А - дуга - самый редкий узор. Могут быть простыми (плоскими), либо высокими (шаровыми). Узор состоит из непересекающихся гребней и проходит через всю пальцевую подушечку поперек.

L - петля - это полузамкнутый узор. Один конец закруглен (замкнут), другой - открытый. Таким образом, кожные гребни начинаются на одном краю пальца, идут к другому, закругляются и возвращаются снова туда, откуда начались.

W - завиток - папиллярные линии располагаются концентрически вокруг сердцевины узора.

Кроме перечисленных типов узоров могут встречаться переходные формы (дуги, переходящие в петли, двойные петли, двойные завитки, петля, переходящая в завиток). Анализ этих узоров проводится индивидуально. Результаты работы оформляются в виде таблицы.

Качественная характеристика дактилоскопического отпечатка.

Пальцы

1

2

3

4

5

Правая рука

Левая рука

Информация о характере рисунков.

А - дуги - самый редкий тип узора, их имеют 4 -3 человека из тысячи. У «дуг» очень неуживчивый характер, они упрямы и несговорчивы. Мало считаются с мнением других, считают себя всегда правыми. У них довольно хрупкое здоровье, может быть, именно по этому их мало.

L - петля - самый распространенный узор. Людей, имеющих такой узор, можно считать «золотой серединой» человечества. Они лучше остальных приспосабливаются к миру, поэтому их так и много. Они доброжелательны, покладисты, отзывчивы, в меру откровенны, легко идут на компромиссы. Готовы помочь другим, но жертвовать всем ради идеи не будут. Они вполне довольны своим местом в жизни, и из них получаются идеальные руководители.

W - завитки - достаточно часто встречающийся узор, обычно сочетается с петлями. Обладатели «завитков» имеют колоссальную выносливость, но при этом не любят терпеть неприятные для себя обстоятельства. Им свойственно самокопание, вечные раздумья и сомнения. Отличаются незаурядными способностями, оригинальным решением сложных задач, но им не хватает усидчивости заставить себя что - то сделать. Только они сами в состоянии заставить себя что - то сделать.

5. Это интересно. (Сообщение учащихся).

Врач - психиатр, старший научный сотрудник Института ВНД нейрофизиологии РАН Богданов Н. Приводит интересные данные. В очень редких случаях пальцевые узоры находятся на ладони на подушечке около большого пальца. Эти своеобразные «черные метки» чаще всего находят у пациентов нервно - психических клиник. Может быть, это расплата за некие уникальные способности? Другой интересный феномен: как правило, у мужа и жены одинаковые пальцевые узоры. Только люди с 2 дугами никогда не соединяют свои судьбы, у них слишком неуживчивый характер. «Дуги» могут жить лишь с «завитками». У большинства людей узоры на пальцах и правой руки расположены симметрично. Считается, что нарушение этого принципа - свидетельство неуравновешенности и вспыльчивости. Например, В.В. Маяковский имел три завитка на пальцах правой руки и только один - на левой. В его характере указанные черты проявлялись весьма сильно. Богданов подчеркивает, что дерматоглифику можно использовать при изучении возможностей спортсменов. Ученые установили, что человек с «дугами» добьется победы только в таких видах спорта, как коньки - спринт и спорт - трек. А у чемпионов по вольной борьбе, тяжелой атлетике, фехтованию обычно встречаются самые сложные рисунки - завитки или двойные петли.

Выводы: на сегодняшнем уроке мы познакомились:

• с достижениями работы, выполненной в рамках международной программы «геном человека».

• познакомились с одним из методов изучения наследования признаков человека - дерматоглификой и ее диагностическим значением.

• освоили практические умения и навыки по качественному изучению дактилоскопических отпечатков.

Оценка работы учащихся.

Домашнее задание: параграф 32