Autor: Anna Juwan

Temat: Częstość crossing‑over i mapowanie genów

Grupa docelowa: uczniowie III etapu edukacyjnego – kształcenie w zakresie rozszerzonym

Podstawa programowa:

Kształtowane kompetencje kluczowe:

• kompetencje cyfrowe;

• kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się;

• kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii.

Cele operacyjne (językiem ucznia):

• Wyjaśnisz, na czym polega crossing‑over.

• Wykażesz zależność między częstością zachodzenia crossing‑over a odległością genów na chromosomie.

• Obliczysz odległości pomiędzy genami i na ich podstawie określisz kolejność ułożenia genów na chromosomie.

• Przedstawisz na przykładach zasadę tworzenia map genetycznych poprzez obliczanie odległości między genami w centymorganach.

• Przeanalizujesz dziedziczenie cech sprzężonych.

Strategie nauczania:

• konstruktywizm;

• konektywizm.

Metody i techniki nauczania:

• z użyciem komputera;

• ćwiczenia interaktywne;

• symulacja;

• gwiazda pytań.

Formy pracy:

• praca indywidualna;

• praca w parach;

• praca w grupach;

• praca całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne:

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

• tablica interaktywna/tablica, pisak/kreda;

• gwiazda pytań (materiały pomocnicze);

• komputery z dostępem do internetu dla uczniów.

Przed lekcją:

1. Przygotowanie do zajęć. Nauczyciel loguje się na platformie i udostępnia uczniom e‑materiał „Częstość crossing‑over i mapowanie genów”. Prosi uczestników zajęć o zapoznanie się z tekstem w sekcji „Przeczytaj”, a następnie rozwiązanie ćwiczenia nr 1 (polegającego na wskazaniu fałszywego stwierdzenia dotyczącego tematu lekcji) zawartego w sekcji „Sprawdź się”.

Przebieg lekcji

Faza wstępna:

1. Nauczyciel wyświetla na tablicy lub za pomocą rzutnika zawartość sekcji „Wprowadzenie”. Uczniowie wspólnie z nauczycielem omawiają cele lekcji i określają kryteria sukcesu.

2. Raport z przygotowań. Nauczyciel za pomocą dostępnego w panelu użytkownika raportu weryfikuje przygotowanie uczniów do lekcji, m.in. sprawdza, kto wykonał zadane ćwiczenie. Może wyświetlić odpowiedzi uczniów na tablicy interaktywnej. Prosi wybranego ucznia o uzasadnienie swojego rozwiązania.

Faza realizacyjna:

1. Gwiazda pytań. Nauczyciel dzieli uczniów na trzy grupy, a następnie rozdaje każdej z nich schemat „gwiazdy pytań” (zob. materiały pomocnicze). Uczniowie na podstawie e‑materiału, z którym zapoznali się przed lekcją, oraz innych źródeł mają za zadanie opracować odpowiedzi na pytania widniejące na schemacie. Następnie każdy zespół dopisuje pozostałe, własne pytania i daje je do rozwiązania innej grupie. Wybrani przez nauczyciela uczniowie kolejno prezentują wyniki prac swojego zespołu. Nauczyciel koryguje błędne odpowiedzi i wyjaśnia wątpliwości.

2. Praca z multimedium („Symulacja interaktywna”). Nauczyciel wyświetla symulację interaktywną i prosi uczniów, by pracując w parach, obliczyli odległości pomiędzy genami na podstawie częstości występowania rekombinacji (polecenie nr 1). Wybrani uczniowie przedstawiają odpowiedzi na forum klasy. Następnie uczniowie wykonują w parach polecenie nr 2 („U muszki Drosophila melanogaster geny: y, m i B leżą na tym samym chromosomie. Wyjaśnij, w jaki sposób można obliczyć odległości między nimi i ustalić ich ułożenie na chromosomie”). Swoje rozwiązania konsultują z inną, najbliżej siedzącą parą. Wybrane zespoły przedstawiają swoje odpowiedzi na forum.

3. Utrwalenie wiedzy i umiejętności. Uczniowie samodzielnie wykonują ćwiczenie nr 7 (mają za zadanie wyjaśnić – na podstawie informacji zdobytych podczas lekcji – dlaczego muszka owocowa jest gatunkiem, na którego przykładzie można w łatwy i szybki sposób konstruować mapy genetyczne) z sekcji „Sprawdź się”. Następnie w 4‑osobowych grupach omawiają prawidłowe rozwiązanie. Po upływie wyznaczonego czasu wskazany przez nauczyciela przedstawiciel grupy prezentuje odpowiedź wraz z jej uzasadnieniem. Klasa ustosunkowuje się do niej. Nauczyciel udziela uczniom informacji zwrotnej.

4. Uczniowie w 4‑osobowych grupach wykonują ćwiczenie nr 8 (w którym mają za zadanie, w odniesieniu do przedstawionych informacji, określić przyczynę pojawienia się czterech klas fenotypów oraz obliczyć odległość pomiędzy genami warunkującymi barwę kwiatów i kształt pyłku), a po upływie wyznaczonego czasu dzielą się swoimi odpowiedziami na forum klasy.

Faza podsumowująca:

1. Uczniowie rozwiązują ćwiczenie nr 6 (typu „prawda/fałsz”) z sekcji „Sprawdź się”. Następnie przygotowują podobne zadanie dla osoby z pary: tworzą trzy prawdziwe lub fałszywe zdania dotyczące tematu lekcji. Uczniowie wykonują ćwiczenie otrzymane od kolegi lub koleżanki.

Praca domowa:

1. Wykonaj ćwiczenia od 2 do 5 z sekcji „Sprawdź się”.

Materiały pomocnicze:

• Jane B. Reece i in., „Biologia Campbella”, tłum. K. Stobrawa i in., Dom Wydawniczy REBIS, Poznań 2021.

• „Encyklopedia szkolna. Biologia”, red. Marta Stęplewska, Robert Mitoraj, Wydawnictwo Zielona Sowa, Kraków 2006.

Dodatkowe wskazówki metodyczne:

• Nauczyciel może wykorzystać medium w sekcji „Symulacja interaktywna” do pracy przed lekcją. Uczniowie zapoznają się z jego treścią i przygotowują do pracy na zajęciach w ten sposób, żeby móc samodzielnie rozwiązać zadania.