Тема урока: Сцепленное наследование признаков

Тема урока: Сцепленное наследование признаков.

Цель урока: продолжить изучение основных закономерностей генетики на основе изучения сцепленного наследования генов.

Задачи урока:

- Установить несоответствие 3 закона Менделя при наследовании нескольких пар генов;

- Познакомиться с основными положениями теории Томаса Моргана;

- Раскрыть понятия: группа сцепления, сцепленное наследование, сцепление генов, кроссинговер.

Тип урока: изучение новой темы.

Форма урока: беседа (с применением презентации).

Метод обучения: частично-поисковый, исследовательский, проблемный. Материальное обеспечение урока: Компьютер, проектор, экран.

На столах учащихся: раздаточный материал (карточки для самостоятельной работы учащихся 

Ход урока.

Организационный момент (2 мин.).

Приветствие с классом. Запись отсутствующих.

Проверка домашнего задания.

Найдите верные и неверные утверждения Скрещивание двух организмов – гибридизация Отдельная особь – гибрид Метод Менделя получил название цитологический Доминантный ген – преобладаемый Доминантная гомозигота обозначается АА При решении задач родители обозначаются F Первый закон Менделя – закон единообразия При скрещивании 2 гетерозигот во втором поколении наблюдается расщепление по фенотипу 1:2:1, по генотипу 3:1 Неполное доминирование наблюдается тогда, когда доминантный ген не полностью подавляет рецессивный, и появляется промежуточный признак Закон чистоты гамет сформулирован Г. Менделем

Найдите верные и неверные утверждения  Диплоидный набор хромосом у человека = 46 Объектом исследования у Г. Менделя был горох Рецессивный ген - преобладающий Рецессивная особь всегда является гомозиготной и обозначается аа При решении задач родители обозначаются буквой Р Второй закон Менделя – закон расщепления При скрещивании 2 гомозиготных организмов 1 поколение окажется единообразным и будет гетерозиготным Скрещивают ночную красавицу с белыми и розовыми цветками, в первом поколении все цветки розовые. Это пример неполного доминирования При дигибридном скрещивании 2 гетерозигот признаки наследуются независимо друг от друга, расщепление 9:3:3:1  - третий закон Менделя Анализирующее скрещивание необходимо для определения генотипа особи (гомо - или гетерозигота)

Сформулируйте первый закон Г. Менделя и дайте научное подтверждение

Сформулируйте второй закон Г. Менделя и дайте научное подтверждение

Вступление: ребята, сегодня мы приступаем к изучению новой для вас темы - Сцепленное наследование генов.

Актуализация знаний (10 мин.).

Фронтальная беседа (9 мин.)

Проверка знаний 

Вопросы:

1.Назовите три закона Г. Менделя?

Ответ: I закон - закон единообразия, II закон - закон расщепления, III закон - закон независимого наследования.

2.Каких правил придерживался Г. Мендель при проведении своих опытов?

Ответ:

Использовал для скрещивания растения разных самоопыляющихся сортов - чистыми линиями Чтобы получить больше материала для анализа, использовал несколько родительских пар гороха Намеренно упростил задачу, наблюдая наследование только одного признака; остальные не учитывал

3.Сформулируйте закон чистоты гамет. Кому принадлежит открытие этого закона?

Ответ: При образовании гамет в каждую из них попадает только один из двух аллельных генов.

4.Всегда ли признаки можно чётко разделить на доминантные и рецессивные?

Ответ: В некоторых случаях доминантный ген не до конца подавляет рецессивный ген из аллельной пары. При этом возникают промежуточные признаки.

5.Какое название получило это явление?

Ответ: Это явление получило название неполного доминирования.

6.Всегда ли по фенотипу можно определить, какие гены содержит данная особь? Приведите пример.

Ответ: Не всегда. Рецессивный признак всегда проявляется только в гомозиготном состоянии, т. е. аа. А доминантный признак может проявляться у особей с гомозиготным или гетерозиготным генотипом, т. е.АА или Аа.

7.Можно ли установить генотип особей, которые не различаются по фенотипу? Какой метод используют для этого?

Ответ: Да, можно установить. Для этого используют скрещивание исследуемой особи с рецессивной гомозиготойаа по исследуемому признаку, называемое анализирующим скрещиванием.

8.Какими особенностями характеризуется дигибридное скрещивание?

Ответ: Рассматривается наследование и производится точный количественный учёт потомства по двум парам альтернативных признаков.

9.Всегда ли справедлив закон независимого наследования, т. е. III закон Г. Менделя?

Ответ: Закон справедлив только в тех случаях, когда гены рассматриваемых признаков располагаются в разных негомологичных хромосомах.

Молодцы! С этим этапом работы вы справились.

- Сегодня на уроке мы продолжим знакомство с генетикой.

Вопрос классу: Что такое генетика?

Ответ: «Генетика - наука, объясняющая, почему ты похож на своего отца, если похож, и почему не похож на него, если так получилось» (1 мин.)

Изучение нового материала. Введение 

Генов, кодирующих различные признаки у любого организма очень много. Например, у человека приблизительно около 100 000 генов, а видов хромосом только 23.

Следовательно, в каждой хромосоме должно находиться много генов.

Такие гены называются сцепленными друг с другом, образуют группы сцепления - совокупность генов, локализованных в одной хромосоме и наследующихся совместно.

ГЛАВНЫЙ ВОПРОС: А каковы же закономерности наследования генов, локализованных в одной хромосоме?

Ответ на этот вопрос мы узнаем в ходе изучения нашей новой темы. Сегодня мы будем говорить об особенностях сцепленного наследования, выясним, существуют ли случаи его нарушения.

Мы выяснили, что в каждой хромосоме может находиться множество генов.

Такие гены называются сцепленными друг с другом и образуют группу сцепления.

Число групп сцепления у данного вида организмов соответствует числу хромосом в гаплоидном наборе.

Так, у человека 46 хромосом в диплоидном наборе. Сколько групп сцепления будет?

Правильно, 23 группы сцепления, у дрозофилы 8 хромосом - 4 группы сцепления, у гороха 14 хромосом - 7 групп сцепления.

Явление совместного наследования было описано Пеннетом - он назвал его «притяжение генов».

В 1910 г. Т. Морган и его сотрудники создали современную хромосомную теорию наследственности, сформулировали закон сцепленного наследования.

Прежде чем приступить к рассмотрению данной теории, предлагаю прочитать, следующий слайд «О жизни и деятельности Т. Моргана» 

Томас Хант Морган  - Американский биолог, один из основоположников генетики.

Родился 25 сентября 1866г. в Лексингтоне. Лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1933 года «за открытия, связанные с ролью хромосом в наследственности».

Томас Морган и его ученики обосновали хромосомную теорию наследственности; установленные закономерности расположения генов в хромосомах способствовали выяснению цитологических механизмов законов Грегора Менделя и разработке генетических основ теории естественного отбора.

органа 

Основным объектом, с которым работали Т. Морган и его ученики, была плодовая мушка Дрозофила. Проводилось дигибридное анализирующее скрещивание по двум признакам: длине крыльев и цвету тела. Данные опытов показали, что получается расщепление признаков 1:1 вместо ожидаемого - 1:1:1:1.

Такое отклонение от независимого распределения означает, что гены, локализованные в одной хромосоме, наследуются совместно.

Сцепленное наследование 

Записать в рабочею тетрадь определения.

Явление совместного наследования генов, локализованных в одной хромосоме, называется сцепленным наследованием, а локализация генов в одной хромосоме - сцеплением генов.

Таким образом, третий закон Менделя применим лишь к наследованию аллельных пар, находящихся в негомологичных хромосомах.

органа 

В ходе этих исследований было также доказано, что каждый ген имеет в хромосоме своё строго определённое место - локус. В последствии, эта особенность расположения генов будет практически использована для составления генетических карт.

Однако в экспериментах Моргана выяснилось, что среди гибридов первого поколения при проводимых скрещиваниях, появлялся небольшой процент мушек с перекомбинацией признаков, находящихся в одной хромосоме, т. е. нарушение сцепленного наследования.

Хромосомная теория Т. Моргана 

Постепенные исключения из 3 закона Менделя привело к образованию хромосомной теории Т. Моргана:

Гены расположены в хромосомах в линейном порядке. Все гены, расположенные в одной паре гомологичных хромосом образуют группу сцепления и наследуются преимущественно вместе. Число групп сцепления обычно равно гаплоидному набору хромосом. Полное сцепление нарушается кроссинговером.

Таким образом, закон Моргана гласит: Гены, расположенные в одной хромосоме, называются сцепленными и наследуются вместе.

Нарушение сцепленного наследования. 

Однако в экспериментах Моргана выяснилось, что среди гибридов первого поколения при проводимых скрещиваниях, появлялся небольшой процент мушек с перекомбинацией признаков, находящихся в одной хромосоме, т. е. нарушение сцепленного наследования.

Вспомним мейоз. Во время профазы первого деления мейоза гомологичные хромосомы могут разрываться в месте контакта и обмениваться аллельными генами. Это явление получило название - перекреста или кроссинговера.

В результате образуются не 2 группы фенотипов, а 4, как при свободном комбинировании генов. Кроссинговера нет у самцов дрозофилы, у тутового шелкопряда.

Т. Морган утверждал, что % кроссинговера отражает расстояние между генами: чем больше его величина, тем больше расстояние между генами, потому что силы сцепления между генами невелики. На этом основано составление генетических карт хромосом. Первые карты хромосом были построены в 1913 г. для классического экспериментального объекта плодовой мушки, учеником и сотрудником.

Таким образом, сцепление генов может быть полным и неполным. Причина нарушения сцепления - кроссинговер, т. е. перекрест хромосом в профазе I мейотического деления. Кроссинговер - важный источник комбинативной генетической изменчивости.

Теперь мы можем ответить на ГЛАВНЫЙ ВОПРОС: А каковы же закономерности наследования генов, локализованных в одной хромосоме?

Закрепление полученных знаний. 

По ходу урока закрепляем полученную информацию через выполнение задачи по генетике 

На экране показываем условие задачи 

Задача 1
У дрозофилы гены определяющие окраску глаз, локализованы в Х – хромосоме. Доминантный аллель W детерминирует красную окраску глаз, его рецессивный аллель w – белую. Скрещивали гомозиготную красноглазую самку с белоглазым самцом. В F1 получили 48 потомков. От скрещивания их между собой получено 192 мухи в потомстве F2.
Определите:
1. Сколько женских особей было в F1?
2. Сколько самцов в F1 имело красную окраску глаз?
3. Сколько самок F1было красноглазых?
4. Сколько самцов в F2 было белоглазых?
5. Составить схему скрещивания.
Решение:
ХW– ген определяющий красные глаза
Хw – ген определяющий белые глаза

1). Скрещивание гомозиготной красноглазой самки с белоглазым самцом:

Соотношение особей в потомстве 1:1. По фенотипу все особи красноглазые.
Поэтому:
1. Женских особей в F1 было 48:2=24особи.
2. В F1 все самцы (24особи) имели красные глаза.
3. Все самки в F1 были красноглазыми (24 особи).

2). Скрещивание между собой гибридов F1:

Соотношение особей в потомстве 1:1:1:1
Поэтому: в F2 белоглазых самцов было (192:4; х2 = 96 особей).
Взаимодействие генов: полное доминирование. Законы генетики: закон чистоты гамет и сцепленное с полом наследование.

Задача 2
Селекционеры в некоторых случаях могут определить пол только что вылупившихся цыплят.
При каких генотипах родительских форм, возможно это сделать, если известно, что гены золотистого (коричневого) и серебристого (белого) оперения расположены в Х – хромосоме и ген золотистого оперения рецессивен по отношению к серебристому? Не забудьте, что у кур гетерогенным полом является женский!
Решение:
А – ген серебристого окрашивания
а – ген золотистого окрашивания

При скрещивании серебристой курочки с золотистым петушком курочки будут все золотистые, а петушки серебристые. Таким образом, петушки с серебристой окраской оперения будут иметь генотип ХAХa, а курочки с золотистой окраской оперения - ХAY.

Учащиеся выполняют задачу  и записывают ход её решения, себе в рабочею тетрадь. 

Решение задачи 

Подведение итогов. Рефлексия.

Ребята, Вы молодцы! Очень хорошо поработали. Что Вы узнали нового на уроке? Что Вам понравилось? Какое у Вас настроение?

Ребята, поднимите руки те, кто разобрался в теме и сможет решить генетические задачи на «Сцепленное наследование генов». Теперь поднимите руки, у кого есть вопросы по данной теме, и кто нуждается в дополнительной консультации.

За активную работу в классе, решение задач получают 5…..4…..(с комментариями), мало отвечали (фамилии).

Домашнее задание. 

При сообщении ребятам домашнего задания надо дать разъяснение о порядке его выполнения.

§38. Ответить на вопросы после параграфа (устно).

Решить генетические задачи из раздаточного материала «Сцепленное наследование генов». (письменно, в рабочей тетради).

Прощание. Всем спасибо за урок. До свидания!