Открытый урок на тему «Наследование признаков, сцепленных с полом. Закон Т.Моргана. Генотип как целостная система»
КОЛЛЕДЖ ЭКОНОМИКИ, БИЗНЕСА И ПРАВА
КАРАГАНДИНСКОГО ЭКОНОМИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
КАЗПОТРЕБСОЮЗА
.
План
Открытого урока
по дисциплине:
«Биология »
По теме: «Наследование признаков, сцепленных с полом. Закон Т.Моргана. Генотип как целостная система»
(проблемно - поисковый подход ).
План урока № 16
Дата проведения: 29.11. 2016 г.
Время: 9 ч. 30 мин
Аудитория: 106
Группа: Тех-12
Тема урока: Наследование признаков, сцепленных с полом. Закон Т.Моргана. Генотип как целостная система
Цель урока: Образовательные: используя словесные и наглядные методы изучить хромосомный механизм определения пола организма, сущность наследования признаков, сцепленных с полом, продолжить формирование умений по решению генетических задач.
Развивающие: развитие логического и творческого мышления, познавательного интереса студентов к изучению проблем генетики, развитие практических умений и навыков при решении задач, умение работать в группе, делать выводы, аргументировать.
Воспитывающие: воспитание осознанного отношения к вопросам определения пола, формирование научного мировоззрения. Развивать логическое мышления студентов.
Оборудование, наглядные пособия: таблицы по общей биологии, иллюстрирующие сцепленное наследование генов и признаков, презентация к уроку, задачи на закрепление нового материала.
Тип урока: Практический
Методы: объяснительно - иллюстративный.
ХОД УРОКА
Организационный этап - 2 мин
Проверка знаний студентов- 15мин
Изучение нового материала-15мин
Генетика пола.
Хромосомный механизм определения пола.
Различные формы определения пола.
Соотношение полов.
Наследование, сцепленное с полом.
Практическая работа – 25 мин
Обобщение и систематизация знаний и умений учащихся - 20мин
Подведение итогов урока, домашнее задание - 3 мин
Рефлексия - 1мин.
I. Организационный момент
Проверка личного состава студентов и визуальной готовности группы к уроку.
II Проверка знаний студентов
Фронтальный опрос:
1. Что такое наследственность?
(Ответ. Наследственность – это способность организмов передавать следующим поколениям свои специфические признаки и особенности развития.)
2. Каковы материальные основы наследственности?
(Ответ. Материальные основы наследственности – ДНК и РНК, ген – участок молекулы ДНК, содержащий информацию о первичной структуре одного белка (это единица генетической, или наследственной, информации).)
3. Что такое гибридизация?
(Ответ. Гибридизация – это скрещивание особей с контрастными, альтернативными, признаками.)
4. Какие гены называются аллельными?
(Ответ. Аллельные гены (аллели) – это разные формы одного и того же гена, расположенные в одних и тех же участках (локусах) гомологичных хромосом и отвечающие за развитие одного признака (окраска, рост и т.д.). Гомологичные хромосомы – это хромосомы, сходные по строению и несущие одинаковые гены.)
5. Что такое доминантные и рецессивные признаки?
(Ответ. Доминантный признак (лат. dominantus – господствующий) – признак одной из родительских особей, появляющийся у гибридов первого поколения и подавляющий признак другой родительской особи. Рецессивный признак (лат. recessus – отступление, удаление) – признак, не появляющийся у гибридов первого поколения.)
Что такое зигота?
(Ответ. Зигота – это оплодотворенная яйцеклетка, несущая двойной набор хромосом (по одному от каждого родителя).)
6. Какой организм называется гомозиготным? Гетерозиготным?
(Ответ. Гомозиготный организм – это организм, имеющий одинаковые аллельные гены (АА, аа – особи, не дающие расщепления в поколениях по этому признаку). Гетерозиготный организм – организм, имеющий разные аллельные гены (Аа – особи, в потомстве которых образуется расщепление по этому признаку).)
7. Что такое генотип?
(Ответ. Генотип – это система взаимодействующих генов организма.)
8. Что такое фенотип?
(Ответ. Фенотип – это совокупность всех признаков и свойств данного организма. Фенотип формируется под влиянием генотипа и условий внешней среды.)
9..Объясните схему связи понятия: ген, хромосома, признак.
1 хром ––> 1 ген ––> 1 признак
Молодцы! С этим этапом работы Вы справились
Групповая работа:
К нам обратились с просьбой как определить генотип особи, если фенотип одинаковый? Работа в группах.
Разбираем результаты работы.
Для определения генотипа особи необходимо использовать анализирующее скрещивание, т.е., скрещивание с рецессивной особью.
Вывод: если при анализирующем скрещивании расщепления нет, то генотип особи гомозиготный по доминантному признаку. Если расщепление 1:1, то генотип особи гетерозиготен.
Нужно подготовить карточки с изображением ответа(игра немое кино)
Вариант 1
Какое потомство следует ожидать при скрещивании:
Белых (а) кроликов
Мохнатых (А) гомозиготных кроликов
Черных (А) гетерозиготных кроликов
Мохнатую (А) гомозиготную крольчиху с мохнатым гетерозиготным кроликом
Вариант 2
Какое потомство следует ожидать при скрещивании
Гладких (а) по шерсти кроликов
Черных(А) гомозиготных кроликов
Мохнатых (А) гетерозиготных
Белую (а) крольчиху с черным кроликом
Проблема урока. Нестандартная ситуация
1) В одном из районов нашей области выехала группа ученых, чтобы разобраться на месте, а мы с вами постараемся объяснить причину случившегося. А что же произошло? На звероводческой ферме массовая гибель лисиц платиновой окраски меха.
II. Решение проблемы
Случай на звероводческой ферме.
Задача.
При скрещивании платиновых лисиц между собой в F 1 получилось отношение 2:1 платиновых и серебристо-черных. Проведенное анализирующее скрещивание с рецессивной гомозиготной серебристо-черной лисицей дало расщепление 1:1 платиновых и серебристо-черных. Какой генотип у платиновой лисица? (Учащиеся в группах решают проблему)
Решение задачи
А – ген платиновой окраски а – ген серебристо-черной окраски
Генотип платиновой лисицы Аа
Преподаватель: При гетерозиготности платиновых лисиц расщепление 3:1 , а на практике что? 2 : 1. Почему? Оказывается, как только ген платиновости переходит в гомозиготное состояние, обладатель, т.е., особь погибает ещё в утробе материнского организма. К какому вводу контролирует жизнеспособность.
Ответ: Ген окраски контролирует жизнеспособность.
Множественное действие гена встречается часто:
а) окраска кожи человека ААВВ – генотип негра аавв – генотип белого АаВв – генотип мулата
б) рост человека контролирует 10 пар генов. Низкий доминирует над высоким, чем больше доминантных генов, тем человек ниже ростом.
Подведение итогов
– Мы с вами сегодня на примерах убедись, что генотип представляет собой сложную систему взаимодействующих генов. Ученые-генетики решают сложные практические задачи. Одну из них сегодня разрешили проблему гибели лисиц. Вам необходимо решить ещё одну задачу- проблему
Задача.
В родильном доме перепутали двух мальчиков. Родители одного из них имеют первую и вторую группу крови, родители другого – вторую и четвертую. Исследование показало, что дети имеют первую и вторую группу крови. Определите, кто чей сын?
III Изучение нового материала:
Мы выяснили, что материальными единицами (носителями) наследственности являются гены, находящиеся в хромосомах, которые передаются в составе гамет от родителей к потомкам. А как происходит наследование половых признаков, каковы материальные основы этих признаков, каковое соотношение полов в природе и в чем проявляются закономерности наследования признаков, сцепленных с полом? Это и есть задачи сегодняшнего урока, тема которого: « Наследование признаков, сцепленных с полом. Закон Т.Моргана. Генотип как целостная система»
Соотношение полов в природе. Обратите внимание, что у большинства раздельных организмов соотношение полов 1:1.
Проблемный вопрос: чем можно объяснить такое численное соотношение? Следующий наводящий вопрос: при каком скрещивании наблюдается расщепление 1:1? (Ответ: при анализирующем скрещивании, если анализируемый организм гетерозиготен). Далее студенты высказывают предположение, что соотношение полов 1: 1 может быть в том случае, если один пол “гомозиготен”, а другой “гетерозиготен” по гену, определяющему половую принадлежность.
Следующий вопрос: чем же определяются морфологические, физиологические, психологические особенности поведения мужчин и женщин? (ответ: наличием 23-й пары хромосом, в которой содержатся гены, определяющие половую принадлежность).
Однако решающие доказательства гомо- и гетерозиготности полов дали цитологические исследования. Слайд
Хромосомное определение пола.
3). Хромосомы:
- Аутосомы – хромосомы, одинаковые у обоих полов
- Половые – по которым различаются мужской и женский пол
Значит:
1) Пол наследуется, как и всякий другой признак.
2) Один из полов – гомогаметен (продуцирует 1 тип гамет), а другой гетерогаметен (продуцирует 2 типа гамет).
Преподаватель уточняет, что такие хромосомы называются половыми, а остальные – неполовые – аутосомы:
Хромосомный набор
аутосомы (неполовые)
половые (определяют пол)
Половые хромосомы женщин одинаковы, их называют Х-хромосомами, у мужчин имеется одна Х-хромосома и одна Y-хромосома, которая внешне сильно отличается он Х-хромосомы.
Вернемся к вопросу о соотношении полов.
Задание группе: попробуйте самостоятельно, используя схему скрещивания (на примере человека – слайд), разобрать поведение половых хромосом при мейозе и оплодотворении и ответить на вопросы:
От чего зависит пол организма?
Какой пол считается гомогаметным? гетерогаметным?
Чьи гаметы, отца или матери являются решающими при определении пола?
В какой момент он определяется?
Обсуждение выполнения задания и подведение итогов сопровождается поясняющей схемой на доске.
Выводы:
Признак пола подчиняется тем же закономерностям, что и всякий другой. Он генетически предопределяется половыми хромосомами.
При определении пола человека решающими являются гаметы мужчины, так как яйцеклетки женщины все одинаковы.
Гомогаметный пол – пол, формирующий при мейозе только 1 тип гамет. Гетерогаметный пол – пол, формирующий при мейозе 2 типа гамет.
Пол определяется в момент оплодотворения и зависит от того, какие гаметы встретятся (Х и Х или Х и Y).
Далее учитель задает классу вопрос: всегда ли самки гомогаметны, а самцы гетерогаметны? Как правило, из-за недостатка знаний, учащиеся затрудняются ответить. Тогда учитель предлагает найти ответ в таблице и заполнить пустые клетки:
Заполнить таблицу 1.
Таблица 1. Типы соотношения половых хромосом у животных.
Организмы
Зиготы
Гаметы
Пол гетерогаметый
Пол гомогаметный
Тип хромосомного набора
Самки
Самцы
Яйцеклетки
Сперматозоиды
Двукрылые насекомые, млекопитающие (в том числе человек), рыбы.
XХ
XY
Х и Х
Х и Y
Drosophila (дрозофила)
Бабочки, птицы
ХY
ХХ
Х и Y
Х и Х
Abraxas (бабочка)
Прямокрылые,жуки, клопы, пауки, многоножки, нематоды.
ХХ
ХО
Х и Х
Х и О
Protentor.
Ответ: дигаметность (гетерогаметность) характерна не только для мужского пола, так, например, у птиц, бабочек, женский пол ХY, а мужской ХХ).
Проблемный вопрос: как Вы считаете, у всех ли животных пол будущей особи определяется в момент оплодотворения? Обычно студенты отвечают, что у всех, либо затрудняются с ответом из-за недостатка знаний.
·Различные формы определения пола
Существует 3 формы определения пола:
Прогамное определение пола. Осуществляется до оплодотворения в процессе онтогенеза. Так происходит, в частности. У коловраток при этом образуются яйцеклетки разных размеров - крупные и мелкие. После оплодотворения из крупных яиц развиваются самки, а из мелких - самцы.
Сингамное определение пола, происходящее при оплодотворении, определяется половыми хромосомами. Этот тип является наиболее распространенным.
Эпигамное (метагамное) определение пола зависит не от присутствия, соотношения или плоидности хромосом, а от интенсивности действия факторов окружающей среды, что может расцениваться как модификационная изменчивость. Ярким примером тому является детерминация пола у крокодилов. Из отложенных самкой яиц в зависимости от температуры окружающей среды могут вылупляться или юные самцы или самки.
Таблица 2. Типы определения пола
Определение пола
Особенности процесса
Примеры
Прогамное
Пол определяется до слияния гамет
Коловратки, тля, первичные кольчецы
Сингамное
Определяется в момент оплодотворения
Млекопитающие, птицы, рыбы
Эпигамное
Определяется в онтогенезе
Крокодилы
Но каким бы не был механизм определения пола, вместе с половыми хромосомами наследуется определенные признаки.
Наследование, сцепленное с полом
Генетические исследования установили, что существуют признаки, которые определяются генами, лежащими в половых хромосомах.
Наследование признаков, гены которых локализованы в Х- или Y- хромосомах, называют наследованием, сцепленным с полом. Это и есть закон Т.Моргана(определение записать в тетрадь)
Чем же тогда можно объяснить следующие факты:
несвертываемостью крови? (Гемофилией)
цветовой слепоты? (Дальтонизмом)
Этими заболеваниями, сцепленными с Х- хромосомой, болеют, как правило, только мужчины. Первый случай гемофилии у женщин описан в 1951 году, а дальтонизмом страдают около 4 % мужского населения, но менее 1 % - женского.
Эту проблему учитель предлагает разрешить на примере этих двух заболеваний, записав и рассмотрев конкретные схемы скрещивания
Х-хромосома человека содержит ряд генов, рецессивные аллели которых определяют развитие тяжелых аномалий (гемофилия, дальтонизм). Эти аномалии чаще встречаются у мужчин, хотя носителями чаще бывают женщины. У мужчин эти гены гемизиготны, их рецессивные аллели вызывают заболевания: X hY - мужчина, больной гемофилией; Xd Y- дальтоник.
Пример: наследование гемофилии: Н - нормальная свертываемость крови; h- гемофилия.
Гемофилия – болезнь, при которой нарушено свертывание крови, так что даже небольшой порез или царапина приводит к обильному кровотечению.
ЗАДАЧА :Классическая гемофилия передаётся как рецессивный, сцепленный с Х-хромосомой признак. Какова вероятность рождения больного ребёнка от брака здоровой женщины со страдающим гемофилией мужчиной?
1) Мать имеет нормальную свертываемость крови и является гомозиготной по этому признаку (XHХH),отец страдает гемофилией (Хh Y) тогда схема скрещивания:
Все дети фенотипически здоровы, но дочери гетерозиготны по гену гемофилии и являются носителями гена гемофилии.
2) Рассмотрим наследование, сцепленное с полом на примере дальтонизма:
Дальтоники - это люди, неспособные различать цвета. Болезнь имеет наследственный характер. Введем необходимые обозначения:
Рецессивный ген дальтонизма располагается в Х-хромосоме. Девушка с нормальным зрением (отец её был дальтоником) выходит замуж за мужчину с нормальным зрением, отец которого был дальтоником. Определить возможные фенотипы потомства.
А - ген. отвечающий за формирование нормальной способности различать цвета.
а - ген, обусловливающий нарушение способности различать цвета (дальтонизм);
Х - женская хромосома, несущая ген нормального различения цветов;
Хd - женская хромосома, несущая ген дальтонизма.
ХD ХD- здоровая девочка;
ХD Хd- девочка - носитель;
ХD Y- здоровый мальчик;
Х d Y- мальчик-дальтоник.
У мальчиков, получивших от своей матери хромосому с геном а, будет наблюдаться дальтонизм.
Можно ожидать, что половина сыновей гетерозиготной по данному гену женщины будет дальтониками. Женщины-дальтоники встречаются крайне редко.
Известно, что Х-хромосомы генетически активны, как любая из аутосом.
Y-хромосомы - генетически инертны, у человека лишь некоторые гены, не являющиеся жизненно важными, локализуются в ней (гипертрихоз - волосатые уши, некоторые формы аллергий, диспепсии), такие признаки передаются только от отца к сыну. Такой тип наследования по мужской линии называется голандрический.
Законы передачи признаков, сцепленных с Х-хромосомами. Были впервые изучены Т. Морганом на дрозофилах.
Самостоятельная работа в группах
Задача №1
У человека слишком тонкий слой зубной эмали (гипоплазия) обусловлен доминантным геном (А), расположенным в Х-хромосоме. Женщина с нормальными зубами выходит замуж за мужчину с гипоплазией.
1. Сколько типов гамет образуется у женщины?
2. Сколько типов гамет образуется у мужчины?
3. сколько разных фенотипов может быть у детей в этой семье?
4. Какова вероятность, что мальчики в этой семье будут без этого дефекта?
5. Какова вероятность рождения в этой семье дочери – носителя этого гена здоровой дочери?
Задача №2
У канареек коричневая окраска зависит от рецессивного, сцепленного с полом гена (а). От скрещивания двух зеленых канареек получили одного птенца- коричневую самку.
Сколько типов гамет образуется у самца?
Сколько типов гамет образуется у самки?
Сколько разных фенотипов может получится от этого скрещивания?
Какова вероятность получения зеленого птенца с зеленой окраской?
Какова вероятность получения коричневого самца?
Далее учитель обращается к классу: “Поднимите руки, у кого есть или были трехцветные (черепаховые) кошки. Встречаются ли среди них коты? Почему?
Обычно учащиеся отвечают, что встречаются только черепаховые кошки, но объяснить причину затрудняются. Для решения этого проблемного вопроса предлагается задача: У кошек ген черной и ген рыжей окраски сцеплены с половыми Х – хромосомами. Черная окраска (В) доминирует над рыжей (в), но гетерозиготные по этому гену особи дают трехцветную окраску. От трехцветной кошки родились черные котята, но среди них были один рыжий кот и трехцветная кошка, определите генотип и фенотип отца котят.
В – черная окраска.
b – рыжая окраска
Вb – трехцветная окраска, так как гены окраски локализован в Х – хромосоме, то можно записать
ХВ – черная окраска
Хb – рыжая окраска
ХВ Хb – трехцветная окраска, это может быть только кошка, так как в y - хромосоме гена окраски нет, то кот может быть либо ХВ Y – черный, либо Хb Y– рыжий.
Среди котят есть трехцветная кошка, ее генотип ХВ Хb, где один ген она получила от матери, а другой – от отца. От отца она могла унаследовать только Хb, так как среди котят есть рыжий кот, который имеет генотип Хb Y, Y – хромосому он получил от отца, следовательно Хb - от матери.
Запись скрещивания:
Из решения этой задачи ребята делают вывод, что трехцветных котов не бывает, так как такая окраска проявляется в гетерозиготном состоянии, а кот по окраске гемизиготен.
Практическое значение знаний о наследовании, сцепленном с полом
Пример с окраской шерсти у кошек интересен в познавательном плане, так как в обиходе почти все мы имеем дело с домашними животными и многие держат дома кошек. Но, помимо этого, изучение генетики пола и сцепленного с ним наследования имеет большое значение в практике животноводства.
Генетик Струнников, применяя метод экспериментальной перестройки хромосом, создал линию шелкопряда, у которой пол сцеплен с окраской яиц. Яйца самок имеют темную окраску, яйца самцов – светлую. С помощью фотоэлементов машинным способом можно отсортировать и пустить на откорм только мужских гусениц, которые дают выход шелка на 25 – 30 % выше.
Выведение таких как бы меченых по полу животных перспективно для куроводства, разведение осетровых рыб, тонкорунного овцеводства (настриг шерсти с баранов в 1,5 – 2 раза больше) и т. д.
Обобщение и систематизация знаний и умений студентов
А сейчас давайте попробуем разгадать зашифрованное слово. Для этого нужно выбрать верные утверждения. И если вы сегодня усвоили материал урока, то из букв, расположенных в левой колонке у вас получится название наследственного заболевания, сцепленного с полом. Слайд № 34
Выполнить письменно задание №5 в рабочей карточке.
П – мужской пол гетерогаметный
Р – дальтонизм – заболевание, сцепленное с полом
И – в соматических клетках человека по 23 хромосомы
О – Т.Морган – английский генетик
Г – гемофилия – наследственное генное заболевание
Е – У-хромосома инертная
М – ген дальтонизма локализован в У-хромосоме
Р – в половых клетках гапоидный набор хромосом
И – пол ребёнка закладывается в момент оплодотворения
В – гемофилией страдают женщины
Я – знания данного урока пригодятся нам в жизни
Проверим. Слайд № 35
Зашифрованное слово – прогерия. Это очень редкое наследственное заболевание, сцепленное с полом, характеризующееся комплексом изменений кожи и внутренних органов, обусловленное преждевременным старением организма. Средняя продолжительность жизни при детской прогерия 13 лет. Слайд № 36
Послушайте стихотворение, написанное об этом заболевании, о чувствах, которые при этом испытывает человек:
Прогерия
Я начал стареть, жизнь и так коротка. У многих людей она, как река – Несется куда-то в манящую даль, Даруя то радость, то скорбь, то печаль. Моя же подобна скале с водопадом, Что падает с неба серебряным градом; Той капле, которой секунда дана, Лишь чтобы разбиться о камни у дна. Но зависти нет к могучей реке, Что ровно течет по тропе на песке. Удел их один, – закончив скитанья, Покой обрести в морях состраданья. Пусть век мой не долог, судьбы не боюсь, Ведь, в пар превратясь, вновь к небу вернусь.
Выводы. (записываются на доске и в тетрадях).
Материальные основы половых признаков – половые хромосомы.
Признак пола наследуется так же, как и всякий другой.
Вместе с признаком пола в составе Х – хромосом передаются и другие гены – “наследование, сцепленное с полом”.
Изучение сцепленного с полом наследования имеет большое практическое значение.
IV. этап урока – Подведение итогов. Домашняя работа.
П 29-31 стр 106-112,решить задачу №2 стр 109, №4 стр 111.Составить и решить задачу на наследование, сцепленное с полом. Составить тест из 5 вопросов по теме «Генетика пола».
Тема рефератов:
Закономерности фенетической и генетической изменчивости.
Наследственная информация и передача ее из поколения в поколение.
Драматические страницы в истории развития генетики.
Успехи современной генетики в медицине и здравоохранении.
V. Рефлексия по методике «Свободный микрофон»
Фаза « выброски на доску»
Преподаватель Айдаркожина Д.Ж.
Рисунок 37Рисунок 38Рисунок 53Рисунок 54Рисунок 55Рисунок 11Рисунок 62 Заголовок 315