Конспект урока по теме: Генотип как целостная система. Взаимодействие генов.

Конспект урока по теме: Генотип как целостная система.
Взаимодействие генов.
Цель урока: формирование знаний о влиянии генов на фенотип организма; развитие навыков работы с генетической символикой.
Задачи:
обобщить и углубить знания о генотипе как целостной, исторически сложившейся системе;
Раскрыть проявление взаимосвязи и взаимодействия генов друг с другом, влияющих на проявление различных признаков;
Продолжить формирование умений работать с генетической символикой
Структура и основное содержание урока. Методы и методические приемы.
1. Организационный момент.
2. Изложение нового материала.
Вопрос: Что такое генотип? (Слайд 3)
Генотип – это совокупность генов и цитоплазматических их носителей, которые определяют развитие наследственных признаков и свойств организма.
Реальное существование гена доказывается двумя группами фактов: относительно независимым комбинированием при расщеплении и способностью изменяться – мутировать. К числу основных свойств гена относится его способность к удвоению при удвоении хромосом. Гены обладают значительной устойчивостью, что и определяет относительное постоянство генотипа. Между генами осуществляется тесное взаимодействие, в результате которого генотип не может рассматриваться как простая механическая сумма генов, а представляет собой сложную, сложившуюся в эволюции организмов систему.
Вопрос: Что является носителем генов? (Слайд 4)
Цитоплазматическими носителями генов служат хромосомы, в состав которых входят ДНК и белки. Основой перечисленных выше свойств гена является способность ДНК к самоудвоению. В основе действия генов лежит его способность через посредство РНК определять синтез белка. Этот механизм является общим на всех ступенях эволюции.
При формировании генетических представлений о связи между генами и признаком, предполагалось, что каждому признаку соответствует особый наследственный фактор, обуславливающий развитие своего признака. Однако прямые и однозначные связи гена с признаком на самом деле скорее исключение, чем правило. Было установлено, что существует огромное количество свойств и признаков организмов, которые определяются двумя, тремя и даже многими парами генов, и, наоборот, один ген часто влияет на многие признаки. Кроме того, действие гена может быть изменено соседством других генов или условиями внешней среды. Таким образом, в онтогенезе действуют не отдельные гены, а весь генотип как целостная система со сложными связями и взаимодействиями между генами.
Что же такое Взаимодействие генов?
Взаимодействие генов – это совместное действие нескольких генов, приводящее к появлению признака, отсутствующего у родителей, или усиливающее проявление уже имеющихся признаков.
Схема: Взаимодействие генов. (Слайд 5)
Взаимодействие генов

Аллельных Неаллельных
1. Полное доминирование 1. Комлементарность
2. Неполное доминирование 2. Эпистаз
3. Множественный аллелизм 3. Полимерия
4. Кодоминоирование
5. Сверхдоминирование.

Вопрос: Что такое полное доминирование? (Слайд 6, 7)
Неполное доминирование? (Слайд 8, 9)
Множественный аллелизм (Слайд 10)- это явление существования более двух альтернативных аллельных генов, имеющих различные проявления в фенотипе.
(Слайд 11)
Электронное приложение к учебнику «Биология. Живые системы и экосистемы», стр. 7, Анимированная таблица «Проявление множественного аллелизма»
Пример 1. Группы крови у человека определяются сочетанием в генотипе аллелей А, В и 0 одного и того же гена I.

Пример 2. Окраска шерсти у кроликов: темная, белая (альбинизм), горностаевая (аллели А (темная), А1 (горностаевая), а (белая)).


Пример 3. У мухи дрозофилы имеется серия аллелей гена окраски глаз, состоящая из 12 членов: вишневая, красная, коралловая, и т.д. до белой, определяемой рецессивным геном.


Пример 4. Окраска шерсти у домовой мыши: AY - желтая, A - серая, at – темная спинка, бежевое брюшко, a - черная. Аллель AY оказывает влияние на жизнеспособность гомозигот AY AY .
Таким образом, множественный аллелизм характеризует разнообразие генофонда целого вида, т.е. является видовым, а не индивидуальным признаком.
Кодоминоирование (Слайд 12) - явление независимого друг от друга проявления обоих аллелей в фенотипе гетерозиготы.
Пример. (Слайд 13)Взаимодействие аллелей, определяющих четвертую группу крови у человека.
Известна множественная серия аллелей гена I, определяющая признак группы крови у человека. Ген I отвечает за синтез ферментов, присоединяющих к белкам, находящимся на поверхности эритроцитов, определенные полисахариды. Эти полисахариды определяют специфичность групп крови.
Аллели IA и IB кодируют разные ферменты, аллель I0 – не кодирует никакого, рецессивна по отношению к IA и IB . а между IA и IB нет доминантно – рецессивных отношений.
Люди, имеющие IV группу крови, несут в своем генотипе аллели IA и IB, у них синтезируется два фермента и формируется соответствующий фенотип.
Сверхдоминирование (Слайд 14)– более сильное проявление признака в гетерозиготе, а не в гомозиготе.
Пример. У дрозофилы имеется рецессивный летальный ген, гетерозиготы по которому обладают большей жизнеспособностью, чем доминантные гомозиготы.
Комлементарность (дополнительное действие генов) (Слайд 15)– это явление, при котором неаллельные гены дополняют действие друг друга, а признак формируется лишь при одновременном действии обоих генов.
Пример. Форма гребня у кур (задача 1).
Эпистаз (Слайд 16)– вид взаимодействия неаллельных генов, при котором один из генов полностью подавляет действие другого гена.
Ген, подавляющий действие другого гена, называется ген – супрессор, ингибитор, эпистатичный ген. Подавляемый ген называется гипостатичным.
Эпистаз может быть доминантным (ген – супрессор доминантный) и рецессивный (ген – супрессор рецессивный). (Слайд 17)

Пример 1. Доминантный эпистаз (задача 2). Пигментация оперения у кур.
Пример 1. Рецессивный эпистаз (задача 3). Окраска шерсти у домовой мыши.
Групповая работа учащихся с примерами взаимодействия генов с последующим обсуждением полученных результатов.
Полимерия (Слайд 18)– один из видов взаимодействия неаалельных генов, при котором на проявление количественного признака оказывает влияние одновременно несколько генов. При этом, чем больше в генотипе оказывается доминантных генов, обуславливающих этот признак, тем ярче этот признак выражается – кумулятивная полимерия (накапливающаяся). Некумулятивная полимерия (ненакапливающаяся) - наличие хотя бы одного доминантного гена в генотипе определяет развитие признака.
Полимерные гены обозначаются одной и той же буквой латинского алфавита с числовым индексом, указывающим на число аллельных пар, например А1а1; А2а2 и т.д.
Электронное приложение к учебнику «Биология. Живые системы и экосистемы», стр. 7, Словарь
(Слайд 19)
Пример 1. Кумулятивная полимерия. ( задача 4). Цвет кожи у человека
Пример 1. Некумулятивная полимерия. ( задача 5). Оперённость ног у кур.
3. Закрепление и выводы.
Таким образом, мы с вами видим, что в результате взаимодействия неаллельных генов набдюдается отклонение от менделеевских расщеплений и вместо классического расщепления классов фенотипов 9:3:3:1 могут наблюдаться 13:3, 9:3:4, 15:1.
Давайте посмотрим, действительно ли рассмотренные нами примеры противоречат менделеевским законам. Заполним таблицу.
Таблица. Влияние взаимодействия неаллельных генов на соотношение фенотипических классов в F2 при дигибридном скрещивании. (Слайд 20)
(Самостоятельная работа учащихся)
Тип взаимодействия генов
Пример
Расщепление по фенотипу
Генотипический состав фенотипических классов

Комплементарность
Наследование формы гребня у кур
9:3:3:1
9 R-P-
3 R-pp
3 rrP-
1 rrpp

Доминантный эпистаз
Наследование пигментации оперения у кур.

13:3
9 I-C-
3 I-cc белая
3 ii C-
1 iicc окрашенная

Рецессивный эпистаз
Наследование окраски шерсти у домовой мыши
9:3:4
9 A-C- агути
3 aaC- черная
3 A-cc белая
1 aacc

Кумулятивная полимерия
Наследование цвета кожи у человека

1:4:6:4:1
9 A1- A2- промежут.
3 A1- a2a2 фенотип.
3a1a1A2- классы
1 a1a1a2a2 белая

Некумулятивная полимерия
Наследование оперённости ног у кур.
15:1
9 A1- A2-
3 A1- a2a2 оперенные
3a1a1A2-
1 a1a1a2a2 неопернные

Вывод: как вино из таблицы, расщепление в некоторых случаях притекает нетипично. Однако эти отклонения касаются только фенотипических классов. Расщепление же по генотипам во всех случаях происходит в полном соответствии с законами, установленными Менделем. Таким образом, рассмотрев различные виды взаимодействия генов, можно считать, что генотип является сбалансированной системой взаимодействующих генов; развитие признака есть результат проявления нескольких генов.
Примером влияния одного гена на несколько признаков является:
Плейотропия, или множественное действие генов – это явление одновременного влияния одного гена на несколько признаков. Электронное приложение к учебнику «Биология. Живые системы и экосистемы», стр. 7, Анимированная таблица «Множественное действие генов»


.













4. Домашнее задание: $ 43
Рисунок 3Рисунок 115