Урок Сцепленное наследование генов 9 класс
план-конспект урока по биологии (9 класс)

ТЕМА УРОКА: СЦЕПЛЕННОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ ГЕНОВ (открытый урок)

Тип урока: комбинированный

Цель: сформировать знания о сцепленном наследовании генов, группах сцепления и генетическом картировании; познакомить учащихся с причинами сцепленного наследования генов и механизмом его нарушения; продолжать развивать навык решения генетических задач

Оборудование: компьютер, мультимедийная презентация по теме урока, индивидуальные дифференцированные карточки.

Ключевые слова: мейоз, гомологичные хромосомы, негомологичные хромосомы,  кроссинговер, группа сцепления, сцепленное наследование, сцепление генов.

ПЛАН УРОКА

1. Организационный момент
2. Актуализация знаний – дифференцированные разноуровневые задания
3. Изучение нового материала
4. Первичное закрепление знаний
5. Решение задач
6. Подведение итогов, рефлексия
7. Домашнее задание

ХОД УРОКА

1. ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ МОМЕНТ

Здравствуйте ребята, присаживайтесь! Подготовьте все необходимое к уроку – учебник, тетрадь, ручку, карандаш.

2. АКТУАЛИЗАЦИЯ ЗНАНИЙ

        На предыдущих уроках мы с вами изучили основополагающие законы генетики – это три закона Г. Менделя и познакомились с цитологическими основами их действия. Прежде чем мы приступим к изучению новой темы, давайте вспомним всё, что мы изучили по данной теме.

1. Индивидуальные дифференцированные задания по карточкам

2. Работа у информационной доски (решение кроссворда) (приложение)
3. Фронтальный опрос

1. Назовите три закона Г. Менделя (дайте им названия)?

I закон – закон единообразия, II закон – закон расщепления, III закон – закон независимого наследования.

2. Что явилось объектом исследования Г. Менделя?

душистый горох

3. Почему объектом стало именно это растение?

Самоопыляющееся, быстро растущее, много сортов, возможно искусственное скрещивание, короткий жизненный цикл

4. Сформулируйте закон чистоты гамет. Кому принадлежит открытие этого закона?
5. При образовании гамет в каждую из них попадает только один из двух аллельных генов. Г. Мендель
6. Всегда ли признаки можно чётко разделить на доминантные и рецессивные?

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

7. Какое название получило это явление?

Это явление получило название неполного доминирования.

8. Всегда ли по фенотипу можно определить, какие гены содержит данная особь, является ли она гомозиготной или гетерозиготной? Приведите пример.

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.

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

Да, можно установить. Данный метод называется методом анализирующего скрещивания - для этого используют скрещивание исследуемой особи с рецессивной гомозиготой аа по исследуемому признаку.

10. Какими особенностями характеризуется дигибридное скрещивание?

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

Проверка кроссворда на доске

Молодцы ребята, очень хорошо отвечали! Выставление оценок за актуализацию знаний!

3.ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА

        В начале XX столетия стало очевидным, что Г. Мендель открыл единые закономерности наследственности для всех живых организмов. Но вместе с тем стали накапливаться сведения о том, что в некоторых случаях расщепление происходит не по правилам Г. Менделя. Например, у душистого горошка два признака — форма пыльцы и окраска цветков — не дают независимого расщепления в потомстве в соотношении 3:1. При анализе этого явления оказалось, что ген формы пыльцы и ген окраски цветка лежат в одной хромосоме и наследуются вместе. Постепенно таких исключений из третьего закона Менделя накапливалось все больше. Стало ясно, что принцип независимого распределения в потомстве и свободного комбинирования распространяется не на все гены. Действительно, генов, кодирующих различные признаки, у любого организма очень много. Так, по приблизительным расчетам у человека 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.

ПРОБЛЕМНЫЙ 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. Итак, тема урока: «Сцепленное наследование генов»

        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 послушать выступление о жизни и деятельности Т. Моргана.

Выступление учащегося с сообщением «Жизнь Т. Моргана»

        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.

(слайд, демонстрирующий результаты опыта + слайд дигибридного анализирующего скрещивания по правилам Г. Менделя)

        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.

                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.

        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.

Кроссинговер - явление обмена участками гомологичных хромосом во время конъюгации при мейозе.

(слайд, объясняющий данное явление)

        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 Drosophila melanogaster Альфредом Стёртевантом, учеником и сотрудником Томаса Ханта Моргана.

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

4. ПЕРВИЧНОЕ ЗАКРЕПЛЕНИЕ ЗНАНИЙ

        А теперь, давайте закрепим полученные нами знания

Полетный опрос

1. Для каких пар аллельных генов справедлив 3 закон Менделя?
2. При каком расположении различных пар аллельных генов он «не работает»?
3. Что такое сцепленное наследование
4. Что такое группы сцепления? Сколько таких групп у человека? У дрозофилы?
5. Какие процессы могут нарушать сцепление генов?
6. У кого кроссинговера нет?

Решение задач по генетике

Наследование сцепленных генов. Явление кроссинговера

Задача 1

Генотип особи АаВв. Сколько типов гамет образуется, если гены АВ и ав сцеплены и не наблюдается кроссинговер?

Задача 2

Генотип особи АаСс. Сколько типов гамет образуется, если гены АС и ас сцеплены и наблюдается кроссинговер?

Задача 3

Ген роста у человека и ген, определяющий количество пальцев на конечностях, находятся в одной группе сцепления на расстоянии 8 морганид.

Нормальный рост и пять пальцев на кистях рук являются рецессивными признаками. Высокий рост и полидактилия (шестипалость) проявляются по аутосомно-доминантному типу.

Жена имеет нормальный рост и по пять пальцев на руке. Муж гетерозиготен по двум парам аллелей, причём ген высокого роста он унаследовал от отца, а ген шестипалости от матери. Определить в потомстве процентное соотношение вероятных фенотипов.

Ответ: 46% 46% 4% 4%

Решение задач по генетике на моно-, дигибридное скрещивание

Моногибридное скрещивание

Задача 1. Один ребёнок в семье родился здоровым, а второй имел тяжёлую наследственную болезнь и умер сразу после рождения.

Задача 2. При скрещивании чёрных кроликов между собой в потомстве получили чёрных и белых крольчат.

Составить схему скрещивания, если известно, что за цвет шерсти отвечает одна пара аутосомных генов.

Дигибридное скрещивание независимое наследование генов

Задача 1. Мутации генов, вызывающие укорочение конечностей (а) и длинношерстость (в) у овец, передаются в следующее поколение по рецессивному типу. Их доминантные аллели формируют нормальные конечности (А) и короткую шерсть (В). Гены не сцеплены.

В хозяйстве разводились бараны и овцы с доминантными признаками и было получено в потомстве 2336 ягнят. Из них 425 длинношерстых с нормальными конечностями и 143 длинношерстых с короткими конечностями.

Определить количество короткошерстых ягнят и сколько среди них с нормальными конечностями?

Задача 2. Рецессивные гены (а) и (с) определяют проявление таких заболеваний у человека, как глухота и альбинизм. Их доминантные аллели контролируют наследование нормального слуха (А) и синтез пигмента меланина (С).

Гены не сцеплены. Родители имеют нормальный слух; мать брюнетка, отец альбинос. Родились три однояйцовых близнеца больные по двум признакам. Какова вероятность того, что следующий ребёнок в этой семье будет иметь оба заболевания?

5. 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 моногибридное скрещивание. 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).

6. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

параграф 38, вопросы после параграфа, выучить определения

Творческие задания:

• составить стихотворение о сцепленном наследовании генов
• придумать задачу на сцепленное наследование генов и решить
• подготовить сообщение и гемофилии