Муниципальное образовательное учреждение средняя Конспект урока по теме:

Муниципальное образовательное учреждение средняя
общеобразовательная школа № 26 имени А. С. Пушкина
Конспект урока по теме:
Взаимодействие неаллельных генов
учитель высшей категории
Безносова Надежда
Петровна
Смоленск, 2015
Взаимодействие неаллельных генов
Тип урока: Изучение нового материала
Задачи:
Сформировать понятие генотипа как системы взаимодействующих
генов, знания об основных типах взаимодействия неаллельных генов и
генетических новообразованиях;
Продолжить углубление и расширение генетических знаний учащихся
на основе изучения взаимодействия неаллельных генов;
Развитие умения работать с генетической символикой;
Формирование навыка восприятия учебного материала с учетом
поставленной задачи;
Повторение и контроль знаний по генетике пола
Оборудование:
Таблицы, иллюстрирующие все виды взаимодействия неаллельных генов,
кодограмма (Приложение 1), магнитная доска, компьютер, экран, проектор.
Ход урока
Организация работы учащихся на уроке, постановка целей урока.
Повторение изученного по генетике пола. Письменная работа с
карточками на 10 минут.
1. Задача. От черной кошки родились один черепаховый и несколько
черных котят. Определите:
а) фенотип и генотип кота;
б) пол черепахового и черных котят.
2. Задача. В каком случае у мужчины-дальтоника может быть внукдальтоник? В каком случае может родиться девочка с дальтонизмом?
Работа с карточкой у доски: Приложение 2
Компьютерное тестирование: Приложение 3
Устное повторение
III. Изучение нового материала. Объяснение с использованием таблиц,
кодограммы 1.
Взаимодействие генов. Изучая закономерности наследования,
Г. Мендель исходил из предположения, что один ген отвечает за
развитие только одного признака и причем эти гены располагаются
в разных хромосомах и их наследование независимо друг от друга.
Однако сам Мендель столкнулся в ряде опытов с явлениями
I.
II.
наследования, которые не объяснялись с помощью открытых им
закономерностей. Мендель не только установил законы
независимого наследования пар аллелей, но и заложил основы
учения о взаимодействии генов.
Взаимодействовать друг с другом могут как аллельные, так и
неаллельные гены.
Рассматривавшиеся нами до сих пор взаимоотношения между
генами и признаками были простыми и ясными. Речь шла о
взаимодействии аллельных генов:
Это полное доминирование, когда у гетерозигот Aa, Bb, Cc и т. д.
доминантные гены подавляют проявление рецессивных генов.
Таких признаков, например, у людей известно более сотни: темный
цвет волос, карие глаза, вьющиеся волосы и т. д.
Это рецессивность. Признак проявляется только в гомозиготном
состоянии по данному рецессивному гену: голубые глаза у человека,
светлый цвет волос.
Реже встречается промежуточное наследование: у гетерозигот
проявляются оба аллельных гена, формирую промежуточный
признак: розовая окраска цветков львиного зева, плодов земляники,
чалой окраски у крупного рогатого скота, анофтальмия (безглазие) у
человека и др.
Кодоминантность: такой вид взаимодействия аллельных генов,
когда ни один из аллельных генов в гетерозиготе не подавляет
другой, а каждый обеспечивает развитие своего признака,
независимо от другого аллельного гена: наследование групп крови у
человека.
Однако в процессе индивидуального развития организма и
неаллельные гены вступают в сложные взаимодействия между
собой.
Понятие наследование признака употребляют обычно как образное
выражение. В действительности наследуются гены, а не признаки.
Признаки формируются в ходе индивидуального развития
организма и обусловлены генотипом и влиянием внешней среды.
Взаимодействие неаллельных генов описано у многих растений и
животных. Оно приводит к появлению необычных соотношений
признаков у потомков во 2м поколении при дигибридном
скрещивании:
9:7; 10:3:3; 12:3:1; 9:3:4; 13:3; 15:1 и т. д.
Это вовсе не означает, что классическое менделевское соотношение
9:3:3:1 неверно, напротив, генетический анализ полностью
подтверждает его справедливость.
Взаимодействие неаллельных генов подразделяется на три основные
формы: комплементарность, эпистаз, полимерия.
Комплементарность. Между двумя независимыми парами генов
могут быть такие взаимоотношения, при которых ни один из
доминантов не может вызвать соответствующего эффекта в
отсутствие второго доминанта. Такие пары генов называют
комплементарными (взаимодополняющими).
Бэтсон и Пеннет, проводя работу по скрещиванию душистых
горошков, с удивлением обнаружили, что две белоцветковые расы
дали сплошь красноцветковое потомство. При скрещивании между
собой растений F1 в F2 появились красноцветковые (9/16) и
белоцветковые растения (7/16) (цветная таблица №1).
Объяснение такого результата состоит в том, что каждый из
доминантных генов не может вызвать появление окраски,
определяемой пигментом антоцианом. Выработка этого пигмента
представляет собой сложную и до сих пор полностью не
исследованную цепь последовательных реакций, контролируемых
несколькими неаллельными генами и только при наличии как
минимум двух неаллельных доминантных генов (A и B) развивается
пурпурная окраска. В остальных случаях цветки белоокрашенные.
Следовательно, генотипы исходных форм душистого горошка были:
P ♀ AAbb
x
♂ aaBB
белоцветный
G
Ab
белоцветный
aB
ГТ F1
AaBb
пурпурные цветки
P1 ♀ AaBb
♂ AaBb
x
пурпурный
пурпурный
AB
aB
AB
aB
Ab
ab
Ab
ab
G
В потомстве гибридов первого поколения расщепление признаков в
соотношении 9/16 с пурпурной окраской венчика, 7/16 – с белыми
венчиками
♂
AB
Ab
aB
ab
♀
AABB
AABb
AaBB
AaBb
AB
пурпурный
Ab
aB
ab
ФТ F2
9
пурпурный
пурпурный
пурпурный
пурпурный
AABb
AAbb
AaBb
Aabb
пурпурный
белоцветный
пурпурный
белоцветный
AaBB
AaBb
aaBB
aaBb
пурпурный
пурпурный
белоцветный
белоцветный
AaBb
Aabb
aaBb
Aabb
пурпурный
белоцветный
белоцветный
белоцветный
:
7
белоцветный
Отсюда комплементарность – это такое взаимодействие
неаллельных генов, в результате которого соответствующий
признак проявляется лишь в случае одновременного присутствия
двух определенных неаллельных генов.
Взаимодействие генов может вести к появлению нового признака.
Это наследование формы гребня у петухов, которое контролируется
генами, находящимися в 2-х локусах и притом в разных
хромосомах. В результате возникает 4 фенотипа:
Ореховидный гребень (в генотипе 2 разных доминантных гена) – 9/16 особей
Гороховидный гребень (в генотипе один из доминантных генов) – 3/16 особей
Розовидный гребень (в генотипе один из доминантных генов) – 3/16 особей
Простой (листовидный) гребень (в генотипе только рецессивные гены) –
1/16 особей
(стр. 244-245) III том Биология под редакцией Н. Грина, У. Стаута, Д.
Тейлора.
Эпистаз. Ген называется эпистатическим (греч. –epi-над), если его
присутствие подавляет эффект какого-либо гена, находящегося в другом
локусе. Эпистатические гены часто называют ингибирующими
(супрессорами), а гены, действие которых не подавляется, называются
гипостатическими (от греч.- hypo – под). Эпистатическое взаимодействие в
определенном смысле, противоположно комплементарному действию генов.
Гены-супрессоры могут быть как доминантными, так и рецессивными.
Наследование масти у лошадей показывает проявление доминантных
эпистатических генов.
Так, в потомстве от скрещивания лошадей серой и вороной масти, у гибридов
I поколения масть только серая, а в потомстве гибридов I поколения
расщепление по фенотипу в соотношении:
12
:
3
серая
:
1
вороная
рыжая
P ♀ AAbb x ♂ aaBB
G
серые
вороная
Ab
aB
ГТ F1 AaBb
серая масть
P1 ♀ AaBb
♂ AaBb
x
серая
серая
AB
aB
AB
aB
Ab
ab
Ab
ab
G
♂
AB
Ab
aB
ab
AB
AABB
AABb
AaBB
AaBb
серая
серая
серая
серая
Ab
AABb
AAbb
AaBb
Aabb
серая
серая
серая
серая
aB
AaBB
AaBb
aaBB
aaBb
серая
серая
вороная
вороная
ab
AaBb
Aabb
aaBb
Aabb
серая
серая
вороная
рыжая
♀
ФТ F2
12
серые
:
3
вороные
:
1
рыжая
В данном случае ген-супрессор (А), а гипостатический ген (В). Двойной
рецессив (aabb) обеспечивает развитие рыжей масти.
При эпистазе могут быть видоизменения:
13(белые) : 3(окрашенные) (при скрещивании кур белых леггорнов и
белых виандотов)
Наследование окраски щетины у свиней – эпистаз.
Наследование окраски у мышей
9
:
3
4 – эпистаз
:
черные
белые
серые
Значит эпистаз – такое взаимодействие неаллельных генов, когда ген одной
аллельной пары подавляет действие другой аллельной пары. Рецессивный
эпистаз в природе встречается крайне редко (пример: наследование красной
окраски чешуи у лука).
Полимерия. Неаллельные гены действуют на формирование одного и того же
признака и вызывают примерно одинаковые его изменения, т.е. проявление
конкретного признака зависит от количества доминантных генов. Примером
полимерии является наследование окраски зерен у пшеницы. У некоторых
сортов пшеницы окраску зерен контролируют две несцепленные пары
аллелей: красную – доминантные гены А1 и А2; белую – a1 и а2.
Это явление у пшеницы было открыто шведским генетиком Нильсоном-Эле
в 1909году. Полимерные гены контролируют большинство количественных
признаков организмов: высоту растения, массу семян, содержание сахара в
корнеплодах сахарной свеклы, удойность коров, яйценоскость и т. д. У
человека по типу полимерии наследуется окраска кожи.
♀ A1А1А2А2
P
x
темно-красная зерен пшеницы
F1 –
♂ a1a1a2a2
белая окраска зерен пшеницы
A1a1A2a2
светло-красная зерен пшеницы
♂
♀
A1A2
A1A2
A1a2
a1A2
A1A1A2A2
A1A1A2a2
A1a1A2A2
темно-красные
A1a2
A1A1A2a2
a1A2
A1a1A2A2
a1 a2
красные
красные
A1a1A2a2
светлокрасные
красные
A1A1a2a2
светло-красные
A1a1A2a2
светло-красные
A1a1a2a2
бледно-красные
красные
A1a1A2a2
светло-красные
a1a1A2A2
a1 a2
A1a1A2a2
светло-красные
A1a1a2a2
бледно-красные
a1a1A2a2
светло-красные
бледно-красные
a1a1A2a2
a1a1a2a2
бледно-красные
белые
Как видно, окраска кожуры семени пшеницы (ее интенсивность)
зависит от количества доминантных генов в генотипе.
Расщепление по фенотипу у гибридов второго поколения:
1
:
4
:
6
:
4
:
1
темно-красные
IV.
V.
красные
светло-красные
бледно-красные
белые
Закрепление. Беседа. Работа учащихся с тетрадью и кодограммой.
Задание на дом. Изучить § 43, записи в тетради по теме урока – знать и
уметь объяснять.
Задача №61: (решить с объяснением)
Желтый цвет плодов тыквы обусловлен доминантным геном (Е), а
зеленый – рецессивным (е). Доминантный ген другой пары (D)
подавляет желтый и зеленый цвет. Рецессивный ген (d) не влияет на
окраску плодов. Составить схему скрещивания белых гетерозигот и
проанализировать расщепление по фенотипу.
(содержание задачи в готовом виде раздается учащимся)
Приложение 1. Кодограмма к уроку
Тема: Неаллельные гены
Аллельное и неаллельное взаимодействие
Взаимодействие аллельных генов?
Полное, неполное доминирование. Кодоминирование:
(1-J0J0; JA_-2; JB_-3; JAJB – IV группа крови)
Взаимодействие неаллельных генов:
Множественное действие (1ген – несколько признаков):
1ген – белая кожура гороха и белая окраска цветков;
1 ген – белые глаза дрозофилы, светлая окраска внутренних органов,
меньшая плодовитость;
1 ген – рыжие волосы, веснушки.
Новообразование (1 признак – несколько генов):
У душистого горошка:
Дано:
ген
признак
ССрр - белые цветки
ссРР - белые цветки
С_Р_ - пурпурные цветки
Р ♀ СсРр x ♂ СсРр
фиол.
фиол.
________________________
Фенотипы и генотипы F1-?
Вывод: генотип – система
взаимодействующих генов.
Решение:
Р ♀ СсРр x ♂ СсРр
СР
Ср
СР
Ср
сР
ср
сР
ср
G
ГТ F1 9/16 С_Р_ - пурпурные
цветки
3/16 C_рр; + 3/16 ссР_; +
1/16 ссрр = 7/16 – белые цветки
Приложение 2. Карточка для работы у доски
Запишите номера вопросов, напротив них – правильные ответы:
1. Сколько аутосом в геноме человека?
2. Сколько аутосом в генотипе человека?
3. У каких групп организмов гомогаметны организмы мужского пола?
4. Где у человека ген цветовой слепоты?
5. Кому передаются гены, находящиеся в Y – хромосоме?
6. Какой генотип у рыжего кота и черной кошки?
7. Какой генотип у черепаховой кошки?
8. Какой генотип у девочки – дальтоника?
9. Где у человека расположен ген, вызывающий гемофилию?
10.Мать – носительница гена дальтонизма, а отец здоров по цветовому
зрению. У кого из детей может быть цветовая слепота?
Приложение 3. Компьютерное тестирование
«Сцепленное наследование признаков»
Тест 1. Сколько аутосом в геноме человека?
1. 22
3. 44
2. 23
4. 46
Тест 2. Сколько аутосом в генотипе человека?
1. 22
3. 44
2. 23
4. 46
Тест 3. У каких групп организмов гомогаметны организмы мужского пола?
1. У птиц
2. У рептилий
3. У двукрылых
4. У млекопитающих
Тест 4. Где у человека расположен ген дальтонизма?
1. В X – хромосоме 3. В 1-й паре аутосом
2. В Y – хромосоме 4. В 18-й паре аутосом
Тест 5. Кому передаются гены с Y – хромосомой?
1. От отца сыну
3. От отца всем детям
2. От отца дочерям
4. От матери сыновьям
Тест 6. Какой генотип у рыжего кота и черной кошки?
1.
2.
3.
4.
У кота XВY, у кошки XВ XВ
У кота ХвY, у кошки XВХв
У кота ХвY, у кошки Xв Xв
У кота ХвY, у кошки XВ XВ
Тест 7. Какой генотип у черепаховой кошки?
1. XВ XВ
2. XВХв
3. Xв Xв
4. XВY
Тест 8. Какой генотип у девочки с цветовой слепотой?
1. XВ XВ
3. XВХв
2. . Xв Xв
Тест 9. Где у человека расположен ген гемофилии?
1. В X – хромосоме 3. В 1-й паре аутосом
2. В Y – хромосоме 4. В 18-й паре аутосом
Тест 10. Мать – носительница гена дальтонизма, а отец здоров по цветовому зрению. У
кого из детей может быть цветовая слепота?
1. У всех сыновей
2. У всех дочерей
3. У половины дочерей
4. У половины сыновей