Генетика – наука о наследственности и изменчивости

Урок № 1
Генетика – наука о наследственности и изменчивости.
Основные генетические термины и понятия.
Задачи урока
1. Познакомить учащихся с историей возникновения генетики как науки, с
гибридологическим методом исследования, с основными генетическими понятиями и
терминами.
2. Научить школьников правильно раскрывать сущность основных понятий генетики,
сравнивать их друг с другом.
3. Сформировать у старшеклассников убежденность в том, что знание основных понятий
генетики необходимо для понимания важных биологических закономерностей.
План урока
1.
2.
3.
4.
Организационная часть.
Изучение нового материала.
Составление опорных точек урока.
Вопросы для повторения и задания.
Изучение нового материала.
а/ Сообщение учащегося –« из истории развития генетики» (5 – 7 минут). Краткая выдержка из
сообщения учащегося: (учащиеся класса записывают в тетрадь важные на их взгляд моменты из
сообщения, термины пишутся обязательно).
Генетика по праву может считаться одной из самых важных областей биологии. На протяжении
тысячелетий человек пользовался генетическими методами для улучшения домашних животных и
возделываемых растений, не имея представления о механизмах, лежащих в основе этих методов.
Судя по разнообразным археологическим данным, уже 6000 лет назад люди понимали, что
некоторые физические признаки могут передаваться от одного поколения другому. Отбирая
определенные организмы из природных популяций и скрещивая их между собой, человек создавал
улучшенные сорта растений и породы животных, обладавшие нужными ему свойствами.
Однако лишь в начале ХХ века ученые стали осознавать в полной мере важность законов
наследственности и ее механизмов. Хотя успехи микроскопии позволили установить, что
наследственные признаки передаются из поколения в поколение через сперматозоиды и
яйцеклетки, оставалось неясным, каким образом мельчайшие частицы протоплазмы могут нести в
себе «задатки» того огромного множества признаков, из которых слагается каждый отдельный
организм.
Первый действительно научный шаг вперед в изучении наследственности был сделан австрийским
монахом Грегором Менделем, который в 1866 году опубликовал статью, заложившую основы
современной генетики. Мендель показал, что наследственные задатки не смешиваются, а
передаются от родителей потомкам в виде дискретных единиц. Эти единицы, представленные у
особей парами, остаются дискретными и передаются последующим поколениям в мужских и
женских гаметах, каждая из которых содержит по одной единице из каждой пары. В 1909 году
датский ботаник Иогансен назвал эти единицы генами, а в 1912 году американский ученый
Морган показал, что они находятся в хромосомах. С тех пор генетика достигла больших успехов в
объяснении природы наследственности на уровне организма, на уровне гена.
Генетика -наука о наследственности и изменчивости живых организмов и методах управления
ими(предложил в 1906 году У. Бетсон).
Рождение генетики принято относить к 1900 году, когда Х. Де Фриз, К. Корренс и Э. Чермак
вторично открыли законы Г. Менделя.
б/ Исследования Менделя (рассказ учителя 10 – 15 минут).Учащиеся, прослушав рассказ должны
ответить на вопросы: 1.Чем обусловлены успехи Менделя в генетике?
2. Почему для экспериментов был выбран горох?
3. Необходимые условия всякого научного исследования?
Грегор Мендель родился в Моравии в 1822 году. В 1843 году он поступил в монастырь
августинцев в Брюнне, где принял духовный сан. Позже он отправился в Вену, где провел два года,
изучая в университете естественную историю и математику, после чего в 1853 году вернулся в
монастырь. Такой выбор предметов оказал существенное влияние на его последующие работы по
наследованию признаков у гороха. Будучи в Вене, Мендель заинтересовался процессом
гибридизации растений и, в частности, разными типами гибридных потомков и их
статистическими соотношениями. Эти проблемы и явились предметом научных исследований
Менделя, которые он начал летом 1856 года.
Успехи, достигнутые Менделем, частично обусловлены удачным выбором объекта для
эксперимента - гороха огородного( Pisum sativum). Мендель удостоверился, что по сравнению с
другими этот вид обладает следующими преимуществами:
1. имеется много сортов, четко различающихся по ряду признаков;
2. растения легко выращивать;
3. репродуктивные органы полностью прикрыты лепестками, так что растении обычно
самоопыляется; поэтому его сорта размножаются в чистоте, то есть их признаки из
поколения в поколение остаются неизменными.
4. возможно искусственное скрещивание сортов, и оно дает вполне плодовитых гибридов.
Их 34 сортов гороха Мендель отобрал 22 сорта, обладающие четко выраженными различиями по
ряду признаков, и использовал их в своих опытах со скрещиванием. Менделя интересовали семь
главных признаков: высота стебля, форма семян, окраска семян, форма и окраска плодов,
расположение и окраска цветков.
И до Менделя многие ученые проводили подобные эксперименты на растениях, но ни один из них
не получил таких точных и подробных данных; кроме того, они не смогли объяснить свои
результаты с точки зрения механизма наследственности. Моменты, обеспечившие Менделю успех,
следует признать необходимыми условиями проведения всякого научного исследования и принять
их в качестве образца. Условия эти можно сформулировать следующим образом:
1. проведение предварительных исследований для ознакомления с экспериментальным
объектом;
2. тщательное планирование всех экспериментов, с тем чтобы всякий раз внимание было
сосредоточено на одной переменной, что упрощает наблюдения;
3. строжайшее соблюдение всех методик, с тем чтобы исключить возможность введения
переменных, искажающих результаты;
4. точная регистрация всех экспериментов и запись всех полученных результатов;
5. получение достаточного количества данных, чтобы их можно было считать статистически
достоверными.
Следует отметить, что в выборе экспериментального объекта Менделю кое в чем просто повезло: в
наследовании отобранных им признаков не было ряда более сложных особенностей, открытых
позднее, таких как неполное доминирование, зависимость более чем от одной пары генов,
сцепление генов.
в/ Введение терминологии для дальнейшего изучения науки генетики и решения задач(на основе 9
класса – основы генетики, учитель вводит новые понятия и учащиеся вспоминают уже знакомые
им понятия – 11 минут).
Ген – участок молекулы ДНК, содержащий информацию о первичной структуре одного белка.
Аллельные гены - это пара генов, определяющих контрастные (альтернативные) признаки
организма. Каждый ген этой пары называется аллелью. Аллельные гены расположены в одних и
тех же участках(локусах) гомологичных (парных) хромосом.
Альтернативные признаки - это взаимоисключающие признаки(желтый, зеленый). Часто один
из альтернативных признаков является доминантным, а другой – рецессивным.
Доминантный признак – это признак, проявляющийся у гибридов первого поколения при
скрещивании представителей чистых линий.
Рецессивный признак - не проявляется у гибридов первого поколения при скрещивании
представителей чистых линий.
Гомозигота – клетка или организм, содержащие одинаковые аллели одного и того же гена (АА
или аа).
Гетерозигота – клетка или организм, содержащие разные аллели одного и того же гена (Аа).
Генотип – совокупность всех генов организма.
Фенотип – совокупность признаков организма, формирующихся при взаимодействии генотипа и
среды.
Гибридологический метод – изучение признаков родительских форм проявляющихся в ряду
поколений у потомства, полученного путем гибридизации ( скрещивания).
Моногибридное скрещивание - скрещивание родительских форм, отличающихся друг от друга по
одной паре изучаемых контрастных признаков, которые передаются по наследству.
Дигибридное скрещивание – скрещивание родительских форм, отличающихся друг от друга по
двум парам изучаемых признаков.
г/ Введение генетической символики для решения задач (3 - 5 минут, учащиеся вспоминают по 9
классу).
♀ - женская особь;
♂ - мужская особь;
Х – знак скрещивания;
Р – родительская особь;
F1 – гибриды первого поколения;
F2 – гибриды второго поколения;
G – гаметы.
Составление опорных точек урока ( 5 минут).
1. История генетики как науки.
2. Г. Мендель использовал для скрещивания особи, относящиеся к чистым линиям.
3. Строгий математический анализ позволил выявить закономерности наследования
альтернативных признаков.
4. В настоящее время закономерности наследования признаков, выявленные Г. Менделем,
возведены в ранг законов, носящих его имя.
5. Введение терминологии и генетической символики.
Вопросы для повторения и задания (5 минут)
1. Кто был первооткрывателем закономерностей наследования признаков?
2. На каких растениях проводил опыты Г. Мендель и почему?
3. Благодаря каким приемам Г. Менделю удалось вскрыть законы наследования признаков?
Домашнее задание (3 минуты).
1. Выучить терминологию и генетическую символику.
2. «Общая биология 10 – 11 класс» В. Б. Захаров стр. 261 – 263.
3. Ответить на вопросы: а/ Какие особенности растений гороха позволили Г. Менделю
отнести организмы, взятые им для гибридизации, к чистым линиям? б/ В чем сущность
гибридологического метода, разработанного Г. Менделем?
Итоги урока. Оценки за урок (Спасибо!).
Урок № 2
Наследование при моногибридном скрещивании.
Первый и второй законы Г. Менделя.
Задачи урока:
1. Сформировать у учащихся понятие о моногибридном скрещивании организмов,
познакомить школьников с сущностью первого и второго законов Менделя.
2. Научить школьников использовать знания об основных понятиях генетики для
объяснения законов, открытых Г. Менделем.
3. Способствовать развитию познавательного интереса учащихся к изучению
проблем генетики.
План урока.
Организационный момент.
Актуализация знаний учащихся.
Изучение нового материала.
Решение задач на общем уровне.
Закрепление.
Решение задач на продвинутом уровне.
Домашнее задание.
.
Актуализация знаний учащихся (8 минут)
1. Ответы на вопросы поставленные в конце первого урока ( 2 человека).
2. Генетическая терминология и символика (работа по карточкам 6 человек).
Пример: терминология - ген; гетерозигота; фенотип; доминантный признак;
гибридологический метод; аллельные гены; моногибридное скрещивание; ♀; Р; Х.
3. Устный ответ по опорным точкам составленным на прошлом уроке (2 человека).
4. Работа с динамическими моделями (1 человек).
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Изучение нового материала (12 минут).
а/Демонстрация эксперимента Г. Менделя из энциклопедии Кирилла и Мефодия 2006 год (
ЦОР).
б/ Рассказ учителя ( учащиеся делают записи в тетради).
Для своих первых экспериментов Мендель выбирал растения двух сортов, четко
различавшихся по какому – либо признаку, например по окраске семян растений гороха.
Растения, различающиеся по одной паре альтернативных признаков, Мендель выращивал на
протяжении ряда поколений. Семена от желтых горошин всегда давали растения с желтыми
горошинами, а семена с зелеными горошинами давали растения с зелеными горошинами.
Таким образом, Мендель убедился, что выбранные им растения размножаются в чистоте и
пригодны для проведения опытов по гибридизации. Его метод состоял в следующем: он удалял
у ряда растений одного сорта пыльники до того, как могло произойти самоопыление. Пользуясь
кисточкой, он наносил на рыльца этих цветков пыльцу из пыльников растения другого сорта.
Затем он надевал на искусственно опыленные цветки маленькие колпачки, чтобы на их рыльца
не могла попасть пыльца с других растений. Во всех случаях из семян , собранных от
полученных гибридов, вырастали растения с желтыми семенами. Мендель назвал признак
желтой окраски семян – доминантным.
На цветки растений F1 Мендель надел колпачки (чтобы не допустить перекрестного опыления) и
дал им возможность самоопылиться. Семена собранные с этих растений F1, были пересчитаны и
высажены следующей весной для получения второго гибридного поколения, F2. Во втором
гибридном поколении у одних растений образовались желтые семена, а у других зеленые,
отсутствовавшие в F1. Мендель назвал признак зеленой окраски семян –рецессивным.
Решение:
Р ♀ АА(желтый)
Х
♂ аа (зеленый)
↓
G
А
↓
а
F1
Аа (желтый) –– Закон единообразия гибридов первого
поколения – первый закон Менделя - при скрещивании двух организмов,
относящихся к разным чистым линиям, отличающихся друг от друга по одной
паре альтернативных признаков, все первое поколение гибридов (F1) окажется
единообразным и будет нести признак одного из родителей.
F1
♀ Аа
G
F2
А
Х
а
АА;
♂
↓
↓
Аа
А
Аа;
а
Аа;
3 части имели желтые семена;
аа.
1 часть – зеленые.
Закон расщепления – второй закон Менделя- при скрещивании двух потомков первого
поколения между собой (двух гетерозиготных особей) во втором поколении
наблюдается расщепление в определенном числовом соотношении: по фенотипу 3: 1,
по генотипу 1: 2: 1.
(25% гомозиготных доминантных; 5о% гетерозиготных; 25% гомозиготных рецессивных).
Решение задач на общем уровне (10 минут, решение всем классом).
1. У человека наличие веснушек доминирует над их отсутствием. Будут ли дети
обязательно иметь веснушки, если родители гетерозиготны по данному признаку?
2. Рыжий цвет волос у человека определяется рецессивным геном. Какова вероятность,
что у темноволосой гетерозиготной по этому признаку матери и рыжеволосого отца
родится рыжеволосый сын?
3. Ген черной масти у КРС доминирует над геном красной масти. Какое потомство F1
получится от скрещивания чистопородного быка с красными коровами? Какое
потомство F2 получится от скрещивания между собой гибридов?.
Закрепление (5 минут, решение индивидуально по рядам).
У фасоли черная окраска семенной кожуры А доминирует над белой а. Определить
окраску семян у растений, полученных в результате следующих скрещивании:
1 ряд: Аа х Аа;
2 ряд: АА х Аа;
3 ряд: Аа х аа.
Решение задач на продвинутом уровне ( 7 минут, решение всем классом ).
В одной из пород овец есть животные серой и черной масти. При разведении черных овец в
себе ягнята получаются только черные. Скрещивание черных с серыми дает половину черных и
половину серых ягнят. При разведении серых овец в себе постоянно получаются серые и
черные ягнята, причем серых в два раза больше, чем черных. Как наследуются эти окраски?
Домашнее задание ( комментарий 3 минуты к заранее приготовленному индивидуально –
групповому заданию по вариантам).
Пример 1 вариант:
1. У Володи и его родного брата Коли глаза серые, а у их сестры Наташи – голубые. Мама
у этих детей голубоглазая, ее родители имеют серые глаза. Как наследуется голубая и
серая окраска глаз? Какой цвет глаз у папы Володи, Коли. Наташи? Каковы генотипы
всех членов семьи?
2. Комолость у КРС доминирует над рогатостью. Комолый бык скрещен с двумя коровами.
От рогатой коровы № 1 родился рогатый теленок, от комолой коровы № 2 – тоже
рогатый. Каковы генотипы всех родительских особей? Какое потомство можно ожидать
в дальнейшем в каждом из этих скрещиваний?
3. (продвинутый уровень) Крысу с врожденной бесхвостостью из колонии лаборатории
питания университета штата Миннесота несколько раз скрещивали с нормальными
особями. В F1 получено 49 крысят. В F2 получили 157 крысят. Во всех случаях
бесхвостых не было. Какие выводы можно сделать по результатам этих опытов?
4. «Общая биология» В.Б Захаров, стр. 264 – 269 и записи в тетради.
Итоги урока. Оценки за урок (Спасибо!).
Урок № 3
Возвратное или анализирующее скрещивание.
Неполное доминирование.
Задачи урока:
1. Сформировать у школьников понятие «анализирующее скрещивание»,
познакомить их с сущностью и причинами неполного доминирования.
2. Продолжить развитие у старшеклассников умения записывать схемы
скрещивания растений или животных в генном и хромосомном выражении.
3. Убедить учащихся в том, что взаимоотношения между генами в клетке и
организме не всегда складываются по принципу полного доминирования одного из
них над другим.
План урока.
1. Организационная часть.
2. Актуализация знаний учащихся.
3. Изучение нового материала.
4. Решение задач на общем уровне.
5. Закрепление
6. Домашнее задание.
Актуализация знаний учащихся (10 минут)
1. Работа у доски – решение задач на общем уровне (2 человека)
2. Проверка домашнего задания (3 человека)
3. Решение задач по карточкам : человека на общем уровне и 3 человека на продвинутом
уровне)
4. Теоретический материал – ответ у доски (1 человек)
5. Работа с ЦОР – лабораторный практикум по биологии 6 – 11 класс(1 человек)
Изучение нового материала (15 минут)
а/Знание первого и второго законов Г. Менделя позволяет решать важные практические проблемы.
Организм из поколения F1, полученного от скрещивания между гомозиготной доминантной и
гомозиготной рецессивной особями, гетерозиготен по своему генотипу, но обладает доминантным
фенотипом. Для того чтобы проявился рецессивный фенотип, организм должен быть
гомозиготным по рецессивному аллелю. В поколении F2 особи с доминантным фенотипом могут
быть как гомозиготами, так и гетерозиготами. Если селекционеру понадобилось выяснить генотип
такой особи, то единственным способом, позволяющим сделать это, служит эксперимент с
использованием метода, называемого анализирующим (возвратным) скрещиванием. Скрещивая
организм неизвестного генотипа с организмом, гомозиготным по рецессивному аллелю изучаемого
гена, можно определить этот генотип путем одного скрещивания.
Предположим, имеется стадо коров, в котором есть животные черной и красной масти. Известно,
что ген А отвечает за формирование черной окраски шерсти и является доминантным; ген а
вызывает формирование «красной» окраски шерсти и является рецессивным. В стаде есть бык с
хорошими экстерьерными характеристиками, однако неизвестен его генотип. Дело в том, что этот
бык имеет чёрную масть. Следовательно, его генотип может быть либо АА, либо Аа. Но
фенотипических различий при этом не наблюдается. Для установления генотипа данного быка
может быть использовано так называемое анализирующее скрещивание.
Рассмотрим два возможных варианта.
Вариант № 1
генотип быка АА
генотип коровы аа
Тогда:
Р
♂ АА
Х
♀ аа
G
А
F1
а
Аа – единообразие гибридов первого поколения – 100%
черные.
Вариант № 2
генотип быка Аа
генотип коровы аа
Тогда:
Р
♂ Аа
G
F1
А а
Х
♀ аа
а
Аа;
аа
50% - черные;
50% - красные.
Подчеркнем, что от одного быка должно быть получено большое количество потомков. Очевидно,
что появление одного черного теленка еще ни о чем не говорит: ведь рождение такого теленка
возможно при любом из двух вероятных генотипов отца.
Если все многочисленные потомки черного быка также имеют черную масть, то их отец вероятнее
всего гомозиготен по доминантной аллели гена, отвечающего за окраску шерсти, то есть имеет
генотип АА.
Если среди многочисленных потомков быка с неизвестным ранее генотипом есть хотя бы один
теленок, имеющий красную масть, то его отец, скорее всего, гетерозиготен и имеет генотип Аа.
Подчеркнем, что все генетические закономерности носят статистический характер. Их можно
выявить только при изучении большого количества потомков, полученных при скрещивании
родительских форм.
б/В настоящее время известно много примеров неполного доминирования.
Неполное доминирование – это форма наследования, при которой у гетерозиготных гибридов
первого поколения формируется промежуточный фенотип (по сравнению с родительскими
организмами). При этом снова подтверждается на практике закон Г. Менделя о единообразии
гибридов первого поколения.
В дальнейшем, при скрещивании гибридов первого поколения друг с другом (в качестве
родительских форм) получаются потомки (гибриды второго поколения), у которых наблюдается
расщепление признаков, что указывает на их раздельное, независимое наследование.
Рассмотрим неполное доминирование на примере передачи от родителей потомкам длину ушей у
овец.
Задача: У овец длинноухость неполно доминирует над безухостью. Какое потомство получиться от
скрещивания безухого барана и длинноухой ярки? Какое потомство можно ожидать от
скрещивания гибридов первого поколения между собой?
А – длинноухость,
а - безухость.
Решение:
Р ♂ аа
х
♀ АА
G
↓
а
F1
Аа – единообразие гибридов F1, но все потомки имеют уши
средней длинны.
F1 ♀ Аа
G
F2
А
А
х
а
↓
♂
Аа
А
АА;
Аа;
Аа;
расщепление по фенотипу 1: 2: 1
расщепление по генотипу 1: 2: 1
а
аа
Решение задач на общем уровне (12 минут).
Некоторые ребята решают задачи самостоятельно и для них приготовлены несколько
вариантов(после урока они получают оценки), остальные решают задачи вместе.
Задачи:
1. У земляники красная окраска ягод неполно доминирует над белой. Какую окраску ягод
имеют растения со следующими генотипами: АА; Аа; аа.
2. У КРС РР – красная масть, рр – белая, Рр – чалая. Имеется чалый бык, а коровы всех трех
окрасок. Какова вероятность появления чалого теленка в каждом из 3 – х возможных
скрещиваний?
3. Лисицы генотипа Рр имеют платиновую окраску, рр – серебристо – черную, РР – белую, но
гибнут до рождения или вскоре после него. Какое потомство можно ожидать от
скрещивания двух платиновых лисиц?
Закрепление (5 минут).
1. Что такое возвратное скрещивание? Приведите примеры.
2. Что такое неполное доминирование? Приведите примеры.
3. Каковы формулы расщепление по генотипу и фенотипу при моногибридном скрещивании и
неполном доминировании. Почему при неполном доминировании идет совпадение
расщеплений по фенотипу и генотипу.
Домашнее задание ( 3 минуты).
1. Решение задач: У кур черная окраска оперения неполно доминирует над белой,
гетерозиготы имеют крапчатое оперение. Какое будет потомство от скрещивания
крапчатого петуха с черными курами и с белыми курами?
2. При скрещивании между собой земляники с розовыми плодами в потомстве оказалось 25%
особей, дающих белые плоды и 25% растений с красными плодами. Остальные растения
имели розовые плоды. Объясните полученные результаты. Каков генотип рассмотренных
особей?
3. «Общая биология» В. Б. Захаров, стр. 266.
4. индивидуальное задание (2 человека – Закон чистоты гамет) стр. 269 – 271, и
дополнительный материал из энциклопедии и Интернет – ресурсов.
Итоги урока. Оценки за урок (Спасибо!).
Урок № 4
Дигибридное скрещивание.
Третий закон Менделя – закон независимого комбинирования.
Задачи урока:
1. Расширить представления учащихся о дигибридном скрещивании, полученные на
первом уроке темы «Основы генетики».
2. Научить школьников использовать специальную систему записи результатов
скрещивания (решетку Пеннета) для прогнозирования численного выражения вариантов
расщепления по фенотипу и генотипу при дигибридном скрещивании.
3. Убедить старшеклассников в том, что методы биологической науки позволяют со
значительной долей вероятности предвидеть возможные результаты скрещивания
организмов.
План урока.
1. Организационная часть.
2. Актуализация знаний учащихся.
3. Изучение нового материала.
4. Решение задач на общем уровне.
5. Закрепление.
6. Решение задач на продвинутом уровне.
7. Домашнее задание.
Актуализация знаний учащихся (10 минут)
1. Неполное доминирование – теория – ответ у доски (1 человек)
2. Решение задач на моногибридное скрещивание, неполное доминирование и
анализирующее
скрещивание (5 человек)
3. Закон чистоты гамет – теория – ответ у доски (2 человека)
4. Решение задач на продвинутом уровне (3 человека – по желанию)
5. Работа с ЦОР – лабораторный практикум 6 – 11 класс(1 человек)
Изучение нового материала (12 – 14 минут)
а/ Исходя из ответа учащихся о законе чистоты гамет мы знаем, что гаметы генетически чисты,
то есть несут только один ген из аллельной пары. При образовании половых клеток в каждую
гамету попадает только один ген из аллельной пары.
Цитологической основой расщепления признаков у потомства при моногибридном
скрещивании является расхождение гомологичных хромосом и образование гаплоидных
половых клеток в мейозе.
Однако организмы отличаются друг от друга по многим признакам. Установить
закономерности наследования двух и более пар альтернативных признаков, гены которых
локализованы в разных парах гомологичных хромосом, можно путем дигибридного или
полигибридного скрещивания.
б/Мы рассмотрим только дигибридное скрещивание.
Что называется дигибридным скрещиванием? (ответ учащихся).
в/В ходе объяснения нового материала учащиеся должны составить опорные точки.
Для дигибридного скрещивания Мендель взял гомозиготные растения гороха, отличающиеся
по двум генам, определяющим окраску семян (желтые и зеленые) и форму семян (гладкие и
морщинистые). Доминанатные признаки – желтая окраска (А) и гладкая форма (В) семян.
Каждое растение образует один сорт гамет по изучаемым аллелям. При слиянии этих гамет все
потомство будет единообразным – первый закон Менделя.
При образовании гамет у гибрида из каждой пары аллельных генов, расположенных в разных
парах гомологичных хромосом, в гамету попадает только один, при этом вследствие
случайности расхождения отцовских и материнских хромосом в первом делении мейоза ген А
может с равной вероятностью попасть в одну гамету с геном В или с геном в. Точно так же как
и ген а может объединиться в одной гамете с геном В или в. Поскольку в каждом организме
образуется много половых клеток, в силу статистических закономерностей у гибрида –
дигетерозиготного организма, образуются четыре сорта гамет в одинаковом количестве (по
25%): АВ; Ав; аВ; ав.
Во время оплодотворения каждая из четырех типов гамет одного организма случайно
встречается с любой из гамет другого организма. Все возможные сочетания мужских и женских
гамет можно легко установить с помощью решетки Пеннета. Над решеткой по горизонтали
вписывают гаметы одного родителя, а по левому краю решетки по вертикали – другого
родителя. В квадратики вписывают генотипы зигот. Легко подсчитать, что по фенотипу
потомство делится на четыре группы в следующем отношении: 9 желтых гладких: 3 желтых
морщинистых: 3 зеленых гладких: 3 зеленых морщинистых. Если учитывать расщепление по
каждой паре признаков в отдельности, то получиться, что отношение числа желтых семян к
числу зеленых и отношение гладких к числу морщинистых для каждой пары равно 3: 1. Таким
образом. В дигибридном скрещивании каждая пара признаков ведет себя так же, как при
моногибридном скрещивании, то есть независимо от другой пары признаков.
Независимое распределение признаков в потомстве и возникновение различных комбинаций
генов, определяющее развитие этих признаков, при дигибридном скрещивании возможно лишь
в том случае, если пары аллельных генов расположены в разных гомологичных хромосомах.
Третий закон Менделя – независимое расщепление признаков – при скрещивании двух
гомозиготных особей, отличающихся друг от друга по двум и более парам альтернативных
признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и
комбинируются во всех возможных сочетаниях.
На законах Менделя основан анализ расщепления и в более сложных случаях.
г/ Проверка опорных точек.
Решение задач на общем уровне (15 -18 минут)
а/Первую задачу решаем вместе.
Задача: У флоксов белая окраска цветов определяется геном А, кремовая – а, плоский венчик –
В, воронковидный – в. Определить внешний вид цветов гибридных (F1,F2) растений,
полученных в результате скрещивания ААВВ х аавв?
Решение:
Р ♂ ААВВ
Х
♀ аавв
G
АВ
↓
ав
F1
АаВв – 100% цветы белые с плоским венчиком, закон
единообразия гибридов первого поколения.
F1 ♂
АаВв
Х
♀ АаВв
G
\
F2
АВ
АВ; Ав; аВ; ав
Ав
↓
АВ; Ав; аВ;ав
аВ
ав
АВ
Ав
аВ
ав
ААВВ(б. п.)
ААВв(б.п)
АаВВ(б.п)
АаВв(б.п)
ААВв(б.п)
ААвв(б.в)
АаВв(б.п.)
Аавв(б.в)
АаВВ(б.п)
АаВВ(б.п)
ааВВ(к.п.)
ааВв(к.п)
АаВв(б.п)
Аавв(б.в)
ааВв(к.п)
Аавв(к.в.)
Расщепление по фенотипу: 9 белых плоских: 3 белых воронковидных: 3 кремовых плоских: 1
кремовый воронковидный
Расщепление по генотипу: 4 АаВв: 2ААВв: 2АаВВ: 2Аавв: 2ааВв: 1ААвв: 1ААВВ: 1ааВВ:
1аавв.
б/ Самостоятельное решение с проверкой.
Задача:
Любовь к физкультуре и неприязнь к математике – доминантные признаки. Учительница
физкультуры, у которой в детстве по математике были одни тройки, вышла замуж за учителя
истории, который не знает, что уравнения бывают квадратными и спортивные состязания не
любит смотреть даже по телевизору. В семье родилось двое детей. Один захотел пойти в
математическую школу и стал заниматься плаванием. А другой мог ночи играть в футбол во дворе,
но считать количество забитых мечей не любил. Каковы генотипы родителей и детей. Какое
минимальное количество детей должно быть, чтобы можно было точно определить генотипы
родителей.
Задача:
Гомозиготного дракона с красной шкурой (А) и нормального роста (Б) скрестили с карликовым
драконом желтого цвета. Определите фенотип первого поколения. При скрещивании гибридов
первого поколения между собой определите вероятность появления красных драконов обычного
роста, красных карликов, желтых драконов обычного роста, желтых карликовых драконов?
Закрепление (5 -7 минут)
1. Сформулируйте третий закон Менделя.
2. Что такое «чистота гамет».
3. Почему при дигбридном скрещивании необходима решетка Пеннета.
4. Расщепление по фенотипу и генотипу при дигибридном скрещивании.
Решение задач на продвинутом уровне (для группы сильных учащихся)
Задача:
В потомстве наблюдается соотношение фенотипов 1: 1: 1: 1: 1: 1: 1: 1. Что можно сказать о
родителях?
Задача:
У бегемотов пристрастие к сахару является доминантным признаком. Ген зеленой окраски неполно
доминирует над геном белой окраски, гетерозиготные особи окрашены в салатовый цвет.
Скрестили дигетерозиготных бегемотов. С какой вероятностью у потомков F будут присутствовать
следующие признаки: равнодушие к сахару; салатовая окраска; белая окраска; белая окраска и
любовь к сахару; равнодушие к сахару и салатовая окраска.
Домашнее задание ( 3 минуты)
Для подготовки к самостоятельной работе
1. «Общая биология», В. Б. Захаров, стр. 253– 275
2. Записи в тетради
3. Формулы расщепления по фенотипу и генотипу всех типов скрещиваний
4. Терминология
5. Повторить решение всех типов задач
6. Законы Менделя
Итоги урока Оценки за урок (Спасибо!).
Урок № 5
Самостоятельная работа
( моногибридное скрещивание, неполное доминирование, дигибридное
скрещивание).
Задачи урока:
1. Проверка знаний учащихся с целью понимания генетической терминологии, символики и
законов Г. Менделя.
2. Проверка умений решать задачи на общем уровне (для учащихся среднего уровня) и
продвинутом для одаренных учащихся.
3. Проверка умений ориентироваться в терминологии и задачах на минимальном уровне для
слабых успевающих.
4. Коррекция знаний учащихся после проведения самостоятельной работы.
План урока.
1.
2.
3.
4.
Организационная часть.
Повторение.
Самостоятельная работа.
Домашнее задание.
Повторение ( 3-5 минут)
Учащиеся повторяют теоретический материал и мысленно настраиваются на выполнение
самостоятельной работы.
Самостоятельная работа (35 – 40 минут)
Работа рассчитана на 3 группы учащихся. Учащиеся входе четырех уроков определились в какой
группе они будут выполнять самостоятельную работу, это позволит более объективно оценить
знания ребят и снимает психологическое напряжение. Некоторым ребятам было предложено
перейти в группу сильных учащихся, они показали на промежуточных уроках по этим темам
достаточно высокие результаты.
1 вариант (1 и 2 ряды)
Задание № 1 – работа с тестами: (для каждого индивидуальный набор тестов)
1. Заполните пропуски в тексте:
Г. Мендель, скрещивая растения, отличающееся по ………, установил следующие
закономерности: наследование признака определяется дискретными факторами - …….. Если
в потомстве проявляется признак только одного из родителей, то такой признак называется
……. Признак второго родителя, проявляющийся не в каждом поколении называется……….
2. Слева предлагается условие задачи, справа – логические следствия из этого условия.
Заполните пропуски в этих следствиях.
условие
следствие
Дано: все потомство доброй собаки Греты все Следовательно: доминирует ген……,
было добрым в нескольких поколениях
рецессивен ген……, а Грета была…… по
данному признаку.
Дано: в потомстве кота Василия и пяти
Следовательно: доминирует ген…..,
черных кошек были черные и серые котята, рецессивен ген….., а кот Василий….. по
причем серых было в три раза больше
данному признаку.
Дано: белая окраска шерсти кроликов
Следовательно, белые кролики….. по этому
определяется рецессивным геном
признаку.
3. При нормальном мейозе в каждую из гамет попадает:
а/ одна пара из гомологичных хромосом каждой пары.
б/ обе гомологичные хромосомы
в/ гаметы могут не нести ни одной из хромосом данной пары.
4. Чистой линией называется:
а/ потомство, не дающее разнообразие по изучаемому признаку
б/ разнообразное потомство, полученное от скрещивания разных особей
в/ пара родителей, отличающихся друг от друга одним признаком
г/ особи одного вида.
5. Анализирующее скрещивание проводят для того, чтобы:
а/ узнать какой аллель доминирует
б/ узнать какой аллель рецессивен
в/ вывести чистую линию
г/ выявить гетерозиготность организма по определенному признаку.
6. Определи генотип:
У человека лопоухость (В) доминирует над геном нормально прижатых ушей (в), а ген
нерыжих (Р) волос над геном рыжих (р) волос. Каков генотип лопоухого, рыжего отца, если в
браке с нерыжей женщиной, имеющей нормальные уши, у него были только лопоухие
нерыжие дети.
а/ ВВрр
б/ВвРр
в/ ВвРР
г/ Вврр
7. Сколько типов гамет образует организм, гетерозиготный по трем признакам?
а/ 2
б/ 4
в/ 8
г/ 16
8. Какие гаметы образует организм с генотипом ВВСс
а/ гаметы В, С и с
б/ гаметы ВВ и Сс
в/ гаметы ВС и Вс
г/ гаметы ВВС и ВВс
9. Суть третьего закона Г. Менделя заключается в том, что:
а/ гены каждой пары наследуются независимо друг от друга
б/ гены не оказывают никакого влияния друг на друга
в/ гены каждой пары наследуются вместе
г/ один ген определяет развитие одного признака.
10. Определить процент получившихся растений:
В потомстве, полученном от скрещивания двух красноцветковых гетерозиготных растений
были растения красной, белой и розовой окраски. Каков процент розовых растений?
а/ 50%
б/ 75%
в/ 25%
г/100%
Задание № - 2 решить задачи, с формулировкой законов Г. Менделя, если таковые встречаются в
ходе решения задач. Написать формулы расщепления по фенотипу и генотипу во всех задачах.
1. У кареглазого мужчины и голубоглазой женщины родились трое кареглазых девочек и
один голубоглазый мальчик. Ген карих глаз доминирует. Каковы генотипы родителей?
2. При скрещивании горностаевых петуха и курицы получено 46 цыплят. Из них 24
горностаевых, 12 черных, и 10 белых. Как наследуется горностаевая окраска? Каких
родителей надо брать, чтобы получить только горностаевых цыплят?
3. У кур черная окраска оперения определяется геном Е, бурая – е, наличие хохла – С,
отсутствие – с. Бурый хохлатый петух скрещивается с черной курицей без хохла. В их
потомстве 1/ 2 черных хохлатых цыплят и ½ бурых хохлатых. Каковы генотипы
родителей?
4.
У человека большие глаза и римский нос доминируют над маленькими глазами и
греческим носом. Женщина с большими глазами и греческим носом вышла замуж за
человека с маленькими глазами и римским носом. У них родились четверо детей, двое
из которых были с большими глазами и римским носом. Каковы генотипы родителей
С какой вероятностью у этой пары может родиться ребенок с маленькими глазами и
греческим носом?
2 вариант (1 и 2 ряды)
Задание № 1 – терминология, законы Г. Менделя, гипотеза чистоты гамет, формулы расщепления
по генотипу и фенотипу ( для каждого индивидуальный набор заданий).
1. Терминология
Генетика, генотип, аллельные гены, гомозигота, доминантный признак, гибридолгический
метод, моногибридное скрещивание.
2. Напишите формулы расщепления по фенотипу и генотипу
Моногибридного скрещивания
Неполного доминировании
Дигибридного скрещивания
Почему фенотип и генотип неполного доминирования совпадает.
3. Написать формулировку законов Г. Менделя
Закон единообразия гибридов первого поколения
Закон расщепления
Закон независимого расщепления признаков
Гипотеза чистоты гамет.
Задание № 2 – решить задачи, с формулировкой законов Г. Менделя, если таковые встречаются в
ходе решения задач. Написать формулы расщепления по генотипу и фенотипу во всех задачах.
1. У морских свинок гладкая шерсть определяется рецессивным геном, розеточная –
доминантным. Скрещивание двух свинок с розеточной шерстью дало 36 особей с
розеточной и 11 с гладкой. Сколько среди них гомозиготных особей?
2. Желтая морская свинка при скрещивании с белой всегда дает кремовое потомство.
скрещивание кремовых свинок между собой всегда дает расщепление:
1 желтая: 2 кремовых: 1 белая. Почему?
3. У кур наличие хохла доминирует над его отсутствием, черная окраска оперения – над
бурой. Курица и петух – черные хохлатые. От них получено 13 цыплят: 7 черных
хохлатых, 3 бурых хохлатых, 2 черных без хохла, 1 бурый без хохла. Каковы генотипы
родителей?
4. У матери свободная мочка уха (доминантный признак) и гладкий подбородок
(рецессивный признак).У сына свободная мочка и ямка на подбородке. У дочери те же
признаки, что и у матери. Дедушка со стороны матери имел несвободную мочку уха.
Каковы генотипы родителей и детей.
3 ряд - одаренные учащиеся ( 5 человек)
Решение задач на продвинутом уровне с объяснением всей терминологии и всех законов ,
которые встречаются при решении задач. Формулы расщепления по фенотипу и генотипу
пишутся в обязательном порядке.
1. У человека курчавые волосы доминируют над гладкими, карий цвет глаз – над голубыми.
Отец голубоглазый с гладкими волосами, мать гетерозиготна по обоим признакам. Какова
вероятность, что в этой семье родится кареглазая дочь с гладкими волосами?
2. При скрещивании двух короткошерстных кроликов неизвестного происхождения в
потомстве оказались крольчата с длинной шерстью, хотя большинство были
короткошерстными. Каковы могут быть генотипы родителей? Что было в данном случае:
взаимодействие генов или моногенное наследование? Как это проверить?
3. Кареглазый мужчина - правша с белым локоном надо лбом женился на такой же женщине.
Первый ребенок оказался глухонемым голубоглазым левшой. Какова вероятность того,
что два следующих ребенка окажутся похожими на родителей?
4. В пробирку помещено 40 ♂ дрозофил с генотипом АА, 40 ♂ с генотипом Аа и 50 ♀ с
генотипом аа. Каким будет соотношение генотипов в F1 и F2?
5. Частота фенилкетонурии в Белоруссии составляет 1: 6000. Сколько человек могут быть
потенциальными гетерозиготными носителями рецессивной мутации, обуславливающей
заболевание?
3 ряд - учащиеся занимающиеся на «3» (4 человека)
Задание № 1 – теоретический материал
Повторение теоретического материала вместе в группе, повторение формул расщепления
по фенотипу и генотипу, законов Г. Менделя ( вместе с учителем).
Задание № 2 – решение задач, с написанием формул расщепления по фенотипу и генотипу.
1. У фасоли черная окраска сенной кожуры А доминирует над белой а. Определить окраску
семян у растений, полученных в результате следующего скрещивания: АА ха аа.
2. У овец длинноухость неполно доминирует над безухостью. Какое потомство следует
ожидать от скрещивания безухого барана с длинноухой яркой?
3.У флоксов белая окраска цветов определяется геном А, кремовая – а, плоский венчик – В,
воронковидный – в. Определить внешний вид цветов гибридных растений, полученных в
результате следующего скрещивания: АаВв х Аавв?
Домашнее задание ( 2 минуты)
1.Повторить теоретический материал по пройденному материалу
2 Индивидуальное задание – приготовить сообщение о Т. Моргане (его биография и заслуги в
биологии – 2 человека). Использовать информацию из энциклопедии и интернет – ресурс.
Итоги урока Учащиеся сдают работы (Спасибо!).