Генетика пола. Наследование признаков сцепленных с полом.

Генетика пола. Наследование
сцепленных с полом.
признаков
Цели урока.
1. Сформировать у учащихся систему знаний о генетическом определении пола у
человека и наследовании, сцепленным с полом; понятие о механизме
хромосомного определения пола. Выявить цитологические основы этого явления.
2. Научить учащихся правильно объяснять приблизительно равную вероятность
рождения мальчика или девочки; научить решать задачи по данной теме.
3. Развивать у учащихся умения сравнивать, анализировать, делать самостоятельно
выводы; сформировать познавательный интерес к изучению научных проблем,
связанных с генетикой пола.
Оборудование: презентация «Генетика пола», медиа пособие к учебнику Н.И. Сонина ,
подборка задач по данной теме и справочные материалы.
Ход урока
I. Организационный момент.
II. Изучение нового материала по плану:
1. Генетика пола.
2. Хромосомный механизм определения пола.
3. Различные формы определения пола.
4. Соотношение полов.
5. Наследование, сцепленное с полом.
III. Закрепление. Решение задач по теме, беседа по вопросам.
Опорные точки урока:
 Теоретическая и практическая значимость знаний механизмов наследования пола у
различных организмов
 Соотношение особей разного пола у раздельнополых организмов (животных,
людей) равное 1:1, сходство его с расщеплением признаков при скрещивании
рецессивной гомозиготы с гетерозиготой
 Аутосомы и половые гетерохромосомы различных организмов. Зависимость пола
организма от набора половых хромосом, который формируется в момент
оплодотворения.
 Случайный характер соединения половых клеток в зиготе. Закономерность общего
результата появления потомков разного пола в соотношении 1:1, определяемая
большим числом равновероятных встреч гамет, - статистическая закономерность.
 Сцепленное с полом наследование некоторых жизненно- важных признаков особый тип наследования. Наследование гемофилии, дальтонизма и других
болезней и признаков как доказательство зависимости формирования признаков от
пола.
 Практическое значение изучения сцепленного с полом наследования признаков.
Использование закономерностей сцепленного с полом наследования в
селекционной работе.
1. Генетика пола
Генетика
объяснила
сущность
удивительной
и
важной
проблемы:
равное распределение женских и мужских особей в поколениях животных и людей
Беседа с учащимися по вопросам:
1. Для какого способа размножения характерно образование гамет?
2. Какой набор хромосом они имеют?
3. Какая часть сперматозоида и яйцеклетки является носителем генетической
информации?
4. Как называется оплодотворенная яйцеклетка, и какой набор хромосом она имеет?
5. Что вы знаете о сцепленном наследовании генов?
Половое размножение очень широко распространено в природе, связано с
формированием мужских и женских половых клеток. Каким же образом происходит
распределение пола у различных видов животных.? Этот вопрос издревле будоражил умы
людей, и только недавно, с возникновением науки генетика, человек смог найти этому
объяснение.
Для начала вспомним, что представляет собой хромосомный набор клеток
человека. Слайд.
В кариотипе человека из 46 хромосом 44 одинаковы у всех особей, независимо от пола
(эти хромосомы называют аутосомами), а одной парой хромосом, называемых половыми,
женщины отличаются от мужчин. Это общебиологическая закономерность для всех
живых организмов, размножающихся половым путем.
Диплоидная клетка организма человека: 46 хромосом =23 пары гомологичных хромосом,
из которых 22 пары - аутосомы + 1 пара половые хромосомы: у мужчины - ХY; у
женщины - ХХ. У человека гетерогаметным является мужской пол, а женский
гомогаметный. В соматической клетке мужчины - разные половые хромосомы. В
соматической клетке женщины - одинаковые половые хромосомы. Слайд
Пол можно рассматривать как один из признаков организма, как правило, определяется
генами. Механизм же определения пола имеет иной характер - хромосомный.
2. Хромосомный механизм определения пола
Согласно хромосомной теории К.Корренса (1907), пол будущего потомка
определяется сочетанием половых хромосом в момент оплодотварения. Пол, имеющий
одинаковые половые хромосомы, называют гомогаметным, так как он дает один тип
гамет, а имеющий разные - гетерогаметным, так как он образует два типа гамет. У
человека, млекопитающих, мухи дрозофилы гомогаметный пол женский, а
гетерогаметный - мужской.
У мужского пола в процессе гаметогенеза формируется 2 типа гамет в равной
пропорции, так как мужской пол - гетерогаметный: Х-сперматозоиды и Y-сперматозоиды.
Поскольку у женского пола половые хромосомы одинаковы, так как женский пол гомогаметный, то каждая яйцеклетка несет Х-хромосому.
Эта биологическая закономерность, обусловленная механизмом мейоза.
Учащимся предлагается ответить на вопросы:
От чего зависит рождение женских и мужских особей?
Запись на доске определение пола.
Каким образом половые различия в хромосомных наборах самцов и самок
поддерживаются в процессе размножения?
В чем же отличие “Х” хромосомы от “У” хромосомы?
Отличаются по строению: Y-хромосома состоит как бы из двух участков - одного
гомологичного Х-хромосоме, а другого негомологичного. А так же по набору генов,
которые в них находятся.
Основные положения.
1. Кариотип подавляющего большинства видов животных организмов включает
аутосомы - хромосомы одинаковые у представителей обоих полов, и
гетерохромосомы, по которым оба пола отличаются друг от друга.
2. В половых хромосомах помимо генов, определяющих половую принадлежность,
содержатся гены, не имеющие отношения к признакам того или иного пола.
3. Аллельные гены в X- и Y-хромосомах наследуются в соответствии с законами
Менделя.
Существует четыре основных типа хромосомного определения пола.
1. Мужской пол гетерогаметен; 50% гамет несут Х-, 50% и Y- хромосому
(млекопитающие, двукрылые, жуки, клопы).
2. Мужской пол гетерогаметен; 50% гамет несут Х- , 50% - не имеют половой
хромосомы (кузнечики).
3. Женский пол гетерогаметен; 50% гамет несут Х-, 50% - Y хромосому (птицы,
пресмыкающиеся, хвостатые амфибии, шелкопряд).
4. Женский пол гетерогаметен; 50% гамет несут Х-, 50% - не имеют половой
хромосомы (моль).
3. Различные формы определения пола
Существует 3 формы определения пола:
1. 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.
2. Сингамное определение пола, происходящее при оплодотворении, определяется
половыми хромосомами. Этот тип является наиболее распространенным.
3. 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.
4. Соотношение полов
Учащимся предлагается ответить на вопрос:
Почему у раздельнополых организмов (в том числе и у людей) соотношение полов
составляет 1:1?
Работа со справочными материалами
Учащимся предлагается сделать самостоятельные выводы.
1. На протяжении любого периода жизни мужские индивидуумы менее
жизнеспособны, чем женские
2. Но естественный отбор направлен к тому, чтобы обеспечить создание равного
количества особей обоего пола к моменту наступления половой зрелости.
3. Можно предположить, что сперматозоид, содержащий Y- хромосому более
подвижен, более жизнеспособен или обладает большей способностью
оплодотворить яйцеклетку, чем сперматозоид, содержащий Х - хромосому.
5. 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.
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.:
X hY - мужчина, больной гемофилией; Xd Y- дальтоник.
Сообщения учащихся о заболеваниях сцепленных с полом.
Дальтонизм.
Гемофилия.
Остановиться на наследовании гемофилии Царской семьей. Слайд.
Другие заболевания.
Соотношение полов.
Различают первичное соотношение полов, точнее, соотношение эмбрионов и
вторичное - соотношение мальчиков и девочек среди новорожденных.
Теоретически соотношение полов в момент оплодотворения должно быть близким 1:1, так
как встреча яйцеклетки со сперматозоидом, содержащим Х- или Y- половую хромосому,
равновероятна.
При обследовании у человека обнаружено, что на 100 женских зигот образуется 140-160
мужских (первичное соотношение полов)
К моменту рождения на 100 девочек приходится 103-105 мальчиков 9 (вторичное
соотношение полов).
Третичное соотношение полов (постнатальный период) к 20-ти годам на 100 девушек
приходится 100 юношей; к 50-ти годам на 100 женщин - 85 мужчин, а к 85-ти годам на
100 женщин - 50 мужчин.
Отсюда напрашивается вывод о большей жизнестойкости женского организма, что может
быть объяснено, наряду с другими причинами, мозаицизмом женского организма по
половым хромосомам.
III. Закрепление
Решение задач и обсуждение вопросов.
1) Вопросы для обсуждения.
1. В чем состоят особенности половых хромосом?
2. В чем заключается генетический механизм определения пола?
3. Какие признаки, наследование которых сцеплено с полом, вам известны у
человека?
4. установите генотип женщины, у которой половина сыновей больна цветовой
слепотой?
5. Что такое наследование, сцепленное с полом?
6. От кого из родителей мальчик получает Х-хромосому?
7. Когда определяется пол цыпленка: до оплодотворения или в момент
оплодотворения?
8. Почему у детей появляются новые признаки, не свойственные родителям?
9. Влияет ли среда на формирование и проявление признаков организма?
10. По какой хромосоме у человека произошло сцепление признаков: дальтонизма,
гемофилии?
2) Задачи.
Задача 1
Серебристая курица из породы белый виандот скрещена с золотистым (коричневым)
петухом породы леггорн. Определить соотношение и расщепление групп гибридов по
фенотипу и генотипу.
Примечание: указанные признаки сцеплены с полом: доминантный ген серебристой
окраски (С) локализован в одной Х-хромосоме, аллельный ему рецессивный ген
золотистой окраски (с) - в другой Х-хромосоме. У птиц женский пол - гетерогаметный, а
мужской - гомогаметный.
Задача 2
От родителей, по фенотипу имеющих нормальное зрение, родилось несколько детей с
нормальным зрением и один мальчик - дальтоник (не различает красный и зеленый цвета)
Чем это объяснить? Каковы генотипы родителей и детей?
Задача 3
Какие дети могли бы родиться от брака гемофилика с женщиной, страдающей
дальтонизмом (а в остальном имеющей вполне благополучный генотип)?
Выводы.
1. Пол организма определяется в момент оплодотворения и зависит от хромосомного
набора зиготы.
2. Формирование пола связано с комбинацией половых хромосом
4. Домашнее задание § 39.
Учащимся предлагается ответить на вопросы:
Как называются хромосомы, одинаковые у обоих полов?
1. Какие хромосомы называются половыми или гетерохромосомами?
2. От чего зависит пол будущего потомка?
3. Какой пол и почему называется гомогаметным?
4. Какой пол называется гетерогаметным?
5. Какой пол гомогаметен у человека, большинства позвоночных, многих насекомых
и двудомных растений?
6. Какой пол гомогаметен у птиц, бабочек, рептилий, хвостатых амфибий?
7. Какие признаки называются сцепленными с полом?
8. Почему у особей мужского пола в фенотипе сразу проявляются даже рецессивные
признаки, связанные с Х -хромосомой?
9. Приведите примеры заболеваний, сцепленных с полом?
Учащимся предлагается решить задачи по теме “Наследование сцепленное с
полом”
1. Гипоплазия эмали наследуется как сцепленный с Х-хромосомой доминантный
признак. В семье, где оба родителя страдали этой аномалией, родился сын с
нормальными зубами. Каким будет второй сын?
2. У человека псевдогипертрофическая мускульная дистрофия заканчивается смертью
в 10–20 лет. В некоторых семьях эта болезнь зависит от рецессивного сцепленного с
полом гена. Болезнь зарегистрирована только у мальчиков. Если больные мальчики
умирают до деторождения, то почему это заболевание не исчезает из популяции?
3. Гипертрихоз (вырастание волос на краю ушной раковины) наследуется как признак,
сцепленный с У-хромосомой. Какова вероятность рождения детей и внуков с этим
признаком в семье, где отец и дедушка обладали гипертрихозом?