Открытый урок "Генетика пола"

Тема: « Генетика пола. Сцепленное с полом наследование»

Цели: объяснить сущность хромосомного механизма определения пола на основе характеристики особенностей половых хромосом, аутосом, раскрыть причины возникновения сцепленных с полом генетических болезней.

Основные понятия: Признаки, сцепленные с полом. Аутосомы, половые хромосомы, гетерогаметный пол, гомогаметный пол. Дальтонизм, гемофилия.

Оборудование: Модель молекулы ДНК, динамическое пособие по генетике, рисунки, портреты ученых- Г.Менделя, Т. Моргана.

Планируемые результаты: Учащиеся узнают, чем определяется пол организмов и причину наследования признаков, сцепленных с полом.

Личностная значимость изучаемого для школьника. Ребенок в 3 года четко должен знать свой пол и соответственно себя вести.

Обратить внимание! К изложению учебной информации следует подойти тактично, поскольку материал этого урока имеет большую личностно-значимую роль. Необходимо заранее узнать о существовании наследственных заболеваний в семьях учащихся данного класса и усилить в объяснении оптимистические прогнозы о возможных способах лечения и устранения наследственных заболеваний.

Методы обучения: Проблемный. Чем определяется пол организма? Можно ли и стоит ли его менять?

Формы организации учебной деятельности: Комбинированный урок.

Приемы деятельности учителя. Проверка знаний - тестирование, эвристическая беседа, рассказ учителя, решение задач по новому материалу.

Развитие умений учащихся: Использовать имеющиеся знания и личный опыт, предполагать и обосновывать свою точку зрения

ЭТАПЫ УРОКА.

I. Проверка знаний. Тестирование.(5-7 минут)

II. Изучение нового материала

1.     Знакомство учащихся с теорией наследования пола, основы которой были разработаны американским генетиком Томасом Морганом; комментирование закономерности живой природы, проявляющейся в равномерном распределении самцов и самок в больших группах животных.

Известно, что любые живые организмы при размножении дают подобное себе потомство, то есть передают по наследству как внешние, так и внутренние признаки.  Подавляющее большинство животных представлено особями двух видов – мужского и женского, причем расщепление по признаку пола происходит в соотношении 1:1. Такое расщепление наблюдается в тех случаях, когда скрещиваются гетерозиготная (Аа) и гомозиготная (аа) родительские особи. Г. Мендель предположил, таким образом, что один из полов гетерозиготен, а второй – гомозиготен по гену, который определяет пол организма.

Это предположение было подтверждено в начале XX века, когда Томасу Моргану (1866-1945) и его сотрудникам удалось установить, что самцы и самки отличаются по набору хромосом. Все хромосомы, кроме одной пары, у мужских и женских организмов одинаковы и называются аутосомами. Но в одной паре хромосомы у самцов и самок различны. Эти хромосомы получили название половых.  

2. Беседа об особенностях кариотипов самок и самцов, об аутосомах и половых хромосомах, определении пола как гомогаметного и гетерогаметного в зависимости от присутствия в генотипе XY или XX половых хромосом. (Вспомнить, что называется гетерозиготой, гомозиготой)

Познавательные задания. Работа в тетрадях и у доски. Самостоятельное изучение учащимися информации о генетической основе формирования половых признаков у человека по учебнику, с составлением схемы расщепления по признаку пола у человека.

Запишите ход наследования пола у дрозофилы и человека (по схеме №1, №2, стр.115-116). Сделайте вывод: от кого зависит пол будущего организма?

Кариотип человека. (У каждого на парте схемы кариотипа человека, на доске фотография половых хромосом в поляризованном свете).

Чем бы не разнились два пола человеческой расы, все корни этих различий уходят в две хромосомы. В Х-хромосоме до 1,5 тысяч генов, в У-хромосоме – всего 25 тысяч генов.

Гомогаметный пол – ХХ

Гетерогаметный пол – ХУ

Пол – это совокупность признаков и свойств организма, обеспечивающих функцию воспроизведения потомства и передачу генетической информации на основе образования гамет.

Мужчина и женщина – 109 различий. (Задание по тексту из журнала «Наука и жизнь»).

 3. Информация о наследовании признаков, сцепленных с полом, обусловленных расположением генов на Х - и У-хромосомах, о наследственных болезнях, передающихся от родительских организмов.

В каждой клетке человеческого организма содержится около 75 тысяч генов. Они настолько малы, что увидеть их можно только с помощью мощной электронной оптики. Однако, несмотря на столь малые размеры, малейшее видоизменение даже одного из них способно нанести здоровью человека существенный ущерб, навсегда «наградив» его наследственным заболеванием. В половых хромосомах расположено множество генов, и далеко не все из них определяют признаки, имеющие отношение к полу. Если гены, ответственные за какой-то признак, расположены в аутосомах, то наследование осуществляется независимо от того, кто является носителем гена – отец или мать. Ведь аутосомы у самца и самки одинаковы. Расположение гена в половой хромосоме называют сцеплением гена с полом – это явление известно под названием закона Моргана.

Мужские болезни женского рода.

Некоторые рецессивные наследственные болезни, вызванные патологическими видоизменениями генов у женщин, проявляются исключительно у сильной половины человечества, иными словами, это болезни «сцепленные с полом». В настоящее время их известно более 60. Наиболее распространенные среди них – гемофилия и дальтонизм. Они обусловлены рецессивными мутациями в Х – хромосоме. Женщины с такого типа мутациями здоровы, поскольку рецессивному гену противостоит нормальный, на другой Х – хромосоме. У мужчин же мутантный ген представлен в единственном числе, а потому нейтрализовать его некому. Женщины, передающие заболевание своим сыновьям, - всего лишь придаточное звено, то есть «кондукторы» патологии.

Гемофилия – тяжелое заболевание, обусловленное дефектом гена, отвечающего за свертываемость крови. Свертывание крови является защитной реакцией организма. Выпущенная из сосудов кровь свертывается в течение 3-4 минут. У некоторых людей в механизме образования сгустка крови происходит сбой. Тогда говорят о пониженной свертываемости крови. При ранении сосудов кровь не свертывается. Даже удаление зуба может вызвать смертельное кровотечение. Гемофилия наследственное заболевание, то есть передается от родителей к детям. Но у него есть одна интересная особенность: болеют гемофилией только мужчины, а передают ее по наследству только женщины. Больной отец передает гемофилию дочери, у которой не будет внешних признаков болезни. А дочь передает ее своему сыну, у которого гемофилия проявится в полной мере. При гемофилии опасны не только ранения. Даже ушиб, который у здорового человека проявится в худшем случае синяком, у больного гемофилией может иметь тяжелые последствия. Под кожей, внутри кожи, между мышцами могут образовываться целые «озера» крови. Человек больной гемофилией, живет в постоянной тревоге за свой завтрашний день и должен быть осторожен в быту. Встречается с частотой 1:2500 у новорожденных мальчиков.

Дальтонизм – частичное нарушение цветового зрения (чаще всего неспособность различать красный и зеленый цвета). Встречается у 8% мужчин и только у 0,5% женщин. Женщины оказываются цветослепыми только тогда, когда имеют отца-дальтоника и гетерозиготную по этому гену мать. Имея такое заболевание невозможно овладеть рядом профессий.

Наследование гемофилии

Р       X^H X^h                   *        X^HY

        X^H      X^h                         X^H     Y 

F1   X^H X^H     X^HY              X^HX^h   X^hY

Наследование дальтонизма (Самостоятельная работа ученика у доски)

 Р      X^D X^d          *        X^DY

        X^D      X^d                         X^D     Y 

F1   X^D X^D     X^DY              X^DX^d   X^dY

III. Закрепление знаний

Задача.

Дочь дальтоника вышла замуж за сына дальтоника. Оба различают цвета нормально.

1.     Укажите генотипы родителей и первого поколения(F1)

2.     Определите, каким будет зрение у первого поколения (сыновей и дочерей)

Женщина, вступившая в брак, различает цвета нормально, но ее отец - дальтоник. Следовательно, она гетерозиготна по данному признаку, т.е. в ее генотипе есть аномальный ген.

Мужчина различает цвета нормально, хотя и его отец дальтоник, т.к. отец передает сыну только У – хромосому.

Обозначим ген нормального зрения буквой D  ,  а аномальный – d.

Р       X^D X^d          *        X^DY

        X^D      X^d                         X^D     Y 

F1   X^D X^D     X^DY              X^DX^d   X^dY

Ответ: Дочери в этой семье будут различать цвета нормально, 50% сыновей будут дальтониками.

(Воспользоваться схемой на доске по наследованию дальтонизма)

IV. Выводы по уроку.

1.Какой тип хромосом играет решающую роль в определении пола у людей?

2. Кому передает отец Х-хромосому? У-хромосому?

3. Какие хромосомы от дедушек может получить внук?

4. Какие хромосомы получает внучка от бабушек?

5. Какие заболевания наследуются по женской линии?

6. Чем отличаются аутосомы от половых хромосом?

7. Сколько аутосом у дрозофилы? У человека?

ВЫВОД:

1.     Пол – это совокупность признаков и свойств организма, обеспечивающих функции воспроизведения потомства и передачу генетической информации на основе образования гамет.

2.     Гомогаметный, гетерогаметный пол.

3.     Наследование признаков, гены которых локализованы в Х- или У-хромосомах, называют наследованием, сцепленным с полом.

4.     Наследственные заболевания – гемофилия и дальтонизм передаются рецессивными аллелями в Х-хромосоме, носителем которого является мать.

V.Домашнее задание: п.3.10, с.115-117, ?? на с. 117.

Задача. Отец и сын – дальтоники, а мать различает цвета нормально. Правильно ли будет сказать, что в этой семье сын унаследовал свой недостаток зрения от отца?

VI.Оценки за урок:

Приложение.

Тестирование (разный уровень сложности)

7 вариант

1. При скрещивании 2-х гомозиготных организмов, различающихся по одной паре признаков, новое поколение гибридов окажется единообразным и будет похоже на одного из родителей. Это положение иллюстрирует следующий закон генетики:

- закон расщепления

- закон сцепленного наследования

- правило доминирования

- закон независимого распределения генов

2. Моногибридное скрещивание – это скрещивание родительских форм, которые различаются   по:

- окраске и форме семян

- двум парам признакам

- одной паре признаков

- форме и размерам семян

3. В своей работе Г.Мендель применил метод исследования, при котором скрещивал различающиеся по определенным признакам родительские формы и прослеживал появление изучаемых признаков в ряде поколений. Этот метод исследования называется:

- гибридологическим

- биохимическим

 -цитогенетическим

- генеалогическим

4. Определите среди перечисленных генотипов рецессивный гемозиготный генотип:

А) АА; б) Аа;  в) Вв; г) аа

5. Среди перечисленных генотипов укажите гетерозиготный генотип:

А) Аа; б) АА;  в) аа; г) вв

6. Из перечисленных генов доминантным является:

А) а; б) в; в) с; г) А

7. Определите генотип, который содержит одинаковые аллели  одного гена:

А) Аа б) Вв в) Сс; г)АА

8. У особи с генотипом ААВВ могут образоваться гаметы:

А) АА; б) АВ; в) ВВ; г)Ав

9. Определите фенотипический признак растения гороха с генотипом ааВв (семена желтые – А, зеленые – а, гладкие –В, морщинистые – в

-семена зеленые гладкие

- семена зеленые  морщинистые

- семена желтые гладкие

- семена желтые морщинистые

10. Растение гороха с желтыми гладкими семенами может иметь следующий генотип:

А) аавв; б) АаВв; в) ааВв г) Аавв

11. Как называется 1 закон Менделя?

8 вариант

1. При скрещивании гибридов первого поколения между собой наблюдается расщепление: вновь появляются особи с рецессивными признаками. Это положение иллюстрирует следующий закон генетики:

- расщепления

- независимого наследования, распределения генов

- правило доминирования

2. Дигибридное скрещивание – это скрещивание родительских форм, которые различаются по:

- двум парам признаков

- окраске семян

- форме семян

- по одной паре признаков

3. Совокупность внешних и внутренних признаков организма называется:

- генофондом

- фенотипом

- наследственностью

- генотипом

4. Определите среди перечисленных генотипов доминантный гомозиготный генотип:

А) Аа;  б) Вв; в) ВВ,; г) вв

Среди перечисленных генотипов определите доминантный гетерозиготный генотип:

А) ВВ; б) СС; в) вв; г)Вв

5. Среди перечисленных генов доминантным является:

А) а; б) В; в) в; г) с

6. Определите генотип, который содержит одинаковые аллели одного гена:

А) Аа; б) ВВ; в) Сс; г) Вв

7. У особи с генотипом ааВВ могут образоваться гаметы:

А) аВ; б) ВВ; в) аавв; г) Аавв

8.  Определите фенотипический признак растения гороха с генотипом АаВв (семена желтые – А, морщинистые, зеленые – а, гладкие – В, морщинистые – в):

-семена зеленые морщинистые

- семена желтые морщинистые

- семена зеленые гладкие

- семена желтые гладкие

9. Как называется 1 закон Менделя?

10. Растения гороха с желтыми морщинистыми семенами может иметь следующий генотип: а) АаВв, б) ААВВ; в) ааВВ; в) ааВВ

1 вариант

1.При скрещивании 2-х гомозиготных организмов, различающихся по одной паре признаков, новое поколение гибридов окажется единообразным и будет похоже на одного из родителей. Это положение иллюстрирует следующий закон генетики:

- закон расщепления

- закон сцепленного наследования

- правило доминирования

- закон независимого распределения генов

2. Определите среди перечисленных генотипов рецессивный гемозиготный генотип:

А) АА; б) Аа;  в) Вв; г) аа

3. Из перечисленных генов доминантным является:

А) а; б) в; в) с; г) А

4. Дигибридное скрещивание – это скрещивание родительских форм, которые различаются по:

- двум парам признаков

- окраске семян

- форме семян

- по одной паре признаков

2 вариант

1. Моногибридное скрещивание – это скрещивание родительских форм, которые различаются   по:

- окраске и форме семян

- двум парам признакам

- одной паре признаков

- форме и размерам семян

2. Среди перечисленных генотипов укажите гетерозиготный генотип:

А) Аа; б) АА;  в) аа; г) вв

3. Определите фенотипический признак растения гороха с генотипом ааВв (семена желтые – А, зеленые – а, гладкие –В, морщинистые – в

-семена зеленые гладкие

- семена зеленые  морщинистые

- семена желтые гладкие

4. У особи с генотипом ааВВ могут образоваться гаметы:

А) аВ; б) ВВ; в) аавв; г) Аавв

3 вариант

1. Совокупность внешних и внутренних признаков организма называется:

- генофондом

- фенотипом

- наследственностью

- генотипом

2. Растение гороха с желтыми гладкими семенами может иметь следующий генотип:

А) аавв; б) АаВв; в) ааВв г) Аавв

3. Определите генотип, который содержит одинаковые аллели одного гена:

А) Аа; б) ВВ; в) Сс; г) Вв

4. Моногибридное скрещивание – это скрещивание родительских форм, которые различаются   по:

- окраске и форме семян

- двум парам признакам

- одной паре признаков

- форме и размерам семян

4 вариант

1. Дигибридное скрещивание – это скрещивание родительских форм, которые различаются по:

- двум парам признаков

- окраске семян

- форме семян

- по одной паре признаков

2. У особи с генотипом ааВВ могут образоваться гаметы:

А) аВ; б) ВВ; в) аавв; г) Аавв

3. Из перечисленных генов доминантным является:

А) а; б) в; в) с; г) А

4. Растение гороха с желтыми гладкими семенами может иметь следующий генотип:

А) аавв; б) АаВв; в) ааВв г) Аавв

5 Вариант

1. Как называется 2 закон Менделя?

2. Определите фенотипический признак растения гороха с генотипом ааВв (семена желтые – А, зеленые – а, гладкие –В, морщинистые – в

-семена зеленые гладкие

- семена зеленые  морщинистые

- семена желтые гладкие

3. Совокупность внешних и внутренних признаков организма называется:

- генофондом

- фенотипом

- наследственностью

- генотипом

4. У особи с генотипом ааВВ могут образоваться гаметы:

А) аВ; б) ВВ; в) аавв; г) Аавв

5.  Определите фенотипический признак растения гороха с генотипом АаВв (семена желтые – А, морщинистые, зеленые – а, гладкие – В, морщинистые – в):

-семена зеленые морщинистые

- семена желтые морщинистые

- семена зеленые гладкие

- семена желтые гладкие

6 вариант

1. У особи с генотипом ААВВ могут образоваться гаметы:

А) АА; б) АВ; в) ВВ; г)Ав

2. В своей работе Г.Мендель применил метод исследования, при котором скрещивал различающиеся по определенным признакам родительские формы и прослеживал появление изучаемых признаков в ряде поколений. Этот метод исследования называется:

- гибридологическим

- биохимическим

 -цитогенетическим

- генеалогическим

3. Среди перечисленных генов доминантным является:

А) а; б) В; в) в; г) с

4. Моногибридное скрещивание – это скрещивание родительских форм, которые различаются   по:

- окраске и форме семян

- двум парам признакам

- одной паре признаков

- форме и размерам семян