МАОУ
«Юрминская СОШ»
Открытый
урок в 9 классе
«Генетика
пола. Наследование сцепленное с полом.»
Подготовила и провела:
учитель
биологии Булатова С.И.
2013 г.
Цель: сформировать
знания о хромосомном определении пола, сцепленном с полом наследовании
признаков, за которые отвечают гены, локализованные в половых хромосомах;
Задачи:
- расширять знания учащихся о
наследственности и изменчивости организмов;
- продолжить закрепление навыков
решения генетических задач;
- сформировать у учащихся
познавательный интерес к изучению научных проблем, связанных с генетикой
пола.
Оборудование: компьютерная
презентация (Приложение 1)
Ход урока
I. Организационный
момент.
II. Актуализация
знаний.
Терминологический
диктант.
Аллельные гены-гены, расположенные
в одних и тех же точках гомологичных хромосом. Аллель может быть доминантной и
рецессивной.
Генотип - совокупность генов в
генетическом наборе у данного вида.
Гетерозиготность - состояние
гибридного генетического набора, при котором гомологичные хромосомы содержат
различные аллели.
Гомологичные хромосомы- хромосомы,
сходные по строению и несущие одинаковый набор аллельных генов.
Диплоидность- наличие четного числа
хромосом в клетках, при котором каждой хромосоме соответствует ее гомолог.
Доминантность - преимущественное
появление в фенотипе одного из двух парных генетических признаков в
противоположность рецессивному признаку.
Мутация - случайное изменение
генетического материала, передающееся по наследству.
Рецессивность - отсутствие
проявляемости данного аллеля в паре с доминантным аллелем.
Фенотип- совокупность свойств и
признаков организма, которые являются результатами взаимодействия генотипа
особи и окружающей среды.
(Варианты работы с терминами - на
усмотрение учителя)
III. Изучение
нового материала.
Проблемный вопрос.
Ученые заметили, что в мире
рождение девочек и мальчиков приближено к соотношению 1:1. Почему так
происходит?
Почему некоторые болезни женщины
передают своим сыновьям, а дочери этими болезнями не страдают. Почему у
животных определенные фенотипические признаки также зависят от пола?
1. Работы Т.
Моргана по определению пола. Понятия: “кариотип”, “аутосомы”, “половые
хромосомы”.
С 1911 года Томас Морган и его
соратники начали публиковать серию работ, в которых экспериментально, на основе
многочисленных опытов с дрозофилами, и была сформулирована в основных чертах
хромосомная теория наследственности, подтвердившая и подкрепившая законы,
открытые Менделем.
По аналогии с анализирующим
скрещиванием можно предположить, что один пол дает два типа гамет
(гетерогаметный), а другой — один тип (гомогаметный). От того, какой из типов
гамет гетерогаметного пола встретится при оплодотворении с гаметой
единственного типа гомогаметного пола, зависит пол развивающегося потомка.
Такое же предположение высказал Г. Мендель. Возникает вопрос, в чем отличие
между гаметами разных типов?
Это предположение было подтверждено
в начале XX века, когда Т. Моргану и его сотрудникам удалось установить, что
самцы и самки различаются по набору хромосом.
Дополнительно:
Подлинное обоснование хромосомной
теории наследственности было дано в работах Т. Моргана и его школы (начиная с
1911), в которых было показано точное соответствие между генетическими и
цитологическими данными. В опытах на дрозофиле было установлено нарушение
независимого распределения признаков - их сцепленное наследование. Это явление
было объяснено сцеплением генов, то есть нахождением генов, определяющих эти
признаки, в одной определенной паре хромосом. Изучение частоты рекомбинаций
между сцепленными генами (в результате кроссинговера) позволило составить карты
расположения генов в хромосомах. Итак, выделим основные положения хромосомной
теории наследственности:
1. Гены располагаются в хромосомах,
различные хромосомы содержат неодинаковое число генов, набор генов каждой из
негомологичных хромосом уникален.
2. Гены в хромосоме расположены
линейно, каждый ген занимает в хромосоме определенный локус (место).
3. Гены, расположенные в одной
хромосоме, образуют группу сцепления и вместе (сцеплено) передаются потомкам,
число групп сцепления равно гаплоидному набору хромосом.
4. Сцепление не абсолютно, так как
в профазе мейоза может происходить кроссинговер и гены, находящиеся в одной
хромосоме, разобщаются. Сила сцепления зависит от расстояния между генами в
хромосоме: чем больше расстояние, тем меньше сила сцепления, и наоборот.
Расстояние между генами измеряется в процентах кроссинговера. 1% кроссинговера соответствует
одной морганиде.
У дрозофилы фенотипические различия
между двумя полами явно связаны с различиями в хромосомах
Ранее цитологи открыли в
хромосомных наборах ряда видов животных особые, так называемые половые
хромосомы, которыми самки отличаются от самцов. В одних случаях самки имеют 2
одинаковые половые хромосомы(XX), а самцы - разные(XY), в других - самцы-2
одинаковые(XX, или ZZ), а самки - разные(XY, или ZW). Пол с одинаковыми
половыми хромосомами называется гомогаметным , с разными - гетерогаметным.
Женский пол гомогаметен, а мужской гетерогаметен у некоторых насекомых (в том
числе у дрозофилы) и всех млекопитающих. Обратное соотношение - у птиц и
бабочек. Ряд признаков у дрозофилы наследуется в строгом соответствии с
передачей потомству X-хромосом.
Рассмотрим пример наследования пола
у организмов, у которых мужской пол гетерогаметен. В процессе гаметогенеза у
самок образуются яйцеклетки, которые несут только Х половую хромосому, тогда
как по теории вероятности половина спермиев несет Х хромосому и половина - Y
хромосому. Пол потомка зависит только от того, какой спермий оплодотворит
яйцеклетку, и так как спермиев двух видов равное количество, то вероятность
появления потомка мужского или женского пола равна. Таким образом, Х-Y механизм
определения пола гарантирует появление в каждом поколении примерно равного
числа самок и самцов.
Одинаковые по внешнему виду
хромосомы в клетках раздельнополых организмов называют аутосомами.
Общее число, размер и форма
хромосом - кариотип.
Хромосомная теория наследственности
вскрыла внутриклеточные механизмы наследственности, дала точное и единое
объяснение всех явлений наследования при половом размножении, объяснила
сущность изменений наследственности, то есть изменчивости.
Промежуточный
контроль:
Найдите соответствия:
1.
Кариотип.
2. Половые хромосомы
3. Аутосомы.
4. Гетерогаметный пол
5. Гомогаметный пол.
|
1. Пара
различающихся хромосом, неодинаковых у самца и самки .
2. Пара различающихся хромосом,
неодинаковых у самца и самки .
3. Одинаковые по внешнему виду
хромосомы в клетках раздельнополых организмов.
4. XY
5. XX
|
2. Наследование
признаков, сцепленных с полом. Молекулярные (генные) и хромосомные заболевания.
Гены, находящиеся в половых
хромосомах, называют сцепленными с полом.
В X-хромосоме имеется участок, для
которого в Y- хромосоме нет гомолога.
Поэтому у особей мужского пола
признаки, определяемые генами этого участка, проявляются даже в том случае,
если они рецессивны.
Многие признаки и болезни человека,
наследующиеся сцеплено с полом, обусловлены генами, локализованными в Х или У -
хромосоме. Таких генов известно около 120. К ним относятся гены гемофилии А и
В, недостаточности фермента глюко-зо-6-фосфат-дегидрогеназы, цветовой слепоты и
др. Такие болезни носят название молекулярных (генных).
Рассмотрим пример наследования
гемофилии:
Р
|
ХНXh
– носительница гена гемофилии
|
x
|
ХHУ
– здоровый мужчина
|
|
гаметы
|
ХН;
Xh
|
|
ХH;
У
|
|
F1
|
ХНХН
– здоровая женщина
|
ХНXh
– здоровая женщина, носительница гена гемофилии
|
ХHУ
– здоровый мужчина
|
ХhУ
– мужчина-гемофилик
|
Дополнительно:
Среди редких болезней одна хорошо
известна широкой публике. Это гемофилия. Знают ее, потому что болезнь эта в
какой-то мере определила ход российской истории. Гемофилией страдал
единственный сын Николая Второго цесаревич Алексей.
Гемофилия – наследственное
нарушение свертывания крови. Страдают этой болезнью мужчины, но передается она
по женской линии. Если у отца гемофилия, а у матери ее нет, ни у одного из
сыновей гемофилии не будет, но все дочери станут носителями гена гемофилии и
могут передать его своим детям. Если мать является носительницей гемофилии, а
отец не болен ею, то вероятность унаследовать гемофилию у сыновей – 50%, а у
дочерей стать носительницами гена гемофилии – тоже 50%. У цесаревича Алексея
было много шансов получить эту болезнь: гемофилией страдали родственники по
разным линиям: сын и внуки английской королевы Виктории, брат и племянники
царицы Александры Федоровны.
Болезнь вызывает продолжительные
кровотечения при нарушении целостности кожи, ушибе и даже самопроизвольно.
Большинство кровоизлияний происходит внутренне, обычно в суставы (коленный,
голеностопный и локтевой) и мышцы (наиболее серьезные – в переднюю часть
паховой области, икроножную мышцу и предплечье). Внутричерепные, горловые,
паховые, внутрикишечные кровотечения представляют угрозу для жизни.
Многократные кровоизлияния в суставы могут вызвать повреждение хряща и кости,
что ведет к хроническому артриту и потере трудоспособности. Средняя
продолжительность жизни больных в мире – 40–45 лет.
За сто лет, прошедших после
рождения несчастного наследника престола Российской империи, научились лечить
гемофилию. Лечить, но не вылечивать. Больным вводят заместительные факторы
свертывания крови.
Метод заместительной терапии
цельной кровью и плазмой эффективен лишь частично. Но самое главное – велика
опасность заражения больных при переливании крови передающимися с ней
медленными вирусными инфекциями, в том числе ВИЧ, гепатитом С. По данным
Всероссийского общества больных гемофилией, 95% больных в нашей стране
инфицированы вирусом гепатита С, средняя продолжительность жизни больного в
Российской Федерации составляет 30 лет. Выход гематологи видят в переходе на
полностью рекомбинантные препараты, то есть не содержащие плазмы человеческой
крови, которая является переносчиком вирусных инфекций. На Западе эти препараты
используются давно.
В России до 2005 года обеспечены
лекарствами были в зависимости от региона от 25 до 50% больных гемофилией.
Около 80% из них получали недостаточно очищенные плазменные препараты. Ситуация
улучшилась с появлением программ ДЛО: за первую половину 2007 года обеспечено
лекарствами 70–80% больных. В 2008 году гемофилия выделена из ДЛО в специальную
программу дорогостоящего лечения. Рекомбинантные препарат включен в “Перечень
жизненно важных лекарственных средств”, централизованно закупаемых за счет
федерального бюджета. Немалую роль в том, что удалось этого добиться, сыграло
Всероссийское общество больных гемофилией. При правильном лечении
продолжительность жизни пациентов с гемофилией такая же, как у людей, не
страдающих ею.
История изучения хромосомных
болезней берет начало с клинических исследований, проводившихся задолго до
описания хромосом человека и открытия хромосомных аномалий.
Хромосомные болезни - болезнь Дауна , синдромы: Тернера, Клайнфелтера, Патау,
Эдвардса.
Уменьшению вероятности появления в
семьях наследственно больных детей призваны способствовать медико-генетические
консультации. Ранняя диагностика наследственных заболеваний позволяет применить
необходимые методы лечения. Важен учёт наследственности в реакции разных людей
на лекарства и другие химические вещества. Бесспорна роль
молекулярно-генетических механизмов в этиологии злокачественных опухолей.
IV. Закрепление.
“Почему не бывает черепаховых
котов?”
Рассмотрим, как наследуется окраска
у кошек. Часто встречаются черные коты и черные кошки, рыжие коты и редко рыжие
кошки, но котов с черепаховой окраской не бывает. Этот факт объяснили, когда
выяснили, что наследование данного признака сцеплено с полом.
Какое потомство получится от
скрещивания черной кошки и рыжего кота, если ген черной окраски шерсти
доминантен по отношению к гену рыжей окраски и наследуется сцеплено с Х -
хромосомой?
Решение задачи:
Черная окраска кошек определяется
геном В, рыжая – геном b. Эти гены расположены в Х-хромосоме. В У - хромосоме
они отсутствуют. Обозначим Х-хромосому, несущую аллель В - ХВ, а
Х-хромосому с аллелем b – Хb. Поэтому возможны такие комбинации:
ХBXВ – черная
кошка; ХBУ – черный кот
XbХb – рыжая
кошка; ХbУ – рыжий кот
ХBХb –
черепаховая кошка
Так как мужская особь имеет только
одну Х-хромосому, то кот может быть или черным, или рыжим, но не может иметь
черепаховую окраску, потому что для ее развития необходимо одновременное
присутствие генов B и b.
Редко встречаются коты с
черепаховой окраской, но они, как правило, бесплодны, так как их генотип ХХY,
т.е. при мейозе у одного из родителей произошло не расхождение хромосом.
V. Итоги урока.
Выводы:
- Хромосомы у организмов делятся
на аутосомы и половые хромосомы.
- Наследование признаков
организма, а также некоторых заболеваний у человека, происходит через
половые хромосомы, т.е. сцеплено с полом.
- У многих видов расщепление по
признаку пола происходит в соотношении 1:1
- Хромосомная теория
наследственности, дала точное и единое объяснение всех явлений
наследования при половом размножении.
VII. Задание на
дом.
Параграф учебника.
Ответить на вопрос: В каком случае
у мужчины дальтоника может быть внук дальтоник.
Литература:
- Общая биология: Учебник для
10-11 классов общеобразовательных учреждений/ Д.К. Беляев, П.М. Бородин,
Н.Н. Воронцов.- М.: Просвещение,2006 г.
- Пепляева О.А., Сунцова И.В.
Поурочные разработки по общей биологии: 9 класс.- М.; ВАКО,2006
- Реферат: “Наследственность,
представления о генетическом коде, гены индивидуальности”
http://www.students.ru .
- http://www.google.ru/
(Материалы для презентации)
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.