Открый урок на тему Генетика пола и сцепленное сполом наследование

Государственное бюджетное профессиональное учреждение Самарской области

«Технологический колледж имени Н.Д. Кузнецова»

Специальность 35.01.19«Мастер садово- паркового и ландшафтного строительства »

Биология

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА УЧЕБНОГО ЗАНЯТИЯ

По теме:  Генетическое определение пола.  Сцепленное с полом наследование

Преподаватель Кузнецова Любовь Анатольевна

Тема урока:«Генетическое определение пола. Сцепленное с полом наследование»

Цель: рассмотреть хромосомный механизм определения пола организма, сущность наследования признаков, сцепленных с полом; продолжить формирование умений решать генетические задачи

Задачи:

образовательные:

- актуализировать ранее полученные знания;

- систематизация теоретических знаний по теме «Взаимодействие неаллельных генов»; 

- изучить хромосомный механизм определения пола;

- знать особенности наследования признаков, связанных с полом;

-рассмотреть некоторые патологические признаки заболеваний, гены которых локализованы в половых хромосомах;

развивающая:

- продолжить формирование умений и навыков, необходимых для решения генетических задач;

- выработка умений самостоятельного   составления блок- схемы;

- способствовать пониманию необходимости знания истории своей семьи;

- развивать умение анализировать, сравнивать и обобщать, используя дополнительную литературу и информационные технологии;

воспитательные:

- повысить восприимчивость обучающихся к вопросам  сохранения своего здоровья и здоровья других людей;

- формирование коммуникативной компетенции.

Вид учебного занятия: урок.

Тип урока : урок комплексного  применения знаний, умений, навыков.

Межпредметные связи:

1.                      обеспечивающие учебные дисциплины: информатика, анатомия и физиология человека, ботаника, зоология, история, математика;

2.                      обеспечиваемые дисциплины: различные сельскохозяйственные науки, медицина, селекция.

Наглядные пособия , раздаточный материал:

- разноуровневые карточки для самостоятельной работы обучающихся   во внеурочное время ;

-карточки для закрепления изученного материала на уроке (для слабых обучающихся).

Программноеобеспечение :

- Microsoft Office, Microsoft Office Power Point.

Технические средства обучения:

мультимедийный проектор,  локальная  компьютерная сеть, экран.

Используемая литература:

1.                      основная:

А.П. Пуговкин, н. А. Пуговкина Биология Учебник для 10-11 классов

(базовый уровень) Москва Издательский центр «Академия» 2009

2.                      дополнительная для обучающихся:

- Ланцман М.Н. Большой медицинский справочник: Новейшая версия.- Ь.:РИПОЛ классик,2005г.

- Медников Б.М. Биология:формы и уровни жизни: Пособие для учащихся.-М:Просвещение,1994г;

- Петровский Б.В. Популярная медицинская энциклопедия. Т.1;-М.: «Советская энциклопедия»,1987г.

- Трибис Е. Законы живой природы.- М.:РИПОЛ КЛАССИК, 2002г;

- Тарасенко Н.Д., Лушанова Г.И. Что вы знаете о своей наследственности?- Новосибирск:Наука., 1991г;

- Франк-КаменецкийМ.Д.Самая главная молекула-2-е изд.,перераб. И доп.- М.:Наука.,1988.

3.для преподавателя:

-  Вагина Л.А., Дорошенко Е.Ю, Хуртова Т.В. Школа молодого учителя, в 2-х ч.- Волгоград: Учитель, 2007г.

- Гаврилова А.Ю. Биология.10: поурочные планы по учебнику Д.К.Беляева, П.М.Бородина в 2-х ч.-2-е изд., стереотип.-Волгоград:Учитель,2008г.

Интернет – источники:

http://www.antula.ru/daltonism-test4.htm

http://surya-shanti.com/mozart.php?q=john-conrad-otto-hemophilia&page=3

http://lidijavk.ucoz.ru

http://festival.1september.ru/articles/537540/

http://www.uchportal.ru/load/74-1-0-32030

http://ru.wikipedia.org/wiki/ 

http://yablor.ru/blogs/viktoriya-koroleva-velikobritanii/1684859 

http://www.sovsekretno.ru/magazines/article/1181 

http://bio.1september.ru/article.php?ID=200103202 

http://www.megabook.ru/PreviewImage.asp?AID=620549 

http://images.yandex.ru/yandsearch 

Нормативно-техническая документация:

- Стандарт среднего (полного) общего образования по биологии;

- Программа по биологии среднего (полного) общего образования линия А.П.Пуговкин

- Техника безопасности в кабинете биологии.

ХОД УРОКА.

I.Организационный момент: (2 мин);

-проверка личного состава обучающихся и визуальной готовности класса к уроку.

II. Проверка знаний обучающихся по ранее изученному материалу: (5 мин.)

-разноуровневые тестовые задания по §29-§32. Приложение №1

III. Подведение  итогов проверки знаний учеников: (3 мин.)

IV. Сообщение темы урока и постановка целей урока перед обучающимися

 (1 мин.); тема урока записывается учителем на доске, а обучающиеся в тетрадях. Слайд 1

V. Изложение нового учебного материала: (20мин.); по ходу объяснения  учебного материала  преподавателем обучающиеся записывают в тетрадь

ключевые слова: гемизиготы, гемофилия, гомогенный и гетерогенный пол, дальтонизм, сцепленное с полом наследование  Слайд2

Изучение поведения хромосом во время мейоза и оплодотворения позволило решить важную биологическую проблему – определение пола.

Пол организма — это совокупность признаков и анатомических структур, обеспечивающих половой путь размножения и передачу наследственной информации.

В определении пола будущей особи ведущую роль играет хромосомный аппарат зиготы — кариотип. Различают хромосомы, одинаковые для обоих полов — аутосомы, и половые хромосомы.  Слайд4

В кариотипе человека содержится 44 аутосомы и 2 половые хромосомы — Х и Y. За развитие женского пола у человека отвечают две Х-хромосомы, т. е. женский пол гомогаметен. Развитие мужского пола определяется наличием Х- и Y-хромосом, т. е. мужской пол гетерогаметен. Сочетание половых хромосом в зиготе определяет пол будущего организма.  Слайд 5

У всех млекопитающих, человека и мухи-дрозофилы, гомогаметным является женский пол, а гетерогаметным — мужской. У птиц и бабочек, наоборот, гомогаметен мужской пол, а женский — гетерогаметен. Слайд 5

Обычно различают первичные и вторичные половые признаки. К первичным половым признакам относят морфологические и физиологические особенности организма, которые обеспечивают образование гамет и слияние их в процессе оплодотворения. Первичные половые признаки определяют также различия в строении внутренних и наружных половых органов.

К вторичным половым признакам относят такие признаки и свойства организма, которые непосредственно не обеспечивают процесса гаметогенеза, спаривания и оплодотворения, но играют определенную роль в половом размножении. Развитие вторичных половых признаков, например, у человека проявляется в следующем: у мальчиков – в росте волос на лице и теле, увеличении размеров кадыка, «ломке» голоса; у девочек – в округлении контуров тела, отложении жира в подкожной клетчатке, увеличении грудных желез, расширении костей таза. Такое подразделение признаков следует считать условным, так как вторичные половые признаки, контролируемые гормональной деятельностью, непосредственно связаны с нормальной работой первичнополовых органов – половых желез.

Признаки пола, как и любые другие признака, определяются генами. Как известно, гены лежат в хромосомах. Еще Г. Мендель предполагал, что пол особи наследуется так же, как и любой другой признак при анализирующем скрещивании гетерозиготного (Aa) и гомозиготного рецессивного (aa) родителей.

Напомним, что хромосомы, по которым особи разного пола отличаются друг от друга, называются половыми хромосомами. Хромосомы, одинаковые у особей обоих полов, носят название аутосом Слайд 8

Аутосомы обычно обозначают буквой A. Хромосомные формулы самцов и самок дрозофилы можно обозначить следующим образом:

Самец (♂) = 6A (аутосомы) + XY (половые хромосомы). Самка (♀) = 6A (аутосомы) + XX (половые хромосомы).

Определение пола. Поскольку у самок дрозофилы в каждой из четырех пар хромосом обе хромосомы сходные, то после мейоза у нее образуются однотипные гаметы, содержащие по четыре хромосомы (3A + X) У самцов вследствие различий в строении половых хромосом равновероятно образуются сперматозоиды с X-хромосомой (3A + X) в с Y-хромосомой (3A + Y). Слайд 9

Если яйцеклетка оплодотворяется сперматозоидом, содержащим X-хромосому, то образуется зигота со следующей хромосомной формулой: 6A + XX, а если сперматозоидом с Y-хромосомой, то зигота имеет хромосомную формулу: 6A + XY. В первом случае образуется самка (XX), а во втором – самец (XY).
Соотношение самцов и самок в потомстве мушки дрозофилы равновероятно.

Аналогично определяется пол у многих других животных, в том числе у человека. В соматических клетках женщины имеется 22 пары аутосом и две X-хромосомы, а в соматических клетках мужчин – 22 пары аутосом, одна X-хромосома и одна Y-хромосома. Яйцеклетки человека имеют одинаковые по форме хромосомы (хромосомная формула 22A + X), а сперматозоиды бывают двух типов – с X-хромосомой (формула 22A + X) и с Y-хромосомой (формула 22A + Y). Если при оплодотворение участвует сперматозоид с X-хромосомой, то из зиготы развивается женская особь, если же яйцеклетка оплодотворяется сперматозоидом с Y-хромосомой, то из зиготы развивается мужская особь. Оба события равновероятны. Такой вариант определения пола, когда самки имеют две X-хромосомы, а самцы – одну X-хромосому и одну Y-хромосому, характерен для всех млекопитающих, нематод, моллюсков, иглокожих, большинства членистоногих, в том числе дрозофилы. В этом случае женский пол гомогаметный, а мужской – гетерогаметный.

У других животных,например у птиц, пресмыкающихся, многих видов рыб, некоторых земноводных и насекомых, в частности у бабочек, существует иной вариант определения пола, у них гомогаметен мужской пол (половые хромосомы XX), а гетерогаметен – женский (XY).

Иногда встречаются виды организмов (пчелы, клопы), у которых гомогаметен женский пол (ХХ), гетерогаметен мужской пол, но особи мужского пола имеют лишь одну половую хромосому (X0). Слайд 10

Наследование, сцепленное с полом. Признаки, наследуемые с половыми хромосомами, получили название признаков, сцепленных с полом.
У человека наследование признаков, сцепленных с Y-хромосомой, может быть только у мужчин, а наследование признаков, сцепленных с X-хромосомой, – как у мужчин, так и у женщин. По генам, локализованным в X-хромосоме, женщина может быть как гомозиготной, так и гетерозиготной. Рецессивные аллели у нее фенотипически проявляются только в гомозиготном состоянии. Поскольку у мужчин одна X-хромосома, то все локализованные в ней гены, даже рецессивные, проявляются в фенотипе.У человека сцепленно с полом наследуются некоторые заболевания, например гемофилия (медленная свертываемость крови, повышенная кровоточивость). Аллель гена, контролирующий нормальную свертываемость крови (H), и его аллельная пара «ген гемофилии» (h) находятся в X-хромосоме. Аллель H – доминантный, аллель h – рецессивный. Если женщина гетерозиготна (X^HX^h), то она – носительница гемофилии, признаки болезни у нее не проявляются. Если у мужчины имеется доминантный аллель (X^HY), он здоров, если рецессивный аллель (X^hY), то болен гемофилией.

Наследование гемофилии можно изобразить в виде следующих схем:

1. У матери нормально свертывается кровь, она гомозиготна по этому признаку (X^HX^H), отец страдает гемофилией (X^hY):

Все дети фенотипически здоровы, но дочери гетерозиготны по гену гемофилии и являются носителями этого гена.

2. Мать – носитель аллеля гемофилии (X^HX^h), отец здоров (X^HY):

В этом случае все дочери фенотипически здоровы, хотя 50% из них носители аллеля гемофилии; 50% сыновей здоровы, 50% – страдают гемофилией.

Естественно, что рецессивный аллель гемофилии в гетерозиготном состоянии находится у женщин в ряду поколений, пока снова не проявится у потомков мужского пола.   Слайды11-12-13-14

Аналогичным образом наследуется дальтонизм, т. е. такая аномалия зрения, когда человек не различает цвета, чаще всего красный и зеленый.

 Цветовое восприятие здорового человека (А) и больного дальтонизмом (Б)
Нормальное цветовосприятие обусловлено доминантным аллелем, локализованным в X-хромосоме. Дальтонизм гораздо чаще встречается у мужчин, чем у женщин. Люди, страдающие дальтонизмом, не допускаются к управлению транспортными средствами. Слайды15-16

Вывод: Наследование, сцепленное с полом, доказывает локализацию генов в хромосомах. Оно осуществляется в строгом соответствии с поведением хромосом при мейозе и оплодотворении.

VI. Закрепление изученного материала:(10 мин.), Слайд 17

1.   Как называются хромосомы, одинаковые у обоих полов?

2.   Какие хромосомы называются половыми или гетерохромосомами?

3.   От чего зависит пол будущего потомка?

4.   Какой пол и почему называется гомогаметным?

5.    Какой пол называется гетерогаметным?

6.   Какой пол гомогаметен у человека, большинства позвоночных, многих насекомых и двудомных растений?

7.   Какой пол гомогаметен у птиц, бабочек, рептилий, хвостатых амфибий?

8.   Какие признаки называются сцепленными с полом?

9.   Почему у особей мужского пола в фенотипе сразу проявляются даже рецессивные признаки, связанные с Х -хромосомой?

10.                      Приведите примеры заболеваний, сцепленных с полом?

- слабые ученики дописывают схемы определения пола по индивидуальным карточкам. Приложение №2

VII. Подведение итогов проведенного урока:(2 мин.)Слайд 19

 На этапе «Подведение итогов. Рефлексия» применяется прием «для меня сегодняшний урок…». Обучающимся выдается индивидуальная карточка, в которой нужно подчеркнуть фразы, характеризующие работу ученика на уроке.

VIII.Разноуровневые задания для самостоятельной работы во внеурочное время. (2 мин.)Слайд 20

индивидуальные карточки-задания.

Приложение №3

Приложение №1

РАЗНОУРОВНЕВЫЕ ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ.

I УРОВЕНЬ СЛОЖНОСТИ.

(высокий)

Вопрос №1:

Какой пример иллюстрирует множественное действие гена?

А) у гороха желтый цвет семян подавляет проявление зеленой окраски семян;

Б) в развитии нового признака;

В) во влиянии одного гена на проявлении ряда признаков;

Г) в полном доминировании.

Вопрос№2:

Какой тип взаимодействия генов называют полимерией?

А) если несколько генов влияют на развитие одного признака;

Б) если один ген влияет на формирование ряда признаков;

В) если один ген подавляет проявление другого гена;

Г) если один ген вызывает гибель всего организма.

Вопрос №3:

Какие типы взаимодействия генов можно отнести к взаимодействию аллельных генов?

А) полное доминирование и эпистаз;

Б) неполное доминирование и плейотропность;

В) полное доминирование и кодоминирование;

Г) неполное доминирование и плейотропность.

Вопрос №4:

Какой пример иллюстрирует эпистатическое взаимодействие генов?

А) у человека цвет кожи определяется несколькими генами;

Б) при скрещивании тыкв с белыми и зелеными плодами   все гибриды будут белыми, хотя в генотипе есть  доминантный ген желтой окраски;

В) появление цветков пурпурногоцвета у душистого горошка при скрещивании 2-х чистых линий с белыми цветами;

Г) существование системы АВО для определения групп крови у человека

Вопрос №5:

Какой пример иллюстрирует действие гена-модификатора?

А) рождение кроликов с черной, белой и серой шерстью (агути);

Б) появление андалузских кур;

В) пятнистая окраска шерсти у собак породы Долматин;

Г) существование людей с разным цветом кожи.

II УРОВЕНЬ СЛОЖНОСТИ.

(средний)

Вопрос №1:

Назовите классический пример кодоминирования?

А) появление розовых цветков у ночной красавицы;

Б) определение групп крови у человека;

В) рождение метисов и мулатов;

Г) появление гибридов 1-го поколения гороха с пурпурными цветками от чистых линий с белыми цветками.

Вопрос №2:

Как называются гены, расположенные в одной паре хромосом?

А) сцепленные гены;

Б) аллельные гены;

В) рецессивные гены;

Г) доминантные гены;

Вопрос №3:

В чем проявляется множественное действие гена?

А) в ослаблении или усилении других признаков;

Б) в развитии нового признака;

В) во влиянии одного гена на проявление ряда признаков;

Г) в полном доминировании.

Вопрос №4:

В чем проявляется неполное доминирование?

А) в неполном подавлении доминантной аллелью рецессивной аллели;

Б) в подавлении доминантной аллелью рецессивной аллели;

В) во влиянии ряда генов на формирование одного признака;

Г) доминантная аллель становится рецессивной.

Вопрос №5:

Какой пример иллюстрирует полимерию?

А) у человека цвет кожи зависит от числа доминантных аллелей;

Б) при скрещивании растений ночной красавицы с красными и белыми  цветками у потомства появляются розовые;

В) у тыквы ген У подавляет проявление окраски;

Г) один ген в гомозиготе всегда летальный.

III УРОВЕНЬ СЛОЖНОСТИ.

(низкий)

Вопрос№1:

О чем идет речь: - это арифметическая сумма всех генов, взаимосвязанных и взаимодействующих друг с другом.

А) фенотип;

Б) генотип;

В) гаметы;

Г)хромосомы.

Вопрос №2:

Между какими генами может возникнуть взаимодействие?

А) аллельными и неаллельными;

Б) аллельными и доминантными;

В) неаллельными и комплементарными;

Г) неаллельными эпистазными.

Вопрос №3:

Сколько типов взаимодействия неаллельных генов можно выделить?

А)3;

Б)4;

В)5;

Г)6.

Вопрос №4:

Назовите классический пример кодоминирования?

А) появление розовых цветков у ночной красавицы;

Б) рождение мулатов и метисов;

В) определение групп крови у человека;

Г) появление гибридов 1-го поколения гороха с пурпурными цветками от чистых линий с белыми цветками.

Вопрос №5:

В чем проявляется полное доминирование?

А) в подавлении доминантным геном аллелью рецессивной аллели;

Б) во влиянии одного гена на формирование одного признака;

В) во влиянии ряда генов на формирование одного признака;

Г) во влиянии одного гена на весь организм с летальным исходом.

Приложение №2

СХЕМЫ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ НОВОГО МАТЕРИАЛА.

А) Задание: закончите схему определения пола.

                               Человек

 

♂                                                ♀

Б) Задание: закончите схему определения пола.

                              Кузнечик

                                                ♀            

♂                                                                                   

В) Задание: закончите схему определения пола.

 

                               Шелкопряд

♂                                                 ♀

А) Задание: закончите схему определения пола.

                                 Моль

    ♂                                         ♀            ♀

Приложение №3

РАЗНОУРОВНЕВЫЕ   ЗАДАНИЯ

ДЛЯ   РАБОТЫ   ВО ВНЕУРОЧНОЕ   ВРЕМЯ.

I   УРОВЕНЬ СЛОЖНОСТИ   .

(высокий)

1.                      Решить задачу. У здоровых родителей со II группой крови родился сын с I группой крови и гемофилией. Гемофилия наследуется как рецессивный, сцепленный с Х-хромосомой признак. Определите вероятность рождения второго ребенка здоровым и возможные группы его крови.

II   УРОВЕНЬ СЛОЖНОСТИ   .

(средний)

1.                      Решить задачу. Докажите, что ген отвечающий за окраску глаз у дрозофилы действительно локализован в Х-хромосоме , т.е. сцеплен с полом , а Y – хромосома таких генов не содержит .

III   УРОВЕНЬ СЛОЖНОСТИ .

(низкий)

1.                      Решить задачу. Дальтонизм наследуется как признак, сцепленный с Х-хромосомой. Какова вероятность рождения детей с этой аномалией в семье, где отец страдает этим заболеванием, а мать  здорова.

РЕШЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ.

I   УРОВЕНЬ СЛОЖНОСТИ   .

У здоровых родителей со IIгруппой крови родился сын с I группой крови и гемофилией. Гемофилия наследуется как рецессивный, сцепленный с Х-хромосомой признак. Определите вероятность рождения второго ребенка здоровым и возможные группы его крови.

дано:                                            решение:

P – IIгр.кр.(I^AI^O)Р:   ♀   I^AI^OX^HX^h           ♂ I^AI^OX^HY

F₁ :I^OI^O;X^hY

                                 G:  ♀ I^AX^H;I^AX^h ; I^OX^h;I^OX^H

найти:                                                                              ♂  I^AX^H;I^AY;I^OX^H;I^OY

F_{1  здоровые}- ?             

С какой группой

 крови -?

♀	♂	IОXH	IOY	IAXH	IAY
IOXH		IOIOXHXH I  здор.	IOIOXHY Iздор.	IOXHXH IIздор.	IAIOXHY II   здор.
IOXh		IOIOXHXh Iздор.	IOIOXhY Iгем.	IAIOXHXh IIздор.	IAIOXhY IIгем.
IA XH		IAIOXHXH IIздор.	IAIOXHY IIздор.	IAIAXHXH IIздор.	IAIAXHY IIздор.
IAXh		IAIOXHXh IIздор.	IAIOXhY IIгем.	IAIAXHXh IIздор.	IAIAXhY IIгем.

Здоровых детей с I и IIгруппой крови 12/16, т.е. 75%.

Детей гемофиликов с I и II   группой крови 4/16 , т.е. 25%.

Ответ: вероятность рождения второго ребенка здоровым составит 75%, возможные группы крови Iи II.

РЕШЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ.

II   УРОВЕНЬ СЛОЖНОСТИ   .

Докажите, что ген отвечающий за окраску глаз у дрозофилы действительно локализован в Х-хромосоме, т.е. сцеплен с полом, а Y – хромосома таких генов не содержит .

Рассмотрим случай скрещивания гомозиготной красноглазой самки с белоглазым самцом.

дано:                                            решение:

♀ - X^WX^Wа)Р₁:   ♀   X^WX^W             ♂ X^wY

♂ - X^wY                   

G:  ♀  X^{W  ;}     X^W♂X^{w  ;}  Y

W – красные

               глаза               F₁: X^WX^w;     X^WY   ;   X^WX^w;   X^WY

w – белые глаза                 ♀ кр.г.        ♂ кр.г.     ♀ кр.г.       ♂ кр.г.    

 

найти:                       

F₁- ?                                  б) Р₂:   ♀   X^WX^w    ♂ X^WY

 

G:  ♀  X^{W  ;}     X^w♂X^{W  ;}  Y

F₁:    X^WX^W;     X^WY   ;   X^WX^w;   X^wY

                                           ♀ кр.г.           ♂ кр.г.     ♀ кр.г.       ♂бел .г.    

При скрещивании гибридов из первого поколения между собой оказалось, что все самки получилиськрасноглазыми , а из самцом 50% оказались  белоглазыми и 50% красноглазыми.

Рассмотрим противоположный случай: белоглазую гомозиготную самку  скрестили  с красноглазым самцом :

дано:                                            решение:

♀ - X^wX^wа)Р₁:   ♀   X^wX^w ♂ X^WY

♂ - X^WY                  

G:  ♀  X^{w  ;}     X^w♂X^{W  ;}  Y

W – красные

               глаза               F₁: X^WX^w;  X^wY

w – белые глаза                    ♀ кр.г.    ♂ бел.г.   

                                                  50%        50%

найти:                       

F₁- ?

                                   б) Р₂ (из F₁):  ♀X^WX^w   ♂ X^wY

 

G:          ♀X^{W  ;}X^w♂X^{w  ;}  Y

F₂:    X^WX^w;     X^WY   ;   X^wX^w;   X^wY

                                               ♀ кр.г.       ♂ кр.г.     ♀ бел.г.    ♂бел .г.    

                                                25%          25%         25%         25%

Проанализировав полученные результаты  скрещивания ,  можно  сделать  вывод , что ген , отвечающий  за  окраску  глаз , действительно  локализован  в Х-хромосоме , что есть  связан  с полом , а Y – хромосома   таких  генов  не   несет.

Ответ: красный цвет глаз   у  дрозофилы  связан с  Х-хромосомой, а Y – хро-мосома   таких  генов  не   несет.