Презентация и разработка урока на тему "Генотип как целостная система" (10 класс)

Генотип как целостная система

Пайко Галина Александровна
учитель биологии, МОУ "Миасская средняя общеобразовательная школа № 1"

---

Место урока:

урок проводится для учащихся 10 профильного биологического класса при изучении темы «Закономерности наследственности».

Цели:

1. Образовательные

• изучить механизмы определения пола в процессе групповой деятельности;
• объяснить наследование признаков сцепленных с полом;
• расширить кругозор генетических знаний учащихся.

2. Воспитательные

• способствовать воспитанию культуры общения,
• воспитывать интерес к проблеме сохранения здоровья через самостоятельную групповую работу над теоретическим материалом,
• продолжить формирование познавательного интереса к предмету через  создание ситуации успеха.

3. Развивающие

• продолжить развитие учебно-интеллектуальных умений: выделять главное и существенное, устанавливать причинно-следственные (развитие логического мышления),
• продолжить развитие учебно-познавательных умений: составлять и высказывать тезисы,
• развивать навык решения генетических задач;
• продолжить развитие учебно-организационных умений: организовать себя на выполнение поставленной задачи, осуществлять самоконтроль и самоанализ учебной деятельности.

Планируемые результаты:            

Учащиеся получают знакомятся с генетикой пола и наследованием признаков, сцепленным с полом.

Методы обучения:                 Проблемное обучение.

Форма организации учебной деятельности:    комбинированный урок с использованием Интернет-ресурсов.

Оборудование:

компьютерный класс, видеопроектор, авторская презентация, учебный диск «Общая биология. 9 класс»; ЗАО «1С» 2007 г., Издательский центр «Вентана-Граф», таблицы «Сцепленное наследование», «Хромосомное определение пола»

Ход урока:

Актуализация и постановка проблемы:                                            

Знания о цитологических основах наследственности развивались постепенно:

·         Г. Мендель – ничего не зная о генах и хромосомах, сформулировал «Гипотезу чистоты гамет» согласно которой:

a.       Каждый признак контролируется парой наследственных факторов;

b.      Наследственные факторы могут существовать в двух состояниях – доминантном и рецессивном;

c.       Гаметы генетически чисты, т.е. содержат только один ген из аллельной пары;

d.      При слиянии гамет наследственные факторы не смешиваются, а остаются в «чистом виде».

·         В 1909 году Иогансен заменил термин «фактор» на термин «ген».

·         В 1910-1920 гг. американский ученый Томас Морган сформулировал хромосомную теорию наследственности, согласно которой:

a.      Гены располагаются в хромосомах в линейном порядке;

b.      Каждый ген занимает в хромосоме определенное место (локус) и влияет на формирование определенного признака.

Дальнейшие исследования внесли существенные поправки и дополнения в хромосомную теорию наследственности и углубили знания о генах и генотипе.

Так что же такое генотип? Простая сумма генов одного организма или генотип – это система взаимодействующих генов?

Изучение нового материала:

1. Можем ли мы говорить о взаимодействии генов в генотипе?

·         Вспомните, как ведут себя  аллельные гены? Что такое полное и неполное доминирование? Напишите на доске и дайте пояснение.

Учащийся у доски поясняют на примерах полное и неполное доминирование.                                          Заслушивание ответов учащихся и просмотр слайдов презентации (слайд №  ).

·         Какой вывод мы сделаем?

Вывод: аллельные гены в генотипе взаимодействуют. Формы взаимодействия аллельных генов: полное и неполное доминирование.

Задача: определите возможные группы крови детей, мать которых имеет II группу крови, а отец  III-ю?

Учащиеся решают задачу.

·         Проанализируйте внимательно задачу. Что вы наблюдаете?

У потомства имеющего генотип АВ одновременно проявляются признаки обоих родителей. Это явление называется кодоминированием. Это еще одна форма взаимодействия аллельных генов. (слайд №  )

Таким образом, мы с вами выделили три формы взаимодействия аллельных генов. Какие?

2. А могут ли взаимодействовать неаллельные гены?

·         Могут ли у глухих родителей, родится дети с нормальным слухом?

·         Возможно ли проявление альбинизма, если в генотипе есть ген, отвечающий за окраску?

·         Почему  интенсивность окраски кожи у мулатов и негров бывает разная?

·         Почему у людей с рыжими волосами, чаще всего очень светлая кожа и обилие веснушек?

 3.  Учащиеся получают карточку-задание для работы с Интернет – ресурсом:

Карточка – задание к теме «Генотип как целостная система»

1. Выйдите на сайт  - http://bannikov.narod.ru/types.html - Типы взаимодействия генов
2. Прочтите текст и дайте ответы на вопросы:
1. Почему при скрещивании двух белых линий гороха появляются растений1 с пурпурной окраской?
2. Как называется такое взаимодействие генов?
3. Что такое эпистаз?
4. Какие гены называют генами-супрессорами?
5. От чего зависит наследование окраски зерна пшеницы?
6. Как называется данное явление?
3. Запишите в тетрадь определения ключевых понятий: комплементарность, эпистаз, полимерия, плейотропия.
4. Сформулируйте вывод о возможности взаимодействия неаллельных генов?
5.  Используя алгоритм работы, приведенный в инструктивной карточке, и, отвечая на вопросы, подготовьте устный ответ по теме “ Взаимодействие неаллельных генов ”.

3.1. Самостоятельная работа учащихся в парах с Интернет-ресурсом (сайт «Генетика»)

3.2. Подведение итогов самостоятельной работы учащихся с сайтом «Генетика» и обсуждение вопросов карточки. (см. слайды №   )

·         Могут ли у глухих родителей, родится дети с нормальным слухом?

·         Возможно ли проявление альбинизма, если в генотипе есть ген, отвечающий за окраску?

·         Почему  интенсивность окраски кожи у мулатов и негров бывает разная?

·         Почему у людей с рыжими волосами, чаще всего очень светлая кожа и обилие веснушек?

Отвечаем на проблемный  вопрос, поставленный в начале урока:

·         Так что же такое генотип? Простая сумма генов одного организма или генотип – это система взаимодействующих генов?

Вывод: Генотип – это не просто совокупность генов одного организма, генотип – это система взаимодействующих генов.

Закрепление:

Решение генетических задач:                                                                                                        

1. Учебный диск «Общая биология. 9 класс»; ЗАО «1С» 2007 г., Издательский центр «Вентана-Граф»,

См. Тема: Взаимодействие генов, Дополнительные материалы. Задача: Наследование окраски у цветков ночной красавицы.

Задачи на взаимодействие генов.

1.      У лука окрашенность луковицы определяется доминантным геном А, ген а – определяет развитие неокрашенных луковиц. Действие гена А зависит от наличия в генотипе другого доминантного гена I – подавителя окраски. Скрестили два сорта лука с неокрашенными лукавицами: один доминантный по обеим парам признаков, а второй рецессивный. Какие признаки будут проявляться в первом и во втором поколении?

2.      У кукурузы пурпурная окраска зерен определяется геном А и отсутствием гена-подавителя I, во  всех остальных случаях зерна белые. Какое расщепление будет а первом поколении, в следующих скрещиваниях:  а) Аа Ii   х   аа i i;          б) АА i i   х    аа Ii ?

3.      Окраска шерсти собак породы кокер – спаниель наследуется так: ген А – определяет рыжую окраску, ген В – коричневую, гены А и В одновременно – черную. Какова вероятность рождения рыжего щенка от скрещивания дигетерозиготных родителей?

4.      У тыквы дисковидная форма плодов определяется взаимодействием двух доминантных генов А и В. При отсутствии в генотипе любого из них развиваются плоды сферической формы. Сочетание рецессивных аллелей обоих генов дает удлиненную форму плодов. Гомозиготное по обеим доминантам растение скрещено с рецессивным по обеим парам аллелей растением. Определите фенотипы первого и второго поколения.

V этап "Домашнее задание"                                                                                   

1.      § 9.5, вопросы после §9.5

2.       Решить задачи на взаимодействие генов.

VI. Итог урока.                                                                                                           

Источники информации и литература:

1.      http://bannikov.narod.ru/types.html - Типы взаимодействия генов

2.      Биология 2000 «Обучающая энциклопедия» http://informika.ru/text/database/biology/data/biology39.html

3.      В.Б. Захаров, С.Г. Мамонтов. Общая биология 10-11 классы. М. Дрофа.

4.      А.О. Рувинский. Общая биология. М: Просвещение.

5.      Биология. Краткий справочник школьника. 10-11 кл. М. Дрофа.

6.      Пименов А.В. Уроки биологии в 10(11) кл. Развернутое планирование. Ярославль.: Академия Развития.

7.      В.Н. Семенцова. Биология. Общие закономерности. Технологические карты уроков.С.-Петербург. Издательство «Паритет».

• 1 слайд

  Генотип как целостная система
  

• 2 слайд

  Г. Мендель – сформулировал «Гипотезу чистоты гамет» согласно которой:
  Каждый признак контролируется парой наследственных факторов;
  Наследственные факторы могут существовать в двух состояниях – доминантном и рецессивном;
  Гаметы генетически чисты, т.е. содержат только один ген из аллельной пары;
  При слиянии гамет наследственные факторы не смешиваются , а остаются в «чистом виде».
  

• 3 слайд

  В 1909 году Иогансен заменил термин «фактор» на термин «ген».
  В 1910-1920 гг. американский ученый Томас Морган сформулировал хромосомную теорию наследственности, согласно которой:
  Гены располагаются в хромосомах в линейном порядке;
  Каждый ген занимает в хромосоме определенное место (локус) и влияет на формирование определенного признака.
  Дальнейшие исследования внесли существенные поправки и дополнения в хромосомную теорию наследственности и углубили знания о генах и генотипе.
  

• 4 слайд

  Что такое генотип?
  Генотип – это простая сумма генов одного организма или генотип – это система взаимодействующих генов?
  

• 5 слайд

  Взаимодействие аллельных генов
  Полное доминирование: красная окраска цветков у гороха доминирует над белой.
  

• 6 слайд

  Взаимодействие аллельных генов.
  Неполное доминирование: красная окраска плодов земляники не полностью доминирует над белой окраской, поэтому гетерозиготы имеют розовый цвет.
  

• 7 слайд

  Кодоминирование – проявление у гетерозигот признаков обоих аллелей.
  Например:
  наследование групп крови у человека: I группа – 00; II группа – АА, А0; III группа – ВВ, В0; IV группа – АВ. Четвертая группа является примером кодоминирования (у организма проявляются признаки за которые отвечают сразу два аллельных гена А и В).
  

• 8 слайд

  Взаимодействие неаллельных генов.
  

• 9 слайд

  Комплементарность (новообразование)
  – явление, при котором два гена находясь одновременно в генотипе, приводят к формированию нового фенотипического признака.
  

• 10 слайд

  Ген А
  Ген В
  Продукт
  гена А
  Продукт
  гена В
  Суммарный продукт генов
  А и В
  Принцип комплементарного взаимодействия генов
  
  
  
  
  
  Комплементарность – это дополнение одним геном действия другого неаллельного гена.
  Комплементарность может быть как доминантной, так и рецессивной.
  

• 11 слайд

  F2:
  P :
  F1:
  9 частей
  3 части
  3 части
  1 часть
  Наследование
  окраски плодов
  стручкового перца
  Скрещиваются два сорта стручкового перца: материнский сорт характеризуется темно-красными плодами, отцовский – зелеными (даже после созревания).
  Все гибриды первого поколения образовали темно-красные плоды.
  В результате скрещивания гибридов между собой в их потомстве 9 частей растений дали темно-красные плоды, 3 части – коричневые, 3 части – желтые, 3 части – зеленые.
  Окраска плодов в данном случае обусловлена комплементарным взаимодействием двух генов.
  

• 12 слайд

  P :
  F1:
  GP :
  ab
  АB
  AABB
  аавв
  GP :
  AB
  Ab
  aB
  ab
  AB
  Ab
  aB
  ab
  AaBb
  AaBb
  

• 13 слайд

  A A B B
  A a B b
  A A B b
  A a B B
  A A B b
  A A b b
  A a B b
  A a b b
  A a B B
  A a B b
  A a B b
  a a B B
  a a B b
  A a b b
  a a B b
  a a b b
  отцовские
  гаметы
  материнские
  A B
  A b
  a B
  a b
  A B
  A b
  a B
  a b
  

• 14 слайд

  Пример взаимодействия двух пар генов – наследование формы гребня у кур некоторых пород. В результате различных комбинаций этих генов возникают четыре варианта формы гребня.
  Форма гребня у петухов: А – простой (ааbb),
  Б – гороховидный (ааВВ или ааВb),
  В – ореховидный (ААВВ или АаВb),
  Г – розовидный (ААbb или Ааbb)
  

• 15 слайд

  Взаимодействия двух пар неаллельных генов у человека.
  Задача: Оба родителя глухие, но по разной паре генов. Какие дети ожидаются в данной семье?
  Р: мать: АА вв х отец: аа ВВ
  глухая глухой
  G: Ав аВ
  
  F: АаВв – нормальный слух
  Все дети в данной семье гетерозиготны, т.е. они имеют оба доминантных гена, которые взаимодействуют и формируют новый признак – нормальный слух.
  

• 16 слайд

  Эпистаз
  Эпистаз – явление при котором один ген препятствует проявлению другого гена.
  Различают эпистаз доминантный (один доминантный аллель подавляет проявление другого доминантного аллеля) и рецессивный эпистаз.
  Подавляющий ген называют геном – супрессором или ингибитором, а подавляемый ген – гипостатическим.
  

• 17 слайд

  Например: окрашенными плоды тыквы будут только в том случае, если в геноти-пе нет доминантного гена – супрессора В, который подавляет развитие окраски у плодов.
  

• 18 слайд

  У ежа альбиноса ген-супрессор, подавляет действие гена, отвечающего за пигментацию.
  

• 19 слайд

  Полимерия
  Полимерия – явление при котором несколько пар аллельных генов определяют развитие одного признака.
  Чем больше пар аллельных генов действуют в одном направлении, тем интенсивнее развивается признак или свойство.
  При полимерии гены, обозначатся одинаковыми буквами, чтобы подчеркнуть их однонаправленность действия, т.е. при формировании признака важно количество аллелей.
  

• 20 слайд

• 21 слайд

  У человека по типу коммулятивной полимерии наследуется пигментация кожи. Чем больше доминантных аллелей содержится в генотипе, тем больше образуется пигмента – меланина и тем интенсивнее будет окраска кожи:
  аа аа – белая кожа;
  Аа аа, аа Аа – светлый мулат;
  АА аа, аа АА, Аа Аа – мулат;
  АА Аа, Аа АА – светлый негр;
  АА АА – негр
  

• 22 слайд

  аа аа –
  белая кожа
  АА аа, аа АА, Аа Аа – мулат
  АА АА – негр
  

• 23 слайд

  Плейотропия
  Плейотропия – множетвенное действие гена, т.е. один ген воздействует на проявление нескольких признаков.
  Например:
  Ген, определяющий у человека рыжую окраску волос, обуславливает также светлую кожу и наличие веснушек.
  

• 24 слайд

  У мышей – рецессивный ген карликовости обуславливает развитие более тупой мордочки, коротких усиков и хвоста, меньшую продолжительность жизни.
  У дрозофил – рецессивный ген белой окраски глаз, обуславливает низкую плодовитость животных и меньшую продолжительность жизни.
  У гороха ген, отвечающий за бурую окраску кожуры семян, отвечает и за фиолетовую окраску цветков.
  У водосбора ген, обуславливающий красную окраску цветков, определяет фиолетовый оттенок листьев, удлиненные стебли и большую массу семян.
  

• 25 слайд

  ВЫВОД:
  1. Генотип слагается из отдельных элементов – генов, которые могут отделяться друг от друга и наследоваться независимо.
  2. Генотип обладает целостью и не может рассматриваться как простая механическая сумма генов.
  Целостность генотипа (возникла в процессе эволюции) выражается в том, что отдельные гены находятся в тесном взаимодействии друг с другом.
  3. Развитие признаков организма определяется взаимодействием множества генов, а каждый отдельный ген обладает множественным действием, оказывая влияние на развитие не одного, а многих признаков.
  

• 26 слайд

  Задачи:
  У лука окрашенность луковицы определяется доминантным геном А, ген а – определяет развитие неокрашенных луковиц. Действие гена А зависит от наличия в генотипе другого доминантного гена I – подавителя окраски. Скрестили два сорта лука с неокрашенными лукавицами: один доминантный по обеим парам признаков, а второй рецессивный. Какие признаки будут проявляться в первом и во втором поколении?
  

• 27 слайд

  У кукурузы пурпурная окраска зерен определяется геном А и отсутствием гена-подавителя I, во всех остальных случаях зерна белые. Какое расщепление будет а первом поколении, в следующих скрещиваниях: а) Аа Ii х аа i i; б) АА i i х аа Ii ?
  

• 28 слайд

  Окраска шерсти собак породы кокер – спаниель наследуется так: ген А – определяет рыжую окраску, ген В – коричневую, гены А и В одновременно – черную. Какова вероятность рождения рыжего щенка от скрещивания дигетерозиготных родителей?
  У тыквы дисковидная форма плодов определяется взаимодействием двух доминантных генов А и В. При отсутствии в генотипе любого из них развиваются плоды сферической формы. Сочетание рецессивных аллелей обоих генов дает удлиненную форму плодов. Гомозиготное по обеим доминантам растение скрещено с рецессивным по обеим парам аллелей растением. Определите фенотипы первого и второго поколения.
  

• 29 слайд

  P :
  F1:
  F2:
  9 частей –
  агути
  3 части –
  черные
  4 части –
  альбиносы
  Скрещиваются две породы кроликов: черные и альбиносы.
  Все гибриды первого поколения имеют окраску «агути».
  Во втором поколении наблюдается расщепление – 9 агути : 3 черные : 4 альбиносы.
  В данном случае ген альбинизма – это эпистатический ген, который подавляет образование всех пигментов, если находится в рецессивном состоянии.
  Особенности окраски определяются геном–модификатором.
  

• 30 слайд

  GP :
  F1:
  GP :
  AaBb
  AaBb
  AB
  Ab
  aB
  ab
  aB
  Аb
  P :
  AAbb
  aaBB
  AB
  Ab
  aB
  ab
  

• 31 слайд

  A A B B
  A a B b
  A A B b
  A a B B
  A A B b
  A A b b
  A a B b
  A a b b
  A a B B
  A a B b
  A a B b
  a a B B
  a a B b
  A a b b
  a a B b
  a a b b
  отцовские
  гаметы
  материнские
  A B
  A b
  a B
  a b
  A B
  A b
  a B
  a b
  

• 32 слайд

  Гены – модификаторы
  Гены – модификаторы – это гены, которые регулируют активность других генов, усиливая или ослабляя их проявление. Таким образом, в формировании признака кроме «основных» генов участвуют еще и гены – модификаторы.
  Например, наследование брахидактилии – короткопалости у человека. Большинство людей имеющих данный признак – гетерозиготны (Вв). Но существуют разные формы проявления короткопалости: резкое укорочение указательного пальца или незначительное укорочение. Рецессивный ген n – ген модификатор, определяет крайнее проявление признака, доминантная аллель – определяет слабое проявление признака.
  Вв Nn или Вв NN – слабая брахидактилия;
  Вв nn – сильная брахидактилия;
  вв NN, вв Nn, вв nn – нормальное развитие пальцев.