Предпросмотр материала:
Генетика человека
Урок биологии в 10 классе
Профильное обучение
Учитель биологии Желтова А.В.
МБОУ Шатовская СОШ
Арзамасский район
Нижегородская область
Цель урока:
Обеспечить усвоение учащимися особенностей и методов генетики человека.
Задачи:
Познакомить учащихся с основными методами генетики человека, их особенностями и отличием от методов классической генетики;
Показать значение каждого метода для изучения наследственности человека, выявления причин аномальных отклонений в генотипе, возникновения наследственных заболеваний;
Развивать умения пользоваться генетическими терминами и символами, решать генетические задачи, выявлять причины наследственных изменений человека;
Воспитывать бережное отношение к своему здоровью, ответственное отношение к состоянию окружающей среды, убеждение в том, что только экологически чистая окружающая среда и здоровый образ жизни смогут сохранить здоровье человека.
Тип урока: урок изучения нового материала
Вид урока: урок – беседа
Методы и приемы: монологический и диалогический
Структура урока:
1. Актуализация знаний (беседа по вопросам, которые помогут лучше усвоить новый материал)
2. Изучение нового материала: формирование новых знаний и понятий
3. Формирование умений и навыков (умение объяснять родословную человека по схеме и ее составлять)
4. Закрепление (решение задач по генетике человека)
5. Домашнее задание
Невозможность направленного скрещивания
Позднее половое созревание
Малочисленность потомства
Невозможность обеспечения одинаковых и строго контролируемых условий для развития потомков от разных браков
Большое число хромосом
Невозможность проведения прямых экспериментов
Трудности в изучении наследственности и изменчивости человека
В 1956 г. было точно установлено, что диплоидное число хромосом в клетках человека равно 46.
Был подробно изучен кариотип человека. Современные методы позволяют безошибочно определить место, размер, порядковый номер каждой пары хромосом.
Набор хромосом человека
Аутосомы:
22 пары
Кариотип человека
Половые хромосомы:
XY у мужчин
XX у женщин
1 — хроматида; 2 — центромера; 3 — короткое плечо;
4 — длинное плечо.
Строение метафазной хромосомы
1
2
4
3
1 — Палочковидная
(акроцентрическая)
2 — Неравноплечая
(субметацентрическая)
3 — Равноплечая
(метацентрическая)
Типы хромосом у человека
Методы генетики человека
Генеалогический
Близнецовый
Цитогенетический
Популяционно - статистический
Биохимический
Заключается в анализе родословных
Позволяет определить тип наследования: доминантный или рецессивный; аутосомный или сцепленный с полом
Позволяет прогнозировать вероятность проявления признака в потомстве
Предупредить наследственные заболевания
Генеалогический метод
Мужчина
Женщина
Пол не выяснен
Носитель
изучаемого признака
Рано умер
Обозначения, принятые при составлении родословных
Брак
Родственный
брак
Аутосомно- доминантное А ( реализуется в гомозиготном АА и гетерозиготном Аа состоянии, может с разной вероятностью проявляться в каждом поколении)
Аутосомное наследование
Аутосомно- рецессивное а (реализуется в признак только в гомозиготном состоянии аа)
Вспомним!
Какова вероятность проявления признака а (в%) у гетерозиготных родителей?
Аа х Аа
АА (25%)здоровы Аа (50%)носители признака Аа (25%) больные
Брахидактилия (короткопалость)
Этот признак редкий и встречается, как правило, только у одного родителя.
Брахидактилию можно обнаружить уже при рождении ребёнка по изменению фаланг пальцев рук и ног. Отклонения от нормы в данном случае не угрожают жизни человека, не делают его неполноценным членом общества.
Аутосомно – доминантное наследование
Фенилкетонурия впервые была открыта учёным-генетиком Феллингом в 1934 году. В основе её развития лежит резкое снижение активности фермента, превращающего аминокислоту фенилаланин в тирозин. У гомозиготных по этой мутации людей в крови значительно повышается концентрация фенилаланина и ряда других соединений, оказывающих вредное воздействие. В итоге гомозиготные дети отстают в развитии, у них наблюдаются повреждения мозга и возникает умственная отсталость.
Аутосомно – рецессивное наследование
Наследование, сцепленное с X-хромосомой
Признаки, определяемые генами Х – хромосомы могут быть доминантными и рецессивными. Женщина может быть гомо- или гетерозиготна по данному гену, а мужчина может быть только гемизиготен, т.е. иметь только один изучаемый ген, который у него всегда проявится
Наследование, сцепленное с полом
Наследование, сцепленное с Y-хромосомой
Признаки, сцепленные с Y-хромосомой, из которых самый явный - мужской фенотип, передаются только от отца к сыну. Из-за небольшого количества генов на Y-хромосоме число Y-сцепленных болезней невелико
Гемофилия — заболевание, связанное с рецессивной мутацией в X-хромосоме. Встречается у мужчин, а передают по наследству данный ген женщины. Ведущими симптомами гемофилии являются повышенная кровоточивость с первых месяцев жизни; подкожные, межмышечные гематомы, обусловленные ушибами, порезами, различными хирургическими вмешательствами; обильные посттравматические кровотечения.
Наследование гемофилии
Королева Виктория была носителем гена гемофилии
Может ли заболеть женщина?
XHXh x Xh Y
Почему болеют мужчины?
XHXh x XH Y
XH XH XH Xh XHY XhY
носитель больной
Наследование гемофилии
XH
Xh
XH
Y
XH
Xh
Xh
Y
XH XH XH Xh XhXh XH Y
носитель больная
Близнецовый метод - стратегия исследования, предложенная Ф. Гальтоном - в 1875 г. Характеризуется сравнением психологических качеств монозиготных близнецов, имеющих идентичный генный набор, и дизиготных, генотипы которых различны. Данный метод предназначен для выявления влияния генотипа и среды на изучаемое психологическое качество.
Близнецовый метод
Дизиготные, или разнояйцовые
Близнецы
Монозиготные, или однояйцовые
Развиваются из двух различных яйцеклеток, одновременно оплодотворенных различными спермиями.
Могут быть как одного, так и разного пола и генетически сходны не больше как братья и сестры
Развиваются из одной оплодотворенной яйцеклетки, которая дает начало двум или нескольким эмбрионам. Всегда одного пола, их сходство очень велико.
Конкордантность
Проявление признаков у близнецов
Дискордантность
Признак проявляется у обоих близнецов.
Высокая степень проявления у монозиготных близнецов.
Признак проявляется у одного из близнецов.
Высокая степень проявления у дизиготных близнецов.
Конкордантность (%)
Степень конкордантности показывает, что на группу крови, форму бровей, цвет глаз и волос монозиготных близнецов среда почти не оказывает влияния, а решающее воздействие оказывает генотип.
Признаки, характеризующиеся высокой дискордантностью в основном определяются влиянием среды.
Близнецовый метод
Знаменитые близнецы
Сестры Кривошляповы
Сёстры Мария и Дарья родились с двумя головами, четырьмя руками и тремя ногами. Их спинные хребты были соединены под углом в 90 градусов. Врачи сказали их матери, что они умерли от пневмонии, и забрали их. В 1964 году Марию и Дарью поместили в интернат для детей с проблемами моторики, находившийся в Новочеркасске. Всего близнецы жили в течение почти 40 лет в советских учреждениях для инвалидов.
В 1989 году они переехали в собственный дом в Москве. На предложение хирургов о разделении ответили отказом.
Умерли в 2003 году
Зита и Гита
Зи́та Раши́довна и Ги́та Раши́довна Резаха́новы (19 октября 1991, село Западное, Сокулукский район, Чуйская область, Киргизия) — сиамские близнецы из Киргизии, по происхождению лезгины.
В настоящее время сёстры Зита и Гита являются единственными в мире успешно разделенными сиамскими близнецами, которые уже довольно длительный срок сохраняют прекрасную форму и здоровье
Сестры Зайцевы
«Сёстры Зайцевы» — российский женский вокальный дуэт близнецов, ставший известным в 1990-е годы благодаря своей песне «Сестра» в стиле шансон. Впервые на большую сцену вышли с подачи Филиппа Киркорова в 1991 году (ГЦКЗ «Россия»). Елена и Татьяна Зайцевы — лауреаты премии «Овация» 1997 года за видеоклип «Сумасшедший снег».
В 2010 году после серии публикаций и телепрограмм стали известны как защитники бездомных собак.
Братья Пономаренко
Братья Пономаре́нко (13 июня 1967, Ростов-на-Дону) — братья-близнецы: Валерий Сергеевич Пономаренко — профессиональный актёр театра драмы и Александр Сергеевич Пономаренко — музыкант, гитарист.
Основа метода — микроскопическое изучение хромосом человека. Цитогенетические исследования стали широко использоваться с начала 20-х гг. XX в. для изучения морфологии хромосом человека, подсчета хромосом, культивирования лейкоцитов для получения метафазных пластинок.
Развитие современной цитогенетики человека связано с именами цитологов Д.Тио и А.Левана. В 1956 г. они первыми установили, что у человека 46 (а не 48, как думали раньше) хромосом, что положило начало широкому изучению митотических и мейотических хромосом человека.
Цитогенетический метод
В 1959 г. французские ученые Д. Лежен, Р.Тюрпен и М. Готье установили хромосомную природу болезни Дауна.
В настоящее время цитогенетический метод применяется для диагностики хромосомных болезней, составления генетических карт хромосом, изучения мутационного процесса и других проблем генетики человека.
Цитогенетический метод
Синдром Дауна:
наличие третьей хромосомы в 21 паре (трисомия)
Характерен внешний облик больного: косо расположенные глазные щели (восточного типа), широкая уплощенная переносица, полуоткрытый рот, увеличенный язык, короткая шея, стопы и кисти короткие и широкие. Больные с рождения отстают в росте, поздно начинают держать голову, сидеть, ходить. Половое развитие резко задержано. Способность к деторождению установлена в единичных случаях.
Хромосомные болезни человека
Синдром Клайнфельтера (встречается у мальчиков): набор половых хромосом равен XXY
К началу полового созревания больные часто оказываются выше сверстников, ноги заметно длиннее туловища.
В подростковом возрасте синдром чаще всего проявляется увеличением грудных желез.
Изменения числа половых хромосом вызывают серьезные расстройства развития
Синдром Шерешевского - Тернера (встречается у девочек): набор половых хромосом равен XО
Характерными признаками синдрома Тернера при рождении являются избыток кожи на шее, «лицо сфинкса», общее беспокойство, срыгивание фонтаном, рвота. В раннем возрасте у части больных отмечают задержку психического и речевого развития, что свидетельствует о патологии развития нервной системы. Наиболее характерным признаком является низкорослость. Рост больных не превышает 135—145 см, масса тела часто избыточна.
Изменения числа половых хромосом вызывают серьезные расстройства развития
При мутации, ведущей к замене всего одной аминокислоты в огромной молекуле переносчика кислорода — гемоглобина, возникает наследственное заболевание, получившее название серповидной анемии, при котором эритроциты принимают форму полумесяца. Исследовав аминокислотный состав гемоглобина и обнаружив замену, можно сразу поставить диагноз.
Серповидноклеточная анемия
Наследственные заболевания, обусловленные генными мутациями, а также полиморфизм по нормальным первичным продуктам генов изучают с помощью биохимических методов.
Впервые эти методы стали применять для диагностики генных болезней еще в начале XX в. С их помощью описано более 1000 врожденных болезней обмена веществ. Для многих из них выявлен дефект первичного генного продукта. Эти методы позволяют определить место и характер мутации по изменениям в составе затронутых мутацией белков.
Биохимический метод
Этот метод позволяет изучить распространение отдельных генов в человеческих популяциях. Обычно производится непосредственное выборочное исследование части популяции либо изучают архивы больниц, родильных домов, а также проводят опрос путем анкетирования. Последний этап состоит в статистическом анализе.
Одним из наиболее простых и универсальных математических методов является метод, предложенный Г.Харди и В. Вайнбергом. В результате становится возможным определить частоту генов в различных группах населения, частоту гетерозиготных носителей ряда наследственных аномалий и болезней.
Популяционно - статистический метод
На основе семьи А.С.Пушкина составьте схему его родословной
Наследование признака
«седая прядь волос»
Исследуйте схему наследования данного признака и ответьте на вопросы:
Определите, сцеплен ли данный признак с полом?
Какой тип наследования: доминантный или рецессивный?
Используя знаки классической генетики, напишите схему наследования признака, определив генотипы всех членов данной родословной
В какой семье данный признак исчезнет из родословной?
Аня и Таня – однояйцевые сестры-близнецы, Ваня и Вася - однояйцевые братья-близнецы. Аня вышла замуж за Ваню, Таня - за Васю. В обеих семьях родились сыновья. Будут ли они похожи, как идентичные близнецы? Аргументируйте свой ответ.
Употребление матерью токсических веществ (алкоголь, наркотики) замедляется и нарушается внутриутробное развитие плода. Такой плод характеризуется отставанием в росте и развитии, уменьшением размеров головного мозга, слабоумием, «заячьей губой», «волчьей пастью». Раскройте с позиций генетики причинно-следственный механизм, приводящий к таким изменениям у плода.
Объясните, почему, если в роду передается по наследству вредный рецессивный ген, то брак между двоюродными братьями и сестрами сопряжен с риском.
Решите задачи
Выучите материал по учебнику Общая биология (А.О.Рувинский): стр. 226-234.
Составьте свою родословную, используя один признак (цвет глаз, курчавость волос и т.д.), соблюдая следующие правила:
• начинают родословную с пробанда (особи, на которую составляется родословная);
• братья и сестры располагаются в порядке рождения слева направо, начиная со старшего;
• представители каждого поколения в родословной располагаются строго в один ряд;
• римскими цифрами обозначаются поколения: слева от родословной сверху вниз;
• арабскими цифрами нумеруется потомство одного поколения (весь ряд) слева направо последовательно (под каждым представителем — родственником).
Домашнее задание
Общая биология: Учеб. для 10-11 кл. /А.О.Рувинский, Л.В.Высоцкая, С.М.Глаголев и др.; под ред. А.О.Рувинского. –М. Просвещение, 2002 г.
http://schools.keldysh.ru
http://ru.wikipedia.org
http://biology-gen.ru
http://biofile.ru/
http://www.renosconnection.com/genetics/1/page52.htm
Литература
Данная презентация составлена в помощь учителю биологии.
Содержит материал о методах и особенностях генетики человека и отличием от методов классической генетики. Текст сопровождается иллюстрированными примерами, что позволит учащимся более полно и эффективно усвоить материал. Кроме этого, презентация развивает умения пользоваться генетическими терминами и символами, решать генетические задачи и выявлять причины наследственных изменений человека.
Материал презентации воспитывает у детей убеждение в том, что человек должен заботиться о своем здоровье, чтобы избежать появления каких - либо наследственных аномалий. Презентация может применяться учителем как на общеобразовательных уроках, так и на уроках профильного уровня.
Профессия: Учитель биологии
Профессия: Преподаватель анатомии и физиологии
В каталоге 7 023 курса по разным направлениям
Учебник: «Биология (базовый уровень)», Вахрушев А.А., Бурский О.В., Раутиан А.С., Родионова Е.И., Розанов М.Н.
Тема: Глава 1. Клетка как структурная единица организма
Учебник: «Биология, изд. "ДРОФА"», Плешаков А.А., Сонин Н.И.
Тема: 4. Увеличительные приборы
Учебник: «Биология. Многообразие покрытосеменных растений», Д. И. Трайтак, Н. Д. Трайтак; под редакцией В. В. Пасечника
Тема: Раздел 2. Жизнь растений
Учебник: «Биология (базовый и углублённый уровни)», Агафонова И.Б., Сивоглазов В.И.
Тема: Введение: роль биологии в формировании современной картине мира, практическое значение биологических знаний
Учебник: «Биология (изд. "ДРОФА")», Сонин Н.И., Захаров В.Б.
Тема: Тип Моллюски