Разработка урока "Дигибридное скрещивание"

Урок № 41(2)

Тема: Типы доминирования. Дигибридное скрещивание.

Цели и задачи:

Познакомить учащихся с цитологическими основами закона независимого наследования, дигибридного скрещивания. Продолжать развивать умения решать генетические задачи.

Оборудование: таблицы, презентация фрагмент фильма

Содержание и ход урока:

Оргмомент

Домашнее задание: 9 класс - § 39,40, с.190 задание под *

10 класс - § 22, с.117-118 задачи № 1- 4

Новая тема:

При проведении опытов по моногибридному скрещиванию Мендель на основании изучения множественного влияния аллельных генов на наследование признаков в поколениях, открыл два закона. Это “Законы единообразия первого поколения” и “законы расщепления”. В природе идут процессы скрещивания растений и животных, отличающихся по многим признакам. Здесь появляется вопрос, каким законам подчиняются наследуемые признаки и как идет расщепление (при скрещивании этих особей)? Мендель, в данном направлении, скрестил растения, отличающиеся по двум разным признакам. Для скрещивания он взял горох одно растение с гладкими желтыми семенами, а другое — морщинистое и зеленое. Скрещиваемые виды были гомозиготные, поэтому в первом поколении все гибридные растения имели гладкие желтые семена. В парных аллельных генах одна аллель несет доминантный признак — желтую окраску, или зеленую окраску- рецессивный признак. Вторая аллель несет доминантный признак гладкие семена гороха или сморщенные семена, которые наследственно передаются. При скрещивании потомства первого поколения F₁ между собой, во втором поколении F₂ происходит более сложное расщепление, чем при моногибридном скрещивании. Во втором поколении произошло расщепление: 315 семян было гладких желтых, 108- гладких зеленых, 101 морщинистых желтых, 32- морщинистых зеленых. Таким образом в F₂ обнаружены (проявились) разные фенотипы, в кратком виде их можно выразить следующим соотношением: 9АВ :3Ав: 3аВ: 1аа или же как 9:3:3:1 (рис 108).

Дигибридное расщепление можно изобразить, используя таблицу, предложению впервые Пеннетом, она названа решеткой Пеннета.

На 108 рисунке видно, что мужские гаметы в решетке расположены горизонтально, а женские гаметы — вертикально. В клетках решетки указаны соединения гамет, те генотип зигот образованных в результате оплодотворения. Аллельные гены как обычно обозначим буквами например, А- определяет желтый цвет, а — зеленый цвет, В- гладкую форму семян, в — морщинистую форму. Пользуясь принятыми символами, генотипы исходных гомозиготных родительских форм обозначим как ААВВ и аавв, (то в результате мейоза), родительские формы образуют гаметы АВ и ад. В результате оплодотворения в первом поколении появится гибрид с генотипом АаВв (рис 111). Все гибриды первого поколения фенотипические будут похожи на одну из родительских особей. т. к он гетерозиготей и присутствуют гены А и В (доминантные). При дальнейшем расщеплении F₁, т. е. во втором поколении можно предсказать результаты, при этом нужно воспользоваться решеткой Пеннета. У дигетерозиготной особи должны образоваться четыре типа гамет АВ, Ав, аВ, ав. Так как каждая родительская особь образует по 4 типа гамет, то в результате скрещивания образуется 16 различных комбинаций (4 от +4д) во втором поколений F₂. Скрещивание, в котором участвуют две пары аллелей, называют дигибридным. Для определения наследуемых признаков из каждой пары генов произвели точный подотчет результатов. В начале посчитали расщепление по окраске плодов: 416 желтых и 140 зеленых плодов, затем по форме плодов: 423 гладких и 133 морщинистых. По фенотипу соотношение числа желтых семян (А) к зеленым (а) равняется 12:4 или 3:1. Это можно вычислить из решетки Пеннета, так из образованных 16 комбинации. 12 — с желтыми плодами, а 4 — с зеленым, по другому признаку:12 — гладкие, а 4 — морщинистые, то приходим к выводу, что расщепление в паре генов идет независимо от других пар генов. /Это явление было установлено Г. Менделем и названо законом независимого расщепления: при скрещивании гомозиготных гибридов, отличающихся по паре (нескольким парам) признаков в потомстве наблюдается расщепление, результате которого происходит независимое наследование признаков, образованное поколения не схожее с родительскими формами. Другими словами дигибридное скрещивание представляет собой по существу два независимо идущих моногибридных скрещиваний.

Таким образом, в результате скрещивания во втором поколении F₂ наблюдается следующие расщепление;

1. По фенотипу в F₂ образуется 4 группы в следующем числовом соотношении; 9 желтых гладких, 3 желтых морщинистых, 3 зеленых гладких, 1 зеленый морщинистый.

2. По генотипу число различий равно 9 АА ВВ; и Аа Вв; 2АА Вв; 2АаВВ; ааВВ; 2ааВв; ААвв; 2Аавв; аавв (рис 111)

3. Расщепление генотипа каждой пары аллелей, характерно, как и при моногибридном скрещивании, расщепляется на 4АА; 8Аа; 4аа и 4ВВ; 8Вв; 4вв т. е. в соотношении 1:2:1. по фенотипу каждый признак расщепляется как 4 при моногибридном скрещивании (3:1) 12 желтых:4 зеленых и 12 гладких: 4 морщинистых горошка. Во втором поколении ұ₂ гибриды по внешнему виду и окраске отличаются от исходных родительских форм, т. е. появляются другие комбинации; например, желтый морщинистый и зеленый гладкий горох.

Опираясь на результаты опытов, проведя анализ данных Мендель открыл третий закон. Это закон независимого расщепления.

1. Когда Мендель открыл свои законы, науке того периода ничего не было известно ни о мейозе и редупликации ДИК, ни о хромосомной теории наследования.

2. На основе опытов моногибридного и дигибридного скрещивания, Мендель открыл секреты наследования признаков.

3. Законы Менделя позднее были доказаны на цитологической основе.

4. Моногибридное скрещивание образует два вида фенотипа (3+1)=3:1; дигибридное скрещивание

В результате опытов, проведенных с горохом, Мендель открыл ряд закономерностей. В тот период не были известен ни процесс мейоза, ни редупликация ДИК, ни хромосомная теория наследственности. С развитием науки цитологии, законы Менделя были пересмотрены в согласны с цитологическими данными.

Было доказано, что мейозе клетки гибридов (моно — и — ди- ) подвергаются делению (а гены расходятся по разным гаметам). рис 109.

Допустим, что ген, определяющий желтый и зеленый цвет обозначим буквой А а, на рисунке он изображен палочкой; а ген определяющий форму гладкую или морщинистый В — в, он изображен на рисунке 109 как палочка с двумя точками.

В таком случае в материнском организме две красные палочки, изображающие хромосомы выражены АА — гены, а в двух красных палочках с двоеточием — ВВ гены; в отцовском организме в точно таких же хромосомах расположены гены аа, вв. Каждая особь образует по одному виду гамет. В процессе мейоза в гаметы попадает один ген из пары. При оплодотворении, т. е. слияние гамет образуется зигота со следующим генотипом; Аа Вв — гетерозиготная по двум признакам. В процессе мейоза дигетерозиготного организма хромосомы расположенные на полюсах расщепляются, от каждой пары генов одна уходит к полюсу. /Идет независимое расщепление ионов. На полюсах образуется 4 вида комбинаций (соединений) или их называют гаметами.

При оплодотворении гаметы сливаются также независимо. Во втором поколении F₂ в результате такого оплодотворения образуется 9 разных генотипов, 4 вида фенотипа. Два фенотипа похожи на исходные родительские формы. Это желтые, гладкие бобы и зеленые — морщинистые бобы. Оставшиеся два фенотипа совершенно не похожи на родительские организмы. Это желтые, морщинистые бобы и зеленые, гладкие. Надо понимать что — это новообразование, в комбинациях признаков — результат конъюгации хромосом в мейозе.

Полигибридное скрещивание. Скрещивание особей, отличающихся друг от друга по трем и более признакам, называется полигибридным скрещиванием. Расщепление признаков у таких гибридов идет более сложнее, чем при дигибридном скрещивании. Например, если скрестить горох, плоды у которого гладкие и желтой окраски, а цветки красные с горохом зеленым, морщинистым с белыми цветками, то согласно закону доминирования, в первом поколении F₁, все гибриды будут одинаковое (единообразие), т.е. схожи с материнской формой. Гены определяющие формы гороха обозначим Аа, окраску Вв, а окраску цветов Сс. Тогда генотипы родительских форм запишем так; АА ВВ СС и аа вв сс, тогда у гибрида F₁ — генотип Аа Вв Сс (рис 110). Этот гибрид образует восемь разных гамет АВС, АВс, АвС, Авс, аВс, АВС, авС, авс. В результате независимого оплодотворения 8 отцовских гамет с 8 материнскими гаметами образуются 64 комбинации зигот во втором поколении F₂. По фенотипу во втором поколении ұ₂ различают следующее соотношение; 27 АВС; 9АВС; 9 АвС; 9аВС; 3Авс; 3аВс; 3авС 1авс.

Соотношение фенотипа при тригибридном скрещивании 27; 9; 3; 9; 9; 3; 3; 3; 1 есть результат независимого расхождения (расщепления) генов. 110 рис.

Подведя итог, отметим, что Мендель открыл важные законы наследования признаков и определил их природу. Он доказал независимость наследования признаков, друг от другого, установил дискретность генетического материала, совокупность генов, несущих наследственные признаки.

Закрепление:

Вопросы и задания.

Решите данные задачи, воспользуйтесь решеткой Пеннета.

Примеры дигибридного скрещивания.

Дано: Помидоры с красными плодами и нормальным ростом стебля были опылены растением помидор с желтыми плодами низким стеблем.

а) если известно, что красный цвет доминантный; а низкий рост стебля рецессивный признак

б) исходные все родительские формы гомозиготные.

Определите результаты скрещиваний, какое будет потомство, если известно, что определяющие признаки находится в разных хромосомах. Какой будет результат скрещивания гибридов F₁ первого поколения между собой.

Дано: Признаки Гены

Плоды красного цвета, нормальный рост. Плоды желтого цвета, низкорослость.

Решение. Р АА ББ х аа бб

F₁ Аа Бб

а) Все плоды красные, рост нормальный.

б) Р Аа Бв х Аа Бб

F₂; 9 красных, нормального роста; 3 красных, низкого роста; 3 желтых нормального роста ; 1 желтый, низкого роста

Во втором поколении образуется четыре фенотипа, соотношение признаков соответствует 9:3:3:1.

Используя данный образец, решите следующие задачи.

1. Какие гаметы образуют растения, имеющие следующий генотип;

а) АА ВВ, б)Аа ВВ в) ааВВ, г) АА Ва, д) АА вв, е) АаВв, е)Аа вв, ж) аа вб

2. Плоды гороха желтый окраски А- доминанты по отношению к зелено окрашенным плодам. Гладкая форма В — доминантна, чем в — морщинистая форма гороха.

Определите цвет и форму плодов гороха по следующему генотипу;

а) аа ВВ, б) Аа вв, в)Аа ВВ, г) аа ВВ, д) АА Вв, е) АА вв. (может ааВв). (см ошибка?)

3. При скрещивание следующих организмов определите фенотип образованных гибридов;

а) аа ВВ х аа вв; б) Аа вв х Аа вв; в) Аа ВВ х Аа Вв;

г) АА Вв х аавв; д) АА вв х аа вв; е) аа Вв х аа Вв;

ж) АА Вв х АА Вв.

4. Произведено скрещивание растения гетерозиготного по окраске и форме плода с рецессивным, по данным признакам, гомозиготным растением. Определите генотип и фенотип потомства.

5. При скрещивании двух растений гороха, выросших из желтых гладких семян образовались гибриды с желтыми гладкими семенами. Каковы генотипы родительских форм?

6. Произведено опыление растения с желтыми морщинистыми семенами с растением, выросшим из зеленых гладких семян. В их потомстве половина гибридов получена желтых и гладких, другая половина зеленых и гладких. Определите генотипы каждого родительской формы.

Вопросы и задания:

1 задача. На рис 111 показана качество наследования двух признаков у морской свинки.

а) Определите генотипы и фенотипы в потомстве F₁ и F₂.

б) Определите распределение наследственных признаков.

По гибридному скрещиванию решите задачи и ответьте на вопросы:

1) Что такое независимое наследование признаков и как он идет?

2) Почему во втором поколении F₂ образуется гибриды (новообразования) не схожие, а отличные от родительских форм?

2 задача. Скрестили гомозиготного зайца с черной густой (всклокоченной) шерстью с гладкошерстным белым зайцем. Каков будет генотип и фенотип в F₁ первом поколении, если известны 2 доминантных гены — черная и густая шерсть. (Названные пары признаков расположены не гомологичных не аллельных хромосомах генов). 112 рис.

таблица

Решение. Сказано, что густошерстный черный заяц гомозиготен по двум признакам. Тогда его генотип Аа Вв, а генотип гладкошерстного зайца белого цвета аавв.

р. ААВВ х аавв

АВ ав

F₁ АаВв

Ответ Согласно первого закона Менделя единообразии первого поколения все гибриды генотипически дигетерозиготные. Гетерозиготность видна и так по двум признакам. В фенотипе — это заяц густошерстный черного окраска.

3 задача. Каков будет результат взаимного скрещивания двух потомков гибрида F₁ дигетерозиготных зайцев с черной густой шерстью (мехом).

4 задача. Ген доминантности у томатов определяет красные, круглые помидоры, а ген рецессивности — желтые, грушеподобные помидоры.

а) При скрещивании гомозиготного по двум признакам красного круглого томата с дигетерозиготным красным томатом, какой фенотип генотип будет наблюдаться в потомстве рассцеплении?

б) Каков будет результат расщепления в потомстве при скрещивании гомозиготного по двум признакам красного круглого помидора с гетерозиготным грушеподобным помидором.

1.     Белый цвет тыквы доминирует над желтым, дискообразная форма тыквы доминирует над шарообразной формой. Каким будет генотип родительских форм и потомства при скрещивании белых дискообразных тыкв с белыми шарообразными?

2.     Полидактия (шестипалость) и близорукость передаются как доминантные признаки. Какова вероятность рождения детей без аномалий в семье, если оба родителя страдают обоими недостатками и при этом являются гетерозиготными по обоим признакам?

3.     У человека косолапость доминирует над нормальным строением стопы, а нормальный обмен углеводов – над сахарным диабетом. Женщина, имеющая нормальное строение стопы и нормальный обмен углеводов, вышла замуж за косолапого мужчину с нормальным обменом углеводов. От этого брака родилось 2 детей, у одного из которых развивалась косолапость, а у другого – сахарный диабет. Можно ли определить генотипы родителей по фенотипу их детей? Какие еще генотипы и фенотипы детей возможны в данной семье?

• 1 слайд

  Дигибридное скрещивание
  Типы доминирования.
  
  
  
  
  
  
  

• 2 слайд

  Проверка домашнего задания
  Тесты 9 класс
  1-б, 2-б, 3-б, 4-б, 5-в, 6-г, 7-а, г,9-в, 10-в.
  
  Тесты 10 класс
  1 вариант
  1-б, 2-в, 3-а, 4-в, 5-в, 6-а, 7-а, 8-б, 9-б, 10-в.
  2 вариант
  1-б, 2-а, 3-а, 4-в, 5-в, 6-б, 7-г, 8-а, 9-б, 10-а.
  
  

• 3 слайд

  Ключевые понятия темы
  Дигибридное скрещивание
  Дигомозигота
  Дигетерозигота
  Независимое наследование признаков
  Решетка Пеннета
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  

• 4 слайд

  Типы доминирования
  Взаимодействие аллельных генов
  Полное доминирование
  Доминантный ген полностью подавляет действие рецессивного гена
  Доминантный ген не полностью подавляет действие рецессивного гена
  Неполное доминирование
  Кодоминирование
  Совместное и полное проявление действия двух аллельных генов в гетерозиготном организме
  

• 5 слайд

  Дигибридное скрещивание -
  Скрещивание двух особей, различающихся по паре противоположных признаков.
  
  
  
  

• 6 слайд

  Решетка Пеннета
  

• 7 слайд

  III закон Менделя
  Закон независимого наследования признаков: «Гены, находящиеся в разных негомологичных хромосомах, наследуются независимо друг от друга. В потомстве гибридов возникает генетическая рекомбинация – новое сочетание признаков, нехарактерных ни для одного из родителей.
  

• 8 слайд

  Цитологические основы расщепления признаков
  

• 9 слайд

  Задачи
  Белый цвет тыквы доминирует над желтым, дискообразная форма тыквы доминирует над шарообразной формой. Каким будет генотип родительских форм и потомства при скрещивании белых дискообразных тыкв с белыми шарообразными?
  Полидактия (шестипалость) и близорукость передаются как доминантные признаки. Какова вероятность рождения детей без аномалий в семье, если оба родителя страдают обоими недостатками и при этом являются гетерозиготными по обоим признакам?
  У человека косолапость доминирует над нормальным строением стопы, а нормальный обмен углеводов – над сахарным диабетом. Женщина, имеющая нормальное строение стопы и нормальный обмен углеводов, вышла замуж за косолапого мужчину с нормальным обменом углеводов. От этого брака родилось 2 детей, у одного из которых развивалась косолапость, а у другого – сахарный диабет. Можно ли определить генотипы родителей по фенотипу их детей? Какие еще генотипы и фенотипы детей возможны в данной семье?
  

• 10 слайд

  Домашнее задание
  9 класс - § 39,40, с.190 задание под *
  
  10 класс - § 22, с.117-118 задачи № 1- 4
  

10 класс

Тест «Гибридологический метод. Первый и второй закон Менделя»

1.     Совокупность генов, полученных от родителей, - это:

                             а)            Кариотип

                            б)            Фенотип

                             в)            Генотип

                             г)            Геном

2.     Совокупность внешних и внутренних признаков организма:

                             а)            Кариотип

                            б)            Фенотип

                             в)            Генотип

                             г)            Геном

3.     Первый закон Менделя – это:

                             а)            Закон расщепления признаков у потомства гибридов первого поколения в соотношении 3: 1 при полном доминировании

                            б)            Закон единообразия первого поколения

                             в)            Неполное доминирование при промежуточном наследовании признаков

                             г)            Промежуточное наследование при неполном доминировании

4.     Промежуточное наследование при неполном доминировании.

                             а)            Закон расщепления признаков у потомства гибридов первого поколения в соотношении 3: 1 при полном доминировании

                            б)            Закон единообразия первого поколения

                             в)            Неполное доминирование при промежуточном наследовании признаков

                             г)            Промежуточное наследование при неполном доминировании

5.     Второй закон Менделя – это:

                             а)            В 1831 г.

                            б)            В 1859 г.

                             в)            В 1865 г.

                             г)            В 1900 г.

6.     Г. Мендель выступил с докладом «Опыты над растительными гибридами»:

                             а)            В 1831 г.

                            б)            В 1859 г.

                             в)            В 1865 г.

                             г)            В 1900 г.

7.     При скрещивании гетерозигот в потомстве доля гомозиготных особей составляет:

                             а)            1\2

                            б)            1\3

                             в)            1\4

                             г)            3\4

8.     При скрещивании гетерозигот в потомстве для особей с доминантными признаками составляет:

                             а)            1\2

                            б)            1\3

                             в)            1\4

                             г)            3\4

9.     Особи, не дающие расщепления в потомстве:

                             а)            гомозиготные

                            б)            гетерозиготные

                             в)            особи с доминантными признаками

                             г)            особи, образующие два типа гамет

10. Какие суждения верные?

                             а)            Фенотип зависит только от генотипа.

                            б)            Фенотип зависит от взаимодействия генотипа и среды.

                             в)            Гаметы несут только один наследственный признак из пары.

                             г)            Генотип гороха с желтыми семенами может быть только АА.

Технологическая карта урока биологии

Тема: Типы доминирования. Дигибридное скрещивание.

Ход урока:

1.     Проверка д/з (тесты)

2.     Словарь по теме (ключевые слова):

а.     Дигибридное скрещивание – скрещивание, когда родительские формы отличаются друг от друга по двум парам признаков.

б.     Дигомозигота – чистая линия по двум признакам.

в.     Дигетерозигота – имеют по два аллельных гена обоих признаков.

г.      Независимое наследование признаков – наследование генов цвета не зависит от наследования генов формы.

д.     Решетка Пеннета – графическое выражение дигибридного скрещивания.

3.     Составление схемы «Типы доминирования»

4.     Просмотр фильма «Дигибридное скрещивание» и беседа по его содержанию.

5.     Формулирование третьего закона Менделя : Закон независимого наследования признаков: «Гены, находящиеся в разных негомологичных хромосомах, наследуются независимо друг от друга. В потомстве гибридов возникает генетическая рекомбинация – новое сочетание признаков, нехарактерных ни для одного из родителей.

6.     Разбор задач по дигибридному скрещиванию.

7.     Закрепление.

Решение задач:

1.     Белый цвет тыквы доминирует над желтым, дискообразная форма тыквы доминирует над шарообразной формой. Каким будет генотип родительских форм и потомства при скрещивании белых дискообразных тыкв с белыми шарообразными?

2.     Полидактия (шестипалость) и близорукость передаются как доминантные признаки. Какова вероятность рождения детей без аномалий в семье, если оба родителя страдают обоими недостатками и при этом являются гетерозиготными по обоим признакам?

У человека косолапость доминирует над нормальным строением стопы, а нормальный обмен углеводов – над сахарным диабетом. Женщина, имеющая нормальное строение стопы и нормальный обмен углеводов, вышла замуж за косолапого мужчину с нормальным обменом углеводов. От этого брака родилось 2 детей, у одного из которых развивалась косолапость, а у другого – сахарный диабет. Можно ли определить генотипы родителей по фенотипу их детей? Какие еще генотипы и фенотипы детей возможны в данной семье?

8.     Д/з

9 класс - § 39,40, с.190 задание под *

10 класс - § 22, с.117-118 задачи № 1- 4