Конспект урока: Генетика пола. Наследование признаков, сцепленных с полом.

Тема урока: Генетика пола. Наследование признаков, сцепленных с полом.

Оборудование: таблицы: «Хромосомный аппарат человека», «Определение пола у дрозофилы», «Хромосомные наборы различных организмов». Таблички с терминами: «аутосомы, половые хромосомы, гомогаметный пол, гетерогаметный пол, гемофилия, дальтонизм, миопатия, гипертрихоз, синдактилия». На столах для каждого - задания для самостоятельной работы, инструкционные карты для изучения новой темы (приложение №1).

1. Повторение изученного материала.

- Какой раздел биологии мы изучаем?

- Какие основные вопросы данного раздела мы изучили?

Повторим основные понятия, закономерности ранее изученного с целью закрепления знаний и подготовки к восприятию новой темы:

1. Разгадать кроссворд. (слайд №2)

г

е

н

г

а

м

е

т

а

г

е

н

о

т

и

п

а

л

л

е

л

ь

ф

е

н

о

т

и

п

з

и

г

о

т

а

л

о

к

у

с

м

у

т

а

ц

и

я

1). Определённый участок молекулы ДНК, отвечающий за синтез одной молекулы белка. (Ген)

2). Половая клетка растительного или животного организма, несущая один ген из аллельной пары. (Гамета)

3). Совокупность генов организма. (Генотип)

4). Гены, расположенные в идентичных участках гомологичных хромосом. (Аллель).

5). Совокупность всех свойств и признаков организма. (Фенотип)

6). Диплоидная клетка, образующаяся при слиянии двух гамет. (Зигота)

7). Участок хромосомы, где расположен ген. (Локус)

8). Внезапное изменение наследственных свойств организма, приводящее к изменению тех или иных его признаков. (Мутация)

2. Письменное задание, состоящее из 2 заданий по типу заданий ГИА

(2 варианта) с последующей взаимопроверкой. (Приложение № 2).

2. Актуализация знаний. Целеполагание.

- Что такое группы сцепления?

Сегодня мы будем говорить о сцепленных признаках, только сцепленных с полом.

Тема сегодняшнего занятия «Генетика пола. Наследование признаков, сцепленных с полом». (слайд №3)

- Что вам уже известно по данной теме?

- Что бы вы хотели узнать?

- Какова цель урока?

Цель: изучить сущность хромосомного определения пола, механизм наследования генов, сцепленных с полом. (слайд №4)

Задачи:

• Образовательная: рассмотреть статистические данные, механизм определения пола и закономерности наследования генов, сцепленных с полом.

• Развивающая: продолжить формирование умений и навыков в использовании генетических понятий и символов, решать генетические задачи, анализировать, делать выводы.

• Воспитательная: половое воспитание - формировать представления о различиях женского и мужского организмов, сознательное отношение к своему здоровью, здоровью потомков.

Обучающийся должен:

• иметь представление о работах Т. Моргана по генетике пола и наследовании признаков (генов), сцепленных с полом;

• знать: сущность процесса мейоза; определения: аутосомы, половые хромосомы, гомогаметный пол, гетерогаметный пол, гены, сцепленные с полом, первичные половые признаки, вторичные половые признаки, гемофилия, дальтонизм, миопатия, гипертрихоз, синдактилия;

• уметь: использовать генетические понятия и символы при составлении и решении генетических задач, объяснять выявленные закономерности.

Мотивация учебной деятельности:

- Проблема происхождения половых различий, механизмов определения пола и поддержания определённого соотношения полов в группах животных очень важна и для теоретической биологии, и для практики. Возможность искусственного регулирования полов животных была бы исключительно полезна для сельского хозяйства.

- Какова актуальность знаний о генетике пола в нашей личной жизни?

3. Изучение нового учебного материала.

1). Генетика пола:

- статистические закономерности;

- хромосомное определение пола.

Что такое пол? (слайд №5)

Пол - это совокупность признаков и свойств организма, обеспечивающих функцию воспроизведения потомства и передачу генетической информации на основе образования гамет.

- Известно ли вам соотношение особей разного пола у двудольных растений, видов растений, человека? (слайд №6)

Сделайте вывод. (Соотношение полов примерно 1:1)

Установил данное соотношение учёный Корренс.

Проблема: От чего зависит рождение мужских или женских особей? (слайд №7)

- Вы уже знаете, что каждый вид животных или растений характеризуется определённым набором хромосом (генетический критерий вида). Причём постоянно не только число хромосом, но индивидуально каждая пара гомологичных хромосом, то есть она имеет характерную для неё величину и форму. (слайды №8,9) стр.189, рис.98 (кариотип человека)

Система обозначения хромосом человека была унифицирована на специально созванной Денверской конференции в 1960 году.

На IV международной конференции по стандартизации в цитогенетике человека (Париж, 1971 год) была предложена более совершенная стандартная система идентификации хромосом.

Задание по инструкционной карте (5 минут): прочтите текст на стр. 189 учебника, ответьте письменно на вопросы:

1. Каков кариотип человека?

2. Какие отличия вы обнаружили в кариотипе мужчины и женщины?

3. Что такое аутосомы, сколько их в организме человека?

4. Что такое половые хромосомы? (слайд №10)

Ответы обучающихся заслушиваются и обсуждаются.

- Как определяется пол у человека? (слайд №11)

Гаметы с Х- и У- хромосомой в результате мейоза образуются у самцов в равных количествах, следовательно, математическое ожидание соотношения полов составляет 1:1. Если яйцеклетка, содержащая Х- хромосому, оплодотворяется сперматозоидом, несущим Х- хромосому, то из зиготы родится девочка. Если яйцеклетка, содержащая Х- хромосому, оплодотворяется сперматозоидом, несущим У- хромосому, то из зиготы родится мальчик.

У человека на это соотношение влияют многие факторы. Так, с одной стороны, У- сперматозоид более подвижен, но, с другой стороны, ХУ зигота и эмбрион менее жизнеспособен, чем ХХ эмбрион. Таким образом, баланс полов всё-таки поддерживается. Случайный характер встречи гамет в каждом отдельном явлении, но в большом числе событий проявляется чёткая закономерность: число особей женского и мужского пола оказывается равным.

Вывод: пол организма определяется в момент оплодотворения и зависит от хромосомного набора зиготы.

- Какой пол является гомогаметным?

Пол, который образует гаметы, одинаковые по половой хромосоме (ХХ - женский пол)).

- Какой пол является гетерогаметным?

Пол, который формирует гаметы, неодинаковые по половой хромосоме (ХУ - мужской пол). (слайд №13)

Такой тип определения пола свойственен всем млекопитающим, амфибиям, пресмыкающимся.

У птиц, бабочек, рыб, земляники - ХХ - мужской пол, ХУ - женский пол. (слайд №14)

Закрепление: Определите пол у плодовой мушки дрозофилы (ответ с использованием таблицы «Определение пола у дрозофилы»).

- В каких опытах Г. Менделя (в каких скрещиваниях) получилось такое расщепление? (Аа*аа, когда один из родителей образует два типа гамет, а у другого родителя все гаметы одинаковы. Один из видов анализирующего скрещивания). (слайд №15)

Итак, от чего зависит пол будущего организма?

2). Наследование, сцепленное с полом.

Половые хромосомы не только отвечают за определение пола нового организма, но и содержит гены, контролирующие развитие определённых признаков.

Наследование признаков, гены которых расположены в Х- хромосоме или в У -хромосоме, называется наследованием, сцепленным с полом.

Это явление было открыто Т. Морганом на плодовой мушке дрозофиле. Томас Гент Морган (1966 - 1945) - американский эмбриолог, генетик. Впервые начал исследования на дрозофиле. Морган и его школа создали в итоге этих опытов хромосомную теорию наследственности. Лауреат Нобелевской премии 1933 года. (слайд №16)

Признаки, наследуемые через Х- хромосому, могут проявляться как у особей женского пола, так и у особей мужского пола. Признаки, наследуемые через У- хромосому, будут проявляться только у особей мужского пола (для большинства организмов). (слайд №17)

Рассмотрим таблицу «Признаки, сцепленные с полом» в инструкционной карте.

- Какие признаки наследуются через Х- хромосому?

- Какие признаки наследуются через У- хромосому?

(слайды №23, 24, 25, 26)

Прослушивание сообщения о гемофилии (приложение № 3) (слайды №20, 21, 22)

Решение задачи №1.

Прослушивание сообщения о дальтонизме (приложение № 4) (слайд №18)

Решение задачи №2

Прослушивание сообщения о миопатии (приложение № 5) (слайд №19)

4. Закрепление:

1. Почему мальчики чаще похожи на маму, а девочки - на папу?

2. Почему дальтонизмом и гемофилией болеют в основном мужчины?

5. Подведение итогов занятия:

- рефлексия;

- степень реализации целей;

- работа обучающихся на уроке.

6. Домашнее задание: п. 39, ответить устно на вопросы стр.102, решить задачи из инструкционной карты.

Приложение №5

Миопатия (греч. «страдание, болезнь») - прогрессирующие мышечные дистрофии; относятся к наследственным заболеваниям.

Миопатии могут передаваться по аутосомно-рецессивному, доминантному и сцепленному с полом типами. В основе развития миопатии лежат нарушение обмена в мышечных клетках, изменение синтеза нуклеиновых кислот, значительное преобладание ускоренного распада белков мышц над изменённым их синтезом. Мышцы при миопатии истончены, часть волокон замещена жировой тканью; при электронной микроскопии обнаруживают изменение структуры мембран мышечных клеток. Основные признаки миопатии - нарастающая мышечная слабость, симметричная атрофия мышц, снижение сухожильных рефлексов, в поздних стадиях - деформация костей и суставов. Постоянно выражены вегетативно-трофические расстройства.

Приложение №4

Дальтонизм - частичная цветовая слепота, один из видов нарушения цветового зрения.

Дальтонизм впервые описан в 1794 году Джоном Дальтоном, который сам страдал этим недостатком.

Дальтонизм встречается у 8% мужчин и у 0,5% женщин. Предполагается, что в сетчатой оболочке глаза существует три элемента, каждый из которых воспринимает только один из трёх основных цветов (красный, зелёный, фиолетовый), смешением которых получаются все воспринимаемые нормальным глазом оттенки. Это - нормальное, так называемое трихроматическое цветоощущение. При выпадении одного из этих элементов наступает частичная цветовая слепота - дихромазия.

Различают краснослепых: они не отличают светло-красного от тёмно-зелёного, а пурпурный и фиолетовый от синего; зелёнослепых: они смешивают зелёные цвета с тёмно-красными. Очень редко встречаются фиолетовослепые, и ещё реже бывает полная слепота на цвета - ахромазия. Для таких людей мир окрашен во все оттенки серого, как на чёрно-белой фотографии.

Все формы врождённой цветовой слепоты являются наследственными. Женщины являются проводником этой патологической наследственности; сами сохраняют нормальное зрение и оказываются цветослепыми лищь тогда, когда имеют цветослепоту отца наряду с хотя бы гетерозиготной по этому гену матерью.

Приобретённые расстройства цветового зрения могут возникать при различных заболеваниях органа зрения и центральной нервной системы. Расстройства цветового зрения выявляют при помощи специальных таблиц или спектральных приборов. Исследование цветового зрения имеет важное значение при профессиональном отборе лиц для работы на транспорте, в авиационных, морских службах, в химической, полиграфической, текстильной и других отраслях промышленности. Лечению дальтонизм не подлежит.

Приложение №3

Гемофилия.

Свёртывание крови является защитной реакцией организма. Выпущенная из сосудов кровь из жидкого состояния переходит в желеобразное. Образуется сгусток, закупоривающий повреждённый сосуд и предотвращающий потерю значительного количества крови.

У некоторых людей в механизме образования кровяного сгустка - тромба - происходит сбой. Тогда говорят о пониженной свёртываемости крови. При ранении сосудов вытекающая кровь не свёртывается. Такое заболевание называется гемофилией. При гемофилии опасны не только ранения, но и ушибы. Человек, больной гемофилией, живёт в постоянной тревоге за свой завтрашний день и должен быть очень осторожен в быту.

Гемофилия - сцепленное с полом рецессивное заболевание, при котором нарушается образование фактора VIII, ускоряющего свёртывание крови. Ген, детерминирующий синтез фактора VIII, находится в участке Х-хромосомы, не имеющим гомолога, и представлен двумя аллелями - доминантным нормальным и рецессивным мутантным. У этого заболевания есть одна интересная особенность: болеют гемофилией только мужчины, а передают её по наследству только женщины. В среднем, один из 10000 мальчиков рождается с этой патологией. Больной отец передаёт гемофилию дочери, у которой не будет внешних признаков болезни. А дочь передаст её своему сыну, у которого гемофилия проявится в полной мере.

Известен случай в царской династии Романовых: один из 5 детей русского императора Николая II и Александры Фёдоровны (принцесса Гессенская) - сын Алексей - был болен гемофилией.

Приложение №1

Тема урока: Генетика пола. Наследование признаков, сцепленных с полом.

Задачи:

- образовательная: рассмотреть статистические данные, механизм определения пола и закономерности наследования генов, сцепленных с полом;

- развивающая: продолжить формирование умений и навыков в использовании генетических понятий и символов, решать генетические задачи, анализировать, делать выводы;

- воспитательная: половое воспитание - формировать представления о различиях женских и мужских организмов, сознательное отношение к своему здоровью, здоровью потомков.

Обучающийся должен:

- иметь представление о работах Т. Моргана по генетике пола и наследовании признаков (генов), сцепленных с полом;

- знать сущность процесса мейоза, определения: пол; аутосомы; половые хромосомы; гомогаметный пол; гетерогаметный пол; гены, сцепленные с полом; гемофилия; дальтонизм; миопатия; гипертрихоз; синдактилия;

- уметь использовать генетические понятия и символы при составлении и решении генетических задач, объяснять выявленные закономерности.

Задание:

Прочитайте текст на стр. 189, ответьте на вопросы:

1. Каков кариотип человека?

2. Какие отличия вы обнаружили в кариотипе мужчины и женщины?

3. Что такое аутосомы, сколько их в организме человека?

4. Что такое половые хромосомы?

5. Какой пол называется гомогаметным, гетерогаметным?

Признаки, сцепленные с полом (наблюдаются через Х-хромосомы)

Доминантный признак

Рецессивный признак

Человек

Нормальная свёртываемость крови

Гемофилия

Нормальное зрение

Дальтонизм

Нормальное развитие потовых желёз

Отсутствие потовых желёз

Норма

Миопатия (прогрессивная мышечная дистрофия)

Норма

Ихтиоз (резкое изменение кожных покровов)

Дрозофила

Серая окраска тела

Жёлтая окраска тела

Красный цвет глаз

Белый цвет глаз

Кошка

Чёрная окраска шерсти

Жёлтая окраска шерсти, у гибридов пёстрая (черепаховая, тигровая)

Через У - хромосому наследуется гипертрихоз (вырастание волос на краю ушной раковины); синдактилия (перепончатообразное сращение 2-го и 3-го пальцев ног).

Задача №1.

Девушка, отец которой страдает гемофилией, а мать здорова и происходит из благополучной по гемофилии семьи, выходит замуж за здорового мужчину. Определите вероятные фенотипы детей этого брака.

Задача №2.

Мать имеет нормальное цветовосприятие (ХDХD) и является гомозиготной по этому признаку, а отец страдает дальтонизмом (ХdУ). Определите возможные фенотипы детей этого брака.

Домашнее задание:

п. 39, вопросы на стр. 102.

Задача №1.

У мушки дрозофилы ген красных глаз (W), расположенный в Х-хромосоме, доминирует над геном белых глаз (w). Какое потомство можно ожидать при скрещивании красноглазой гомозиготной самки с белоглазым самцом?

Задача №2.

У человека доминантный ген А определяет стойкий рахит, который наследуется сцеплено с полом. Какова вероятность рождения больных детей, если мать гетерозиготна по гену рахита, а отец здоров?

Задача №3.

Гипертрихоз наследуется как признак, сцепленный с У-хромосомой. Какова вероятность рождения детей с этой аномалией в семье, где отец страдает гипертрихозом?

Приложение №2

Повторение по теме «Закономерности наследования признаков».

1 вариант:

1. Из предложенных вариантов ответов выберите верные:

1. Ген - это:

А - мономер белковой молекулы

Б - материал для эволюционных процессов

В - участок молекулы ДНК, содержащий информацию о первичной структуре белка

Г - способность родителей передавать свои признаки следующему поколению

2. Кариотип - это совокупность:

А - признаков хромосомного набора соматической клетки

Б - признаков хромосомного набора гамет

В - количественных признаков хромосомного набора

Г - количественных и качественных признаков хромосомного набора

3. Гомологичными называют:

А - любые хромосомы диплоидного набора

Б - хромосомы, одинаковые по форме и размеру

В - хромосомы, сходные по строению и несущие одинаковые гены

Г - совокупность хромосом, находящихся в половых клетках

4. Доминантный ген проявляется:

А - только в гомозиготном организме

Б - только в гетерозиготном организме

В - как в гетерозиготном, так и в гомозиготном организмах

Г - только в первом поколении

2. Вставьте слова, пропущенные в тексте:

При скрещивании двух организмов, относящихся к разным _____(А) линиям (доминантный и рецессивный) и отличающийся друг от друга одним признаком, всё гибридное поколение (F1) окажется ____(Б) и будет по фенотипу похоже на родителя с ____(В) признаком. При скрещивании гибридов из F1 во втором поколении наблюдается расщепление в отношении ____(Г) по фенотипу и ____(Д) по генотипу.

Перечень терминов:

1. чистым; 4) гетерозиготным

2. гомозиготным 5) доминантным

3. 3:1 6) 1:2:1

Ответ:

А

Б

В

Г

Д

Повторение по теме «Закономерности наследования признаков».

2 вариант:

1. Из предложенных вариантов ответов выберите верные:

1. Хромосомы:

А - видны в неделящейся клетке

Б - содержатся только в соматических клетках

В - содержатся в соматических и половых клетках

Г - являются структурным элементом ядра, в котором заключён наследственный материал клетки

2. Аллельные гены - это гены:

А - определяющие развитие комплекса признаков

Б - отвечающие за развитие одного признака

В - расположенные в одних и тех же локусах гомологичных хромосом и отвечающие за развитие одного признака

Г - гены, подавляющие проявление рецессивного гена

3. Гомозиготной особью можно назвать:

А - ААВВ

Б - АА

В - ааВВ

Г - АаВв

4. Основной метод исследования закономерностей наследственности и изменчивости, применённый Г. Менделем, - это:

А - статистический

Б - гибридологический

В - генеалогический

Г - биохимический

2. Внимательно прочитайте текст и найдите в нём предложения, в которых содержатся биологические ошибки. Запишите номера этих предложений, а затем сформулируйте их правильно.

1.Наследственность - это способность организма сохранять и передавать свои признаки и особенности развития их поколения в поколение. 2. Передача наследственных признаков у организма происходит только при половом размножении. 3. Носителями наследственной информации у большинства организмов служат молекулы ДНК, сосредоточенные в хромосомах. 4.Материальной основой наследственности, определяющей развитие признака, является ген - участок молекулы ДНК. 5. Совокупность всех наследственных признаков - генов организма, полученных от обоих родителей, называют генофондом организма. 6. Все полученные по наследству признаки обязательно проявляются у организма.