Закономірності спадковості
|
|
Скачати 135.66 Kb.
|
|
Тема. Закономірності спадковості Мета заняття: ознайомити студентів із законами Г. Менделя, розглянути їх статистичний характер і цитологічні основи; розвивати вміння пов'язувати виконання функцій певними структурами з особливостями їхньої будови; виховувати вміння критично й обґрунтовано сприймати наукову інформацію. Обладнання й матеріали: проектор, комп’ютер, мультимедійна презентація, підручники біології, таблиці, схеми, портрет Г. Менделя, таблиці або слайди презентації чи відеофрагменти, які демонструють цитологічні основи законів Г. Менделя. Тип заняття: засвоєння нових знань. Методи роботи на занятті: словесний: розповідь-пояснення, опис, бесіда, робота з підручником; наочний: ілюстрація, демонстрація. Базові поняття й терміни: закони Г. Менделя, однотипність гібридів, генотип, фенотип, алель, домінування, рецесивність, гамети, розщеплення, незалежне успадкування. Література: Кучеренко М.Є.,Вервес Ю.Г.,Балан П.Г., Войціцький В.М. Загальна біологія: підручник для 10 кл.загальноосвітніх навчальних закладів−К.: Генеза 2003.с.191-201. ХІД ЗАНЯТТЯ I. Організаційний етап. ІІ. Актуалізація опорних знань та чуттєвого досвіду студентів. На минулому занятті ми відкрили з вами сторінку найцікавішої науки біологічного циклу - генетики. Генетика є наукою, де потрібно розуміння і знання багатьох складних питань. І зараз ми перевіримо, що нам вже відомо про науку генетику. 1. Завдання: допишіть пропущені слова (на картках). Генетика – наука про _____________________________________________. Велике значення має генетика для___________________________________. Елементарною одиницею спадковості є __________________і розміщується в ____________________. ___________________ метод полягає у схрещуванні організмів, які відрізняються за певними станами ознак. Схрещування може бути 1)___________________ - це _______________________________________________________________________ 2) _____________________________ - це________________________________________ ___________________________________________________________________________ 3) ________________________ -це______________________________________________ 2. Перевірте свої знання, поставивши літери, що відповідають за потрібний термін, перед нижчепереліченими ознаками: Е - ген М - фенотип Ь - алель Д - спадковість Н - генотип Е - гібрид Л - мінливість
Якщо дане завдання виконано правильно, то з букв складеться прізвище чеського вченого. Чим відомий цей вчений? ІІІ. Мотивація навчальної діяльності студентів. Протягом всієї історії свого існування людство завжди цікавило питання про причини схожості дітей і батьків. Чому подібне народжує подібне? «Як він схожий на свого батька», - вигукують родичі, прийшовши на день народження і дивлячись який виріс юнак. У карих очах батьків світиться гордість за підростаюче покоління, а винуватець свята, невинно кліпаючи такими ж карими очима, непомітно з'їдає приготовлені для гостей цукерки. Ми успадковуємо від своїх батьків не тільки колір очей і волосся, форму носа і групу крові. Ми успадковуємо риси темпераменту та особливості рухів, схильність до вивчення мов і здатність до математики. Ми народжуємося на світ, маючи свій унікальний спадковий матеріал, ту програму, на основі якої під впливом факторів зовнішнього середовища, ми станемо такими, якими ми є - неповторні і в той же час схожі на попередні покоління. Чому? IV. Вивчення нового матеріалу. На сьогоднішньому занятті ми продовжимо вивчення основ генетики і розглянемо наступні питання: План.
Основні закономірності спадковості встановив видатний чеський учений Грегор Мендель, якого по праву вважають батьком генетики. Мендель не був першим вченим, який намагався відповісти на питання: як передаються з покоління в покоління властивості і ознаки? Але саме він зміг виявити закономірності в передачі ознак від покоління до покоління. Англійська генетик Шарлотта Ауербах сказала: «Успіх роботи Менделя в порівнянні з дослідженнями його попередників пояснюється тим, що він володів двома істотними якостями, необхідними для вченого: здатністю задавати природі потрібне питання і здатністю правильно тлумачити відповідь природи». Які ж дослідження і як провів Грегор Мендель?  В 1843 г. ставши монахом, Мендель став серйозно займатися різними дослідженнями. В його чернечій келії, з'явилися їжак, лисиця і безліч мишей. Мендель схрещував їх, спостерігав, яке виходило потомство. Але монастирське начальство провідало про його досліди з мишами і розпорядилося прибрати мишей, щоб не кидати тінь на репутацію монастиря. Тоді Мендель випросив у монастирі під садок невелику обгороджену забором ділянку і переніс свої досліди на горох. Ніхто не міг припустити, що на такій крихітній ділянці будуть встановлені загальні біологічні закони спадковості. Навесні 1845 р. Мендель висадив тут горох. Пізніше він жартівливо говорив своїм гостям: - Чи не хочете подивитися на моїх дітей? Здивовані гості йшли разом з ним в сад, де він вказував їм на грядки з горохом. Всі свої досліди Г. Мендель проводив саме на цій рослині з родини Бобових. Коли Менделя запитували, чому він обрав саме горох, то відповідь була наступна – «Просто заради сміху. Але насправді горох виявився вдалим об'єктом для проведення генетичних досліджень.  По-перше, відомо багато сортів цієї культурної рослини, які відрізняються різними станами певних спадкових ознак (забарвленням насіння, квіток, довжиною стебла, структурою поверхні насіння тощо). По-друге, життєвий цикл гороху досить короткий, що дає можливість простежити передачу спадкової інформації нащадкам протягом багатьох поколінь. По-третє, горох посівний - самозапильна рослина, тому нащадки кожної особини, яка розмножувалась самозапиленням, є чистими лініями. Чисті лінії - це генотипно однорідні нащадки однієї особини, гомозиготні за більшістю генів і одержані внаслідок самозапилення або самозапліднення. Гомозиготною (від грец. гомос - однаковий і зиготос - сполучений разом) називають диплоїдну або поліплоїдну клітину (особину), гомологічні хромосоми якої несуть однакові алелі певних генів. Але слід зазначити, що горох посівний можна запилювати і перехресно. Це дає можливість здійснювати гібридизацію різних чистих ліній. Схрещуючи чисті лінії гороху між собою, Г. Мендель одержав гетерозиготні (гібридні) форми. Гетерозиготною (від грец. гетерос - інший і зиготос) називають диплоїдну або поліплоїдну клітину (особину), гомологічні хромосоми якої несуть різні алелі певних генів. Отже, Г. Мендель застосував гібридологічний метод досліджень. На відміну від своїх попередників він чітко визначав умови проведення дослідів: серед різноманітних спадкових ознак виділяв різні стани однієї (моногібридне схрещування), двох (дигібридне) або більшої кількості (полігібридне) ознак і простежував їхній прояв у ряді наступних поколінь.    Результати досліджень він обробляв статистично, що дало можливість встановити закономірності передачі різних станів спадкових ознак у ряді поколінь гібридів. Попередники Г. Менделя намагалися простежити успадкування різних станів усіх ознак і досліджуваних організмів одночасно, тому їм і не вдавалося виявити будь-які закономірності. Грегор Мендель з міста Брно Сіяв жовтий горох на зерно. Стукнувши в лоб кулаком, Грегор вивів закон: Чому зеленіє зерно? Марина Юріна 2. Перший закон Менделя Які закономірності встановив Г. Мендель?   Дослідження Г. Мендель почав із моногібридного схрещування: він схрестив дві чисті лінії гороху посівного, які давали відповідно насіння жовтого або зеленого кольору (батьківські форми умовно позначають латинською літерою Р - від лат. парентес - батьки), насіння, яке утворювали нащадки, одержані від такого схрещування (гібриди першого покоління), виявилося одноманітним - жовтого кольору. Так був встановлений закон одноманітності гібридів першого покоління: нащадки першого покоління від схрещування стійких форм, які розрізняються за однією ознакою, мають однаковий фенотип за цією ознакою (у фенотипі, гібридів першого покоління проявляється лише один із двох станів ознаки – домінантний) ( відео 1). 3. Другий закон Менделя Потім Г. Мендель схрестив між собою гібриди першого покоління. Їхні нащадки (гібриди другого покоління) дали 8 023 насінини, з яких 6 022 були жовтого кольору, а 2 001 - зеленого. Тож серед насіння гібридів другого покоління знову з'явилися насінини зеленого кольору (проявився рецесивний стан ознаки), які становили приблизно 1/4 загальної кількості насіння, тоді як насіння жовтого кольору (домінантний стан ознаки) було близько 3/4.   Цю закономірність названо законом розщеплення: при схрещуванні гібридів першого покоління між собою серед нащадків спостерігається явище розщеплення ознак: у фенотипі 1/4 гібридів другого покоління проявляється рецесивний, а 3/4 - домінантний стани ознак. Розщеплення - прояв обох станів ознаки (домінантного і рецесивного) у другому поколінні гібридів, зумовлений розходженням алельних генів, які їх визначають. Г. Мендель простежив за успадкуванням домінантного та рецесивного станів ознак і в наступних поколіннях гібридів. Він звернув увагу на той факт, що з насіння зеленого кольору виростали рослини, які при самозапиленні утворювали насіння лише зеленого кольору, тоді як рослини, що виросли з насіння жовтого кольору «поводили себе» по-різному. Одна частина цих рослин при самозапиленні утворювала насіння лише жовтого кольору (1/3 від кількості рослин, які виросли з жовтого насіння), тоді як інша (2/3 цих рослин) - насіння як жовтого, так і зеленого кольорів у співвідношенні 3:1. Г. Мендель дійшов висновку, що насіння з домінантним станом ознаки (жовтого кольору), хоча й подібне за фенотипом, але може розрізнятись за генотипом. Натомість, насіння, у фенотипі якого проявився рецесивний стан ознаки (зелений колір), подібне і за генотипом. Отже, все насіння з рецесивним станом ознаки було гомозиготне за геном забарвлення насіння. А серед насінин з домінантним станом ознаки траплялися як гомозиготні, так і гетерозиготні (мали дві різні алелі гена забарвлення насіння)(відео 2). 4. Третій закон Менделя  У подальших дослідженнях Г. Мендель ускладнив умови проведення досліду: вибрав рослини, які відрізнялися різними станами двох (дигібридне схрещування) або більшої кількості (полігібридне схрещування) спадкових ознак. Так він схрестив між собою чисті лінії гороху посівного, представники яких формували жовте насіння з гладенькою поверхнею та зелене зі зморшкуватою. Гібриди першого покоління утворювали лише насіння жовтого кольору з гладенькою поверхнею (домінантні стани обох досліджуваних ознак). Так Г. Мендель спостерігав прояв закону одноманітності гібридів першого покоління.  Схрестивши гібриди першого покоління між собою. Г. Мендель одержав такі результати. Серед гібридів другого покоління виявилися чотири фенотипні групи в таких співвідношеннях: приблизно дев'ять частин насіння було жовтого кольору з гладенькою поверхнею (315 насінин), три частини - жовтого кольору зі зморшкуватою поверхнею (101 насінина), ще три частини -зеленого кольору з гладенькою поверхнею (108 насінин), а одна частина - зеленого кольору зі зморшкуватою поверхею (32 насінини). Отже, кількість фенотипних груп насіння, яке утворювали гібриди другого покоління вдвічі перевищило їхню кількість у вихідних батьківських форм. Крім насіння, яке мало комбінації станів ознак, притаманних батьківським формам (жовтий колір - гладенька поверхня та зелений колір - зморшкувата поверхня), з'явилися ще дві фенотипні групи, з новими комбінаціями (жовтий колір - зморшкувата поверхня та зелений колір - гладенька поверхня). Щоб пояснити ці результати, Г. Мендель простежив успадкування різних станів кожної ознаки окремо. Співвідношення насіння різного кольору гібридів другого покоління було таким: 12 частин насіння мало жовтий колір, а 4 - зелений, тобто розщеплення за ознакою кольору, як і при моногібридному схрещуванні становило 3:1. Подібне спостерігали і при розщепленні за ознакою структури поверхні насіння: 12 частин насіння мало гладеньку поверхню, а 4 -зморшкувату. Тобто розщеплення за ознакою структури поверхні насіння також було 3:1.  На підставі одержаних результатів Г. Мендель сформулював закон незалежного комбінування станів ознак: при ди- або полігібридному схрещуванні розщеплення за кожною ознакою відбувається незалежно від інших. Тобто дигібридне схрещування за умови, що один із алельних генів повністю домінує над іншим, є по суті двома моногібридними, які ніби накладаються одне на одне, тригібридне - три і т.д. 5. Цитологічні основи і статистичний характер законів спадковості Нестатеві (соматичні) клітини, як правило, мають диплоїдний набір хромосом, тобто в кожній з них є два алельні гени. Це можуть бути дві домінантні чи дві рецесивні алелі певного гена (гомозигота) або домінантна і рецесивна алелі (гетерозигота). Коли внаслідок мейотичного поділу утворюються статеві клітини, в кожну з них потрапляє тільки одна алель з кожної пари. Гомозиготна особина формує лише один сорт статевих клітин (домінантною або рецесивною алеллю певного гена), тоді як гетерозиготна - два сорти в рівних кількостях (50% з домінантною алеллю певного гена і 50% - з рецесивною). Користуючись малюнком, простежимо за гомологічними хромосомами при моногібридному схрещуванні гомозиготних особин гороху посівного. Для спрощення припустимо, що такі особини мають лише одну пару гомологічних хромосом (тобто кількість хромосом у диплоїдному наборі дорівнює двом: 2п = 2), а кожна з них містить тільки один ген. Хромосому з домінантною алеллю (А) на малюнку позначено жовтим кольором, а з рецесивною (а) - зеленим. Відомо, що нащадки, отримані від схрещування особин гомозиготних за домінантною та рецесивною алелями (гібриди першого покоління), будуть гетерозиготними (їхній генотип — Аа). Це пояснюється тим, що одну хромосому з домінантною алеллю вони дістають від одного з батьків, а іншу, з рецесивною, - від другого. Отже, такі рослини будуть одноманітними як за генотипом, так і за фенотипом. Гібриди першого покоління, на відміну від батьків, утворюватимуть гамети двох сортів: половина з них нестиме хромосому з домінантною алеллю, половина - з рецесивною. Внаслідок схрещування гібридів першого покоління між собою у їхніх нащадків (гібридів другого покоління) можливі три варіанти генотипів: чверть особин матиме хромосоми лише з домінантними (гомозиготи за домінантною алеллю - АА), половина — одну хромосому з домінантною, другу - з рецесивною (гетерозиготи - Аа) і чверть - хромосоми лише з рецесивними (гомозиготи за рецесивною алеллю — аа) алелями. А за фенотипом три чверті насіння гібридів другого покоління матиме жовте забарвлення (гомозиготи за домінантною алеллю і гетерозиготи), а одна чверть - зелене (гомозиготи за рецесивною алеллю). Отже, якщо утворюється значна кількість гамет рівної життєздатності, то стає зрозумілим статистичний характер закону розщеплення. Він визначається рівною ймовірністю зустрічей гамет різних сортів. Проте простіше записати хід схрещування за допомогою так званої решітки Пеннета (запропонував англійський генетик Пеннет). Отже, ми бачимо, що серед гібридів другого покоління можливе утворення трьох варіантів генотипу. За умови повного домінування домінантної алелі над рецесивною вони визначатимуть два варіанти фенотипу. З даних схеми стають зрозумілими і причини подальшого розщеплення ознак унаслідок розмноження гібридів другого покоління самозапиленням. Гомозиготні особини будуть формувати гамети лише одного сорту, тому серед їхніх нащадків не спостерігається явище розщеплення. Гетерозиготні особини утворюватимуть гамети двох сортів (з домінантною і з рецесивною алеллю), тому серед їхніх нащадків буде спостерігатися розщеплення за фенотипом у співвідношенні 3:1. Так само можна продемонструвати цитологічні основи і статистичний характер закону незалежного комбінування станів ознак. Уявімо, що в диплоїдному наборі рослина має дві пари гомологічних хромосом (2п = 4), кожна з яких несе лише один ген. Хромосоми однієї пари позначимо паличками, іншої - кружечками. Хромосоми, які несуть домінантну алель, забарвлені у жовтий колір, а рецесивну - в зелений. Припустімо, що материнський організм містить хромосоми лише з домінантними алелями генів забарвлення і структури поверхні насіння, а батьківський - лише з відповідними рецесивними. Такі гомозиготні організми в процесі утворення гамет формуватимуть один їхній сорт - або з домінантними, або з рецесивними алелями. У разі схрещування батьківських форм усі нащадки (гібриди першого покоління) дістають по дві хромосоми з відповідними домінантними алелями від материнського організму і по дві з рецесивними — від батьківського. Тож усі вони будуть гетерозиготними за генами забарвлення і структури поверхні насіння й формуватимуть чотири сорти гамет у рівних кількостях. При цьому в двох з них алельні гени будуть знаходитися у тих самих комбінаціях, що і в гаметах вихідних батьківських форм, а в двох інших - у нових поєднаннях (рекомбінаціях). Рекомбінація (від лат. ре - префікс, який означає поновлення, повтор дій, і комбінатів — поєднання) — перерозподіл спадкового матеріалу батьків у генотипі нащадків. Іншими словами, рекомбінації — це нові поєднання алелей різних генів у гаметах гібридів, які відрізняються від їхнього поєднання у гаметах батьків. Унаслідок рівної ймовірності зустрічей гамет різних сортів, які утворюють гібриди першого покоління, в їхніх нащадків (гібридів другого покоління) можливе утворення дев'яти варіантів генотипів. Ці варіанти, у свою чергу, визначатимуть чотири різних варіанти фенотипу. У двох із них стани ознак забарвлення насінини і структури її поверхні будуть у тих самих поєднаннях, як і у фенотипі вихідних батьківських форм (жовтий колір - гладенька поверхня насінини і зелений колір - зморшкувата поверхня), а у двох - в нових - рекомбінаціях (жовтий колір — зморшкувата поверхня і зелений колір - гладенька поверхня). Рекомбінації є одним із джерел мінливості організмів. Статистичний характер закону незалежного комбінування станів ознак можна довести, записавши хід дигібридного схрещування за допомогою решітки Пеннета. При схрещуванні гомозиготних батьківських форм його результат буде такий: Результати схрещування батьківських форм, гомозиготних за домінантними і відповідно рецесивними алелями генів забарвлення (А — а) і структури поверхні (В - b) насіння, розташованих у негомологічних хромосомах, підтверджують закон одноманітності гібридів першого покоління: всі вони гетерозиготні за цими генами й утворюватимуть насіння жовтого кольору з гладенькою поверхнею. Хід схрещування гібридів першого покоління між собою наведено на малюнку. Він свідчить про те, що серед гібридів другого покоління розщеплення за фенотипом буде таким: 9 частин насіння жовтого кольору з гладенькою поверхнею, 3 - жовтого зі зморшкуватою, 3 - зеленого з гладенькою і 1 - зеленого зі зморшкуватою. Отже, розщеплення серед гібридів другого покоління як за ознакою забарвлення насіння, так і за ознакою структури його поверхні становитиме 12:4 (тобто 3:1). За умови повного домінування домінантних алелей над відповідними рецесивними фенотип жовтого насіння з гладенькою поверхнею визначатиметься чотирма варіантами генотипу (ААВВ, ААВЬ, АаВВ, АаВb), жовтого зі зморшкуватою - двома (ААbb, Ааbb), зеленого з гладенькою - теж двома (ааВВ, ааВb), а зеленого зі зморшкуватою - одним (ааbb). V. Узагальнення та систематизація знань. Дати відповіді на питання:
 VІ. Домашнє завдання. Опрацювати § 39, 40 підручника, запитання с. 164, задача. Відсутність малих корінних зубів визначається домінантним аутосомним геном. Яка ймовірність народження дітей з аномалією в сім’ї, де батьки гетерозиготні за цим геном? |
Схожі:
| Закономірності спадковості при моногібридному схрещуванні. Органічні речовини клітини. Значення ліпідів та вуглеводів у життєдіяльності організмів |
Конспект заняття з біології на тему: «Закономірності дії екологічних факторів на живі організми» Мета: сформувати уявлення про екологічні фактори, показати їхню класифікацію й загальні закономірності впливу екологічних факторів... |
| Екологічні фактори. Закономірності дії екологічних факторів на організми та їхні угруповання Мета: сформувати наукове поняття про екологічні фактори, їх класифікацію, закономірності дії екологічних факторів на організми та... |
Психологічні закономірності та принципи здійснення соціально-педагогічної... |
| Закони та закономірності менеджменту Формування організаційних структур управління в умовах зовнішньоекономічної діяльності |
ЗАКОНОМІРНОСТІ МАКРОЕВОЛЮЦІЇ Філогенетика — наука, присвячена вивченню особливостей еволюції великих груп органічного світу |
| КОНТРОЛЬНІ ЗАВДАННЯ З БІОЛОГІЇ Виявив закономірності кількісного вмісту залишків азотистих основ у молекули ДНК |
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ДІАГНОСТИЧНОЇ МЕДИЧНОЇ АПАРАТУРИ Скіалогія розділ рентгенології, що вивчає закономірності утворення рентгенівського зображення |
| Закони,закономірності Затверджено Міністерством освіти і науки України як підручник для студентів вищих навчальних закладів |
Закономірності виникнення права Організація здійснення влади на місцях. Взаємодія місцевих державних органів з органами місцевого самоврядування |
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання © 2013
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua