Цель: выяснить особенности генетического определения пола, установить особенности признаков, сцепленных с полом.
Задачи:
Изучить хромосомный механизм определения пола; выявление признаков, сцепленных с Х-хромосомой.
Воспитание осознанного отношения к вопросам определения пола, формирование научного отношения.
Развитие логического мышления, познавательного интереса учащихся к изучению проблем генетики, развитие практических умений и навыков в решении задач, совершенствование умений делать выводы.
Урок по теме «Генетическое определение пола. Сцепленное с полом наследование».
10 класс
Цель: выяснить особенности генетического определения пола, установить особенности признаков, сцепленных с полом.
Задачи:
Изучить хромосомный механизм определения пола; выявление признаков, сцепленных с Х-хромосомой.
Воспитание осознанного отношения к вопросам определения пола, формирование научного отношения.
Развитие логического мышления, познавательного интереса учащихся к изучению проблем генетики, развитие практических умений и навыков в решении задач, совершенствование умений делать выводы.
Приемы: составление схем, анализ таблицы, родословной, моделирование генотипов, решение генетических задач.
Учебник: Биология (базовый уровень) 10-11 классы Авторы: Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В.В. М., «Дрофа», 2012г
На доске эпиграф:
“Разуму свойственно размышлять, то есть связывать причины и следствия, давать ответ на вопрос “почему”…”
Жан Анри Фабр
ХОД УРОКА
1.Определение целей и задач урока.
Создавая семью, молодые люди часто задают себе вопросы:
Каким родится наш ребенок?
Каков будет его цвет кожи? Цвет глаз и волос?
Кто родится – мальчик или девочка?
Рождение нового существа - великое чудо природы. «Девочка или мальчик?» - такой вопрос задают себе родители не рождённого ещё ребёнка. А иногда вопрос звучит по-другому: «Почему девочка или мальчик?» У нас с вами появилась возможность дать ответы на эти и некоторые другие вопросы.
Ребята, как вы думаете, о чем пойдет речь на уроке?
Запишите тему урока в тетрадь: «Генетическое определение пола. Сцепленное с полом наследование».
Давайте сформулируем цели и задачи нашего урока.
Для этого я попрошу вас на листе «Рефлексия» заполнить колонку « в начале урока».
2. Рефлексия
в начале урока
в конце урока
Я знаю, почему иногда рождаются мальчики, а иногда девочки
...
...
Я могу назвать доминантные и рецессивные признаки человека
...
...
Я могу рассказать о характере наследования болезней человека
...
...
Я знаю, какие заболевания у человека передаются через половые хромосомы, т.е. сцеплено с полом.
...
...
Я могу рассказать о характере наследования болезней человека
…
…
Я умею решать задачи на наследование признаков сцепленных с полом
…
…
Формулирование целей и задач урока. Какими способами будем достигать перечисленные вами цели?
Делать схематические рисунки, обозначать элементы рисунка, используя термины.
Находить и анализировать информацию в учебнике и дополнительных источниках.
Изучать новые понятия.
Задавать вопросы учителю.
Размышлять, высказывать предположения, делать выводы.
Решать генетические задачи
Для того, чтобы выполнить все поставленные задачи, нам необходимо вспомнить некоторые генетические понятия.
Как вы считаете, какие понятия нам пригодятся сегодня?
Фронтальный устный диктант по генетической терминологии: 1. наука, изучающая изменчивость и наследственность (генетика) 2. способность приобретать новые признаки в процессе индивидуального развития (изменчивость) 3. совокупность внешних и внутренних признаков (фенотип) 4. совокупность генов, которую организм получает от родителей (генотип) 5. способность передавать признаки от родителей потомству (наследственность) 6. преобладающий признак (доминантный) 7. временно исчезающий признак (Рецессивный) 8. особи, которые не обнаруживают в потомстве расщепления (гомозиготы) 9. особи, дающие в потомстве расщепление (гетерозиготы) 10. хромосомы, сходные по строению и несущие одинаковый набор аллельных генов (гомологичные) 11. изменения, происходящие в хромосомах под влиянием факторов внешней и внутренней среды (мутации) 12. участок молекулы ДНК, содержащий информацию о первичной структуре белка (ген)
Переход к новому материалу.
У открытий, как у людей, свои судьбы. Одни с самого начала становятся баловнями судьбы, другие же входят в мир неприметно и долго остаются в тени. А бывает золотая середина? Оказывается, да. И подтверждение этому - жизнь и творчество основателя громадной промышленной империи, доктора философии, академика, учредителя премии, увековечившей его имя в человеческой памяти. В день его смерти, 10 декабря, по установившейся традиции, счастливые лауреаты получат премии и награды по шести нобелевским номинациям.
Он родился 21 октября 1833 года в семье Андриетты и Эммануила Нобелей.
Автор 355 изобретений, из которых самым известным является динамит.
В 1888 году Альфреда Нобеля «погребли заживо». В России умер брат Нобеля - Людвиг, и по ошибке репортеров в газеты поместили объявление о смерти самого Альфреда Нобеля, а не его брата. Прочитав во французской газете собственный некролог под названием «Торговец смертью мёртв», Нобель задумался над тем, как его будет помнить человечество. После этого он решил изменить своё завещание.
«Всё моё движимое и недвижимое имущество должно быть обращено моими душеприказчиками в ликвидные ценности, а собранный таким образом капитал помещён в надёжный банк. Доходы от вложений должны принадлежать фонду, который будет ежегодно распределять их в виде премий тем, кто в течение предыдущего года принёс наибольшую пользу человечеству… Указанные проценты необходимо разделить на пять равных частей, которые предназначаются: одна часть — тому, кто сделает наиболее важное открытие или изобретение в области физики; другая — тому, кто сделает наиболее важное открытие или усовершенствование в области химии; третья — тому, кто сделает наиболее важное открытие в области физиологии или медицины; четвёртая — тому, кто создаст наиболее выдающееся литературное произведение идеалистического направления; пятая — тому, кто внёс наиболее существенный вклад в сплочение наций, уничтожение рабства или снижение численности существующих армий и содействие проведению мирных конгрессов… Моё особое желание заключается в том, чтобы при присуждении премий не принималась во внимание национальность кандидатов…
Он был победителем в этой суматошной, полной плодотворной деятельности жизни. Он не сумел победить лишь Ту, у которой никто никогда не выигрывал. Но и на нее он произвел впечатление. Ибо она вошла к нему без стука, на цыпочках, чтобы не потревожив, увести короля динамита за собой в вечный покой.
Говорят, смерть приносит некоторую законченность в сюжет жизни. К Нобелю это утверждение не относится. Потому что он еще при жизни получил паспорт на бессмертие, попал в легенду. Великие сами себе сооружают пьедестал. И в памяти людей они останутся столько, сколько будет жить человечество.
207 лауреатов нобелевской премии по физиологии и медицине – за великие открытия.
В 1933 году за открытия, связанные с ролью хромосом в наследственности Томасу Моргану была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине «за открытия, связанные с определением роли хромосом в наследственности организма». После получения Нобелевской премии Томас Хант Морган продолжал административную деятельность в Калтеху, объединяя ее с изучением биологической регенерации у голубей, саламандр и редчайших видов мышей. Морган в жизни был очень щедрым человеком и нередко финансировал обучение особенно одаренных студентов.
Изучение нового материала.
Мальчик. Девочка. Пол женский и пол мужской. Интерес к полу окружен ореолом значимости, таинственности. Этот интерес был всегда. Пол окутан сетью предрассудков, заблуждений, эмоциональных и моральных «табу». Раньше люди не задумывались над ними, не могли от них освободиться, верили и передавали детям. Сейчас все по-другому.
Итак, нам сегодня предстоит приподнять занавес над одной из сокровенных тайн природы и выяснить, где, когда и как происходят те события или процессы, которые приводят к развитию зародыша женского или мужского пола.
Давайте разберём житейскую ситуацию:
Не поет Лутоня песен,
На соседей не глядит. Он не ласков. Он не весел. Призадумавшись сидит. На жену свою не взглянет. Почернел от маяты.... Ой, как ждал Лутоня сына!... Да, видать, опять судьбина Подшутила в эту ночь: Не дала на счастье сына, А дала на горе дочь. (Сергей Островский)
Прав ли казак Лутоня, обидевшись на жену, родившую ему седьмую дочь? Объясните ситуацию. В какой момент определяется пол? (В момент оплодотворения). Что определяет пол потомства?
а) Определение пола, варианты определения пола:
Самые заметные отличия между особями одного вида по половому признаку. По данному признаку мы делим организмы на мужской и женский пол. Что такое пол особи?
Пол особи – это совокупность признаков и свойств организма, обуславливающих размножение.
Издавна людей удивляло почти равное соотношение женских и мужских особей (считать нужно не в масштабах одной семьи, а в масштабах страны. Генетика любит большие количественные соотношения). Ещё Г. Мендель обратил внимание на эту особенность и сделал своё предположение. Каковы генотипы особей, чтобы соотношение получилось 1:1? Что такое генотип? Как записывается генотип?
Запись схемы скрещивания на доске:
Аа х аа
Аа; аа.
1:1
Как называется такое скрещивание?
Вывод (делают учащиеся): Согласно предположению Менделя один пол по генотипу – гомозиготный, другой – гетерозиготный. (Что это такое?)
Это предположение было подтверждено в начале ХХ в. американским учёным Т. Морганом и сотрудниками его лаборатории. Им удалось, установить, что самцы и самки различаются по набору хромосом. Каким образом?
Обратимся к учебнику (стр. 159 рис.62). Самостоятельная работа учащихся с учебником.
Рассмотрите рисунок. (Какие вопросы вы можете сформулировать по рисунку друг другу?)
Какой объект исследования использовал Морган?
Сколько всего хромосом у дрозофилы? Сколько пар хромосом? Какие различия наблюдаются в хромосомном наборе самки и самца? (математическое обозначение).
Вывод: Как же ответил на вопрос о различии полов Т. Морган? Самки и самцы различаются по хромосомам.
Как бы вы сформулировали: что такое половые хромосомы? (Хромосомы различные у мужских и женских особей).
б) Одинаковые у мужских и женских особей хромосомы – аутосомы.
Оказалось, что и у человека пол определяется подобным образом.
По аналогии запишите количество аутосом и половых хромосом у человека:
2n=46; 44А+ХХ 22А+Х
2n=46; 44А+ХY 22А+X и 22А+Y
(Запись на доске и в тетради).
Какой пол, по-вашему мнению, является гомогаметным, какой - гетерогаметным? Дайте определения понятиям.
Рассмотрите данные таблицы «Типы генетического определения пола» и скажите у всех ли организмов пол определяется сходным с дрозофилой и человеком образом?
Таблица «Типы генетического определения пола» (Раздаточный материал)
Организмы
Самки
Самцы
Некоторые отряды насекомых
(например, кузнечик)
XX
XO
Насекомые, млекопитающие (в том числе человек), рыбы, растения
XX
XY
Моль
XO
XX
Бабочки, птицы, пресмыкающиеся, некоторые растения
XY
XX
Соотношение половых хромосом у самцов и самок разных организмов отличается.
С помощью следующего задания определим какой пол отвечает за пол потомства. Рассмотрите схему наследования пола у человека. (Моделирование с помощью карточек у доски).
Каков алгоритм записи схемы:
XX x XY
XX x XY
Составьте другой вариант, если гетерогаметный пол женский (для этого обратитесь к таблице)? Подчеркните пол, который определяет пол потомства. Почему соотношение 1:1? Прав ли был Мендель объясняя данное соотношение? 6.Сцепленное с полом наследование:
Половые хромосомы без сомнения выполняют важную миссию, определяя пол, но в них также содержатся гены, определяющие различные признаки. (Рисунок половых хромосом). Какая хромосома меньше и несёт меньшее количество признаков? (В Х-хромосоме содержится до 200 признаков, У- меньше по размерам, соответственно меньше признаков). Признаки, развитие которых зависит от генов, расположенных в половой хромосоме, называются сцепленными с половыми хромосомами. Рассмотрим проявление таких признаков на примерах.
Возьмите лист с изображением родословной. Родословные глазами генетика хранят семейные тайны. Родословную с наследованием болезни не повесишь у камина. Что вы можете сказать по наследованию болезни в данной семье? Выясним, почему наблюдается такая закономерность?
Раздаточный материал1:Что это за болезнь? Какой генотип, по-вашему мнению, не будет существовать? Проявляется ли болезнь у женщины с генотипом Хh Хh? Почему болеют только мужчины? Какой интерес с точки зрения истории представляет для нас данная родословная?
А) Изучение наследования гемофилии
Изучение наследственных болезней человека показало, что при родственном браке, по сравнению с неродственным, значительно возрастает вероятность появления уродств, мертворождений, ранней смертности в потомстве. Так как в родственных браках рецессивные гены чаще переходят в гомозиготное состояние, в результате развиваются те или иные аномалии. Ярким примером этого является наследование гемофилии в царских домах Европы.
Английская королевская фамилия - пример типичной родословной» со сцепленной с полом болезнью, болезни, когда вредные гены расположены в половой хромосоме. Императрица Александра Фёдоровна в возрасте 12 лет впервые побывала в России на свадьбе сестры, где познакомилась с 16-м цесаревичем Николаем. Государь Александр III возражал против брака своего сына с немецкой принцессой. Одной из причин было то, что трон в государстве Российском наследуется по мужской линии, а было известно, что родственники принцессы по мужской линии редко доживали до преклонного возраста. Однако Николай решительно заявил, что ни на ком другом жениться не желает. Уже на смертном одре Александр III благословил брак Николая и Алисы. Свадьба состоялась месяц спустя после смерти Александра, 14 ноября 1894 года.
Вскоре после свадьбы – 3 ноября 1895 года царица родила своего первого ребенка. Это была девочка, ее назвали Ольга. Затем подряд родились еще три дочери: 29 мая 1897 года - Татьяна, 14 июня 1899 – Мария, 5 июня 1901 г.- Анастасия. Но нужен был наследник престола. Наконец, 30 июля 1904 года у царицы родился мальчик. Его назвали Алексеем.
После рождения наследника выяснилось, что мальчик болен гемофилией. Это страшная неизлечимая болезнь стала трагедией семьи. Обычно с таким заболеванием редко доживают до зрелого возраста, так как любой ушиб и даже мелкое кровоизлияние может стать причиной смерти.
Болезнь царевича была объявлена государственной тайной, знали о которой только члены семьи и приближенные слуги. Несчастный мальчик обладал прекрасными природными качествами: сильным и быстрым умом, находчивостью, добрым и сострадательным сердцем, очаровательной у царей простотой; красоте духовной соответствовала и телесная. Алексей Николаевич быстро схватывал нить даже самого серьезного разговора, а в нужных случаях так же быстро находил подходящую шутку для ответа.Английская королева Виктория была гетерозиготной по гену гемофилии. У нее родились сын - гемофилик и две гетерозиготные дочери, передавшие ген гемофилии в царствующие семьи России и Испании. Некоторые их внуки и правнуки, в том числе русский царевич Алексей, были больные гемофилией. Британская же линия наследования потеряла этот болезненный ген. Об этом можно судить на основании того, что сын королевы Виктории Эдуард YII был здоров.
Разберите ситуацию №1:
Запись ситуации на доске:
1). Известно, что мать носительница гена гемофилии. Отец здоров. Какова вероятность рождения больного ребёнка? (25%)
2). Мать здорова, в семье не было случаев гемофилии. Она вышла замуж за мужчину больного гемофилией и обеспокоена. Может ли у неё родиться больной ребёнок? (Нет)
7.Физкультминутка.
Сесть на край стола, придать осанке свободную позу, голова опущена вниз, глаза закрыты, руки опущены тоже вниз. Дыхание ровное, спокойное. На счёт 1,2, 3 медленно встать. Подбородок опустить к груди и с поворотом направо через низ медленно отвести к правому плечу. Упражнение повторить, но с поворотом влево. Прочно встать, сцепить руки «в замок» из - за головы, медленно выправляя руки вверх, потянуться поочерёдно мышцами туловища кверху, дыхание ровное, спокойное. Постоять 20 – 30 секунд. Сесть на место.
Б) Рассмотрим наследование дальтонизма. Было установлено, что дальтонизм обусловлен рецессивным аллелем ( Хd), нормальное цветоощущение – доминантным аллелем (ХD), поэтому женщины, гетерозиготные по этому гену (ХDXd), обладали нормальным зрением. Рассмотрим, какие дети могут родиться у женщины – носительницы гена дальтонизма (ХDXd), вышедшей замуж за мужчину с нормальным цветоощущением (ХDY). Женщина передаст половине своих сыновей и дочерей Х- хромосому с геном нормального цветоощущения (ХD), а половине Х-хромосому с геном дальтонизма (Xd). В тоже время все дочери получат от отца вторую Х-хромосому с геном нормального цветоощущения (ХD), поэтому у всех них будет нормальное зрение, но половина из них будет носительницами рецессивного гена дальтонизма, полученного от матери (1 ХD ХD: 1 ХDXd). Все сыновья получат от отца Y-хромосому, и половина из них будет дальтониками ( 1ХDY : 1 ХdY).
Задача. В поле зрения тети Лизы опять попали молодые соседи. С некоторых пор ее стал интересовать вопрос, почему они не покупают машину? Успокоилась она только тогда, когда узнала, что состоятельный сосед - дальтоник. “Ой, как жалко, значит и детки всю жизнь будут на городском транспорте ездить.” Надо ли жалеть соседских детей? Решение: введем обозначения: А - нормальное зрение, а - дальтонизм (ген сцеплен с полом) а/ если мать гомозиготна по гену нормального цветового зрения
Фенотипы родителей
норма
дальтонизм
Генотипы родителей
ХAХA
х
ХaY
Гаметы
х
Генотипы F1
ХAХa +ХAY
Все дети родятся здоровыми.
б/ если мать гетерозиготна по гену цветового зрения
Фенотипы родителей
норма
дальтонизм
Генотипы родителей
ХAХa
х
ХaY
Гаметы
х
Генотипы F1
ХAХa + ХaХa + ХAY + ХaY
н д н д
Ответ: только в случае гетерозиготности матери по гену цветового зрения могут родиться дети дальтоники в 50% случаев.
В) кейс-метод «Наследование дальтонизма»
Г) наследование окраски кошек
Ученые утверждают, что наследственные болезни возникли вместе с человеком и сопровождали его на протяжении всей его эволюции. Великий врач древности Гиппократ писал: «Семя производит все тело. Здоровое тело производит здоровые части тела, больное - больные. Раз, как правило, у лысого рождается лысый, у голубоглазого – голубоглазый, у косого – косой, ничего не помешает рождению длинноголовых у длинноголовых».
Беседа: Каковы пути профилактики наследственных болезней:
Запрет на близкородственные браки.
Запрет на употребление алкоголя и наркотиков.
Борьба за чистоту окружающей среды.
Медикогенетическая и дородовая диагностика.
Когда к врачу – генетику с вопросом о возможности рождения у них здорового младенца обращается супружеская пара, у которой уже есть больной ребенок, приходится подробно анализировать родословную этой по линиям жены и мужа. Так как большинство из нас не имеют понятия о вредных генах, которые мы носим в себе. После рождения ребенка с наследственной болезнью мы узнаем по крайней мере об одном из таких генов. Если пораженным болезнью оказывается кто-нибудь из наших близких родственников, мы обязаны побеспокоится о специальном обследовании.
Прежде всего составляют и изучают родословные семей обоих супругов и постараются установить, какие именно наследственные болезни в них встречались. И только на основе всех полученных данных врач рассчитывает, сколь велик риск появления на свет малыша, отягощенного патологической наследственностью.
Каждая женщина волнуется во время беременности, всем сердцем надеясь, что ее ребенок будет нормальным и здоровым. Ее тревогу в бошей или меньшей мере разделяет ее муж. Мы все успокаиваем себя тем, что как известно, примерно 96 из каждых 100 детей появляются на свет без серьезных врожденных дефектов. Но 3-4 % детей рождаются нездоровыми - вот здесь- то и кроется причина наших тревог во время беременности.
В настоящее время существует возможность диагностирования возможных генетических повреждений или врожденные болезни обмена веществ. С одной стороны, эти методы – большая помощь, если существует обоснованное подозрение в болезни, с другой стороны – исследование поднимает очень сложную проблему. Хорошо, если результаты исследования дают благоприятный результат, а если результаты указывают на самое плохое? Самое сложное это обдумать до принятия решения на обследования, что делать при неблагоприятном прогнозе.
8.Составление синквейна:
1 строка – одно существительное;
2 строка – два прилагательных;
3 строка – три глагола;
4 строка – крылатая фраза;
5 строка – одно существительное, которое выражает суть
9. Решение задач на сцепленное с полом наследование.
10. Рефлексия- в конце урока
11. Домашнее задание и выставление оценок за урок.
МКОУ «Нижнегридинская СОШ»
Большесолдатского района
Урок по разделу «Генетика»
Тема урока «Генетика пола. Сцепленное с полом наследование»
