Конспект урока из цикла уроков по генетике "Явление сцепленного наследования. Закон Томаса Моргана".

Урок 7-8

УРОК 7-8 РАЗДЕЛ «ГЕНЕТИКА»

Явление сцепленного наследования. Закон Томаса Моргана

Задачи урока:

• раскрыть сущность сцепленного наследования;

• сформировать знания о группах сцепления и генетических картах;

• объяснить причину фенотипического расщепления 3:1;

• выявить причину появления рекомбинантных фенотипов;

• освоить решение задач по кроссинговеру.

Оборудование:

• динамическое пособие «Модель кроссинговера».

Форма урока – лекция.

Понятия урока: сцепленное наследование, группы сцепления, генетические карты хромосом, рекомбинация генов.

Ход урока

I. Повторение.

1. Индивидуальный опрос (работа у доски):

• решить задачи с комментариями № 6,7 с. 105 учебника.

2. Фронтальный опрос

• беседа по вопросам 1, 3 параграфа 25.

Домашнее задание: §26, задача №2 с. 107.

II. Изучение нового материала

План лекции:

1. Группы сцепления.

2. Работа Томаса Моргана.

3. Решение задач.

Содержание лекции

1. Группы сцепления

Все примеры, которые мы рассматривали на предыдущих уроках, относились к наследованию генов, находящихся в разных хромосомах. Однако любой организм имеет тысячи признаков, а количество хромосом (в которых находятся гены, определяющие эти признаки), ограничено. Таким образом, в каждой хромосоме должно находиться большое количество генов.

Соматические клетки человека содержат 46 хромосом, таким образом мы имеем ситуацию, когда относительно небольшое количество хромосом содержат большое разнообразие признаков, определяемых генами. Т.е. определенные признаки (гены) группируются в определенных хромосомах вместе. В генетике такие группы генов, лежащие в одной хромосоме, называют сцепленными.

Все гены какой-либо одной хромосомы образуют группу сцепления; они обычно наследуются вместе, т.к. попадают в одну гамету. Гены, образующие группу сцепления, не подчиняются закону Г. Менделя о независимом распределении. Тогда как же Г. Мендель мог сделать свои открытия? На лицо случай научного везения – он случайно выбрал признаки, которые определяются генами разных хромосом.

Цвет семян (хромосома) Форма семян (хромосома)

А мы сегодня рассматриваем другой случай:

2. Работа Томаса Моргана

Большую работу по изучению наследования сцепленных генов провел американский генетик Томас Морган.

Как ни странно, Моргану помогли трудности. Ученый обычно работал с кроликами, мышами и крысами, но в то время бюджет университетской лаборатории был весьма скромен, денег на сооружение большого вивария ему не давали. Пришлось искать новый экспериментальный объект, и Морган выбрал животное, название которого в переводе означает «любительница росы с черным брюшком». Что же это за животное? Крошечная плодовая мушка – дрозофила. Она стала для Моргана величайшей удачей (редкий случай, когда скупость снабженцев оказала науке неоценимую услугу). Что сделало мушку такой популярной? (Можно отдельно поразмышлять, почему для генетиков дрозофила является ценнейшим лабораторным объектом.)

Итак, у мухи гены представлены следующими парами аллелей:

В F2, при скрещивании гомозиготы с серым телом и длинными крыльями с гомозиготой с черным телом и зачаточными крыльями, какое должно быть соотношение по фенотипу? (предложить ученикам обратиться к предыдущей лекции, к теме «Дигибридное скрещивание», где они найдут расщепление по фенотипу в соотношении 9 : 3 : 3 : 1; выслушать ответы учеников, сделать вывод – это указывало бы на менделевское наследование при дигибридном скрещивании).

Однако Томас Морган получил другое соотношение фенотипов – 3 : 1. Почему это произошло?

Генетическое объяснение отношения фенотипов 3 : 1

G – серое тело L – длинные крылья

g – черное тело l – зачаточные крылья

Фенотип родителей P: серое тело х черное тело

длинные крылья зачаточные крылья

Генотипы (2n): P: х

(GLGL)

Гаметы в результате мейоза: х

Оплодотворение:

Генотип F₁: ( 2n )

Фенотип F₁: гетерозиготы серые с длинными крыльями

Скрещивание потолков F₁

Фенотип F₁: серое тело х серое тело

длинные крылья длинные крылья

Генотип F₁ ( 2n ): x

Гаметы ( n ): х

Оплодотворение:

Генотип F2 ( 2n ): ; ; ;

Фенотип F2: 3 серые длинными крыльями : 1 черная с зачаточными

Очень уместно произвести анализирующее скрещивание:

Фенотип: серое тело х ? (черное тело

длинные крылья зачаточные крылья)

(гетерозигота)

Генотип ( 2n ): GgLl х ? (ggll)

Фенотипы потомков: 25% серые с длинными крыльями

25% серые с зачаточными

25% черные с длинными крыльями

25% черные с зачаточными крыльями

На самом деле, в результате скрещивания мух с исходной комбинацией признаков (серое тело – длинные крылья, темное тело – зачаточные крылья) оказывается значительно больше, чем мух с перекомбинированными признаками. Томас Морган получал следующее соотношение:

Серые с длинными крыльями – 41.5 %

Черные с зачаточными крыльями – 41.5 %

Серые с зачаточными крыльями – 8.5 %

Черные с длинными крыльями – 8.5 %

О чем это говорит?

Гены, обусловившие признаки серое тело – длинные крылья, темное тело – зачаточные крылья, наследуются преимущественно вместе, или, иначе говоря, оказываются сцепленными между собой.

К каким же выводам мы пришли?

1. Полное скрещивание встречается редко, образуются особи с совершенно новыми признаками – их новые фенотипы называются рекомбинантными (они образовались во время мейоза при кроссинговере).

2. Оба гена (длины и цвета) находятся в 1 хромосоме.

Вспомним, что называется кроссинговер? От чего зависит частота кроссинговера? Решим задачу:

Задача 1.

A, B, C – три генных локуса, расположенных в одной хромосоме. Вероятность кроссинговера для генов A и C выше, чем для A и B, т.к. частота кроссинговера зависит от расстояния между генами.

Задача 2. коричневое тело  1  желтое тело

волосатое  2  гладкое тело

толстое тело  3  тонкое тело

слияние жилок  4  сплетение жилок

рубиновые глаза  5  розовые глаза

маленькие крылья  6  маленькие крылья

 

центромера

Изображены локусы, 12 аллелей, расположенных в паре хромосомы. Показаны их расстояния от центромер.

а) Как называются эти хромосомы? (гомологичными)

б) Между какими локусами чаще будет происходить кроссинговер? (1 и 6)

в) произойдет ли кроссинговер между генами, определяющими цвет глаз и форму усиков дрозофил? (на этот вопрос нельзя ответить, т.к. не указан локус гена, опредляющего форму усиков).

Работы Т. Моргана позволяют составить схемы или карту расположения генов. Такая генетическая карта показывает последовательность размещения генов в хромосоме и расстояния между ними. В генетике принято расстояние между генами, расположенными в одной хромосоме, определять в процентах гамет, при образовании которых в результата кроссинговера произошла перекомбинация генов в гомологичных хромосомах. За единицу расстояния между генами, находящимися в одной хромосоме, принят 1% кроссинговера. Такая единица в честь Т. Моргана, получила название морганиды. Если полученные таким способом расстояния между генами нанести на прямую, то возникнет схема расположения генов на хромосоме – хромосомная карта (генетическая карта).

III. Повторение.

1. Работа по вопросу №1 параграфа 26.

2. Используя рис. 37 (с. 107 учебника), решим задачу: какой новый сорт томатов вы можете вывести (какие признаки он будет иметь), если вам известны генетические карты хромосом томата?

5