Конспект урока "Генетика пола"

Урок № 26.

Тема: Генетика пола. Сцепленное с полом наследование. Взаимодействие генов. Влияние среды на генетическое здоровье человека. Хромосомная и цитоплазматическая наследственность. Генетические болезни человека.

Тип урока: Комбинированный. Повторение и обобщение.

Цели:

Образовательная: сформировать знания о сущности хромосомного определения пола; рассмотреть механизм наследования генов, сцепленных с полом; рассмотреть типы взаимодействия неаллельных генов, выявить значение этих типов взаимодействий; Дать понятие о группах сцепления и роли перекреста хромосом; подчеркнуть, что составление генетических карт человека имеет важное практическое значение;

Развивающая: продолжить формирование умений и навыков использования генетической терминологии и символики; решать генетические задачи.

Воспитательная: воспитание биологического мышления, внимания; воспитание мировоззрения о необходимости знаний о генетическом здоровье человека для будущего планирования семьи.

Оборудование: таблица «Взаимодействие генов».

Ход урока:

I Организационный момент.

II Актуализация знаний.

Тестирование, решение задач 1,2.

III Формирование новых знаний.

Генетика пола.

Аутосомы – одинаковые хромосомы у мужчин и женщин.

Половые хромосомы – одна пара хромосом, по которой отличаются самцы и самки:

Женская – Х-хромосома;

Мужская – У- хромосома.

ХХ – женский организм; ХУ – мужской.

Гомогаметный пол – один вид гамет (ХХ), женский.

Гетерогаметный пол – два вида гамет (ХУ), мужской.

У птиц, рептилий, некоторых рыб – самец – ХХ, самка – ХУ.

2. Наследование признаков сцепленных с полом.

Расположение гена в половой хромосоме называют сцеплением гена с полом.

Например:

Рецессивные гены, кодирующие признаки гемофилии и дальтонизма, сцеплены с Х-хромосомой. Мужчина, больной гемофилией, женится на здоровой женщине, отец которой был дальтоником, но не гемофиликом. Какое потомство получится от брака их дочери со здоровым мужчиной?

Решение

А – нормальная свертываемость, а – гемофилия,
В – нормальное цветоощущение, b – дальтонизм.

1. Генотип мужчины – Х^аВY, так как он несет признак гемофилии и не является дальтоником.

2. Отец женщины был дальтоником, следовательно, она получила от него рецессивный ген дальтонизма. Вторая аллель этого гена находится в доминантном состоянии, так как женщина является здоровой. По признаку гемофилии женщина гомозиготна, так как здорова (доминантный признак), и ее отец был здоров. Генотип женщины – Х^АВХ^Аb.

3. Генотип мужа дочери – Х^АВY, так как он не страдает ни дальтонизмом, ни гемофилией.

4. По признаку гемофилии дочь является гетерозиготной, так как от отца она может получить только рецессивный ген, а от гомозиготной матери – только доминантный. Отец передал ей доминантный ген по признаку дальтонизма, а мать могла передать ей как доминантный, так и рецессивный ген. Следовательно, генотип дочери может быть Х^аВХ^Аb или Х^аВХ^АВ. Задача имеет два варианта решения.

Ответ: В первом случае – 25% детей (половина мальчиков) будут болеть гемофилией, во втором – половина мальчиков будет страдать гемофилией, а половина – дальтонизмом.

Взаимодействие генов.

Существуют несколько типов взаимодействия генов. Рассмотрим основные из них.

1). Кодоминирование.

При наследовании групп крови у человека наблюдается неполное доминирование, когда в признаке потомства проявляются гены обоих родителей.

Задача: у матери I группа крови, у отца IV группа крови. Какие группы крови могут быть у детей?

Ответ: II, III группы крови.

2). Комплементарность.

Неаллельные гены при совместно проявлении обеспечивают развитие нового признака.

Пример: наследование окраски цветков у душистого горошка.

3). Эпистаз – это явление, противоположное комплементарности. Сущность его заключается в том, что гены одной аллельной пары подавляет проявление генов другой аллельной пары.

Пример: окраска плодов тыквы.

При скрещивании растений одного из сортов тыквы с белыми и желтыми плодами все потомство F₁ имело белые плоды. При скрещивании этого потомства между собой в их потомстве F₂ было получено:

204 растения с белыми плодами, 53 растения с желтыми плодами, 17 растений с зелеными плодами.

Определить возможные генотипы родителей и потомства.

Решение

1. Потомство F₁ единообразно. Это указывает на то, что родители были гомозиготны, и признак белой окраски доминирует.

2. Гибриды первого поколения F₁ гетерозиготны (получены от родителей с разным генотипом и имеют расщепление в F₂).

3. Во втором поколении имеется три класса фенотипов, но расщепление отличается от расщепления при кодоминировании (1:2:1) или при комплементарном наследовании (9:6:1, 9:3:4, 9:7 или 9:3:3:1).

4. Предположим, что признак определяется противоположным действием двух пар генов, причем особи, у которых обе пары генов находятся в рецессивном состоянии (ccjj), отличаются по фенотипу от особей, у которых действие гена не подавляется. Расщепление в потомстве 12:3:1 подтверждает это предположение.

4) Полимерное действие генов (полимерия).

Возникает в тех случаях, когда развитие признака зависит от количества доминмнтных генов, обуславливающих развитие данного признака.

Пример: наследование окраски зерна у пшеницы.

А1А1А2А2 – красное зерно А1А1А2а2 – светло-красное зерно

А1А1а2а2 – розовое зерно А1а1а2а2 – светло-розовое зерно а1а1а2а2 – белое зерно

5). Плейтропность – множественное действие гена, то есть один ген контролирует проявление нескольких признаков.

Сцепленное наследование признаков. Хромосомная теория.

Т. Морган – создатель хромосомной теории:

- гены, находящиеся в одной хромосоме, при мейозе попадают в одну гамету, т.е. наследуются сцеплено;

- у каждого гена в хромосоме есть строго определенное место – локус;

- гомологичные хромосомы в профазу мейоза I конъюгируют и обмениваются гомологичными хромосомами;

- чем дальше друг от друга в хромосоме расположены гены каких – либо двух признаков, тем выше вероятность перекреста между ними.

Влияние условий среды на генетическое здоровье человека. Генетические проблемы здоровья.

При всей значимости влияния внешней среды роль наследственных факторов для здоровья человека часто оказывается определяющей. Эти факторы, в отличие от социальных и экологических, избежать нельзя. Условия среды могут лишь модифицировать некоторые составляющие здоровья человека в пределах нормы реакции, но не отменить действие генетических факторов. Геном человека детерминирует его морфофункциональную конституцию, преобладание тех или иных нервных и психических процессов, степень предрасположенности различным заболеваниям.

Генотип человека наследуется от его родителей, которые, в свою очередь, получают наборы генов от своих родителей, то есть каждый генотип формируется на протяжении многих поколений. На его формирование оказывает воздействие множество различных факторов среды: физических, химических, биологических. В зависимости от периода воздействия на генотип эти факторы могут быть разделены на три группы. К первой группе относятся факторы, которые влияли на генотипы предшествующих поколений. В этом случае особое значение имеют: состояние окружающей среды, географические факторы, национальные, религиозные, этнические и семейные обычаи. Вторую группу факторов составляют факторы, которые воздействовали на хромосомы половых клеток будущих родителей. Здесь большое значение имеет образ жизни будущих родителей, в том числе та внешняя среда, которая их окружала. И, наконец, третью группу составляют факторы, оказывающие влияние на генетический материал зародыша в период внутриутробного развития. Особенно большое влияние внешние воздействия имеют в период первых трех месяцев внутриутробного развития, когда происходит закладка всех основных функциональных систем будущего организма. Несмотря на то, что организм матери представляет собой достаточно надежную защиту зародыша, все возрастающие воздействие негативных факторов приводит к росту наследственных заболеваний и существенных аномалий развития. Достаточно часто наследственные факторы связаны с образом жизни беременной женщины. К факторам риска, существенно увеличивающим вероятность нарушения нормального развития плода, относятся: недостаток двигательной активности, переедание, несбалансированное питание, вредные привычки, психические перегрузки социального, профессионального и бытового характера, высокая степень загрязнения окружающей среды.

Наследственные заболевания могут быть прямым следствием генетических нарушений, различных мутаций. В этом случае ребенок рождается с определенными нарушениями, как, например, при гемофилии, дальтонизме, синдроме Дауна. Широкий спектр заболеваний связан с наследственной предрасположенностью, то есть присутствие определенных генов в геноме индивидуума повышает вероятность того или иного заболевания. Однако в этом случае возникновение заболевания и ход его течения зависит от внешних факторов. Известно, что к таким заболеваниям относятся: атеросклероз, гипертоническая болезнь, язвенная болезнь, ишемическая болезнь сердца, бронхиальная астма, некоторые психические заболевания и др. Таким образом, роль наследственных факторов в обеспечении здоровья человека весьма велика, но в то же время разумный образ жизни может снизить риск их негативного влияния на здоровье человека.

IV Формирование умений.

Решение задач.

Задача №1.

У кошек гены рыжего и черного цвета аллельны и локализованы в Х-хромосоме. Они передаются независимо, в связи с чем гетерозиготы имеют пеструю (цветную) окраску.

1. Какое количество разных фенотипов можно получить при скрещивании трехцветной кошки с черным котом?

2. Какова вероятность (в%) появления трехцветного кота?

Задача №2.

У человека отсутствие потовых желез зависит от рецессивного, сцепленного с полом гена. В семье отец и сын имеют эту аномалию, а мать здорова.

1. Какова вероятность (в%), что сын унаследует вышеуказанный признак от отца?

2. Какова вероятность (в%) рождения в этой семье дочери с отсутствием потовых желез?

Задача №3.

Дочь дальтоника вышла замуж за сына дальтоника. Оба различают цвета нормально.

1. Укажите генотипы родителей и первого поколения.

2. Определите, каким будет зрение у первого поколения (сыновей и дочерей).

V Задание на дом.

Изучить § 3.10, повторить §3.5 - §3.9.