Конспект урока по биологии 10 класс на тему "Дигибридное скрещивание"

Горбункова Т.Ю.

ТЕМА: Дигибридное скрещивание.

Дидактическая цель урока: создать условия для:

- осознания и осмысления блока новой учебной информации,

- формирования биологической грамотности учащихся.

Задачи урока:

Образовательные: сформировать знания о дигибридном скрещивании как методе изучения наследственности, используя дополнительный электронный ресурс (электронный учебник);

Воспитательные: продолжить формирование познавательного интереса к предмету через использование нестандартных форм обучения;

продолжить работу над повышением стремления к самоактуализации;

способствовать воспитанию культуры общения.

Развивающие: продолжить развитие учебно-интеллектуальных умений:

систематизировать, выделять главное и существенное, устанавливать причинно-следственные связи;

продолжить развитие учебно-познавательных умений: составлять и высказывать тезисы, пользоваться предметным языком;

продолжить развитие поисково-информационных умений: работа с электронными средствами информации;

продолжить развитие учебно-организационных умений: организовать себя на выполнение поставленной задачи, осуществлять самоконтроль и самоанализ учебной деятельности.

Тип урока:

комбинированный: проверка знаний, изучение и закрепление нового материала.

Методы и технологии:

иллюстративно-словесный, частично-поисковый, проблемные ситуации, работа с компьютером.

Познавательные процессы:

внимание, память, воображение, мышление – инструменты для переработки учебной информации

Каналы общения: диалог, аудиовизуальный, компьютер – ученик – учитель.

Оборудование: таблицы «Законы Менделя», презентация к уроку.

1 этап: актуализация знаний. проверка знаний.

1. Что изучает генетика?

2. Дать определение доминантным и рецессивным признакам?

3. Какое скрещивание называют моногибридным?

4. Проблема! Как называется скрещивание, если используются организмы, отличающиеся по двум парам признаков? (Озвучивание темы урока)

5. Основоположником генетики является… (Иоганн Грегор Мендель).

(сообщение приложение 1)

Ответ:

1). Доминирует черная окраска шерсти

2). Р АА x аа

G А а

F 1 Аа черная, 100%

3). Закон единообразия гибридов 1 поколения

ОТВЕТ:

1). Доминирует черная окраска шерсти

2). Р Аа x Аа

G А а А а

F1 АА; Аа; Аа; аа

Генотип 1 2 1

75% черная 25% белая

3). Проявляется закон расщепления (II Закон Менделя)

Ответ.

1). Доминантным признаком у кроликов является мохнатая форма шерсти (А)

2). Генотипы (Р – «пирента» ) родителей аа АА

Генотипы F1 Аа – 100%

Генотипы F2 Аа Аа Аа аа

1 2 1

75% 25%

2 этап: Вызов.

Как проявляется наследование признаков, если скрещивание происходит по двум отличающимся признакам. (Изучение темы)

Учитель: в природе организмы отличаются друг от друга по многим признакам, за исключением растений развивающихся в результате самоопыления, а также однояйцевые близнецы человека и животных.

Скрещивание особей, отличающихся друг от друга по двум признакам, называется дигибридным.

Горох – самоопыляющееся растение, цветки гороха защищены от попадания чужой пыльцы. Г.Мендель проводил искусственное опыление.

Гибриды вполне плодовиты, поэтому можно следить за ходом наследования признаков в ряду нескольких поколений. Чтобы добиться максимальной чистоты опытов, Мендель избрал для анализа семь пар четко различающихся, контрастирующих признаков:

1. форма семян

2. окраска семян

3. окраска кожуры семян

4. форма бобов

5. окраска незрелого плода

6. распределение цветков

7. длина стебля

Исследуем скрещивание чистых линий гороха, различающихся по двум признакам: цвету семян (желтые или зелёные) и их форме (гладкие или морщинистые).

Одна пара генов Аа отвечает за цвет семян, при этом желтая окраска горошин (А) доминирует над зелёной (а), а их гладкая форма (В) – над морщинистой (в).

По закону единообразия гибридов первого поколения семена гороха в F₁ были желтыми и гладкими.

Для того, чтобы было легче понять как будет проходить комбинация признаков при скрещивании двух гибридов из первого поколения, американский исследователь Дженеральд Пеннет предложил заносить результаты опыта в таблицу, которую назвали решеткой Пеннета.

Опыты Г.Менделя

Для дигибридного скрещивания Мендель брал гомозиготные растения гороха, отличающиеся по окраске и форме семян. Грегор Мендель использовал растение гороха, которые отличались по двум парам признаков – горох с желтыми гладкими и с зелеными морщинистыми семенами. 

-Все гибриды первого поколения имели семена желтые и гладкие – о чем говорит этот факт? (В первом поколении при полном доминировании все поколение одинаково и проявляется доминантный признак) 

-Да такой результат скрещивания показывает, что желтый цвет горошин доминирует над зеленым, а гладкая форма семян над морщинистой. 

-Второе поколение было получено в результате самоопыления. И оно имело следующие фенотипы:

гладкие, желтые 
морщинистые, желтые 
гладкие, зеленые 
морщинистые, зеленые 

-Вспомните, какая окраска и форма семян являются доминантными у растения гороха? (желтая окраска, гладкая форма доминирует). Скрещивая растения с желтыми и гладкими семенами с растением с зелеными и морщинистыми семенами, Мендель получил единообразное гибридное поколение F1.

-Назовите, каким будет фенотип и генотип поколения F1? В результате скрещивания чистых линий гибриды F1 все одинаковы и похожи на одного из родителей.

-Какой закон соблюдается при дигибридном скрещивании чистых линий? Как определить количество гамет? Исходными формами для скрещивания были взяты, с одной стороны, горох с желтыми и гладкими семенами, с другой - горох с зелеными и морщинистыми.

Если для скрещивания взяты гомозиготные формы, то все потомство в первом поколении гибридов будет обладать желтыми гладкими семенами - проявится правило единообразия. Следовательно, в первой паре генов доминантной окажется желтая окраска, рецессивной - зеленая (А-а). Во второй паре генов (обозначим их В-Ь) гладкая форма семян доминирует над мор­щинистой. Во втором поколении гибридов (F2) было обнаружено расщепление. Мендель подсчитал, что желтых гладких семян оказалось 315, желтых морщинистых – 101, зеленых гладких – 108, зеленых морщинистых – 32. Проанализировав характер расщепления, Мендель сделал вывод, что при скрещивании особей, гетерозиготных по двум признакам, т. е. дигетерозиготных гибридов первого поколения, в F₂ проявляется расщепление в отношении 9 : 3 : 3 : 1. Девять частей приходится на желтые гладкие семена, три части – на желтые морщинистые, три – на зеленые гладкие и одна часть – на зеленые морщинистые. Г. Мендель обратил внимание на то, что в F₂ появились не только признаки исходных форм, но и новые комбинации: желтые морщинистые и зеленые гладкие.

А - желтый цвет семени.

а - зеленый цвет семени.

В - гладкое семя,

b - морщинистое семя.

Р: ААВВ х аа bb

G: АВ ab

F1: Аа Вb желт, гладк.

- На основании этого Мендель сформулировал свой третий закон (слайд 3) или закон независимого расщепления признаков (под запись):

При дигибридном скрещивании у гибридов каждая пара признаков наследуется независимо от других и дает расщепление 3:1, образуя при этом четыре фенотипические группы, характеризующиеся отношением 9 : 3 : 3 : 1 (при этом образуется девять генотипических групп – 1 : 2 : 2 : 1 : 4 : 1 : 2 : 2 : 1

Мендель сделал вывод, что форма семян наследуется независимо от окраски. Объяснение этого заключается в том, что каждая пара аллельных генов распределяется у гибридов независимо друг от друга, т. е. аллели из различных пар могут комбинироваться в любых сочетаниях (слайд 4).

Таким образом, у гетерозиготной особи образуются четыре возможные комбинации генов в гаметах: AB, Ab, aB, ab. Всех гамет образуется поровну, по 25%. Естественно, что при скрещивании этих гетерозиготных особей любая из четырех типов гамет одной родительской особи может быть оплодотворена любой из четырех типов гамет, образованных другой родительской особью, т. е. возможно 16 комбинаций.

Используя решетку Пеннета (она названа по имени ученого, предложившего удобную форму записи), рассмотрим все возможные сочетания гамет при образовании генотипов гибридов второго поколения F2 (слайд 5).

При подсчете фенотипов, записанных на решетке Пеннета, оказывается, что у гибридов F2 произошло расщепление по фенотипу в отношении 9 : 3 : 3 : 1. Если подсчитать полученные особи по каждому признаку (отдельно по окраске и отдельно по форме), то результат окажется 12 + 4, т. е. такой же, как при моногибридном скрещивании – в отношении 3 : 1 (слайд 6, 7).

Если при скрещивании двух фенотипически одинаковых особей в потомстве происходит расщепление признаков в соотношении 9 : 3 : 3 : 1, то исходные (данные) особи были дигетерозиготными. (слайд 8)

Итогом проведенной Г. Менделем работы стал закон независимого комбинирования признаков (независимого наследования)(под запись):

При дигибридном скрещивании расщепление по каждой паре признаков у гибридов второго поколения идет независимо от других пар признаков и равно 3 : 1, как при моногибридном скрещивании.(слайд 9)

В XX в. генетики установили, что закон независимого комбинирования признаков справедлив только для тех случаев, когда гены, отвечающие за развитие непарных признаков (например, окраска и форма семян у гороха), находятся в разных негомологичных хромосомах 

3этап . Осмысление новой учебной информации.

РЕШИМ ЗАДАЧИ:
1. У человека нормальный обмен углеводов доминирует над рецессивным геном, ответственным за развитие сахарного диабета. Дочь здоровых родителей больна. Определите, может ли в этой семье родиться здоровый ребенок и какова вероятность этого события?

2. У людей карий цвет глаз доминирует над голубым. Способность лучше владеть правой рукой доминирует над леворукостью, гены обоих признаков находятся в разных хромосомах. Кареглазый правша женится на голубоглазой левше. Какое потомство следует ожидать в этой паре?

Решим задачу:

Имеются чёрные длинношерстные кошки и сиамские короткошерстные. И те, и другие гомозиготны по длине шерсти и окраске. Известно, что короткошерстность и чёрный цвет-доминантные признаки. Определите генотип родителей, фенотип и генотип потомства.

Решение: пусть А-чёрный окрас, В-короткая шерсть, а-сиамский окрас, в- длинная шерсть.

Фенотипы родителей	Чёрные дл-ш Сиамские к-ш
Генотипы родителей	ААвв х ааВВ
Гаметы	Ав	аВ
Генотип потомства	АаВв
Фенотип потомства	чёрные короткошерстные

Постепенно все же стали понимать, 
Доминантный значит, будет подавлять, 
Рецессивный – значит, будет отступать. 
И задачки стали лучше мы решать. 
Т.к. все патологические признаки 
Находятся состоянии рецессивном 
И на уроках и в жизни должны вы быть 
активны 
Прошу не сомневайтесь 
Вы в своем таланте 
Пусть в вашей жизни- 
Все будет в доминанте… (слайд 14)

7.Домашнее задание

1) У кроликов черная окраска меха доминирует над белой окраской. Рецессивным признаком является гладкий мех. Какое потомство будет получено при скрещивании черного мохнатого кролика, дигетерозиготного по обоим признакам, с черной гладкой крольчихой, гетерозиготной по первому признаку?

2) При скрещивании черного петуха без хохла с бурой хохлатой курицей все потомство оказалось черным и хохлатым. Определите генотипы родителей и потомства. Какие признаки являются доминантными? Какой процент бурых без хохла цыплят получится в результате скрещивания гибридов во втором поколении?

3) Отец с курчавыми волосами (доминантный признак) и без веснушек и мать с прямыми волосами и с веснушками доминантный признак) имеют троих детей. Все дети имеют веснушки и курчавые волосы. Каковы генотипы родителей и детей?

Приложение 1

Иоганн Грегор Мендель- основоположник науки генетики.

Иоганн Мендель родился 20 июля 1822 года в крестьянской семье Антона и Розины Мендель в маленьком сельском городке Хейнцендорф (Австрийская империя, позже Австро-Венгрия, теперь Гинчице (часть села Вражне) у Нового Йичина, Чехия). Дата 22 июля, которая нередко приводится в литературе как дата его рождения, на самом деле является датой его крещения^[1].

Помимо Иоганна в семье были две дочери (старшая и младшая сестры). Интерес к природе он начал проявлять рано, уже мальчишкой работая садовником. Проучившись два года в философских классах института Ольмюца (в настоящее время Оломоуц, Чехия), в 1843 он постригся в монахи Августинского монастыря Святого Фомы в Брюнне (ныне Брно, Чехия) и взял имя Грегор. С 1844 по 1848 год учился в Брюннском богословском институте. В 1847 году стал священником. Самостоятельно изучал множество наук, заменял отсутствующих преподавателей греческого языка и математики в одной из школ. Сдавая экзамен на звание преподавателя, получил, как ни странно, неудовлетворительные оценки по биологии и геологии. В 1849—1851 годах преподавал в Зноймской гимназии математику, латинский и греческий языки. В период 1851—53 годов, благодаря настоятелю, обучался естественной истории в Венском университете, в том числе под руководством Унгера — одного из первых цитологов мира.

Будучи в Вене, Мендель заинтересовался процессом гибридизации растений и, в частности, разными типами гибридных потомков и их статистическими соотношениями.

В 1854 году Мендель получил место преподавателя физики и естественной истории в Высшей реальной школе в Брюнне, не будучи дипломированным специалистом. Ещё две попытки сдать экзамен по биологии в 1856 году окончились провалом, и Мендель оставался по-прежнему монахом, а позже — аббатом Августинского монастыря.

Вдохновившись изучением изменений признаков растений, с 1856 по 1863 год стал проводить опыты на горохе в экспериментальном монастырском саду и сформулировал законы, объясняющие механизм наследования, известные нам как «Законы Менделя».

8 марта 1865 года Мендель доложил результаты своих опытов брюннскому Обществу естествоиспытателей, которое в конце следующего года опубликовало конспект его доклада в очередном томе «Трудов Общества…» под названием «Опыты над растительными гибридами». Этот том попал в 120 библиотек университетов мира. Мендель заказал 40 отдельных оттисков своей работы, почти все из которых разослал крупным исследователям-ботаникам. Но работа не вызвала интереса у современников.

Мендель сделал открытие чрезвычайной важности, и сам сначала был, по-видимому, в этом убеждён. Но потом он предпринял ряд попыток подтвердить это открытие на других биологических видах, и с этой целью провёл серию опытов по скрещиванию разновидностей ястребинки — растения семейства Астровые, затем — по скрещиванию разновидностей пчёл. В обоих случаях его ждало трагическое разочарование: результаты, полученные им на горохе, на других видах не подтверждались. Причина была в том, что механизмы оплодотворения и ястребинки, и пчёл, имели особенности, о которых в то время науке ещё не было известно (размножение при помощи партеногенеза), а методами скрещивания, которыми пользовался Мендель в своих опытах, эти особенности не учитывались. В конце концов великий учёный сам разуверился в том, что совершил открытие.

В 1868 году Мендель был избран настоятелем монастыря и больше биологическими исследованиями не занимался. Только в начале XX века, с развитием представлений о генах, была осознана вся важность сделанных им выводов (после того, как ряд других учёных, независимо друг от друга, заново открыли уже выведенные Менделем законы наследования).

Мендель умер 6 января 1884 года и не был признан своими современниками. На его могиле установлена плита с надписью «Мое время ещё придёт!».

На окраине Брно в августинском монастыре установлена мемориальная доска и памятник возле палисадника. В музее Менделя имеются его рукописи, документы и рисунки. Также есть различные инструменты, например, старинный микроскоп и другие инструменты, которые учёный использовал в работе.