Методическая разработка урока биологии на тему "Принципы наследственности"

В помощь учителю.

Мендель и генетика

Генетика – довольно молодая наука, но возможности передачи потомству определенных свойств были оценены уже давно. Еще 10 тысяч лет назад, на пороге земледелия, человек осознал, что добиться лучшего урожая можно путем активного скрещивания между собой хороших, сильных растений, развившихся случайно. Однако вплоть до середины XIX века никто понятия не имел ни о механизме действия отбора, ни о факторах, влияющих на передачу признаков от поколения к поколению. Первую брешь в этой стене пробил австрийский монах Грегор Мендель (1822-1884), но по ряду причин его работа долгие годы пребывала в неизвестности.

Мендель изучал наследование признаков, используя в качестве экспериментального материала различные сорта гороха. Признаками, за которыми он следил, были окраска цветков гороха, характер поверхности самих горошин и размеры растений. На первом этапе экспериментатор, скрестив два сорта гороха, получил гибриды, имеющие признаки одного из родителей. Так, при скрещивании высоких растений с низкорослыми, независимо от каких растений была взята пыльца, все гибриды оказались высокими. Значит, у подопытных растений фактор «высокого роста» был доминантным по отношению к фактору «низкорослости», который стали называть рецессивным.

В ряде опытов Мендель продемонстрировал доминантность и рецессивность и по другим признакам. Например, красная окраска цветков оказалась доминантной по отношению к белой; гладкая поверхность горошин доминировала над морщинистой; пазушные цветки преобладали над верхушечными. Следующим экспериментальным этапом было самоопыление гибридов – прием, позволявший проявиться рецессивным признакам. Например, высокорослый гибрид давал в результате самоопыления как высокорослое, так и низкорослое потомство. Потомков с доминантными признаками было всего в 3 раза больше, чем с рецессивными.

Роль генов.

Для объяснения своих результатов Мендель предположил существование особых «факторов», или генетических элементов (теперь известных как гены); каждый признак определяется парой факторов. Так, высота стебля, например, может определяться двумя генетическими элементами, ответственными за высокий рост (ТТ), или одним элементом, ответственным за высокорослость (Т), и одним – за низкорослость (t). Поскольку высокий рост – доминантный признак, растение с комбинацией Тt будет высокорослым. Единственный способ возникновения низкорослых растений – удвоение набора генов, ответственных за низкий рост (tt).

При идентичности обоих членов генной пары, как в случае ТТ, организм называют гомозиготным по этому признаку; смешанную комбинацию типа Тt называют гетерозиготной. Совокупность генов – это генотип организма, а его реальный облик – фенотип. Так, если, например, данное растение гороха гетерозиготно (Тt), то по фенотипу оно будет высокорослым.

Опыты Менделя послужили основой для понимания законов наследственности. Мы знаем, что признаки определяются не отдельными генами, а их комбинациями; известно нам и то, что гены представляют собой участки хромосом, локализованных в ядре. Это открытие сделал американский ученый Уолтер Саттон (1877-1916) 30 лет спустя после смерти Менделя.

Половые хромосомы и сцепление признаков с полом.

Двойной набор хромосом образуется после оплодотворения яйцеклетки сперматозоидом. Каждый сперматозоид несет мужскую половину набора, а каждая яйцеклетка – женскую. При их соединении и зарождении нового организма восстанавливается полный набор. Из 23 пар хромосом человека у одной пары хромосомы не равны по величине. Это пара половых хромосом. Одну из них, крупную, называют Х-хромосомой, а меньшую – У-хромосомой. Генотип женщины содержит две Х-хромосомы, а генотип мужчины – Х- и У-хромосомы.

Различия в размерах между Х- и У-хромосомами обусловливают существование ряда заболеваний, сцепленных с полом. К числу наиболее известных из них относятся гемофилия и цветовая слепота. Ген гемофилии – заболевания, связанного с нарушением механизма свертывания крови, - рецессивный и находится в Х-хромосоме. Чтобы такое заболевание возникло у женщины, она должна получить двойной набор генов гемофилии – по одному на каждую Х-хромосому. Поскольку У-хромосома коротка, на ней нет места для генов гемофилии (или антигемофилии). Поэтому гемофилией будет страдать мужчина, если в его Х-хромосоме обнаружится ген, ответственный за гемофилию, поскольку на У-хромосоме нет ничего, что смогло бы оказать противодействие. Вероятность фенотипического проявления вредных рецессивных признаков особенно возрастает при близкородственном скрещивании.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ.

Решение 1 и 2 задач см. в рабочей тетради ученика.

ЗАДАЧА 3.

Ответы на вопросы задачи:

1.Доминантным признаком у кроликов является темная окраска и мохнатая форма шерсти.

2.Генотипы: родителей – ААВВ, аавв; гибридов первого поколения – АаВв.

3.В данном случае мы наблюдаем проявление правил доминирования и единообразия первого поколения, гипотезы чистоты гамет, законов расщепления и независимого наследования признаков.

ЗАДАЧА 4.

Ответы на вопросы задачи:

1.Доминантным признаком у кроликов является мохнатая форма шерсти.

2.Генотипы: родителей – ааВВ, Аавв; гибридов первого поколения – АаВв, ааВв; гибридов второго поколения – 2 АаВв, Аавв, АаВВ, 2 ааВв, ааВВ, аавв.

ЗАДАЧА 5.

Ответы на вопросы задачи:

1.Доминантным признаком у кроликов является мохнатая форма шерсти.

2.Генотипы: родителей – ААвв, ААВВ; гибридов первого поколения – ААВв; гибридов второго поколения – ААВВ, 2 ААВв, ААвв.

Методические рекомендации к уроку.

Тема урока: Принципы наследственности.

Автор: Наполова Маргарита Владимировна - учитель биологии

МБОУ Новобессергеновской СОШ

Неклиновского района

Ростовской области

Предмет: Биология.

Межпредметные связи: Генетика. Селекция. Медицина. Цитология.

Класс: 9, 11.

Форма проведения урока: Беседа, демонстрация, решение генетических задач.

Тип урока: Целесообразно использовать как:

1.Вводный урок по теме «Основные понятия генетики».

2.Обобщающий урок по теме «Закономерности наследования признаков».

3.Решение задач при проверке усвоения материала.

Время проведения: 3 академических часа.

Пояснительная записка:

Презентация предназначена для изучения курса общей биологии «Наследственность и изменчивость организмов». Работа содержит как учебную информацию, так и дополнительную из области медицины «Наследственные заболевания». Знакомит учащихся с основными понятиями, законами, типовыми задачами, которые должны быть изучены. Необходимость иллюстрации этих закономерностей, в частности, определяет специфику преподавания данной темы. На уроках помимо изучения теоретического материала, выполнения лабораторных работ учащиеся учатся составлять схемы скрещивания, используя при этом определенную генетическую символику. Для усвоения основ генетики необходимы также разбор и решение с учащимися задач. Целесообразно применение таких иллюстрированных задач на заключительном обобщающем уроке, где с их помощью можно проверить знания учащихся за короткий отрезок времени. Предлагаемые задачи не одинаковы по сложности. Также в презентацию включены пути наследования и причины некоторых заболеваний, которые носят семейный характер, учащиеся понимают, что природа этого явления стала известна только благодаря развитию генетики.

Образовательные цели:

1.Создание условий для формирования представлений о генетике, как науке, и ее роли в развитии биологии.

2.Умение объяснять закономерности наследования признаков, выявленные Менделем, которые принято формулировать в виде законов.

3.Получение навыков оперирования генетической терминологией и символикой с использованием знаний цитологии при составлении схем скрещивания.

Развивающие цели:

1.Создание условий для развития познавательной активности творческого мышления у учащихся, актуализирования личностной значимости изучаемого материала, использования имеющихся знаний.

2.Умение обсуждать проблему; систематизировать, составлять схемы; анализировать, обобщать информацию и выделять главную мысль.

Воспитательные цели:

1.Создание условий для повышения информационной культуры и компьютерной грамотности.

2.Привлечение учащихся к инновационной деятельности с целью раскрытия индивидуальных способностей.

3.Формирование определенных нравственных и волевых качеств.

Материалы и оборудование: Компьютер, сканер, проектор, экран.

Основополагающий вопрос: Как происходит передача признаков из поколения в поколение?

Вопросы темы учебной программы:

1.Понятие генетики.

2.Передача признаков.

3.Опыты Менделя.

4.Законы Менделя.

5.Причина расщепления.

6.Наследственные болезни.

7.Генетические задачи.

МАКЕТ РАБОЧЕЙ ТЕТРАДИ

ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ УЧАЩИХСЯ

Урок № 1.

Тема: Принципы наследственности.

Основополагающий вопрос: Как происходит передача признаков из поколения в поколение.

План лекции:

1.Основные понятия генетики.

2.Передача признаков.

3.Опыты Менделя.

4.Законы Менделя.

5.Причина расщепления.

Опорный конспект.

I.Напишите определения терминов:

Ген _____________________________________________________________

_________________________________________________________________

Доминантный признак _____________________________________________

_________________________________________________________________

Рецессивный признак ______________________________________________

_________________________________________________________________

Генотип _________________________________________________________

_________________________________________________________________

Фенотип _________________________________________________________

_________________________________________________________________

Гетерозиготы _____________________________________________________

_________________________________________________________________

Гомозиготы ______________________________________________________

_________________________________________________________________

Первый закон Менделя ____________________________________________

_________________________________________________________________

Второй закон Менделя _____________________________________________

_________________________________________________________________

Третий закон Менделя _____________________________________________

_________________________________________________________________

Закон чистоты гамет _______________________________________________

_________________________________________________________________

II.Задание на дом.

Изучить § 35-37, стр.172-186 (учебник Н.И.Сонин)

1.Выберите и впишите правильный вариант фамилии ученого.

Основоположником генетики является _______________________________

(Бэр, Дарвин, Шванн, Мендель, Ламарк)

2.Впишите недостающее слово.

Одинаковые по размерам и форме хромосомы, содержащиеся в диплоидном наборе хромосом, называются _______________________________________

3.Закончите предложение.

Возможность проявления признака, кодируемого определенным геном, зависит от _________________________________________________________

4.Ответьте, какие организмы использовал Г.Мендель в своих опытах _______

__________________________________________________________________

5.Раскройте сущность гибридологического метода и отметьте, какие условия необходимо соблюсти, чтобы научные данные, полученные с помощью этого метода, были достоверными.

Сущность метода: __________________________________________________

__________________________________________________________________

Необходимые условия: ______________________________________________

__________________________________________________________________

6.Дайте определения альтернативных признаков, приведите примеры.

Альтернативные признаки ___________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

7.Установите соответствие.

А.Доминантный признак.

Б.Рецессивный признак.

1.Гладкая поверхность семян.

2.Морщинистая поверхность семян.

3.Зеленая окраска семян.

4.Желтая окраска семян.

5.Длинный стебель.

6.Короткий стебель.

А: _______________________________________________________________

Б: _______________________________________________________________

Урок № 2.

Тема: Генетика человека.

Основополагающие вопросы: Генетика пола. Наследование признаков, сцепленных с полом.

I.Анализ родословной:

1

2

Условные обозначения:

- мужчина

- женщина

- брак

- дети одного брака

- проявление исследуемого признака

Вопрос: По родословной, представленной на рисунке, установите характер наследования признаков, выделенного черным цветом (доминантный или рецессивный, сцеплен или не сцеплен с полом), генотипы детей в первом и во втором поколении.

Формулировка ответа:

1.Признак доминантный, не сцеплен с полом;

2.Генотипы детей первого поколения: дочь Аа, дочь аа, сын Аа;

3.Генотипы детей второго поколения: дочь Аа.

II.Домашнее задание: § 38-39, стр.186-195.

1.Допишите схему, иллюстрирующую первый закон Менделя, используя буквенные обозначения признаков.

Р (родители) фенотип Стебель длинный Стебель короткий

Генотип х

Гаметы

F₁ (первое поколение) генотип

фенотип Стебель длинный

2.Выделите аллельные признаки овец из перечня: серая шерсть; укороченные ноги; густая, вьющаяся шерсть; большой вес, превышающий норму; черная шерсть; ноги нормальной длины.

_________________________________________________________________

_________________________________________________________________

3.У одной из пород кур серебристое (А) и золотистое (а) оперение определяется генами, сцепленными с полом. Как следует проводить скрещивание, чтобы определять пол цыплят по оперению? Ген расположен в Х-хромосоме.

_________________________________________________________________

_________________________________________________________________

4.Составить и проанализировать родословную своей семьи (2-3 поколений).

Урок № 3.

Тема: Решение задач.

З

Р

адача № 1.

1.Какая окраска шерсти у кроликов доминирует?

2

F₁

.Каковы генотипы родителей (Р) и гибридов первого поколения (F₁ ) по признаку окраски шерсти?

3.Какие генетические закономерности проявляются при такой гибридизации?

При ответе на первый вопрос логика рассуждений может быть следующей. Сравнивая окраску шерсти у родителей (Р) и гибридов первого поколения (F₁), видим, что доминантной является тёмная окраска шерсти кроликов, т.к. она унаследована всеми гибридами первого поколения.

Пояснение:

Генотип белого кролика известен – аа, так как признак белой окраски – рецессивный. Генотип крольчихи с черной окраской может быть двух видов: АА или аа. Чтобы найти его, рассуждаем следующим образом. Генотипы особей F₁ складываются из гамет, полученных ими от материнского и отцовского организмов. От отцовского генотипа особи могли получить только рецессивный ген а. Из условий задачи известно, что гибриды первого поколения унаследовали темную окраску (доминантный признак), следовательно, один из генов, отвечающий за наследование признака окраски шерсти и образующий генотип каждой из этих особей, будет А. Отсюда вытекает, что генотипы особей F₁ – Аа. Нам остается узнать, каков генотип материнского организма. Известно, что все гибриды F₁ были единообразны по признаку окраски шерсти, а это возможно только в том случае, если генотип матери был гомозиготным – АА.

Эти рассуждения можно проверить, построив схемы скрещивания кроликов с различными генотипами материнских организмов: АА и Аа.

Схема 1.

Р АА Х аа

Г А а

F₁ Аа

Схема 2.

Р Аа Х аа

Г А;а а

F₁ Аа; аа

Из записей видно: если предположить, что генотип крольчихи был Аа, то в F₁ должно наблюдаться расщепление по признаку окраски 1:1 (50% темных кроликов, 50% белых). А это противоречит условию задачи.

Ответы на вопросы задачи:

1.Доминантным признаком у кроликов является темная окраска шерсти.

2.Генотипы: родителей – крольчихи – АА, кролика – аа; гибридов первого поколения – Аа.

3.В данном случае мы наблюдали проявление правил доминирования признаков и единообразия первого поколения.

Задача № 2.

1

Р

.Какая окраска шерсти у кроликов доминирует?

2

F₁

.Каковы генотипы родителей (Р) и гибридов первого поколения (F₁ ) по признаку окраски шерсти?

3.Какие генетические закономерности проявляются при такой гибридизации?

Сравнивая окраску шерсти кроликов у родителей и гибридов F₁, устанавливаем, что у потомства наблюдается расщепление признака окраски – появляются кролики с белой шерстью. Следовательно, ген белой окраски подавлялся в родительском генотипе геном темной окраски, а это значит, что доминантным признаком является темная окраска шерсти.

Отвечая на второй вопрос задачи, рассуждаем следующим образом: если у гибридов F₁ наблюдается расщепление признаков (появились особи с белой окраской), значит, генотип одного из родителей был гетерозиготным – Аа (А – темная окраска, а – белая). Из условия задачи нам известно, что расщепление по фенотипу было в отношении 3:1. Исходя из этого, мы можем утверждать, что и генотип второго родительского организма был гетерозиготным – Аа, так как если бы один из генотипов был доминантным гомозиготным АА, то расщепление в F₁ было бы в соотношении 1:1. Проверим наши рассуждения построением схемы скрещивания.

Для определения генотипа родителей и гибридов учащиеся должны записать условия задачи по следующей форме:

Р А? Х аа

F₁ А?

Условные обозначения: темная окраска шерсти А, белая – а.

Р Аа Х Аа

Г А;а А;а

F₁ АА; Аа; Аа; аа

Расщепление признаков по фенотипу 3:1, по генотипу – 1:2:1.

Ответы на вопросы задачи:

1.Доминантным признаком у кроликов является темная окраска шерсти.

2.Генотипы: родителей – крольчихи – Аа, кролика – Аа, гибридов первого поколения – АА, 2 Аа, аа.

3.В данном случае мы наблюдали проявление правила доминирования признаков, гипотезы чистоты гамет, закона расщепления признаков.

Задача № 3.

1.Какие признаки у кроликов (темная или белая окраска, гладкая или мохнатая форма шерсти) доминируют?

2.Каковы генотипы родителей (Р), гибридов первого и второго поколений?

3.Какие генетические закономерности проявляются при такой гибридизации:

?

Ответы на вопросы задачи:

1.Доминантными признаками у кроликов являются ______________________

__________________________________________________________________

2.Генотипы: родителей - ____________________________________________

гибридов первого поколения - _______________________________________

3._________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

Задача № 4.

1.Какой признак кроликов (гладкая или мохнатая форма шерсти) доминирует?

2.Каковы генотипы родителей (Р), гибридов первого и второго поколений (если белая окраска шерсти – доминантный признак):

?

Ответы на вопросы задачи:

1.Доминантным признаком у кроликов является ______________________

__________________________________________________________________

2.Генотипы: родителей - ____________________________________________

гибридов первого поколения - _______________________________________

гибридов второго поколения - _______________________________________

Задача № 5.

1.Какой признак кроликов (гладкая или мохнатая форма шерсти) доминирует?

2.Каковы генотипы родителей (Р), гибридов первого и второго поколений по признакам формы и окраски шерсти кроликов (если темная окраска шерсти – доминантный признак)?

Ответы на вопросы задачи:

1.Доминантным признаком у кроликов является ______________________

__________________________________________________________________

2.Генотипы: родителей - ____________________________________________

гибридов первого поколения - _______________________________________

гибридов второго поколения - _______________________________________

МБОУ Новобессергеновская СОШ

Неклиновского района Ростовской области

План проведения занятий.

1.Подготовительный этап. Подготовка материалов и оборудования для проведения демонстрации.

2.Этап обучения.

Урок № 1.

Вводная лекция.

Тема: Принципы наследственности.

Доминирующее целевое назначение.

1.Успешное усвоение всеми учащимися теоретического содержания темы путем создания условий для формирования представлений о генетике как наке о закономерностях наследственности и ее роли в развитии биологической науки.

2.Ускоренное прохождение программного материала.

3.Стимулирование творческого поиска.

Основные теоретические идеи.

1.Взаимосвязь генетических понятий с цитологическими.

2.Гены, будучи элементарными единицами наследственной информации, определяют строение каждого белка клетки, участвуют в формировании признаков и свойств организма.

3.Значение работ Г.Менделя для развития биологической науки.

Формы и методы проведения урока.

1.Эвристическая беседа.

2.Мультимедийная лекция.

3.Проблемные ситуации.

Условия эффективного применения.

Мультимедийная лекция проводится с использованием мультимедийных проекционных систем или предполагает работу учащихся в компьютерном классе. Она может быть полностью автоматизирована. Учитель демонстрирует последовательно слайды, которые раскрывают содержание лекции. Конспектные задания для учащихся определяются в модулях, с которыми они работают самостоятельно, учатся целеполаганию, планированию, организации, контролю и оценке своей деятельности.

План лекции:

1.Основные понятия генетики (слайды 3-9).

2.Передача признаков (слайды 10-12).

3.Опыты Менделя (слайды 13-17).

4.Законы Менделя (слайды 18-24).

5.Причины расщепления (слайды 25-27).

На 4-м слайде действует гиперссылка на 53 слайд, где дается определение термину «ген».

С 12 слайда переход по гиперссылке на слайд № 55 – определение терминов «доминантные признаки» и «рецессивные признаки».

При изучении законов Г.Менделя со слайда № 19 переход по гиперссылке на слайд № 54 – определение терминов «генотип» и «фенотип».

При изучении гипотезы чистоты гамет с 26 слайда переход по гиперссылке на слайд 28 – определение терминов «гетерозиготы» и «гомозиготы».

Таким образом, при изучении лекционной части презентации отрабатываются основные генетические термины («ген» и т.д.) и рассматриваются задачи генетики, основные свойства живого организма (наследственность, изменчивость), опыты и законы Менделя и дается определение «гипотезы чистоты гамет».

Конспектируя лекцию в рабочих тетрадях, учащиеся начинают знакомство с генетической символикой.

Урок № 2.

Тема: Генетика человека.

Планируемые результаты.

Учащиеся понимают особенности наследования признаков, сцепленных с полом. Формируется умение объяснять результаты наследования признаков с использованием знаний по цитологии и генетике.

Личная значимость изучаемого для школьника.

Человеческие болезни вызываются микроорганизмами-бактериями, вирусами, которые проникая в наше тело нарушают его нормальное функционирование. Однако некоторые недуги поражают свою жертву уже в момент слияния сперматозоида с яйцеклеткой, когда только зарождается жизнь. Много необъяснимых в прошлом болезней нашли сегодня разгадки благодаря открытиям генетики.

Тип урока: Комбинированный.

Методы обучения.

Проблемный, с применением информационных технологий.

Термины «наследственные болезни» и «врожденные болезни» (с которыми ребенок рождается на свет) не равнозначны. Например, некоторые врожденные пороки развития могут вызываться ненаследственными факторами (вирус краснухи, алкоголь, некоторые лекарства). Секрет человеческой жизни и здоровья заключен примерно в 100 тысячах генов, упакованных в 46 хромосомах клеточного ядра. Половину их ребенок получает от матери, половину – от отца. Где возможен сбой?

Структура урока.

1.Организационный момент.

2.Мобилизирующий момент.

3.Актуализация знаний. Определение понятия «ген». Что такое «аллельные гены»? что такое «признак»? какие бывают признаки? Привести примеры признаков на уровнях: биохимическом, гистологическом, анатомическом. Что такое «расщепление»? что такое «анализирующее скрещивание»?

4.Объяснение нового материала проводится с демонстрацией электронного приложения:

а) наследственные заболевания;

б) решение задач.

5.Закрепление знаний. Самостоятельная работа учащихся с выполнениями заданий, подготовленных в модулях.

6.Подведение итогов.

7.Задание на дом.

Приемы деятельности учителя.

Актуализация имеющихся знаний. Беседа с учащимися, демонстрация электронного приложения, постановка проблемы, ее обсуждение, организация самостоятельной работы учащихся.

Организация деятельности учащихся.

Отвечают устно на вопросы, анализируют рассказ, обсуждают изученное, формулируют определения терминов, решают задачи пользуясь генетической символикой.

Основные понятия и термины урока: гомологичные хромосомы, сцепленное наследование, сцепление генов, гетерогаметы, гомогаметы, аллельные признаки, фенотип, генотип, кариотип; наследование, сцепленное с полом; половые хромосомы.

Урок № 3.

Тема: Решение генетических задач и анализ составления родословных.

Цель: Создание условий для окончательного формирования представлений о дигибридном скрещивании и его результатах, умение объяснять закономерности наследования признаков с использованием основных понятий генетики, обосновывая законы Г.Менделя, применяя генетическую символику.

Ход урока:

1.Анализ составленных родословных, выполненных в домашнем задании.

2.Решение генетических задач.

Учащимся предлагается 5 иллюстративных задач, 2 анализируются и решаются вместе с учителем, обосновываются. 3 задачи решаются самостоятельно в рабочих тетрадях. Преимущество иллюстративных задач основано на том, что зрительное восприятие изображений активизирует внимание, интерес учащихся, способствует лучшему осмыслению условий задачи и изучаемых закономерностей.

3.Подведение итогов, обсуждение результатов, задание на дом.

МБОУ Новобессергеновская СОШ Неклиновского района Ростовской области

Биология

Тема: Принципы наследственности.

Автор: Учитель биологии высшей категории Наполова Маргарита Владимировна

Понятия генетики

Опыты Менделя

Законы Менделя

Причина расщепления

Наследственные болезни

ЗАДАЧИ.

ТЕРМИНЫ .

Тема: Принципы наследственности.

9класс

Передача признаков

11класс

Основные понятия

ГЕНЕТИКИ

Удлинённая форма какого-либо червя, красные или белые цветы шиповника, хобот слона, цвет наших глаз и волос - всё это черты, которые повторяются у различных индивидов каждого вида. Это передающиеся по наследству признаки, и каждый из них «изготовлен» по инструкциям, которые передают гены клеткам, ответственным за производство тканей и органов.

Слово «генетика» происходит от греческого Genesis, означающего «происхождение» или «создание» чего-либо .

Какие свойства живого

организма изучает генетика?

Наследственность - свойство родителей передавать свои признаки и особенности развития следующему поколению.

Изменчивость – свойство организма, противоположное наследственности, заключается в изменении наследственных задатков генов и, как следствие, в изменении их проявления в процессе развития организмов.

Задачи генетики:

1. Изучать закономерности наследования признаков.

2. Исследовать мутации, популяции, чистые линии, гомологичные ряды наследственной изменчивости.

3. С помощью современных приборов расшифровать генетический код.

Роль генетики в

развитии биологической науки и медицины.

• Выявление генетической основы многих заболеваний. Помогает установить точную причину различных тяжёлых болезней.

• На знании генетики основана вся селекционная работа в сельском хозяйстве.

• Активно внедряются в практику новые методы генной инженерии.

ВЕРНУТЬСЯ

Передача признаков.

Характерные черты каждого индивида закреплены в его генах. При половом размножении индивид появляется в результате слияния двух половых клеток. Каждая несёт собственные гены. Большинство высших организмов имеют два гена для каждого признака, то есть являются диплоидными. Эту структуру принято обозначать буквами АА или ВВ (чистым признаком). Но могут быть и гибридные признаки АВ.

Не все гены имеют одинаковую силу в передаче определённых признаков.

Например, если гибрид АВ будет не серым, а белым, можно сказать что белый цвет доминантный (А), а чёрный рецессивный (а).

ВЕРНУТЬСЯ

Опыты

МЕНДЕЛЯ

Грегор Мендель (1822-1884) – внук садовника. Его родители работали на маленькой ферме, где у него и зародился интерес к растениям.

После учёбы в 1843 году Г.Мендель постригся в монахи Августинского монастыря, где в течение десятилетий занимался экспериментами по скрещиванию. В 1868 году его назначили настоятелем монастыря, и ему пришлось оставить эксперименты. Плоды его трудов пребывали в забвении, пока не были «открыты вновь».

В своих опытах Мендель использовал чистые сорта гороха. Признаками, за которыми он следил, были окраска цветов гороха, характер поверхности самих горошин и размеры растений. В ряде опытов Мендель при скрещивании растений с разными признаками продемонстрировал доминантность и рецессивность.

В середине XIX столетия

Г.Мендель открыл законы, которые управляют наследственностью. Сформулировав закономерности

наследственности, он заложил основы генетики.

ВЕРНУТЬСЯ

ЗАКОНЫ МЕНДЕЛЯ.

Правило единообразия первого поколения

Второй закон Менделя

Третий закон Менделя

Первый закон Менделя:

Если скрещиваются два чистых вида, которые различаются между собой по одному признаку, то все потомки одинаковы и их фенотип совпадает с фенотипом одного из родителей.

Пример: При скрещивании серых и чёрных мушек, все их потомки серые . Это происходит из-за того, что при выборе цвета тела доминантным является признак «серый цвет».

Первый закон Менделя:

Х

P

серая

чёрная

F1

все серые

Скрещивание двух чистых признаков.

Вернуться

Второй закон Менделя:

При скрещивании между собой гибридов (F2) их потомки несут в себе фенотипы первого поколения (F1) в строго определённых пропорциях.

Пример: При скрещивании серых гибридных мух (результат скрещивания серых и чёрных мух) одна четвёртая часть потомков чёрные , а три четверти – серые .

Второй закон Менделя:

Х

Серая 75%

Чёрная 25%

ВЕРНУТЬСЯ

Третий закон Менделя:

Каждый из двух возможных признаков передаётся независимо от других признаков гибрида. То есть, наследование одного признака совершенно не зависит от наследования другого.

Пример: При скрещивании гибридных мух, имеющих нормальные крылья, и мух с серым телом, потомство получается с четырьмя различными фенотипами в разных пропорциях.

Третий закон Менделя:

Х

Серое тело, нормальные крылья

Серое тело, нормальные крылья

Чёрное тело, зачаточные крылья

Серое тело, нормальные крылья

Серое тело, зачаточные крылья

Чёрное тело, нормальные крылья

ВЕРНУТЬСЯ

В чём причина расщепления?

Почему при гибридизации не возникает

стойких гибридов,

а наблюдается расщепление

в строго определённых численных

соотношениях?

Гипотеза чистоты гамет,

предложенная Менделем, для объяснения явления расщепления, получила полное подтверждение в цитологических исследованиях. Обозначим соединение гамет, несущих гены А (доминантный признак) и а (рецессивный признак), знаком умножения:

А х а = Аа.

Возникшая гетерозиготная форма (F1) имеет оба гена, как доминантный, так и рецессивный. Гипотеза частоты гамет утверждает, что у гибридной особи половые клетки чисты, то есть имеют по одному гену из данной пары.

Между генами возможны сочетания:

Женские гаметы

Мужские гаметы

А

а

А

А

А

А

а

А

а

а

а

а

ВЕРНУТЬСЯ

Гомозиготами

по данной паре признаков называют такие особи, которые образуют лишь один сорт гамет, и поэтому при самоопылении или скрещивании с себе подобными в потомстве не дают расщепления.

Гетерозиготы

дают разные гаметы, несущие разные гены данной пары, и поэтому в их потомстве наблюдается расщепление.

ВЕРНУТЬСЯ

Наследственные болезни.

Человеческие болезни вызываются микроорганизмами - бактериями, вирусами и грибками, которые проникают в наше тело, нарушают его нормальное функционирование. Однако некоторые недуги поражают свою жертву уже в момент слияния сперматозоида с яйцеклеткой, когда только зарождается жизнь.

Много

необъяснимых в

прошлом болезней

нашли

сегодня разгадку

благодаря открытиям генетики.

ПРИЧИНА СИНДРОМА ДАУНА

АХОНДРОПЛАЗИЯ

ГЕМОФИЛИЯ

АЛЬБИНИЗМ

Причина синдрома Дауна – аномалия хромосом. Нормальный набор хромосом состоит из 46 соединённых попарно. При синдроме Дауна в каждой клетке нового организма 21-я пара содержит три хромосомы вместо двух.

Клетка с «синдромом Дауна»

Нормальная клетка

ПРИЧИНА СИНДРОМА ДАУНА

Диплоидный сперматоцит (46 хромосом)

Диплоидный ооцит (46 хромосом)

Ошибка при мейозе

Нормальный мейоз

22 хромосомы

24 хромосомы

23 хромосомы

23 хромосомы

оплодотворение

47 хромосом (трисомия)

Схема возникновения хромосомных нарушений в процессе созревания половых клеток и при оплодотворении.

45 хромосом (монопсония)

ВЕРНУТЬСЯ

Ахондроплазия – одна из форм карликовости. У больных этим недугом короткие конечности, большой лоб и детские лица при нормальном развитом торсе. Причиной заболевания является доминирование аномального гена.

ВЕРНУТЬСЯ

В семье королевы Виктории несколько мужчин страдали гемофилией. Чтобы у мужчин развилась гемофилия, аномальный ген, входящий в состав женской половой хромосомы, должен быть унаследован ребёнком от матери - проводника аномальной хромосомы. Если отец болен гемофилией, то носителем болезни будет хромосома Х, которая никогда не перейдёт к сыну, но обязательно перейдёт к дочери, потому что дочь наследует одну хромосому Х от отца, а другую от матери.

Пути наследования гемофилии.

От матери (проводника)

x

x

XY

XY

x

x

Y

x

XX

От отца, больного гемофилией

XX

Y

x

XY

XY

x

x

x

x

ВЕРНУТЬСЯ

Женщина - проводник гена гемофилии

Мужчина, больной гемофилией

x

x

Y

x

XY

Ключ

Здоровый мужчина

Здоровая женщина

XX

Х –хромосома, несущая ген гемофилии.

x

Этот маленький Угандиец-альбинос унаследовал рецессивный ген альбинизма от обоих родителей, которые сами, возможно, вполне здоровы. Незамаскированные гены-мутанты являются доминантными и для получения эффекта достаточно одного такого гена.

Пути наследования альбинизма.

ВЕРНУТЬСЯ

Будьте внимательны!

Генетика относится к числу точных наук. Передача наследственной информации подчиняется количественным измерениям.

Мы учимся решать генетические задачи, составляя схемы скрещивания, используя при этом определённую генетическую символику.

ВПЕРЁД

Генетическая символика

А (В)

доминантный аллель гена

а (в)

рецессивный аллель гена

Аа (Вв)

Р

неполное доминирование (промежуточный фенотип)

F 1

родители

гибриды первого поколения

F2

гибриды второго поколения

Х

скрещивание

материнская особь

отцовская особь

ЗАДАЧА №1

УСЛОВИЕ:

Р

Х

F1

100%

ЗАДАЧА № 2

ВОПРОСЫ К ЗАДАЧЕ 1

ВНИМАНИЕ ВОПРОСЫ!

Задача № 1

• Какая окраска шерсти у кроликов доминирует?
• Каковы генотипы родителей (Р) и гибридов первого поколения (F1) по признаку окраски шерсти?
• Какие генетические закономерности проявляются при такой гибридизации?

ВЕРНУТЬСЯ

ЗАДАЧА №2

УСЛОВИЕ:

Р

Х

F1

75%

25%

Задача № 3

ВОПРОСЫ К ЗАДАЧЕ 2

ВНИМАНИЕ ВОПРОСы!

Задача № 2

• Какая окраска шерсти у кроликов доминирует?
• Каковы генотипы родителей и гибридов первого поколения по признаку окраски шерсти?
• Какие генетические закономерности проявляются при такой гибридизации?

ВЕРНУТЬСЯ

ЗАДАЧА №3

УСЛОВИЕ:

Р

Х

F1

100%

F2

6 %

Задача № 4

ВОПРОСЫ К ЗАДАЧЕ № 3

ВНИМАНИЕ ВОПРОСы!

Задача № 3

• Какие признаки у кроликов (тёмная или белая окраска, гладкая или мохнатая форма шерсти) доминируют?
• Каковы генотипы родителей (Р), гибридов первого и второго поколений?
• Какие генетические закономерности проявляются при такой гибридизации?

ВЕРНУТЬСЯ

Задача № 4.

ВОПРОСЫ К ЗАДАЧЕ 4

Условие:

P

F1

F2

Гладкая форма шерсти

Мохнатая форма шерсти

Х

Мохнатая форма шерсти

Х

Мохнатая форма шерсти

50%

50%

Гладкая форма шерсти 12%

Гладкая форма шерсти 13%

Мохнатая форма шерсти 37%

Мохнатая форма шерсти 38%

Задача №5

ВНИМАНИЕ ВОПРОСы!

Задача № 4

• Какой признак кроликов ( мохнатая или гладкая форма шерсти) доминирует?
• Каковы генотипы родителей (Р), гибридов первого и второго поколений (если белая окраска шерсти – доминантный признак)?

ВЕРНУТЬСЯ

Задача № 5.

МЕНЮ

Условие:

Мохнатая форма шерсти

Гладкая форма шерсти

Р

Х

Мохнатая форма шерсти

Мохнатая

форма шерсти

F1

Х

Гладкая форма шерсти

F2

Мохнатая

форма шерсти

25%

75%

Вопросы к задаче 5

ВНИМАНИЕ ВОПРОСы!

Задача № 5

• Какой признак кроликов (мохнатая или гладкая форма шерсти) доминирует?
• Каковы генотипы родителей (Р), гибридов первого и второго поколений по признакам формы и окраски шерсти кроликов (если тёмная окраска шерсти- доминантный признак)?

ВЕРНУТЬСЯ

Терминология.

Каждому термину подберите соответствующее ему определение.

Ген

Признак

Способность живых организмов приобретать новые признаки и свойства.

Свойство

Особенность строения на молекулярном, цитологическом, анатомическом уровнях организации.

Изменчивость

Совокупность взаимодействующих генов данного конкретного организма.

Совокупность всех признаков и свойств организма.

Наследственность

Генотип

Любая функциональная особенность, в основе которой лежит один или несколько признаков.

Участок молекулы ДНК, определяющий развитие определённого признака.

Фенотип

Способность живых организмов передавать свои признаки из поколения в поколение.

Терминология.

Каждому термину подберите соответствующее ему определение.

Аллельные гены

Внешне исчезающий признак.

Гомозиготный организм

Гены, расположенные в одних и тех же локусах гомологичных хромосом и отвечающие за развитие одного признака.

Гетерози-

готный организм

Явление, при котором один аллельный ген полностью подавляет проявление другого аллеля.

Доминирова-

ние

Рецессивные признаки

Организм, у которого в одних и тех же локусах гомологичных хромосом лежат одинаковые по последовательности нуклеотидов гены.

Особь, у которой аллельные гены отличаются по последовательности нуклеотидов.

ВЕРНУТЬСЯ

Преемственность поколений осуществляется через специализированные и соматические клетки. Эти клетки несут не сами признаки и свойства будущих организмов, а только задатки их развития. Эти задатки называются генами.

Ген – участок молекулы ДНК, определяющий возможность развития отдельного элементарного признака, или синтез одной белковой молекулы.

ВЕРНУТЬСЯ

Генотип – совокупность генов , которую организм получает от родителей.

Фенотип – совокупность внешних и внутренних признаков.

ВЕРНУТЬСЯ

Преобладающий признак называют – доминантным .

Противоположный доминантному – внешне исчезающий признак называют – рецессивным .

ВЕРНУТЬСЯ