Автор: Орлова
Ольга Владимировна,
учитель биологии и химии
Ростовская-на-Дону санаторная школа – интернат № 74 Таганрогский филиал,
г.Таганрог.
10 класс.
Тема:
Гипотезы Менделя и хромосомная теория наследственности.
Цели:
Актуализация знаний о работах Г.Менделя.
Выдвижение гипотез, объясняющих законы Менделя.
Поиск соответствия между гипотезами Менделя и событиями, происходящими при мейозе и оплодотворении.
Развитие познавательных интересов учащихся.
Продолжение формирования навыков решения задач.
Продолжение формирования навыков работы с компьютером.
Оборудование:
компьютер.
Домашнее задание:
Объясните, как можно определить число возможных комбинаций аллелей в мужских или женских гаметах.
Каково возможное число различных комбинаций у человека?
Ход урока.
Сегодня мы должны вспомнить законы Менделя и объяснить, какова их материальная основа. Для этого мы будем работать по плану, который вы увидите сейчас на экране своего компьютера:
План урока:
повторение изученного материала (работа с тестами, задачами, вопросами)
краткое изложение сути гипотез Менделя (задание �Продолжи предложение…�)
ознакомление с исторической справкой об открытии законов Менделя
работа с таблицей �Соответствие между событиями, происходящими при мейозе и оплодотворении, и гипотезами Менделя�
ознакомление с хромосомной теорией наследственности
работа со схемами, объясняющими законы Менделя
объяснение менделевского принципа независимого распределения, подача домашнего задания
решение задач
подведение итогов урока
Перейдите к следующему слайду. На экранах перед вами - два задания (два теста, или две задачи или два вопроса по пройденному материалу). Вы работаете в парах: один выполняет одно задание, другой - второе, затем проверяете друг друга. Выполнение задания должно быть зафиксировано в ваших тетрадях.
Тесты:
№1.
Как называется совокупность генов, полученных от родителей?А.кариотип Б.фенотип В.генотип Г.геном
Как называется первый закон Менделя?А.закон расщепления признаков в соотношении 3:1Б.закон единообразия первого поколенияВ.неполное доминирование при промежуточном наследовании признаковГ.промежуточное наследование при неполном доминировании
В каком году Г.Мендель выступил с докладом �Опыты над растительными гибридами�? А. в 1831 г. Б. в 1859 г.В. в 1865 г. Г. в1900 г.
Какая часть гомозиготных особей получается при скрещивании гетерозигот?А.одна втораяБ.одна третьяВ.одна четвертаяГ.три четвертых
№2.
Как называется совокупность внешних и внутренних признаков, полученных от родителей? А.кариотип Б.фенотипВ.генотип Г.геном
Как называется второй закон Менделя?А.закон расщепления признаков в соотношении 3:1Б.закон единообразия первого поколенияВ.неполное доминирование при промежуточном наследовании признаков Г.промежуточное наследование при неполном доминировании
В каком году К.Корренс (Германия), Э.Чермак (Австрия), Г.Де Фриз (Голландия) переоткрыли законы Менделя?А. в 1831 г.Б. в 1859 г.В. в 1865 г.Г. в1900 г.
Какая часть особей с доминантными признаками получается при скрещивании гетерозигот? А.одна вторая Б.одна третья
В.одна четвертаяГ.три четвертых
Задачи:
№1
Зерна пшеницы могут быть стекловидными (содержащими много белка) или мучнистыми (крахмалистыми), причем стекловидность - доминантный признак. Какие зерна окажутся у гибридов от скрещивания гомозиготных растений со стекловидными зернами с растениями, имеющими мучнистые зерна?
№2
Зерна пшеницы могут быть стекловидными (содержащими много белка) или мучнистыми (крахмалистыми), причем стекловидность - доминантный признак. Какие растения получатся во втором поколении?
Вопросы:
№1. Сформулируйте первый закон Менделя.
№2. Сформулируйте третий закон Менделя.
Выполнив и проверив задания, вы можете перейти к следующему слайду.
Вам нужно, вспомнив работы Менделя, сформулировать их суть. Для этого вы должны продолжить предложения, которые видите на экране. Запишите их в свою тетрадь.
Каждый признак данного организма контролируется…
Если организм содержит два различных аллеля для данного признака, то один из них - … - может проявляться, полностью подавляя проявление другого - …
При мейозе каждая пара аллелей разделяется (расщепляется), и каждая гамета получает по одному из каждой пары аллелей (принцип …)
При образовании мужских и женских гамет в каждую из них может попасть любая аллель из одной пары вместе с любым другим из другой пары (принцип …)
Каждый аллель передается из поколения в поколение как …
Каждый организм наследует по одному аллелю (для каждого признака) от каждой из …
Если вы закончили работу, можно перейти к следующему слайду. Ознакомьтесь с исторической справкой о работах Менделя:
Мендель опубликовал результаты своих исследований и свои гипотезы в 1866 г. в журнале �Труды Брюннского общества естествоиспытателей�, который рассылался в научные общества многих стран. Однако ученые не сумели оценить значение его открытий; возможно, это объяснялось тем, что в то время нельзя было связать данные Менделя с какими-то конкретными структурами в гаметах, с помощью которых наследственные факторы могли бы передаваться от родителей потомкам.
К концу 19 века в результате повышения оптических качеств микроскопов и совершенствования цитологических методов возможно стало наблюдать поведение хромосом в гаметах и зиготах. Еще в 1875 году Гертвиг обратил внимание на то, что при оплодотворении яиц морского ежа происходит слияние двух ядер - ядер спермия и ядра яйцеклетки. В 1902 году Бовери продемонстрировал важную роль ядра в регуляции развития признаков организма, а в 1882 году Флемминг описал поведение хромосом во время митоза.
В 1900 году законы Менделя были вторично открыты и должным образом оценены почти одновременно и независимо друг от друга тремя учеными - Г. Де Фризом, К. Корренсом и Э. Чермаком. Корренс сформулировал выводы Менделя в привычной нам форме двух законов и ввел термин �фактор�, тогда как Мендель для описания единицы наследственности пользовался термином �элемент�. Позднее американец Уильям Сэттон заметил удивительное сходство между поведением хромосом во время образования гамет и оплодотворения и передачей менделеевских наследственных факторов. В чем это сходство - вы сейчас рассмотрите, работая с таблицей �Соответствие между событиями, происходящими при мейозе и оплодотворении, и гипотезами Менделя�, которую вы найдет на следующем слайде.
Ваша задача - изучить таблицу и вписать необходимую, на ваш взгляд, информацию вместо знаков вопроса как в первой строке), чтобы таблица была логически завершенной.
Таблица
�Соответствие между событиями, происходящими при мейозе и оплодотворении, и гипотезами Менделя�
Мейоз и оплодотворение
Гипотезы Менделя
Диплоидные клетки содержат
пары гомологичных хромосом
Признаки контролируются
парами факторов
Гомологичные хромосомы ? во время мейоза
Парные факторы ? при образовании гамет
В каждую гамету попадает ? из гомологичных хромосом
Каждая гамета получает ? из пары факторов
С ядром яйцеклетки сливается только
? мужской гаметы
Факторы передаются из поколения в поколение как ?
При оплодотворении пары гомологичных хромосом восстанавливаются; каждая гамета (мужская или женская) вносит ?
Каждый организм наследует от каждой из родительских особей ?
Как вы думаете, к какому мнению могли прийти Сэттон и Бовери на основании изложенных выше данных?
Они высказали мнение, что хромосомы являются носителями менделеевских факторов, и сформулировали так называемую хромосомную теорию наследственности.
Перейдите к следующему слайду.Согласно этой теории, каждая пара факторов локализована в паре гомологичных хромосом, причем каждая хромосома несет по одному фактору. Поскольку число признаков у любого организма во много раз больше числа его хромосом, видимых в микроскоп, каждая хромосома должна содержать множество факторов.
В 1909 году Иогансен заменил термин фактор, означавший основную единицу наследственности, термином ген. Как вы думаете, как назвали альтернативные формы гена, определяющие его проявление в фенотипе? (аллели - конкретные формы, которыми может быть представлен ген). Как называется место, которое они занимают в гомологичных хромосомах? (локус).
Менделевский закон расщепления можно теперь объяснить расхождением гомологичных хромосом, происходящим в анафазе 1 мейоза и случайным распределением аллелей между гаметами.
Чтобы представить это более наглядно, предлагаю вам перейти к следующему слайду.
Вы видите схему, которая объясняет менделеевский закон расщепления факторов (аллелей) А и а расхождением гомологичных хромосом, происходящим в мейозе.
В анафазе 1 каждая гомологичная хромосома представлена парой хроматид, несущих аллели А и а. Гомологичные хромосомы расходятся, наступает профаза 1. Затем расходятся хроматиды, образуются гаплоидные клетки, в каждой из которых - по одному аллелю от исходной пары.
Перейдите, пожалуйста, к следующему слайду. Здесь в виде схемы представлено объяснение менделеевского закона независимого распределения факторов (аллелей) А, а, В, в независимым расхождением разных пар гомологичных хромосом в мейозе.
Как вы видите, схема не завершена. Показана профаза 1: две пары гомологичных хромосом, несущих аллели А, а, В, в. Во время метафазы 1 хромосомы могут выстроиться на экваториальной пластинке либо так, как показано в верхней части схемы, либо так, как внизу - в этом и состоит независимое распределение.
Как вы думаете, что произойдет в результате последующего деления ядер? (образуются гаметы четырех типов). Перенесите схему в тетрадь и закончите ее.
Теперь можно сказать, что менделевский принцип независимого распределения тоже объясняется особенностями передвижения хромосом во время мейоза (переход к следующему слайду). При образовании гамет распределение между ними аллелей, находящихся в данной паре гомологичных хромосом, происходит совершенно независимо от распределения аллелей из других пар (мы видели это на схемах). Именно случайное расположение пар гомологичных хромосом на экваторе веретена деления в метафазе 1 мейоза и их последующее разделение в анафазе 1 ведет к разнообразию сочетаний аллелей в гаметах.
Перейдите к следующему слайду и запишите вопросы, над которыми вы будете работать дома:
Как можно определить число возможных комбинаций аллелей в мужских или женских гаметах?
Каково возможное число различных комбинаций у человека?
Теперь предлагаю вам поработать с задачами, которые вы найдете на следующем слайде. Вам нужно решить одну из них на выбор. По желанию можно решить все задачи.
№1
Ген ранней спелости овса доминирует над геном, определяющим позднеспелость. В потомстве от скрещивания двух растений обнаружилось расщепление, близкое 1:1. Что можно сказать о генотипах исходных форм?
№2
У пшеницы ген карликовости доминирует над геном нормального роста. Каковы генотипы исходных форм, если в потомстве получилось расщепление по этому признаку в соотношении 3:1?
№3
У человека ген, вызывающий одну из форм цветовой слепоты (дальтонизм), локализован в Х-хромосоме. Состояние болезни вызывается рецессивным геном, состояние здоровья - доминантным. Девушка, имеющая нормальное зрение, отец которой страдал цветовой слепотой, выходит замуж за нормального мужчину, отец которого тоже обладал цветовой слепотой. Какое зрение можно ожидать у детей от этого брака?
Подведем итоги урока. Добились ли мы поставленных целей?
(Говорят ученики) Да, мы вспомнили о работах Г.Менделя;
выдвигали гипотезы, объясняющие законы Менделя и искали соответствия между этими гипотезами и событиями, происходящими при мейозе и оплодотворении;
мы решали задачи и все это делали с помощью компьютера.
Рабочая тетрадь ученика.
Число.
Тема:
Гипотезы Менделя и хромосомная теория наследственности.
Тест №1
1в
2б
3в
4а
Тест №2
1б
2а
3г
4г
Задача №1
Дано:
А-стекловидное зерно пшеницыР: Аа х аа
А - мучнистое зерно пшеницыG: А ; а
F1 = ?F1: Аа
Ответ: Все особи гетерозиготны и имеют стекловидное зерно пшеницы (это 1 закон Менделя).
Задача №2
Дано:
А-стекловидное зерно пшеницыР: Аа х Аа
А - мучнистое зерно пшеницыG: А,а ; А,а
F2 = ?F2: АА; 2Аа; аа
Ответ: Расщепление по генотипу 1:2:1, по фенотипу 3:1 (3 - с доминантным признаком - стекловидное зерно, 1 - мучнистое зерно). Это 2 закон Менделя.
Вопрос №1
1 закон Менделя (закон единообразия гибридов первого поколения, закон доминирования):
при скрещивании двух организмов, относящихся к разным чистым линиям (двух гомозиготных организмов), отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных признаков, все первое поколение гибридов окажется единообразным и будет нести признак одного из родителей.
Вопрос №2.
3 закон Менделя (закон независимого комбинирования генов):
при скрещивании двух гетерозиготных особей, отличающихся друг от друга по двум (и более) парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга в соотношении 3:1 и комбинируются во всех возможных сочетаниях.
Суть гипотез Менделя:
Каждый признак данного организма контролируется парой аллелей.
Если организм содержит два различных аллеля для данного признака, то один из них - доминантный - может проявляться, полностью подавляя проявление другого - рецессивного.
При мейозе каждая пара аллелей разделяется (расщепляется), и каждая гамета получает по одному из каждой пары аллелей (принцип расщепления).
При образовании мужских и женских гамет в каждую из них может попасть любая аллель из одной пары вместе с любым другим из другой пары (принцип независимого распределения).
Каждый аллель передается из поколения в поколение как дискретная неизменяющаяся единица.
Каждый организм наследует по одному аллелю (для каждого признака) от каждой из родительских особей.
Соответствие между событиями, происходящими при мейозе и оплодотворении, и гипотезами Менделя
Мейоз и оплодотворение
Гипотезы Менделя
Диплоидные клетки содержат
пары гомологичных хромосом
Признаки контролируются
парами факторов
Гомологичные хромосомы расходятся во время мейоза
Парные факторы разделяются при образовании гамет
В каждую гамету попадает одна из гомологичных хромосом
Каждая гамета получает один из пары факторов
С ядром яйцеклетки сливается только
ядро мужской гаметы
Факторы передаются из поколения в поколение как дискретные единицы
При оплодотворении пары гомологичных хромосом восстанавливаются; каждая гамета (мужская или женская) вносит одну из гомологичных хромосом
Каждый организм наследует от каждой из родительских особей по одному фактору
Схема.
Объяснение менделевского закона независимого распределения факторов (аллелей) А, а, В, в независимым расхождением разных пар гомологичных хромосом в мейозе.
Д/з:
Как можно определить число возможных комбинаций аллелей в мужских или женских гаметах? Каково возможное число различных комбинаций у человека?
Задача №1.
Дано:
А- раннеспелость овсаР: Аа х аа
А - позднеспелость овсаG: А,а ; а
Р - ?F1: Аа; Аа
1:1
Ответ: Т.к. формула расщепления 1:1характеризует вариант моногибридного скрещивания, то генотипы исходных форм должны быть: Аа (гетерозиготный) и аа (гомозиготный по рецессиву).
Задача №2.
А- карликовостьР: Аа х Аа
А - нормальный ростG: А,а ; А,а
Р - ?F1: АА; 2Аа; аа
3:1
Ответ: Т.к. расщепление3:1, а эта формула характеризует расщепление по фенотипу при моногибридном скрещивании (2 закон Менделя), следовательно генотипы исходных форм гетерозиготны.
Задача №3.
ХД - нормаР: ХД Хд х ХДУ
Хд - дальтонизмG: ХД; Хд; ХД; У
F1 - ?F1: ХД ХД, ХДУ, ХдУ, ХД Хд
1:1
Ответ: Девочки будут с нормальным зрением, но одна из них носительница дальтонизма. Мальчики - 50% - норма по зрению, 50% - дальтоники.
Литература:
Интернет
�Я иду на урок биологии�. Книга для учителя. М.: �Первое сентября�, 2001 г.
С.В. Кульневич, Т.П. Лакоценина. Совсем необычный урок. Практическое пособие. Воронеж: �Учитель�, 2001 г.
Т.П. Лакоценина, Е.Е. Алимова, Л.М. Оганезова. Современный урок. Ростов-на-Дону: �Учитель�, 2007 г.
?
?
?
?