Конспект урока и презентация по теме "Наследование, сцепленное с полом", 10 класс

МОУ Заворовская средняя общеобразовательная школа ТЕМА УРОКА: ГЕНЕТИКА ПОЛА. НАСЛЕДОВАНИЕ ПРИЗНАКОВ, СЦЕПЛЕННЫХ  С ПОЛОМ 10 класс Учитель биологии  Нестерова Лариса Анатольевна Высшая квалификационная категория С. Заворово 2017 г. ТЕМА УРОКА: ГЕНЕТИКА ПОЛА. НАСЛЕДОВАНИЕ ПРИЗНАКОВ, СЦЕПЛЕННЫХ С ПОЛОМ актуализировать ранее полученные знания; систематизация теоретических знаний по теме “Взаимодействие неаллельных изучить хромосомный механизм определения пола; знать особенности наследования признаков, связанных с полом; рассмотреть некоторые патологические признаки заболеваний, гены которых Тип урока – изучение нового материала Цель:  изучить особенности генетического определения пола у различных групп организмов, наследование некоторых признаков, сцепленных с полом. Задачи: образовательные:  • • генов”;  • • • локализованы в половых хромосомах; развивающие:  • генетических задач; • • • дополнительную             литературу и информационные технологии;  воспитательные:  • здоровья и здоровья              других людей; • Межпредметные связи:  • человека, ботаника, зоология, история, математика; продолжить   формирование   умений   и  навыков,   необходимых   для   решения выработка умений самостоятельного составления блок­схемы;  способствовать пониманию необходимости знания истории своей семьи; развивать   умение   анализировать,   сравнивать   и   обобщать,   используя повысить   восприимчивость   учащихся   к   вопросам   сохранения   своего формирование коммуникативной компетенции. обеспечивающие учебные дисциплины: информатика, анатомия и физиология обеспечиваемые   дисциплины:   различные   сельскохозяйственные   науки, • медицина, селекция. Ключевые слова: карта хромосом, кариотип, половые хромосомы, гомологичные хромосомы,   гетерогаметный   пол,   аутосомы,   гетерохромосомы,   дальтонизм, гемофилия, геном, сцепленное с полом наследование. Программное обеспечение:  • • Используемая литература: основная:  Microsoft Office Word, Microsoft Office Power Point,  Технические средства обучения: мультимедийный проектор,  1. 2. Биология 9 класс Сухорукова Л.Н., Кучменко В.С.– М. “ Просвещение”,2014г. дополнительная для учащихся: 3. 4. Докинз Р. Эгоистичный ген: Пер. с анг.­М:Мир,1993г. Медников   Б.М.   Биология:формы   и   уровни   жизни:   Пособие   для учащихся.­               М:Просвещение,1994г; 5. 6. Трибис Е. Законы живой природы.­ М.:РИПОЛ КЛАССИК, 2002г; Тарасенко   Н.Д.,   Лушанова   Г.И.   Что   вы   знаете   о   своей наследственности?­                 Новосибирск:Наука., 1991г; для учителя:  1. 2. Галеева Н.Л.Современный кабинет биологии: Работа учителя на основе диагностики  личностно­ориентированного   образовательного   процесса.­М.:5   за знания, 2005г; Маркина В.В. Общая биология: учебное пособие .­ М.:Дрофа, 20078г. интернет­источники:  1. http://surya­shanti.com/mozart.php?q=john­conrad­otto­ hemophilia&page=3 http://lidijavk.ucoz.ru http://festival.1september.ru/articles/537540/ http://www.uchportal.ru/load/74­1­0­32030 http://ru.wikipedia.org/wiki/  http://bio.1september.ru/article.php?ID=200103202  2. 3. 4. 5. 6. 7.           http://www.refotext.com/images/referats/10329/image001.jpg Нормативно­техническая документация:  1. Стандарт среднего (полного) общего образования по биологии; Программа   по   биологии   среднего   (полного)   общего   образования   линия 2. Сухоруковой Л.Н. и др. 3. Техника безопасности в кабинете биологии. 1. ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ МОМЕНТ 2. АКТУАЛИЗАЦИЯ ЗНАНИЙ ХОД УРОКА  Какую тему мы с вами изучаем уже 5­й урок?  Что называют генетикой?  Кто является основоположником генетики?  С какими тремя законами Г. Менделя мы познакомились? Самостоятельная   работа   –   Дайте   определения   следующим   понятиям, напишите названия символов (слайд № 2) 1 вариант наследственность генотип доминантный фенотип АА P х 2 вариант изменчивость фенотип рецессивный генотип Аа G F ­ Сегодня на уроке мы продолжим знакомство с генетикой. “Генетика – наука,  объясняющая, почему ты похож на своего отца, если похож, и почему не похож  на него, если так получилось”. Станислав Ежи Лец (слайд № 3) ­ В этом шуточном определении известного польского писателя – юмориста  есть и вполне серьезная мысль: генетика – наука о наследственности. Это наука сравнительно молодая, в этом году ей исполняется всего 117 лет, но  можно смело утверждать, что она произвела революцию в биологии и стала  основой всех биологических наук. От Менделевской и Моргановской генетики  человечество пришло к геномике (это новое направление генетики, наука о  геномах, включающая изучение их структуры, функционирования и эволюции  на молекулярном, хромосомном, биохимическом, физиологическом уровнях)  (слайд № 4) 3. МОТИВАЦИЯ,   ЦЕЛЕПОЛАГАНИЕ   И   ИЗУЧЕНИЕ   НОВОГО МАТЕРИАЛА Сегодня мы будем изучать одну из интереснейших тем генетики – генетику человека. Мендель,  не зная о хромосомах, говорил, что наследственные задатки не   смешиваются,  что   наследственные   признаки   наследуются   как  обособленные элементарные единицы. А сегодня в XXI веке создана программа по изучению генома человека.   В 2000 году был выпущен рабочий черновик структуры генома,   полный геном ­ в 2003 году,    однако и сегодня дополнительный анализ некоторых участков ещё не закончен.  Мы   сегодня   познакомимся   с   полом   у   животных,   хромосомами   и наследственными болезнями, которые возникают и передаются через хромосомы по наследству. Итак,   тема   нашего   урока:  «Генетика   пола.   Наследование   признаков, сцепленных с полом» (слайд № 5) (запись в тетради)  Пол   у   животных   чаще   всего   определяется   в   момент   оплодотворения. Важнейшая роль в этом принадлежит хромосомному набору зиготы. Вспомним, что в зиготе содержатся парные – гомологичные – хромосомы, одинаковые по форме, размерам и набору генов в каждой. На  рисунке  (слайд 6)  изображены кариотип человека – мужчины и женщины. Кариотип – это набор хромосом в соматической клетке.  Задание: Чем отличаются и в чем сходство кариотипов на рисунке? Все хромосомы можно определить, как Х. (Похожи на букву "икс" – Х) В женском кариотипе все хромосомы парные, в мужском – имеется одна крупная, непарная, встречающаяся только в кариотипе мужчин.  Выводы: мужчины отличаются набором 23­й хромосомы (Х У) 23­я женская ХХ гомологичные хромосомы.  (слайд 7) Первые   22   хромосомы   являются   одинаковыми   у   обоих   полов   и   называются аутосомы.  Половые хромосомы – 23­я пара, гетерохромосомы (разные, гетеро от слова разный).  Знаете ли вы, чем отличается пол  ♀ ♂  и  ? (Слайд 8) Я   слышала   такой   анекдотичный   случай.   В   одной   деревне   муж   из   одной многодетной семьи отказался ехать за женой в роддом, обвинив ее в том, что она в очередной раз родила дочь, а он хотел сына! Ребята, а вы знаете, кто же виноват? Грамотным был этот муж? Он не знал биологию! Давайте   на   схеме   разберемся,   кто   может   родиться   у   супружеской   пары. Почему вероятность рождения мальчиков и девочек 1:1? Решение задачи (слайд 9) Записываем латинской буквой P­родители, женщину обозначаем знаком – ♀ и пишем ХХ по половой хромосоме, а мужчину –  – ХУ так как различаются половые хромосомы. Они образуют разные гаметы (гаметы обозначаем латинской буквой у   людей,   потому   что   у   мужчин   образуются   два   вида гетерогаметность. сперматозоидов Х и У сперматозоиды  Женские   ХХ   хромосомы   образуют   одинаковые   гаметы   ­   это  женская гомогаметность Х и Х яйцеклетки   Мы   называем  мужскую  ♂  G). гетерогаметность  Половое   размножение   предполагает   оплодотворение   ­   сперматозоиды проникают   в   яйцеклетки,   и   образуется   зигота,   из   которой   вырастает   новый организм.   Вероятность,   какой   сперматозоид   в   какую   яйцеклетку   попадет,   и прописываем в решении. Какова   вероятность   рождения   мальчика   или   девочки   из   всего потомства? (если всё потомство взять за 100%)   (50% мальчиков и 50% девочек).  Как это можно записать?  Ответ  Вероятность рождения мальчика 50%, а вероятность рождения девочки тоже 50%. Можно 1:1 или 50:50, ½ девочки  ½ мальчики. Итак, от кого зависит пол будущего ребёнка?  Пол будущего ребенка зависит от отца, потому что он гетерогаметный. Раскройте плутовство За последние 20 лет эту процедуру в России прошли 12 тысяч спортсменов и сняты   с   соревнований   16   человек.   В   спортивных   состязаниях   отдельные мужчины пытаются выиграть у женщин, перевоплощаясь в женское обличье. Предположите   способ   определения   пола,   который   бы   исключал   любые ошибки. (Хромосомный   анализ   соскоба   клеток   из   ротовой   полости   позволяет   с точностью определить наличие Y­хромосомы) (слайд 10) Детерминация развития пола (слайд 11) 1. У человека, большинства  позвоночных, дрозофил, многих насекомых и двудомных растений гомогаметным является женский пол (XX), а гетерогаметным — мужской пол. 2. У птиц гомогаметным является мужской пол (XX), а гетерогаметным — женский пол (ХУ). Половые хромосомы у этих видов иногда обозначают буквами W и Z, при этом самцы обозначаются символами ZZ, а самки WZ. 3. У прямокрылых (кузнечиков) гомогаметным является женский пол (XX), а моногаметным — мужской пол (ХО). (слайд 12)  У некоторых животных определение пола зависит от внешних условий.   Например,   у   морского   червя   бонелии,   особи,   которые   в   личиночной стадии   остаются   свободно   плавающими,   становятся   самками,   а   личинки, прикрепившиеся   к   телу   взрослой   самки,   превращаются   в   самцов   в   результате мускулинизирующего действия гормона, выделяемого самкой.  (слайд   13)  Признаки,   наследуемые   с   половыми   хромосомами   X   и   У, получили название сцепленных с полом. (слайд   14)  Y­хромосому   часто   называют   генетически   инертной   или генетически   пустой,   так   как   в   ней   очень   мало   генов.   Известны   аномалии, сцепленные   с   Y­хромосомой,   которые   от   отца   передаются   всем   сыновьям (чешуйчатость   кожи,   перепончатые   пальцы,   сильное   оволосение   на   ушах).   У   ­ хромосома передается от отца всем его сыновьям, и только им. Следовательно, для   генов,  содержащихся   только   в  У  ­  хромосоме,  характерно   голандрическое наследование, т. е. они передаются только от отца к сыну и проявляются у самцов. Х­хромосома  несет   много   различных   признаков.   Описано   более   370 болезней, сцепленных с ней. В женском организме (XX) каждый признак по генам, будет являться либо гомо­, либо гетерозиготным. Поскольку у особей мужского пола одна Х­хромосома, то все локализованные в ней гены, даже рецессивные, сразу же проявляются в фенотипе. У человека некоторые патологические состояния наследуются сцеплено с полом. К ним относится, например, гемофилия (повышенная кровоточивость), дальтонизм   (аномалия   зрения,   при   которой   человек   недостаточно   различает красный и зеленый цвета).  (слайд 15)  Гемофилия  — сцепленное с полом рецессивное заболевание, при   котором   нарушается   образование   фактора   VIII,   ускоряющего   свертывание крови.  Ген находится в Х­хромосоме. Кровоточивость при гемофилии проявляется с   раннего   детства.   Даже   лёгкие   ушибы   вызывают   обширные   кровоизлияния   ­ подкожные,   внутримышечные.   Порезы,   удаление   зуба   и   др.   сопровождаются опасными для жизни кровотечениями, могут вызвать смерть. Эта патологическая мутация в гене F8C была в генотипе наследника царского престола русского царя Алексея.  Молекулярный   дефект   в   Х­   хромосоме   способен   самым   жестоким образом распоряжаться жизнью многих поколений его потомков. Гемофилия А поражает почти исключительно людей мужского пола. В среднем, один из 10 000 мальчиков   рождается   с   этой   патологией,   и   только   в   70%   случаев   в   его родословной можно найти указания на наследственную передачу мутантного гена. Это значит, что для каждой третьей семьи, в которой случилось такое несчастье, последнее является полной неожиданностью. (слайд   16)  Рассмотрим   родословную   потомков   английской   королевы Виктории. Предполагают, что ген гемофилии возник в результате мутации у самой королевы Виктории или у одного из ее родителей (слайд 17) Дальтонизм, частичная цветовая слепота, один из видов нарушения цветового   зрения.   Это   заболевание   впервые   описано   в   1794г.   Дальтонизм встречается у 8% мужчин и у 0,5% женщин. (Слайд 18) Определение дальтонизма. Решение задачи на гемофилию и дальтонизм Женщина   носительница   гена   гемофилии   выходит   замуж   за   здорового мужчину. Какова вероятность рождения больных детей в этой семье? Ген несвёртываемости наследуется как сцепленный с Х хромосомой рецессивный признак. Болеют только мужчины, а женщины носительницы. Ответ  на  вопрос  задачи:  50%  мальчиков  больны гемофилией,  и 50%  девочек носители гена гемофилии. Почему женщины не болеют гемофилией?  Х­хромосома человека содержит доминантный ген Н­норма, а если женщина имеет   такую   же   гомологичную   Х­хромосому   с   геном   һ­   гемофилии, несвёртываемость   крови.   Она   гетерозиготная   и   рецессивный   ген   не   может проявиться. У человека, рецессивно гомозиготного по этому признаку, развивается тяжелое заболевание гемофилия, при котором кровь не сворачивается и человек может погибнуть от кровопотери при малейшем повреждении сосудов. Так как в клетках женщин две Х­хромосомы, то наличие в одной из них гена h   не   влечет   за   собой   заболевания,   так   как   во   второй   из   них   присутствует доминантный ген Н, в клетках мужчин есть только одна Х­хромосома. Если в ней присутствует ген h, то у мужчины разовьется гемофилия, так как Y­хромосома не гомологичная Х­хромосоме и в ней нет гена Н подавляющего проявление гена. 4. ПЕРВИЧНОЕ ЗАКРЕПЛЕНИЕ ЗНАНИЙ   (Слайды 19 – 25) Интерактивный тест   РЕШЕНИЕ   ЗАДАЧ   НА   ТЕМУ:   «СЦЕПЛЕННОЕ   С   ПОЛОМ НАСЛЕДОВАНИЕ» 4. ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ, РЕФЛЕКСИЯ Молодцы ребята, Вы сегодня хорошо поработали. За активную работу в классе получают 5…..4…..  Что вы узнали интересного? Что Вам понравилось на уроке? Что явилось сложным в понимании. 5. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ Выучить определение терминов. Решить задачу (на выбор 1 задачу 1­го уровня сложности, 1 задачу – второго  уровня сложности, кто желает дополнительную оценку, то решить задачу 3 и  попробовать 4 уровней сложности) Задачи для домашнего решения Задача 1 (1­й уровень сложности) 1. Женщина носительница гена гемофилии выходит замуж за здорового  мужчину. Какова вероятность рождения больных детей в этой семье? Ген  несвёртываемости наследуется как сцепленный с Х хромосомой рецессивный признак. Болеют только мужчины, а женщины носительницы. 2. У человека ген цветовой слепоты ­ дальтонизма ­  рецессивен и находится в  Х­хромосоме (Хd), доминантный аллель этого гена обусловливает  нормальное цветовосприятие (ХD), Y­хромосома этого гена не имеет. Какова вероятность рождения детей с нормальным цветовым зрением в семье,  где мать дальтоник, а отец нормально различает цвета? Если будут дети  дальтониками, то кто – сыновья или дочери? Приведите решение задачи. 3. Гипоплазия эмали (истончение эмали) наследуется как сцепленный с Х­ хромосомой доминантный признак. В семье, где оба родителя страдали этой  аномалией, родился сын с нормальными зубами. Каким будет второй сын? Задача2 (2­й уровень сложности) Кошки:  ХВ  ­ рыжий  цвет шерсти, Хb   ­ черный,   Y – не содержит гена окраски,  ХВ  Хb  ­ черепаховая окраска. Гетерогаметны самцы (ХY) У черной кошки родился трехцветный котенок. Каков его пол? Какую окраску  имел отец этого котенка? Какие еще котята могли родиться у этой пары?  Определите генотипы и фенотипы родителей и потомства. Задача 3 (3­й уровень сложности) 1. У кур ген полосатости оперения находится в Х­хромосоме и доминантен  (ХВ), рецессивный аллель обусловливает черную окраску (Хb), Y­хромосома  такого гена не имеет. Какого петуха и какую курицу надо скрестить, чтобы  все курочки в потомстве были черными, а петушки – полосатыми? У кур  самки гетерогаметны (ХY) 2. У человека псевдогипертрофическая мускульная дистрофия заканчивается  смертью в 10–20 лет. В некоторых семьях эта болезнь зависит от  рецессивного сцепленного с полого гена. Болезнь зарегистрирована только у  мальчиков. Если больные мальчики умирают до деторождения, то почему  это заболевание не исчезает из популяции? 3. Гипертрихоз (вырастание волос на краю ушной раковины) наследуется как  признак, сцепленный с У­хромосомой. Какова вероятность рождения детей и внуков с этим признаком в семье, где отец и дедушка обладали  гипертрихозом? Задача 4 (4­й уровень сложности) У человека ген пигментации кожи находится в аутосоме и не сцеплен с полом, а ген свертываемости крови находится в Х­хромосоме и сцеплен с полом: А – нормальная пигментация кожи а – отсутствие пигмента (альбинос) ХН – нормальная свертываемость крови Хh – гемофилия Y – не содержит гена У нормальных по обоим признакам супругов родился сын – альбинос,  страдающий гемофилией. Какова вероятность рождения в этой семье детей­ альбиносов со скрытым геном гемофилии? Каков их пол?