Тема: "Взаимодействие генов"

Урок№11

Тема: "Взаимодействие генов". 9-й класс

Цель урока:

·         познакомить учащихся с примерами взаимодействия генов, как наследование признаков тех генов, которые находятся в одной хромосоме;

·         сформировать такие понятия: кодоминирование, полимерия, плейотропность, эпистаз, комплементарное взаимодействие и полимерное.

Задачи урока:

Образовательные:

·         сформировать понятие о хромосомах как о целостных и сложных структурах;

·         научить самостоятельно делать выводы по предложенным генетическим схемам;

·         решить проблему поставленную на уроке: влияют ли гены друг на друга.

·         сформировать понятие о хромосомах как о целостных и сложных структурах;

·         научить самостоятельно делать выводы по предложенным генетическим схемам;

сформировать знания о типах взаимодействия генов и их множественном действии;

Развивающие: продолжить работу по формированию навыков по решению задач по генетике; по развитию логического мышления, умений сравнивать, анализировать и обобщать, выявлять причинно-следственные связи, владение монологической речью;

развитие познавательного интереса к предмету.

Воспитательные: воспитание материалистического мировоззрения, биологической культуры учащихся.

ХОД УРОКА

1.    Организация начала урока.

2.    Проверка домашнего задания (тест, слайд №1)

3.    Подготовка к восприятию (актуализация знаний и практических 
умений)

Все наследование по законам Г.Менделя и Т. Моргана объединяет что-то общее. Что это? Эти гены какие? Где расположены?

Предполагаемый ответ: Эти гены аллельные. Они располагаются в разных хромосомах.

Как будут называться гены, расположенные в 1 хромосоме и отвечающие за разные признаки?

Предполагаемый ответ: Это неаллельные гены.

4.    Изучение нового материала, постановка проблемы

А. Постановка проблемы

– Как вы думаете, влияют ли гены друг на друга находясь в одной хромосоме или в разных хромосомах, т.е. аллельные и неаллельные гены? Давайте попробуем выяснить это используя данные генетики и вы увидите, что признаки наследуются не только по законам вами изученным, но и вопреки им. Попробуем решить проблему как гены влияют друг на друга.

Б. Тема и цель урока, девиз урока.

В. История изучения взаимодействия генов

Основные закономерности наследования впервые были разработаны Грегором Менделем. Наибольший вклад в развитие теории о взаимодействии генов и понимание генотипа как целостной системы внес Уильям Бейтсон. Уильям Бейтсон - английский биолог, морфолог и генетик, член лондонского Королевского общества. Родился 8 августа 1861 г. Окончил в 1892 г. Кембриджский университет. С 1892 по 1910 гг. работал там же. С 1910 по 1926 гг. - директор института в Мертоне. 
Основные научные работы посвящены изучению генетических основ наследования. Пропагандист менделевских принципов наследования, противник теории наследования приобретенных признаков, сторонник учения о чистоте и прерывности характера изменчивости. Выдвинул в 1905 г. опровергнутую впоследствии теорию "присутствия-отсутствия", которая объясняет возникновение новых признаков выпадением тормозящих факторов. Ввел в 1907 г. термин "генетика". Им же были введены термины "гомозигота" и "гетерозигота". Являлся основателем с 1910 г. и пожизненным редактором журнала "Journal of Genetics". В 1905-1908 гг. провел ряд экспериментов, указывающих на то, что один ген влияет не только на один признак и что развитие любого признака в организме особи есть результат взаимодействия генов внутри генотипа.

Анализируя результаты своих экспериментов, Бейтсон пришел к выводу, что любой признак каждого организма определяется несколькими генами и развивается в результате взаимодействия генов. Открытие этого явления имело важнейшее значение для всего последующего развития генетики и послужило основой формирования современной теории, рассматривающей генотип как целостную систему. 

Д. Взаимодействие аллельных генов

1. Полное доминированиеПри доминировании доминантный ген полностью подавляет проявление рецессивного гена. Например, при скрещивании растений гороха с желтыми АА и зелеными аа образуются только желтые семена в первом поколении, во втором происходит расщепление в соотношении 3 желтые на 1 зеленый. 

2. Неполное доминирование: При этом типе взаимодействия генов доминирование носит промежуточный характер. Например, при скрещивании красноцветковых растений (ВВ) белоцветковых и (вв) львиного зева в первом поколении у гибридов ( Вв) розовая окраска. Во втором происходит расщепление; 1 красноцветковые к 2 розовоцветковым и к 1 белоцветковому. 
Неполное доминирование объясняется тем, что один ген из аллельной пары не обеспечивает достаточного для нормального проявления его признака белкового продукта. При этой форме взаимодействия генов все гомозиготы и гетерозиготы сильно отличаются друг от друга по фенотипу. 
3. Кодоминирование за один признак отвечают 3 гена – О, А, В причем А и В гены доминантные, а ген О рецессивный.

Вывод: Ген А и ген В дополняют друг друга.
Доминантный ген А обеспечивает наследование II группы крови, доминантный ген В обеспечивает наследование III группы крови, а вместе дают IV группу крови.

Е. Взаимодействие неаллельных генов

Но все равно эти гены аллельные, т.е. располагаются в разных хромосомах. 
Попробуем решить проблему обратную – гены расположены рядом друг с другом в одной хромосоме. С одним из них познакомлю вас я, а остальные вы определите сами, внимательно изучая схемы и рисунки.

1.    Комплементарное взаимодействие очень похоже на предыдущее, но...

Вывод (делают уч-ся): два доминантных гена дополняют друг друга, но каждый отдельно обеспечить не могут красную окраску.

2.    Эпистаз

W – белые плоды      Р WWYY x wwyy 
W – окрашенные плоды      белые  зеленые 
Y – желтые плоды     WwYy 
У – зеленые плоды   белые

При скрещивании тыкв с белыми плодами (WWYY) и зелеными (wwyy) все поколение гибридов будут иметь белые плоды (WwYy), но не желтые, как можно предположить.

– Что происходит с двумя доминантными генами?

Вывод (делают ученики): один доминантный ген подавляет действие другого доминантного гена. Вывод записали в опорную таблицу: название и пример.

– Такое взаимодействие называется ЭПИСТАЗ или ингибирование.

3.    Полимерное действие:

Вывод: чем больше доминантных генов, тем темнее цвет кожи человека. Цвет кожи человека определяется четырьмя генами расположенных вообще в четырех разных хромосомах. Эти гены отвечают за синтез темного пигмента в коже меланина. У европейцев чаще всего наблюдается набор генов alala2a2a3a3a4a4, а у самых темных африканцев А1А1А2А2АЗАЗА4А4

4.    Плейотропность:

Вывод (делают уч-ся): один ген обеспечивает проявление сразу нескольких признаков. Не забыли записать тип взаимодействия и пример?

Плейотропность – множественное действие гена... схема наследования синдрома Марфана.

Вывод: зависимость нескольких признаков от одного гена или множественное действие гена. Последний тип взаимодействия записали и самый яркий, но печальный пример синдром Марфана. Признаки: очень длинные и тонкие («паучьи») пальцы, вывих хрусталика глаза, пороки клапанов сердца, нарушения деятельности сосудов. Объясняется это тем, что ген контролирует развитие соединительной ткани, и его мутация отрицательно сказывается на работе сразу многих систем организма человека.

Кстати этим синдромом страдал великий итальянский скрипач Н.Паганини, эти заболевания и послужили ранней смерти его около 30 лет.

Ж. Вывод из урока

Таким образом, организм это сложная, скоординированная система, в которой все процессы взаимосвязаны. Связь определяется взаимодействием генов между собой, расположением генов в хромосомах, в каком виде они наследуются (доминантные или рецессивные) в каком месте произошел перекрест. Далеко не все ещё изучено в этом плане в генетике, но то, что ГЕНОТИП КАЖДОЙ ОСОБИ ПРЕДСТАВЛЯЕТ СОБОЙ  ЕДИНУЮ ЦЕЛОСТНУЮ СИСТЕМУ. Проявление признака и само действие гена всегда зависят от других генов - от всего генотипа, т.е. генотипической среды. 

Однако степень выраженности признака зависит от внешней среды. Значит:

Все признаки организма (фенотип) развиваются в процессе взаимодействия генотипа и среды. 

V. Закрепление

– Предлагаю выполнить несколько тестов, используя опорную схему-таблицу. Проверим их сразу друг у друга (ответы высветятся на экране).

ТЕСТЫ 

1.Гены расположенные в одной хромосоме, наследуются совместно. Это закон:

А) закон единообразия Г.Менделя Б) закон сцепленного наследования Т.Моргана В) закон расщепления Г.Менделя Г) закон независимого наследования признаков

2. Если за один признак отвечают не два, а три или несколько генов, то это:

А) плейотропность Б) доминирование

В) кодоминирование Г) неполное доминирование

3. Если при наследовании признаков один доминантный ген дополняет

проявление другого доминантного гена, то это:

А) кодоминирование Б) комплементарное воздействие генов

В) эпистаз В) доминирование

4. Эпистаз -это взаимодействие генов, которое выражается:

А) в подавлении одного доминантного гена другим

Б) в дополнении одного доминантного гена другим

В) в том, что за один признак отвечают несколько генов

Г) в неполном доминировании

5. Пример полимерного действия генов:

А) наследование цвета гороха Б) наследование пола

В) наследование цвета кожи человека Г) наследование цвета глаз человека

Ответы: 1Б,2В,3Б,4А,5В.

VI. Подведение итогов урока. Рефлексия

– Итак, цель урока узнать о взаимодействии генов, о типах взаимодействия, о том, что генотип сложная и скоординированная система достигнута? И вы сами, самостоятельно решили проблему: по генетическим схемам определили типы взаимодействий генов.

VII. Домашнее задание: $ 22