Закономерности наследственности. Первый и второй законы Менделя

Урок№8

Закономерности наследственности. Первый и второй законы Менделя

Цели урока: Образовательные: сформировать представления о моногибридном скрещивании, первом  втором и третьем законах Г. Менделя; закрепить знания терминов и символики, применяемых в генетике; способствовать формированию умений учащихся находить причинно-следственные связи между генотипом и фенотипом, продолжить формирование биологической картины мира.

Развивающие: Развивать у учащихся умения выделять главное, сравнивать, сопоставлять.

Воспитательные: Способствовать развитию интереса к генетике как науке; Воспитывать толерантное отношение к людям разных рас.

Тип урока: Урок усвоения новых знаний

Ход урока

1. Орг. момент.

2. Актуализация опорных знаний (опрос ДЗ)

Фронтальный опрос

3. Изучение нового материала.

Долгое время существовало представление, что при скрещивании наследуются признаки. При этом у потомства они могут смешиваться, разбавляться. Мендель доказал, что происходит наследование материальных частиц, ответственных за проявление тех или иных признаков.

Идея дискретной наследственности. Общее свойство организмов сохранять и передавать особенности строения и функций от предков потомству называют наследственностью. Наследственность реализуется в процессе наследования – передачи генетической информации от одного поколения организмов к другому. Важный шаг в познании закономерностей наследственности сделал выдающийся австрийский исследователь Грегор Мендель. Ведущей в учении Менделя была идея дискретной наследственности, согласно которой развитие признаков определяется отдельными материальными единицами. Мендель назвал их факторами наследственности (теперь их называют генами).

Гибридологический метод. Руководствуясь идеей дискретной наследственности, Мендель разработал гибридологический метод исследования. Суть его заключается в гибридизации (скрещивании) организмов. Потомство от скрещивания двух особей, обладающих различными наследственными признаками, называют гибридами. В качестве основного объекта исследования Мендель выбрал сорта гороха посевного.

Сорта гороха характеризуются противоположным проявлением определенных признаков:

·         Высота стебля

·         Окраска и особенности поверхности семян.

Цветок гороха приспособлен к самоопылению, что важно для чистоты эксперимента. Растения гороха, отобранные для скрещиваний, воспроизводили одни и те же наследственные признаки, представляли собой так называемые чистые линии.

Первый закон Менделя. Опыты по скрещиванию Мендель начал с родительских форм гороха, отличающихся одним признаком. Такое скрещивание называют моногибридным. Он брал гомозиготный горох по генотипу. Ген желтого цвета — доминантный поэтому А, зеленого цвета рецессивный — а. Цвет это признак. Итак, в 1 поколении все горошины получились желтого цвета, потому что желтый цвет (доминантный) подавляет зеленый (рецессивный признак). Это закон единообразия гибридов 1 поколения. Он гласит: «При скрещивании двух особей с противоположными признаками в первом поколении все гибриды одинаковы и похожи на одного из родителей».

Второй закон Менделя. Семена гибридов первого поколения использовались Менделем для получения второго гибридного поколения. Снова посадив горошины, он таким же образом начал скрещивать между собой растения, которые из них вырастил. Дождавшись созревания семян, он подсчитывал соотношение зеленых и желтых горошин. Получалось: сколько бы горошин ни завязалось на растениях, всегда ¼ часть горошин были зелеными, а ¾ - желтыми.

Явление, при котором часть гибридов второго поколения несет доминантный признак, а часть — рецессивный, называют расщеплением. Причем наблюдающееся у гибридов расщепление не случайное, а подчиняется определенным количественным закономерностям. Таким образом, на основе скрещивания гибридов первого поколения и анализа второго был сформулирован второй закон Менделя: при скрещивании гибридов первого поколения в потомстве происходит расщепление признаков в определенном числовом соотношении – 1:2:1 по генотипу и 3:1 по фенотипу.

Результат опытов позволил Менделю сделать сенсационный для его времени вывод: признак, исчезающий у гибридов первого поколения, на самом деле не теряется, а только на некоторое время подавляется и проявляется во втором гибридном поколении.

Теперь познакомимся с символикой, с помощью которой изображают скрещивание гибридов:

Р — родители ( от латинского «парента» — родители)

♀ — «зеркало Венеры» — женская особь,

♂ — «Щит и копье Марса» — мужская особь

Х — скрещивание.

F — от лат гибридное потомство, если подписан индекс 1,2, и т.д., цифры соответствуют порядковому номеру поколений (F1).

Сегодня на уроке, мы продолжаем изучение закономерностей наследования признаков. В природе  не встречаются  две абсолютно одинаковые особи  какого - либо вида живых существ – все организмы отличаются друг от друга по многим признакам.  Каждый организм характеризуется очень большим числом признаков, при этом число хромосом ограничено, следовательно, каждая хромосома должна нести большое число генов. Как же будет происходить наследование, если растения различаются не одному, а сразу по двум или нескольким признакам?  Связано ли наследование одного признака с другими?

Установив определенные закономерности наследования признаков при моногибридном скрещивании, Г.Мендель решил проверить проявляются ли эти закономерности в том случае,  если особи различаются по нескольким признакам.  И мы, вместе с ним,  постараемся найти ответ на этот вопрос (слайд 2).

(Запись под диктовку)

1.      Скрещивание особей, у которых учитываются отличие друг от друга по двум признакам, называется дигибридное.  Например, у гороха: 1 признак - цвет семени, 2 признак - форма семени.

2.      Если родительские особи отличаются  по трем признакам  – тригибридным и т.д.  

3.      В общем случае скрещивание особей отличающихся по многим признакам, называется полигибридным. 

4.      Совокупность генов  лежащих в одной хромосоме, называется группой сцепления.

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 

4. Закрепление темы. 

А)Запиши сколько видов гаметы образуют данные генотипы? (слайд 10) 
ААВВ 
АаВВ 
ААВв 
ааВВ 
Аавв 

Б)  У человека глухота и болезнь Вильсона (нарушение обмена меди)- рецессивные признаки. От брака глухого мужчины и женщины с болезнью Вильсона родился ребенок с обеими аномалиями. Какова вероятность рождения в этой семье здорового ребенка? (слайд 11)
Дано: 
…- глухота 
…- норм.слух 
…- бол.Вильсона 
…- здоров 
F1-? 

В)У человека альбинизм и способность владеть преимущественно левой рукой- рецессивные признаки, наследуются независимо. Каковы генотипы родителей с нормальной пигментацией и владеющих правой рукой, если у них родился ребенок альбинос и левша
Дано: 
…-пигментация 
…-альбинизм 
….-правша 
….-левша 
Р-? 

Исходя из проделанной работы, какие выводы вы можно сделать (слайд 13). На доске плакат с деревом с голыми ветками. На учительском столе лежат листья на двустороннем скотче. Учащиеся проходят тест по самоорганизации и качеству проведенной на уроке своей работы, после закрепляют листочки на дереве.

«Моя самооценка работы на уроке» 
1.Понравился ли мне урок? Да- А Нет- В 
2.Понял ли я новую тему? Да понял - А Частично- В 
3.Какова была моя активность на уроке? Я работал активно- А 
Я не работал- в 
4. Уходя с урока я бы сказал учителю: До свидания.- а 
До свидания. Спасибо за урок.- В 
Уйду молча.- с 

Если ты получил генотип- ААВВ, возьмите желтый лист. 

Если ты получил генотип - аавв, возьмите зеленый лист. 

При получении другого генотипа, возьмите синий лист.

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… 

1. напишите соответствующие символы:

Доминантный ген - …. А,В Рецессивный ген - … а,в Гомозигота - … АА, аа

Гетерозигота - … Аа, Вв

2. Решение задач.

Найдите возможные варианты гамет для организмов со следующими генотипами: АА, Вв, Сс, ДД.

Задача 1. Гладкая окраска арбузов наследуется как рецессивный признак. Какое потомство получится от скрещивания двух гетерозиготных растений с полосатыми плодами?

Задача №2.

Устойчивость овса к головне доминирует над восприимчивостью к этой болезни. Какое потомство получится от скрещивания гомозиготных иммунных особей с растениями, пораженными головней?

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?