Генетика пола. Наследование,сцепление с полом. Биология 10-11 класс.

Генетика пола. Наследование, сцепленное с полом.

10 класс

Н. А. Чуманова, учитель биологии и химии

ГБОУ РМ «Ялгинский детский дом – школа»

Цели: ознакомить с процессом определения пола у различных животных и человека, дать представление об аутосомах и половых хромосомах; развивать умение решать задачи на наследование признаков, сцепленных с полом; воспитывать понимание необходимости знаний в области генетики с целью сохранения здоровья и предупреждения заболеваний, к которым есть генетическая предрасположенность.

Оборудования и материалы: компьютер, мультимедийный проектор, мультимедийная презентация к уроку, дидактические материалы.

Предварительная подготовка к уроку: перед уроком учащимся предлагается найти материал и подготовить сообщения и презентации, для изучения новой темы.

1. Определение пола у животных.

2. Что такое гемофилия?

3. Дальтонизм.

Презентация «Родословная семьи Николая II»

То, что мы знаем,- ограничено,

а то чего мы не знаем бесконечно.

П.Лаплас.

ХОД УРОКА

1. Организационный момент

Учитель. Приветствие. (Создание доброжелательной атмосферы на уроке, ознакомление с планом урока). Здравствуйте! Это не только самое традиционное приветствие, но и самое простое пожелание здоровья любому человеку. Сегодня мы будем работать вместе и говорить на одном языке-языке удивительной науки биологии. Мы продолжим знакомство с генетикой. Тема сегодняшнего урока очень важная в курсе биологии: она связана со здоровьем человека. Знания, которые вы получите на уроке помогут вам предостеречь себя и будущее потомство от возможных болезней.

1. Мотивация учебной деятельности

Учитель.

Рождение нового существа – великое чудо природы. Одним из вечных вопросов, которое интересует человечество, является загадка пола. Почему в одном случае рождаются мальчики, а в другом девочки? Можно ли вмешаться и получить по желанию особей определенного пола? В какой момент осуществляется определение пола? Как происходит передача болезней по наследству? Сегодня на уроке мы с вами постараемся ответить на эти вопросы. Итак, тема, над которой мы будем работать: Генетика пола. Наследование, сцепленное с полом.

1. Актуализация опорных знаний. Проверка знаний и умений по ранее изученному материалу.

Задание 1. «Эстафета понятий» (проводится в форме устного опроса, учащиеся поочередно дают определение терминам)

генетика, наследственность, изменчивость, ген, генотип, фенотип, гомозигота, гетерозигота, доминантный признак, рецессивный признак, мутации, соматические мутации, генеративные мутации, генные мутации, хромосомные мутации, геномные мутации, мутагены, кроссинговер.

Задание 2. Самостоятельная работа

Написать возможные типы гамет, продуцируемых организмами со следующими генотипами:

(Проверка заданий проводится в соответствии с ответами на слайде).

Задание 3. Решение генетических задач

Задача 1. У человека кареглазость – доминантный признак. В семье из 5 человек у отца и двух дочерей глаза голубые, а у матери и сына карие. Определите генотипы членов семьи.

Задача 2. При скрещивании черной доминантной норки с белой все поколение оказалось кохинуровым (белая окраска шерсти с темным рисунком на спине.) Определите тип наследования и генотипы упомянутых животных. (Двое учащихся работают у доски, остальные выполняют задания в тетрадях).

1. Изучение нового материала.

Учитель: Подавляющее большинство животных представлено особями двух полов: мужского и женского. Ученые давно заметили, что соотношение потомства по полу равно приблизительно 1:1. Иными словами, у всех видов численность самцов и самок приблизительно одинакова. Еще Грегор Мендель обратил внимание на то, что такое расщепление в потомстве по какому либо признаку наблюдается в тех случаях, когда одна из родительских особей была гетерозиготной (Аа) по этому признаку, а вторая рецессивной гомозиготой (аа). Было сделано предположение, что один из полов (тогда было неизвестно какой именно) гетерозиготен, а второй гомозиготен по гену который определяет пол организма.

Генетика-одна из немногих научных дисциплин, у которых есть точная дата рождения. В 1865(8 февраля) Мендель опубликовал свою статью, где изложил основные закономерности наследования. Однако его работы опередили свое время: они были по достоинству оценены только через 35 лет(1900г). Современники просто не поняли его работ. Как вы думаете, почему? (В 1865 г, еще не было изучено ядро, не были описаны митоз и мейоз, о хромосомах и ДНК ученые также не имели представления) Как вам уже известно, учение Менделя развил американский ученый Томас Морган, в 1925 г. он создал хромосомную теорию наследственности. Т. Моргану и его ученикам удалось установить, что самки и самцы различаются по набору хромосом. У мужских и женских организмов все пары хромосом, кроме 1 одинаковы, и называются аутосомами, а одна пара, называемых половыми, – у самцов и самок различается. (запись в тетрадях)

У человека 46 хромосом: аутосом 44, половых 2. Женскими половыми хромосомами является ХХ- хромосомы, поэтому женский пол у человека называют гомогамеетным. Мужскими половыми хромосомами являются ХУ – хромосомы, поэтому мужской пол человека называют гетерогаметным. (запись в тетрадях)

Сообщение учащегося. Определение пола у животных.

Животных по особенностям половых хромосом можно разделить на 4 группы (объяснение с помощью таблицы на слайде)

Проведем скрещивание и определение пола потомства на примере млекопитающих. Поскольку человек относится к этому классу определение пола подобное.

Дано:

♀-XX

♂-XY

Найти:

F₁-?

Решение:

P ♀XX × XY

G X X

Y

Ответ: F₁-XX- женская особь, XY- мужская особь.

Определение пола осуществляется в момент оплодотворения. Все яйцеклетки имеют только X-хромосомы, половина сперматозоидов содержит X-хромосомы, вторая половина Y-хромосомы. При слиянии женской гаметы с мужской, содержащей Y-хромосому, появится мужская особь, а с содержащей Х-хромосому – женская.

Учитель:

Гены, находящиеся в половых хромосомах, называются сцепленными с полом. (запись в тетрадях) У особей мужского пола Х-хромосома не имеет гомолога, поэтому присутствующие в ней признаки, которые определяются генами этой хромосомы, проявляются даже в том случае, когда они рецессивные. Эта особая форма сцепления позволяет объяснить наследование признаков, сцепленных с полом.

Рассмотрим процесс передачи признаков, гены которых находятся в половых хромосомах. Это наследование называется сцепленным с полом. У человека существует ряд признаков сцепленных с полом. Примером таких признаков являются раннее облысение, дальтонизм, пожелтение зубной эмали, гемофилия. Гемофилия – опасное заболевание, при котором наблюдается несвертываемость крови. Как оно наследуются? Почему этим недугом страдают только мужчины? Прослушайте сообщение об этом.

Сообщение учащегося: «Что такое гемофилия?»

Свертывание крови- это защитное свойство организма. В плазме крови человека содержится растворимый белок фибриноген, который при ранении мелких сосудов превращается в нерастворимый волокнистый белок фибрин. Для того чтобы это произошло, необходимы вещества кровяных пластинок, воздух, соли кальция. Образовавшийся при небольшой ранке сгусток крови закрывает просвет сосуда, кровь перестает течь, а на поверхности около ранки появляется корочка.

У людей, страдающих гемофилией, при ранении даже маленьких сосудов кровь не свертывается и может открыться сильное кровотечение. Для людей опасными являются ушибы. Если у обычного человека появляется синяк, который вскоре рассосется, у гемофолика под кожей, между мышцами образуется скопления крови, это может привести к тяжелым последствиям.

Как же осуществляется передача этого заболевания? Ген гемофилии рецессивен, поэтому страдают этим недугом мужчины, так как в Y-хромосоме нет гена нормальный свертываемости. Женщины являются носителями этого заболевания, совершенно не имея никаких признаков болезни, так как в их генотипе доминантный ген нормальной свертываемости крови «поглощает» или «закрывает» ген гемофилии. Генотип женщины-носительницы – X^HX^h, генотип здоровой женщины- X^HX^H.

Сын последнего русского царя Николая II Алексей страдал гемофилией. Как попала эта болезнь в царскую семью? Ее унаследовала царица Александра

(жена Николая II) от своей бабушки, английской королевы Виктории. Исследователи предполагают, что этот коварный ген возник в результате мутации в организме королевы или ее ближайших родственников.

Учитель:

Предлагаю составить схему передачу гемофилии царицей Александрой своему сыну Алексею. Запишем краткое условие и ход скрещивания

Дано:

♀- X^HX^h

♂-X^HY

F₁-♂X^hY

Найти:

F₁♀-?

Решение:

P ♀X^HX^h × X^HY

G X^H X^H

X^h Y

F₁ X^HX^H- здоровая девочка

X^HY- здоровый мальчик (но он не родился)

X^HX^h-девочка-носительница гемофилии

X^hY- генотип царевича Алексея, страдавшего гемофилией.

Презентация: «Родословная семьи Николая II»

Точно так же, как гемофилия, наследуется дальтонизм.

Сообщение учащегося: «Дальтонизм»

Заболевание связано с неспособностью различать красный и зеленый цвета, красный и синий или синий и зеленый. У здорового человека в сетчатки глаза имеются фоторецепторы трех типов: «красные», «зеленые» и «синие». Они содержат разные зрительные пигменты. Мутации в генах, кодирующих эти пигменты, вызывают нарушения восприятия цвета.

Иногда болезнь возникает у одного или нескольких детей, родители которых здоровы, однако являются носителями дефектных генов. Поскольку нормальный, и дефектный гены могут попасть в половую клетку с равной вероятностью, то риск рождения больного ребенка- 25%. У каждого человека от двух до шести- семи рецессивных патологических генов. Заболевание может развиться в том случае, если у обоих супругов одинаковый патологический ген. Одним из факторов, способствующих этому, является кровное родство.

Если взять статистику, то дальтонизмом страдают до 8 процентов мужчин и только пол процента женщин. При этом, такому заболеванию более подвержены люди с белой кожей, то есть европеоидная раса.

Работа в микрогруппах.

Осуществить схемы скрещивания.

1. Брак женщины-носительницы гена дальтонизма x^дх^d и здорового мужчины x^дy.

Ответ: половина дочерей от этого брака будут здоровыми, половина- носительницы; половина сыновей будут здоровыми, половина-дальтоники.

1. Брак здоровой женщины и мужчины дальтоника

Ответ: Все сыновья здоровы, все дочери-носительницы.

1. Брак женщины-носительницы и мужчины дальтоника,

Ответ: Половина дочерей – больные, половина – носительницы, половина сыновей – больные, половина – здоровые.

1. Брак женщины-дальтоника и здорового мужчины

Ответ: Все сыновья – дальтоники, дочери – носительницы.

Учитель:

Профилактика наследственных болезней.

Основным путем предотвращения наследственных заболеваний у человека является их профилактика. Для этого в России существует медико-генетическое консультирование населения. В первую очередь его услугами должны пользоваться молодожены, у которых имеются генетические неблагополучные родственники. Врачи и генетики смогут определить степени риска рождения генетически неполноценного потомства и обеспечить контроль за развитием плода. Курение, алкоголь и наркотики также могут повышать вероятность рождения младенца с тяжелыми наследственными недугами.

К основам профилактики относятся следующие меры:

1.Медико-генетическое консультирование

2. Дородовая диагностика наследственных заболеваний

3. Запрет на употребление алкоголя, наркотических веществ

4. Запрет на близкородственные браки

5. Борьба за чистоту окружающей среды (различные виды излучений)

Закрепление изученного материала

Выполнение теста:

Верны ли следующие утверждения (да+), ( нет-)

1. (+) Гены, локализованных в половых хромосомах, называются сцепленными с полом.

2.(-) Мужской пол является гомогаментным.

3.(+)Пол организма определяется в момент оплодотворения.

4.(+) Особи женского пола , гетерозиготные по любому сцепленному с полом признаку, называются носителями соответствующего рецессивного гена.

5.(+) На развитие человека влияет генотип и факторы среды.

6.(-) Стойкое изменение генотипа, происходящие под действием факторов внешней и внутренней среды называется геноном.

7.(+)Наука, изучающая врожденные аномалии развития - тератология.

8.(-) Никотин не является тератогенным фактором.

9. (+)Алкоголь вызывает врожденные недостатки развития. 10.(+) Наследственные болезни возникают вследствие изменений наследственного аппарата клетки

11. (+)Лекарственные препараты не относятся к тератогенным фактором.

12.(+) Ионизационное излучение относится к I группе тератогенных факторов.

Подведение итогов урока

(Учитель подводит итоги урока, оценивает работу учащихся , выставляет оценки)

Домашнее задание

Закрепить знания, прочитав §45, собрать дополнительный материал о болезнях, сцепленных с полом.

Литература:

1. Общая биология. 10-11 классы А.А Каменский, Е.А Крискунов, В.В. Пасечник.-М. : Дрофа, 2017

2. Морозов Е.И, Тарасевич Е. И - Генетика-Минск: БГУ, 2005

3.Пчелов Е.В, Романовы. История династии, М.: Олма-Пресс, 2003

4. Крестьянинов В.Ю, Вайнер Г.В. Сбоник задач по генетике. Саратов 2001