Цель — сформировать понятие о механизме хромосомного определения пола и сцепленном с полом наследовании, выявить цитологические основы этого явления.

 

Занятие начинается с анализа записей результатов опытов № 9 и № 10 и постановки проблемы: почему в опыте № 9 все потомство красноглазое, а в опыте № 10 самки красноглазые, а самцы белоглазые?

Учащиеся рассматривают записи опытов № 1 и № 2 и сопоставляют их с опытами № 9 и № 10. Они приходят к выводу, что в опытах № 1 и № 2 закономерности наследования не зависели от пола, а в опытах № 9 и № 10 связаны с полом.

Прежде чем решить данную проблему, целесообразно обратить внимание учащихся на соотношение полов в органическом мире. Важно подчеркнуть, что у раздельнополых животных и у человека это соотношение близко к 1 : 1. Учащиеся встречались с этим соотношением при составлении схемы анализирующего скрещивания гетерозиготной и рецессивной форм:

 

По аналогии с анализирующим скрещиванием можно предположить, что один пол дает два типа гамет (гетерогаметный), а другой — один тип (гомогаметный). От того какой из типов гамет гетерогаметного пола встретится при оплодотворении с гаметой единственного типа гомогаметного пола, зависит пол развивающегося потомка.

Возникает вопрос: в чем отличие между гаметами разных типов?

Педагог вводит понятие об аутосомах и половых хромосомах (X и Y), приводит примеры видов животных, у которых гетерогаметны особи мужского пола (дрозофила, жуки, пауки, многоножки, насекомые, рыбы, человек), а женского — гомогаметны. В то же время известны случаи, когда гетерогаметны особи женского пола (птицы, бабочки). В эволюции типа пола трудно установить какую-либо закономерность, зависимость от уровня организации животных.

Делается вывод о том, что формирование пола связано с комбинацией половых хромосом. Гомогаметный пол имеет в своем генотипе две Х-хромосомы, гетерогаметный — Х-хромосому и Y-хромосому или только одну Х-хромосому. Гомогаметный пол производит только один тип гамет с Х-хромосомой, а гетерогаметный — два типа гамет: с Х-хромосомой и с Y-хромоcомой или с Х-хромосомой и совсем без половой хромосомы.

Затем строится схема скрещивания с использованием половых хромосом для объяснения наблюдаемого в природе соотношения полов (на примере человека):

 

Аналогичная схема скрещивания строится для птиц:

 

Соотношение полов в обоих случаях одинаковое, однако набор половых хромосом у особей мужского и женского пола разный. У человека женский пол гомогаметный, а у птиц — мужской. Вводится обозначение половых хромосом с помощью черточек, где Х-хромосома обозначается черточкой —, а мужская ¬ черточкой с неполной стрелкой.

Раскрытие хромосомного механизма определения пола позволяет сделать вывод о возможностях использования этой закономерности в практике. Так, ставится задача добиться разделения гамет у сельскохозяйственных животных, чтобы использовать для искусственного осеменения гаметы либо с Х- либо с Y-хромосомой и получить потомство нужного пола.

Педагог отмечает, что различная жизнеспособность особей мужского и женского пола вызывает нарушение соотношения полов 1:1, отклонение от этой закономерности.

После выяснения генетической природы пола целесообразно рассмотреть явление сцепленного с полом наследования и найти ответ на поставленную в начале занятия проблему, вытекающую из опытов № 9 и № 10.

Учащимся стало известно, что у дрозофилы самцы гетерогаметны, а самки гомогаметны. Если признак наследуется в зависимости от пола, значит, отвечающие за его формирование гены находятся в половых хромосомах. Возникает вопрос: в какой хромосоме — X или Y? Чтобы на него ответить, необходимо построить схему скрещивания на основании экспериментальных данных (опыт № 10). Ген красных доминантных глаз обозначается буквой W, а его рецессивный аллель — w.

При скрещивании белоглазой самки ww с красноглазым самцом (W-) потомство получилось неоднородным: самки красноглазые, а самцы белоглазые в отношении 1:1. Это соотношение напоминает результаты анализирующего скрещивания. Можно подумать, что самец гетерозиготен и у него в Х-хромосоме расположен, например, ген W, а в Y-хромосоме — его рецессивный аллель w.

Но учащимся известно, что для скрещивания были взяты самцы из линии, в которой из поколения в поколение все мухи имеют только красные глаза. Следовательно, самец не может быть гетерозиготным (Ww), но он не может быть и гомозиготным (WW), так как в этом случае все потомство (и самцы, и самки) должно было бы быть красноглазым. Обучающиеся оказываются в затруднительном положении, но с помощью педагога приходят к идее о том, что Y-хромосома или совсем не имеет гена окраски глаз или он в ней неактивен. Затем педагог сообщает учащимся, что действительно учеными было установлено, что Y-хромосома у дрозофилы,  человека и других видов почти не содержит генов. Учащиеся записывают схему скрещивания в хромосомной форме:

 

Построение схемы скрещивания с учетом результатов опытов позволяет учащимся убедиться в том, что, ген окраски глаз локализован в Х-хромосоме и вместе с ней передается от матери сыновьям и дочерям, а от отца только дочерям.

Далее обучающиеся рассматривают результаты опытов № 11 и № 12 и прослеживают характер расщепления признаков, связанных с полом, в F2. В опыте №11 учащиеся обнаруживают красноглазых самок (½), красноглазых самцов (¼) и белоглазых самцов (¼). Составляют схему скрещивания. Генотипы исходных форм известны, известны и фенотипы потомства, выясняют их генотипы. Схема скрещивания помогает выяснить генетическую природу наблюдаемого в опыте явления:

 

Обучающиеся анализируют результаты опыта № 12 и составляют схему скрещивания. В потомстве обнаруживают ¼ красноглазых самок, ¼ красноглазых самцов, ¼ бело­глазых самок и ¼ белоглазых самцов. Эти данные подтверждаются схемой скрещивания:

 

Наследование, сцепленное с полом, рассматривается как доказательство локализации генов в хромосомах. Педагог поясняет, что положение о нахождении генов в хромосомах известно как первый закон хромосомной теории наследственности, или закон сцепления генов, о котором шла речь на предыдущем занятии. Выясняется, кем и когда был открыт этот закон.

Педагог приводит различные примеры наследования, сцепленного с полом (дальтонизм, гемофилия и др.), раскрывает практический характер знаний о наследовании, сцепленном с полом. В животноводстве иногда важно возможно раньше определить пол организма, чтобы создать необходимый рацион кормления, содержания. Оказалось, что у породы кур плимутрок окраска оперения сцеплена с полом. Это позволяет в раннем возрасте отделить курочек от петухов и выращивать в определенных условиях.

В конце занятия решаются задачи.

Задача 1

У дрозофилы имеется пара аллельных генов, сцепленная с полом. Один из них определяет развитие нормальных круглых глаз, а другой — полосковидных. Скрещивается самка, у которой полосковидные глаза, с круглоглазым самцом. Все потомство F1 (и самцы, и самки) имеет полосковидные глаза. В F2 рождаются самки только с полосковидными глазами, а самцы как с теми, так и с другими. Напишите схему скрещивания (введя символику), определите, какой из двух аллелей доминантный, а какой рецессивный.

 

Задача 2

У дрозофилы имеются две пары альтернативных (контрастных) признаков: нормальная серая окраска тела (Y) и желтая окраска (у), нормальная форма крыла (Vg) и зачаточные крылья (vg). В F1 все самки серые с нормальными крыльями, а самцы желтые с нормальными крыльями. Какой из признаков сцеплен с полом, а какой нет? Напишите схему скрещивания.

Читайте также по данной теме

Яндекс.Метрика