Цель: познакомиться с основными генетическими закономерностями наследования половых хромосом и сцепленных с ними генов.

Задачи:

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

Воспитательная – раскрыть единство органического мира на основе знаний о строении хромосомного аппарата живых организмов ( мировоззренческое воспитание ), показать применение знаний о генетических закономерностях сцепленного c полом наследования в медицине – единство теории и практики ( политехническое воспитание ).

Развивающая – развивать умения работать с биологическими объектами, обрабатывать результаты опытов, с помощью статистических методов; развивать внимание, логическое мышление.

Методы обучения и методические приемы: рассказ с элементами беседы, демонстрация опытов; приемы сравнения, обобщения, создание проблемной ситуации.

Дидактический материал и оборудование: таблицы – « Кариотипы мужчины и женщины», «Строение хромосом человека », «Хромосомные типы определения пола». Схемы опытов на сцепленное с полом наследование. Культуры мухи – дрозофилы (первое и второе поколения, потомство от анализирующего скрещивания), инструментарий для работы с дрозофилой, лупы, вычислительная техника.

 

Ход занятия

Занятие начинается с рассмотрения результатов опытов на плодовых мушках, заложенных на предыдущих занятиях. Учащиеся получают банки с потомством от реципрокных скрещиваний мух, имеющих белые и красные глаза, наркотизируют их и подсчитывают количественное соотношение фенотипических классов, полученных в потомстве. После подсчетов учащиеся составляют схемы скрещиваний:

 

1) Рr: ♀красные глаза х ♂ белые глаза

Fr1: красные глаза – 100%

Fr2: 3 – красные глаза;

1 – белые глаза

 

2) Рr: ♀ белые глаза х ♂ красные глаза

Fr1: 1 - красные глаза ♂

1 – белые глаза ♀

Fr2: 2 – красные глаза ( 1-♀ ; 1-♂)

2 – белые глаза (1-♀ ; 1-♂)

 

Учитель дает задание проанализировать результаты первого скрещивания. Учащиеся в ходе дискуссии приходят к выводу, что в основе первого опыта лежат генетические закономерности характерные для моногибридного скрещивания. После этого вывода сопоставляются результаты двух скрещиваний и, отмечается, что хотя анализируется наследование одной и той же пары признаков соотношение фенотипических классов в потомстве первого и второго скрещиваний отличается. Учитель задает вопрос: «Какой причиной обусловлены эти различия ?»

Поскольку родители взаимозаменяемы по анализируемым признакам (в первом случае – красные глаза у самки, а белые у самца, во втором – наоборот), то различия в результатах скрещиваний зависят от пола.

Учитель отмечает, что пол – это признак свойственный подавляющему большинству животных и растений. Именно наличие разных полов обеспечивает процесс полового размножения, в результате которого происходит обмен генетической информацией двух родительских организмов и появление нового уникального по наследственной структуре потомка. Данные процессы, а также сопровождающие его явления наследственности и изменчивости стоят в центре внимания генетики и активно изучаются этой наукой. Поэтому совершенно очевидно, что одним из важнейших разделов генетики является генетика пола, без знания которого невозможно адекватное понимание многих генетических закономерностей Изучение этого раздела мы начинаем сегодня с рассмотрения темы:

 

Хромосомные типы определения пола 

При изучении этой темы мы рассмотрим следующие вопросы:

  • Генетический механизм определения пола;
  • Морфологическая характеристика половых хромосом;
  • Хромосомные типы определения пола;
  • Сцепленное с полом наследование.

 

Учитель отмечает, что соотношение полов в природе, как правило, составляет 1:1. Другими словами, на 100 рождающихся самцов приходится 100 самок. Учитель задает вопрос: «При каком типе скрещивания мы встречаемся с таким же количественным соотношением в потомстве ?»

- В случае анализирующего скрещивания.

Какие генотипы имеют родительские формы, вступающие в анализирующее скрещивание ?

- Р: ♀Аа х ♂аа

Таким образом, мы можем сказать, что один из полов как бы аналогичен гетерозиготному, а другой – гомозиготному родителю. Учитель предлагает рассмотреть кариотипы мужчины и женщины, дать краткую характеристику хромосомам и сделать вывод, какой из полов схож с гетерозиготным, а какой с гомозиготным организмом анализирующего скрещивания.

Учащиеся отмечают, что в женском кариотипе все хромосомы парные, в мужском кариотипе всегда имеется одна крупная метацентрическая хромосома, не имеющая гомолога, и маленькая акроцентрическая хромосома, встречающаяся только в кариотипе мужчин.

Таким образом, кариотип человека содержит 22 пары хромосом, одинаковых у мужского и женского организмов, и одну пару хромосом, по которой оба пола различаются. Хромосомы, одинаковые у обоих полов называют аутосомами. Хромосомы, по которым мужской и женский пол отличаются, друг от друга называют половыми или гетерохромосомами. Крупную метацентрическую хромосому в кариотипе мужчин и женщин называют Х-хромосомой, а маленькую акроцентрическую хромосому, встречающуюся только в кариотипе мужчин – Y-хромосомой.

Учитель просит рассмотреть схематическое изображение кариотипа человека и, выяснить являются ли Х и Y-хромосома гомологичными друг другу.

- Эти хромосомы негомологичны друг другу.

Какова главная особенность организации генетического материала у гомологичных хромосом?

- В гомологичных хромосомах, в одинаковых локусах всегда присутствуют пары аллельных генов. Это означает, что если в одной хромосоме есть ген – А, то в другой гомологичной хромосоме, в том же локусе присутствует аллельный ему ген – А или а.

Поскольку половые хромосомы негомологичны друг другу по своему строению, то они различаются и по наличию генов в них. Х-хромосома содержит несколько тысяч генов, тогда как Y – хромосома всего лишь около сотни генов и это количество постепенно уменьшается, т.к. из поколение в поколение она теряет свои гены. Таким образом, мы можем сказать, что Y – хромосома инертна в генетическом отношении и во многих случаях не оказывает существенного влияния на формирование фенотипа.

Наличие в кариотипе двух хромосом - ХХ определяет развитие организма женского пола, а наличие двух разных хромосом Х и Y – организма мужского пола. Такой тип хромосомного определения пола встречается у человека, дрозофилы и растения дремы ( Melandrium ), у других организмов наблюдаются иные пути формирования противоположных полов. Выделяют три основных типа хромосомного определения пола, названных по тем видам организмов, у которых были описаны впервые. Учитель вычерчивает на доске таблицу и объясняет учащимся генетические особенности каждого из типов определения пола.

 

Анализируя данную таблицу, учитель задает группе следующие вопросы:

  • Сколько типов гамет образуют организмы мужского и женского пола в каждом из рассмотренных типов определения пола?
  • Какой пол образует гаметы одинаковые по половым хромосомам?
  • Какой пол образует гаметы, различающиеся по половым хромосомам?

В ходе дискуссии по данным вопросам, учащиеся делают вывод, что обязательно один из полов образует гаметы одинаковые по половым хромосомам ( гомогаметный пол ), а другой - различающиеся по половым хромосомам ( гетерогаметный пол ). Именно эта особенность кариотипов живых организмов обеспечивает одинаковое соотношение особей мужского и женского пола в популяциях.

После того как мы выяснили генетический механизм определения пола у живых организмов, мы можем объяснить результаты реципрокных скрещиваний у дрозофилы, рассмотренных в начале занятия.

Мы знаем, что признак окраски глаз зависит от пола, а значит, гены, определяющие этот признак, находятся в половых хромосомах.

Наследование признаков, гены которых находятся в Х или Y – хромосомах, называют наследованием, сцепленным с полом, а сцеплением генов с полом называют локализацию генов в половых хромосомах.

Распределение этих генов в потомстве соответствует распределению половых хромосом в процессе мейоза и их сочетанию при оплодотворении. Исходя из этого, составим схему реципрокных скрещиваний.

w+ - красные глаза,

w – белые глаза. 

 

Подводя итог рассмотрению примеров сцепленного с полом наследования, учитель отмечает, что в отличие от генов, локализованных в аутосомах, при сцеплении с полом может проявиться и рецессивный ген, имеющийся в генотипе в единственном числе. Это происходит в тех случаях, когда рецессивный ген, сцепленный с Х – хромосомой, попадает в гетерогаметный организм. При кариотипе ХY рецессивный ген в Х – хромосоме проявляется фенотипически, поскольку Y – хромосома негомологична Х – хромосоме и не содержит доминантной аллели этого гена ( опыт №1).

Для закрепления материала учитель предлагает учащимся решить несколько генетических задач.

  1. Мужчина с полидактилией ( лишние пальцы ) женится на нормальной пятипалой женщине; они имеют 5 детей, и все с полидактилией. Один из них женится на нормальной женщине, и они имеют несколько детей. Много ли их детей будет с полидактилией ?
  2. Если кареглазый ( доминантный признак ) мужчина – левша ( рецессивный признак ) женится на голубоглазой женщине, лучше владеющей правой рукой, чем левой, и у них родится голубоглазый ребенок левша, то что можно сказать о генотипе ребенка, отца и матери?
  3. Женское растение дремы, имеющее узкие листья, опыляют пыльцой мужского растения с нормальными листьями. В F1 женские растения имеют листья нормальные, а мужские – узкие. Какое получится потомство, если цветки женских растений F1 опылить пыльцой мужского растения , аналогичного отцовскому ?

Читайте также по данной теме

Яндекс.Метрика