Цель — сформировать понятие о дигибридном и полигибридном скрещивании, о законе независимого распределения и его генетических основах.

 

Занятие целесообразно начать с выявления знаний с законах, проявляющихся при моногибридном скрещивании, о статистической природе закона расщепления.

Объяснение нового материала педагог начинает с вопроса, какое число признаков у человека, какого-либо комнатного растения, дрозофилы?

Учащиеся не в состоянии назвать точно, но правильно говорят о большом множестве признаков, по которым одного человека можно отличить от другого. В связи с этим вводится понятие о ди- и полигибридном скрещивании как скрещивании особей, различающихся соответственно по двум и многим парам признаков.

Ставится проблема: каков характер наследования при дигибридном и полигибридном скрещивании?

Учащиеся пытаются сами дать ответ на поставленный вопрос. Для этого они вспоминают результаты первого и второго опытов, которые анализировали на втором занятии. Обучающиеся помнят о том, что все первое поколение гибридов имело серое тело и длинные нормальные крылья, т. е. было единообразно. Делается вывод, что при дигибридном скрещивании также действует закон единообразия первого генетического поколения. Просмотр записей в тетрадях убеждает учащихся в правильности суждений.

Далее педагог предлагает генетически обосновать проявление данной закономерности при дигибридном скрещивании, записать генотипы исходных форм и потомства.

Возможны два пути дальнейшего хода занятий:

  1. познакомиться с результатами опытов, а затем составить схему скрещивания, решетку Пеннета и генетически обосновать выводы;
  2. составить схему скрещивания, а затем убедиться в ее правильности путем анализа результатов опыта.

Остановимся на первом варианте. Учащиеся рассматривают мух дрозофил, подсчитывают число особей серых с длинными крыльями и темных с зачаточными крыльями, находят соотношение и записывают результаты. Педагог рекомендует подсчитать отдельно серотелых и темнотелых, а затем длиннокрылых и зачаточнокрылых и вывести соотношение. Так как число особей в опыте каждой группы невелико, то целесообразно суммировать итоги опытов всего класса и получить соотношение, записать результаты на доске и в тетрадях. Учащиеся убеждаются в том, что при дигибридном скрещивании в F2 получается еще более   разнообразное потомство, чем при моногибридном. Если при моногибридном образуются два фенотипа, то при дигибридном — четыре в соотношении 9:3:3:1.

В то же время подсчеты особей с доминантными и рецессивными признаками по каждому признаку в отдельности позволяют обучающимся убедиться в том, что их соотношение равно 12:4, или 3:1.

Делаются выводы:

  • При дигибридном скрещивании остается в силе закон чистоты гамет, родительские формы также производят гаметы с одинарным набором генов.
  • В первом генетическом поколении также проявляется закон единообразия.
  • Во втором генетическом поколении проявляется закон расщепления, но при этом вдвое увеличивается разнообразие фенотипов и усложняется формула соотношения.
  • Применительно к каждому признаку отдельно сохраняется соотношение, наблюдаемое при моногибридном скрещивании, т. е. аллели одного гена ведут себя независимо от аллелей другого гена. Это явление получило название закона независимого распределения.

Причины единообразия первого генетического поколения при дигибридном скрещивании учащиеся уже выяснили, в их основе лежит гипотеза чистоты гамет и явление доминирования. Возникает проблема: какова генетическая природа закона независимого распределения? Целесообразно предложить учащимся составить схему скрещивания гибридов F1 между собой так, чтобы она не противоречила наблюдаемому в опыте расщеплению (9:3:3:1), записать решетку Пеннета, сосредоточив внимание на всех комбинациях генов.

При этом учащиеся часто допускают ошибку — выписывают у первого генетического поколения два типа гамет вместо четырех, Не следует останавливать их, пусть они допишут схему до конца и выведут соотношение. Оно будет выглядеть, как при моногибридном скрещивании,— 3 : 1. Это противоречит опытным данным и побуждает обучающихся к поиску ошибки.

Учащиеся строят правильную схему:

Затем они заносят в решетку Пеннета все типы гамет и 16 возможных видов зигот, образующиеся в результате случайного комбинирования при оплодотворении. Подсчет зигот с одинаковыми фенотипами показывает, что 9 из 16 имеют серое тело и длинные крылья, 3 из 16 — серое тело и зачаточные крылья, 3 из 16 — темное тело и длинные крылья и 1 из 16 — темное тело и   зачаточные крылья, что соответствует соотношению 9:3:3:1, полученному в опыте. Следовательно, предположение о возможности свободного комбинирования аллелей при образовании гамет в F1 оказалось верным, не противоречащим результатам эксперимента.

 

Подсчет отдельно серых и темных, а также длиннокрылых и зачаточнокрылых фенотипов свидетельствует о том, что в обоих случаях соотношение будет равно 12:4, или 3:1, как и при моногибридном скрещивании. Учащиеся делают вывод — признаки наследуются независимо друг от друга благодаря свободному распределению разных пар аллельных генов, определяющих развитие этих признаков при образовании гамет. Это составляет генетическую сущность третьего закона Г. Менделя - закона независимого наследования.

Закон независимого наследования (третий закон Г. Менделя)

При скрещивании двух особей, отличающихся друг от друга по двум (и более) парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях (как и при моногибридном скрещивании).

Для закрепления и проверки знаний целесообразно использовать следующие, вопросы и задания:

  1. Сравнить моно-, ди- и полигибридное скрещивания: генотипы и фенотипы скрещиваемых родительских форм гаметы исходных форм, генотипы и фенотипы потомства в F2.
  2. Описать закон независимого распределения и. раскрыть его сущность. Составить решетку Пеннета на дигибридное скрещивание.

В заключение учащимся следует предложить подсчитать число типов гамет, образуемых гибридом F1, комбина­ций гамет в F2, фенотипов и генотипов в F2 сначала для моногибридного, затем дигибридного, тригибридного, полигибридного скрещивания. Для проверки ответов учащиеся используют таблицу.

Число пар генов
1
10 
20 
Число типов гамет в F1 
2
1024 
1048576 
2n
Число возможных зигот в F2  
4
16 
64 
2048576 
1099511627776
4n 
Число фенотипов при полном доминировании в F2 
2
1024
1048576 
2n 
Число фенотипов при непол­ном доминировании в Fа 
3
27 
59049 
320
3n 
Число генотипов в F2  
3
9
27 
59049 
320 
3n 

На этом занятии необходимо заложить новые опыты с дрозофилой:

  • В пробирку № 4 (вариант IV) сажают 3—4 гетерозиготные самки (или самца), имеющие серое тело и нормальные крылья, и 2—3 самца (или самки) с темным телом и зачаточными крыльями (это мутантная, измененная форма).
  • В пробирку № 5 (вариант V) отсаживают гомозиготных нормальных по обоим признакам мух (самцы или самки) и мутантных также но обоим признакам мух (соответственно самки или самцы).
  • В пробирку № 6 (вариант VI) отсаживают 3—4 нормальные гомозиготные самки и 2—3 мутантных самца, имеющих черное тело (black) (эту мутацию не следует путать с мутацией темного тела — ebony) и зачаточные крылья (vestigial).

Читайте также по данной теме

Яндекс.Метрика