БІОЛОГІЯ 9 КЛ.

№38 Тема: Поняття про зчеплення генів і кросинговер

Мета: ознайомити учнів із явищем зчепленого успадкування, його цитологічними основами та значенням для селекційної роботи; розвивати вміння аналізувати й робити висновки; виховувати розуміння важливості генетичних досліджень для практичної діяльності людства.

Обладнання і матеріали: портрет Т. Моргана

Базові поняття і терміни: хромосома, група зчеплення, зчеплене успадкування, гомологічні хромосоми, мейоз, кросинговер.

Державні вимоги щодо рівня загальноосвітньої підготовки учнів:

називає:

- феномен зчеплення генів у хромосомах;

наводить приклади:

- взаємодії генів;

формулює означення понять:

- алель, генотип, фенотип,  домінантний та рецесивний алелі, гомозигота, гетерозигота;

характеризує:

- успадкування, зчеплене зі статтю;

Тип уроку: комбінований

Хід уроку

І. Привітання

Привітання вчителя і учнів. Перевірка готовності до уроку. Перевірка присутніх.

ІІ. Повідомлення теми уроку

Пригадайте формулювання третього закону Менделя. ( При схрещуванні гомозиготних особин, які відрізняються за двома (або більше) ознаками, у другому поколінні спостерігаються незалежне успадкування і комбінування станів ознак, якщо гени, які їх визначають, розташовані у різних парах хромосом.) Сьогодні ви дізнаєтеся, як успадковуються ознаки, якщо їх гени знаходяться в одній хромосомі. Тема нашого уроку «Поняття про зчеплення генів і кросинговер».

ІІІ. Очікування

Після вивчення даної теми ви маєте …

Користуватися фактичним матеріалом

- розуміти значення понять зчеплене успадкування, кросинговер;

Знати теоретичний матеріал

- знати основні положення хромосомної теорії спадковості;

Уміти застосовувати знання

- для розуміння генетичних карт хромосом.

ІV. Актуалізація опорних знань

Тестові завдання

1. Укажіть назву третього закону Менделя: а) закон одноманітності гібридів першого покоління; б) закон розщеплення; в) закон незалежного успадкування ознак; г) закон чистоти гамет.

2. Які гамети утворює зигота АаВв: а) Ав; ав; б) Ав; аВ; в) Аа; Вв;

г) АВ;Ав; аВ; ав. ?

3. Які гамети утворює зигота Аавв:  а) Ав; ав ; б)Аа; Вв ;  в) Ав ; г) ав.

4. Які гамети утворює зигота ааВв: а) аа;Вв;  б) ав; аВ; в) ав ;  г) аВ ?

5. Які гамети утворює зигота аавв: а) а; б;  б) ав ?

6. Визначте генотипи батьків, за якими спостерігатиметься одноманітність гібридів першого покоління: а) АаВв × АаВв; б) АаВВ × АаВВ; в) ААВВ × аавв; г) АаВв × аавв; д) аавв × Аавв.

7. Перерозподіл спадкового матеріалу батьків у генотипі нащадків – це: а) розщеплення; б) домінування; в) рекомбінація.

8. Встановіть відповідність:

А. Домінантна гомозигота                                     1. АаВв

Б. Рецесивна гомозигота                                        2. Аавв

В. Дигетерозигота                                                  3. Аавв

Г. Гомозигота за однією парою алелей                 4. ААВВ

V. Інформаційне повідомлення

Розповідь учителя з елементами бесіди

1. Що таке явище зчепленого успадкування?

Закон незалежного комбінування станів ознак ґрунтується на таких положеннях:

- розвиток різних станів ознак зумовлений алельними генами, які мають однакове розташування в гомологічних хромосомах;

- гамети та інші гаплоїдні клітини, які мають по одній хромосомі з кожної пари гомологічних хромосом, несуть лише один алельний ген із певної їхньої кількості;

- гени, що контролюють розвиток ознак, які успадковуються незалежно, розташовані в негомологічних хромосомах.

Коли ми доводили статистичний характер законів спадковості, встановлених Г. Менделем, то для спрощення припускали, що кожна хромосома несе лише один ген. Але вчені вже давно звернули увагу на те, що кількість спадкових ознак організмів значно перевищує кількість їхніх хромосом у гаплоїдному наборі. Так, у гаплоїдному наборі мухи-дрозофіли, яка стала класичним об’єктом для генетичних досліджень, усього чотири хромосоми. Але кількість спадкових ознак і, відповідно, генів, які їх визначають, безсумнівно, значно більше.

Отже, в кожній хромосомі є не один, а багато генів. Разом з ознаками, які успадковуються незалежно, існують і такі, що успадковуються зчеплено одна з одною, оскільки визначаються генами, розташованими в одній хромосомі. Такі гени утворюють групу зчеплення. Кількість груп зчеплення в організмів певного виду дорівнює кількості хромосом у гаплоїдному наборі (наприклад, у дрозофіли In = 4, у людини - In = 23).

Експериментально явище зчепленого успадкування довів видатний американський генетик Т.Х. Морган зі своїми співробітниками.

І Слід відзначити, що цей учений, як свого часу і Г. Мендель, вдало обрав об'єкт для своїх досліджень - муху-дрозофілу. Цих комах легко утримувати в лабораторіях. Вони мають високу плодючість і швидку зміну поколінь (за оптимальних умов утримання нове покоління з’являється кожні півтора-два тижні), невелику кількість хромосом, що значно спрощує проведення досліджень.

Явище зчепленого успадкування Т.Х. Морган встановив за допомогою такого досліду. Самців дрозофіли, гомозиготних за домінантними алелями забарвлення тіла (сіре) і форми крил (нормальна), він схрестив із самками, гомозиготними за відповідними рецесивними алелями (чорне забарвлення тіла - недорозвинені крила). Всі гібриди першого покоління мали сіре забарвлення тіла і крила нормальної форми, тобто були гетерозиготними за обома генами. Щоб з’ясувати генотип гібридів першого покоління, Т.Х. Морган провів аналізуюче схрещування: схрестив їх з особинами, гомозиготними за відповідними рецесивними алелями.


Теоретично від такого схрещування можна було очікувати два варіанти розщеплення. Якби гени, що визначають забарвлення тіла і форму крил, були розташовані в негомологічних хромосомах, тобто успадковувалися незалежно, розщеплення мало бути таким: 25% особин із сірим тілом і нормальною формою крил, 25% - із сірим тілом і недорозвиненими крилами, 25% - з чорним тілом і нормальними крилами і 25% - з чорним тілом і недорозвиненими крилами (тобто у співвідношенні 1:1:1:1). Але якби ці гени були розташовані в одній хромосомі та успадковувалися зчеплено, то серед нащадків можна було б очікувати 50% особин із сірим тілом і нормальною формою крил і 50% — з чорним тілом і недорозвиненими крилами (тобто у співвідношенні 1:1).

Реально 41,5% нащадків мали сіре тіло і нормальну форму крил, 41,5% - чорне тіло і недорозвинені крила, 8,5% - сіре тіло і недорозвинені крила і 8,5% - чорне тіло і нормальну форму крил. Отже, розщеплення за фенотипами наближувалося до 1:1 (як у випадку зчепленого успадкування). Але серед нащадків були й два інші варіанти фенотипів, які можна було б очікувати в тому випадку, якби гени забарвлення тіла і форми крил містились у негомологічних хромосомах й успадковувалися незалежно.


Як Т.Х. Морган пояснив ці результати? Він припустив, що гени, які визначають забарвлення тіла мух і форму їхніх крил, розташовані в одній хромосомі й успадковуються зчеплено. Під час утворення статевих клітин у процесі мейозу гомологічні хромосоми здатні обмінюватися своїми ділянками (явище перехресту хромосом, або кросинговер). Як вам відомо, кросинговер підсилює мінливість, забезпечуючи утворення нових варіантів поєднань алелей. При цьому може відбуватись обмін кількома генами або ділянками одного гена.

Явище кросинговеру згодом було доведено за допомогою введення в різні ділянки гомологічних хромосом ізотопних атомів (міток). Після завершення кросинговеру такі мітки, введені в одну з гомологічних хромосом, виявляли у відповідних ділянках іншої.

Дослідження кросинговеру, проведені на різних організмах, виявили такі закономірності:

- сила зчеплення між двома генами, розташованими в одній хромосомі, обернено пропорційна відстані між ними. Отже, чим ця відстань більша, тим частіше відбувається кросинговер;

- частота кросинговеру між двома генами, розташованими в одній хромосомі, є величиною відносно постійною для кожної конкретної пари генів.

На підставі проведених досліджень зроблено важливий висновок — гени розташовані в хромосомі по її довжині в лінійному порядку, тобто один за одним. Згодом відкриття будови молекули ДНК підтвердило це. Як ви пам’ятаєте, в ній у лінійному порядку розташовані окремі мономери - нуклеотиди, якими закодовано спадкову інформацію.

Хоча частота кросинговеру між різними парами зчеплених генів є величиною відносно постійною, на неї можуть впливати деякі фактори зовнішнього і внутрішнього середовища (зміни в будові окремих хромосом, які ускладнюють або унеможливлюють процес кросинговеру, висока або низька температура, рентгенівські промені, деякі хімічні сполуки тощо). У деяких організмів виявлено залежність частоти кросинговеру від віку (наприклад, у дрозофіли) або статі (миші, кури).

2. Що таке генетичні карти хромосом?


Відносну сталість частоти кросинговеру між різними парами генів однієї групи зчеплення використовують як показник відстані між окремими генами, а також для визначення послідовності їхнього розташування в хромосомі. Зокрема, визначення частот кросинговеру між різними парами генів використовують для складання генетичних карт хромосом.

Мал. Схематичне зображення генетичної карти однієї з хромосом помідора

На цих картах зазначено порядок розташування і відносні відстані між генами в певній хромосомі.

3. Що таке хромосомна теорія спадковості?

За результатами своїх досліджень Т.Х. Морган із співробітниками запропонував хромосомну теорію спадковості. За її допомогою з’ясовано матеріальну основу законів спадковості, встановлених Г. Менделем, і те, чому в певних випадках успадковування тих чи інших ознак від них відхиляється. Основні положення хромосомної теорії спадковості такі:

- гени розташовані в хромосомах у лінійному порядку;

- різні хромосоми мають неоднакові набори генів, тобто кожна з негомологічних хромосом має свій унікальний набір генів;

- кожен ген займає в хромосомі певну ділянку; алельні гени займають у гомологічних хромосомах однакові ділянки;

- усі гени однієї хромосоми утворюють групу зчеплення, завдяки чому деякі ознаки успадковуються зчеплено; сила зчеплення між двома генами, розташованими в одній хромосомі, обернено пропорційна відстані між ними;

- зчеплення між генами однієї групи порушується внаслідок обміну ділянками гомологічних хромосом у профазі першого мейотичного поділу (процес кросинговеру);

- кожен біологічний вид характеризується певним набором хромосом (каріотипом) - кількістю та особливостями будови окремих хромосом.

VІ. Практичне застосування набутих знань

Задача

Диплоїдний набір хромосом у клітинах людини – 46, кішки – 38, вівці – 54, корови – 60, шимпанзе – 48, аскариди – 4, гідри – 12, річкового рака – 116, морських одноклітинних радіолярій – 1600. Визначте число груп зчеплення у кожного з перелічених організмів.

VІІ. Корекційно-оцінюючий етап

    Дати відповіді на питання:

1. Що таке зчеплене успадкування?

2. Які цитологічні механізми покладені в основу зчепленого успадкування?

3. Яке значення зчеплене успадкування має для практичної діяльності людини?

4. Чому не завжди гени, які знаходяться в одній хромосомі, успадковуються зчеплено?

VІІІ. Підведення підсумків уроку

1. Підсумок уроку.

2. Домашнє завдання: опрацювати відповідний параграф підручника.

Із цим матеріалом переглядають:
Тема 5. Закономірності успадкування ознак
34. Класичні методи генетичних досліджень
35. Генотип та фенотип. Алелі.
36. Закони Менделя. Ознака як результат взаємодії генів.
37. Закони Менделя. Дигібридне схрещування.
39. Генетика статі й успадкування, зчеплене зі статтю.
40. Практична робота №2. Інструктаж з БЖД. Складання схем схрещування.
41. Форми мінливості. Мутації: види мутацій, причини та наслідки мутацій.
42. Спадкові захворювання людини. Генетичне консультування. Сучасні методи молекулярної генетики. Захист міні-проектів.
43. Контрольна робота.

Тема 6. Еволюція органічного світу


Оберіть клас та предмет:

Рекомендований контент:

Щоб забезпечити вам кращий онлайн-досвід, цей веб-сайт використовує файли cookie.

Використовуючи наш веб-сайт, ви погоджуєтесь на наше використання файлів cookie Детальніше про cookies

Ресурс:

Всі опубліковані на сайті матеріали належать їх авторам. Матеріали розміщено виключно для ознайомлення. При копіювання та використанны інформації зворотнє посилання на сайт lectures.7mile.net  обов'язкове.