Развивающая цель: развитие представлений о закономерностях наследования признаков.
Образовательная цель: сформировать знания о взаимодействии неаллельных генов
(комплементарность, эпистаз, полимерия).
Гуманитарный компонент: изучение “бомбейского” феномена, наследования слуха у человека, пигментации кожи человека.
Региональный компонент: молекулярная диагностика генов, наследственных болезней в институте биохимии и генетики научного центра РАН в городе Уфе.
Умения и навыки: развитие навыка решения генетических задач, умение определять фенотип, генотип родителей и потомства по условию задачи.
Основные понятия: комплементарность, эпистаз, полимерия.
Воспитательная цель: формирование трепетного и бережного отношения к своему организму как носителю уникального генотипа; развитие представлений о влиянии окружающей среды на формирование фенотипа.
Оборудование.
1. Таблицы: “Моногибридное скрещивание”, “Промежуточный характер наследования”, “Группы крови”.
2. Информационный материал “Типы взаимодействия неаллельных генов”.
3. Раздаточный материал с текстом генетических задач.
I. Ориентировочно-мотивационный этап
I. Актуализация знаний
На доске: “Наступивший XXI век, без сомнения, является веком биологии и, в значительной мере, веком…”.
Учитель. Ребята! Сегодняшний урок хотелось бы начать со слов написанных на доске.
(Один из учеников читает вслух).
Задание 1. Какое направление биологии скрывается за многоточием?
Чтобы ответить на этот вопрос, давайте прочитаем слова древнего философа Демокрита:
“…произрождающее семя происходит из всех частей тела, из здоровых – здоровые, а из больных – болезненное…от лысых рождаются лысые, а от голубоглазых – голубоглазые и от уродливых – наичаще уродливые…”.
Эти слова молодой философ высказал еще в пятом веке до нашей эры, пытаясь определить причины такой закономерности. Однако только в 1865 году монаху из г. Брно удалось определить эти закономерности, и он же является основателем науки, которая скрывается за этими словами. Кто этот человек, основателем какой науки он является? (Г. Мендель, наука - генетика.)
Учитель записывает на доске вместо многоточия слово “генетика”.
Задание 2. Почему XXI век должен стать веком генетики?
(Необходимость лечения болезней человека, сохранить уникальность биосферы).
Сейчас в мире очень остро стоит проблема здоровья, которая напрямую связана с состоянием окружающей среды. В геноме человека насчитывается около 35 тыс. генов, изменения в некоторых из них приводят к нескольким тысячам наследственных болезней. Пять процентов населения планеты являются носителями этих болезней. Согласно официальной статистике в Российской Федерации на каждую тысячу рождается от 40-50 детей с врожденными наследственными заболеваниями. В мире очень много усилий прикладывается для решения этой проблемы. Однако здоровье человека зависит от каждого из нас. Поэтому любой человек должен владеть основами чудесной науки – генетики. Предлагаю вспомнить основные генетические понятия.
Задание 3.Организация словарной разминки по основным генетическим понятиям.
- Ген
- Генотип
- Фенотип
- Гомозиготы
- Гетерозиготы
- Аллель
- Аллельные гены
Задание 4. Выберите пару аллельных генов.
На доске: A, b, c, D, B, a, d, C
(A и a, B и b, C и c, D и d)
Задание 5. Какие типы взаимодействия аллельных генов иллюстрируют следующие таблицы?
1. “Моногибридное скрещивание”
2. “Промежуточный характер наследования признаков”
3. “Группы крови”
Ответ:
Таблица № 1- иллюстрирует взаимодействие аллельных генов по типу полного доминирования.
Таблица № 2 - иллюстрирует взаимодействие аллельных генов по типу неполного доминирования.
Таблица № 3 - иллюстрирует взаимодействие аллельных генов по типу кодоминирования, на примере наследования IV группы крови.
Самооценка.
Задание 6. Решить задачу на взаимодействие аллельных генов по типу кодоминирования.
Текст условия задачи. В Индии была описана семья, в которой родители имели вторую и первую группу крови. Оба родителя были гомозиготными по группам крови. Определите возможные фенотипы детей [2]. (Ученики решают задачу).
Решение.
Фенотип Р. I I X I Генотип Р. 
AA X OO Гаметы A O Генотип F1 100% AO Фенотип F1 100% II
Ответ: все дети будут иметь вторую группу крови.
2. Мотивация новой темы
Учитель. Ребята, в реальности дети от этого брака имели четвертую и первую группу крови. Это явление назвали “бомбейский” феномен.
Ребята, определите значение слова “феномен”.
Как можно научно объяснить существование “бомбейского” феномена?
(Ученики испытывают трудность в объяснении.)
Учитель. Наука нашла объяснение этому факту. Следовательно, нам не хватает каких-то знаний, чтобы обосновать этот феномен. Сегодня на уроке мы должны получить новые знания и объяснить это явление. Однако, сначала мы должны определиться с направлением поиска ответа.
Учитель обращает внимание учеников на запись, сделанную на доске:
A, b, c, D, B, a, d, C
В начале урока мы составили с вами аллельные пары, а теперь назовите какие гены можно считать неаллельными.
Ответ учеников: A и B, a и b, D и C, d и c….
Учитель: Ребята, если с позиции взаимодействия аллельных генов мы не можем объяснить “бомбейский” феномен, то, что можно предположить? (В организме многие признаки определяются взаимодействием неаллельных генов).
Следовательно, сегодня на уроке мы познакомимся с типами взаимодействия неаллельных генов. Учитель предлагает записать тему урока в тетрадь.
II. Операционально-исполнительный этап
Учитель. Изучив теоретические основы, мы научимся решать задачи по этой теме, и будем иметь представления о тех признаках, которые наследуются по типу взаимодействия неаллельных генов
(Учитель на каждый стол раздает карточку №1с текстом задач и карточку №2,содержащую научные данные по теме урока).
Задание 1. Ребята! Давайте вернемся к нерешенной задаче на “бомбейский феномен” и попробуем решить ее с учетом условия задачи №1. Прочитать задачу №1.
Текст задачи. У человека группы крови АВО контролируются тремя аллелями одного гена. В популяции встречается редкий мутантный аллель h независимого гена, который в гомозиготном состоянии подавляет действие аллелей А и В, что приводит к фенотипическому проявлению первой группы крови. В Индии была описана семья, в которой родители имели вторую и первую группу крови. Оба родителя были гомозиготными по группам крови. Определите возможные фенотипы детей [2].
Решение задачи
Обозначение генов:
O –I
A – II
B – III
AB – IV
H – ген, не подавляющий действие аллелей по группам крови.
h – ген, подавитель аллелей по группам крови (в гомозиготном состоянии - hh).
Ответ: “Бомбейский” феномен определяется тем, что в генотипе детей есть ген подавляющий действие генов А и В.
Задание 2. Используя карточку №2, прочитать и определить тип взаимодействия генов, определяющий “Бомбейский” феномен. (Эпистаз).
Задание 3. Записать в тетрадь определение понятия “Эпистаз”.
Эпистаз – тип взаимодействия генов, при котором один ген подавляет действие другого неаллельного ему гена.
Ген подавитель называется эпистатическим (супрессором или ингибитором).
Каждый ученик проговаривает определение.
Самооценка.
Задание 4. Прочитать и решить задачу №2.
Текст задачи. У человека врожденная глухота может определяться генами d и e. Для нормального слуха необходимо наличие в генотипе двух доминантных аллелей (D и E). Определите генотипы родителей в семье, где оба родителя глухие, а их семеро детей имеют нормальный слух [2].
Решение задачи
Обозначение генов:
D – ген, определяющий наличие слуха только в присутствии гена - E
d и e – гены, определяющие глухоту
Ответ. Генотипы родителей: Ddee и Eedd
Учитель. В генотипе детей сочетаются два неаллельных доминантных гена, определяющих слух. Ребята, используя текст карточки № 2, определите тип взаимодействия генов, при котором за один признак отвечают два неаллельных гена. (Комплементарность).
Задание 5. Записать в тетрадь определение понятия “комплементарность”.
Комплемнтарность – тип взаимодействия генов, при котором сочетание двух неаллельных генов дает новый фенотип.
Каждый ученик проговаривает определение комплементарности.
Сообщение ученика о значении Института биохимии и генетики научного центра РАН в г. УФЕ в диагностике наследственных болезней (играет большую роль в медико-генетическом консультировании семей, в ранней диагностике и профилактике наследственных болезней).
Самооценка.
Задание 6. Используя текст карточки №2, определите смысл понятия “Полимерия”.
Запишите определение в тетрадь.
Полимерия – тип взаимодействия генов, при котором несколько неаллельных генов отвечают за одно проявление фенотипа.
Учитель. Проговорить определение понятия “Полимерия”.
Полимерные гены обозначаются одной буквой, но с разными индексами: А1, А2, а1, а2
Задание 7. Решить задачу №4 .
Текст задачи. Если негритянка (A1A1A2A2) и белый мужчина (a1 a1 a2 a2) имеют детей, то в какой пропорции можно ожидать появление детей – полных негров, мулатов и белых?[2]
Решение задачи
Обозначение генов:
А1, А2 гены определяющие наличие пигмента
а1, а2 гены определяющие отсутствие пигмента
Ответ. Вероятность появления мулатов - 100%; негров и белокожих – 0 %.
Самооценка.
Задание 8. С какой особенностью наследования генов мы познакомились на уроке?
(взаимодействие неаллельных генов).
Какие типы взаимодействия неаллельных генов мы сегодня изучили?
(Комплементарность, эпистаз, полимерия).
Составьте схему “Типы взаимодействия неаллельных генов”
Схема 1.
Взаимодействие неалейных генов
Проговорить схему и записать в тетрадь.
Вывод. Генотип организма – это система тесно взаимодействующих генов, определяющая его фенотип. На проявление гена в фенотипе большое влияние оказывает окружающая среда.
III. Рефлексивно-оценочный этап
Задание 1.Проговорите схему и определения основных понятий. (Взаимопроверка).
Задание 2. Вспомните фильм “Не валяй дурака!”. В семье русской (белокожей) женщины и русского (белокожего) мужчины родился сын – темнокожий (негр). Мать женщины была белокожей, а отец – темнокожий. Определите, правдоподобна ли эта история с научной точки зрения. Докажите свою версию (решение в группах).
Решение:
- Составьте схему родословной
- Обозначьте фенотипы родителей и детей
- Обозначьте генотипы лиц по условию задачи
- Определите правдоподобность истории.
Ответ. История семьи, рассказанная в фильме неправдоподобная так как: от брака белокожей девушки с негром ребенок должен был родиться мулатом, а по фильму дочь – белокожая.
Рождение внука – негра (темнокожего) генетически невозможно.
Задание 3.Определите типы взаимодействия если:
1. У кур один доминантный ген определяет розовидную форму гребня, другой неаллельный ему ген – гороховидную. Сочетание двух этих генов дает ореховидную форму гребня. (Комплемнтарность).
2. Ген черной окраски зерен овса подавляет действие гена серой окраски.
(Эпистаз).
3. Цвет волос от светлого до темного определяется тремя неаллельными генами. (Полимерия).
4. По какому типу наследуется “Бомбейский” феномен? (Эпистаз)
5. По какому типу наследуется слух у людей. (Комплементарность).
Задание выполняется индивидуально.
Задание 4. Самооценка и взаимооценка.
Домашнее задание: чтение и пересказ параграфа 9.5 (Сонин Н.И.), изучить конспект.
Спасибо за урок!
Список литературы
- Захаров В.Б., Мамонтов С.Г., Сонин Н.И. Общая биология: 10-11 кл. М.: Дрофа.
- Топорнина Н.А., Стволинская Н.С. Генетика человека: Практикум для вузов. – М.: Гуманит. изд. центр ВЛОДОС, 2001.