Образовательные задачи:
- Сформировать у школьников понятие "анализирующее скрещивание", познакомить их с сущностью и причинами неполного доминирования (промежуточного наследования). Продолжить развитие у старшеклассников умения записывать схемы скрещивания растений или животных в генном и хромосомном выражении.
- Убедить учащихся в том, что взаимоотношения между генами в клетке и организме не всегда складываются по принципу полного доминирования одного из них.
Воспитательные задачи: продолжить нравственное, гигиеническое воспитание, доказывая опасность наркотиков, алкоголя и курения на наследственность.
Развивающие задачи:
- Обсуждая проблемные вопросы, применяя сравнение, анализ, синтез при самостоятельной работе с учебником и заполнении таблицы, развивать у учащихся логическое мышление и интеллектуальные, творческие способности.
- Продемонстрировать учащимся возможности использования знаний о законах генетики в практике медицины и сельского хозяйства.
Оборудование урока:
- таблица "Моногибридное скрещивание и его цитологическая основа",
- презентация, посвященная анализирующему скрещиванию и промежуточному наследованию.
Этапы урока
I. Актуализация знаний учащихся (стадия вызова).
1. Проверка знаний о первом и втором законах Менделя в процессе беседы на следующие вопросы:
1. Что изучает генетика? (Закономерности наследственности и изменчивости.)
2. Что такое генотип? (Совокупность генов, полученных от родителей.)
3. Что такое фенотип? (Совокупность внешних и внутренних признаков организма.)
4. Каковы генотипы чистых линий гороха с желтыми и зелеными семенами? (АА и аа.)
5. Как называются гены, отвечающие за формирование альтернативных признаков? (Аллельные).
6. Какое количество гомозиготных особей будет в потомстве от скрещивания гетерозигот? (50%.)
7. Как называются особи, в потомстве у которых обнаруживается расщепление признаков? (Гетерозиготы.)
8. В чем суть гипотезы чистоты гамет? (Гаметы чисты, несут только одну аллель гена.)
9. Формулировка первого закона Менделя. (Закон единообразия первого поколения.)
10. Формулировка второго закона Менделя. (Закон расщепления. В потомстве, полученном от скрещивания гибридов первого поколении я, в случае полного доминирования наблюдается расщеплениие в соотношении 3:1, 3/4 особей имеют доминантные признаки, 1/4 - рецессивные.)
2. Решение задачи.
На звероферме в течение нескольких лет от одной пары норок был получен приплод в 225 особей. Из них 167 имели коричневый мех, а 58 - голубовато-серый. Определите, какой из признаков является доминантным? Каковы генотипы и фенотипы родителей и потомства?
II. Изучение нового материала. Стадия осмысления.
1. Проблемная беседа об анализирующем скрещивании.
Знание законов наследования, открытых Менделем, имеет большое значение для развития сельского хозяйства и медицины. Ученые, создающие новые породы домашних животных и сорта культурных растений, подбирают родительские пары с учетом доминирования признаков, их расщепления в F2,независимого распределения. Им необходимо знать, гомо- или гетерозиготные организмы отобраны для селекционной работы. Можно ли быть уверенным, что исходные формы гомозиготны, если мы знаем лишь их фенотипы? Например, для посева вы взяли желтые семена гороха, - а какой они имеют генотип? Как узнать его? Для этой цели используют метод анализирующего скрещивания - скрещивание исследуемой особи с рецессивной исходной формой. Так, растение гороха, выросшее из желтых семян с неизвестным генотипом, скрещивают с растением, полученным из зеленых семян с известным генотипом. Так, как все половые клетки гомозиготного рецессива несут рецессивный ген (а), то характер расщепления в потомстве по фенотипу будет соответствовать качеству гамет исследуемого родителя. Если в потомстве анализирующего скрещивания отношение желтых и зеленых горошин будет 1:1, значит, генотип исследуемого родителя гетерозиготный (Аа). Если в потомстве все семена гороха имеют только желтую окраску, то исследуемый родитель гомозиготен (АА).
Из этих примеров видно, что особи, гомозиготные по доминантному гену, расщепления в F1 не дают, а гетерозиготные особи при скрещивании с гомозиготной особью дают расщеплении уже в F1.
2. Рассказ учителя о неполном доминировании.
Если гетерозиготные гибриды первого поколения имеют одинаковый фенотип и похожи на одну из родительских особей, то в этом случае имеет место полное доминирование. Расщепление во втором поколении по фенотипу 3:1.
Доминантный признак не всегда полностью подавляет рецессивный, поэтому возможно появление промежуточных признаков у гибридов. Это явление получило название неполное доминирование. Во втором поколении расщепление по фенотипу и генотипу совпадает и равно 1:2:1.
Так, например, при скрещивании двух чистых линий ночной красавицы с красными и белыми цветками первое поколение гибридов оказывается розовым. Происходит неполное доминирование признака окраски, и красный цвет лишь частично подавляет белый. Во втором поколении расщепление признаков по фенотипу оказывается равным расщеплению по генотипу.
У человека неполное доминирование проявляется при наследовании структуры волос. Ген курчавых волос доминирует над геном прямых волос не в полной мере. И у гетерозигот наблюдается промежуточное проявление признака - волнистые волосы.
Иногда расщепление признаков во втором поколении может отклоняться от ожидаемых (3:1 - при полном доминировании, 1:2:1 - при неполном доминировании) результатов. Это связано с тем,что в некоторых случаях гомозиготы по одному из признаков оказываются нежизнеспособными. В этом случае говорят о летальных генах. Один ген может оказывать влияние на другие признаки, в результате чего снижается работоспособность. Например, серые каракульские овцы, гомозиготные по доминантному признаку серой окраски, погибают после рождения из-за недоразвития желудка. Другим примером доминантного летального гена является брахидактилия у человека ( укороченные пальцы). Гомозиготы по данному гену погибают на ранних стадиях развития зародыша, а признак проявляется только у гетерозигот.
Примером рецессивного летального гена является ген серповидно - клеточной анемии у человека. В норме эритроциты человека имеют форму двояковогнутого диска. При серповидно - клеточной анемии они приобретают вид серпа, а физиологический эффект выражается острой анемией и снижением количества кислорода, переносимого кровью. У гетерозигот заболевание не проявляется, эритроциты тем не менее все же имеют измененную форму. Гомозиготы по этому признаку в 95% случаев гибнут в раннем возрасте из - за кислородной недостаточности, а гетерозиготы вполне жизнеспособны.
III. Стадия рефлексии.
Подведение итогов урока с обсуждением вопросов и заданий для учащихся, составление сравнительной диаграммы, решение задач.
1. Сравнительная диаграмма.
| Полное доминирование | СХОДСТВО | Неполное доминирование |
| 1. Потомки имеют фенотип точно соответствующий фенотипу одного из родителей. | Единообразие гибридов первого поколения. | 1. Гетерозиготные потомки имеют промежуточный фенотип. |
| 2. Во втором поколении наблюдается расщепление по фенотипу в соотношении 3:1. | 2. Во втором поколении наблюдается расщепление по фенотипу в соотношении 1:2:1: | |
| Во втором поколении наблюдается расщепление по генотипу в соотношении 1:2:1. |
2. Решение задач на анализирующее скрещивание и промежуточное наследование.
Задача 1. У собак короткая шерсть доминирует над длинной. Охотник купил собаку с короткой шерстью и хочет быть уверен, что она не несет генов длинной шерсти. Какого партнера по фенотипу и генотипу надо подобрать для скрещивания, чтобы проверить генотип купленной собаки? Составьте схему скрещивания. Какой должен быть результат, если собака чистопородная?
Задача 2. Цистинурия - наследственное заболевание, связанное с образованием цистиновых камней в почках. Этот признак рецессивен. Но у гетерозигот наблюдается повышенное содержание цистина в моче. Определите возможные формы проявления заболевания у детей в семье, если один из супругов имел повышенное содержание цистина в моче, а другой - страдал почечно - каменной болезнью. Составьте схему скрещивания и определите генотипы родителей и возможные генотипы у детей.
3. Заключительная беседа.
1. В чем заключается практическое значение анализирующего скрещивания?
2. Почему при анализирующем скрещивании одна из родительских особей обязательно должна быть гомозиготной по рецессивной аллели данного гена?
3. Является ли достаточным для формулирования каких- либо выводов при анализирующем скрещивании получение всего лишь одного потомка-гибрида первого поколения? Если достаточно, то в какой ситуации?
4. Почему при промежуточном наследовании расщепление по фенотипу и генотипу совпадает?
4. Выводы урока.
1.Знание законов моногибридного скрещивании позволяет решать не только теоретические, но и практические задачи (например, в области сельского хозяйства)
2. Анализирующее скрещивание позволяет определить генотип одного из родителей по фенотипам потомков и с учетом генотипа второго родителя.
3. При промежуточном наследовании не наблюдается полного доминирования одного гена.
IV. Домашнее задание: изучить параграф 40.