Основные генетические закономерности и понятия. Дигибридное скрещивание

1. Продолжить изучение основных генетических понятий.
2. Углубить понимание основных генетических закономерностей .
3. Продолжить формирование умений учащихся в решении генетических задач.
4. Отработать изученные генетические понятия.

Воспитательные задачи:

• продолжить нравственное, гигиеническое воспитание,
• доказывая влияние окружающей среды на наследственность.

Развивающие задачи:

1. обсуждая проблемные вопросы, применяя сравнение анализ,
2. развивать у учащихся логическое мышление
3. и интеллектуальные, творческие способности.

Оборудование урока:

• таблица “Дигибридное скрещивание и его цитологическая;
• основа”, диск “Уроки биологии Кирилла и Мефодия;
• Общая биология. 10 класс. Урок № 29.

Тип урока: комбинированный урок с элементами проблемного обучения и информационных технологий.

Проверка знаний о первом законе Менделя, анализирующем скрещивании и неполном доминировании в процессе беседы на следующие вопросы:

1. Первый закон Менделя. (Закон единообразия гибридов первого поколения.)

2. При скрещивании гетерозигот в потомстве доля гомозиготных особей составляет? (1/2)

3. При скрещивании гетерозигот в потомстве доля особей с доминантными признаками составляет? (3/4)

4. Какое расщепление наблюдается во втором поколении по фенотипу при полном доминировании? (3:1)

5. Какое расщепление наблюдается во втором поколении по генотипу при полном доминировании? (1:2:1)

6. Какое расщепление наблюдается во втором поколении по фенотипу при неполном доминировании? (1:2:1)

7. Какое расщепление наблюдается во втором поколении по генотипу при неполном доминировании? (1:2:1)

8. Особь, генотип которой нужно определить, скрещивается с особью, гомозиготной по рецессивным признакам. Как называется такое скрещивание? (Анализирующее.)

9. Особь имеет генотип Аа. Проводят анализирующее скрещивание. Каков будет результат? (50% потомков будут иметь рецессивные признаки, 50% – доминантные.)

В своих опытах Г. Мендель исследовал характер наследования не только одной, но и двух пар признаков.

Постановка проблемы. Дигибридное скрещивание – это скрещивание особей, отличающихся по двум парам признаков. Как наследование одного признака влияет на характер наследования другого? (Слайд № 3)

При дигибридном скрещивании чистых линий исходные родительские особи гомозиготны по двум парам признаков и имеют генотипы ААВВ и аавв. Каждая гомозиготная особь дает только один тип гамет: АВ и ав.

Схема первого скрещивания.

В результате скрещивания двух чистых линий гибриды первого поколения все одинаковы и похожи на одного из родителей. Закон единообразия гибридов первого поколения соблюдается и в случае дигибридного скрещивания.

Схема второго скрещивания.

Гибриды первого поколения гетерозиготны и образуют четыре типа гамет. Для определения всех возможных при оплодотворении комбинаций гамет и генотипов, которые могут образоваться в этом случае у гибридов второго поколения, построим решетку Пеннета.

F

В результате второго скрещивания получаются особи четырех фенотипических групп:

При этом образуются две новые фенотипические группы с новыми комбинациями признаков (II, III), которых не было у родительских форм. Две пары признаков наследуются во втором поколении независимо друг от друга.

Это явление носит название закона независимого наследования признаков (третий закон Менделя).

При дигибридном скрещивании во втором поколении наследование по каждой паре идет независимо друг от друга. В результате образуются четыре фенотипические группы в соотношении признаков 9:3:3:3:1, причем появляются новые группы с новыми сочетаниями признаков.

Следствия.

1. Если анализ расщепления по двум признакам дает по фенопипу соотношение 9:3:3:1, то исходные родительские особи по этим признакам дигетерозиготны.

2. В общем случае каждый новый ген увеличивает число типов различных гамет вдвое, а число генетических классов (генотипов) втрое. Таким образом, особь, гетерозиготная по n парам генов, может произвести 2 в степепи n типов гамет и 3 в степепи n различных генотипов.

3. Число внешне различающихся классов фенотипов равно числу различных типов гамет при наличии доминирования и числу различных генотипов в отсутствии доминирования.

4. Частоту данного генотипа в потомстве родителей, отличающихся определенным числом независимо наследуемых генов, можно вычислить следующим образом: надо подсчитать вероятность соответствующего генотипа для каждой пары генов отдельно, а затем перемножить.

Закон независимого наследования признаков объясняется поведением негомологичных хромосом в мейозе. Допустим, что у каждой особи имеется только две пары хромосом. Признаки окраски и формы семян находятся в негомологичных хромосомах. У гомозиготных особей в процессе мейоза образуется только один тип гамет, содержащих по две негомологичные хромосомы. В процессе оплодотворения диплоидный набор хромосом восстанавливается, и все гибриды имеют генотип АаВв. Гибридные особи дабт четыре типа гамет по формуле 2²=4 (где степень 2 означает две пары признаков – две пары хромосом). Так как негомологичные хромосомы расходятся произвольно, независимо друг от друга, то образуются типы гамет со следующим сочетанием аллелей: АВ, Ав, аВ. Ав. Слияние попарно четырех типов гамет каждой особи дает 16 вариантов случайного оплодотворения, представленных в решетке Пеннета.

Если учитывать только один из признаков (А или В), то расщепление по каждой паре признаков происходит в соотношении 3:1. Проверим по решетке Пеннета: А-: аа – 12 : 4 = 3 :1, В – : вв =12 : 4 = 3 : 1. Особей с генотипами А-В-, А-вв – ¾, с генотипами А-В-, ааВ – ¾, ñ генотипом аавв – ¼. Закон расщепления по одной паре признаков проявляется и в этом случае.

Вероятности сочетания двух пар признаков в потомстве F2 равны:

А_В_– 9/16, А_вв – 3/16, ааВ_ -3/16, аавв- 1/16.

Таким образом, по фенотипу выделяются 4 группы:

9 А_В_ :3 А_вв : 3 ааВ_ :1 аавв.

Это соотношение называется фенотипическим радикалом дигибридного скрещивания и используется при решение задач.

1. Решение задач на дигибридное скрещивание.

У томатов круглая форма плодов (А) доминирует над грушевидной (а), красная окраска плодов (В) – над желтой (в). Пользуясь генетическими формулами, напишите ход следующих скрещиваний.

1. Растение с красными округлыми плодами скрещено с растением, обладающим грушевидными желтыми плодами. В потомстве все растения дали красные округлые плоды. Каковы генотипы родителей? Гибридов?

2. Фенотипы родителей как в предыдущем опыте, но результат иной. Среди гибридов 25% растений дают красные округлые плоды, 25% – красные грушевидные плоды. 25% – желтые округлые плоды, 25% – желтые грушевидные плоды. Каковы генотипы родителей, гибридов?

3. Фенотипы родителей те же, но результат расщепления иной. В потомстве 50% растений дают красные округлые плоды и 50% – красные грушевидные плоды. Каковы генотипы родителей? Каковы генотипы гибридов?

В первом случае F1 имеет генотип АаВв. Один из родителей производит гаметы АВ, другой– ав. Значит, родительское растение с красными округлыми плодами гомозиготно по двум парам доминантных генов и имеет генотип ААВВ.

Во втором случае генотипы F1: 25% АаВв (красные округлые), 25% Аавв (круглые желтые), 25% ааВв (грушевидные красные), 25% аавв (грушевидные желтые). Один из родителей производит гаметы ав, второй -25% гамет АВ, 25% гамет Ав, 25% гамет аВ, 25% гамет ав. Значит родительское растение с красными округлыми плодами гетерозиготно по генам формы и окраски плодов и имеет генотип АаВв.

В третье случае генотипы F1: 50% АаВв (круглые, красные), 50% ааВв (грушевидные, красные). Один из родителей производит гаметы ав, второй – 50% гамет Ав , 50% гамет аВ. Значит, родительское растение с красными округлыми плодами гетерозиготно по генам формы плодов, гомозиготно по доминантным генам окраски и имеет генотип ААВв.

Дайте краткие ответы на вопросы по теме “Дигибридное скрещивание”

1. Сколько пар гомологичных хромосом отвечают за наследование окраски и формы семян у гороха? (Две пары.)

2. Сколько типов гамет образуется у гороха с желтыми и гладкими семенами, имеющими генотип ААВВ? (Один тип гамет.)

3. Сколько типов гамет образуется у гороха с желтыми и гладкими семенами, имеющими генотип АаВв? (Четыре типа гамет.)

4. Сколько типов гамет образуется у гороха с желтыми и гладкими семенами, имеющими генотип АаВВ? (Два типа гамет.)

5. Сколько различных фенотипов образуется при скрещивании двойных гетерозигот, если аллельные гены расположены в различных парах гомологичных хромосом? (Четыре.)

6. Сколько различных генотипов образуется при скрещивании двойных гетерозигот, если аллельные гены расположены в различных парах гомологичных хромосом? (Девять.)

7. Напишите все возможные генотипы темноволосой женщины с голубыми глазами, если известно, что карий цвет глаз и темные волосы определяются доминантными генами. (ААвв, Аавв.)

8. Какова вероятность рождения голубоглазого светловолосого ребенка от кареглазых и темноволосых гетерозиготных родителей? (1/16)

1. Г.Менделем был установлен закон независимого наследования при дигибридном скрещивании: расщепление по каждой паре генов происходит независимо от других генов.

2. Независимое наследование признаков при дигибридном скрещивании обусловлено независимым расхождением хромосом в ходе мейоза.

3. Знание законов моногибридного скрещивании позволяет решать не только теоретические, но и практические задачи (например, в области сельского хозяйства).

IV. Домашнее задание: изучить параграф 41, решить задачу.

У человека карий цвет глаз доминирует над голубым, а способность владеть правой рукой – над способностью владеть левой рукой. Гены обоих признаков находятся в различных хромосомах. Кареглазый юноша, мать которого была голубоглазой правшой, а отец – кареглазым правшой, женился на голубоглазой левше. Определите генотипы родителей, генотипы и фенотипы потомков. Составьте схему решения задачи. Ответ поясните.