Урок з теми Основні поняття генетики. Закономірності спадковості. Гібридологічний аналіз: основні типи схрещування та їхні наслідки

Автор: учитель біології НВК «ЛІТ-СШ ІІ ст.» Олександрійської міської ради

Орлова Світлана Вікторівна

Урок № 28/1

Тема: Основні поняття генетики. Закономірності спадковості. Гібридологічний аналіз: основні типи схрещування та їхні наслідки

Мета:  Формування компетентностей:

Предметної: поглибити знання учнів про ген, алельні гени, генотип, фенотип, гомозигота, гетерозигота, спадковість, закономірності спадковості. Розкрити суть гібридологічного аналізу, показати основні типи схрещування організмів

Інформаційно-цифрова: стимулювати учнів до пошуку та обробки інформації

Уміння вчитися впродовж життя: здатність до пошуку та засвоєння нових знань, набуття нових умінь і навичок

Спілкування державною  мовами: здатність усно і письмово описувати факти

Обладнання: горох зелений, жовтий; мультимедійний комплекс; презентація; ментальна карта

Хід уроку

І. Організаційний момент.

Інтелектуальна розминка.  Відгадайте загадку, щоби пробудити мозок й підняти собі настрій:  одне око , один ріг, але не носоріг   (корова виглядає з кута будинку). А тепер, коли всі посміхнулися, з’ясуємо, що об’єднує й корову, й носорога, й нас з вами

ІІ. Актуалізація опорних знань.

У 9 класі ви ознайомилися з базовими поняттями такої науки як генетика. Пропоную їх  пригадати, виконавши вправу «мікрофон» .

На дошці (звичайній або інтерактивній) подано поняття:

-         Генетика

-         Спадковість

-         Мінливість

-         Ген

-         Генотип

-         Фенотип

-         Алелі

-         Ознака

-         Альтернативні ознаки

-         Домінантний алель

-         Рецесивний алель

-         Геном

-         Хромосоми

-         Гомозигота

-         Гетерозигота

Учні дають визначення по черзі. Паралельно створюються ментальні карти

На дошці зображено «уявну» гору.  Учням пропонується за допомогою наліпок зобразити, на якому рівні знань вони зараз знаходяться.

Отже, сьогодні ми згадаємо та поглибимо свої уявлення про основи  та закономірності спадковості.

ІІ. Мотивація навчальної діяльності. Прийом «Відстрочена відгадка»

Поставимо за мету на кінець уроку дати відповідь на запитання:

«Чому одні квіти – червоні, а інші – білі? А волошки завжди сині? Звідки насіннячко знає, що воно має дати синю, а не жовту квітку? А кошенята в кішки не завжди схожі на неї за ко­льором шерсті. Чому? А якщо в одного з батьків очі блакитні, а в іншого – карі, яким буде колір очей у їхньої дитини?» (З казки М. Горькавого про монаха Менделя). Девіз уроку:

Успіх ніколи не буває остаточним,

Помилка ніколи не є смертельною,

Тільки працелюбність береться до уваги.

ІІІ. Вивчення нового матеріалу.

Метод:  розповідь вчителя, викреслювання схеми схрещування на дошці з поясненням вчителя, учні записують схему моногібридного схрещування

Демонстрація презентації

Свої дослідження Г. Мендель розпочав з моногібридного схрещування, за якого батьківські особини різняться проявами од­нієї ознаки. Було взято рослини чистих ліній із жовтим й зеленим забарвленням насіння.(Демонстрація насіння) Схрещування рослин відбувалося шляхом перенесення пилку від квітів рослин, що виросли із жовтих насінин, до квітів рослин, що виросли із зелених насінин, і навпаки. У першому поколінні нащадків усі горошини завжди були лише жовтого кольору. Явище переважання в гібридів першого покоління проявів ознаки одного з батьків Мендель назвав домінуванням ознак (від лат. dominantus – панування), прояв ознаки в гібридів першого покоління – домінантним, а той, що не проявив- ся, – рецесивним (від лат. recessus – відступ). Аналогічні результати було виявлено й у дослідах щодо інших ознак. Так, у разі схрещування рослин з гладеньким і зморшкуватим насінням все потомство мало гладеньке насіння, з пурпуровими і білими квітками – лише пурпурові пелюстки квіток та ін. Одноманітність першого гібридного покоління та виявлення в гібридів лише домінантного прояву ознаки в сучасній генетиці називається першим законом Менделя, або законом одноманітності гібридів першого покоління.

Які ж цитологічні основи І закону Менделя? Для дослідів використовувалися батьківські рослини (Р) чистих ліній, тобто особини, що мають однакові алельні гени і прояви ознак. Усі рослини, що виросли із жовтого насіння, були домінантними гомозиготами (АА), а рослини із зеленого насіння – рецесивними гомозиготами (аа). При статевому розмноженні рослини з жовтого насіння утворювали гамети (G) з алельним геном А, а гамети рослин із зеленого насіння – гамети а. Поєднання таких гамет в зиготі давало генотип Аа, що був однаковим у всіх нащадків – гібридів першого покоління (F1). Отже, ЗАКОН ОДНОМАНІТНОСТІ ГІБРИДІВ ПЕРШОГО ПОКОЛІННЯ формулюється так: під час моногібридного схрещування батьківських особин, що різняться проявами однієї ознаки, у потомстві спостерігаються лише домінантні прояви ознаки, і усі нащадки будуть одноманітними як за генотипом, так і за фенотипом.

Чому серед нащадків спостерігається розщеплення? Під час схрещування гетерози- готних гібридів першого покоління між собою у другому поколінні з’являються особини як з домінантними, так і з рецесивними проявами ознак, тобто виникає розщеплення в певних відношеннях. Розщеплення ознак – явище появи обох проявів ознаки у гібридів другого покоління (F2), отриманих від схрещування гетерозиготних особин. Так, у до- слідах Менделя із 8023 жовтих насінин гороху, отриманих у другому поколінні, було 6022 жовтих і 2001 зелених. Узагальнюючи фактичний матеріал, Мендель дійшов висновку, що у другому поколінні 75 % особин мають домінантний прояв ознаки, а 25 % – рецесивний (розщеплення 3:1). Ця закономірність отримала назву другого закону Менделя, або закону розщеплення . Чому ж відбувається розщеплення? Гібриди першого покоління є гетерозиготами (Аа) і за статевого розмноження утворюють два типи гамет, половина з яких з домінантним алелем (А), половина – з рецесивним (а). Під час запліднення й утворення зиготи вірогідними є чотири можливі комбінації – АА, Аа, Аа, аа, що дають розщеплення за генотипом 1АА:2Аа:1 аа. За зовнішнім проявом особини АА і Аа не різняться, тому розщеплення за фенотипом буде у співвідношенні 3:1. Отже, ЗАКОН РОЗЩЕПЛЕННЯ формулюється так: під час моногібридного схрещування двох гібридів першого покоління, які є гетерозиготами, у потомстві спостерігається розщеплення за фенотипом 3 : 1 і за генотипом 1 : 2 : 1.

У чому сутність закону чистоти гамет?

Оскільки передача прояву ознак здійснюється через гамети, то було сформульовано гіпотезу чи­стоти гамет. Пізніше ця гіпотеза отримала цитологічне пояснення, і в 1902 р. англійський генетик У. Бетсон сформулював закон чистоти гамет: в гібридного (гетерозиготного) організму гамети є «чистими». Як уже зазначалося, в локусах гомологічних хромосом містяться алелі гена. Якщо це гетерозиготна особина, то в одній із гомологічних хромосом міститься домінантний алель, у другій – рецесивний. У разі утворення статевих клітин відбувається мейоз, і в кожну з гамет потрапляє гаплоїдний набір хромосом. Гамети мають лише одну хромосому з кожної пари гомологічних хромосом і, відповідно, лише один ген з кожної пари алельних генів, тобто гамети є чистими. Отже, закон чистоти гамет формулюється так: під час утворення статевих клітин у кожну гамету потрапляє лише один алель з кожної пари алельних генів

ІV. Закріплення матеріалу

Метод: розв’язування типових задач на моногібридне та дигібридне схрещування

Закріплюємо знання І та ІІ законів Менделя; формуємо уміння складати схеми моногібридного схрещування особин. Для складання схем схрещування за умовами генетичних задач слід користуватись таким алгоритмом:

 ▪ визначення кількості ознак, що аналізуються;

 ▪ визначення проявів названих ознак (домінантних, рецесивних, про- міжних);

 ▪ визначення типу схрещування;

 ▪ аналіз фенотипів, описаних у задачі, запис генотипів батьківських особин;

 ▪ визначення і запис можливих варіантів схрещування; ▪ відтворення схеми схрещування;

▪ запис відповіді.

Зразок складання схеми схрещування

Вправа. У людини карий колір очей домінує над блакитним. Гомо­ зиготний кароокий чоловік одружився з блакитноокою жінкою. Який колір очей матимуть їхні діти?

 Дано:

А – кароокість

а – блакитноокість

F1 – ?

Розв’зання

 Це моногібридне схрещування з повним домінуванням

 Р АА × аа

 G А       а

F1 Aa – 100 % (кароокість)

 Відповідь: всі діти матимуть карий колір очей

 Вправи для самостійної роботи

 Вправа 1. У томатів червоний колір домінує над жовтим. Запишіть схему схрещування і визначте, яких нащадків можна очікувати від схрещування:

 Варіант І: а) Aa × Aa; б) AA × Aa.

Варіант ІІ: а) aa × AA; б) Aa × aa.

Молодці!

V.        Рефлексія  

Повернемося до відстроченої загадки, що була поставлена на початку уроку.  Чи можемо тепер дати відповідь?

На яку висоту нашої уявної гори ми можемо тепер піднятися? (діти ліплять наліпки на «гору»)

Д/з опрацювати ментальну карту, вміти пояснювати поняття, знати закони Менделя, вміти складати схеми схрещування. За бажанням-скласти авторську задачу

  

Використана література: В.І. Соболь «Біологія. Підручник для 9 класу загальноосвітніх навчальних закладів»; «Абетка»; Камянець-Подільський,-2017р