МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕПАРТАМЕНТ ОСВІТИ і НАУКИ

ЛЬВІВСЬКОЇ ОБЛАСНОЇ ДЕРЖАВНОЇ АДМІНІСТРАЦІЇУПРАВЛІННЯ ПРОФЕСІЙНО-ТЕХНІЧНОЇ ОСВІТИ,

КООРДИНАЦІЇ ДІЯЛЬНОСТІ ВИЩИХ НАВЧАЛЬНИХЗАКЛАДІВ І НАУКИ

ВИЩЕ ПРОФЕСІЙНЕ УЧИЛИЩЕ №34 м. СТРИЯ

Воробець Х.М.

Методичні рекомендації щодо вивчення «Генетики»

на уроках біології

Зміст

Вступ

Генетичні поняття

Генетичні схеми

Розрахункові задачі

Задачі на визначення генотипу

Конспекти уроків

Роздатковий матеріал

Використана література

Вступ

Генетика проникла в багато сфер людської діяльності. Без неї не можливі сучасні селекція, медицина, фармакологія, криміналістика. Прогнозуючи ефективність селекції вирішуючи проблему спірного батьківства, ідентифікуючи останки загиблих , визначаючи ймовірність народження хворих дітей, прогнозуючи, яка частина населення дасть атипову реакцію на новий лікарський засіб, фахівці різних галузей вирішують генетичні задачі.

Генетика - точна біологічна наука. Становлення генетики як науки відбувалося під час постановки та вирішення завдань щодо спадкування різноманітних ознак у рослин, тварин, людини. Генотип людини визначають під час медико-генетичного консультування, коли встановлюється ймовірність появи нащадків зі спадковою хворобою. Оволодіння основами генетики як будь якої точної науки не можливе без вирішення теоретичних завдань. Серед розмаїття генетичних задач можна виділити 3 основні групи:

Розрахункові Задачі на визначення генотипу Задачі на встановлення характеру спадкування ознак

Для розв’язання цих задач треба володіти основними генетичними поняттями.

Генетичні поняття

Генетика - точна біологічна наука, яка вивчає спадковість і мінливість, а також власну одиницю вимірювання ген.

У класичній генетиці ген- це одиниця спадковості, яка відповідає за розвиток ознаки. Сукупність генів організму називається генотипом, а сукупність доступних для дослідження ознак-фенотипом. Під контролем генів формуються ознаки генів і модифікуються умови середовища. Іноді для позначення окремої ознаки використовується термін фен. Так утворюються пари понять: генотип, фенотип, ген, фен.

Гени записують за допомогою латинського алфавіту. Для позначення відповідних ознак використовують ті ж букви. Наприклад, А-чорна шерсть,а- біла шерсть; А-ген чорної шерсті, а-ген білої шерсті.

Гени розташовані у відповідних місцях хромосом-локусах. Гени, що займають ідентичні локуси гомологічних хромосом називаються алельними. Алельні гении – парні. Вони позначаються однією тією ж буквою, розрізняючись лише написанням. А і а є алельними генами, А(а) і В(b) – неалельними. Різні варіанти того самого гена називаються алелями.

Домінатні алелі зазвичай записують великими буквами(А, В, С), рецесивні- малими(а,b,с). Організми з однаковими алель ними генами(АА, аа) називають гомозиготними, а з різними алель ними генами – гетерозиготними(Аа).

Генетики вивчають спадковість використовуючи різні схрещування. У моно гібридному схрещуванні аналізують різні варіанти однієї ознаки( колір-жовтий і зелений, зріст-нормальний і карликовий). У полігібридному схрещуванні здійснюють аналіз декількох ознак.

Генетичні схеми

Для запису схрещувань генетики розробили спеціальну символіку:

♀ -жіноча особина, материнський організм.

♂- чоловіча стать, батьківський організм.

Р- батьківське покоління

х- схрещування.

F1, F2- нащадки 1 і 2 поколінь.

Наприклад. З’ясовуючи, як успадковується забарвлення очей у дрозофіли, схрещували мух із червоними та білими очима і аналізували нащадків1 та 2 поколінь.

Р♀ червоні очі х ♂ білі очі

F1 125 ♀ ♀  червоні, 119 ♂♂ червоні

F2 69 ♀♀ червоні, 65 ♂♂ червоні

21 ♀♀ білі, 26 ♂♂ білі.

Якщо відомі генотипи, запис має такий вигляд:

Р ♀ АА х ♂ аа

F1 Аа

F2 1АА: 2Аа: 1аа

Розрахункові задачі

Приклад 1. У золотих рибок ген який обумовлює телескопічні очі, є рецесивними стосовно гена, що відповідає за формування звичайних очей. Займаючись селекцією, акваріуміст спарував чистопорідну жовтогарячу рибку зі звичайними очима і з чистопорідною сірою рибкою, телескопічні очі. У мальків форма очей не визначається. Скільки рибок з телескопічними очима і коли одержить акваріуміст, якщо в нього є можливість виростити 150 особин. Жттєздатність рибок із телескопічними очима вдвічі нижча, ніж у рибок зі звичайними очима.

Розв’язання.

А-звичайні очі

а- телескопічні очі

Генотипи батьків:

АА- звичайні очі

Аа- телескопічні очі

Схрещування: Р АА х аа,

Гамети А а

F1 Аа- звичайні очі

Схрещування: F1 х F1 Аа х Аа

Гамети А,а А, а

F2 1АА звичайні очі: 2Аа звичайні очі:1аа телескопічні очі

Висновок. Телескопічні рибки будуть у другому поколінні. Теоретично вони мають становити 25%, але через знжену життєздатність їх буде близько 12, 5 %, тобто серед 150 вирощених рибок близько 20 будуть мати телескопічні очі.

Задачі на визначення генотипу

У задачах цього типу зазначається характер, спадкування ознак і наводяться генотипи нащадків, за якими необхідно встановити генотипи батьків.

Приклад 2.У кішок смугасте забарвлення шерсті переважає над гладким. Від смугастого кота та чорної кішки народилися 2 смугастих і 3 чорних кошеняти. Визначити генотип кота і кішки.

Розв’язання.

В – смугасте забарвлення

b –чорне забарвлення

Генотип кота невідомий(він може бути гомозиготним-ВB, гетерозиготним – Вb), тому позначимо його за допомогою генотипного радикала В-

Генотип кішки bb

Р♀ bb х ♂ В-

F1 2 кошеняти В-, 3 кошеняти bb

Смугасті кошенята мають принаймі 1 ген дикої В-.

Чорні кошенята є рецесивними гомозиготами bb

За генотипом цих кошенят можна встановити генотип кота.

Так, чорне кошеня 1 ген b одержало від матері, інший такий же ген від батька. Отже кіт має ген b, тобто є гетерозиготним Вb.

Конспекти уроків

Тема. Проміжний характер успадкування. Аналізуючи схрещування.

Мета уроку: розширити знання про основні поняття генетики, поглибити поняття про взаємодію алель них генів, сформувати поняття про проміжний характер успадкування та кодомінування; розвивати вміння працювати з навчальним матеріалом і робити висновки на основі цієї роботи.

Основні поняття:неповне домінування, проміжний характер успадкування, аналізуючи схрещування, кодомінування.

Обладнання:підручники, таблиця ”Проміжний характер успадкування’’ , дидактичний матеріал ”Групи крові’’.

Тип уроку:засвоєння нових знань.

Хід уроку

1.Актуалізація опорних знань учнів

-Які алелі називають домінантними?-Які алелі називають рецесивними?-Що таке гомозигота?-Що таке гетерозигота?

2. Мотивація навчальної діяльності

Отже, Мендель підбирав для схрещування організми, які відрізнялися альтернативними ознаками. Одна з цих ознак була домінантною й проявлялася фонотипічно, а друга ознака була рецесивною й знаходилася в пригніченому стані. Тому гібриди першого покоління були домінантні одноманітні. Але після повторного відкриття законів Менделя вчені почали проводити багато дослідів. У деяких випадках висновки Менделя не підтверджувалися. У чому причина?

3. Повідомлення теми, мети уроку, завдань

4.Сприйняття та засвоєння учнями навчального матеріалу

Провели схрещування рослини нічної красуні з білим і червоним забарвленням віночка. Але в першому поколінні всі рослини мали рожевий колір віночка, а в другому поколінні розщеплення відхилилося від співвідношення 3:1.

Завдання групам

Проаналізуйте текст параграфа на с. 201-202, дайте відповідь на запитання: Чому виникло відхилення від закономірностей, установлених Менделем?

Неповне домінування-явище, коли жоден із алелей повністю не пригнічує прояв рецесивної ознаки.

А отже, фенотипів вираз ознаки має проміжний характер.

Схема досліду

Р-червоний віночок × білий віночок

F1 усі рожеві

Р рожевий віночок рожевий віночок

F2 1 червоний віночок: 2 рожеві віночки: 1 білий віночок

Позначимо:

Ген кольору А – червоний

Віночка а-білий

(А – неповне домінування)

Р ♀ АА × ♂ аа

Гамети

F1

За генотипом: усі Аа

За фенотипом: усі рожеві

Р ♀ Аа × ♂ Аа

Гамети А а А а

F2

А а

А АА Аа

а Аа аа

За генотипом:1АА:2Аа:1аа

За фенотипом:1 червоний: 2 рожевий: 1 білий

Особливістю проміжного успадкування є те, що гетерозиготні особини мають свій фенотипічний прояв – проміжну ознаку.

Самостійна робота учнів

Проаналізуйте роздавальні таблиці ‘’Групи крові” та спробуйте встановити, скільки аллелей відповідає за визначення групп крові.

Кодомінування – обидві алелі повністю проявляються у фенотипах гібридних особин.

Наприклад: групи крові людини.

Алелі гена групп крові

0 – немає аглютиногенів

А- аглютиногени А

В – аглютиногени В

Можливі генотипи:

00 – 1 група крові

ААабо А0 – 2 група крові

ВВ або В0 – 3 група крові

АВ – 4 група крові

Алелі А та В однаковою мірою проявляються у фенотипі – кодомінантні, але обидва домінують над алелем 0.

Методи перевірки генотипу гібридних особин

Аналізуюче схрещування –схрещування особини невідомого генотипу з рецессивною формою.

Воно дає змогу вже в першому поколінні гібридів визначити генотип особини, домінантної за фенотипом. Це має велике значення в селекційній роботі у тваринництві й рослинництві. Аналіз генотипів важливий і в медичній генетиці. Але тут він відбувається у формі аналізу родоводу.

Проаналізувати на с. 203-204 схеми аналізуючого схрещування.

Висновок: якщо особина гомозиготна – у F1 усі гібриди одноманітні; якщо особина гетерозиготна – у F1 розщеплення 1:1.

4.Узагальнення й систематизація знань

Робота в группах

Розв'яжіть задачу.

Дві чорні самки миші схрещені з коричневим самцем. Перша самка принесла в кількох прикладах 9 чорних та 7 коричневих мишенят, а інша – 17 чорних. Які висновки можна зробити щодо успадкування забарвлення мишей? Які генотипи батьків?

1 випадок- співвідношення

9ч.:7 кор= !:1- аналізуючи схрещування, отже, одна самка гетерозиготна.

2 випадок – усі одноманітні- за 1 законом Менделя, самка – гомозиготна.

Позначимо:

Ген кольору шерсті

А – чорна

А- коричнева

Можливі генотипи:

АА- чорна

Аа – чорна

Аа- коричнева

Р ♀ Аа × ♂ аа

Р ♀ АА × ♂ аа

5.Домашнє завдання. Скласти таблицю за параграфом 41

Тип схрещувань Розщеплення за фенотипом

Розщеплення за генотипом

Моногібридне

Дигібридне

Аналізуюче

Розв’язати задачу

Серповидноклітинна анемія успадковується як неповністю домінантна ознака. Гомозиготні особини вмирають дуже рано, гетерозиготні – життєздатні та стійкі до малярії. Яка вірогідність народження дітей, стійких до малярії, у

сім’ї, де один із батьків гетерозиготний стосовно цієї ознаки,а другий – здоровий?

Тема. Відхилення від типових кількісних співвідношень, установлених Г.

Менделем. Хромосомна теорія спадковості Т. Х. Моргана.

Мета уроку: поглибити знання учнів про успадкування ознак, аналізуючи схрещування, розширити знання про кросинговер; сформувати знання про явище зчепленого спадкування, з’ясувати вплив різних чинників на частоту кросинговеру.

Основні поняття: кросинговер, хромосомна теорія спадковості, група зчеплення, морганіда, генетична карта.

Обладнання: модель ДНК, таблиця ”Мейоз’’, підручники, роздавальний матеріал.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Хід уроку

1.Актуалізація опорних знань учнів

Робота в группах

Якому закону чи характеру успадкування відповідають наведені формули розщеплення?

А) за фенотипом:

1:2:1 3:1 1, або 100%

9:3:3:1 1:1

Б) за генотипом:

1:2:1 1, або 100%

1:1 1:2:2:4:1:2:1:2:1

Для чого проводять аналізуюче схрещування?

2.Мотивація навчальної діяльності

Згідно із законами Менеделя, ознаки успадковуються незалежно. Що є умовою цього?(Розташування генів у різних парах хромосом) Отже, хромосоми містять гении. Але ще на початку 20 століття У. Сеттон звернув увагу га те, що число ознак габагато більше за число хромосом.

Робота в группах

Аналіз таблиці ''Кількість хромосом''

Кількість хромосом і кількість ознак не співпадають. Виникає протиріччя – як пов'язані гении і хромосоми?

Повідомлення теми, мети уроку, завдань

3.Сприйняття та засвоєння учнями нового навчального матеріалу

У 1866 році в Сполучених Штатах Америки народився хлопчик, якого назвали Томас. Приблизно за рік до його народження Мендель заклав основи науки, яка потім стала справою життя Томаса Ханта Моргана. У 24 роки він отримав учений ступінь доктора філософії, а у 25 став професором. Спочатку Морган зайнявся ембріологією, але потім вирішив випробувати сили в розв’язанні питань спадковості. Він намагається встановити зв'язок між хромосомами й спадковістю, шукає матеріального носія спадковості.

Т. Морган(1866-1945) – американський зоолог, творець хромосомної теорії спадковості.

Об'єкт дослідження – полодова мушка дрозофіла:

-маленькі розміри;

-короткий розвиток;

-численне потомство;

-вісім хромосом.

Задача. Як пов’язані гени й хромосоми?

Схема досліду

Взяті мушки – сіре тіло, довгі крила, чорн6е тіло, короткі крила.

Р с. т. д. к ✕ ч. т. к. к

F1 с. т. д.к. – генотип (невідомий)

Аналізуюче схрещування

За Менделем

F2 с. т. д. к ч. т. к. к.

25% 25%

с. т. к. к. ч. т. д. к

25% 25%

1:1:1:1

За Морганом

F2 с. т. д. к. ч. т. к. к.

83%

с. т. д. к. ч. т. к. к.

17%

Вихідні ознаки наче зчепилися й спадкуються разом. Відповідь треба було шукати в цитологічних дослідженнях, у будові хромосом. Морган припустив, що ці гени розташовані в одній хромосомі, отже, кожна хромосома – це сукупність генів. Такі гени успадковуються зчеплено.

Група зчеплення- гени, які розташовані в одній хромосомі.

Скільки хромосом у галоїдному наборі, стільки і груп зчеплення.

Завдання групам

Назвати кількість груп зчеплення в хромосомних наборах, що наведені в таблиці. Чому?

Кількість груп зчеплення= кількості хромосом у галоїдному наборі.

Закон зчепленого спадкування: гени, розташовані в одній хромосомі. Спадкуються зчеплено. Але існує відхилення – 17% особин із перекомбінованими ознаками.

Причина: кросинговер – перехрест хромосом із обміном ділянок хромосом.

Цитологічні основи зчепленого успадкування.

Припустімо, що гени розташовані в одній парі хромосом.

Ген кольору А А

В паралельна В- ген довжини крил

Позначимо

А- сіре тіло

А- чорне тіло

В- довгі крила

b- короткі крила

тоді запис має вигляд:

АВ аb

AB ab

P ♀ AB ♂ab

Унаслідок мейозу в кожну гамету потрапляє лише одна хромосома з хромосомної пари.

Гамети AB ab

AB

F1 ab

За фенотипом: сіре тіло, довгі крила – усі

Р ♀ ab ♂AB

ab ab

гамети ab AB ab Ab aB

F2 AB ab Ab aB

Ab ab ab ab

За фенотипом: с. т. ч.т. с. т. ч. т.

д.к. к.к. к.к. д.к

Завдання групам

Прочитавши текст на с. 209, з’ясувати значення кросинговеру.

Кількісні закономірності за кроссинговеру

Роздивіться на табличках малюнок і визначте, дечастіше буде кроссинговер. Зробіть висновки.

1.Сила зчеплення між двома генами обернено пропорційна відстані між ними.

2.Чатсота кроссинговеру між двома зчепленими генами являє собою відносно сталу величену для кожної пари генів.

За одиницю відстані прийнята морганіда.

Морганіда- одиниця відстані між генами в хромосомі.

1% кроссинговеру=1 морганіда- гении розташовані в хромосомах лінійно.

З допомогою цих величин можна складати схеми розташування генів у хромосомах.

Генетична карта- схема відносного розташування генів, які входять до складу однієї групи зчеплення.

4.Узагальнення й систематизація знань

Завдання группам

Користуючись висновками уроку й додатковим матеріалом на партах, спробуйте створити власну хромосомну теорію.

Хромосомна теорія

1. Гени розташовані в хромосомах лінійно.2. Кожен ген у хромосомі займає певну ділянку – локус.3. Усі гении хромосоми утворюють группу зчеплення.4. Сила зчеплення обернено пропорційна відстані між генами.5. Зчеплення між генами порушується в результаті

кроссинговеру.6. Кожен біологічний вид характеризується певним каріотипом.

5.Домашнє завдання

Параграф 43, конспект.

Роздатковий матеріал

Використана література

1. Біологія. За редакцією Мотузного, 2-ге видання, виправлене. Київ ,,Вища школа” 1995 р.

2. Г.Д.Бердишев , І.Ф.Криворучко ,,Медична генетика” Київ 1993 ,,Вища школа”.

3. Біологія . І.В.Барна , М.М.Барна Тернопіль 2000 р.4. Баранов В.С., Горбунова В.Н.//Введение в молекулярную диагностику и

генотерапию наследственных заболеваний. //Спб.: Специальная литература, 1997.

5. Медицинская генетика. // Под ред. Бочкова Н.П. - М.: Мастерство, 2001

6. Орехова. В.А., Лажковская Т.А., Шейбак М.П.//Медицинская генетика. - Минск: Высшая школа, 1999

7. Айала Ф., Кайгер Дж// Современная генетика. В 3-х томах. - М.: Мир, 1987

8. Н. Н. Приходченко, Т. П. Шкурат “Основы генетики человека”, Ростов- на-Дону, 1997 г.