Дигибридное скрещивание. Третий закон Менделя - НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ И ИЗМЕНЧИВОСТЬ ОРГАНИЗМОВ - 10 класс

Цели урока:

образовательная: ознакомить учащихся с закономерностями наследственности при ди- полигибридном скрещиваниях;

развивающая: развивать логическое мышление, память и внимание; закрепить умения анализировать, обобщать и делать выводы;

воспитательная: формировать у учащихся ценностное отношение к работам известных ученых.

Тип урока: комбинированный.

Методы обучения: словесные (беседа с опорой на полученные ранее знания, рассказ), наглядный (презентация), практический (решение задач).

Формы деятельности учащихся: индивидуальная, фронтальная.

Основные термины, понятия: ген, гаметы, мейоз, гомологичные хромосомы, набор хромосом, генетика, наследственность, изменчивость, гибрид, гибридизация, кариотип, набор хромосом, чистые линии, альтернативные признаки, моногибридное скрещивание, доминантный признак, рецессивный признак, фенотип, генотип, аллельные гены, локус, гомозигота, гетерозигота, дигибридное скрещивание, дигомозигота, дигетерозигота.

Материалы и оборудование: компьютер, проектор, PowerPoint-презентация, раздаточный материал (задачи).

Перечень знаний, умений, навыков, которые предполагается развивать на данном уроке:

характеризовать законы наследственности, установленные Г. Менделем;

овладевать умением решать биологические задачи;

обосновывать закономерности наследования признаков у организмов.

1. Организационный момент

Ø Деятельность учителя

Проверяет готовность класса к уроку, знакомит с темой и планом урока.

Ø Деятельность учащихся

Записывают дату и тему урока в рабочие тетради.

1. Проверка домашнего задания

Ø Деятельность учителя

Предлагает трем-четырем учащимся написать терминологический диктант. Одновременно вызывает нескольких учащихся к доске и предлагает им решить задачи.

Терминологический диктант

Термин	Формулировка
Наследственность	Свойство всех живых организмов сохранять и передавать свои признаки и свойства последующим поколениям
Генотип	Совокупность наследственных задатков (генов) организма
Альтернативные признаки	Взаимоисключающие признаки, которые обычно не могут присутствовать у организма одновременно
Гомозигота	Диплоидный организм (или клетка), несущий одинаковые аллели в гомологичных хромосомах
Изменчивость	Способность организмов в процессе жизнедеятельности приобретать новые признаки и терять старые под воздействием различных факторов
Фенотип	Совокупность всех признаков и свойств организма
Аллели (аллельные гены)	Различные формы одного и того же гена, расположенные в одинаковых участках гомологичных хромосом и определяющие альтернативные варианты развития одного и того же признака
Чистые линии	Организмы и их потомки в ряду поколений, которые не изменяются по внешнему виду и не дают расщепления
Гетерозигота	Диплоидный организм (или клетка), несущий разные аллели в гомологичных хромосомах
Гибрид	Организм (клетка), полученный вследствие скрещивания генетически различающихся форм

Задачи

1. У человека карий цвет глаз доминирует над голубым. Кареглазая женщина, у отца которой были голубые глаза, а у матери — карие, вышла замуж за голубоглазого мужчину, родители которого имели карие глаза. У них родился кареглазый ребенок. Определите генотипы всех указанных лиц.
2. У свиней белая щетина доминирует над черной. При анализирующем скрещивании в потомстве оказалось 15 черных и 14 белых поросят. Определите генотипы родителей.
3. У гороха красная окраска цветков доминирует над белой. Гомозиготное красноцветковое растение опылили пыльцой белоцветкового. Получили гибриды первого поколения. От самоопыления их получено 96 растений.

• Сколько типов гамет образует гибрид первого поколения?
• Сколько различных генотипов образуется во втором поколении?
• Сколько доминантных гомозигот получили во втором поколении?
• Сколько получили гомозиготных растений во втором поколении?
• Сколько растений во втором поколении было с красными цветками?

III. Актуализация знаний, постановка проблемы

Ø Деятельность учителя

Рассказывает учащимся, что в рассмотренных ранее опыта Г. Мендель анализировал результаты скрещиваний, при который родительские формы отличались только по одному альтернатив ному признаку.

Ставит проблемный вопрос: что же происходит, когда одновременно рассматриваются два и более признака?

Ø Деятельность учащихся

Слушают учителя.

1. Изучение нового материала

Ø Деятельность учителя

Продолжает рассказ. Предлагает учащимся зарисовать схем скрещивания.

Для ответа на этот вопрос Г. Мендель провел дигибридное скрещивание, при котором анализировались уже две пары альтернативных признаков. Он скрестил гомозиготные растения гороха, отличающиеся по двум парам альтернативных признаков (цвет и форма семян): семена желтые гладкие и семена зеленые морщинистые.

Согласно правилу доминирования и закону единообразия гибридов первого поколения, все потомство состояло из растений с гладкими желтыми семенами.

После самоопыления гибридов F₁ во втором поколении наблюдалось расщепление признаков с образованием четырех фенотипических классов. При количественном учете полученного потомства оказалось, что желтых гладких семян — 315, желтых морщинистых — 101, зеленых гладких — 108 и зеленых морщинистых — 32, На основании этого эксперимента Мендель сделал вывод, что при скрещивании дигетерозиготных особей первого поколения во втором поколении получается расщепление:

• желтые гладкие семена — 9;
• желтые морщинистые — 3;
• зеленые гладкие — 3;
• зеленые морщинистые — 1.

Чтобы выяснить, как ведет себя каждая пара аллелей в потомстве дигетерозиготы, Мендель проанализировал численные соотношения потомства по каждой паре альтернативных признаков в отдельности — по форме и окраске семян. Из 556 семян было получено 423 гладких + 133 морщинистых и 416 желтых + 140 зеленых. Так ученый обнаружил следующую закономерность: в случае признака окраски семян в сумме получается 12 частей с желтыми семенами (9 + 3) и 4 части — с зелеными (3 + 1), и соотношение между этими признаками будет 3 : 1. Аналогичные вычисления можно произвести со второй парой альтернативных признаков (гладкие и морщинистые семена): 12 круглых (9 + 3) и 4 морщинистых (3 + 1). В этом случае расщепление также будет 3 : 1.

Таким образом, формулу расщепления 9 : 3 : 3 : 1 можно представить в виде (3 + 1)². Следовательно, при дигибридном скрещивании (АаВb х АаВb) мы имеем дело с сочетанием двух отдельных независимых друг от друга моногибридных скрещиваний:

9 А_В_ + 3ааВ_ + 3 A_bb + 1aabb = (3 А_ + 1aa) (3В_ + 1bb).

При этом в F₂ образуется потомство как чисто родительского типа, так и с новым сочетанием признаков. Так, в опыте Г. Менделя исходные формы гороха имели семена желтые гладкие и зеленые морщинистые, а в F₂ получено не только сочетание признаков, как у родителей, но и растения с желтыми морщинистыми и зелеными гладкими семенами. Таким образом, каждая пара признаков ведет себя в ряду поколений независимо друг от друга, в результате чего среди потомства появляются особи с новым сочетанием признаков.

Ø Деятельность учащихся

Слушают учителя. Зарисовывают схемы скрещивания.

Ø Деятельность учителя

Продолжает объяснение.

На основании этого эксперимента был сформулирован третий закон Менделя - закон независимого наследования признаков (иначе — независимого комбинирования генов): при скрещивании особей, отличающихся друг от друга по двум или более парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях.

Рассмотрим цитологические основы дигибридного скрещивания. Гены, определяющие цвет и форму семян гороха располагаются на разных, негомологичных, хромосомах. Проанализируем поведение этих хромосом при дигибридном скрещивании.

При образовании гамет в каждую половую клетку попадает лишь одна из гомологичных хромосом. В профазе мейоза гомологичные хромосомы конъюгируют, а в анафазе одна из гомологичных хромосом отходит к одному полюсу клетки, а другая — к другому. Причем негомологичные хромосомы комбинируются у полюсов случайно и независимо друг от друга. Поэтому у гетерозиготного организма при образовании гамет возможны четыре сочетания различных аллелей двух генов: АВ, Ab, аВ, ab. Образование всех четырех типов гамет равновероятно, т. е. все они образуются в равных количествах. Соединение гамет при оплодотворении также происходит с равной вероятностью, в результате чего в F₂ появляется потомство со всевозможными сочетаниями признаков в соотношении 9 : 3 : 3 : 1.

Ø Деятельность учащихся

Записывают в рабочие тетради формулировку третьего закона Менделя.

1. Закрепление изученного материала

Ø Деятельность учителя

Предлагает решить задачи по теме урока. В ходе работы отвечает на вопросы учащихся по новому материалу.

Задачи

1. У свиней белая щетина доминирует над черной, а мохнатые уши — над нормальными. Скрещивали свиней, дигетерозиготных по этим признакам, и получили 96 поросят.

• Сколько родилось черных поросят?
• Сколько родилось белых поросят с нормальными ушами?
• Сколько разных генотипов среди черных поросят с мохнатыми ушами?

2. Определите количество фенотипических и генотипических классов, ожидаемых от скрещиваний (при условии полного доминирования аллельных и независимого наследования неаллельных генов):

а) Аа х Аа;

б) АаВbСС х АаВbсс;

в) AaBbCc х АаВbСс;

г) AaBbCcDdee х AaBbCcddee.

3. У кур черная окраска оперения определяется геном Е, бурая — е, наличие хохла — С, отсутствие его — с. Бурый хохлатый петух скрещен с черной курицей без хохла. В их потомстве половина цыплят бурых хохлатых. Каковы генотипы родителей — петуха и курицы?

Ø Деятельность учащихся

Решают задачи, задают вопросы.

1. VI. Подведение итогов урока. Рефлексия

Для того чтобы закончить урок на положительной ноте, можно воспользоваться одним из вариантов упражнения “Комплимент” (комплимент-похвала, комплимент деловым качествам, комплимент в чувствах): учащиеся оценивают вклад друг друга в урок и благодарят друг друга и учителя за проведенный урок. Такой вариант окончания урока дает возможность удовлетворения потребности в признании личностной значимости каждого.

VII. Домашнее задание

Ø Деятельность учителя

Задает домашнее задание:

— изучить § 46 учебного пособия, ответить на вопросы после параграфа;

— решить задачу (на усмотрение учителя).

Ø Деятельность учащихся

Записывают в дневники домашнее задание.