Урок по теме «Генетика пола и наследование, сцепленное с полом». 9-й класс

Разделы: Биология

Цель: изучить особенности генетического определения пола у различных групп организмов, а также наследование некоторых признаков сцепленных с полом.

Задачи:

образовательные:

  • актуализировать ранее полученные знания;
  • систематизация теоретических знаний по теме “Взаимодействие неаллельных генов”;
  • изучить хромосомный механизм определения пола;
  • знать особенности наследования признаков, связанных с полом;
  • рассмотреть некоторые патологические признаки заболеваний, гены которых локализованы в половых хромосомах;

развивающие:

  • продолжить формирование умений и навыков, необходимых для решения генетических задач;
  • выработка умений самостоятельного составления блок-схемы;
  • способствовать пониманию необходимости знания истории своей семьи;
  • развивать умение анализировать, сравнивать и обобщать, используя дополнительную литературу и информационные технологии;

воспитательные:

  • повысить восприимчивость учащихся к вопросам сохранения своего здоровья и здоровья других людей;
  • формирование коммуникативной компетенции.

Вид учебного занятия: урок.

Тип урока: урок комплексного применения знаний, умений, навыков.

Межпредметные связи:

  • обеспечивающие учебные дисциплины: информатика, анатомия и физиология человека, ботаника, зоология, история, математика;
  • обеспечиваемые дисциплины : различные сельскохозяйственные науки, медицина, селекция.

Программное обеспечение:

  • Microsoft Office Word, Microsoft Office Power Point,
  • Технические средства обучения : мультимедийный проектор,
  • Интерактивная доска, флеш-анимации с электронного пособия образовательного комплекса 1с:школа 9 класс (к УМК И.Н.Пономарёвой Издательский центр «Вентана-Граф»)

Используемая литература:

основная:

  1. Биология 9 класс
  2. Пономарева И.Н., Корнилова О.А., Симонова Л.В.– М. “ Вентана — Граф”,2011г.
  3. дополнительная для учащихся:
  4. Докинз Р. Эгоистичный ген: Пер. с анг.-М:Мир,1993г.
  5. Ланцман М.Н. Большой медицинский справочник : Новейшая версия. :РИПОЛ классик,2005г.
  6. Медников Б.М. Биология:формы и уровни жизни: Пособие для учащихся.-М:Просвещение,1994г;
  7. Петровский Б.В. Популярная медицинская энциклопедия. Т.1;-М.: “Советская энциклопедия”,1987г.
  8. Трибис Е. Законы живой природы.- М.:РИПОЛ КЛАССИК, 2002г;
  9. Тарасенко Н.Д., Лушанова Г.И. Что вы знаете о своей наследственности?- Новосибирск:Наука., 1991г;
  10. Франк-Каменецкий М.Д .Самая главная молекула-2-е изд., перераб. И доп.- М.:Наука.,1988.

для учителя:

  1. Бодрова Н.Ф. Изучение курса “Общая биология” в 10-11 классах. Поурочное планирование в 2-х ч.- Воронеж: Воронежский государственный педагогический университет, 2005г.
  2. Вагина Л.А., Дорошенко Е.Ю, Хуртова Т.В. Школа молодого учителя , в 2-х ч.- Волгоград: Учитель, 2007г.
  3. Гаврилова А.Ю. Биология.10: поурочные планы по учебнику Д.К.Беляева, П.М.Бородина в 2-х ч.-2-е изд., стереотип.-Волгоград:Учитель,2008г.
  4. Галеева Н.Л.Современный кабинет биологии: Работа учителя на основе диагностики личностно-ориентированного образовательного процесса.-М.:5 за знания, 2005г;
  5. Маркина В.В. Общая биология: учебное пособие .- М.:Дрофа, 20078г.
  6. Сухова Т.С. Урок биологии: Технологии развивающего обучения.-М.:Вентана-Граф,2005г.-112.

Нормативно-техническая документация:

  1. Стандарт среднего (полного) общего образования по биологии ;
  2. Программа по биологии среднего (полного) общего образования линия Пономарёвой И.Н. и др.
  3. Техника безопасности в кабинете биологии.

ПЛАН УРОКА.

I. Организационный момент (2 мин)

Проверка личного состава учащихся и визуальной готовности класса к уроку.

Я рада вас приветствовать на уроке. Мы сегодня будем работать вместе и надеюсь, говорить на одном языке – языке удивительной науки биологии. В конце урока вы сами оцените степень своего участия в обсуждении и изучении материала.

II.Фронтальная беседа (5 минут) (Слайд № 1)

1. Назовите три закона Г. Менделя?

2. Каких правил придерживался Г. Мендель при проведении своих опытов?

3. Сформулируйте закон чистоты гамет. Кому принадлежит открытие этого закона?

4. Всегда ли признаки можно чётко разделить на доминантные и рецессивные?

5. Какое название получило это явление?

6. Всегда ли по фенотипу можно определить, какие гены содержит данная особь? Приведите пример.

7. Можно ли установить генотип особей, которые не различаются по фенотипу? Какой метод используют для этого?

8. Какими особенностями характеризуется дигибридное скрещивание?

9. Всегда ли справедлив закон независимого наследования, т.е. III закон Г. Менделя?

Молодцы! С этим этапом работы Вы справились

— Сегодня на уроке мы продолжим знакомство с генетикой. “Генетика – наука, объясняющая, почему ты похож на своего отца, если похож, и почему не похож на него, если так получилось”. Станислав Ежи Лец (слайд № 2)

— В этом шуточном определении известного польского писателя – юмориста есть и вполне серьезная мысль: генетика – наука о наследственности.

Это наука сравнительно молодая, в этом году ей исполняется всего 110 лет, но можно смело утверждать, что она произвела революцию в биологии и стала основой всех биологических наук. От Менделевской и Моргановской генетики человечество пришло к геномике.

Объявляется тема, цели урока и примерный порядок работы (слайды №3 – 4 )(записывают тему в опорный конспект).

II. Изучение новой темы (25 минут )

Генетика пола – важное и интересное направление современной генетики. Проблема происхождения половых различий, механизмов определения пола и поддержания определенного соотношения полов в группах животных организмов очень важна и для теоретической биологии, и для практики. Рассмотрим хромосомный набор человека. Он содержит 22 пары хромосом, одинаковых у мужского и женского организма, и одну пару хромосом, по которой различаются оба пола. Хромосомы, одинаковые у обоих полов, называют аутосомами. Хромосомы, по которым мужской и женский пол отличаются друг от друга — это половые или гетерохромосомы. (Слайд №5) (записывают в опорный конспект).Половые хромосомы у женщин одинаковы, их называют Х-хромосомами. У мужчин имеется Х-хромосома и одна Y-хромосома.

В результате гаметогенеза все яйцеклетки имеют по одной Х-хромосоме, а сперматозоиды — гаметы двух сортов: половина несет Х-хромосому, половина — Y-хромосому. Пол потомка зависит от того, какой спермий оплодотворит яйцеклетку. Если яйцеклетка оплодотворяется сперматозоидом, несущим Х-хромосому, развивается женский организм. Если яйцеклетка оплодотворяется сперматозоидом, несущим Y-хромосому, развивается мужской организм. В результате случайного оплодотворения половина гамет получает Х-хромосому, другая половина Y-хромосому. Поэтому у раздельнополых организмов соотношение полов обычно составляет 1:1, т.е. самцы и самки встречаются одинаково часто(слайд № 6).

Женщины (XХ) имеют одну Х-хромосому от отца и одну Х-хромосому от матери. Мужчина (XY) получает Х-хромосому только от матери. Этим обусловлена особенность наследования генов, расположенных в половых хромосомах.

Пол, содержащий в своих клетках две Х-хромосомы, называется гомогаметным, так как он дает все гаметы одинаковые, а содержащий и Х- и Y-хромосомы, образующий два типа гамет — гетерогаметным. (записывают в опорный конспект).

Детерминация развития пола. (Слайд №7).

1. У человека, большинства позвоночных, дрозофил, многих насекомых и двудомных растений гомогаметным является женский пол (XX), а гетерогаметным — мужской пол.

2. У птиц гомогаметным является мужской пол (XX), а гетерогаметным — женский пол (ХУ). Половые хромосомы у этих видов иногда обозначают буквами W и Z, при этом самцы обозначаются символами ZZ, а самки WZ.

3. У прямокрылых (кузнечиков) гомогаметным является женский пол (XX), а моногаметным — мужской пол (ХО).

4. Гаплоидия широко распространена у пчел и муравьев. У этих организмов нет половых хромосом: самки — это диплоидные особи, а самцы — гаплоидные.

5. У некоторых животных определение пола зависит от внешних условий. (Слайд №8).Например, у морского червя бонелии, особи, которые в личиночной стадии остаются свободно плавающими, становятся самками, а личинки, прикрепившиеся к телу взрослой самки, превращаются в самцов в результате мускулинизирующего действия гормона, выделяемого самкой.

Признаки, наследуемые с половыми хромосомами X и У, получили название сцепленных с полом. (Слайд №9).

Y-хромосому часто называют генетически инертной или генетически пустой, так как в ней очень мало генов. У человека на У-хромосоме располагается ряд генов, регулирующих сперматогенез, проявления антигенов гистосовместимости , влияющих на размер зубов и т. д. Известны аномалии, сцепленные с Y-хромосомой, которые от отца передаются всем сыновьям (чешуйчатость кожи, перепончатые пальцы, сильное оволосение на ушах). У-хромосома передается от отца всем его сыновьям, и только им. Следовательно, для генов, содержащихся только в У-хромосоме, характерно голандрическое наследование, т. е. они передаются только от отца к сыну и проявляются у самцов.

Х-хромосома несет много различных признаков. Описано более 370 болезней сцепленных с ней. В женском организме (XX) каждый признак по генам, будет являться либо гомо-, либо гетерозиготным. Поскольку у особей мужского пола одна Х-хромосома, то все локализованные в ней гены, даже рецессивные, сразу же проявляются в фенотипе.

У человека некоторые патологические состояния наследуются сцеплено с полом. К ним относится, например, гемофилия (повышенная кровоточивость), дальтонизм (аномалия зрения, при которой человек недостаточно различает красный и зеленый цвета). (Слайд №10). Дальтонизм, частичная цветовая слепота, один из видов нарушения цветового зрения. Это заболевание впервые описано в 1794г. Дальтонизм встречается у 8% мужчин и у 0,5% женщин (тест на дальтонизм слайд № 11). (записывают в опорный конспект).

Гемофилия — сцепленное с полом рецессивное заболевание, при котором нарушается образование фактора VIII, ускоряющего свертывание крови. (Слайд презентации №12). (записывают в опорный конспект).

Ген находится в Х-хромосоме. Кровоточивость при гемофилии проявляется с раннего детства. Даже лёгкие ушибы вызывают обширные кровоизлияния — подкожные, внутримышечные. Порезы, удаление зуба и др. сопровождаются опасными для жизни кровотечениями, могут вызвать смерть. Эта патологическая мутация в гене F8C была в генотипе наследника царского престола русского царя Алексея. (Слайд №13). Молекулярный дефект в Х- хромосоме способен самым жестоким образом распоряжаться жизнью многих поколений его потомков. Гемофилия А поражает почти исключительно людей мужского пола. В среднем, один из 10 000 мальчиков рождается с этой патологией, и только в 70% случаев в его родословной можно найти указания на наследственную передачу мутантного гена. Это значит, что для каждой третьей семьи, в которой случилось такое несчастье, последнее является полной неожиданностью.

Рассмотрим родословную потомков английской королевы Виктории. Предполагают, что ген гемофилии возник в результате мутации у самой королевы Виктории или у одного из ее родителей (слайд №14).

Решение задач на наследование признаков, сцепленных с генами

Флеш — анимация с использованием образовательного комплекса 1с: школа (к УМК И.Н.Пономарёвой Издательский центр «Вентана-Граф») (Слайд 15-16). (записывают обозначения и решение задачи в опорный конспект)

III. Закрепление (5 минут)

1. (Слайд 17-18) Раскройте плутовство

За последние 20 лет эту процедуру в России прошли 12 тысяч спортсменов и сняты с соревнований 16 человек. В спортивных состязаниях отдельные мужчины пытаются выиграть у женщин, перевоплощаясь в женское обличье. Предположите способ определения пола, который бы исключал любые ошибки (Хромосомный анализ соскоба клеток из ротовой полости позволяет с точностью определить наличие Y-хромосомы)

2. Работа с аналогичными заданиями ГИА. Выбрать один правильный ответ из четырех (Слайд 18-26)

XX — женский организм, XY — мужской организм

XY — женский организм, XX — мужской организм

XX — женский организм, ХО — мужской организм

ХО — женский организм, XX — мужской организм

1) XY 2) X d Y 3) X D Y 4) Dd

XX — женский организм, XY — мужской организм

XY — женский организм, XX — мужской организм

XX — женский организм, ХО — мужской организм

ХО — женский организм, XX — мужской организм

1) Х Н Х Н 2) Hh 3) X H X h 4) X h Y

1) XY 2) Х0 3) XX 4) 0Y

1) страдает дальтонизмом 2) здоров

3) страдает гемофилией 4) носитель гена гемофилии

IV. Рефлексия.

Можно попросить учеников закончить (устно или письменно) некоторые из предложений.

1) А вы знаете, что сегодня на уроке я_____ .

2) Больше всего мне понравилось_________ .

3) Самым интересным сегодня на уроке было

4) Самым сложным для меня сегодня было

5) Сегодня на уроке я почувствовал

6) Сегодня я понял____________

7) Сегодня я научился_________

8) Сегодня я задумался_________

9) Сегодняшний урок показал мне

10) На будущее мне надо иметь в виду

(При письменной работе каждый ученик выбирает по два-три наиболее значимых лично для него положения.)

V. Подведение итогов проведенного урока (1 мин.)

VI. Разноуровневые задания для самостоятельной работы во внеурочное время (2 мин.)

Урок биологии в 9-м классе по теме «Генетика пола. Наследование, сцепленное с полом»

Разделы: Биология

Цель: сформировать знания о хромосомном определении пола, сцепленном с полом наследовании признаков, за которые отвечают гены, локализованные в половых хромосомах;

Задачи:

  • расширять знания учащихся о наследственности и изменчивости организмов;
  • продолжить закрепление навыков решения генетических задач;
  • сформировать у учащихся познавательный интерес к изучению научных проблем, связанных с генетикой пола.

Оборудование: компьютерная презентация (Приложение 1)

Ход урока

I. Организационный момент.

II. Актуализация знаний.

Терминологический диктант.

Аллельные гены-гены, расположенные в одних и тех же точках гомологичных хромосом. Аллель может быть доминантной и рецессивной.

Генотип — совокупность генов в генетическом наборе у данного вида.

Гетерозиготность — состояние гибридного генетического набора, при котором гомологичные хромосомы содержат различные аллели.

Гомологичные хромосомы- хромосомы, сходные по строению и несущие одинаковый набор аллельных генов.

Диплоидность- наличие четного числа хромосом в клетках, при котором каждой хромосоме соответствует ее гомолог.

Доминантность — преимущественное появление в фенотипе одного из двух парных генетических признаков в противоположность рецессивному признаку.

Мутация — случайное изменение генетического материала, передающееся по наследству.

Рецессивность — отсутствие проявляемости данного аллеля в паре с доминантным аллелем.

Фенотип- совокупность свойств и признаков организма, которые являются результатами взаимодействия генотипа особи и окружающей среды.

(Варианты работы с терминами — на усмотрение учителя)

III. Изучение нового материала.

Ученые заметили, что в мире рождение девочек и мальчиков приближено к соотношению 1:1. Почему так происходит?

Почему некоторые болезни женщины передают своим сыновьям, а дочери этими болезнями не страдают. Почему у животных определенные фенотипические признаки также зависят от пола?

1. Работы Т. Моргана по определению пола. Понятия: “кариотип”, “аутосомы”, “половые хромосомы”.

С 1911 года Томас Морган и его соратники начали публиковать серию работ, в которых экспериментально, на основе многочисленных опытов с дрозофилами, и была сформулирована в основных чертах хромосомная теория наследственности, подтвердившая и подкрепившая законы, открытые Менделем.

По аналогии с анализирующим скрещиванием можно предположить, что один пол дает два типа гамет (гетерогаметный), а другой — один тип (гомогаметный). От того, какой из типов гамет гетерогаметного пола встретится при оплодотворении с гаметой единственного типа гомогаметного пола, зависит пол развивающегося потомка. Такое же предположение высказал Г. Мендель. Возникает вопрос, в чем отличие между гаметами разных типов?

Это предположение было подтверждено в начале XX века, когда Т. Моргану и его сотрудникам удалось установить, что самцы и самки различаются по набору хромосом.

Подлинное обоснование хромосомной теории наследственности было дано в работах Т. Моргана и его школы (начиная с 1911), в которых было показано точное соответствие между генетическими и цитологическими данными. В опытах на дрозофиле было установлено нарушение независимого распределения признаков — их сцепленное наследование. Это явление было объяснено сцеплением генов, то есть нахождением генов, определяющих эти признаки, в одной определенной паре хромосом. Изучение частоты рекомбинаций между сцепленными генами (в результате кроссинговера) позволило составить карты расположения генов в хромосомах. Итак, выделим основные положения хромосомной теории наследственности:

1. Гены располагаются в хромосомах, различные хромосомы содержат неодинаковое число генов, набор генов каждой из негомологичных хромосом уникален.

2. Гены в хромосоме расположены линейно, каждый ген занимает в хромосоме определенный локус (место).

3. Гены, расположенные в одной хромосоме, образуют группу сцепления и вместе (сцеплено) передаются потомкам, число групп сцепления равно гаплоидному набору хромосом.

4. Сцепление не абсолютно, так как в профазе мейоза может происходить кроссинговер и гены, находящиеся в одной хромосоме, разобщаются. Сила сцепления зависит от расстояния между генами в хромосоме: чем больше расстояние, тем меньше сила сцепления, и наоборот. Расстояние между генами измеряется в процентах кроссинговера. 1% кроссинговера соответствует одной морганиде.

У дрозофилы фенотипические различия между двумя полами явно связаны с различиями в хромосомах

Ранее цитологи открыли в хромосомных наборах ряда видов животных особые, так называемые половые хромосомы, которыми самки отличаются от самцов. В одних случаях самки имеют 2 одинаковые половые хромосомы(XX), а самцы — разные(XY), в других — самцы-2 одинаковые(XX, или ZZ), а самки — разные(XY, или ZW). Пол с одинаковыми половыми хромосомами называется гомогаметным , с разными — гетерогаметным. Женский пол гомогаметен, а мужской гетерогаметен у некоторых насекомых (в том числе у дрозофилы) и всех млекопитающих. Обратное соотношение — у птиц и бабочек. Ряд признаков у дрозофилы наследуется в строгом соответствии с передачей потомству X-хромосом.

Рассмотрим пример наследования пола у организмов, у которых мужской пол гетерогаметен. В процессе гаметогенеза у самок образуются яйцеклетки, которые несут только Х половую хромосому, тогда как по теории вероятности половина спермиев несет Х хромосому и половина — Y хромосому. Пол потомка зависит только от того, какой спермий оплодотворит яйцеклетку, и так как спермиев двух видов равное количество, то вероятность появления потомка мужского или женского пола равна. Таким образом, Х-Y механизм определения пола гарантирует появление в каждом поколении примерно равного числа самок и самцов.

Одинаковые по внешнему виду хромосомы в клетках раздельнополых организмов называют аутосомами.

Общее число, размер и форма хромосом — кариотип.

Хромосомная теория наследственности вскрыла внутриклеточные механизмы наследственности, дала точное и единое объяснение всех явлений наследования при половом размножении, объяснила сущность изменений наследственности, то есть изменчивости.

2. Половые хромосомы

4. Гетерогаметный пол

5. Гомогаметный пол.

2. Пара различающихся хромосом, неодинаковых у самца и самки .

3. Одинаковые по внешнему виду хромосомы в клетках раздельнополых организмов.

2. Наследование признаков, сцепленных с полом. Молекулярные (генные) и хромосомные заболевания.

Гены, находящиеся в половых хромосомах, называют сцепленными с полом.

В X-хромосоме имеется участок, для которого в Y- хромосоме нет гомолога.

Поэтому у особей мужского пола признаки, определяемые генами этого участка, проявляются даже в том случае, если они рецессивны.

Многие признаки и болезни человека, наследующиеся сцеплено с полом, обусловлены генами, локализованными в Х или У — хромосоме. Таких генов известно около 120. К ним относятся гены гемофилии А и В, недостаточности фермента глюко-зо-6-фосфат-дегидрогеназы, цветовой слепоты и др. Такие болезни носят название молекулярных (генных).

Рассмотрим пример наследования гемофилии:

Среди редких болезней одна хорошо известна широкой публике. Это гемофилия. Знают ее, потому что болезнь эта в какой-то мере определила ход российской истории. Гемофилией страдал единственный сын Николая Второго цесаревич Алексей.

Гемофилия – наследственное нарушение свертывания крови. Страдают этой болезнью мужчины, но передается она по женской линии. Если у отца гемофилия, а у матери ее нет, ни у одного из сыновей гемофилии не будет, но все дочери станут носителями гена гемофилии и могут передать его своим детям. Если мать является носительницей гемофилии, а отец не болен ею, то вероятность унаследовать гемофилию у сыновей – 50%, а у дочерей стать носительницами гена гемофилии – тоже 50%. У цесаревича Алексея было много шансов получить эту болезнь: гемофилией страдали родственники по разным линиям: сын и внуки английской королевы Виктории, брат и племянники царицы Александры Федоровны.

Болезнь вызывает продолжительные кровотечения при нарушении целостности кожи, ушибе и даже самопроизвольно. Большинство кровоизлияний происходит внутренне, обычно в суставы (коленный, голеностопный и локтевой) и мышцы (наиболее серьезные – в переднюю часть паховой области, икроножную мышцу и предплечье). Внутричерепные, горловые, паховые, внутрикишечные кровотечения представляют угрозу для жизни. Многократные кровоизлияния в суставы могут вызвать повреждение хряща и кости, что ведет к хроническому артриту и потере трудоспособности. Средняя продолжительность жизни больных в мире – 40–45 лет.

За сто лет, прошедших после рождения несчастного наследника престола Российской империи, научились лечить гемофилию. Лечить, но не вылечивать. Больным вводят заместительные факторы свертывания крови.

Метод заместительной терапии цельной кровью и плазмой эффективен лишь частично. Но самое главное – велика опасность заражения больных при переливании крови передающимися с ней медленными вирусными инфекциями, в том числе ВИЧ, гепатитом С. По данным Всероссийского общества больных гемофилией, 95% больных в нашей стране инфицированы вирусом гепатита С, средняя продолжительность жизни больного в Российской Федерации составляет 30 лет. Выход гематологи видят в переходе на полностью рекомбинантные препараты, то есть не содержащие плазмы человеческой крови, которая является переносчиком вирусных инфекций. На Западе эти препараты используются давно.

В России до 2005 года обеспечены лекарствами были в зависимости от региона от 25 до 50% больных гемофилией. Около 80% из них получали недостаточно очищенные плазменные препараты. Ситуация улучшилась с появлением программ ДЛО: за первую половину 2007 года обеспечено лекарствами 70–80% больных. В 2008 году гемофилия выделена из ДЛО в специальную программу дорогостоящего лечения. Рекомбинантные препарат включен в “Перечень жизненно важных лекарственных средств”, централизованно закупаемых за счет федерального бюджета. Немалую роль в том, что удалось этого добиться, сыграло Всероссийское общество больных гемофилией. При правильном лечении продолжительность жизни пациентов с гемофилией такая же, как у людей, не страдающих ею.

История изучения хромосомных болезней берет начало с клинических исследований, проводившихся задолго до описания хромосом человека и открытия хромосомных аномалий.
Хромосомные болезни — болезнь Дауна , синдромы: Тернера, Клайнфелтера, Патау, Эдвардса.

Уменьшению вероятности появления в семьях наследственно больных детей призваны способствовать медико-генетические консультации. Ранняя диагностика наследственных заболеваний позволяет применить необходимые методы лечения. Важен учёт наследственности в реакции разных людей на лекарства и другие химические вещества. Бесспорна роль молекулярно-генетических механизмов в этиологии злокачественных опухолей.

IV. Закрепление.

“Почему не бывает черепаховых котов?”

Рассмотрим, как наследуется окраска у кошек. Часто встречаются черные коты и черные кошки, рыжие коты и редко рыжие кошки, но котов с черепаховой окраской не бывает. Этот факт объяснили, когда выяснили, что наследование данного признака сцеплено с полом.

Какое потомство получится от скрещивания черной кошки и рыжего кота, если ген черной окраски шерсти доминантен по отношению к гену рыжей окраски и наследуется сцеплено с Х — хромосомой?

Черная окраска кошек определяется геном В, рыжая – геном b. Эти гены расположены в Х-хромосоме. В У — хромосоме они отсутствуют. Обозначим Х-хромосому, несущую аллель В — Х В , а Х-хромосому с аллелем b – Х b . Поэтому возможны такие комбинации:

Х B X В – черная кошка; Х B У – черный кот

X b Х b – рыжая кошка; Х b У – рыжий кот

Х B Х b – черепаховая кошка

Так как мужская особь имеет только одну Х-хромосому, то кот может быть или черным, или рыжим, но не может иметь черепаховую окраску, потому что для ее развития необходимо одновременное присутствие генов B и b.

Редко встречаются коты с черепаховой окраской, но они, как правило, бесплодны, так как их генотип ХХY, т.е. при мейозе у одного из родителей произошло не расхождение хромосом.

V. Итоги урока.

Выводы:

  1. Хромосомы у организмов делятся на аутосомы и половые хромосомы.
  2. Наследование признаков организма, а также некоторых заболеваний у человека, происходит через половые хромосомы, т.е. сцеплено с полом.
  3. У многих видов расщепление по признаку пола происходит в соотношении 1:1
  4. Хромосомная теория наследственности, дала точное и единое объяснение всех явлений наследования при половом размножении.

VII. Задание на дом.

Ответить на вопрос: В каком случае у мужчины дальтоника может быть внук дальтоник.

Тема урока: «Генетика пола. Сцепленное с полом наследование»

Разделы: Биология

Цели и задачи:

  • сформировать знания о хромосомном определении пола, сцепленном с полом наследовании признаков, за которые отвечают гены, локализованные в половых хромосомах;
  • продолжить формирование навыков решения генетических задач;
  • сформировать у учащихся познавательный интерес к изучению научных проблем, связанных с генетикой пола;
  • воспитание ответственности к учебному труду;
  • способствовать профориентационному выбору учащихся
  • Тип занятия:урок изучения нового материала с применением ИКТ (работа с тестом, слайдами презентации, мультимедийным материалом).

    Направления: индивидуализация в работе, дифференциация.

    Методы: словесно-наглядные (лекция с применением презентации), работа в дифференцированных группах (физиологические особенности учащихся), практический, частично-поисковый.

    Оборудование: компьютеры (компьютерный кабинет), видеопроектор, экран, мультимедийный материал (СD-диск Биология 9 класс), презентация, тест, печатный вариант заданий, инструктивные карты №1 и 2, учебник.

    Издавна людей удивляла и интересовала проблема почти равного распределения женских и мужских особей в новых поколениях. Генетика объяснила сущность этой проблемы. (Слайд 2. Презентация)

    Индивидуальная работа по карточкам, работа с тестом:

    • 5 человек работают на компьютере (карт 3)
    • 1 – решение задачи у доски (карт 2)
    • 1 – устно (вопрос: Основные положения хромосомной теории Т. Моргана)
    • 4 человека – письменно (карт 1)

    Изучение нового материала

    — О механизмах наследования и определения пола мы поговорим на сегодняшнем уроке

    Формируется цель урока с помощью учащихся.

    Как объяснить это явление?

    — Мы уже встречались с этим соотношением при составлении схемы анализирующего скрещивания гетерозиготной и рецессивной форм. (Внимание на доску)

    — По аналогии с анализирующим скрещиванием можно предположить, что один пол дает два типа гамет (гетерогаметный), а другой – один тип (гомогаметный). От того, какой из типов гамет гетерогаметного пола встретится при оплодотворении с гаметой единственного типа гомогаметного пола, зависит пол развивающегося потомка. Такое же предположение высказал Г.Мендель. Возникает вопрос, в чем отличие между гаметами разных типов?

    — Это предположение было подтверждено в начале ХХ века, когда Т.Моргану и его сотрудникам удалось установить, что самцы и самки различаются по набору хромосом. Чем?

    На доске и в тетрадях:

    Задание: по ходу рассказа составить опорный конспект. (Учитель по необходимости корректирует схему)

    — В соматических клетках самца и самки все пары хромосом, кроме одной, похожи и несут одинаковые типы генов. Хромосомы, одинаковые у самца и самки, называются аутосомами. Пары хромосом, отличающиеся у самца и самки, называются половыми хромосомами. У дрозофилы 4 пары хромосом, из них 3 пары аутосом и 1 пара половых хромосом. Слайд 3

    Слайд 4. Половые хромосомы могут существенно отличаться друг от друга как по внешнему виду, так и по заключенной в них информации. Различают два типа хромосом: большую по величине обозначают Х, а меньшую – Y. Пол организма определяется их сочетанием: ХХ или ХY.

    Слайд 5. Пол, у которого ХХ – хромосомы, называется гомогаметным.Гомогаметные особи дают один тип гамет по половым хромосомам – только Х.

    — Пол, содержащий ХY – хромосомы, называется гетерогаметным. Гетерогаметные особи дают два типа гамет по половым хромосомам –Х и Y.

    — Если яйцеклетка, содержащая Х-хромосому, будет оплодотворена сперматозоидом, несущим Х-хромосому, то из зиготы разовьется женская особь.

    — Если яйцеклетка, содержащая Х-хромосому, будет оплодотворена сперматозоидом, несущим Y-хромосому, то из зиготы разовьется мужская особь.

    — Так как количество сперматозоидов, несущих Х-хромосому и Y-хромосому, приблизительно одинаковое, то примерно и одинаково соотношение полов при рождении.

    У большинства организмов (человека, млекопитающих, насекомых, пауков) женские особи в соматических клетках имеют набор хромосом ХХ, т.е. являются гомогаметными, а мужские особи содержат набор ХY, т.е. гетерогаметны. А вот у птиц, некоторых рыб, бабочек – наоборот: гомогаметны самцы.

    Урок «Генетика пола. Сцепленное с полом наследование» (10 класс)

    Отдел образования администрации Красненского района Белгородской области

    Муниципальное общеобразовательное учреждение

    «Новоуколовская средняя общеобразовательная школа»

    контактный телефон – 8-(47262) 5-41-72

    к уроку биологии в 10 классе

    «Генетика пола. Сцепленное с полом наследование»

    Урок биологии по теме «Генетика пола. Сцепленное с полом наследование» составлен на основе Программы для общеобразовательных учреждений к комплекту учебников, созданных под руководством В.В. Пасечника/ автор-составитель Г.М. Пальдяева — М.: Дрофа, 2010.

    Учебник: Биология. Общая биология. Каменский, А.А., Криксунов, Е.А. — М.: Дрофа 2008.

    Урок предназначен для учащихся 10 класса.

    Характеристика класса. В классе обучается 25 обучающихся. Школьники данного класса имеют повышенный уровень познавательного интереса – 15 человек, средний уровень – 5 человек. Каждый ученик класса имеет свой характер, темперамент. Класс отличается сплоченностью, дружностью. В классе никто не курит и не употребляет спиртные напитки.

    Взаимоотношения в коллективе. Выделяется группа школьников, которые стремятся к лидерству, отвергнутых детей нет.

    К мнению других людей относятся адекватно, положительно, критику в свой адрес воспринимают положительно.

    Обучающиеся класса занимаются в кружках, секциях различного характера – от спортивного направления до познавательного. Любознательны, много читают, посещают активно музеи, выставки. Участвуют в конкурсах, олимпиадах, фестивалях, турнирах различного уровня — от школьного до всероссийского.

    Урок включает в себя основные этапы:

    Целеполагание и мотивация

    Изучение нового материала

    Подведение итогов урока

    Основные методы, используемые на уроке: частично-поисковые, репродуктивные, проблемные.

    Используемая аппаратура: компьютер, мультимедиапроектор, интерактивная доска.

    Современные технологии, применяемые на уроке: элементы здоровьесберегающих технологий, технология опережающего обучения, технология проблемного обучения.

    Формы организации деятельности учащихся на уроке: индивидуальная, парная, групповая, фронтальная.

    Оценивание учащихся производится из суммы баллов за каждое задание:

    — биологический диктант: «5» — 10-8 правильных ответов

    «4» — 7-6 правильных ответов

    «3» — 5 правильных ответов

    — тесты: «5» — 5 правильных ответов

    «4» — 4 правильных ответа

    «3» — 3 правильных ответа

    — задача: «5» — задача решена правильно, оформлена правильно

    «4» — задача решена правильно, оформлена не правильно

    «3» — задача не дорешана

    «2» — задача не решена

    — работа в группах: каждый правильный ответ 1 балл.

    Работа детей на уроке: результативна, продуктивная. Обучающиеся получили знания из области генетики по решению задач, усвоили материал определения пола, показали хороший уровень сформированности ключевых компетенций. Школьники в течение всего урока были активны.

    Результативность урока. Обучающиеся класса в результате самоконтроля и взаимоконтроля показали хороший уровень усвоения материала, были получены положительные оценки. Реакция школьников на оценку учителя адекватная. Цели урока достигнуты.

    Тема: Генетика пола. Сцепленное с полом наследование.

    — создать условия для восприятия новой информации;

    — способствовать формированию у учащихся представления об организме как целом, здоровье человека;

    — сформировать знания о хромосомном механизме определения пола;

    ознакомить учащихся с аутосомами и половыми хромосомами;

    объяснить возникновение некоторых наследственных болезней, сцепленных с полом

    Таблицы по общей биологии «Дигибридное скрещивание», «Моногибридное скрещивание»

    Тип урока: комбинированный

    Методы, используемые на уроке: репродуктивные, частично-поисковые, проблемные.

    Формы организация деятельности учащихся: индивидуальная, парная, групповая, фронтальная

    Приветствует учащихся, создает доброжелательную и рабочую атмосферу, проверяет готовность учащихся к уроку — рефлексия

    Приветствуют учителя, проверяют готовность своего рабочего места, настраиваются на рабочий лад

    Предлагает выполнить биологический диктант по терминам темы «Генетика» (слайд)

    Предлагает выполнить тесты «Один из четырех» (слайд)

    Предлагает самостоятельно решить задачи на взаимодействие генов

    Решают, делают проверку, самоконтроль

    Изучение нового материала

    Выясняет цели урока совместно с учащимися (слайд)

    Формулируют цели урока

    Ставит проблемные вопросы (слайд)

    Слушают, смотрят на доску

    Организует беседу о том, что такое пол (слайд)

    Слушают, смотрят на доску

    Организует беседу о наследовании признаков, сцепленных с полом (слайд)

    Слушают, смотрят на доску

    Организует беседу о практическом значении изучения сцепленного с полом наследования признаков (слайд)

    Предлагает выполнить упражнения для снятия утомления с плечевого пояса и рук

    Закрепление нового материала

    Организует беседу по вопросам (слайд)

    Предлагает выполнить проблемные задания в группах (слайд)

    Подведение итогов урока

    Высказывает собственное суждение о результатах работы учащихся, проводит рефлексию «Зеркало настроения»

    Выставляют оценки, включаются в рефлексию

    Предлагает изучить параграф 3.10.,

    «3» — ответить на вопросы 1-3 на странице 117 учебника,

    «4» — подготовить материал о наследственных заболеваниях человека,

    «5» — придумать задачу на сцепленное наследование признаков у человека,

    * — выполнить задания части В 40, комментирует задание

    Записывают задание в дневник, задают вопросы учителю

    Конспект урока в 10 классе по теме:

    Генетика пола. Сцепленное с полом наследование.

    — создать условия для восприятия новой информации;

    — способствовать формированию у учащихся представления об организме как целом, здоровье человека;

    — воспитывать и поддерживать интерес к предмету через использование ИКТ технологии

    — сформировать знания о хромосомном механизме определения пола;

    ознакомить учащихся с аутосомами и половыми хромосомами;

    объяснить возникновение некоторых наследственных болезней, сцепленных с полом

    1. Таблицы по общей биологии «Дигибридное скрещивание», «Моногибридное скрещивание»

    Тип урока: комбинированный

    Методы, используемые на уроке: репродуктивные, частично-поисковые, проблемные.

    Формы организация деятельности учащихся: индивидуальная, парная, групповая, фронтальная

    1. Организационный момент:

    1.1.Учитель приветствует учащихся, создает доброжелательную и рабочую атмосферу, проверяет готовность учащихся к уроку.

    1.2.Учитель проводит рефлексию «Зеркало настроения» (приложение 1) для создания психологического настроя на урок.

    2. Актуализация знаний:

    1. Учитель предлагает выполнить биологический диктант по генетической терминологии (приложение 2). Учащиеся выполняют на местах, затем взаимопроверка, выставляют оценки.

    2. Учитель предлагает выполнить разноуровневые тесты с одним верным ответом из четырех – выполняют все учащиеся (приложение 3).

    3. Учитель предлагает решить задачи на взаимодействие генов в парах (приложение 4).

    3. Изучение нового материала.

    3.1. Учитель предлагает учащимся сформулировать цели урока.

    3.2. Учитель организует беседу по новой теме, задает проблемные вопросы, на которые необходимо дать ответы в конце урока.

    Учитель: с древнейших времен человечество волновала проблема взаимоотношения полов, морфологические и физиологические отличия мужчин и женщин, приблизительно равное соотношение по количеству особей мужского и женского пола.

    Давайте попробуем ответить на следующие проблемные вопросы и мы:

    Можно ли предсказать или предопределить рождение ребенка определенного пола? От чего зависит пол новорожденного младенца? Почему у одной и той же пары родителей рождаются дети разного пола?

    Учебная информация: Пол можно рассматривать как один из признаков организма. Наследование признаков организма, как правило, определяется генами, локализованными в хромосомах. Если сравнить хромосомный набор особей разного пола, то он будет отличаться по одной паре хромосом, которые назвали половыми, поэтому механизм определения пола имеет хромосомный характер.

    3.3.Хромосомное определение пола. Особенности кариотипов самцов и самок.

    Еще Г.Мендель обратил внимание на то, что соотношение 1:1 по половой принадлежности напоминает расщепление, которое получается при анализирующем скрещивании. Логично было предположить, что один пол гетерозиготен, а второй гомозиготен по гену, который определяет пол организма. Но все оказалось гораздо сложнее.

    Впервые подробно генетику пола изучил Т.Морган в опытах с дрозофилой. Ему удалось установить, что самцы и самки мухи дрозофилы отличаются по хромосомному набору.

    И у тех и у других в клетках тела присутствовало по 8 хромосом, 6 из которых были одинаковы у самцов и самок, их назвали аутосомами, а одна пара различалась у особей мужского и женского пола назвали половыми хромосомами. У самок две одинаковые половые хромосомы — ХХ, у самцов разные половые хромосомы — Х и Y .

    В данном случае женский пол является гомогаметным, то есть все яйцеклетки несут Х-хромосому, а мужской гетерогаметным, то есть образует два типа гамет — 50% с Х- хромосомой, 50% с Y — хромосомой.

    У человека в кариотипе 44 аутосомы и 2 половые хромосомы, хромосомный набор мужчины — 44А+ Х Y , женщины — 44А + ХХ. Если образуется зигота, несущая ХХ, то из нее будет формироваться женский организм, а если в зиготе Х Y — то мужской. Женский организм имеет две одинаковые половые хромосомы (ХХ), поэтому является — гомогаметным, а мужской, образующий два типа гамет – гетерогаметным.

    3.4. Выступление 1 учащегося:

    Мужской и женский организм отличается друг от друга наличием Y – хромосомы у мужчин. Изначально зародыш человека бисексуален, однако присутствие Y -хромосомы направляет развитие еще недифференцированных половых органов по мужскому типу. В Y -хромосоме находится специальный ген, вызывающий на 4-8 неделе эмбрионального периода эту специализацию. В отсутствии Y — хромосомы развитие зародыша идет по женскому типу. Можно было предположить, что где-то на Y – хромосоме, есть ген включение которого, является решающим для появления существа мужского пола.

    Было доказано, что окончание участка Х и Y – хромосом схожи и между ними возможен кроссинговер. Если ген пола попадет в Х – хромосому и она оплодотворится, то родится мальчик ХХ.

    Американцы обнаружили на Х хромосоме еще один ген. Значит не один ген, а два решают какого пола быть младенцу.

    У самок из двух Х – хромосом одна неактивна и в клетке действует один ген, вырабатывая одну дозу белка, которой недостаточно, чтобы родился мальчик.

    В клетке с генотипом ХY работают два гена, они вырабатывают двойную дозу белка и рождается мальчик. Это обеспечивается не только геном, определяющим способность к синтезу мужского полового гормона тестостерона, но и с Х – сцепленным геном, контролирующим синтез белка рецептора этого гормона.

    Пол будущей особи определяется в момент оплодотворения и зависит от набора половых хромосом.

    3.5. Выступление 2 учащегося:

    У животных существует множество способов определения пола. В ряде случаев определение пола зависит от условий формирования гамет (прогамное определение пола). Например, у многих беспозвоночных (дафний, тлей) летом в популяциях имеются только самки, которые размножаются партеногенетическим путем. При этом образуются гаметы, из которых также развиваются самки, размножающиеся партеногенетическим путем. Но при наступлении неблагоприятных условиях образуются гаметы, из которых развиваются или самки, или самцы. Тогда популяция переходит к нормальному половому размножению. У перепончатокрылых насекомых (пчел, муравьев и др.) существует гапло-диплоидная система определения пола: из гаплоидных (неоплодотворенных) яиц развиваются самцы, а из диплоидных (оплодотворенных) – самки. В некоторых случаях определение пола зависит от условий развития особей (эпигамное определение пола). Например, у морского червя боннелии свободноплавающие личинки превращаются в самок, а личинки, попадающие в полость тела взрослых самок, превращаются в самцов.

    Однако гораздо чаще пол определяется в момент слияния гамет и образования зиготы (сингамное определение пола).

    Термин «половой диморфизм» (от греч. di – вдвое, дваж­ды, и morphe – форма) используют для обозначения различий между мужскими и женскими особями раздельно­полых видов. Половой диморфизм служит для опознавания половой принадлежности особей в пределах вида, а при совместном сосуществовании множества близких видов способствует опознаванию особей своего вида, что повышает степень межвидовой изоляции.

    3.6. Учитель организует беседу о четырех основных типах хромосомного определения пола.

    Существует четыре основных типа хромосомного определения пола:

    1. Мужской пол гетерогаметен; 50% гамет несут Х -, 50% — Y — хромосому (человек, млекопитающие, двукрылые, жуки, клопы).

    2. Мужской пол гетерогаметен; 50% гамет несут Х-, 50% — O — не имеют половой хромосомы (кузнечики).

    3. Женский пол гетерогаметен; 50% гамет несут Х- , 50% гамет- Y — хромосому (птицы, пресмыкающиеся, хвостатые амфибии, шелкопряд).

    4. Женский пол гетерогаметен; 50% гамет несут Х- , 50% — O — не имеют половой хромосомы (моль).

    3.7. Учитель рассказывает о наследовании признаков, сцепленных с полом.

    Наследование признаков, гены которых локализованы в Х и Y хромосомах, называют наследованием, сцепленным с полом.

    Особенности наследования признаков, сцепленных с полом:

    1. В Х и Y хромосомах есть участки гомологичные друг другу и содержащие аллельные гены. Такие признаки подчиняются законам Г.Менделя и расщепляются в соотношении 3:1.

    2. Но в Х и Y — хромосомах имеются негомологичные участки. В таких участках Х-хромосомы находятся гены, аллельных которым в Y — хромосоме нет и наоборот.

    3. В случае, если ген сцеплен с Y — хромосомой он может передаваться из поколения в поколение только сыновьям.

    4. Если ген сцеплен с Х- хромосомой он может передаваться от отца только дочерям, а от матери в равной степени и дочерям и сыновьям.

    5. Если ген сцеплен с Y — хромосомой и является рецессивным, то у женщин он проявляется только в гомозиготном рецессивном состоянии. У мужчин второй Х- хромосомы нет, поэтому такой ген проявляется всегда.

    6. Если ген сцеплен с Y — хромосомой, то его можно обозначить и заглавной и прописной буквой, так как понятие доминантности и рецессивности в данном случае не имеет смысла, Y — хромосома всегда одна.

    3.8. Наследственные болезни человека.

    Наследственные болезни человека – это болезни, связанные с нарушением генетического аппарата человека. Среди наследственных заболеваний выделяют хромосомные и генные болезни. Хромосомные болезни вызываются изменением числа и формы хромосом. К ним относятся синдромы Дауна (47 хромосом, трисомия 21 хромосомы), Шерешевского-Тернера (женщина с 45 хромосомами, ХО), Клайнфельтера (мужчина с 47 хромосомами, ХХУ). Одной из причин этого является употребление алкоголя, наркотиков, табакокурение, влияние загрязнений окружающей среды.

    Генные болезни обусловленные изменениями, возникающими внутри гена. К таким заболеваниям относятся фенилкетонурия, серповидноклеточная анемия, гемофилия А и гемофилия В, дальтонизм, недоразвитие потовых желез и другие. Гены (аллели), определяющие эти заболевания, локализованы в Х — хромосоме.

    Как же происходит наследование дальтонизма?

    Было установлено, что дальтонизм обусловлен рецессивным аллелем (Х d ), нормальное цветоощущение – доминантным аллелем (Х D ), поэтому женщины, гетерозиготные по этому гену (Х D X d ), обладали нормальным зрением. Рассмотрим, какие дети могут родиться у женщины – носительницы гена дальтонизма (Х D X d ), вышедшей замуж за мужчину с нормальным цветоощущением (Х D Y ). Женщина передаст половине своих сыновей и дочерей Х- хромосому с геном нормального цветоощущения (Х D ), а половине Х-хромосому с геном дальтонизма ( X d ). В тоже время все дочери получат от отца вторую Х-хромосому с геном нормального цветоощущения (Х D ), поэтому у всех них будет нормальное зрение, но половина из них будет носительницами рецессивного гена дальтонизма, полученного от матери (1 Х D Х D : 1 Х D X d ). Все сыновья получат от отца Y -хромосому, и половина из них будет дальтониками (1Х D Y : 1 Х d Y ).

    3.9. Выступление 3 учащегося

    Ученые утверждают, что наследственные болезни возникли вместе с человеком и сопровождали его на протяжении всей его эволюции. Великий врач древности Гиппократ писал: «Семя производит все тело. Здоровое тело производит здоровые части тела, больное — больные. Раз, как правило, у лысого рождается лысый, у голубоглазого – голубоглазый, у косого – косой, ничего не помешает рождению длинноголовых у длинноголовых».

    Изучение наследственных болезней человека показало, что при родственном браке, по сравнению с неродственным, значительно возрастает вероятность появления уродств, мертворождений, ранней смертности в потомстве. Так как в родственных браках рецессивные гены чаще переходят в гомозиготное состояние, в результате развиваются те или иные аномалии. Ярким примером этого является наследование гемофилии в царских домах Европы.

    4. Учитель проводит двигательную физминутку по снятию утомления с плечевого пояса и рук (приложение 5).

    Закрепление знаний нового материала:

    Учитель организует фронтальную беседу по вопросам: Каковы пути профилактики наследственных болезней?

    5.2. Учитель предлагает ответить на проблемные вопросы (работа в группах), которые стояли перед учащимися в начале урока:

    1. Какой тип хромосом играет решающую роль в определении пола у людей?

    2. Каким образом половые различия в хромосомных наборах самцов и самок поддерживаются при размножении?

    3.Только ли хромосомами определяется пол организма?

    4.Просто ли поменять пол?

    5. Стоит ли это делать?

    6. Подведение итогов урока:

    Учитель проводит рефлексию «Зеркало настроения», затем выставляет оценки за урок.

    7. Задание на дом:

    7.1.Учитель предлагает разноуровневое домашнее задание:

    для всех — изучить параграф 3.10.,

    «3» — ответить на вопросы 1-3 на странице 117 учебника,

    «4» — подготовить материал о наследственных заболеваниях человека,

    «5» — придумать задачу на сцепленное наследование признаков у человека,

    * — для сдающих ЕГЭ по биологии – выполнить задания части В40.

    1. Адельшина, Г.А., Адельшин, Ф.К. Генетика в задачах: учебное пособие по курсу биологии/Г.А. Адельшина, Ф.К. Адельшин. – м.: Издательство «Глобус», 2009.

    2. Лернер, Г.И. Человек. Анатомия, физиология, гигиена. Поурочные тесты и задания. — М. Акварель, 1998.

    3. Харрисон, Дж., Уайнер, Дж., Теннен, Дж., Барникот, Н. Биология человека. — М.: Мир.

    4. Научно-методический журнал «Биология в школе».

    Открытая Биология 2.6. – Издательство «Новый диск», 2005.

    ЕГЭ 2015. Биология. Практикум по выполнению типовых тестовых заданий ЕГЭ. Экзаменационные тесты /Г.С.Калинова, Т.В. Мазяркина. – Издательство «Экзамен», 2015 – 174, [ 2 ] с. (Серия «ЕГЭ. ОФЦ. Практикум»).

    Перечень цифровых образовательных ресурсов

    Генетика пола и наследование сцепленное с полом урок