Усі уроки біології 10 клас - Р. С. Євсеєв 2018

Спадковість і мінливість
Закономірності спадковості. Гібридологічний аналіз: основні типи схрещувань та їхні наслідки. Частина 1. Моногібридне схрещування, повне домінування

Цілі уроку:

освітня: сформувати знання про закономірності успадкування, відкриті Г. Менделем, дослідити їх статистичний характер і цитологічні основи; вивчити особливості гібридологічного аналізу та можливості його застосування; з'ясувати, як відбувається успадкування ознак під час моногібридного схрещування за повного домінування ознаки;

розвивальна: розвивати вміння логічно мислити та знаходити закономірності процесів спадковості та мінливості живих організмів;

виховна: на прикладі забезпечення спадковості та мінливості живих організмів виховувати розуміння єдності всіх біологічних процесів у живих організмах і важливості цих процесів дляіснування життя.

Обладнання і матеріали: портрет Грегора Менделя, зображення, що ілюструють цитологічні основи законів Г. Менделя (схеми моногібридного схрещування за повного домінування).

Базові поняття і терміни: закони Г. Менделя, однотипність гібридів, розщеплення ознак, повне домінування.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Ключові компетентності: спілкування державною мовою; наукове розуміння природи; уміння аналізувати, формулювати висновки; знання та розуміння фундаментальних принципів біології; застосування математичних методів для розв'язування прикладних завдань з біології.

Хід уроку

I. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

II. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ І МОТИВАЦІЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ УЧНІВ

Питання для бесіди

1. Які методи генетичних досліджень вам відомі?

2. Для чого і як генетики використовують гібридологічний метод?

3. Чи можете ви запропонувати експеримент, у ході якого модна визначити спосіб успадкування ознак?

ІІІ. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

Розповідь учителя з елементами бесіди

1. Дослідження Грегора Менделя

Основні закономірності спадковості встановив 1865 року видатний чеський дослідник Грегор Мендель, що вивчав гібридизацію рослин у Августинському монастирі у Брюнні (Брно).

Свої досліди Г. Мендель провів на рослині з родини Бобові — горосі посівному (Pisum sativum). Він мав переваги перед іншими об’єктами для проведення генетичних досліджень:

1) є багато сортів, що чітко відрізняються станами певних спадкових ознак (забарвленням насіння, квіток, довжиною стебла, структурою поверхні насіння тощо);

2) рослини легко вирощувати;

3) життєвий цикл досить короткий, що дає можливість простежити передачу спадкової інформації нащадкам протягом багатьох поколінь;

4) репродуктивні органи повністю прикриті пелюстками, рослина самозапильна, тому нащадки кожної особини, яка розмножувалася самозапиленням, є чистими лініями (ознаки в ряду поколінь не змінюються);

5) можливе штучне схрещування сортів, що дає плодючі гібриди. З 34 сортів Мендель обрав 22, що мали чітко виражені відмінності, і використав у своїх дослідах зі схрещування. Мендель вивчав успадкування сімох головних ознак:

• висоту стебла;

• форму насіння;

• забарвлення насіння;

• форму та забарвлення плодів;

• розташування та забарвлення квіток.

Схрещуючи чисті лінії гороху між собою, Г. Мендель одержав гетерозиготні (гібридні) форми. Ним було застосовано гібридологічний метод досліджень. Результати досліджень він обробляв статистично, і це дало можливість установити закономірності передачі різних станів спадкових ознак у ряді поколінь гібридів.

2. Перший закон Менделя: закон одноманітності гібридів першого покоління

Суть експерименту полягала в такому: обравши рослини, що відрізнялися за однією парою альтернативних ознак, Мендель видаляв у рослин одного сорту пильники до того, як могло відбутися самозапилення, і за допомогою пензлика наносив на маточки пилок з квіток рослин іншого сорту. Потім він одягав на штучно запилені рослини маленькі ковпачки, щоб на маточки не міг потрапити пилок інших рослин.

В усіх випадках з пари однак (верхівкові квітки — пазушні квітки, червоні пелюстки — білі пелюстки, зелене насіння — жовте насіння) у гібридів першого покоління F1 виявлялася лише одна — домінантна (пазушні квітки, червоні пелюстки, жовте насіння). Так був установлений закон одноманітності гібридів першого покоління.

Дано:

A — ген, що детермінує жовте забарвлення насіння гороху;

а — ген, що детермінує зелене забарвлення насіння гороху;

АА — жовті горошини;

Аа — жовті горошини;

аа — зелені горошини.

Знайти:

Генотип та фенотип гібридів першого покоління F1 — ?

Розв’язання:

Явище переважання у гібридів першого покоління ознак лише одного з батьків Г. Мендель назвав домінуванням. Ознака, яка виявляється у гібрида і гальмує розвиток іншої альтернативної ознаки, була названа домінантною, а ознака, яка не виявила себе, — рецесивною.

Закон одноманітності гібридів першого покоління (перший закон Менделя): у фенотипі гібридів першого покоління проявляється лише один із двох станів ознаки — домінантний.

3. Другий закон Менделя: закон розщеплення

Насіння, що було зібрано з рослин у першому досліді (F1), були пораховані й висаджені наступної весни для отримання гібридів другого покоління (F2). У другому поколінні деякі рослини мали одні жовті насінини, а інші — зелені. Іншими словами, ознака, що була відсутня у F1, знову з’явилася у F2.

Процес появи у другому поколінні ознак обох батьківських організмів (домінантних і рецесивних) носить назву розщеплення. Розщеплення виявляється не випадковим, воно підкоряється певним кількісним закономірностям, а саме: 3/4 від загальної кількості рослин — червоні квіти і лише 1/4 — білі. Відношення кількості рослин з домінантною ознакою до кількості рослин з рецесивною ознакою становить 3:1. Це означає, що рецесивна ознака гібрида першого покоління не зникла, а лише була пригнічена і виявилася в другому поколінні. Мендель назвав її рецесивною.

3:1 — формула розщеплення за фенотипом у F2 моногібридного схрещування за повного домінування ознак.

Розщеплення у F2 в певному кількісному співвідношенні домінантних і рецесивних ознак під час схрещування гібридів першого покоління (двох гетерозиготних особин) за фенотипом 3:1, а за генотипом 1:2:1 було назване законом розщеплення, або другим законом Менделя.

Другий закон Менделя: під час схрещування двох гетерозиготних організмів, тобто гібридів, які аналізуються за однією парою альтернативних ознак, у потомстві спостерігається розщеплення за фенотипом у співвідношенні 3:1 і за генотипом у співвідношенні 1:2:1.

4. Приклади розв'язання задач

Приклад 1. У корів безрогість домінує над рогатістю. На ранчо «Зелена долина» від схрещування гомозиготних безрогих корів з рогатими отримано 48 гібридів. Гібриди схрещували між собою й у F2 отримали 24 теляти.

Скільки гетерозиготних тварин серед гібридів F2?

Розв'язання

Вводимо позначення:

B — безрогі;

b — рогаті.

Безрогі гомозиготні тварини можуть мають генотип BB. Рогаті — bb. Складаємо схему для F1.

Генотип у F1: усі тварини гетерозиготні Bb.

Фенотип: 100 % тварин безрогі.

Складемо схему схрещування для F2.

Генотипи у F2: 1 BB:2 Bb:1 bb.

Фенотип:

• 75 % безрогі;

• 25 % рогаті.

Гетерозиготних тварин — 50 %, що становить

Відповідь: серед гібридів F2 12 гетерозиготних телят.

Приклад 2. У людини ген довгих вій домінує над геном коротких вій. Олена — жінка з довгими віями, у батька якої вії були короткими, взяла шлюб з Олександром — чоловіком з короткими

віями.

Яка ймовірність народження в цій родині дитини з довгими віями? Скільки різних генотипів може бути серед дітей цього подружжя?

Розв’язання

Вводимо позначення:

D — довгі вії;

d — короткі вії.

Батько Олени був гомозиготним за рецесивною ознакою і мав генотип dd. Сама Олена має довгі вії і є гетерозиготною, її генотип Dd. Олександр, так само як і його тесть, має генотип dd. Складаємо схему схрещування:

Серед нащадків можливі два генотипи: 1 Dd:1 dd.

Ймовірність народження дитини з довгими віями становить 50 %, або 1/2.

Відповідь: можливі генотипи дітей Dd та dd; ймовірність народження дитини з довгими віями становить 50 %.

IV. УЗАГАЛЬНЕННЯ, СИСТЕМАТИЗАЦІЯ Й КОНТРОЛЬ ЗНАНЬ І ВМІНЬ УЧНІВ

1. Які дослідження проводив Г. Мендель?

2. Чому горох посівний виявився вдалим об’єктом для таких досліджень?

3. Сформулюйте перший закон Менделя. Чому його іншою назвою є «Закон одноманітності гібридів першого покоління»?

4. Сформулюйте другий закон Менделя. Чому його також називають «Законом розщеплення»?

5. Поясніть алгоритм розв’язування генетичних задач.

V. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Опрацювати відповідний параграф підручника. Спробуйте самостійно скласти та розв’язати задачі на перший та другий закони Менделя.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити