Генетика пола - НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ И ИЗМЕНЧИВОСТЬ ОРГАНИЗМОВ - 10 класс

Цели урока:

образовательная: сформировать представление о различиях хромосомных наборов особей мужского и женского пола; ознакомить с основными типами определения пола, особенностями признаков, сцепленных с полом; углубить представление о закономерностях наследования признаков;

развивающая: развивать логическое и ассоциативное мышление учащихся;

воспитательная: продолжить воспитание бережного отношения к собственному здоровью и здоровью окружающих на основе знаний о некоторых наследственных заболеваниях человека.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Форма урока: урок-лекция.

Методы обучения: словесные (беседа с опорой на полученные ранее знания, рассказ), наглядный (презентация), практический (построение опорного конспекта, работа с раздаточным материалом).

Формы деятельности учащихся: индивидуальная, фронтальная.

Основные термины, понятия: пол, половой диморфизм, первичные и вторичные половые признаки, хромосомный набор, хромосомы, гены, генотип, фенотип, наследование, носитель наследственного заболевания, половые хромосомы, аутосомы, гомогаметный пол, гетерогаметный иол, признаки, сцепленные с полом, гемофилия, дальтонизм.

Материалы и оборудование: компьютер, проектор, PowerPoint-презентации “Генетика пола”, “Генетические ассоциации”, раздаточный материал (задания).

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

характеризовать половой диморфизм; генотип как целостную систему;

называть первичные и вторичные половые признаки; признаки, сцепленные с полом;

овладеть навыками записи генотипов при решении задач на наследование признаков, сцепленных с полом.

1. Организационный момент

Ø Деятельность учителя

Проверяет готовность учащихся к уроку, знакомит с целями и темой урока.

Ø Деятельность учащихся

Записывают дату и тему урока в рабочие тетради.

1. II. Проверка домашнего задания

Ø Деятельность учителя

Предлагает одному учащемуся выйти к доске, воспроизвести решение домашней задачи на сцепленное наследование и прокомментировать ход ее решения. При необходимости задает дополнительные вопросы. Проводит фронтальную диагностику правильности решения задачи остальными учащимися.

Ø Деятельность учащихся

Вызванный учащийся записывает ход решения задачи на доске, комментирует, отвечает на вопросы учителя. Остальные сверяют решение, при необходимости задают вопросы, вносят корректировки.

Задача, заданная на дом

Красная окраска венчика гладиолуса полностью доминирует над белой, а широкие лепестки — над узкими. Гены, определяющие появление этих признаков, располагаются в одной паре хромосом. Дигетерозиготы Аb//аВ были скрещены с растениями, имеющими узкие белые лепестки. Из 2000 потомков F₁ 964 особи унаследовали белые широкие лепестки. Установите число потомков с другими фенотипами. Каково расстояние между генами А и В?

Ответ: 964 с красными узкими лепестками; 36 с красными широкими; 36 с белыми узкими. Расстояние равно 7,2 морганиды.

III. Актуализация знаний. Установление связи нового материала с изученным ранее

Ø Деятельность учителя

Предлагает вспомнить понятия “половые признаки”, “половой диморфизм” (связь материала 7-9 и 10 классов), сравнить бесполое и половое размножение и указать преимущества последнего, охарактеризовать механизм проявления признаков согласно постулату: ген → белок → признак.

Примерный вариант беседы

Сегодня мы начинаем изучение нового раздела генетики, который называется “Генетика пола”. Определим, от чего зависит проявление пола у различных видов живых организмов, почему мужчины гораздо чаще, чем женщины, болеют некоторыми наследственными заболеваниями. Попробуем разобраться, почему черепаховая (черно-рыжая) окраска шерсти бывает только у кошек и могут ли все-таки коты обладать такой окраской, узнаем, какую роль в изучении генетики пола сыграли клопы.

Первые живые существа, которые по оценкам ученых появились па нашей планете около 3,5 млрд лет тому назад, были способны лишь к бесполому размножению — путем простого бинарного деления клетки.

Органический мир постепенно развивался, и у некоторых групп протистов впервые появилась возможность размножаться другим способом — половым. Может быть, вы сможете привести примеры таких организмов?

— Хламидомонада, вольвокс...

У многоклеточных организмов — растений, грибов и примитивных животных — мы также наблюдаем как бесполое, так и половое размножение (вспомните размножение гидры или строгое чередование спорофита п гаметофита у высших растений). Однако у животных четко прослеживается эволюционный переход к исключительно половому размножению. I! чем же заключаются главные преимущества полового размножения перед бесполым?

— Участвуют два родителя, потомство генетически разнообразное, у потомков больше шансов оказаться приспособленными к условиям среды лучше, чем их родители.

Есть и еще одна интересная эволюционная закономерность: многие примитивные животные являются гермафродитами, а среди высокоорганизованных “нормой” считается раздельнополость. Причем часто самцы п самки четко различаются по внешним признакам. Как называется это явление? Можете ли вы привести примеры животных, иллюстрирующие данное явление?

— Половой диморфизм. Круглые черви, пауки, многие птицы...

Изучая генетику и решая различные задачи, мы постоянно говорим о проявлении у живых организмов так называемых альтернативных признаков. Например, у гороха семена желтые или зеленые; волосы человека — курчавые, волнистые или прямые. От чего зависят признаки организма, чем они определяются?

— Признаки (фенотип) определяются генами (генотипом).

Как вы считаете, можно ли у раздельнополых организмов считать пол “мужской и женский” парой альтернативных признаков?

Давайте разберемся подробнее. Все-таки пол конкретного организма — это один признак или целый комплекс признаков? Какие половые признаки выделяют у организмов? В чем разница между первичными и вторичными половыми признаками?

— Пол представляет собой целый комплекс признаков. Различают первичные и вторичные половые признаки...

Пол — это совокупность различных признаков (первичных и вторичных); из этого следует, что он определяется генетически. И, по-видимому, не одним геном или их парой, а чем-то большим, возможно — целыми хромосомами. Чтобы узнать это, необходимо сравнить хромосомные наборы мужских и женских особей.

При изучении женских и мужских хромосомных наборов было установлено, что 22 пары хромосом у женщин и мужчин одинаковы — эти хромосомы были названы аутосомами.

Половые различия определяются 23-й парой — так называемыми половыми хромосомами. У женщин это две одинаковых Х-хромосомы (они действительно похожи на букву X), а у мужчин — одна Х-хромосома и одна укороченная, которая была названа Y. Таким образом, хромосомный набор женщины сокращенно записывается 44 А + XX, а мужчины — 44 А + XY.

У женщин половые хромосомы одинаковы, поэтому при образовании гамет в любую яйцеклетку обязательно попадает Х-хромосома. У мужчин половые хромосомы разные, поэтому половина сперматозоидов несет Х-хромосому, а половина — Y. Исходя из этого у человека (и других млекопитающих) женский пол называют гомогаметным, а мужской — гетерогаметным.

Иногда можно услышать: “Я всегда хотел сына, а моя жена рожает мне только дочерей — их уже три”. Виновата ли в этом жена? Чьи гаметы определяют пол будущего ребенка?

— Пол будущего ребенка зависит от половой клетки отца: если яйцеклетку оплодотворит сперматозоид с набором 22 А + X, из зиготы будет развиваться девочка, если его опередит сперматозоид, несущий Y-хромосому, будет развиваться мальчик. Мать ребенка гомогаметна, все ее яйцеклетки содержат набор 22 А + X, поэтому от нее пол ребенка не зависит.

Существует несколько механизмов хромосомного определения пола. Познакомимся с ними подробнее.

Ø Деятельность учащихся

Участвуют в беседе, вспоминают материал, изученный ранее — в 7-9 классах; рассматривают преимущества полового размножения, механизм проявления признаков живых организмов. Дают определения терминам, делают выводы.

Ø Деятельность учителя

Задает учащимся вопросы.

1. Отличаются ли особи разного пола? Чем?
2. Что такое альтернативные признаки?
3. Что представляет собой пол живого организма — один признак или комплекс признаков?
4. Что такое первичные и вторичные половые признаки?
5. Что такое половой диморфизм? Приведите примеры.
6. Как проявляются признаки живых организмов (ген → белок → признак)?
7. Может ли один или несколько генов определять пол организма?

Ø Деятельность учащихся

Отвечают на поставленные вопросы.

1. Изучение нового материала

Ø Деятельность учителя

Знакомит учащихся с новым материалом в форме лекции с элементами беседы (с опорой на ранее полученные знания). Поэтапно отображает на экране опорный конспект.

Примеры слайдов из PowerPoint-презентации “Генетика пола”

Примерный план урока-лекции

1. Понятие “пол”. Половые хромосомы и аутосомы. Гомогаметный и гетерогаметный пол.
2. Типы хромосомного определения пола у живых организмов (XY, ХО, ZW, плоидное определение пола). Нехромосомное определение пола.
3. Сравнительная характеристика X- и Y-хромосом человека. Примеры признаков, определяемых генами, локализованными в половых хромосомах. Понятие “признаки, сцепленные с полом”.
4. Гемофилия и дальтонизм — рецессивные заболевания, сцепленные с полом.
5. Варианты записи генотипов при решении задач на наследование признаков, сцепленных с полом. Причина неодинаковой частоты проявления наследственных болезней, сцепленных с Х-хромосомой, у особей и пола.

Ø Деятельность учащихся

Слушают, участвуют в беседе, делают выводы. Поэтапно строят в рабочих тетрадях опорный конспект.

1. Закрепление изученного материала

Ø Деятельность учителя

Предлагает учащимся проанализировать и выполнить задания (можно вызвать к доске по одному учащемуся на каждое задание).

Задания

1. Черная окраска шерсти кошек (А) полностью доминирует над рыжей (а). Гены, контролирующие цвет шерсти, локализованы в Х-хромосоме. Установите генотипы: рыжего кота, рыжей кошки, черного кота, черной кошки.
2. Какой генотип имеет кошка черепаховой окраски (черные пятна чередуются с рыжими)? Может ли кот иметь черепаховую окраску и почему?
3. Последний российский император Николай II и его супруга Александра Федоровна обладали нормальной свертываемостью крови, однако царица была носительницей гена гемофилии. Четыре их дочери родились здоровыми, а у долгожданного наследника престола, царевича Алексея, обнаружилась гемофилия. Могла ми Александра Федоровна надеяться на рождение здорового сына?
4. Мать страдает дальтонизмом, отец нормально различает цвета. Будет ли в этой семье наблюдаться крисс-кросс наследование признаков у потомства?
5. У человека наличие веснушек — доминантный аутосомный признак, а дальтонизм — рецессивный признак, сцепленный с полом. Гетерозиготная здоровая женщина с веснушками, отец которой дальтоник, выходит замуж за мужчину с нормальным зрением, не имеющего веснушек. Какова вероятность рождения в этой семье:

а) сына с веснушками;

б) ребенка, нормально различающего цвета;

в) сына-дальтоника без веснушек;

г) дочери-носительницы дальтонизма?

Ø Деятельность учащихся

Выполняют задания, проверяют результаты, при необходимости корректируют.

Ø Деятельность учителя

Проводит фронтальную проверку результатов выполнения каждого задания. После проверки предлагает учащимся вспомнить материал, изученный на предыдущих уроках, и поработать над анализом презентации “Генетические ассоциации”.

На слайдах в виде графических ассоциаций “зашифрованы” важнейшие генетические понятия. Учащимся предлагается определить, какое понятие представлено на каждом слайде, и пояснить свои ответы.

Примеры слайдов из PowerPoint-презентации “Генетика пола”

Ø Деятельность учащихся

Определяют важнейшие понятия генетики, поясняют свои ответы.

1. Подведение итогов урока. Рефлексия

Ø Деятельность учителя

Интересуется мнением учащихся о степени усвоения нового материала, просит назвать новые понятия, изученные на уроке, сформулировать основные тезисы по теоретической части урока, указать сложные для понимания моменты. Выясняет общее впечатление об уроке.

Ø Деятельность учащихся

Называют и поясняют новые понятия, формулируют основные тезисы, оценивают новый материал с позиций практической значимости, сложности для понимания. Дают оценку своей деятельности на уроке.

VII. Домашнее задание

Ø Деятельность учителя

Задает домашнее задание:

— изучить § 49 учебного пособия; озвучить опорный конспект; выполнить в рабочих тетрадях задания.

Задания (раздаточный материал)

1. По капле крови, оставленной на месте преступления, цитолог-криминалист установил, что преступление совершила женщина. С помощью каких клеток и каким образом он это сделал?
2. Укажите половые хромосомы каждого из перечисленных в таблице животных. Определите, какое животное является гомогаметным, а какое — гетерогаметным (поставьте знак “+” в соответствующем столбце).

Животное	Половые хромосомы	Гомогаметность	Гетерогаметность
Дрозофила ()
Цапля ()
Канарейка ()
Волк ()
Мышь ()
Гусь ()
Кузнечик ()
Майский жук ()

3. Кариотип собаки представлен 78 хромосомами. Сколько аутосом содержит сперматозоид собаки? Сколько половых хромосом содержит яйцеклетка собаки?
4. В семье, где мать обладает нормальным цветоощущением, родилась дочь-дальтоник. Установите генотипы родителей.

Ø Деятельность учащихся

Записывают в дневники домашнее задание.