Методическая разработка "Взаимодействие генов. Полимерия" 10

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

«Лицей №28 имени Н.А.Рябова»

(МАОУ «Лицей №28 имени Н.А.Рябова»)

Методическая разработка урока биологии в 10 классе

Взаимодействие генов. Полимерия

подготовила

учитель биологии

Фомина Татьяна Владимировна

Тамбов 2016

Цели урока:

Образовательные: сформировать знания о взаимодействии неаллельных генов (комплементарность,

эпистаз, полимерия, плейотропия) на примерах, известных генетической науке;

Развивающие: развивать представления о закономерностях наследования признаков; развивать

умения пользоваться терминами, символами генетики; продолжить формирование навыков решения

генетических задач;

Воспитательные: формирование бережного отношения к своему организму как носителю

уникального генотипа; развивать представления о влиянии окружающей среды на формирование

фенотипа.

Оборудование и материалы: 1) проектор, переносной экран, компьютер;

2) дополнительная информация о синдроме Марфана (приложение 1);

3)карточки для парной работы (приложение 2);

4) тест (приложение 3).

Тип урока. Комбинированный.

Методы обучения:

-объяснительно – иллюстративные;

-репродуктивные.

Формы организации познавательной деятельности учащихся:

-фронтальная, индивидуальная, групповая.

Оборудование:

-тексты заданий и задачи (раздаточный материал) – по 1 на парту;

-рисунки для демонстрации;

-карточки для групповой работы;

Ход урока.

1.Организационный момент (построение, приветствие, подготовка рабочего места, настрой на

работу…).

2.Постановка целей.

Учитель: Наш урок пройдет под девизом: “Думать коллективно, работать оперативно, спорить

доказательно – для всех обязательно”. В организме могут присутствовать сотни тысяч генов,

каждый из которых определяет развитие какого-то признака, независимо от других. Однако между

различными генами существуют разные типы взаимодействия, обусловленные сложными

отношениями как между аллельными, так и между неаллельными генами. Об этом мы и будем

говорить сегодня на уроке. Обсудим также способность гена оказывать влияние на работу других

генов и формирование большого количества признаков. Взаимодействие неаллельных генов описано

у многих растений и животных.

Какие типы взаимодействия неаллельных генов Вы знаете?

Ученик: Комплементарное взаимодействие, эпистаз.

Учитель: Дайте определение комплементарному взаимодействию генов. Назовите возможные типы

расщепления при комплементарном взаимодействии. Приведите пример комплементарного

взаимодействия генов.

Ученик: Комплементарность (лат. complementum - дополнение) - одна из форм взаимодействия

неаллельных генов, когда два гена дополняют действие друг друга и образуют фенотип

несвойственный родителям. Примерами комплементарного взаимодействия генов служит

наследование окраски цветков душистого горошка, окраски шерсти у кроликов, наследование

формы плодов тыквы.

При комплементарном взаимодействии генов в потомстве характерно четыре типа расщепления:

1. 9:7

2. 9:3:3:1

3. 9:3:4

4. 9:6:1

Учитель: Дайте определение эпистазу. Какие два типа эпистаза Вы знаете?

Ученик: Эпистаз (гр. epistasis - остановка, препятствие) - один из типов взаимодействия неаллельных

генов, при котором аллели одного гена подавляют (эпистатируют) проявление аллелей других

генов.

Учитель: Как называются гены – подавители?

Ученик: Ген, подавляющий проявление признака, определяемого другим геном, получил название

эпистатического гена или ингибитора (I) или супрессора (S). Подавляемые гены называют

гипостатическими.

Различают два вида эпистаза: доминантный, когда супрессором служит доминантный аллель

и рецессивный, при котором эпистатическое действие оказывает рецессивный аллель.

Расщепления доминантного эпистаза:

1. 12:3:1

2. 13:3

Расщепление рецессивного эпистаза: 9:3:4

Учитель: Приведите примеры доминантного и рецессивного эпистаза.

Ученик: Примером доминантного эпистаза является наследование окраски оперения у кур породы

леггорн, окраска шерсти у собак, а примером рецессивного эпистаза - наследование окраски шерсти

у мышей.

3. Изучение нового материала.

Учитель: Мы продолжаем изучать типы взаимодействия геном. Сегодня на уроке мы рассмотрим

еще один тип взаимодействия неаллельных генов – полимерию.

Полимерия (гр. polymereia - многомерность) - один из типов взаимодействия неаллельных генов, при

котором степень развития одного и того же признака обусловлена влиянием ряда генов. Такие

проявляющиеся сходным образом гены называются полимерными генами или полигенами.

Различают кумулятивную и некумулятивную полимерию.

В случае кумулятивной (лат. cumulatio - увеличение, скопление) полимерии при накоплении в

генотипе доминантных аллелей полимерных генов, действие их суммируется, то есть они проявляют

кумулятивный или аддитивный эффект. Кумулятивная полимерия лежит в основе наследования

многих количественных признаков. Впервые она была описана в 1908 году шведским исследо-

вателем Г. Нильссоном-Эле при изучении наследования окраски зерен у пшеницы.

Дано:

Ген

Признак

красная

♀ А

♂ а

F1 - ?

F2 - ?

ярко-розовые

розовые

бледно-розовые

белые

Р1: ♀ А

х ♂ а

красные белые

G(мейоз): А

F1: А

розовые

Р2: ♀ А

х ♂ А

розовые розовые

G(мейоз): А

, А

F2:

красные

ярко-розовые

ярко-

розовые

ярко-

розовые

бледно-

розовые

ярко-

розовые

бледно-

розовые

бледно-

розовые

бледно-

розовые

белые

Расщепление в F

по фенотипу:

1красные:4 ярко-розовые : 6 розовые : 4 бледно-розовые : 1 белые

Некумулятивная полимерия характеризуется тем, что для полной выраженности признака

достаточно наличия в генотипе лишь одного доминантного аллеля любого из полимерных генов.

Наследуются качественные признаки.

Примером некумулятивной полимерии служит наследование формы стручков у

крестоцветного растения пастушьей сумки. При скрещивании растений с овальными стручочками с

расой, имеющей плоды треугольной формы («пастушья сумка»), гибриды первого поколения имеют

треугольные плоды. Во втором поколении гибридов происходит расщепление: у 15/16 растений

плоды треугольные, а у 1/16 – овальные.

Дано:

Ген

Признак

все А

треугольная

♀ А

F1 - ?

овальная

♂ а

F2 - ?

Р1: ♀ А

х ♂ а

треугольные овальные

G(мейоз): А

F1: А

треугольные

Р2: ♀ А

х ♂ А

треугольные треугольные

G(мейоз): А

, А

F2:

треугольные

овальные

Расщепление в F

по фенотипу:

15 треугольные : 1 овальные

По принципу полимерии наследуется рост, телосложение, одаренность, цвет кожи человека. У

крупнорогатого скота молочная продуктивность, у кур – яйценоскость, у растений величина плодов.

Все эти признаки зависят от действия многих генов.

Учитель: Кто скажет мне, в чем сущность плейотропности?

Ученик: Плейотропия (гр. pleion - более многочисленный и tropes -направление) - множественное

действие гена, способность гена воздействовать на проявления нескольких признаков.

Учитель: Часто встречаются и ситуации, когда один ген определяет развитие нескольких признаков

и свойств организмов. Такое явление получило название плейотропии (от греч. Plei оn-

многочисленный, tropos- направление). Так, например, у человека известен ген, определяющий

одновременно развитие дефекта ногтей и коленной чашечки. Глубокая деформация позвоночника

может наблюдаться при системном заболевании соединительной ткани – синдроме Марфана

(признаки – нарушение опорно-двигательног аппарата, которые выявил в 1986г. Лисиченко О.В.,

деформация грудины в виде кифосколиозов, удлинение и деформация ребер, непропорциональное

укорочение конечностей, нарушение мышечного аппарата, нарушение суставного аппарата и т.д.).

Ученик: Сообщение о синдроме Марфана (приложение 1)

4.Рефлексия.

Работа по карточкам для парной работы (приложение 2)

Выполнение теста (приложение 3)

5. Заключительный этап урока:

а) домашнее задание: конспект, решить задачи;

б) выставление оценок и анализ активности учащихся на уроке.

Приложение 1.

«Гениальность» - компенсация за болезнь»

Единственная компенсация, которую люди с синдромом Марфана получают от судьбы за свой

порок, - повышенное содержание адреналина в крови. Как известно, этот гормон вырабатывается

надпочечниками и выбрасывается в кровяное русло в момент опасности. В результате многие

параметры человеческого организма (сердцебиение, давление крови) приводятся, так сказать, в

боевую готовность. Таким образом, люди с синдромом Марфана всю жизнь находятся в

возбужденном состоянии: адреналин постоянно подстегивает нервную систему и делает их

невероятными трудоголиками. Исторические примеры: известность и синдром Марфана

Синдромом Марфана страдали несколько всемирно известных личностей, отличавшихся

необычайной работоспособностью. Таков был лесоруб Авраам Линкольн, который благодаря

постоянному самообразованию, выдающимся способностям и, главное, потрясающему

трудолюбию стал президентом США. Он обладал высоким ростом - 193 см, огромными стопами

и кистями рук, маленькой грудной клеткой и длинными гибкими пальцами - типичное

телосложение при синдроме Марфана. Очень похож на Линкольна по физическому складу был

сын полунищего сапожника, ставший позже великим писателем XIX в., Ганс Христиан Андерсен.

Его необычайное трудолюбие проявилось еще в школе. Свои литературные произведения он

переписывал до десяти раз, добиваясь, в конечном счете, виртуозной точности и одновременно

легкости стиля. Современники так описывали его внешность: «Он был высок, худощав и крайне

своеобразен по осанке и движениям. Руки и ноги его были несоразмерно длинны и тонки, кисти

рук широки и плоски, а ступни ног таких огромных размеров, что ему, вероятно, никогда не

приходилось беспокоиться, что кто-нибудь подменит его калоши. Нос его был так называемой

римской формы, но тоже несоразмерно велик и как-то особенно выдавался вперед». Нервное

напряжение, в котором, по-видимому, постоянно находился этот талантливый человек,

порождало у него множество страхов. Он боялся заболеть холерой, пострадать от пожара,

попасть в аварию, потерять важные документы, принять не ту дозу лекарства... История знает

случай, когда длинные, тонкие пальцы человека с синдромом Марфана вместе с впечатляющей

работоспособностью помогли их обладателю сделать фантастическую карьеру. Речь идет о

знаменитом скрипаче Никколо Паганини. Гете и Бальзак так описывают его внешность в своих

воспоминаниях: мертвенно-бледное, как будто вылепленное из воска лицо, глубоко запавшие

глаза, худоба, угловатые движения и, самое главное, тонкие сверхгибкие пальцы, какой-то

невероятной длины, как будто вдвое длиннее, чем у обычных людей. Эта чисто морфологическая

особенность позволяла ему творить со скрипкой настоящие чудеса. В толпе, слушавшей

импровизации Паганини на римских улицах, одни говорили, что он в сговоре с дьяволом, другие

- что его искусство является музыкой небес, в которой звучат ангельские голоса. Он играл так,

что слушателям казалось, будто где-то спрятана вторая скрипка, играющая одновременно с

первой. Многие вплоть до XX в. верили слухам, что в молодости Никколо прибег к помощи

хирурга, который сделал ему операцию, чтобы повысить гибкость рук. Теперь-то мы знаем, что,

скорее всего, своими данными он был обязан редкому генетическому отклонению. Впервые на

связь мастерства Паганини с синдромом Марфана указал американский врач Майрон Шенфельд в

статье, опубликованной в «Журнале Американской медицинской ассоциации». Он указал, что

описание внешности Паганини - бледная кожа, глубоко посаженные глаза, худое тело, неловкие

движения, «паучьи» пальцы - абсолютно точно совпадает с описанием облика людей с

синдромом Марфана. Как известно, в конце своей жизни великий музыкант почти лишился

голоса. Это лишнее свидетельство в пользу того, что у Паганини был синдром Марфана,

поскольку нередким осложнением этой болезни является сильная хрипота или даже потеря

голоса, вызванная параличом верхнего гортанного нерва. Сохранился дневник врача, который

лечил Паганини. Сделанные в нем записи подтверждают классические симптомы синдрома

Марфана: астеническое сложение, явно выраженный сколиоз, «птичье» выражение лица, узкий

череп, выступающий или срезанный подбородок, глаза с синими склерами, разболтанность

суставов, диспропорции в величине туловища и конечностей, кисти и стопы длинные с тонкими

«паукообразными» пальцами. Не удивительно, что не только игра Паганини, но и сама его

необычная внешность производили впечатление на его современников, рождая подчас самые

немыслимые легенды о музыканте. Надо заметить, что сам по себе синдром Марфана не

располагает к музыкальной одаренности. За исключением Паганини, среди больных с этим

синдромом не было выдающихся музыкантов. Что же касается Паганини, то болезнь лишь

придала ему большие технические возможности, а великим музыкантом, с огромным творческим

наследием, включающим, кроме произведений для скрипки с другими инструментами и

оркестром также более 200 пьес для гитары, он стал благодаря своему великому таланту и

трудолюбию, тоже косвенно связанному с синдромом Марфана. Наверняка вы припомните еще

двоих знаменитых длинных, нескладных и талантливых «носачей». Это Шарль де Голль и

Корней Иванович Чуковский. Деятельный характер будущего президента Франции настолько

ярко проявлялся еще в молодости, что многие из его сослуживцев по армии до второй Мировой

войны уже тогда прочили его в генералиссимусы. Голова де Голля всегда возвышалась над морем

касок и беретов марширующих солдат. Вместе с тем, сидя за столом, он казался вполне обычным

человеком. Секрет крылся в его непропорциональном сложении, столь характерном для синдрома

Марфана. Выше всех в толпе был и любимый детьми автор «Мухи-цокотухи», «Мойдодыра» и

«Тараканища». Его длиннорукость, длинноногость, большеносость и общую нескладность

фигуры многократно обыгрывали в шаржах. «Я всю жизнь работаю. Как вол! Как трактор!» -

писал о себе Корней Иванович. И это действительно было так, хотя его титаническая

работоспособность для многих читателей детских стихов писателя, не знакомых с его

многочисленными специальными литературоведческими статьями и переводами, оставалась

скрытой. Как и Ганс Христиан Андерсен, Чуковский многократно переделывал каждую свою

строчку. «Никогда я не наблюдал, чтобы кому-нибудь другому с таким трудом давалась сама

техника писания», - замечал он про себя. Из наших современников синдромом Марфана,

возможно, страдал биолог Г. В. Никольский. Ко времени окончания Московского университета

он имел уже пять печатных трудов. За 30 последующих лет работы число его печатных

публикаций превысило 300, причем среди них было около десяти книг. Такой потрясающей

работоспособностью может похвастаться далеко не каждый даже очень способный ученый!

Можно ли после этого утверждать, что любые обусловленные генами нарушения в развитии

являются, безусловно, вредными? По материалам статьи Афонькина С. Ю. «Синдром Марфана.

Секреты Андерсена, Паганини и Чуковского».

Приложение 2.

Задачи: 1. В прерии долгое время жили два табуна мустангов. Одни лошади были песочного

цвета, а другие – серые с темным хвостом и гривой. Паслись они далеко друг от друга, никогда не

встречались, скрещивались только в пределах своих табунов, и другой масти в табунах никогда

не встречалось. Но однажды, после большого пожара, оба табуна встретились и перемешались.

От смешанных браков стали рождаться жеребята, причем все песочного цвета. Когда жеребята

подросли и стали скрещиваться между собой, в их потомстве единообразия не было. Из 178

жеребят 134 были песочного цвета, 11 серых с темным хвостом и гривой, а 33 были золотистыми

с черной полосой вдоль хребта. Определить генотипы мустангов-родителей и их потомков.

2. В глухом лесу жили когда-то круглоухие чебурашки. Однажды во время охоты они нашли

чебурашку из другого племени, который заблудился и сломал ногу. Охотники принесли его к

себе в селение, вылечили и хотели отправить домой. Но он полюбил одну очаровательную

чебурашечку и решил остаться с ней. Вскоре у них родились дети. Как же были потрясены

родители и все жители селения, когда оказалось, что у всех детей уши были квадратные!

Колдуны решили, что духи леса карают племя, но не убили маленьких чебурашек, а только

отселили их, запретив браки между ними и круглоухими чебурашками. Вскоре у чебурашек с

квадратными ушами появилось потомство, но среди детишек оказалось 36 чебурашек с

квадратными ушами, 25- с круглыми, а 4- с треугольными. Чебурашки не знали законов генетики.

Можете ли вы объяснить, что произошло, определив генотипы родителей и потомков.

3. Жил в пустыне красивый верблюд. Давно пришла ему пора обзавестись семьей, но он мечтал

взять в жены только белую же верблюдицу, чтобы у них были белоснежные дети. И вот однажды

встретил он красавицу с шерстью белой как снег на вершинах гор. Они поженились и вскоре

верблюд стал отцом, но каково же было его разочарование, когда среди родившихся верблюжат

оказались обычные желтые. Верблюдица поклялась, что не изменяла мужу, и верблюд ей

поверил. Стали у них рождаться дети, но всегда среди белых верблюжат появлялись и желтые. В

общей сложности у них 48 потомков, среди которых было 27 белых и 21 желтых. Прав ли

верблюд, поверив жене? Как могла бы верблюдица объяснить ситуацию, если бы знала генетику?

4. Сороконог шоколадного цвета взял в жены шоколадную сороконожку. В положенный срок

родились у них сороконожки, однако, среди них были дети не только похожие на папу и маму, но

и малыши красивого золотистого цвета и темно коричневые. Рождались у них еще дети, но

каждый раз повторялось одно и то же. В общей сложности родилось у них 330 сороконожек, из

которых 190 были шоколадными, 60- красивыми золотистыми, а 80- темно-коричневыми.

Определите генотипы сороконога, сороконожки и сороконожек-детишек.

5. Цвет кожи человека определяется взаимодействием нескольких пар генов по типу полимерии,

т.е. цвет кожи тем темнее, чем больше доминантных генов в генотипе. Если два мулата (A

)

имеют детей, то можно ли ожидать детей с черной, смуглой и белой кожей? Какую часть

составят дети каждого типа?

Приложение 3

Тест по теме « Взаимодействие генов»

Часть 1.Из списка выберите верные ответы на каждый следующий вопрос.

Ответы:

А) комплементарность

б) полное доминирование

в) неполное доминирование

г) кодоминирование

г) эпистаз

д) полимерия

е) плейотропии

Вопросы:

1. Вид взаимодействия аллельных генов, при котором фенотип гетерозигот формируется в результате

совместного действия двух генов, называется?

2. Вид взаимодействия аллельных генов, при котором у гибридов наблюдается промежуточный

характер наследования признака, называется?

3. Вид взаимодействия аллельных генов, при котором у гетерозигот проявляется только доминантный

признак.

4. К взаимодействию аллельных генов не относится.?

5. К взаимодействию неаллельных генов не относится?

6. Явление, при котором один ген оказывает влияние на формирование нескольких признаков?

7. Вид взаимодействия неаллельных генов, обусловливающих при совместном сочетании в генотипе

появление нового фенотипического признака?

8. Вид взаимодействия неаллельных генов, при котором несколько генов однозначно влияют на

развитие одного и того же признака?

9. Какой тип взаимодействия двух генов лежит в основе наследования формы лепестков у льна, если

доминантная аллель А обусловливает гофрированную форму, но в присутствии гена В она своего

действия не проявляет?

10. Какой тип взаимодействия неаллельных генов лежит в основе наследования окраски цветков

шалфея, если растение с генотипом А_В_ имеет красные цветки, а с генотипом аа В_ -лососево-

красные, а во всех остальных случаях- белые.?

Часть 2. Выберите один или несколько правильных ответов:

1. Комплементарное взаимодействие генов это:

А) взаимодействие генов, при котором один ген подавляет проявление другого гена неаллельной ему

пары

Б) взаимодействие генов, при котором при одновременном присутствии двух неаллельных генов в

доминантном состоянии наблюдается проявление нового признака

В) взаимодействие, при котором доминантный аллель подавляет проявление рецессивного

2. Эпистатичный ген – это:

А) ген, не имеющий собственного проявления, но подавляющий действие другого гена

Б) ген, подавляемый при эпистазе

3. Явление, которое заключается в том, что один ген оказывает влияние на несколько

признаков называется:

А) эпистаз

Б) полимерия

В) плейотропия

Г) комплементарность

4. Сколько неаллельных генов отвечают за наследование окраски зерновки пшеницы, если в

F2 получилось расщепление 15/16 окрашенных : 1/16 неокрашенных?

А) 1

Б) 2

В) 3

Г) 4

5. В случае эпистатического взаимодействия генов наблюдается расщепление:

А) 9:7

Б) 9:6:1

В) 9:3:3:1

Г) 12:3:1

Д) 13:3

Е)15:1

6. В случае комплементарного взаимодействия генов наблюдается расщепление:

А) 9:7

Б) 9:6:1

В) 9:3:3:1

Г) 12:3:1

Д) 13:3

Е)15:1

7. Определите тип взаимодействия генов при наследовании признака форма плода у тыквы.

А) полимерия

Б) комплементарность

В) плейотропия

Г) доминантный эпистаз

Д) рецессивный эпистаз

8. Определите тип взаимодействия генов при наследовании признаков у кур.

А) полимерия

Б) комплементарность

В) плейотропия

Г) доминантный эпистаз

Д) рецессивный эпистаз

9. При скрещивании растений лука с красной чешуей было получено три фенотипических

класса в соотношении 9:3:4. Определите тип взаимодействия генов при наследовании

признака окраски чешуи у лука.

А) полимерия

Б) комплементарность

В) плейотропия

Г) доминантный эпистах

Д) рецессивный эпистаз

10. По типу кумулятивной полимерии не наследуются следующие признаки:

А) молочность, яйценоскость, масса;

Б) параметры физической силы и умственные способности у человека;

В) длина волос, содержание сахара;

Г) цвет глаз, волос.

Ответы:

Часть 1:

1г; 2в; 3б; 4а,ж,д,е; 5б,в,г; 6е; 7а; 8д; 9ж; 10 а,ж

Часть 2:

2б; 2а; 3в; 4г; 5г,д; 6а,б,в4 7б; 8б; 9б; 10в.

Литература

1. Биология. Общая биология. 10-11 классы: учеб. для общеобразоват. учреждений:

профильный уровень: в 2 ч., ч.2 /под ред. В.К.Шумного и Г.М. Дымшица; Рос. акад. наук,

Рос. акад. образования, изд-во «Просвещение», 2011.

2. Биология. Для выпускников и поступающих в вузы: учебное пособие/А.Г.Мустафин; под

ред. В.Н.Ярыгина.-М.:КНОРУС, 2012

3. Общая биология. Пособие для поступающих в ВУЗы. Под ред. проф. А.Ф.Никитина.-Спб.,

ВМедА, 2004

4. Чебышев Н.В., Гузикова Г.С., Лазарева Ю.Б., Ларина С.Н. Биология. справочник.-2-е изд.-

М.:ГЭОТАР-Медиа, 2011

Скачать материал

Методическая разработка "Взаимодействие генов. Полимерия" 10

Биология - еще материалы к урокам:

Предметы

Похожие материалы