Генетика статі й успадкування, зчеплене зі статтю

Тема уроку: Генетика статі й успадкування, зчеплене зі статтю.

Мета уроку: формувати уявлення про успадкування, зчеплене зі статтю, та його особливості; розвивати вміння аналізувати і робити висновки, розв’язувати типові задачі з генетики; виховувати розуміння важливості генетичних досліджень для практичної діяльності учнів.

Тип уроку: комбінований.

Обладнання і матеріали: портрет Т. Моргана, таблиці з поясненням особливостей і механізмів зчепленого успадкування; зображення хромосом і хромосомних наборів окремих видів живих організмів; схеми, де гетерогаметною є жіноча стать, і схеми, де гетерогаметною є чоловіча стать.

Базові поняття й терміни: хромосоми, статеві хромосоми, ауто- соми, гетерогаметна стать, гомогаметна стать, стать-детермінуючих факторів, успадкування, зчеплене зі статтю.

Очікувальні результати: учень характеризує:

- успадкування, зчеплене зі статтю;

- можливості діагностики спадкових хвороб людини.

Застосовує знання:

- для складання схем схрещування;

- для оцінки спадкових ознак у родині та планування родини;

- для обґрунтування заходів захисту від впливу мутагенних факторів.

Наводить приклади:

- спадкових захворювань людини;

Пояснює:

що таке хромосома, аутосома, гетерогаметна стать, гомогаметна стать,стать-детермінуючих факторів.

Девіз уроку.

«Не тільки сама  істина

 дає впевненість,

але й  пошук її»

Б.Паскаль

Хід уроку.

І. Налаштуємось  на біологію. Посміхнемося один одному і побажаємо успіхів.

1.Вправа « Мікрофон»

-Генетика – це наука про… (спадковість і мінливість)

- Матеріальними носіями спадковості є… (нуклеїнові кислоти (ДНК, РНК))

- Засновник гібридологічного методу в генетиці (Г.Мендель)

- Генотип – це сукупність… (генів організму)

- Автор хромосомної теорії спадковості… (Т. Морган)

- Метод складання й аналізу родоводів… (генеалогічний)

- Явище обміну ділянками гомологічних хромосом називається… (кросинговер)

- Алельні гени розташовані на… (гомологічних хромосомах)

- Алель, який завжди проявляється в гетерозиготі… (домінантний)

- Геном – це сукупність генів, що локалізовані в… (ядрі клітини)

- Що таке зчеплення?

- Скільки груп зчеплення є в одному організмі?

2.  Мозкова атака (Розв’язання задачі)

 Учні спочатку розв’язують задачу, а потім учитель повідомляє про результати, які отримали вчені у лабораторії і порівнюють відповіді. У лабораторії Моргана проводили схрещування червонооких самок дрозофіли з білоокими самцями. При такому схрещуванні всі нащадки були червоноокими. При схрещуванні білооких самок із червоноокими самцями серед нащадків усі самки були червоноокими, а самці — білоокими. Відбулося розщеплення, якого ніхто не очікував. Як ви гадаєте, у чому причина такого явища?

ІІІ. Повідомлення теми та мети уроку

Вправа Зацікав-здивуй.

 Не секрет, що жорстокий король Англій Генріх VІІІ стратив одну зі своїх жінок за те, що вона не змогла народити йому сина. На базі знань сучасної генетики дайте відповідь, чи можна «звинувачувати» жінку в тому, що у неї народилася дитина тієї чи іншої статі? Хто насправді був « винний2 у тому, що у Генріха народилася дівчинка. (Звісно ж, окрім « Його Величності Випадку»)?

1V.Вивчення нового матеріалу.

1.Генетика статі ( Розповідь учителя з використанням презентації)

Існує три основних типи визначення статі: до запліднення, в момент запліднення та після запліднення .

У людини, як і в більшості хребетних, комах та деяких інших організмів стать визначається  в момент запліднення  та зумовлена відмінностями в хромосомних наборах особин різної статі.

Диплоїдний набір хромосом кожного організму, що розмножується статево, містить аутосомні хромосоми (аутосоми, їх набір однаковий у особин різної статі) та статеві хромосоми (гоносоми). У людини, наприклад, за загальної кількості хромосом 2n = 46, наявні 44 аутосоми та 2 статеві хромосоми. Останні й визначають стать дитини в момент запліднення.

2.Типи визначення статі.

Статеві ознаки можуть бути морфологічними, фізіологічними, біохімічними, поведінковими тощо. Ознаки статі поділяють на первинні та вторинні статеві ознаки. У більшості інших ссавців (в тому числі й людини), дрозофіли та деяких рослин є два види статевих хромосом: Х та Y, набір яких визначає стать. При наявності в каріотипі двох Х-хромосом стать особини буде жіночою (гомогаметна стать); Х- та Y-хромосоми - чоловічою (гетерогаметна стать). Відповідно, жіночий організм утворює яйцеклітини, що несуть лише один тип статевих хромосом - Х. Сперматозоїдів же є два типи -з Х- та Y-хромосомами, а отже, стать майбутнього нащадка визначається тим, сперматозоїд якого типу зіллється з яйцеклітиною, а стать дитини повністю залежить від батька.

Особини, каріотип яких з певних причин містить лише пару Y-хромосом, як правило, не виживають, оскільки Y-хромосома не містить деяких наявних в Х-хромосомі життєво важливих генів і фактично відповідає лише за розвиток статевих ознак чоловіка. Тим не менше, у Х- та Y- хромосом є гомологічна ділянка, що дозволяє їм здійснювати кон'югацію під час мейозу. Гени, що розташовані там, можуть успадковуватися практично як аутосомні.

Варіантом ХY-системи визначення статі є система Х0, притаманна прямокрилим, тарганам, цвіркунам та деяким іншим комахам. У цій системі особини жіночої статі матимуть дві Х-хромосоми, а чоловічої - лише одну.

Визначення статі за допомогою статевих хромосом може відбуватися також і за ZW-системою, притаманною птахам, рептиліям, деяким ракоподібним та ін. У цій системі гетерогаметною статтю є жіноча, а гомогаметною - чоловіча. Щоб відрізнити статеві хромосоми цієї системи від статевих хромосом системи ХY, їх позначили як Z та W. Втім, що саме здійснює вирішальний вплив на детермінування статі - наявність двох Z-хромосом у організму чоловічої статі чи W-хромосоми у жіночої, поки що невідомо.

3. Вплив факторів зовнішнього середовища на стать майбутнього організму. (Повідомлення учнів)

Як було вказано вище, стать майбутніх нащадків може визначатися також до чи після моменту запліднення.

До запліднення визначення статі, як правило, відбувається внаслідок неоднакового розподілу поживних речовин між яйцеклітинами. Потім з бідних на поживні речовини яйцеклітин розвиваються самці, а з багатих - самки. Такий тип визначення статі притаманний, наприклад, коловерткам і тлям.

Прикладом організму після запліднення з визначенням статі є морський кільчастий черв Bonellia viridis. Вільноплаваючі личинки цього черва розвиваються в самок, а ті, що прикріплюються до хоботка дорослої самки та потрапляють під вплив її гормонів - у самців.

Черв Bonellia viridis

Ще одним прикладом після запліднення є визначення статі є розвиток деяких рептилій. З яєць, відкладених у ґрунт, самці та самки вилуплюються в залежності від температури середовища.

3. Вплив ознак на визначення статі організму (Розповідь учителя)

 Є ознаки, на характер успадкування яких впливає стать організму. Це пояснюється неоднаковим генним складом X та Y- хромосом. Втрата X– хромосоми спричиняє загибель зиготи. Y- хромосома зустрічається тільки у особин однієї статі. Більшість ознак у цій парі зосереджені в X- хромосомі, бо в Y- хромосомі кількість генів обмежена. У гетерогаметних особинах деякі гени не мають пари, ці ознаки несе тільки X-хромосома. Тому ознаки, розташовані в статевих хромосомах (зчеплені зі статтю), по-іншому проявляються у різних статей. Так, ген дальтонізму у людини знаходиться в статевій X-хромосомі і є рецесивним. Його носієм може бути жінка, а прояв ознаки спостерігається у чоловіків.

 Рецесивна ознака передається від матері синам і виявляється у них, а від батьків — дочкам, але частіше за все не проявляється.

 Дуже рідко у жінки проявляється Х-зчеплена рецесивна ознака. Це виникає внаслідок кількох причин. По-перше, жінка може мати аномальний набір хромосом, тобто, тільки одну Х-хромосому, як, наприклад, при синдромі Тернера (ХО). По-друге, вона може бути гомозиготною щодо гена-мутанта, але це трапляється дуже рідко і викликає рідкісні рецесивні розлади, бо тоді жінка мусила б успадкувати такі порушення від обох батьків. По-третє, жінка може бути "очевидною гетерозиготою". Якщо завдяки випадковості серед більшости її клітин є здорова інактивована Х-хромосома, тоді у жінки- гетерозиготи може проявитися ця ознака. Під час ретельного обстеження носіїв псевдогіпертрофічної міопатії Дюшена у них іноді виявляють слабкість деяких груп м'язів, що характерно для уражених хлопчиків.

 Якщо чоловік з Х- зчепленим захворюванням має доньку , він завжди передаватиме їй змінений ген. Це відбувається тому, що чоловіки мають лише одну Х хромосому і завжди передають її своїм донькам. Через це, усі їх доньки будуть носіями. Доньки не будуть хворими, проте матимуть ризик народження уражених синів. Якщо чоловік з Х- зчепленим захворюванням має сина , його син ніколи не успадковуватиме зміненого гена на Х хромосомі. Це відбувається тому, що чоловіки завжди передають своїм синам Y хромосому (при передачі Х хромосоми народжується донька).

 Прикладом зчепленої зі статтю ознаки у ссавців є «черепахове» (каліко) забарвлення кішок. Чорне забарвлення у цих тварин домінує над рудим, а ген, що визначає колір шерсті, локалізований у Х-хромосомі. Гетерозиготна за цим геном самка може мати черепаховий окрас внаслідок того, що в частині її клітин інактивується Х-хромосома з рецесивним алелем, а в частині — з домінантним.

4. Інтерактивна вправа  « Творча лабораторія»

 ( Працюючи в групах учні за допомогою підручника, додаткової літератури досліджують захворювання людини, зчеплене зі статтю.)

1 група. Дальтонізм.

2 група. Гемофілія.

Родовід королеви Вікторії та її нащадків — приклад довготривалого успадкування гемофілії

5. Представлення  робіт групами .

V. Рефлексія

Вправа « Мікрофон»

• Я навчився…
• Я зміг...
• Мене здивувало…
• Мені пригодиться в житті…
• Я вивчив…
• Я застосую свої знання…
• Я вмію пояснювати…
• Найважче мені було…

VІ. Підсумок уроку.

Оцінювання результатів уроку.

VІІ. Домашнє завдання. Вивчити параграф 38.

Виконати проект на  тему « Дерево походження різних способів визначення статі.»

1. Зберіть інформацію різні способи визначення статі в природі та про організми, для яких вони характерні.
2. На підставі зібраних даних побудуйте дерево походження різних способів визначення статі, використовуючи ознаки подібності між способами та ознаки спорідненості між живими  організмами. Дерево має бути побудоване так, щоб споріднені організми з подібним визначенням статі розташовувалися поряд, а неспоріднені - були віддалені.
3. Презентувати своє дерево будете в класі на наступному уроці.

Обговоримо зв'язок між способами визначення статі та спорідненістю організмів.

Вправа «Індикатор»

• Тупніть ті, хто не задоволений своєю роботою на уроці;
• Плесніть в долоні ті, у кого все вийшло на уроці і він отримав масу задоволення.
• Посміхніться один одному.

Література

1.Біологія: підручник для 9 класу загальноосвітніх навчальних закладів      В.І.Соболь. – Камянець – Подільський: Абетка, 2017.-288с.: іл.

2. Біологія: підручник для 9 класу загальноосвітніх навчальних закладів.

Р.В.Шаламов,Г.А.Носов,О.А.Литовченко,М.С.Каліберда.-Харків:Соняшник, 2017.- 352 с.:іл.