Тема: Моногенне та полігенне успадкування ознак у людини.

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ЦЕНТРАЛЬНОУКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ВОЛОДИМИРА ВИННИЧЕНКА

Факультет математики, природничих наук та технологій

Кафедра природничих наук та методик їхнього навчання

КОНСПЕКТ УРОКУ

з біології у 10 –В класі

з теми : «Моногенне та полігенне успадкування ознак у  людини.»

Комунальний заклад «Ліцей Науковий» Міської ради міста Кропивницького

студентки 1 курсу

факультету математики, природничих наук та технологій

спеціальності 014.15 Середня освіта (Природничі науки)

Осікової Марини Володимирівни

Кропивницький-2023

Урок 1. Тема: Моногенне та полігенне успадкування ознак у  людини.

Мета уроку:

• ознайомити з особливостями моногенного та полігенного успадкування ознак у  людини; формувати вміння складати родоводи;
• розвивати увагу, уяву, спостережливість, пам’ять, мову, мислення, порівнювати, аналізувати й узагальнювати інформацію, установлювати причинно-наслідкові зв’язки;
• виховувати дбайливе ставлення до власного здоров’я, ціннісне ставлення до всього живого, інтерес до предмета, формувати науковий світогляд.

Матеріали та обладнання: фотографії людей, що демонструють успадкування ознак.

Основні поняття: моногенне та полігенне успадкування, зчеплене успадкування.

Тип уроку: урок засвоєння нових знань.

Методи уроку:

• словесні: бесіда, розповідь, пояснення.

• наочні: використання презентації.

• практичні: розв’язування завдань, укладання опорного конспекту.

Структура уроку:

1.                Організаційний етап (1 хв.)
2.             Перевірка домашнього завдання та актуалізація опорних знань (6 хв )
3.          Мотивація навчальної діяльності учнів (2 хв)
4.         Повідомлення теми, мети і завдання уроку( 2 хв)
5.             Вивчення нового матеріалу (20 хв)
6.         Закріплення вивченого матеріалу (9 хв)
7.      Узагальнення і систематизація знань (3 хв)
8.   Підведення підсумків уроку (1 хв)
9.         Повідомлення домашнього завдання (1 хв)

Хід уроку

1. Організаційний етап

     Привітання. Перевірка присутності учнів на уроці.

2. Перевірка домашнього завдання та Актуалізація опорних знань

Розв’язування задачі, робота біля дошки

У людини дальтонізм (колірна сліпота) є рецесивним захворюванням, зчепленим з X-хромосомою. Альбінізм у людини є аутосомною рецесивною ознакою. Чоловік-дальтонік, хворий на альбінізм, одружився з дигетерозиготною жінкою з нормальною пігментацією, яка є носійкою колірної сліпоти. Визначте генотипи та фенотипи можливих нащадків у цій родині.

Тепер можна накреслити гратку Пеннета і розв’язати задачу:

F1: ♀ AaXDXd, AaXdXd, aaXDXd, aaXdXd

або ♂ AaXDY, AaXdY, aaXDY, aaXdY

у співвідношенні 1:1:1:1

Відповідь: у першому поколінні відбудеться розщеплення за фенотипом 25 % з нормальною пігментацією і нормальним зором, 25 % з нормальною пігментацією і дальтонізмом, 25 % з альбінізмом і нормальним зором, 25 % з альбінізмом і дальтонізмом, тобто відбулося розщеплення 1:1:1:1. При цьому вірогідність прояву у хлопчиків та дівчаток однакова — 50 % на 50 %.

Подібні задачі на успадкування, зчеплене зі статтю, учні розв’язували в курсі 9 класу. Підбиваючи підсумок задачі, учитель має підвести учнів до розуміння того, що різні хромосоми несуть різні ознаки, однак вони можуть успадковуватися разом. Також існує ще багато форм успадкування.

3.        Мотивація навчальної діяльності учнів

У народі ямочки на щоках називають «міткою щастя» і «поцілунком ангела». Зазвичай ямочки з’являються на обох щоках, але в деяких випадках западинка виникає тільки з одного боку. Вони можуть бути різної форми, розміру і глибини.  Вчені стверджують, що це генетична особливість, як і колір очей чи форма рота. А як успадковуються ямки на щічках?

4.         Повідомлення теми, мети і завдання уроку

Учитель повідомляє учням тему уроку, спільно з ними визначає його мету та завдання. Тема: Моногенне та полігенне успадкування ознак у  людини.

5. Вивчення нового матеріалу
   1. Чим розрізняються моногенне й полігенне успадкування ознак людини?

УСПАДКУВАННЯ ОЗНАК – це передача генетичної інформації на рівні клітин чи цілісного організму від батьків дітям або від предків нащадкам. Всі ознаки організму людини проявляються під дією одного або багатьох генів.

Моногенне успадкування – це успадкування ознак, що контролюються алелями одного гена. Так успадковуються якісні ознаки, що чітко виявляються у фенотипі й мають контрастні (альтернативні) прояви, що їх легко відрізнити. Наприклад, у людини моногенно успадковуються ямки на щічках або ямка на підборідді. Фенотиповий прояв цієї ознаки визначається домінантним геном, а мінливість ямок на щічках залежить від особливостей будови виличного м'яза й м’яза сміху, що беруть участь у формуванні посмішки людини. Тобто прояв якісних ознак залежить, як правило, від одного чинника, тому моногенне успадкування називають ще монофакторним. За моногенного успадкування мають місце взаємодії алельних генів.

Але частіше за все буває, що відразу кілька генів відповідають за прояв тієї чи іншої ознаки.

Полігенне успадкування – успадкування ознак, прояв яких визначається взаємодією кількох або багатьох неалельних генів (іл. 102). Науково доведено, що для людини ступінь прояву таких ознак, як колір шкіри, волосся, очей, ступінь розумового розвитку, ріст, залежить від діяльності відразу багатьох генів й багатьох чинників навколишнього середовища. Так, у людини ріст визначають 5 пар полімерних неалельних генів. На ріст різнонапрямлено впливають фізична активність, склад їжі, шкідливі звички тощо. Вони можуть зміщувати ступінь прояву росту в позитивний, або негативний бік, тому полігенне успадкування називають ще поліфакторним. Полігенно успадковуються кількісні ознаки, що, як правило, є мінливішими за якісні. Для них немає чітко розмежованих фенотипових класів, і під час аналізу таких ознак спостерігаються поступові малопомітні переходи між особинами.

Комплементарність – тип взаємодії неалельних генів, коли прояв ознаки можливий тільки за присутності у зиготі домінантних алелів цих генів (хоча б по одному для кожного гена). Отже, у цьому разі домінантний алель одного гена доповнює дію домінантного алеля іншого, неалельного. Прикладом комплементарної взаємодії генів у людини може бути так званий бомбейський феномен. Він пов’язаний з тим, що для прояву таких ознак, як групи крові (А(ІІ), В(ІІІ) та АВ(IV)), потрібно, щоб у генотипі був присутній домінантний алель ще одного гена, який кодує поверхневий білок еритроцитів. Рецесивний алельний ген, який у людини трапляється досить рідко, у гомозиготному стані приводить до того, що всі особи мають 0(І) групу крові.

Епістаз – тип взаємодії неалельних генів, за якого один ген здатен пригнічувати дію іншого. Прикладом епістазу в людини може бути така ситуація: ген раннього облисіння пригнічуватиме прояв генів, які зумовлюють певний колір волосся на голові.

Досить складним варіантом взаємодії неалельних генів є полімерія (від грец. полімерейа – багатоскладність), коли декілька неалельних генів впливають в одному напрямку на формування певної ознаки. Часто ступінь прояву такої ознаки залежить від того, скільки домінантних алелів таких неалельних генів беруть участь у цьому процесі. Отже, що більше домінантних алелів неалельних генів беруть участь у формуванні певної ознаки, то сильніше виражено її прояв.

Отже, успадкування ознак у людини здійснюється за участі домінантних й рецесивних, алельних та неалельних генів, розташованих у хромосомах ядра або мітохондріях цитоплазми.

2.               Якими є основні типи успадкування ознак у людини?

 За характером прояву кількісних та якісних ознак виокремлюють домінантне та рецесивне успадкування. За домінантного успадкування спостерігається пригнічення одного алеля іншим, внаслідок чого домінантний стан ознаки проявляється в кожному поколінні. Успадкування, за якого один із алельних генів повністю пригнічує прояв іншого у фенотипі нащадків, називається повним домінуванням (наприклад, темне волосся в людини). Якщо ж домінантні алелі лише частково переважають над рецесивними, наслідком чого є поява проміжного прояву ознаки, то спостерігається неповне домінування (наприклад, успадкування форми волосся в людини: кучеряве – домінантний прояв, пряме – рецесивний, хвилясте – проміжний). Є ще кодомінування, за якого спостерігається вияв обох алелів гена за одночасної наявності їх у гетерозигот. Наприклад, четверта група крові (ІАІ В ) за системою АВ0 є результатом взаємодії двох домінантних алелів ІА й ІВ . За рецесивного успадкування стан ознаки передається спадково, але пригнічується і не проявляється у гетерозиготних нащадків (наприклад, світле волосся, блакитні очі).

Гени, що визначають кількісні й якісні ознаки людини, розташовані в хромосомах; їх поділяють на аутосоми та статеві хромосоми (гоносоми). Залежно від цього критерію розрізняють аутосомне й зчеплене зі статтю успадкування. Успадкування ознак, яке здійснюється за участі генів хромосом, що є подібними у чоловічих й жіночих організмів, називається аутосомним. Таким чином успадковується в людини колір очей або резус-фактор. Успадкування ознак, що здійснюється за участі генів статевих хромосом, називається зчепленим зі статтю. Оскільки статевими є X- та Y-хромосоми, виокремлюють X- та Y-зчеплені типи успадкування.

Поєднання видів успадкування за характером прояву ознак і розташуванням генів у хромосомах, дає змогу виокремити типи успадкування. Для людини характерні усі основні типи успадкування ознак – аутосомно-домінантний, аутосомно-рецесивний, зчеплений зі статтю домінантний, зчеплений зі статтю рецесивний. У підручниках з генетики людини або медичної біології виокремлюють ще голандричний (Y-зчеплений) та мітохондріальний типи успадкування.

Успадкування мітохондріальних ознак. Під час успадкування генів мітохондрій спостерігають материнський ефект: чоловіки та жінки можуть мати відповідний стан ознаки, але тільки жінки передають її своїм дітям. У людини як мітохондріальні ознаки успадковуються, наприклад, оптична атрофія Лебера (втрата зору в центральній частині зорового поля) та онкоцитома (доброякісна пухлина нирок).

3.               Як визначити тип успадкування ознаки в людини?

Універсальним методом, який уможливлює визначення типу успадкування ознак, є метод складання та аналізу родоводів.

Для родоводу, в якому спостерігається аутосомно-домінантне успадкування ознаки, характерними є наявність носіїв домінантного прояву ознаки в кожному поколінні та однакова частота прояву ознаки серед чоловіків і жінок, що вказує на розташування гена в аутосомі (іл. 103). За аутосомно-домінантним типом успадковуються зелені очі, короткозорість, довгі вії, наявність резус-фактора.

У родоводах з аутосомно-рецесивним успадкуванням характерними є наявність поколінь, у яких рецесивний прояв не спостерігається, а також однакова частота прояву ознаки серед чоловіків і жінок (іл. 104). За аутосомно-рецесивним типом передаються блакитні очі, нормальний зір, короткі вії, відсутність резус-фактора, альбінізм.

X-зчеплене домінантне успадкування характеризується різною частотою прояву ознаки серед чоловіків і жінок (серед жінок вона трапляється частіше) і тим, що ознаку батька успадковують всі доньки і ніколи – сини. За таким типом передаються темна емаль зубів, рахіт, не чутливість до вітаміну D (іл. 105).

За X-зчепленого рецесивного успадкування прояв ознаки траплятиметься майже виключно у чоловіків, ознака ніколи не передаватиметься від батька до сина, а тільки до онука через доньку. Таке успадкування характерне для дальтонізму, гемофілії (іл. 106).

Отже, для визначення типу успадкування ознаки найчастіше застосовують метод складання й аналізу родоводів.

6.         Закріплення вивченого матеріалу

Самостійна робота 5

Складання схеми родоводу

Завдання 1. Для складання родоводів користуються стандартними позначеннями. Визначте сутність основних умовних позначень для роботи зі схемами родоводів.

Завдання 2. Ознайомтесь із правилами, що допоможуть скласти схему родоводу:

1)особа, родовід якої складається, називається пробандом; її на схемі позначають стрілкою; 2) осіб жіночої статі позначають кружечком, осіб чоловічої – квадратиком; символи особин із проявом досліджуваної ознаки – затоновують; 3) кожному поколінню виділяють окремий рядок, на якому зліва направо в ряд розміщують членів родини в порядку народження; 4) символи осіб, які перебувають у шлюбі, з’єднують лінією; 5) послідовні покоління позначають римськими цифрами, нащадків одного покоління – арабськими.

Завдання 3. Створіть схему родоводу за умовою задачі. «Пробанд – дівчинка, яка має симпатичні ямки на щоках. Брат і сестра її – ямок не мають. Мати дівчинки також має ямки на щоках, а батько – ні. У матері дівчинки два брати, один із них – з ямками, другий – ні. Бабуся пробанда за материнською лінією – з ямками, а дід – ні. Які генотипи усіх членів сім’ї?». Визначте характер успадкування ознаки.

7. Узагальнення і систематизація знань

Бесіда:

1. Що таке моно- й полігенне успадкування?

2. Наведіть приклади моногенних й полігенних ознак у людини.

3. Назвіть основні типи успадкування ознак у людини.

4. Наведіть приклади ознак, що успадковуються за цими типами.

5. Що таке аутосомне успадкування?

6. Що таке зчеплене зі статтю успадкування?

8. Підведення підсумків уроку

Рефлексія

- Чи сподобався вам урок?

- Що нового ви дізналися на уроці?

- Що, на вашу думку, було найскладнішим на уроці?

- Над чим ви ще будете працювати вдома?

9. Повідомлення домашнього завдання

Опрацювати §36 – 37. Дати відповіді на запитання в кінці параграфів.