Проведення уроку «Поняття про зчеплення генів і кросинговер» в 9 класі синектичним методом.

1.                        Постановка проблеми. Ми вивчили закони успадкування при дигибридному схрещуванні (коли досліджується дві ознаки одночасно). В деяких випадках спостерігається порушення ІІІ закону незалежного успадкування. Роздивимося це на слідуючому прикладі:

У томатів просте суцвіття та незагострений плід визначаються домінантними генами, а складне суцвіття та загострений плід - рецесивними. При схрещуванні між собою гомозиготних рослин з простим суцвіттям та незагостреним плодом та з складним суцвіттям та загостреним плодом, усі гібриди І покоління мали домінантні ознаки – просте суцвіття та незагострений плід (підтвердився закон одноманітності гібридів І покоління при дигибридному схрещуванні), але в другому поколінні при схрещуванні дигетерозигот між собою замість розщеплення 9:3:3:1 за фенотипом відбулося розщеплення 3:1 (порушився ІІІ закон незалежного успадкування ознак) Чому це трапилося?

2.                        Перетворення незнайомого на знайоме.  Приведений приклад є прикладом дигибридного схрещування, тому що досліджується дві ознаки. Виникло порушення саме цього процесу, тому треба скласти схему представленого схрещування як дигибридного. Розщеплення 3:1 стосується ІІ закону розщеплення, тобто моногибридного схрещування, значить треба проаналізувати, як воно проходить. Потім треба порівняти два вищезазначених схрещування та знайти можливе вирішення поставленої проблеми.

3.                        Інформаційний обмін.

-Складання учнями схеми дигибридного схрещування представленого прикладу.

А – просте суцвіття;           В – незагострений плід; а – складне суцвіття;           b – загострений плід. Р1:             ААВВ *         ааbb         

G:          АВ                 аb                F2:

F1:        АаВb – 100 %

P2:            АаВb  *          АаВb

G:          AB, Ab:       AB, Ab

              aB,  ab         aB,  ab

9/16 – просте суцвіття, незагост           ренний плід;

3/16 - просте суцвіття, загострен          ний плід

3/16 - складне суцвіття, незагострений плід; 1/16 - складне суцвіття, загострений плід.

-  Складання схеми моногибридного схрещування (на прикладі однієїознаки, наприклад форми суцвіття). - А – просте суцвіття;           - а – складне суцвіття.

 Р1:     АА *         аа

 G:       А               а

 F1:     Аа – 100 %  -  просте суцвіття.

 Р2:     Аа   *         Аа                             3/4 – просте суцвіття;  G:       А,а         А,а                               1/4 – складне суцвіття.

 F2:     АА, Аа, Аа, аа

-  Бесіда з учнями, які думки у них щодо вирішення проблеми (повиннабути 1 пара хромосом, як в моногибридному схрещуванні, але вона повинна вміщувати 2 ознаки, які передаються разом із цією хромосомою).

   А    В

   А    В

4.                        Творчий процес. Складання схеми представленого раніше прикладу схрещування за новою схемою.

Р1:         А    В   *             a      b

              А    В                  a       b

G:         А    В                 a      b

F1:                    А    В                            a      b      - 100 % просте суцвіття, незагострений плід. Р2:               А    B  *             A      B               a     b                 a       b G:         А    В  ,              A      B,

a                 b                  a      b

F2:        А    В  ,     А    В,        А    В,       a      b             a      b         А    В          a      b       a      b

3/4 – просте суцвіття, незагострений плід; 1/4   - складне суцвіття, загострений плід.

Дійсно, учні визначають, що відхилення від законів Менделя пов’язані з тим, що алелі досліджених ознак розташовані в одній парі хромосом – це підтвердили результати нової схеми схрещування. Такий тип успадкування ознак називається зчепленим.

5.                        Поглиблення знань. Експериментальне доведення явища зчеплення генів здійснив американський генетик Томас Хант Морган із плодовою мушкою дрозофілою. Самців дрозофіли, гомозиготних за домінантними алелями сірого тіла (А) та нормальними крилами (В), схрестили із самками, гомозиготними за відповідними рецесивними алелями чорного тіла (а) та недорозвинутих крил (b).  Генотипи цих особин позначили відповідно ААВВ та ааbb. Усі гібриди першого покоління мали сіре тіло і нормальні крила, тобто були гетерозиготними за обома парами алелів (генотип АаВb). Від аналізуючого схрещування дигетерозиготної особини – самки (АаВb) з рецесивним дигомозиготним (ааbb) самцем окрім двох очікуваних груп, які були подібні до батьківських (по 41,5 %), були отримані ще дві групи особин (по 8,5 %), які мали «перехрещенні» комбінації цих ознак. Чому виникли такі результати?

6.                        Об’єднання аналогій з проблемою. Складання схеми зчепленого успадкування з неповним зчепленням генів вищезазначеного прикладу з використанням розібраних раніше схем повного зчеплення генів.

Р :          А    В  *             a      b        F:   А    В       41,5%    a       b   41,5%

a                 b                a       b             a      b                      a       b                G:           А    В ,               a      b          сіре тіло,                   чорне тіло                 a      b,                                  нормальні крила       недорозвинуті крила                А    b ,                                       А     b       8,5%       a     В    8,5%                         a     В                                         a      b                      a       b

                                                                 сіре тіло,                        чорне тіло                                                             недорозвинуті крила    нормальні крила

7.                        Формування рішення. В результаті попередньої роботи учнями формується висновок про те, що у гомологічних хромосомах відбувся обмін ділянками. Дійсно Морган припустив і довів, що в мейозі під час утворення гамет гомологічні хромосоми можуть обмінюватися ділянками, тобто має місце перехрещування хромосом або кросинговер. У цьому разі відбувається зчеплене успадкування з неповним зчепленням генів. Відсоток кросоверних гамет при цьому дорівнює відстані між алелями зчеплених ознак в хромосомі. Таким є і відсоток утворених кросоверних організмів.

8.                        Практичне впровадження. Рішення задач на зчеплене успадкування.

Рецесивні гени а та b у людини обумовлюють наявність діабету та схильність до гіпертонії. Зазначені гени локалізовані  одній хромосомі на відстані 10% перехресту. Визначте вірогідність (у %) народження сина з обома захворюваннями, якщо генотип матері А  В, а батька a    b   .

                                                                      a    b                 a    b А -  норма                                             В – норма a  -  діабет                                              b – схильність до гіпертонії

Р:           А    В   *             a      b

a                 b                 a       b

G нормальні:           А    В ,               a      b                           

                                 a      b,                                

G кросоверні:         А    b ,                                                                       a     В                                        

F нормальне:       А    В     норма по                    a      b   діабет

                              a      b     двом        45%           a      b   гіпертонія  45%                                              захворюванням

F кросоверне:  А    b    гіпертонія                        a     В    діабет

                         a      b               5%                        a      b         5% 

Якщо прийняти до уваги, що треба знайти вірогідність сина з двома захворюваннями, то це 45%  :  2 = 22,5 %.