Закони Менделя. Моногібридне схрещування.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Урок на тему «Закони Менделя»

9 клас

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Підготувала

вчитель біології

гімназії №5 «Інтеграл»

Фарбатюк Олена Сергіївна

 

 

 

 

 

 

 

 

Чернівці, 2024 р.

Тема: Закони Менделя.

 

Мета: ознайомити учнів із законами Г. Менделя, розглянути їх статистичний характер і цитологічні основи; розвивати вміння розв’язувати елементарні задачі з генетики на моногібридне схрещування; виховувати вміння критично й обґрунтовано сприймати наукову інформацію.

Основні поняття й ключові терміни: Моногібридне схрещування. Домінування ознак. ЗАКОН ОДНОМАНІТНОСТІ ГІБРИДІВ ПЕРШОГО ПОКОЛІННЯ. Закон чистоти гамет. Розщеплення ознак.

Мотивація

Вправа «Дерево очікувань». Напишіть чого ви очікуєте від нашого уроку на наліпках-листочках та наклейте на дерево.

Актуалізація

Робота з термінами: «Встав пропущені літери».

 Г.н, ал.лі, дом.нантна, р.ц.сивна, с.адков.сть, ф.нот.п, г.нот.п, м.нлив.сть, г.т.розигота, г.м.озиг.а, л.к.с.

Вступ

Проблемне питання:

Т. Приступа. Букет польових квітів

Поміркуйте! «Чому одні квіти - червоні, а інші - білі? А волошки завжди сині? Звідки насіннячко знає, що воно має дати синю, а не жовту квітку?»

Мендель народився в селянській родині. Він виріс на фермі, яка належала їх сім’ї більше 130 років. Інтерес до природи він виявляв ще в дитинстві, працюючи садівником. У 21 рік став ченцем августинских монастиря Св. Фоми (Брно, Чехія). Після постригу отримав ім’я Грегор. Протягом семи  років вчений проводив досліди з горохом в монастирському саду і сформулював закони, що пояснюють механізм спадковості ( «Закони Менделя»). Він вирощував і тестував близько 29 000 горохових рослин в монастирському саду.

Основна частина

Чому відбувається домінування проявів ознак?

Свої дослідження Г. Мендель розпочав з моногібридного схрещування, за якого батьківські особини різняться проявами однієї ознаки. Було взято рослини чистих ліній із жовтим й зеленим забарвленням насіння. Схрещування рослин відбувалося шляхом перенесення пилку від квітів рослин, що виросли із жовтих насінин, до квітів рослин, що виросли із зелених насінин, і навпаки. У першому поколінні нащадків усі горошини завжди були лише жовтого кольору. Явище переважання в гібридів першого покоління проявів ознаки одного з батьків Мендель назвав домінуванням ознак (від лат. dominantus - панування), прояв ознаки в гібридів першого покоління - домінантним, а той, що не проявився, - рецесивним (від лат. recessus - відступ).

      Заслугою Г.Менделя було також і те, що він запропонував алгебраїчні символи для позначення генетичних схем схрещувань, які з небагатьма доповненнями застосовуються і в сучасній генетиці. На схемах батьки умовно позначаються літерою Р (лат. parentes – батько), схрещування – знаком множення х, жіноча стать – символом ♀ (дзеркало Венери), чоловіча - ♂ (щит і спис Марса), домінантний алель – великою літерою латинського алфавіту, рецесивний алель того самого гена – такою ж літерою, але маленькою, гібридне покоління – через F (лат. filii - діти) з цифровим індексом, який вказує на порядковий номер: F1- перше покоління, F2- друге і т.д. У першому рядку схеми записують генотипи батьків (на перше місце переважно ставлять жіночий організм, на друге – чоловічий), у другому – типи гамет, які вони утворюють, у третьому – всі можливі генотипи дітей.

Отже, одноманітність першого гібридного покоління та виявлення в гібридів лише домінантного прояву ознаки в сучасній генетиці називається першим законом Менделя, або законом одноманітності гібридів першого покоління.

Які ж цитологічні основи І закону Менделя? Для дослідів використовувалися батьківські рослини (Р) чистих ліній, тобто особини, що мають однакові алельні гени і прояви ознак. Усі рослини, що виросли із жовтого насіння, були домінантними гомозиготами (АА), а рослини із зеленого насіння - рецесивними гомозиготами (аа). При статевому розмноженні рослини з жовтого насіння утворювали гамети (G) з алельним геном А, а гамети рослин із зеленого насіння - гамети а. Поєднання таких гамет в зиготі давало генотип Аа, що був однаковим у всіх нащадків - гібридів першого покоління (F₁).

Отже, ЗАКОН ОДНОМАНІТНОСТІ ГІБРИДІВ ПЕРШОГО ПОКОЛІННЯ формулюється так: під час моногібридного схрещування батьківських особин, що різняться проявами однієї ознаки, у потомстві спостерігаються лише домінантні прояви ознаки, і усі нащадки будуть одноманітними як за генотипом, так і за фенотипом.

У чому сутність закону чистоти гамет?

Поява серед нащадків особин з рецесивним проявом ознак дала можливість Менделю зробити висновок про те, що «спадкові задатки» можуть пригнічуватись, але не зникати. Оскільки передача прояву ознак здійснюється через гамети, то було сформульовано гіпотезу чистоти гамет. Пізніше ця гіпотеза отримала цитологічне пояснення, і в 1902 р. англійський генетик У. Бетсон сформулював закон чистоти гамет: в гібридного (гетерозиготного) організму гамети є «чистими».

Як уже зазначалося, в локусах гомологічних хромосом містяться алелі гена. Якщо це гетерозиготна особина, то в одній із гомологічних хромосом міститься домінантний алель, у другій - рецесивний. У разі утворення статевих клітин відбувається мейоз, і в кожну з гамет потрапляє гаплоїдний набір хромосом. Гамети мають лише одну хромосому з кожної пари гомологічних хромосом і, відповідно, лише один ген з кожної пари алельних генів, тобто гамети є чистими.

Отже, закон чистоти гамет формулюється так: під час утворення статевих клітин у кожну гамету потрапляє лише один алель з кожної пари алельних генів.

 

Проте, у деяких випадках Мендель стикався з протиріччями, які не міг пояснити. Далеко не завжди гетерозиготні організми мають домінантну ознаку. Часто у гетерозигот виявляється проміжний фенотип. У 1902 році Ч. Корренс описав випадок, коли після схрещування рослин з білими і червоними забавленями квітів у нащадків були квіти рожевого забарвлення.

У таких випадках говорять про неповне домінування.

Неповне домінування — це особливий тип взаємодії алелей, при якому слабша рецесивна ознака не може бути повністю подавлена домінантною.

Чому серед нащадків спостерігається розщеплення?

Під час схрещування гетерозиготних гібридів першого покоління між собою у другому поколінні з’являються особини як з домінантними, так і з рецесивними проявами ознак, тобто виникає розщеплення в певних відношеннях. Розщеплення ознак - явище появи обох проявів ознаки у гібридів другого покоління (F₂), отриманих від схрещування гетерозиготних особин. Так, у дослідах Менделя із 8 023 жовтих насінин гороху, отриманих у другому поколінні, було 6 022 жовтих і 2 001 зелених. Узагальнюючи фактичний матеріал, Мендель дійшов висновку, що у другому поколінні 75 % особин мають домінантний прояв ознаки, а 25 % - рецесивний (розщеплення 3 : 1). Ця закономірність отримала назву другого закону Менделя, або закону розщеплення.

Чому ж відбувається розщеплення? Гібриди першого покоління є гетерозиготами (Аа) і за статевого розмноження утворюють два типи гамет, половина з яких з домінантним алелем (А), половина - з рецесивним (а). Під час запліднення й утворення зиготи вірогідними є чотири можливі комбінації - АА, Аа, Аа, аа, що дають розщеплення за генотипом 1АА : 2Аа : 1 аа. За зовнішнім проявом особини АА і Аа не різняться, тому розщеплення за фенотипом буде у співвідношенні 3 : 1.

Отже, ЗАКОН РОЗЩЕПЛЕННЯ формулюється так: під час моногібридного схрещування двох гібридів першого покоління, які є гетерозиготами, у потомстві спостерігається розщеплення за фенотипом 3 : 1 і за генотипом 1 : 2 : 1.

 

 

Практична частина

Для складання схем схрещування за умовами генетичних задач слід користуватись таким алгоритмом:

• визначення кількості ознак, що аналізуються;

• визначення проявів названих ознак (домінантних, рецесивних, проміжних);

• визначення типу схрещування;

• аналіз фенотипів, описаних у задачі, запис генотипів батьківських особин;

• визначення і запис можливих варіантів схрещування;

• відтворення схеми схрещування;

• запис відповіді.

Зразок складання схеми схрещування

Вправа. У людини карий колір очей домінує над блакитним. Гомозиготний кароокий чоловік одружився з блакитноокою жінкою. Який колір очей матимуть їхні діти?

Відповідь: за генотипом Аа, за фенотипом кароокі.

Вправа для самостійної роботи (робота в групах)

Вправа . У томатів червоний колір домінує над жовтим. Запишіть схему схрещування і визначте, яких нащадків можна очікувати від схрещування.

Група 1 показує 1 закон Менделя повне домінування

Група 2 покаже 1 закон Менделя неповне домінування

Група 3 покаже 2 закон Менделя розщеплення ознак у другому поколінні

 

 

 

 

 

 

 

 

Підсумок

 

Проблемне питання:

Т. Приступа. Букет польових квітів

 «Чому одні квіти - червоні, а інші - білі? А волошки завжди сині? Звідки насіннячко знає, що воно має дати синю, а не жовту квітку?» Тепер ви можете дати відповідь на ці питання?

Скажіть будь ласка, а де ви будете використовувати ці знання?

 

Оцінювання

Сходинки, на які діти клеють смайлики, на постамент на дошці (де вказані 3 рівні оцінювання).

 

Рефлексія

Чи справдились ваші очікування від уроку? (клеїмо наліпки-яблука на дошку)

 

Домашнє завдання

Опрацювати параграф  підручника.

Розв’язати задачу. У помідорів ген, який зумовлює нормальну висоту стебла, - Р, домінує над геном карликовості – р, яким буде за фенотипом покоління від схрещування гібридних рослин?