Тема. ЗАКОНОМЕРНОСТИ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ
УРОК 8. СЦЕПЛЕННОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ
Цели урока: ознакомить учащихся с
явление сцепленного наследования, его цитологическими основами и значением для
селекционной работы; развивать умение анализировать и делать выводы; воспитывать
понимание важности генетических исследований для практической деятельности человечества.
Оборудование и материалы: портрет Т. Моргана, таблицы или слайды презентации с объяснением особенностей и механизмов
сцепленного наследования, изображения хромосом и хромосомных наборов отдельных
видов живых организмов.
Базовые понятия и термины: хромосома,
группа сцепления, сцепленное наследование, гомологичные хромосомы, мейоз,
кроссинговер.
ХОД УРОКА
I. Организационный
этап
II. Актуализация
опорных знаний и мотивация учебной
деятельности учащихся
Вопросы для беседы
1. Когда и кем была сформирована
хромосомная теория наследственности?
2. Какие главные положения хромосомной
теории наследственности?
3. Какое значение хромосомной теории
наследственности для практической
селекции?
III. Изучение нового материала
Рассказ учителя с элементами
беседы
Сцепленное
наследование признаков и кроссинговер
Гены, находящиеся в одной паре
гомологичных хромосом, наследуются вместе и не расходятся в потомстве, так как в
процессе гаметогенеза они попадают в одну гамету. Следует отметить, что в
изучении наследования сцепленных генов, находящихся в половых хромосомах,
имеет значение направление скрещивания.
Если гены находятся в одной
хромосоме и всегда передаются вместе, говорят о полное сцепление. Но
чаще случается неполное сцепление. Нарушение
сцепление объясняется кроссинговером, который является обменом ідентічних участков
гомологичных хромосом во время первой профази мейоза.
Гаметы, в которых произошел кроссинговер,
называют кросоверними. Частота кроссинговера прямо пропорциональна расстоянию между
исследуемыми генами, поэтому и число гамет с новыми комбинированными формами будет
зависеть от расстояния между ними. Расстояние вычисляется в морганідах (М) или
процентах кроссинговера. Одной морганиде соответствует образованию 1 % кроссоверных гамет. Соответственно,
максимальное расстояние между генами, на которой возможен кроссинговер, составляет 50 М.
Если гены расположены друг от друга на расстоянии, большем, чем 50 М, то гены
наследуются как независимые, хотя и налелсать к одной группе сцепления. На
основании определенных частот кроссинговера ученые строят карты групп сцепления, на
которых показано расположение генов на хромосоме относительно друг друга.
Перекрест между хроматидами
гомологичных хромосом может происходить одновременно в нескольких точках.
Кроссинговер, что происходит только в одном месте, называют одиночным, в двух
точках одновременно - двойным, в трех - тройным. На самом деле, в живых клетках
кроссинговер всегда является множественным, а все другие определения касаются количества
генов, которые исследуются в определенной группе сцепления.
Наследования,
сцепленное с полом
У живых организмов существует несколько
способов определения пола. Пол могут определять внешние условия (в червь
бонелії), плоїдність организма (у пчел и муравьев гаплоидные особи - самцы, а
диплоидные - самки) или специальные половые хромосомы (другие хромосомы в этом
случае называют аутосомами).
Половые хромосомы могут быть одного
или двух типов. Если половые хромосомы определенного вида одного типа, то пол
определяется наличием в хромосомном наборе одной или двух половых хромосом.
Если половые хромосомы двух типов, то один пол имеет две одинаковые половые
хромосомы (гомогаметна пол), а вторая - две разные (гетерогаметна пол).
Например, у человека и двукрылых
насекомых гомогаметною является женский пол (ее представители имеют по две Х-хромосомы,
генотип - XX), а гетерогаметною - мужская (ее представители имеют одну X - и
одну Y-хромосомы, генотип - XY). У большинства птиц и бабочек, наоборот, гомогаметною
статья является мужская (ее представители имеют по две одинаковые хромосомы, но
обозначаются они уже другой буквой - Z, генотип - ZZ),
а гетерогаметною -
женская (генотип - ZW).
У некоторых животных половые хромосомы
одного типа, и один пол имеет только одну половую хромосому, а вторая - две
одинаковые. Так, среди клопов, ящериц и некоторых птиц встречаются виды с
генотипами мужского и женского полов ZZ
и Z0 и Х0 и ХХ соответственно (цифра 0 в записи означает
отсутствие второй пары хромосомы).
У человека генотип определенного пола
индивидуума определяют путем изучения клеток, которые не делятся. Одна Х-хромосома
всегда оказывается в активном состоянии и имеет обычный вид. Другая, если она
есть, находится в інактивованому состоянии в виде плотной структуры, которую называют
тельцем Барра (факультативный гетерохроматин). Число телец Барра всегда на
единицу меньше числа Х-хромосом в клетке. То есть в норме в клетках мужчин
этих телец нет, а у женщин есть только одно тельце Барра. Благодаря этому, несмотря
на то что женщины имеют две Х-хромосомы, а мужчины - только одну, экспрессия генов
Х-хромосомы происходит на одном и том же уровне в обеих статей.
Y-хромосома человека считается
генетически инертной, так как в ней очень мало генов. Однако влияние Y-хромосомы на детерминацию пола в
человека очень значительный.
Вероятность инактивации обоих
Х-хромосом в клетках женщин одинакова. Поэтому половина клеток женщины имеет
инактивированную одну хромосому, а половина - вторую. Таким образом, женские особи,
гетерозиготные по генам половых хромосом, являются мозаиками. Так, черепахове
окраска кошек обусловлено тем, что ген окраски шерсти представлен в
одной из их Х-хромосом аллелью рыжего окраса, а в другой - аллелью черного
окраску.
Гены, расположенные в половых
хромосомах, называются генами, сцепленными с полом. Примерами таких генов являются
гены окраски глаз в Х-хромосоме дрозофилы, гены дальтонизма и гемофилии в
Х-хро - мосомі человека и гены облысения и ихтиоза в Y-хромосоме человека.
IV. Обобщение, систематизация и контроль знаний и умений
учащихся
Дать ответы на вопросы:
1. Что такое сцепленное наследование?
2. Которые цитологические механизмы
положенные в основу сцепленного наследования?
3. Какое значение сцеплено
наследование имеет для практической деятельности человека?
4. Почему не всегда гены, которые
находятся в одной хромосоме, наследуются сцеплено?
V. Домашнее
задача