Явление сцепленного наследования и генетика пола – биология

Урок “Сцепленное наследование. Генетика пола”

Урок “Сцепленное наследование. Генетика пола”. 9-й класс, биология

Василинчук Ирина Сергеевна, учитель биологии

Разделы: Преподавание биологии

Задачи:

Сформировать знания о сцепленном наследовании, группах сцепления, генетическом картировании;
Познакомить учащихся с причинами сцепленного наследования генов и механизмом его нарушения;
Сформировать систему знаний о генетическом определении пола и наследовании признаков, сцепленном с полом;
Закрепить навык решения генетических задач.

Оборудование: мультимедийная презентация по теме урока (Приложение 1), карточки письменного опроса, схемы сцепленного наследования, схема генеалогического древа королевы Виктории и заболеваемости потомков гемофилией.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Проверка знаний

На предыдущих уроках мы с вами изучили основополагающие законы генетики – это три закона Г. Менделя и познакомились с цитологическими основами их действия. Давайте вспомним всё, что мы изучили по данной теме.

Слайд: Вопросы:

Назовите три закона Г. Менделя?
I закон – закон единообразия, II закон – закон расщепления, III закон – закон независимого наследования.
Каких правил придерживался Г. Мендель при проведении своих опытов?
1. использовал для скрещивания растения разных самоопыляющихся сортов – чистыми линиями
2. чтобы получить больше материала для анализа, использовал несколько родительских пар гороха
3. намеренно упростил задачу, наблюдая наследование только одного признака; остальные не учитывал
Сформулируйте закон чистоты гамет. Кому принадлежит открытие этого закона?
При образовании гамет в каждую из них попадает только один из двух аллельных генов.
Всегда ли признаки можно чётко разделить на доминантные и рецессивные?
В некоторых случаях доминантный ген не до конца подавляет рецессивный ген из аллельной пары. При этом возникают промежуточные признаки.
Какое название получило это явление?
Это явление получило название неполного доминирования.
Всегда ли по фенотипу можно определить, какие гены содержит данная особь? Приведите пример.
Не всегда. Рецессивный признак всегда проявляется только в гомозиготном состоянии, т.е. аа. А доминантный признак может проявляться у особей с гомозиготным или гетерозиготным генотипом, т.е. АА или Аа.
Можно ли установить генотип особей, которые не различаются по фенотипу? Какой метод используют для этого?
Да, можно установить. Для этого используют скрещивание исследуемой особи с рецессивной гомозиготой аа по исследуемому признаку, называемое анализирующим скрещиванием.
Какими особенностями характеризуется дигибридное скрещивание?
Рассматривается наследование и производится точный количественный учёт потомства по двум парам альтернативных признаков.
Всегда ли справедлив закон независимого наследования, т.е. III закон Г. Менделя?
Закон справедлив только в тех случаях, когда гены рассматриваемых признаков располагаются в разных негомологичных хромосомах.

III. Основная часть

Приветствие класса

Итак, законы Г. Менделя имеют свои ограничения. После их открытия в науке постепенно стали накапливаться факты о том, что в некоторых случаях расщепление признаков происходит не по правилам Г. Менделя.

При анализе этого явления оказалось, что гены исследуемых признаков были в одной хромосоме и наследовались вместе. Сегодня мы будем говорить об особенностях такого наследования, выясним существуют ли случаи его нарушения.

Так же мы разберём особенности определения пола различных живых организмов и механизм наследования признаков, сцепленных с полом.

Тема сегодняшнего занятия: «Сцепленное наследование. Генетика пола.»

Слайд: «Сцепленное наследование. Генетика пола.»

Генов, кодирующих различные признаки у любого организма очень много. Например, у человека приблизительно около 100 000 генов, а видов хромосом только 23. Следовательно, все они умещаются в этих хромосомах. Как же наследуются гены, находящиеся в одной хромосоме?

На этот вопрос даёт ответ Современная хромосомная теория наследственности созданная Т. Морганом.

Слайд: Томас Хант Морган

Основным объектом, с которым работали Т. Морган и его ученики, была плодовая мушкаДрозофила. Проводилось дигибридное анализирующее скрещивание по двум признакам: длине крыльев и цвету тела. Данные опытов показали, что получается расщепление признаков 1:1 вместо ожидаемого – 1:1:1:1.

Слайд: Эксперимент Т. Моргана

Слайд: Закон Т. Моргана

В ходе этих исследований было также доказано, что каждый ген имеет в хромосоме своё строго определённое место – локус. В последствии эта особенность расположения генов будет практически использована для составления генетических карт.

Однако в экспериментах Моргана выяснилось, что среди гибридов первого поколения при проводимых скрещиваниях, появлялся небольшой процент мушек с перекомбинацией признаков, находящихся в одной хромосоме, т.е. нарушение сцепленного наследования.

Слайд: Нарушение сцепленного наследования

Оказалось, что во время профазы первого деления мейоза гомологичные хромосомы могут разрываться в месте контакта и обмениваться аллельными генами. Это явление получило название – перекреста или кроссинговера.

Слайд: Кроссинговер

Большинство живых организмов представлено особями двух видов – мужского и женского. Как же генетически определяется принадлежность организма к тому или иному полу?

Слайд: Классификация хромосом организма

В начале ХХ века Т. Морган установил, что самцы и самки отличаются друг от друга всего одной парой хромосом – половых хромосомы. Хромосомы в этой паре отличны друг от друга. Остальные пары хромосом одинаковы и получили название – аутосом.

При формировании гамет у самки будет образовываться один вид гамет: 3 аутосомы + Х хромосома, а у самцов два вида гамет: 3 аутосомы + Х хромосома или 3 аутосомы + У хромосома.

Если при оплодотворении с яйцеклеткой сольётся сперматозоид с Х-хромосомой, то разовьётся самка, если с У-хромосомой, то – самец.

Слайд: От какого пола – гомозиготного или гетерозиготного зависит пол будущей особи?

– От гетерозиготного, т.е. содержащего половые хромосомы разного вида

Этот факт доказывает следующая схема.

Слайд: Схема расщепления по признаку пола у дрозофилы

У некоторых видов живых организмов хромосомное определение пола совсем другое. Рассмотрим такие случаи.

Слайд: Хромосомное определение пола

Слайд: Все ли гены, находящиеся в половых хромосомах определяют признаки, имеющие отношение к полу?

Если гены, определяющие какой либо признак расположены в аутосомах, то наследование признака происходи независимо от того, кто его носитель – мужчина или женщина. Если гены признака расположены в половых хромосомах, то его наследование будет определяться его расположением в Х или У хромосоме, а значит и принадлежностью к определённому полу.

Слайд: Наследование сцепленное с полом

Примером такого наследования служит наследование таких заболеваний у человека как гемофилия и дальтонизм. Гены, определяющие здоровый и больной признак расположены в Х-хромосоме половой пары. В этом случае болезнь проявляется у мужчин, даже несмотря на то, что больной ген в рецессивной форме.

Сообщения учащихся о гемофилии и дальтонизме

Слайд: Гемофилия

Информация: Гемофилия — наследственная болезнь, передаваемая по рецессивному сцепленному с Х-хромосомой, типу, проявляющаяся повышенной кровоточивостью.

Передается по наследству через потомство сестер и дочерей больного. Женщины-носительницы передают гемофилию не только своим детям, а через дочерей-носительниц — внукам и правнукам, иногда и более позднему потомству. Болеют мальчики (гемофилия С встречается и у девочек).

Выделяют три формы гемофилии — А, В и С. При гемофилии А отсутствует фактор VIII, при гемофилии В — фактор IX и при гемофилии С — фактор XI свертывания крови.

Слайд: Дальтонизм

Информация: Дальтони́зм, цветовая слепота — наследственная, реже приобретённая особенность зрения, выражающаяся в неспособности различать один или несколько цветов. Названа в честь Джона Дальтона, который впервые описал один из видов цветовой слепоты, на основании собственных ощущений, в 1794 году.

Дальтон не различал красный цвет, но не знал о своей цветовой слепоте до 26 лет. У него были три брата и сестра, и двое из братьев страдали цветослепотой на красный цвет. Дальтон подробно описал свой семейный дефект зрения в небольшой книге.

Благодаря её публикации и появилось слово «дальтонизм», которое на долгие годы стало синонимом не только описанной им аномалии зрения в красной области спектра, но и любого нарушения цветового зрения.

V. ЗакреплениеРешение задач

VI. Итоги урока

Законы Г. Менделя имеют ограничения
Гены, находящиеся в одной хромосоме наследуются совместно, т.е. сцеплено
Явление нарушения сцепленного наследования называется кроссинговером
Принадлежность к полу определяется парой половых хромосом
Гены, находящиеся в половой паре хромосом наследуются сцеплено с полом

VII. Домашнее задание

Слайд: Выучить §24; Уметь отвечать на вопросы после параграфов.

Источник: http://stom.tilimen.org/urok-sceplennoe-nasledovanie-genetika-pola.html

Лекция № 11-12: Генетика пола. Скрепленное с полом наследование. Влияние внешней среды на генотип. Предупреждение наследственных заболеваний человека

Пол— это совокупность признаков и свойств организма, определяющих его участие в размножении. Пол особи может определяться:

а) до оплодотворения яйцеклетки сперматозоидом (прогамное определение пола)

б) в момент оплодотворения (сингамное определение пола);

в) после оплодотворения (эпигамное определение пола).

До оплодотворения пол определяется у некоторых организмов в результате разделения яйцеклеток на быстро и медленно растущие. Первые (более крупные) после слияния с мужской гаметой дают самок, а вторые (мелкие) — самцов.

У коловраток, способных размножаться помимо обычного полового размножения с оплодотворением, партеногенетически, часть партеногенетических яйцеклеток во время развития лишается половины хромосом. Из таких яиц развиваются самцы, а остальная часть дает начало самкам.

У морского кольчатого червя бонеллия определение пола происходит в процессе онтогенеза: если личинка садится на дно, из нее развивается самка, а если прикрепляется к хоботку взрослой самки, то самец.

У подавляющего же большинства эукариот пол закладывается в момент оплодотворения и определяется генотипически хромосомным набором, который зигота получает от родителей. Клетки мужских и женских особей животных организмов различаются по паре хромосом.

Эту пару называют половымихромосомами (гетеросомами) в противоположность остальным — аутосомам. Половые хромосомы принято обозначать как Х- и Y-хромосомы.

В зависимости от их сочетания уиорганизмов различают 5 типов хромосомного определения пола:

1)XX,ХО (O обозначает отсутствие хромосом) встречается у видов Protenor (насекомые);
2)XX,XY — он характерен, например, для дрозофилы, млекопитающих (в том числе и для человека);

3)XY,XX — этот тип определения пола характерен для бабочек, птиц, рептилий;
4)ХО,XX — наблюдается у тли;

5) гапло-диплоидный тип (2n,n) встречается, например, у пчел: самцы развиваются из неоплодотворенных гаплоидных яйцеклеток, самки — из оплодотворенных диплоидных.

Конкретные механизмы, связывающие развитие мужского или женского пола с определенным сочетанием половых хромосом у разных организмов различен. У человека, например, пол определяется наличием Y-xpoмосомы: в ней есть ТДФ-ген, он кодирует тестикул – детерминирующий фактор, который определяет развитие мужского пола.

У дрозофилы же в Y-хромосоме находится ген фертильности, ответственный за плодовитость самца, а пол определяется балансом числа Х-хромосом и числа наборов аутосом (обычный диплоидный организм содержит, соответственно, два набора аутосом). В Х-хромосомах расположены гены, определяющие развитие по пути самки, а в аутосомах — по пути самца.

Если отношение количества Х-хромосом к количеству наборов аутосом равно 0,5, то развивается самец, а если — 1, то самка.

Помимо нормальных самцов и самок иногда появляются интерсексы— особи, по своим половым признакам занимающие промежуточное положение между мужским и женским полом (не путать с гермафродитами!). Это может быть вызвано как анеуплоидией по половым хромосомам в гаметах, так и различными нарушениями (например, гормональными) в процессе дифференцировки пола.

У большинства организмов среди потомков получается 50 % самцов и 50 % самок, так как в норме расщепление по полу подчиняется законам обычного моногибридного скрещивания между гомо- и гетерозиготой, для гибридов которого характерно расщепление в соотношении 1:1.

Наследование и пол

В половых хромосомах, помимо генов, определяющих развитие пола, локализуются «обычные» фенотипические гены. Особенности их наследования определяются тем, что они составляют группу сцепления гетеросом. Явление сцепленного с полом наследования было открыто Т. X.

Морганом, который обнаружил, что наследование окраски глаз у дрозофилы находится во взаимосвязи с полом родителей — результаты прямого и обратного скрещивания были неодинаковы.

Проведя ряд экспериментов, ученый пришел к выводу, что в Y-xpoмосоме самца не содержится участка, кодирующего окраску глаз.

У человека сцепленными с полом являются такие аномалии, как дальтонизм и гемофилия. Поскольку рецессивные гены этих заболеваний локализованы в Х-хромосомах, ими чаще болеют мужчины; женщины же обычно гетерозиготны и по этой причине не болеют.

Если ген локализован в Y-хромосоме, ему в клетке нет гомологичной аллели, такой организм называют гемизиготой.

Некоторые гены могут находиться и не в половых хромосомах, однако их проявление будет зависеть от пола особи: у одного пола признак проявится, у другого — нет. Такие признаки называют признаками, ограниченными полом.

К ним относятся, например, наличие рогов у оленей (самцы рогаты, а самки безроги) или яйценоскость птиц, которая проявляется только у самок.

Обычно проявление признака, ограниченного полом, зависит от гормонального статуса организма, в первую очередь, от соотношения половых гормонов.

Источник: https://cyberpedia.su/13xb02.html

Наследование признаков, сцепленных с полом. Видеоурок. Биология 9 Класс

Пол – это совокупность морфологических, физиологических, биохимических, поведенческих и других признаков организма, обуславливающих репродукцию.

Пол организма, как и любой признак, развивается, с одной стороны, под влиянием генотипа, с другой – факторов внешней среды.

Для различных организмов влияние генотипа и факторов внешней среды на определение пола различно, то есть у одних организмов – человек, большинство млекопитающих – определяющим является генотип, у других – рыбы, некоторые черви – фактор внешней среды.

Признаки, гены которых находятся в половых хромосомах, называются сцепленные с полом. Генетика нашла ответ на вопрос: почему рождается приблизительно одинаковое количество мальчиков и девочек.

Соотношение полов совпадает с соотношением при анализирующем скрещивании, когда один организм гетерозиготен, а второй гомозиготен.

Если пол наследуется по этому принципу, то можно предположить, что один организм в отношении пола должен быть гетерозиготен – Аа, а второй гомозиготен – аа.

Типы определения хромосом: гомогаметный – пол, в котором половые хромосомы одинаковы, и гетерогаметный – пол, в котором половые хромосомы разные. Хромосомы, по которым различается мужской и женский пол, называются половыми хромосомами.

Одинаковые хромосомы у самца и самки носят название х-хромосомы, а хромосомы, по которым различается пол, носят название у-хромосомы. Одинаковые хромосомы обоих полов называются аутосомами. Для человека и млекопитающих характерно соотношение: у женского пола – ХХ, а у мужского пола – ХY.

У птиц наоборот: женский пол имеет хромосомный набор ХY, а мужской – ХХ (Рис. 1). Это очень важно при решении генетических задач.

Рис. 1. Характерные соотношения женских и мужских половых хромосом (Источник)

Наличие половых хромосом объясняет не только половые различия между живыми организмами (Рис. 2), но и их соотношение по полу один к одному.

Рис. 2. Схема разделения между организмами (Источник)

Женский пол производит гаметы Х, мужской пол производит два типа гамет ХY, в результате их слияния образуются организмы, в равной степени несущие женские хромосомы, ХХ, и организмы, несущие хромосомы мужские, ХY.

Рождается мальчиков и девочек все-таки не одинаковое количество, в среднем в мире на сто рожденных девочек приходится сто три рожденных мальчика.

Это соотношение с возрастом меняется, так, к юношеству оно составляет сто на сто, к пятидесяти годам на сто женщин приходится семьдесят пять мужчин, а к восьмидесяти пяти – на сто женщин уже пятьдесят мужчин.

Это вторичное соотношение полов, которое связано с различной жизнеспособностью мужского и женского пола. Человек и млекопитающие животные мужского пола наиболее подвержены влиянию окружающей среды и менее жизнеспособны, поэтому с возрастом соотношение полов меняется.

Для закономерностей Менделя неважно, какой пол несет то или иной признак, они выполняются в любом случае. Но ситуация меняется, если ген находится в половых хромосомах.

Y- хромосома генетически инертна, она практически не содержит никаких важных генов для выживания организма, а в Х-хромосоме располагается большое количество генов.

К примеру, там находятся гены, которые отвечают за свертываемость крови, цветовосприятие, форму и размер зубов.

Томас Гент Морган предложил признаки, располагающиеся в Х-хромосоме, назвать признаками, сцепленными с полом.

Рассмотрим влияние гена, находящегося в Х- хромосоме, на его проявление на примере гемофилии (несвертываемости крови).

Здоровая женщина, в роду у которой были гемофилики, вышла замуж за здорового мужчину, какие дети родятся в этом браке?

Н – нормальная свертываемость

h – гемофилия

Результаты данного скрещивания представлены на Рисунке 3.

Рис. 3. Результаты скрещивания (Источник)

XHXh – генотип матери; ХНY – генотип отца.

Гаметы, образующиеся в женском организме, – XH и Xh, гаметы, образующиеся в мужском организме, – ХН и Y.

В F1 мы можем видеть следующие генотипы: здоровая женщина, здоровый мужчина, носитель-женщина и гемофилик-мужчина.

Сама женщина здорова, но она гетерозиготна по гену, вызывающему гемофилию, это типичный случай наследования рецессивного признака, сцепленного полом. По такому же принципу наследуется и цветовосприятие человека.

Доминантный ген отвечает за нормальное восприятие цвета, а рецессивный ген, который расположен в Х-хромосоме, отвечает за измененное цветовосприятие, называемое дальтонизм, – заболевание, при котором человек не различает красный и зеленый цвета.

Женщины, являясь носителями гена гемофилии и дальтонизма, сами практически не страдают этими заболеваниями, а мужчины страдают этими заболеваниями гораздо чаще.

Мы обсудили определение пола на генетическом уровне и как наследуются признаки, содержащиеся в половых хромосомах, выяснили, что признаки, сцепленные с полом, наследуются независимо от признаков, определяющих пол.

Список литературы

Мамонтов С.Г., Захаров В.Б., Агафонова И.Б., Сонин Н.И. Биология. Общие закономерности. – Дрофа, 2009.
Пономарева И.Н., Корнилова О.А., Чернова Н.М. Основы общей биологии. 9 класс: Учебник для учащихся 9 класса общеобразовательных учреждений/Под ред. проф. И.Н. Пономаревой. – 2-е изд., перераб. – М.: Вентана-Граф, 2005.
Пасечник В.В., Каменский А.А., Криксунов Е.А. Биология. Введение в общую биологию и экологию: Учебник для 9 класса, 3-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2002.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

Sbio.info (Источник).
Genetiku.ru (Источник).
Rusdocs.com (Источник).

Домашнее задание

Назовите типы определения хромосом?
Дать определение признаков, сцепленных с полом.
Что такое половые хромосомы?

Источник: https://interneturok.ru/lesson/biology/9-klass/osnovy-genetiki-i-selekcii/nasledovanie-priznakov-stseplennyh-s-polom

Явление сцепленного наследования

Исходя из принципов генетического анализа, с очевидностью вытекает, что независимое комбинирование генов может осуществляться лишь при условии, что гены находятся в разных парах хромосом.

Следовательно, у каждого организма число генов, независимо комбинирующихся в мейозе, ограничено числом пар хромосом. Но, с другой стороны, совершенно очевидно, что число признаков и свойств организма, контролируемых генами, чрезвычайно велико, а число пар хромосом, характерное для каждого вида, относительно мало и постоянно.

Если предположить, что в каждой хромосоме не один ген, а два, три и более, то тогда следует признать, что третий менделевский закон касается распределения хромосом, а не генов. В этом смысле действие третьего менделевского закона ограничено.

Рассматривая дигибридное скрещивание, мы записывали генотипы родительских организмов следующим образом: ААВВ х aabb либо AAbb х ааВВ. Когда аллели генов А и В находятся в разных хромосомах, то развернутая формула этих генотипов может быть записана так:

Гены вместе с их носителями — хромосомами закономерно распределяются в мейозе при образовании гамет, в силу чего они свободно и независимо по закону случайности комбинируются и обусловливают расщепление в F2 по Фенотипу в отношении 9 : 3 : 3 : 1.

Теперь представим себе, что две аллельные пары генов Аа и Вb находятся не в двух разных хромосомах, а в одной гомологичной паре хромосом; при написании генотипа мы это обозначим следующим образом: AB/ab.

При этом допустим, что данные гены не могут меняться местами. Тогда при скрещивании двух организмов, различающихся по двум парам признаков, например AB/AB x ab/ab, получим гибрид F1 с генотипом AB/ab.

Далее, скрещивая гибриды первого поколения внутри себя: AB/ab x AB/ab, получим расщепление в F2 по генотипу: 1AB/AB : 2AB/ab : 1ab/ab.

Как видно, при полном доминировании по обеим парам генов расщепление по фенотипу будет 3 : 1, а не 9:3:3:1.

Если гибридное растение F1 скрещивается по типу анализирующего скрещивания: AB/ab x ab/ab, то в потомстве FB получается расщепление в отношении 2AB/ab x 2ab/ab т. е. 1 : 1, а не 1 : 1 : 1 : 1.

Таким образом, вместо четырех фенотипических классов, которые появились бы в случае свободной и независимого комбинирования, получаются два.

Из рассмотренного примера следует, что гены, находящиеся в одной паре гомологичных хромосом, наследуются вместе и не расходятся в потомстве, так как при гаметогенезе они обязательно попадают в одну гамету; их потомки F2 и FB будут иметь признаки в той же комбинации, что и у родительских форм.

Если в одной паре гомологичных хромосом имеется более двух генов, например пять, и в каждой аллельной паре один ее член является доминантным, а другой — рецессивным, то формулу гетерозиготного состояния по этим генам можно написать следующим образом: ABCDE/abcde. Гены, расположенные в одной паре гомологичных хромосом и наследующиеся целой группой, образуют группу сцепления. Совместное наследование генов, ограничивающее свободное их комбинирование, называют сцеплением генов.

Явление сцепления было обнаружено в 1906 и В. Бэтсоном и Р. Пеннетом в опытах с душистым горошком.

Скрещивая две расы душистого горошка, различающиеся по двум парам признаков — по форме пыльцы и по окраске цветка, Бэтсон и Пеннет не обнаружили в F2 ожидаемого расщепления в отношении 9:3:3:1.

Признаки не дали независимого наследования, они как бы «стремились» остаться в исходных, родительских комбинациях, а гены их — попасть в одну гамету. Авторы обозначили это явление как притяжение.

Понимание существа этого явления стало возможным лишь в результате работ Т. Моргана и его сотрудников А. Стертеванта, Г. Мёллера, К. Бриджеса и др. Т. Моргану принадлежит и сам термин «сцепление генов» в хромосоме и объяснение этого явления. Морган установил, что материальной основой сцепления является хромосома.

Хромосома представляет собой отдельную материальную и функциональную единицу при редукционном делении клетки. И, следовательно, все гены, находящиеся в одной хромосоме, будут связаны между собой субстратом хромосомы, ее организацией и поведением в мейозе.

Сцепление может быть обнаружено в любой из хромосом, несущей гены.

Для наследования сцепленных генов, находящихся в половых хромосомах, имеет значение направление скрещивания. Для наследования сцепленных генов в аутосомах направление скрещивания, как правило, не имеет значения.

Как же генетическими методами отличить явление сцепленного наследования от несцепленного, свободного комбинирования генов? Для выяснения вопроса сначала удобнее иметь дело с крайним проявлением закономерности.

Напомним, что если два гена полностью сцеплены, то дигибрид AB/ab будет давать только два сорта гамет (АВ и ab) поровну, тогда как при независимом наследовании дигетерозигота образует четыре типа гамет в равных количествах: АВ, Ab, аВ, ab.

Наиболее четко эта разница в поведении полностью сцепленных и независимо наследующихся генов выявляется в анализирующем скрещивании.

Расщепление в анализирующем скрещивании и служит показателем того, сцеплены ли гены или они наследуются независимо.

Нужно иметь в виду, что, кроме истинного сцепления, могут у встречаться явления, внешне сходные со сцеплением, но отличные от него по своей природе: это так называемое ложное, межхромосомное сцепление, возникающее из-за нарушения свободного комбинирования негомологичных хромосом в мейозе. Такие случаи наблюдались в скрещиваниях линий лабораторных мышей и дрожжей. Предполагается, что такое сцепление между генами разных хромосом обязано тенденции последних к неслучайному расхождению в мейозе. Сцепленное наследование генов негомологичных хромосом обнаруживается также при межвидовых скрещиваниях в тех случаях, когда родительская комбинация хромосом оказывается физиологически совместимой. То же самое может иметь место в отношении целой группы негомологичных хромосом, когда они всей группой попадают предпочтительно в одну из клеток.

Таким образом, любое из явлений, ограничивающее свободное, независимое распределение хромосом в мейозе, будет создавать картину сцепления генов в наследовании.

Однако ложное сцепление следует отличать от истинного сцепления генов, находящихся в одной хромосоме — в одной группе сцепления.

В дальнейшем мы узнаем, что группа сцепления не есть неизменная единица, она эволюционирует и экспериментально изменяема.

Источник: http://www.activestudy.info/yavlenie-sceplennogo-nasledovaniya/

Урок “Сцепленное наследование. Генетика пола”. 9-й класс, биология : Биология

Задачи:

Сформировать знания о сцепленном наследовании, группах сцепления, генетическом картировании;
Познакомить учащихся с причинами сцепленного наследования генов и механизмом его нарушения;
Сформировать систему знаний о генетическом определении пола и наследовании признаков, сцепленном с полом;
Закрепить навык решения генетических задач.

Оборудование: компьютер, программные диски: «1С: Репетитор. Биология + Варианты ЕГЭ.2006», «Виртуальная школа «Кирилла и Мефодия», репетитор по биологии», мультимедийная презентация по теме урока (Приложение 1), карточки письменного опроса, схемы сцепленного наследования, схема генеалогического древа королевы Виктории и заболеваемости потомков гемофилией.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Проверка знаний

Слайд: Вопросы:

Назовите три закона Г. Менделя?
I закон – закон единообразия, II закон – закон расщепления, III закон – закон независимого наследования.
Каких правил придерживался Г. Мендель при проведении своих опытов?

использовал для скрещивания растения разных самоопыляющихся сортов – чистыми линиями
чтобы получить больше материала для анализа, использовал несколько родительских пар гороха
намеренно упростил задачу, наблюдая наследование только одного признака; остальные не учитывал

Сформулируйте закон чистоты гамет. Кому принадлежит открытие этого закона?
При образовании гамет в каждую из них попадает только один из двух аллельных генов.
Всегда ли признаки можно чётко разделить на доминантные и рецессивные?
В некоторых случаях доминантный ген не до конца подавляет рецессивный ген из аллельной пары. При этом возникают промежуточные признаки.
Какое название получило это явление?
Это явление получило название неполного доминирования.
Всегда ли по фенотипу можно определить, какие гены содержит данная особь? Приведите пример.
Не всегда. Рецессивный признак всегда проявляется только в гомозиготном состоянии, т.е. аа. А доминантный признак может проявляться у особей с гомозиготным или гетерозиготным генотипом, т.е. АА или Аа.
Можно ли установить генотип особей, которые не различаются по фенотипу? Какой метод используют для этого?
Да, можно установить. Для этого используют скрещивание исследуемой особи с рецессивной гомозиготой аа по исследуемому признаку, называемое анализирующим скрещиванием.
Какими особенностями характеризуется дигибридное скрещивание?
Рассматривается наследование и производится точный количественный учёт потомства по двум парам альтернативных признаков.
Всегда ли справедлив закон независимого наследования, т.е. III закон Г. Менделя?
Закон справедлив только в тех случаях, когда гены рассматриваемых признаков располагаются в разных негомологичных хромосомах.

III. Основная часть

Приветствие класса

Тема сегодняшнего занятия: «Сцепленное наследование. Генетика пола.»

Слайд: «Сцепленное наследование. Генетика пола.»

Генов, кодирующих различные признаки у любого организма очень много. Например, у человека приблизительно около 100 000 генов, а видов хромосом только 23. Следовательно, все они умещаются в этих хромосомах. Как же наследуются гены, находящиеся в одной хромосоме?

На этот вопрос даёт ответ Современная хромосомная теория наследственности созданная Т. Морганом.

Слайд: Томас Хант Морган

Основным объектом, с которым работали Т. Морган и его ученики, была плодовая мушка Дрозофила. Проводилось дигибридное анализирующее скрещивание по двум признакам: длине крыльев и цвету тела. Данные опытов показали, что получается расщепление признаков 1:1 вместо ожидаемого – 1:1:1:1.

Слайд: Эксперимент Т. Моргана

Слайд: Закон Т. Моргана

Слайд: Нарушение сцепленного наследования

Слайд: Кроссинговер

Слайд: Классификация хромосом организма

В начале ХХ века Т. Морган установил, что самцы и самки отличаются друг от друга всего одной парой хромосом – половых хромосомы. Хромосомы в этой паре отличны друг от друга. Остальные пары хромосом одинаковы и получили название – аутосом.

Слайд: От какого пола – гомозиготного или гетерозиготного зависит пол будущей особи?

– От гетерозиготного, т.е. содержащего половые хромосомы разного вида

Этот факт доказывает следующая схема.

Слайд: Схема расщепления по признаку пола у дрозофилы

У некоторых видов живых организмов хромосомное определение пола совсем другое. Рассмотрим такие случаи.

Слайд: Хромосомное определение пола

Слайд: Все ли гены, находящиеся в половых хромосомах определяют признаки, имеющие отношение к полу?

Слайд: Наследование сцепленное с полом

Сообщения учащихся о гемофилии и дальтонизме

Слайд: Гемофилия

Информация: Гемофилия — наследственная болезнь, передаваемая по рецессивному сцепленному с Х-хромосомой, типу, проявляющаяся повышенной кровоточивостью.

Болеют мальчики (гемофилия С встречается и у девочек).

Выделяют три формы гемофилии — А, В и С. При гемофилии А отсутствует фактор VIII, при гемофилии В — фактор IX и при гемофилии С — фактор XI свертывания крови.

Слайд: Дальтонизм

Информация: Дальтони́зм, цветовая слепота — наследственная, реже приобретённая особенность зрения, выражающаяся в неспособности различать один или несколько цветов. Названа в честь Джона Дальтона, который впервые описал один из видов цветовой слепоты, на основании собственных ощущений, в 1794 году.

V. Закрепление

А теперь, давайте посмотрим, на сколько вы поняли то, о чём шла речь на уроке, и выполним приготовленные задания.

Диск: тестовые вопросы по изученной теме. («Виртуальная школа «Кирилла и Мефодия», репетитор по биологии», «Виртуальная школа «Кирилла и Мефодия», репетитор по биологии») вопросы №238, 226, 217, 222, 254, 256.

VI. Итоги урока

Законы Г. Менделя имеют ограничения
Гены, находящиеся в одной хромосоме наследуются совместно, т.е. сцеплено
Явление нарушения сцепленного наследования называется кроссинговером
Принадлежность к полу определяется парой половых хромосом
Гены, находящиеся в половой паре хромосом наследуются сцеплено с полом

VII. Домашнее задание

Слайд: Выучить §3.8,3.10; Уметь отвечать на вопросы после параграфов.

Выполнить письменно задание на карточках.

Подготовить сообщения о видах взаимодействия генов.

Опорный конспект, письменное задание.

Источник: http://www.poznanie21.ru/current/biology/537540969.php

Урок «Генетика пола. Сцепленное с полом наследование»

Урок « Генетика пола. Сцепленное с полом наследование» (10 класс).
Данный урок был проведен с учащимися 10 класса по учебнику Сивоглазова В.И. Общая биология: учебник для 10-11 классов общеобразовательных школ. – М.:Дрофа,2005. Урок проводился в кабинете биологии с использованием ИКТ.

Мультимедийная презентация состояла из разнообразных источников информации: рисунки, текст, портреты ученых, схемы, таблицы, видеофрагменты, тренажеры для решения задач, тесты для закрепления, защита проектов учащимися по теме, что позволило в значительной степени оптимизировать образовательный процесс, открыть широкие возможности для эффективного наглядно-демонстрационного сопровождения на уроке. Таким образом, применение компьютерных технологий на уроке позволяет ученикам с интересом и быстро усваивать большой объем научно-познавательной информации, урок становится более интересным и увлекательным, качество обученности учащихся повышается, но самое главное данный материал надолго остается в памяти.

Цель: рассмотреть хромосомный механизм определения пола, изучить явление сцепленного с полом наследования .

Задачи: продолжить формирование навыков решения генетических задач;

сформировать у учащихся познавательный интерес к изучению научных проблем, связанных с генетикой пола.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Оборудование: динамическое пособие «Перекрест хромосом», «Законы Менделя», мультимедийная презентация «Хромосомный механизм определения пола», электронный учебник Кирилла и Мефодия.10 класс.

Ход урока.

Актуализация знаний.

Проверка знаний законов наследственности и характера наследования отдельных признаков животных и человека.

Учитель:

На доске модели – аппликации скрещивания кроликов.

1.АА (серый) х аа (белый) 2. Аа (серый) х Аа (серый )

F1: Аа (серый) F1: АА; 2Аа; аа

Вопросы:

1. Какой цвет доминантный, почему вы так считаете?

2. Какая схема отображает 1 закон Менделя?

2.Из приведенных схем выберите запись, отображающую второй закон Менделя, и дайте его формулировку. Покажите на модели фенотипы и генотипы потомков, полученных от гибридов первого поколения.

3. Модель «Перекрест хромосом». Схема (серая муха с оранжевым цветом глаз х черное тело с красными глазами).

Вопросы.

1. Проиллюстрируйте на модели закон единообразия первого поколения.

2. На каком этапе мейотического деления происходит кроссинговер? Покажите на модели.

Какой закон отображает данная схема? Дайте его формулировку.

Учитель: Знания законов наследственности можно легко применять на практике. Например,

1. У темноволосого мужчины и светловолосой женщины родился темноволосый ребенок. Что вы можете сказать о генотипе родителей и их ребенка? (Слайд –рис.)

2. У томатов круглая форма плодов (А) доминирует над грушевидной (а), красная окраска (В) — над желтой (b). Растение с круглыми и красными плодами скрещено с растением, имеющим грушевидные и желтые плоды. В потомстве все растения имеют круглые и красные плоды. Определите генотип родителей и потомства (слайд – рис.)
Учитель:

Во всех решенных задачах мы определили, как будет наследоваться признак. А сумеем ответить на вопрос: «Сколько в потомстве появилось особей мужского или женского пола?»

Подавляющее большинство видов животных, растений представлено особями двух полов – мужского и женского.

В свое время Менделем было отмечено, что внутри вида количество особей мужского пола приблизительно равно количеству особей женского пола.

Было сделано предположение, что один из полов (тогда было неясно, какой именно) гетерозиготен, а второй гомозиготен по гену, который определяет пол организма по аналогии с анализирующим скрещиванием (слайд)

Сегодня на уроке мы должны ответить на вопрос, от чего зависит рождение мужских и женских особей?

Тема урока: Генетика пола. Сцепленное с полом наследование.

Современная теория наследования пола разработана Томасом Морганом и его сотрудниками в начале 20 века (слайд).

Вопрос: Какое животное использовали для исследований? (муха-дрозофила)

Им удалось установить, что самцы и самки различаются по набору хромосом.

Вопрос: Какое количество хромосом у мухи-дрозофилы содержится в диплоидном наборе?

У дрозофилы пол определяется следующим образом.

Демонстрация видеофрагмента: «Определение пола у мухи дрозофилы»

Фронтальная беседа по фильму.

В соматических клетках дрозофилы четыре пары хромосом. В число их входят 3 пары одинаковых хромосом у самцов и самок и называются аутосомами. Одна пара хромосом у самок и самцов отличаются по строению и называются половыми.

В клетках самок мух дрозофил имеются две одинаковые половые хромосомы, которые обозначают как Х-хромосомы. Следовательно, в диплоидных соматических клетках самки набор половых хромосом ХХ. У самцов половые хромосомы отличаются по строению и названы ХY.

Р: самка – 6А + ХХ, самец – 6А +ХY

Пол будущей особи определяется во время оплодотворения.

Р: ХХ х ХY

/ /<\p>

G: Х Х Y

F : ХХ; ХY

;

Пол, который формирует гаметы одного типа по половым хромосомам, называется гомогаметным, а разные гаметы – гетерогаметные.

По такому же механизму определяется пол и у человека. На рисунке представлены мужские и женские кариотипы. Половые хромосомы у женщины одинаковы, их называют Х-хромосомы, а у мужчин имеется одна Х-хромосома и одна Y-хромосома.

Наследование пола у человека можно представить в виде следующей схемы:

Р: 44А+ ХХ х 44А+ ХY

/ /

G: 44А+ Х 44А+Х Y

F: 44А+ ХХ; 44А+ХY

;

Пол младенца зависит только от того, какая из половых хромосом попала в зиготу от отца. В Y-хромосоме человека находятся гены белков, необходимых для нормального развития мужских половых желез.

Эти железы на 4 – 8-й неделе начинают выделять мужские половые гормоны, определяющие формирование всей половой системы мужчины. Если же в оплодотворении участвовал сперматозоид с Х-хромосомой, то не имеет гена, кодируемых ей «мужских» белков.

Поэтому в зародыше девочки развиваются яичники и женские половые пути. Итак, у дрозофилы и человека женский пол является гомогаметным, а мужской – гетерогаметным.

У некоторых видов животных хромосомное определение пола совсем другое.

Женский пол	Мужской пол	Примеры
Гомогаметный ХХ	Гетерогаметный ХY	Млекопитающие, дрозофила
Гомогаметный ХХ	Гетерогаметный Х0	Прямокрылые насекомые, кенгуру
Гетерогаметный ХY	Гомогаметный ХХ	Птицы, рептилии, бабочки

Вопрос: Прав ли был Мендель?

Учитель:

Хромосомные болезни, связанные изменениями количества половых хромосом: дополнительная Х-хромосома у мужчин (ХХY) вызывает развитие синдрома Клайнфельтера, который выражается в бесплодии, женском типе скелета

( широкий таз, узкие плечи), умственной отсталости. Отсутствие одной Х-хромосомы у женщин (Х0) приводит к развитию синдрома Шерешевского – Тернера. Женщины, имеющие такой хромосомный набор, бесплодны, имеют широкую грудную клетку, короткую шею и рост, в среднем, не более 150 см.

Женщины с лишней Х-хромосомой (ХХХ) не имеют практически никаких физических отличий от здоровых женщин, однако у них чаще наблюдаются отклонения в поведении и трудности в обучении.

Перед кружковцами вашего класса была поставлена проблемная задача: существуют ли иные способы определения пола?

Выступление ученика.

Итак, пол будущей особи определяется во время оплодотворения.

Гипотеза: Так как живой мир очень разнообразен и мы задали вопрос себе: не существуют ли другие способы определения пола?

В связи с этим целью нашей работы явилось – изучение различных механизмов определения пола.

После аналитического обзора по теме, мы выделили несколько вариантов определения пола.

1.Например, у морского кольчатого червя бонеллии пол личинки будет зависеть от того места, куда она попадет после завершения периоды свободного плавания. Если она, оседая на дно, попадет на тело взрослой самки, из нее под действием химических веществ, выделяемых самкой, сформируется самец. Если личинка оседает на дно и рядом нет половозрелой женской особи, она превращается в самку.

2.Определение пола происходит до начала дробления, вне связи с оплодотворением.

Примером могут послужить дафнии – мелкие ракообразные. В благоприятные условия самки дафний партеногенезом, то есть без оплодотворения, производят потомков женского пола. При ухудшении условий существования могут развиваться не только самки, но и самцы

3. У крокодилов не обнаружены половые хромосомы. Пол зародыша, развивающегося

в яйце, зависит от температуры окружающей среды: при высоких температурах развивается больше самок, а в том случае, если прохладно, – больше самцов.

4.Ящерица Bassiana duperreyi, формирование пола которой во многом зависит от размера отложенного яйца Так, из крупных яиц в основном вылупляются самки, а из более мелких – самцы. Размер яйца, как правило, зависит от количества содержащегося в нем желтка – питательного вещества, необходимого для развития зародыша.

5. Рыбы – атерин (Atlantic silverside) большинство рождающихся ранней весной, при пониженных температурах, становятся самками. А рыбы, развивающиеся позже при более высокой температуре, вырастают самцами. Это имеет огромное значение для выживаемости данного вида (презентация).

Вывод: Пол может определяться в процессе онтогенеза, после оплодотворения и зависит и от факторов внешней среды.

Второе выступление.

Теоретически вероятность зачатия девочки или мальчика практически одинакова. В жизни нередко наблюдается, что у некоторых супружеских пар рождаются только мальчики или только девочки.

Статистика говорит, что у человека и у животных почти всегда преобладает появление особей мужского пола. Но гибель плодов мужского пола в период эмбрионального развития превышает гибель плодов женского пола.

По данным, приведенным Федеральной службой государственной статистики на начало 2008 года, в России на 100 девочек приходится 105 мальчиков.

Но все же почему рождается больше мальчиков и можно ли прогнозировать пол будущего ребенка? Этот вопрос стал и проблемой, и целью моей работы.

После анализа изученной литературы, я пришла к выводу:

Сперматозоиды, несущие Х- и Y-хромосому, отличаются по своим свойствам.

Y-сперматозоиды более мелкие, легкие и подвижные, но менее живучие. Х – хромосомы более медленные, тяжелые, но более выносливые, устойчивые.

На основании этого возникли теории, утверждающие, что при половых контактах, происходящих задолго до овуляции, менее жизнеспособные Y-сперматозоиды погибают и яйцеклетка с большей долей вероятности оплодотворится с Х-сперматозоидом, то есть родиться девочка.

Кроме этого существует и такое объяснение: по мере приближения дня овуляции среда во влагалище женщины становится более щелочной, что хорошо для Y-сперматозоидов. А за 2-3 дня до овуляции, среда во влагалище имеет более кислую реакцию, что благоприятствует более выносливым Х-сперматозоидам, а Y – сперматозоиды в кислой среде погибают.

Американский биолог доктор Шеттлз выяснил, что “женские” сперматозоиды более активны в кислой среде, т.е. среде, где мало ионов калия, а “мужские” – в щелочной, т.е. в среде, где много ионов калия. Поэтому профессор Столковски считает, что можно прогнозировать пол будущего ребёнка по этому признаку.

Он разработал два пищевых рациона, которых следует придерживаться женщине в течение месяца перед зачатием, чтобы родить ребёнка желаемого пола. Если будущие родители хотят иметь девочку, доктор Столковски рекомендует женщине бессолевую диету, есть больше богатых кальцием яиц и молочных продуктов.

А чтобы иметь мальчика – нужно, наоборот, обогащать организм калием, т.е. есть грибы, шпинат, бананы и щедро солить пищу.

К физическим способам планирования пола ребенка стоит отнести и температурный метод. Температурный режим определяет активность любой клетки организма. Для «слабеньких» Y-сперматозоидов высокая температура может оказаться губительной. Вот почему отцам потенциальных мальчиков стоит пересмотреть свой гардероб и отдать предпочтение просторному нижнему белью.

Обтягивающие джинсы — исключаются! Нужно избегать также горячих ванн, работ в жарких цехах, сидения рядом с автомобильной печкой — словом, всего того, что увеличивает температуру нижней части тела. Напротив, полезно ежедневно делать холодные обтирания и принимать холодный душ.

Тем же, кто хочет стать отцом девочки, этих рекомендаций можно придерживаться менее строго.

Но, а стопроцентную вероятность зачатия ребенка определенного пола может дать только метод экстракорпорального оплодотворения. Из нескольких эмбрионов, полученных в пробирке, родители могут выбрать себе как сына, так и дочку.

Учитель:

Генетические исследования установили, что половые хромосомы отвечают не только за определение пола организма, они, как аутосомы, содержат гены, контролирующие развитие определенных признаков. Наследование признаков, гены которых локализованы в Х-хромосоме или У-хромосомах, называют наследованием, сцепленных с полом.

Признаки бывают доминантными и рецессивными. Х-хромосома содержит около 200 различных генов. Женщина при этом получает по 2 гена за один признак, мужчина имеет одну Х-хромосому и все гены получает в одном экземпляре, которые сразу проявляются в фенотипе.

С Х-хромосомой связаны такие признаки, как свертываемость крови, способность различать цвета, отсутствие или наличие потовых желез, атрофию зрительного нерва и др. В У-хромосоме также локализованы некоторые признаки: гипертрихоз (повышенная волосатость ушной раковины), перепончатопалость и др.

Гены, локализованные в У-хромосоме, наследуются особым образом – только от отца к сыну.

Рассмотрим в качестве примера наследование гемофилии – болезнь несвертываемости крови. Каждая ранка таким больным угрожает смертью. Любой ушиб, способный повредить крохотный кровеносный сосуд под кожей, может привести к началу медленного кровотечения. Гемофилию называют еще королевской болезнью.

Английская королева Виктория, родословная которой перед вами, была носительницей гемофилии, передала этот ген внучке Александре, которая стала женой последнего российского императора Николая II. Их сын, царевич Алексей, страдал тяжелой болезнью-гемофилией или несвертываемостью крови.

Сам Николай Александрович его жена Александра Федоровна были здоровы (Слайд).

Решение задачи. Женщина, носительница гена гемофилии вступает в брак со здоровым мужчиной. Какова вероятность рождения в этой семье ребенка, больного гемофилией. Гемофилия обусловлена рецессивным геном и локализована в Х-хромосоме.

Дано: Решение: Р: Х АХа х Х АY

Ха – ген гемофилии / /<\p>

G: Х А Ха Х А Y

Х А – ген норм.свертыв. крови

F – ? F: Х АХ А; Х АХа ; Х АY; ХаY

Ответ: 25% мальчиков будут болеть гемофилией
Учитель: У кого дома имеется кот трехцветный?

Бывают ли трехцветные коты?

Демонстрация видеофрагмента «Наследование черепаховой окраски у кошки».

Решение задачи. Тренажер. Ученик за компьютером, его решение – на экране.
Черная окраска у кошек определяется аллелем гена В, находящимся в Х-хромосоме ( ), рыжая — аллелем b ( ). Если встречаются аллели В и b — , то окраска шерсти у кошки будет черепаховой, трехцветной. Какое потомство ожидается от черной кошки () и рыжего кота ( )? Закрепление. Итоговое тестирование ( эл.учебник Кирилла и Мефодия)

Задание: стр. 158 -164, задача №7

Источник: http://dereksiz.org/urok-genetika-pola-sceplennoe-s-polom-nasledovanie.html