9 класс .Биология.

Урок № 30 Тема: "Взаимодействие генов".
«Человек должен верить, что непонятное можно понять: иначе он не стал бы размышлять о нём» В.Гёте
Цель урока:
1) сформировать знания о целостности генотипа, основных типах взаимодействия аллельных и неаллельных генов на примерах известных генетической науке; 2) расширить знания о гене и его свойствах, генотипе как системе взаимодействующих генов; 3) подвести к пониманию того, что соотношения между геном и признаком на самом деле гораздо сложнее и не столь однозначны, как это казалось вначале; 4) продолжить формирование навыков решения генетических задач
Понятийный аппарат урока
: ген, аллельные гены, неаллельные гены, гомологичные хромосомы, гомозиготный и гетерозиготный организм, доминантный и рецессивный признаки,перекрест, локус, закон Моргана,взаимодействие генов, кодоминирование, полимерия, плейотропность, эпистаз, комплементарное взаимодействие
Оборудование:
презентация «Взаимодействие генов»,информационные карточки, тестовые задания.
Задачи урока:

Образовательные:
сформировать понятие что взаимодействие генов – основа целостности генотипа, научить самостоятельно делать выводы по предложенным генетическим схемам; сформироватьзнания о типах взаимодействия генов и их множественном действии;
Развивающие:
продолжить работу по формированию навыков по решению задач по генетике; по развитию логического мышления, умений сравнивать, анализировать и обобщать, выявлять причинно-следственные связи, владение монологической речью; развитие познавательного интереса к предмету.
Воспитательные:
воспитание материалистического мировоззрения, биологической культуры учащихся.
План урока:

1. Организационный момент. 2. Проверка домашнего задания, постановка цели урока. 3. Подготовка учащихся к восприятию нового материала, т.е. актуализация знаний и практических умений, в том числе и постановка проблемы и сообщение темы урока. 4.Изучение нового материала. 5. Закрепление материала, изученного на данном уроке. 6.Подведение итогов урока. 7.Задание на дом.
ХОД УРОКА

1.Организационный момент

.
Приветствие, проверка готовности к уроку. Отметка отсутствующих. Настроить учащихся на работу.
2.Проверка домашнего задания

( самопроверка слайд№1).Дайте ответ –(слайд

№2).

Оценивание . Выставление оценок в дневник.

3.Подготовка

учащихся

к

восприятию

нового

материала

.

Тема

урока,

постановка задачи(слайд №3).

Вступительное слово учителя
. Мы продолжаем изучать одну из удивительных наук и сегодня приоткроем завесу её тайн. Наша тема урока сегодня «Взаимодействие генов». (запись темы урока в тетрадь) Ребята, скажите мне, пожалуйста, а какие мы поставим себе задачи на урок? (узнать что такое взаимодействие генов, какие взаимодейстия генов известны на данный момент в генетике,формировать навык решения генетических задач) В примерах по наследованию признаков, рассмотренных на ми ранее , наблюдается довольно простая связь между геном и признаком: каждый ген учитывается по действию только на один признак. Так, генжёлтой окраскисемян гороха определяет окраску, не влияя на другие признаки. Ген морщинистой формы семян гороха действует независимо от генов окраски семян. Это взаимоотношение между геном и признаком можно выразить схемой:
один ген ----один признак
. Поэтому может сложиться впечатление, что генотип представляет собой простую совокупность генов организма, а фенотип- мозаика отдельных признаков. Однако генетическое изучение многих животных и растений показало, что отношения между генами и признаками не столь просты, как это кажется с первого взгляда. Выражение «ген определяет проявление признака» нужно считать достаточно условным. Рассмотрим на конкретных примерах более сложный характер взаимоотношений между генами и признаками, рассмотрим генотипы как систему взаимодействующих между собой генов организма.
4.Изучение нового материала
.
Рассказ.
Основы учения о взаимодействии генов заложил Грегор Мендаль.В ряде своих опытов он столкнулся с явлениями наследования, которые нельзя было объяснить с помощью открытых им закономерностей .В генетике постепенно накапливались факты, показывающие,
что один

и тот же ген может оказывать влияние

на развитие


нескольких признаков; один и тот же признак может развиваться

под влиянием

многих генов.(слайд №4)
Взаимодействовать друг с другом могут как аллельные ,так и неаллельные гены. Давайте вспомним, какие гены называются аллельными? Какие неаллельными?
Слайд

№5

(Предполагаемый ответ
: Аллельные гены – различные формы одного и того же гена, расположенные в одинаковых участках(локусах) гомологичных хромосом, в разных хромосомах и отвечают за развитие одного признака(альтернативные)Неаллельные гены. гены, расположенные в одной хромосоме и отвечающие за разные признаки) – Как вы думаете, влияют ли гены друг на друга находясь в одной хромосоме или в разных хромосомах, т.е. аллельные и неаллельные гены? Давайте попробуем выяснить это используя данные генетики и вы увидите, что признаки наследуются не только по законам вами изученным, но и вопреки им. Попробуем решить проблему как гены влияют друг на друга.


История изучения взаимодействия генов. (слайды № 6)
Основные закономерности наследования впервые были разработаны Грегором Менделем. Наибольший вклад в развитие теории о взаимодействии генов и понимание генотипа как целостной системы внес Уильям Бейтсон. Уильям Бейтсон - английский биолог, морфолог и генетик, член лондонского Королевского общества. Родился 8 августа 1861 г. Окончил в 1892 г. Кембриджский университет. С 1892 по 1910 гг. работал там же. С 1910 по 1926 гг. - директор института в Мертоне. Основные научные работы посвящены изучению генетических основ наследования. Пропагандист менделевских принципов наследования, противник теории наследования приобретенных признаков, сторонник учения о чистоте и прерывности характера изменчивости. Выдвинул в 1905 г. опровергнутую впоследствии теорию "присутствия- отсутствия", которая объясняет возникновение новых признаков выпадением тормозящих факторов. Ввел в 1907 г. термин "генетика". Им же были введены термины "гомозигота" и "гетерозигота". Являлся основателем с 1910 г. и пожизненным редактором журнала "Journal of Genetics". В 1905-1908 гг. провел ряд экспериментов, указывающих на то, что один ген влияет не только на один признак и что развитие любого признака в организме особи есть результат взаимодействия генов внутри генотипа.
Анализируя результаты своих экспериментов, Бейтсон пришел к выводу, что любой

признак каждого организма определяется несколькими генами и развивается в

результате взаимодействия генов. Открытие этого явления имело важнейшее

значение для всего последующего развития генетики и послужило основой

формирования современной теории, рассматривающей генотип как целостную

систему.

Что же такое взаимодействие генов – это совместное действие нескольких генов,

приводящее к появлению признака, отсутствующего у родителей или усиливающего

проявление уже имеющегося признака.(слайд №7)

Виды взаимодействия аллельных и неаллельных генов (слайд №8)
Общая схема, На экране последовательно открываются слайды с изображением схем взаимодействия генов.Наша совместная задача определить тип взаимодействия и записать определение этого взаимодействия и примеры.
Взаимодействие аллельных генов (слайды №9)

1. Полное доминирование :
при доминировании доминантный ген полностью подавляет проявление рецессивного гена. Например, при скрещивании растений гороха с желтыми
АА и зелеными аа образуются только желтые семена в первом поколении, во втором происходит расщепление в соотношении 3 желтые на 1 зеленый.
2. Неполное доминирование :
при этом типе взаимодействия генов доминирование носит промежуточный характер. Например, при скрещивании растений ночной красавицы, имеющей пурпурные цветкаи(АА) с растениями, имеющими белые цветки (аа), все растения первого поколения будут иметь промежуточную розовую окраску.Во втором поколении происходит расщепление 1:2:1- один белый(аа),два розовых (Аа), один пурпурный (АА). Неполное доминирование объясняется тем, что один ген из аллельной пары не обеспечивает достаточного для нормального проявления его признака белкового продукта. При этой форме взаимодействия генов все гомозиготы и гетерозиготы сильно отличаются друг от друга по фенотипу.
3.Сцепленное наследование :
гены, расположенные в одной хромосоме, образуют одну группу сцепления и наследуются вместе, в потомстве появляются особи с перекомбинацией признаков.
Слайд №10.Кодоминирование :
за один признак отвечают 3 гена – О, А, В причем А и В гены доминантные, а ген О рецессивный.
Вывод:
Ген А и ген В дополняют друг друга. Доминантный ген А обеспечивает наследование II группы крови, доминантный ген В обеспечивает наследование III группы крови, а вместе дают IV группу крови.


Взаимодействие неаллельных генов
Но все равно эти гены аллельные, т.е. располагаются в разных хромосомах. Попробуем решить проблему обратную – гены расположены рядом друг с другом в одной хромосоме. С одним из них познакомлю вас я, а остальные вы определите сами, внимательно изучая схемы и рисунки.
Комплементарное взаимодействие (слайд №11-12):
очень похоже на предыдущее, но...
Вывод
(делают уч-ся):два доминантных гена дополняют друг друга, но каждый отдельно обеспечить не могут красную окраску.
Эпистаз (слайд №13):
W – белые плоды Р WWYY x wwyy W – окрашенные плоды белые зеленые Y – желтые плоды WwYy У – зеленые плоды белые При скрещивании тыкв с белыми плодами (WWYY) и зелеными (wwyy) все поколение гибридов будут иметь белые плоды (WwYy), но не желтые, как можно предположить. – Что происходит с двумя доминантными генами?
Вывод
(делают ученики):один доминантный ген подавляет действие другого доминантного гена. Вывод записали в опорную таблицу: название и пример. – Такое взаимодействие называется
ЭПИСТАЗ
или ингибирование.
Слайд № 14 Эпистаз (подавление) доминантный-
доминантная аллель одного из генов подавляет действие доминантный аллель другого гена.
рецессивный –
рецессивные аллели одного гена в гомозиготном состоянии подавляют действие доминантного аллеля другого гена.
Полимерное действие генов (слайды №16,17,18):

Вывод:
чем больше доминантных генов, тем темнее цвет кожи человека. Цвет кожи человека определяется четырьмя генами расположенных вообще в четырех разных хромосомах. Эти гены отвечают за синтез темного пигмента в коже меланина. У
европейцев чаще всего наблюдается набор генов alala2a2a3a3a4a4, а у самых темных африканцев А1А1А2А2АЗАЗА4А4 Окраска зёрен пшеницы.(а 1 а 1 а 2 а 2 -не окрашено,самый яркий цвет –А 1 А 1 А 2 А 2)
Слайд №19
Взаимодействие неаллельных генов (понятие-комплементарность, эпистаз,полимерия)
Плейотропность или множественное действие генов(слайд №20):

Признаки синдрома:
паучьи пальцы, вывих хрусталика глаза, пороки клапанов сердца, заболевание сосудов
Вывод
(делают уч-ся):один ген обеспечивает проявление сразу нескольких признаков. Не забыли записать тип взаимодействия и пример? Синдрома Марфана.(
слайд №21 ) примеры

Слайд №22 Знаменитости с синдромом Марфана(К.И.Чуковский, Г-Х.Андерсен,

Авраам Линкольн, Николо Поганини,Шарль де Голль)

Вывод:
зависимость нескольких признаков от одного гена или множественное действие гена. Последний тип взаимодействия записали и самый яркий, но печальный пример синдром Марфана. Признаки: очень длинные и тонкие («паучьи») пальцы, вывих хрусталика глаза, пороки клапанов сердца, нарушения деятельности сосудов. Объясняется это тем, что ген контролирует развитие соединительной ткани, и его мутация отрицательно сказывается на работе сразу многих систем организма человека. Кстати этим синдромом страдал великий итальянский скрипач Н.Паганини, эти заболевания и послужили ранней смерти его около 30 лет.
Вывод из урока (слайды №23):
Таким образом, организм это сложная, скоординированная система, в которой все процессы взаимосвязаны. Связь определяется взаимодействием генов между собой, расположением генов в хромосомах, в каком виде они наследуются (доминантные или рецессивные) в каком месте произошел перекрест. В генетике ещё много тайн, которые предстоит открыть, но то, что генотип каждой особи представляет собой единую целостную систему доказано.Проявление признака и само действие гена всегда зависят от других генов - от всего генотипа, т.е. генотипической среды. Однако степень выраженности признака зависит от внешней среды. Значит: все признаки организма (фенотип) развиваются в процессе взаимодействия генотипа и среды.
5. Закрепление материала, изученного на данном уроке
. Для того чтобы посмотреть как вы усвоили новую тему, выполните небольшой тест с самопроверкой.
ТЕСТ
1.Плейотропость проявляется в том, что А) один доминантный ген дополняется другим Б) один доминантный ген подавляет действие другого доминантного гена В) один ген влияет сразу на несколько признаков Г) рецессивная аллель одного гена подавляет действие доминантного аллеля другого гена 2. Укажите тип взаимодействия неаллельных генов: А) эпистаз Б) доминирование В) кодоминирование Г) неполное доминирование
3. Некоторые признаки развиваются только в результате взаимодействия нескольких неаллельных доминантных признаков это: А) кодоминирование Б) эпистаз В) полимерия Г) комплементарное воздействие генов 4. Полимерия -это взаимодействие генов, которое выражается: А) в подавлении одного доминантного гена другим Б) в дополнении одного доминантного гена другим В) в том, что за один признак отвечают несколько генов Г) в полном доминировании 5. Пример кодоминирования : А) наследование окраски плодов Б) наследование группы крови В) наследование цвета кожи человека Г) наследование цвета глаз
Слайд №24
.Ответы: 1В,2А,3Г,4В,5Б.
6. Подведение итогов урока. Рефлексия

–
Итак, цель урока узнать о взаимодействии генов, о типах взаимодействия, о том, что генотип сложная и скоординированная система достигнута? И вы сами, самостоятельно решили проблему: по генетическим схемам определили типы взаимодействий генов.
7. (Слайд №25)Задание на дом:
п.3.9 , Решить задачу. Определите тип взаимодействия генов.В родильном доме перепутали двух девочек(назовём их условно Альфа и Бета).Родители одной из них имеют II и IV группы крови, а родители другой – I и II. Лабораторный анализ показал, что у Альфы I группа крови, а у Беты II группа крови. Определите ,кто чья дочь?
Приложение
Проверка домашнего задания. Найдите соответствие (проверка терминов) Термин Определение 1.Ген А.Пара генов, расположенных в одних и тех же локусах гомологичных хромосом и контролирующих развитие контрастных признаков . 2.Генотип Б.Зигота, имеющая разные аллельные гены(доминантный и рецессивный) 3.Фенотип В.Контрастные признаки(доминантный и рецессивный)
4.Гомологичные хромосомы Г.Потомок, полученный в результате объединения генетического материала генотипически разных организмов 5.Локус Д.Клетка, образующаяся при слиянии двух гамет, содержит диплоидный (двойной) набор хромосом 6.Альтернативные признаки Е.Признак , который передаётся по наследству, но подавляется в потомстве у гетерозиготных особей 7.Аллельные гены Ж.Участок хромосомы, в котором расположен ген 8.Зигота З.Половая клетка организма, несущая один ген из аллельной пары. 9.Гибрид И.Участок молекулы ДНК, отвечающий за структуру определённой молекулы белка и определяющий возможность развития отдельного элементарного признака 10.Гомозигота К.Преобладающий признак, проявляющийся у гетерозиготных особей 11.Гетерозигота Л.Совокупность признаков и свойств организма, проявляющаяся при взаимодействии генотипа и окружающей среды 12.Доминантный признак М. Парные хромосомы, одинаковые по форме, размерам, набору генов. 13.Рецессивный признак Н.совокупность всех генов организма;совокупность наследственных признаков организма, полученных от родителей 14.Гамета О. Зигота, имеющая одинаковые аллели данного гена(оба доминантные или оба рецессивные) Ответ А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О
Дайте ответ: • Почему не всегда соблюдается правило независимого наследования признаков Г.Менделя? • Когда происходит перекрест? В чём его суть и биологическое значение? • Перечислите основные положения хромосомной теории наследственности? • О чём говорит закон Моргана и какое явление вызывает его нарушение?