Урок по теме "Генетика пола и наследование, сцепленное с полом"

Урок по теме "Генетика пола и наследование, сцепленное с полом".
Цель: изучить особенности генетического определения пола у различных групп
организмов, а также наследование некоторых признаков сцепленных с полом.
ПЛАН УРОКА.
I. Организационный момент (2 мин)
Проверка личного состава учащихся и визуальной готовности класса к уроку.
Актуализация знаний
Я рада вас приветствовать на уроке. Мы сегодня будем работать вместе и надеюсь,
говорить на одном языке – языке удивительной науки биологии. В конце урока вы сами
оцените степень своего участия в обсуждении и изучении материала.
II.Фронтальная беседа (5 минут)
- Сегодня на уроке мы продолжим знакомство с генетикой. “Генетика – наука,
объясняющая, почему ты похож на своего отца, если похож, и почему не похож на него,
если так получилось”. Станислав Ежи Лец (слайд № 1)
- В этом шуточном определении известного польского писателя – юмориста есть и вполне
серьезная мысль: генетика – наука о наследственности.
Это наука сравнительно молодая, в этом году ей исполняется всего 110 лет, но можно
смело утверждать, что она произвела революцию в биологии и стала основой всех
биологических наук. От Менделевской и Моргановской генетики человечество пришло к
геномике.
Объявляется тема, цели урока и примерный порядок работы (слайды №2 –3)(записывают
тему в опорный конспект).
II. Изучение новой темы (25 минут )
Генетика пола – важное и интересное направление современной генетики. Проблема
происхождения половых различий, механизмов определения пола и поддержания
определенного соотношения полов в группах животных организмов очень важна и для
теоретической биологии, и для практики.
Пол - это совокупность морфологических, физиологических, биохимических и других
признаков организма, обусловливающих воспроизведение себе подобного.
Рассмотрим хромосомный набор человека. Он содержит 22 пары хромосом, одинаковых у
мужского и женского организма, и одну пару хромосом, по которой различаются оба пола.
Хромосомы, одинаковые у обоих полов, называют аутосомами. Хромосомы, по которым
мужской и женский пол отличаются друг от друга - это половые или гетерохромосомы.
(Слайд №5)(записывают в опорный конспект).Половые хромосомы у женщин одинаковы,
их называют Х-хромосомами. У мужчин имеется Х-хромосома и одна Y-хромосома.
Половые хромосомы
•
•
Х -Хромосома связана с больше чем 300 болезнями (дальтонизм, аутизм,
гемофилия, умственное развитие, мускульная дистрофия).
Х- хромосомы могут затрагивать мужчин, т.к. они не имеют другой Х хромосомы,
чтобы дать компенсацию за ошибки.
Y-хромосомы
•
•
•
Меньше размером, чем Х-хромосома
Содержит меньшее количество генов
Известны несколько признаков, гены которых только в Y-хромосомах и
передаются от отца всем сыновьям, внукам и т.д.
В результате гаметогенеза все яйцеклетки имеют по одной Х-хромосоме, а сперматозоиды
- гаметы двух сортов: половина несет Х-хромосому, половина — Y-хромосому. Пол
потомка зависит от того, какой спермий оплодотворит яйцеклетку. Если яйцеклетка
оплодотворяется сперматозоидом, несущим Х-хромосому, развивается женский организм.
Если яйцеклетка оплодотворяется сперматозоидом, несущим Y-хромосому, развивается
мужской организм. В результате случайного оплодотворения половина гамет получает Ххромосому, другая половина Y-хромосому. Поэтому у раздельнополых организмов
соотношение полов обычно составляет 1:1, т.е. самцы и самки встречаются одинаково
часто(слайд № 6).
Женщины (XХ) имеют одну Х-хромосому от отца и одну Х-хромосому от матери.
Мужчина (XY) получает Х-хромосому только от матери. Этим обусловлена особенность
наследования генов, расположенных в половых хромосомах.
Пол, содержащий в своих клетках две Х-хромосомы, называется гомогаметным, так как
он дает все гаметы одинаковые, а содержащий и Х- и Y-хромосомы, образующий два типа
гамет - гетерогаметным. (записывают в опорный конспект).
Существует 5 типов хромосомного
•
•
•
•
•
определения пола:
Характерен для млекопитающих, в том числе для человека, червей, ракообразных,
большинства насекомых, земноводных, некоторых рыб
Характерен для птиц, пресмыкающихся, некоторых земноводных и рыб, некоторых
насекомых (чешуекрылых)
(0 обозначает отсутствие хромосом) встречается у некоторых насекомых
(прямокрылые)
Встречается у некоторых насекомых (равнокрылые- цикады, тли)
Встречается у пчел и муравьев: самцы развиваются из неоплодотворенных
гаплоидных яйцеклеток (партеногенез), самки – из оплодотворенных диплоидных).
Признаки, наследуемые с половыми хромосомами X и У, получили название сцепленных
с полом. (Слайд №9).
Наследование, сцепленное с полом – наследование признаков, гены которых
находятся в Х- и Y-хромосомах.
Y-хромосому часто называют генетически инертной или генетически пустой, так как в
ней очень мало генов. У человека на У-хромосоме располагается ряд генов,
регулирующих сперматогенез, проявления антигенов гистосовместимости , влияющих на
размер зубов и т. д. Известны аномалии, сцепленные с Y-хромосомой, которые от отца
передаются всем сыновьям (чешуйчатость кожи, перепончатые пальцы, сильное
оволосение на ушах). У-хромосома передается от отца всем его сыновьям, и только им.
Следовательно, для генов, содержащихся только в У-хромосоме, характерно
голандрическое наследование, т. е. они передаются только от отца к сыну и проявляются у
самцов.
Х-хромосома несет много различных признаков. Описано более 370 болезней сцепленных
с ней. В женском организме (XX) каждый признак по генам, будет являться либо гомо-,
либо гетерозиготным. Поскольку у особей мужского пола одна Х-хромосома, то все
локализованные в ней гены, даже рецессивные, сразу же проявляются в фенотипе.
У человека некоторые патологические состояния наследуются сцеплено с полом. К ним
относится, например, гемофилия (повышенная кровоточивость), дальтонизм (аномалия
зрения, при которой человек недостаточно различает красный и зеленый цвета). (Слайд
№10). Дальтонизм, частичная цветовая слепота, один из видов нарушения цветового
зрения. Это заболевание впервые описано в 1794г. Дальтонизм встречается у 8% мужчин
и у 0,5% женщин (тест на дальтонизм слайд № 11). (записывают в опорный конспект).
Гемофилия — сцепленное с полом рецессивное заболевание, при котором нарушается
образование фактора VIII, ускоряющего свертывание крови. (Слайд презентации
№12). (записывают в опорный конспект).
Ген находится в Х-хромосоме. Кровоточивость при гемофилии проявляется с раннего
детства. Даже лёгкие ушибы вызывают обширные кровоизлияния - подкожные,
внутримышечные. Порезы, удаление зуба и др. сопровождаются опасными для жизни
кровотечениями, могут вызвать смерть. Эта патологическая мутация в гене F8C была в
генотипе наследника царского престола русского царя Алексея. (Слайд №13).
Молекулярный дефект в Х- хромосоме способен самым жестоким образом распоряжаться
жизнью многих поколений его потомков. Гемофилия А поражает почти исключительно
людей мужского пола. В среднем, один из 10 000 мальчиков рождается с этой патологией,
и только в 70% случаев в его родословной можно найти указания на наследственную
передачу мутантного гена. Это значит, что для каждой третьей семьи, в которой
случилось такое несчастье, последнее является полной неожиданностью.
Рассмотрим родословную потомков английской королевы Виктории. Предполагают, что
ген гемофилии возник в результате мутации у самой королевы Виктории или у одного из
ее родителей (слайд №14).
Решение задач на наследование признаков, сцепленных с генами
III. Закрепление (5 минут)
1. (Слайд 17-18) Раскройте плутовство
В спортивных состязаниях существует одна деликатная проблема. Отдельные
представители сильного пола пытаются соревноваться с ... женщинами. У слабого пола
пытается выиграть мужчина... в женском обличье! Выиграть - не в споре равных, а у тех,
кто ему заведомо уступает. Оказывается, такое плутовство возможно: существуют способы
обмануть судей. Как не допустить появления на женских соревнованиях мужчин?
Предложите способ определения пола, который бы исключал любые ошибки. Ведь, как
известно, внешность часто обманчива.
За последние 20 лет эту процедуру в России прошли 12 тысяч спортсменов и сняты с
соревнований 16 человек. В спортивных состязаниях отдельные мужчины пытаются
выиграть у женщин, перевоплощаясь в женское обличье. Предположите способ
определения пола, который бы исключал любые ошибки (Хромосомный анализ соскоба
клеток из ротовой полости позволяет с точностью определить наличие Y-хромосомы)
2. Работа с аналогичными заданиями ГИА. Выбрать один правильный ответ из четырех
(Слайд 18-26)
А.1 Какой тип определения пола характерен для млекопитающих?
XX — женский организм, XY — мужской организм
XY — женский организм, XX — мужской организм
XX — женский организм, ХО — мужской организм
ХО — женский организм, XX — мужской организм
А.2 Какой генотип имеет мужчина, страдающий дальтонизмом (d)?
1) XY 2) XdY 3) XDY 4) Dd
А.3 Какой тип определения пола характерен для птиц?
XX — женский организм, XY — мужской организм
XY — женский организм, XX — мужской организм
XX — женский организм, ХО — мужской организм
ХО — женский организм, XX — мужской организм
А.4 Какой генотип имеет женщина — носитель гена гемофилии (h)?
1) ХНХН 2) Hh 3) XHXh 4) XhY
А.5 Какой генотип имеет самка бабочки капустной белянки?
1) XY 2) Х0 3) XX 4) 0Y
А.7 Какой фенотип имеет мужчина с генотипом XhY?
1) страдает дальтонизмом 2) здоров
3) страдает гемофилией 4) носитель гена гемофилии
V. Подведение итогов проведенного урока (1 мин.)
VI. Разноуровневые задания для самостоятельной работы во внеурочное время (2
мин.)
Определение пола у человека
В конце 40-х годов ученый М. Барр обнаружил различия в строении
интерфазных ядер соматических клеток у самок и самцов кошек: в ядрах
клеток самок была обнаружена своеобразная хроматиновая глыбка,
названная половым хроматином, или тельцем Бара. Одна Х-хромосома
всегда оказывается в активном состоянии и имеет обычный вид. Другая, если
она имеется, бывает в покоящемся состоянии, в виде этого самого тельца
Бара. Поэтому число телец Вара всегда на единицу меньше числа наличных
Х-хромосом, то есть у самца (XY) их нет вовсе, а у самки (XX) - только одно.
Такая закономерность оказалась характерной для млекопитающих, в том
числе и для человека.
Наличие полового хроматина довольно легко определяется методом
исследования эпителиальных клеток в соскобе слизистой щеки. С этой
целью тупой стороной лезвия скальпеля делается соскоб с внутренней
стороны щеки (в ротовой полости), что совершенно безвредно и
безболезненно. Эпителиальные клетки, содержащиеся в соскобе,
подвергаются окраске и рассматриваются под микроскопом. Следовательно,
отличить клетки мужчин от клеток женщин можно как непосредственно путем анализа хромосомного набора соматических клеток, так и косвенно по наличию полового хроматина.
В период с 1969 по 1989 годы в нашей стране эту процедуру прошли
около 12 тысяч человек. Всего за это время сняты с соревнований 16 человек.
Накануне международных соревнований эта процедура, носящая
название «секс-контроль» проводится с 1968 года.
При помощи этого метода диагностируют в настоящее время и
некоторые аномалии пола, например: синдром Клайнфельтера ( муж. , XXY),
синдром Тернера (жен., ХО).