Конспект урока по теме: Генотип как целостная система. Взаимодействие генов

Конспект урока по теме: Генотип как целостная система.

Взаимодействие генов.

Цель урока: формирование знаний о влиянии генов на фенотип организма; развитие навыков работы с генетической символикой.

Задачи:

• обобщить и углубить знания о генотипе как целостной, исторически сложившейся системе;

• Раскрыть проявление взаимосвязи и взаимодействия генов друг с другом, влияющих на проявление различных признаков;

• Продолжить формирование умений работать с генетической символикой

Структура и основное содержание урока. Методы и методические приемы.

1. Организационный момент.

2. Изложение нового материала.

Вопрос: Что такое генотип? (Слайд 3)

Генотип - это совокупность генов и цитоплазматических их носителей, которые определяют развитие наследственных признаков и свойств организма.

Реальное существование гена доказывается двумя группами фактов: относительно независимым комбинированием при расщеплении и способностью изменяться - мутировать. К числу основных свойств гена относится его способность к удвоению при удвоении хромосом. Гены обладают значительной устойчивостью, что и определяет относительное постоянство генотипа. Между генами осуществляется тесное взаимодействие, в результате которого генотип не может рассматриваться как простая механическая сумма генов, а представляет собой сложную, сложившуюся в эволюции организмов систему.

Вопрос: Что является носителем генов? (Слайд 4)

Цитоплазматическими носителями генов служат хромосомы, в состав которых входят ДНК и белки. Основой перечисленных выше свойств гена является способность ДНК к самоудвоению. В основе действия генов лежит его способность через посредство РНК определять синтез белка. Этот механизм является общим на всех ступенях эволюции.

При формировании генетических представлений о связи между генами и признаком, предполагалось, что каждому признаку соответствует особый наследственный фактор, обуславливающий развитие своего признака. Однако прямые и однозначные связи гена с признаком на самом деле скорее исключение, чем правило. Было установлено, что существует огромное количество свойств и признаков организмов, которые определяются двумя, тремя и даже многими парами генов, и, наоборот, один ген часто влияет на многие признаки. Кроме того, действие гена может быть изменено соседством других генов или условиями внешней среды. Таким образом, в онтогенезе действуют не отдельные гены, а весь генотип как целостная система со сложными связями и взаимодействиями между генами.

Что же такое Взаимодействие генов?

Взаимодействие генов - это совместное действие нескольких генов, приводящее к появлению признака, отсутствующего у родителей, или усиливающее проявление уже имеющихся признаков.

Схема: Взаимодействие генов. (Слайд 5)

Взаимодействие генов

Аллельных Неаллельных

1. Полное доминирование 1. Комлементарность

2. Неполное доминирование 2. Эпистаз

3. Множественный аллелизм 3. Полимерия

4. Кодоминоирование

5. Сверхдоминирование.

Вопрос: Что такое полное доминирование? (Слайд 6, 7)

Неполное доминирование? (Слайд 8, 9)

Множественный аллелизм(Слайд 10)- это явление существования более двух альтернативных аллельных генов, имеющих различные проявления в фенотипе.

(Слайд 11)

Электронное приложение к учебнику «Биология. Живые системы и экосистемы», стр. 7, Анимированная таблица «Проявление множественного аллелизма»

Пример 1. Группы крови у человека определяются сочетанием в генотипе аллелей А, В и 0 одного и того же гена I.

Пример 2. Окраска шерсти у кроликов: темная, белая (альбинизм), горностаевая (аллели А (темная), А₁ (горностаевая₎, а (белая)).

Пример 3. У мухи дрозофилы имеется серия аллелей гена окраски глаз, состоящая из 12 членов: вишневая, красная, коралловая, и т.д. до белой, определяемой рецессивным геном.

Пример 4. Окраска шерсти у домовой мыши: A^Y - желтая, A - серая, a^t- темная спинка, бежевое брюшко, a - черная. Аллель A^Y оказывает влияние на жизнеспособность гомозигот A^Y A^Y .

Таким образом, множественный аллелизм характеризует разнообразие генофонда целого вида, т.е. является видовым, а не индивидуальным признаком.

Кодоминоирование (Слайд 12) - явление независимого друг от друга проявления обоих аллелей в фенотипе гетерозиготы.

Пример. (Слайд 13)Взаимодействие аллелей, определяющих четвертую группу крови у человека.

Известна множественная серия аллелей гена I, определяющая признак группы крови у человека. Ген I отвечает за синтез ферментов, присоединяющих к белкам, находящимся на поверхности эритроцитов, определенные полисахариды. Эти полисахариды определяют специфичность групп крови.

Аллели I^A и I^B кодируют разные ферменты, аллель I⁰ - не кодирует никакого, рецессивна по отношению к I^A и I^B . а между I^A и I^B нет доминантно - рецессивных отношений.

Люди, имеющие IV группу крови, несут в своем генотипе аллели I^A и I^B, у них синтезируется два фермента и формируется соответствующий фенотип.

Сверхдоминирование (Слайд 14)- более сильное проявление признака в гетерозиготе, а не в гомозиготе.

Пример. У дрозофилы имеется рецессивный летальный ген, гетерозиготы по которому обладают большей жизнеспособностью, чем доминантные гомозиготы.

Комлементарность (дополнительное действие генов) (Слайд 15)- это явление, при котором неаллельные гены дополняют действие друг друга, а признак формируется лишь при одновременном действии обоих генов.

Пример. Форма гребня у кур (задача 1).

Эпистаз (Слайд 16)- вид взаимодействия неаллельных генов, при котором один из генов полностью подавляет действие другого гена.

Ген, подавляющий действие другого гена, называется ген - супрессор, ингибитор, эпистатичный ген. Подавляемый ген называется гипостатичным.

Эпистаз может быть доминантным (ген - супрессор доминантный) и рецессивный (ген - супрессор рецессивный). (Слайд 17)

Пример 1. Доминантный эпистаз (задача 2). Пигментация оперения у кур.

Пример 1. Рецессивный эпистаз (задача 3). Окраска шерсти у домовой мыши.

Групповая работа учащихся с примерами взаимодействия генов с последующим обсуждением полученных результатов.

Полимерия (Слайд 18)- один из видов взаимодействия неаалельных генов, при котором на проявление количественного признака оказывает влияние одновременно несколько генов. При этом, чем больше в генотипе оказывается доминантных генов, обуславливающих этот признак, тем ярче этот признак выражается - кумулятивная полимерия (накапливающаяся). Некумулятивная полимерия (ненакапливающаяся) - наличие хотя бы одного доминантного гена в генотипе определяет развитие признака.

Полимерные гены обозначаются одной и той же буквой латинского алфавита с числовым индексом, указывающим на число аллельных пар, например А₁а₁; А₂а₂ и т.д.

Электронное приложение к учебнику «Биология. Живые системы и экосистемы», стр. 7, Словарь

(Слайд 19)

Пример 1. Кумулятивная полимерия. ( задача 4). Цвет кожи у человека

Пример 1. Некумулятивная полимерия. ( задача 5). Оперённость ног у кур.

3. Закрепление и выводы.

Таким образом, мы с вами видим, что в результате взаимодействия неаллельных генов набдюдается отклонение от менделеевских расщеплений и вместо классического расщепления классов фенотипов 9:3:3:1 могут наблюдаться 13:3, 9:3:4, 15:1.

Давайте посмотрим, действительно ли рассмотренные нами примеры противоречат менделеевским законам. Заполним таблицу.

Таблица. Влияние взаимодействия неаллельных генов на соотношение фенотипических классов в F2 при дигибридном скрещивании. (Слайд 20)

(Самостоятельная работа учащихся)

Тип взаимодействия генов

Пример

Расщепление по фенотипу

Генотипический состав фенотипических классов

Комплементарность

Наследование формы гребня у кур

9:3:3:1

9 R-P-

3 R-pp

3 rrP-

1 rrpp

Доминантный эпистаз

Наследование пигментации оперения у кур.

13:3

9 I-C-

3 I-cc белая

3 ii C-

1 iicc окрашенная

Рецессивный эпистаз

Наследование окраски шерсти у домовой мыши

9:3:4

9 A-C- агути

3 aaC- черная

3A-cc белая

1 aacc

Кумулятивная полимерия

Наследование цвета кожи у человека

1:4:6:4:1

9 A₁- A₂- промежут.

3 A₁- a₂a₂ фенотип.

3a₁a₁A₂- классы

1 a₁a₁a₂a₂белая

Некумулятивная полимерия

Наследование оперённости ног у кур.

15:1

9 A₁- A₂-

3 A₁- a₂a₂ оперенные

3a₁a₁A₂-

1 a₁a₁a₂a₂ неопернные

Вывод: как вино из таблицы, расщепление в некоторых случаях притекает нетипично. Однако эти отклонения касаются только фенотипических классов. Расщепление же по генотипам во всех случаях происходит в полном соответствии с законами, установленными Менделем. Таким образом, рассмотрев различные виды взаимодействия генов, можно считать, что генотип является сбалансированной системой взаимодействующих генов; развитие признака есть результат проявления нескольких генов.

Примером влияния одного гена на несколько признаков является:

Плейотропия, или множественное действие генов - это явление одновременного влияния одного гена на несколько признаков. Электронное приложение к учебнику «Биология. Живые системы и экосистемы», стр. 7, Анимированная таблица «Множественное действие генов»

.

4. Домашнее задание: $ 43