Учебно-методическое пособие Содержание Достижения современной генетики




НазваниеУчебно-методическое пособие Содержание Достижения современной генетики
страница4/5
Дата04.09.2012
Размер0.68 Mb.
ТипУчебно-методическое пособие
1   2   3   4   5

УРОК НА ТЕМУ: НАСЛЕДСТВЕННАЯ (ГЕНОТИПИЧЕСКАЯ) ИЗМЕНЧИВОСТЬ

Задачи

Восстановить в памяти учащихся значение термина “изменчивость”.
Раскрыть сущность наследственной мутационной изменчивости.
Познакомить учащихся с принципами классификации мутаций.
Продолжить формирование умений сравнивать, делать вывод.

Опорные точки урока

Понятие изменчивости, два основных ее вида: ненаследственная, модифиикационная.

Характеристика наследственной изменчивости; материальные основы возникновения мутаций.

Образование различных комбинаций генов при скрещивании - источник комбин ативной изменчивости.

Особенности классификации видов мутационной изменчивости, в основе которой лежит изменение наследственной природы организма.

Мутационные изменения, имеющие разный характер проявления: доминантный и рецессивный.

Летальное действие некоторых рецессивных генов в гомозиготном состоянии, приводящее к гибели эмбрионов. Примеры летального действия генов.

Особенности действия полулетальных генов, носители которых в гомозиготном состоянии гибнут в результате действия наследственного дефекта а течение жизни

Мутационные изменения, обусловленные местоположением их изменения.

Генеративные и соматические мутации.

Мутационные изменения, вызванные различным уровнем их возникновения.

Генные мутации.

Хромосомные мутации.

Виды мутаций, связанные с увеличением или уменьшением генетического материала: полиплоидия, гаплоидия, анеуплоидия.

Свойства мутаций и общая характеристика мутагенов - факторов, вызывающих мутационную изменчивость.

Очень редко в природе встречаются две совершенно одинаковые особи любых видов организмов, - все живое испытывает изменчивость. Наибольшее значение для эволюции и практики сельского хозяйства имеет наследственность (генотипическая)изменчивость.

Основные положения

1. Изменчивость представляет собой всеобщее свойство живых организмов приобретать новые признаки и свойства.

2. Мутациями называют изменения структуры наследственного материала на разных уровнях его организации.

3. Комбинативная изменчивость приводит к образованию уникальных генотипов.

Почему мутационную изменчивость называют еще и генотипической?

В результате какого общебиологического процесса могут возникать бесконечно новые комбинации генов?
Обратите внимание на то, что во времена Ч. Дарвина не были известны законы наследования, отсутствовали опытные данные о наследственности, поэтому Ч. Дарвин назвал изменчивость, передающуюся по наследству, неопределенной.

Подчеркните и выделите мысль о том, что мутации свойственны всем организмам и затрагивают все признаки.

Вопросы и задания для повторения

1. Какие формы изменчивости Вам известны?
2. Проведите классификацию мутаций по уровню изменений наследственного материала?
3. Что такое полиплоидия и каково ее значение?
4. Перечислите свойства мутаций.
5. На каких уровнях возникают новые комбинации генов?

Терминология

Наследственная изменчивость

Приобретение новых признаков и свойств на основе изменения наследственного материала.

Хромосомные мутации

Изменения структуры хромосом в кариотипе

Генные мутации

Изменение структуры ДНК в пределах гена

Геномные мутации

Возникновение новой комбинации генов в генотипе,
изменение числа хромосом.

П Возрастание роли генетики в современных условиях в связи с увеличением количества веществ, способных вызывать наследственные изменения.

1. Что представляют собой мутации?
2. Охарактеризуйте принципы классификации мутации?
3. Почему возникающие мутации проявляются не сразу, их подчас трудно подметить?
4. Каким образом можно доказать; что возникшее изменение имеет наследственную природу?
5. Какое физическое явление положило начало экспериментальному изучению мутаций?
6. Как влияют мутагены на хромосомы, клетку, организм?
7. Могут ли из семян, подвергнутых ионизирующему излучению, вырасти жизнеспособные растения?
8. Какие меры могут предотвратить вредное действие мутагенов?

Справка

Понятие о мутациях (от латинского mutation - перемена) было введено в науку голландским ботаником де Фризом (1901 г.). У растения ослинника (энотеры) он наблюдал появления резких, скачкообразных отклонений от типичной формы, причем эти отклонения оказались наследственными. Но ряд наследственных изменений описывал еще Ч. Дарвин в труде “Изменчивость животных под влиянием одомашнивания” (1968 г.)

- Что значит формирование резерва наследственной изменчивости?

- С помощью каких воздействий можно повысить частоту мутаций?

Информация для учителя:

Основные положения учения о мутациях, сформулированные де Фризом, заключаются в следующем:
- мутации – это дискретные изменения наследственного материала;
- мутации – редкие события;
- мутации могут устойчиво передаваться из поколения в поколение;
- мутации возникают не направленно (спонтанно) и, в отличие от модификаций, не образуют непрерывных рядов изменчивости;
- мутации могут быть вредными, полезными и нейтральными.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

1. Какую информацию несет ген (синтез молекулы белка, образование организма, образование органа )?
2. Где расположен ген (цитоплазма, ядерный сок, хромосома)?
3. В состав какой структуры входит ген (РНК, АТФ, ДНК, аминокислота)?
4. Где закодирована информация об одном конкретном признаке (РНК, АТФ, ДНК, аминокислота)?
5. Сколько генов в хромосомах гибридного организма при моногибридном скрещивании отвечают за один и тот же признак (один, два, три, более)?
6. Как называют гены, отвечающие за один и тот же признак (аллельные, альтернативные)?
7. Какие признаки называют альтернативными (одинаковые, противоположные) и в каких генах они закодированы (аллельные, неаллельные)?
8. Признаком генотипа или фенотипа будет появление потомства, аналогичного родителям, например рождение у собаки щенят, образование у яблони яблок?
9. Что изменяется - генотип или фенотип, когда при переселении в горную местность коровы становятся низкорослыми и малоудойными?
10. Что больше подвергается изменениям под влиянием условий внешней среды (генотип, фенотип)?
11. Вследствие чего возникает полиплоидная клетка (модификация, генная мутация, хромосомная мутация, не расхождение хромосом)?

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №2

1. Что характерно для мутации (возникает при скрещивании, при кроссинговере, возникает внезапно в ДНК или в хромосомах)?
2. Признаки какой изменчивости передаются потомству (модификационной, мутационной)?
3. Что подвергается изменениям при возникновении мутаций (генотип, фенотип)?
4. Наследуются признаки генотипа или фенотипа?
5. Для какой изменчивости характерны следующие признаки: возникают внезапно, могут быть доминантными или рецессивными, полезными или вредными, наследуются, повторяются (мутационная, модификационная)?
6. Где происходят мутации (в хромосомах, в молекулах ДНК, в одной паре нуклеотидов, в нескольких нуклеотидах)?
7. В каком случае мутация проявляется фенотипически (в любом, в гомозиготном организме, в гетерозиготном организме)?
8. Какова роль мутаций в эволюционном процессе (увеличение изменчивости, приспособление к окружающей среде, самосовершенствование организма)?
9. От чего зависит фенотип (от генотипа, от окружающей среды, ни от чего не зависит)?
10. Чем определяется размах изменчивости признаков организма (окружающей средой, генотипом)?
11. Признаки какой изменчивости выражаются в виде вариационного ряда и вариационной кривой (мутационной, модификационной)?
12. Какие признаки обладают узкой нормой реакции (качественные, количественные), какие более пластичны (качественные, количественные)?
13. Какая форма естественного отбора в популяции приводит к образованию новых видов (движущий, стабилизирующий), какая - к сохранению видовых признаков (движущий, стабилизирующий)?



Решение генетических задач

Алгоритм для решения задач

1 . Читая условие задачи, необходимо сразу заготовить схему решения данной задачи, записав с помощью общепринятых символов исходные данные.
2. Если первое поколение единообразно, то фенотипический признак доминантен.
3. Если родительские особи гомозиготы, то первое поколение единообразно.
4. Чистые линии (гомозиготы) дают всегда один сорт гамет.
5. Если особь имеет рецессивный фенотип, то она гомозигота рецессивная (аа).
6. Гетерозиготы дают всегда четное число гамет, которое определяется степенью гетерозиготности данной особи (например, тригетерозигота будет образовывать восемь типов гамет: 2 необходимо возвести в третью степень).
7. При скрещивании гибридов всегда наблюдается расщепление по изучаемым признакам, и, наоборот, если в поколении есть расщепление, то родительская)кие) особи с доминантным фенотипом - гетерозиготы.
8. При анализирующих скрещиваниях число образованных в поколении фенотипических классов указывает на число сортов гамет, образуемых гибридом, причем все фенотипические классы будут представлены равными пропорциями (1:1, 1:1:1:1 и т.д.).

I. Задачи на моногибридное скрещивание (неполное доминирнование).

Задача № 1.
Женщина, имеющая повышенное содержание цистина в моче, выходит замуж за здорового мужчину. Каков прогноз в отношении здоровья детей в этом браке? Известно, что мочекаменная болезнь (цистинурия) развивается в гомозиготном доминантном состоянии.

Признак

Ген

Генотип

Цистинурия (мочекаменная болезнь)

А

АА

Повышенное содержание цистина

Аа

Аа

Здоров

а

аа

F1 - ?
Решение задачи:
Р Аа х аа
G А а а
F1 Аа , аа
Повышенное Здоров
сод. цистина
Расщепление по генотипу: 1:1
Расщепление по фенотипу: 1:1
Ответ: В результате такого брака вероятность рождения здоровых детей – 50%.

I. Задачи на группы сцепления.

Задача 2.

У человека гены резус-фактора и эллиптоцитоза сцеплены и находятся на расстоянии трех морганид. Резус-положительность (Д) и эллипцитоз (М) – доминантные признаки. Дигетерозиготная женщина выходит замуж за резус-отрицательного мужчину с нормальными эритроцитами. Какое потомство ожидается от этого брака.

Признак

Ген

Генотип

Резус-положительность

Д

ДД, Дд

Резус-отрицательность

д

дд

Эллиптоцитоз

М

ММ, Мм

Норма

м

мм

Расстояние между генами Д и М – 3 морганиды.

F1 - ?

Решение задачи:

Р Резус-положительная резус-отрицательная
эллиптоцитоз норма
Д¦д х д¦д
М¦м м¦м

G Д¦ д¦ д¦ Д¦ д¦
М¦ м¦ м¦ м¦ м¦
некроссоверные кроссоверные
97% 3%

F1: 48,5% ДдМм – резус-положительные с эллиптоцитозом;
48,5% ддмм – резус-отрицательные с нормальными эритроцитами;
1,5% Ддмм – резус-положительные с нормальными эритроцитами;
1,5% ддМм – резус-отрицательные с эллиптоцитозом.
Ответ: Данное расщепление по фенотипу и является ответом этой задачи. Это соотношение показывает вероятность рождения детей с указанными признаками.

I. Популяционная генетика.

Математическая зависимость между частотами аллелей и генотипов в популяциях былв\а установлена в 1908 году независимо друг от друга английским математиком Дж.Харди и немецким врачом В.Вайнбергом. Эту зависимость, известную под названием равновесие Харди-Вайнберга можно сформулировать так: частота доминантного и рецессивного аллелей в данной популяции будут оставаться постоянными из поколения в поколение при наличии определенных условий. Условия эти следующие:

1. Размеры популяции велики.
2. Спаривание происходит случайным образом.
3. Новых мутаций не происходит.
4. Все генотипы плодовиты, т.е. отбора не происходит.
5. Поколения не перекрываются.
6. Не происходит обмена генами с другими популяциями.

Поэтому любые изменения частоты аллелей должны быть обусловлены нарушением одного или нескольких из перечисленных выше условий. Все эти нарушения способны вызвать эволюционное изменение, если такие изменения происходят, то изучить и измерить их можно с помощью уравнения Харди-Вайнберга

р’+2pq+q’=1/100%/
где р’ – частота доминантных гомозигот
2pq – частота гетерозигот
q” – частота рецессивных гомозигот
р – частота доминантного аллеля
q – частота рецессивного аллеля.

Исходя из этого, можно вычислить частоты всех аллелей и генотипов, пользуясь выражением для:
частот аллелей: p+q=1
частот генотипов: p’+2pq+q’=1.

Разберем, как практически определяется генетическая структура человеческих популяций.

В родильных домах города Х из 48000 детей, родившихся в течение 10 лет, у 105 обнаружен патологический рецессивный признак, обусловленный генотипом rr. Закон Харди-Вайнберга позволяет на основании этих данных определить генетическую структуру популяции города, несмотря на кажущуюся ограниченность информации. В этом сообщении содержатся сведения о частоте больных детей с генотипом rr (105 из 48000 новорожденных). Следовательно, q’=105/48000=0,0022. Извлекая из величины q’ квадратный корень, получаем величину q (величину патологического аллеля r) равную 0,047. Теперь можно вычислить частоту нормального аллеля R, помня, что сумма частот патологического и нормального аллелей равна единице: qr+pR=1 или pR=1-qr. Следовательно, pR=1-0.047=0.953. Зная частоту аллелей, нетрудно, пользуясь формулой Харди-Вайнберга, установить генетическую структуру популяции новорожденных города Х, характеризующуюся частотами генотипов:
RR=p’=0.953ґ0.953=0.9082 (90.82%)
Rr=2pq=2ґ0.953ґ0.047=0.0896 8.96%)
rr=q’=0.0022 (0.22%).

Разобранный пример показывает, что на основании закона Харди-Вайнберга можно установить частоты доминантных гомозигот RR и гетерозигот Rr несмотря на то, что фенотипически они не отличаются друг от друга.

I. Сцепленное с полом наследование.

1   2   3   4   5

Похожие:

Учебно-методическое пособие Содержание Достижения современной генетики iconАдминистративные барьеры пути их преодоления учебно-методическое пособие для предпринимателей астана 2005 г. Учебно
Учебно-методическое пособие разработано по Государственному заказу Департамента развития предпринимательства Министерства индустрии...
Учебно-методическое пособие Содержание Достижения современной генетики iconМетодическое пособие Саратов 2008 г. Организация комплексной системы безопасности образовательного учреждения. Учебно-методическое пособие. Автор составитель Б. А. Буланов
Методическое пособие предназначено для руководителей и преподавателей- организаторов обж образовательных учреждений
Учебно-методическое пособие Содержание Достижения современной генетики iconВведение в профессию комплект методического обеспечения учебно-методическое пособие
Учебно-методическое пособие предназначено для преподавателей, студентов, аспирантов
Учебно-методическое пособие Содержание Достижения современной генетики iconУчебно-методическое пособие по дисциплине «Страхование»
Учебно-методическое пособие составлено в соответствии с требованиями фгос впо по направлению 080100. 62 «Экономика»
Учебно-методическое пособие Содержание Достижения современной генетики iconУчебно-методическое пособие Редактор Товстых В. П
Биохимические основы спортивной работоспособности: Учебно-методическое пособие /СПб: спбгафк им. П. Ф. Лесгафта. 2004. 134 с
Учебно-методическое пособие Содержание Достижения современной генетики iconУчебно-методическое пособие по дисциплине «Страхование»
Учебно-методическое пособие составлено в соответствии с требованиями фгос впо по направлению 080110. 51 «Банковское дело»
Учебно-методическое пособие Содержание Достижения современной генетики iconУчебно-методическое пособие дисциплины «Международные валютно-кредитные и финансовые отношения»
Учебно-методическое пособие одобрено (рассмотрено) на заседании кафедры «Финансы и кредит»
Учебно-методическое пособие Содержание Достижения современной генетики iconУчебно-методическое пособие по дисциплине «Английский язык»
Настоящее учебно-методическое пособие подготовлено в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального...
Учебно-методическое пособие Содержание Достижения современной генетики iconУчебно-методическое пособие по дисциплине «Управление финансовыми рисками»
Учебно-методическое пособие составлено в соответствии с требованиями фгос впо по направлению 080100. 62 «Экономика»
Учебно-методическое пособие Содержание Достижения современной генетики iconУчебно-методическое пособие дисциплины «Финансовое право»
Учебно-методическое пособие одобрено (рассмотрено) на заседании кафедры «Финансы и кредит»
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница