Урок биологии, 10 класс. Генетика человека

Цель:
• показать роль генетики в развитии медицины;
• познакомить учащихся с методами изучения наследственности человека;
• практически, путем решения задач, закрепить изученные законы.
Тип урока: интегрированный урок
Оборудование: схемы «Митоз» и «Мейоз», поурочная карточка, микроскоп, микропрепараты, символы для составления родословной.Активизация мыслительной деятельности
Фронтальная беседа
1. Какие структуры клетки являются материальной основой наследственности?
2. Часть ДНК, не содержащая генов, увеличивается по мере усложнения организации животного. Ваша гипотеза о причинах этого явления?
3. Какие гены можно отнести к аллельным?
4. Какое соответствие наблюдается между числом групп сцепления и числом пар хромосом?
5. Какое отношение имеет частота кроссинговера к расстоянию между генами?
6. Пользуясь схемой, определите:
• Сколько и какие хромосомы получают дочерние клетки 1 и 2 в результате митоза?
• Сколько и какие хромосомы получают дочерние клетки 3, 4, 5, 6, 7, 8 в результате митоза?
• Почему в опытах Моргана самка дрозофилы дикого типа в потомстве дала 4 сорта фенотипов?
• От чего зависит процентное содержание кроссоверных гамет?
• Отвечают ли результаты опытов Моргана законам Менделя?
• Составить задачу, в основе которой лежит закон Моргана.
Одному звену я дала вопрос для активизации познавательной деятельности и тем самым решаю вопрос перехода к новой теме, в методике это звучит как постановка проблемной ситуации.
Проблемный вопрос
Конфликтная ситуация: «Секретные лаборатории готовят людям подарочек - премиленький гибридик человека и шимпанзе! Что это? Бульварная сенсация, утопия? Нет, материалы об «обезьяночеловеке» появились в весьма солидном печатном органе - миланской газете «Коррьере делла сера». Насколько реальны опасения, высказываемые западной прессой?

Да, действительно, сама техническая осуществимость этой задачи сомнений не вызывает. Давно существуют гибриды лошади и осла, используются методы клеточной и генной инженерии. Однако, вмешательство в саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся биосистемы чревато последствиями. Необходимо результаты прогнозировать. Вот, что сказал по этому поводу генетик А. Созинов: «Он будет полным идиотом, хотя внешне, возможно, окажется и более человекообразным, чем его обезьяний предок. Практически выгоды от этого не будет».
Да. Действительно, в генетике очень важно уметь прогнозировать. И сегодня мы научимся это делать.
Итак, тема урока…
Для обеспечения своего здоровья, здоровья своих детей и всех будущих поколений человеку необходимо научиться бороться с возникающими генными и хромосомными мутациями. Человек, как объект генетических исследований, представляет большие трудности. Они состоят, прежде всего, в том, что:
• экспериментировать с человеком недопустимо;
• нельзя выявить точное проявление наследственных свойств в семье, поскольку отсутствуют гомозиготные формы;
• условия жизни людей обычно существенно различаются, их очень трудно уравнять.
Человеку необходимо знать собственную генетику. Для изучения наследственности человека используются биохимический, цитогенетический, близнецовый, онтогенетический и генеалогический методы.
1. Генеалогический метод был предложен Ф. Гальтоном. Этот метод представляет собой наследование свойств человека по родословным. Данный метод применим, если и известны предки обладателя наследственного признака по материнской и отцовской линиям и имеется достаточное число потомков в каждом поколении.
2. Вам было предложено собрать сведения о проявлении одного признака у девушки, бабушки, тетей, дядей, сестер, матерей и отцов. И сейчас проведем исследовательскую работу.
Определение характера наследования некоторых признаков человека
Цель: Познакомиться с методикой составления и анализа родословных, определить наследования отдельных признаков человека
Ход работы
1. Используя символы, составьте родословные по одному рассматриваемому признаку (гипертония).
2. Проанализируйте родословную, определите тип наследования.
Вопросы к выводу:
• Какие возможности дает метод родословных?
• Назовите факторы, влияющие на характер наследования тех или иных признаков.
Вывод учителя: анализ родословных дает возможность проследить характер наследования морфологических изменений человека, вызванных мутациями, и установить среды на проявление их действия.
• Давайте подумаем, почему не всегда можно использовать метод родословных?
2. Близнецовый метод
Существует два различных метода близнецов: однояйцевых (яйцеклетка дробится на два бластомера, и каждый из них даёт начало зародышу; похожи друг на друга) и разнояйцевых (из яичника освобождается несколько яйцеклеток с последующим их оплодотворением разными сперматозоидами; непохожи друг на друга). Этот метод был предложен в 1876 году Ф. Гальтоном для разграничения влияния генотипа и условий среды на развитие различных признаков у человека. Сущность метода:
• Сравнение пар ОБ с однополыми РБ;
• Сравнение пар ОБ, воспитанных вместе и раздельно.
Если изучаемый признак проявляется у обоих близнецов, то он называется конкордантным, если только у одного - дискордантным. Степень конкордантности по группе крови, форме бровей, цвету глаз и цвету волос у ОБ стремится к 100%. Это означает, что на эти признаки среда почти не оказывает влияния, а решающее воздействие имеет генотип. Значительна роль генотипа и в развитии у детей рахита и туберкулеза. Напротив, велика роль среды в возникновении косолапости.
По стечению обстоятельств в детстве были разлучены ОБ – мальчики. Они воспитывались в различных условиях, на разных континентах. Было замечено, что они болели одинаковыми болезнями, когда выросли, женились на очень похожих женщинах. Но самое феноменальное было то, что они умерли в одну и ту, же минуту. В течение жизни они так ни разу друг с другом не встретились.
Будет ли ребенок иметь голубые или карие глаза, темные или светлые волосы. Сможет ли он прожить 19 или 90 лет - эти и тысячи других признаков предопределены уже в момент оплодотворения. Итак, запишите у себя в тетрадях. Конкордатные признаки в большей степени детерминируются генотипом и мало подвержены влиянию среды. Дискордантные признаки определяются влиянием среды.
3-4. Цитогенетические и биохимический методы
У нас в городе совместными усилиями медиков и генетиков создан центр «Геном», где разрабатываются методы, позволяющие диагностировать наличие у плода хромосомных и многих биохимических аномалий даже в период беременности. И такими методами являются:
1) цитогенетический;
2) биохимический.
Цитогенетический метод основывается на микроскопическом исследовании структуры хромосом у здоровых и больных людей. Исследования показали, что многие врожденные уродства связаны с изменением числа и морфологии хромосом. Эти болезни называются хромосомными. Если в диплоидном наборе хромосом оказывается их 47, то развивается болезнь Дауна, выражающаяся в слабоумии, больной имеет маленькую голову, узкие глазные щели, уродливое телосложение. У женщин встречается синдром Шерешевского-Тернера, когда отсутствует одна хромосома и в генотипе их остается 45. Он проявляйся в замедлении полового созревания, недоразвитости яичников, отсутствии менструации, бесплодии, малом росте.
Очень часто причиной наследственных болезней могут быть нарушения липидного, углеводного, солевого и других типов обмена веществ. И с помощью биохимического метода можно определить предрасположенность к этому виду болезней.Давайте попробуем убедиться в том, насколько важна ранняя диагностика наследственных болезней.
Задача. Мужчина с нормальной свертываемостью крови взволнован известием о том, что сестра его жены родила мальчика – гемофилика (он думает о здоровье своих будущих детей). В какой мере могло бы его успокоить сообщение, что среди родственников его жены по материнской линии гемофилия никогда не наблюдалась? (25% - вероятность рождения мальчика - гемофилика, 25% - вероятность рождения девочки-носителя)
Заключение
1) Смоделируйте задачу, дающую ответ на вопрос: «Почему среди миллиардов человек, населяющих нашу Землю, нет абсолютно похожих?»
2) Смоделируйте задачу, дающую ответ на вопрос: «Что подразумевается под понятием «генетическая смерть».Колокольчик
Я хочу вам пожелать доверия самим себе. Знайте, внутри вас есть волшебный колокольчик, тихий звон которого сопровождает вас всю вашу жизнь. Иногда его трудно услышать. Но он старается, как может.
Прислушайтесь к нему. Теперь – то вы понимаете, как он предупреждал вас не делать последние ошибки? Разум лукавил, выгоды подсчитывал, а он … что он мог? Заглушить голос разума или сбить жар соблазна? Нет, только тихонько предупреждающе звенел.
Нас всех по жизни ведет такой колокольчик. Он мелодичен, когда мы идем по своему пути, тревожен, когда сворачиваем на чужую колею, и старается изо всех своих слабых сил, когда нас заносит в колючие дебри. Мы чаще не слушаем его, пытаемся рассчитать, выгадать, прикрыться правилами…
И изменяем самим себе. Вот она, синяя птица, да уже не наша. Эй, разум, где твои прибыли? Улетели к тому, кто не считал, а чувствовал.
Так будьте такими, какими мы вас любим. То есть такими, какими вы есть на самом деле. Именно это путь к здоровью, успеху и счастью. Как найти этот путь? Да очень просто. Слышите, звенит?
Будьте счастливы!
Домашнее задание
1. Выучить параграф учебника
2. Подготовиться к спору генетиков «Чем опасны и полезны близкородственные браки?»
3. Решить биологические задачи (2-3 на выбор)1. Мужчина, страдающий аниридией (отсутствием радужной оболочки глаза), у которого не наблюдается смещение хрусталика, женится на женщине, у которой наблюдается смещение хрусталика, но есть радужная оболочка. Аниридия и смещение хрусталика - доминантные признаки. У этой пары родилось пятеро детей, все имеют обе аномалии. Определите генотипы родителей.
2. У крупного рогатого скота ген комолости доминирует над геном рогатости, а ген черного цвета тела красным. Обе пары генов несцепленные. В хозяйстве от 1000 рогатых черных коров получено 984 из них красных 246, комолых 493, рогатых 491. Определите генотипы родителей и количество телят (в процентах).
3. Чёрная масть у коров доминирует над рыжей, а белолобость над сплошной окраской головы. В течение ряда лет скрещивались рыжие белолобые коровы с черным со сплошной окраской головы быком. Было получено черных белолобых 160, черных со сплошной окраской 154, а рыжих белолобых 158. Определите теоретическое количество рыжих со сплошной окраской головы телят.
4. Окраска цветков у ночной красавицы наследуется по промежуточному типу, а нормальный рост доминирует над карликовым. Скрещены между собой дигетерозиготные растения. Затем пыльцой, полученных розовоцветных карликовых, опылены все гибриды нормального роста с красными цветками. В результате получено 540 растений. Сколько из них (теоретически) будет красных карликовых?
5. При заболевании подагра (кодируется доминантным аллелем) вероятность ее проявления у гетерозигот мужского пола 50%, женского - 20%. Определите вероятность появления здорового ребенка у гетерозиготных родителей.
6. Родители имеют II и III группы крови. У них родился ребенок с 1группой крови и больной серповидноклеточной анемией (наследование аутосомное с неполным доминированием, не сцепленное с группами крови). Определите вероятность рождения больных детей с III группой крови.
7. Глухонемота, как следствие аномального развития органа слуха, имеет две формы, определяемые несцепленными аутосомными генами С и N. Глухонемые супруги по фамилии Лепшук имели глухонемых детей, а глухонемые супруги Кохлер - четверых. После смерти жены Лепшук женился на вдове Кохлер. От этого брака родилось трое детей с нормальным слухом. Сын супругов Лепшук-Кохлер женился на глухой девушке, которая родилась с нормальным слухом, но потеряла его после лечения антибиотиками. В ее семье никогда не было глухонемых. Какова вероятность рождения глухих детей у этих супругов?
8. У человека резус-положительность и эллиптоцитоз (аномальные эритроциты) определяются доминантными сцепленными генами. Расстояние между ними составляет 4% кроссинговера. Один из супругов гетерозиготен по обоим признакам, причем резус-положительность и эллиптоцитоз он наследовал от одного из родителей. Второй супруг резус-отрицателен имеет нормальные эритроциты. Определите вероятность рождения резус-положительной дочери с нормальными эритроцитами (%).
9. Установлено, что локусы трех генов входят в одну группу сцепления в следующей последовательности: А, В, С. Однако их исходное сцепление в хромосоме неизвестно. В результате скрещивания тригетерозиготного организма с рецессивной гомозиготной получены такие соотношения потомков: аbс - 180, Аbс-221, аВС - 15, Аbс - 16, аbС -211, АВС - 179. Определите исходную комбинацию сцепления аллелей в хромосоме и расстояния между ними. Постройте генетическую карту фрагмента хромосомы.
10. Приводим описание так называемого бомбейского феномена. В индийской семье, в которой отец I (0) группу крови, а мать - III (В), родилась девочка с I группой крови. Она вышла замуж за мужчину со II (А) группой крови, и у них родились две девочки; первая - с I (0), а вторая - с IV (АВ) группой крови. Рождение в третьем поколении девочки с IV (АВ) группой крови от матери с I (0) группой крови вызвало вначале недоумение у врачей и генетиков того времени. Однако в научной литературе затем было описано еще несколько аналогичных случаев. Согласно данным В. Маккъюсика (1967), некоторые генетики склонны объяснить это явление редко встречающимся рецессивным эпистатическим геном, способным в гомозиготном состоянии подавлять действие доминантных генов локуса I, определяющих группу крови А и В. Принимая эту гипотезу:
• установите наиболее вероятные генотипы людей всех трех поколений, описанных в бомбейском феномене;
• определите вероятность рождения детей с I (0) группой крови в семье второй дочери из третьего поколения, если она выйдет замуж за такого же по фенотипу мужчину, как она сама, гетерозиготного по эпистатическому гену.
11. Шизофрения наследуется как доминантный признак, причем гетерозиготы могут заболеть с вероятностью 20% (пенетрантность 20%). Проявление заболевания во многом зависит от морально-психологического климата в семье. Определите вероятность рождения здоровых детей у двух гетерозиготных родителей, причем шизофрения у них не проявляется.
12. Цвет кожи человека наследуется полигенно по типу кумулятивной (суммирующей) полимерии. Потомков представителей негроидной (ААВВСС) и белой (ааввсс) рас называют мулатами. Среди потомков мулатов, живущих на севере Европы, часто появляются дети более светлые, чем их родители. Можно ли это объяснить только недостатком ультрафиолетового излучения? О какой форме изменчивости идет речь? Обоснуйте ответ генетической схемой.
13. В популяции беспородных собак г. Донецка было обнаружено 1 257 животных коротконогих и 243 с нормальными ногами. Коротконогость у собак - доминантный признак, а нормальная длина ног - рецессивный. Исходя из закона Харди - Вайнберга, определите долю коротконогих гетерозиготных особей данной популяции (%).
14. В военкоматах города М. юношей обследовали на цветовосприятие. Оказалось, что из каждой тысячи обследованных один страдает полным дальтонизмом (рецессивный сцепленный с полом признак). Определите количество людей, гетерозиготных по гену дальтонизма, если в городе М. проживает 1 млн. человек (популяцию считать идеальной).
15. В популяции человека (считать идеальной) в первом поколении кареглазые люди составляли 51 %. Исходя из закона Харди - Вайнберга, определите (%) долю гетерозиготных индивидуумов в четвертом поколении (карий цвет глаз - доминантный, а голубые глаза – рецессивный признаки).

Скачать эту работу

Рекомендуем посмотреть:

Проект по биологии, 10 класс. Выделение ДНК Исследовательский проект по биологии с презентацией, 10 класс