в каком классе проходят закон менделя

Биология. 10 класс

На кого похож ребёнок?

Цели и задачи

— сформировать представление о закономерностях наследования признаков у растений, животных, человека.

— сформировать ключевые понятия: моногибридное скрещивание, закономерности наследования;

— продолжить формирование умений по использованию генетической терминологии и символике при решении генетических задач;

— развить познавательный интерес к изучению биологии в процессе изучения дополнительной литературы.

Узнаем, научимся, сможем

— основные понятия и значение таких явлений и элементов строения организмов как ген, аллельный ген, генотип и фенотип, гомозигота и гетерозигота, моногибридное скрещивание;

— основные законы наследственности: закон доминирования, закон единообразия или первый закон Менделя, закон расщепления или второй закон Менделя;

— решать генетические задачи;

— составлять схемы скрещивания. Выявлять алгоритм решения генетических задач;

— понимать, при каких условиях выполняются законы Менделя;

— уверенно использовать генетическую терминологию в пределах темы:

— определять главные задачи современной генетики:

— оценивать роль, которую сыграли законы наследования, открытые Грегором Менделем, в развитии генетики, селекции и медицины.

Методы генетики

Выберите один вариант ответа.

Метод, сущность которого составляет скрещивание родительских форм, различающихся по ряду признаков, анализ их проявления в ряде поколений, назвается:

Источник

Биология. 10 класс

Первый и второй закон Менделя

Наследственность как свойство организма. Законы наследственности

Необходимо запомнить

Интерактивная схема «Неполное доминирование»

Решение задач

Почему Г. Мендель выбрал объект для опытов – горох?

Успех Менделя частично обусловлен удачным выбором объекта для экспериментов – гороха посевного. Отметим основные достоинства этого растения.

Мендель потратил два года на предварительные опыты, чтобы найти чистые сорта с различными наследственными признаками. Чистые линии – это организмы, дающие в ряду поколений потомство с одинаковыми признаками, например, только жёлтыми или только зелёными семенами. Учёный поставил перед собой цель выяснить правила наследования отдельных признаков гороха. Эту работу он проводил в течение 8 лет, изучив за это время более 10000 растений гороха.

Многие учёные – ботаники пытались понять, как генетическая информация передаётся у растений от родителей потомкам. Однако все их попытки получить ответ на этот вопрос оказались неудачными, тогда как опыты Менделя позволили ему сформулировать законы наследственности. Как мог Мендель, работая в одиночку, увидеть то, чего не могли разглядеть его современники, тесно связанные с научным миром? Удачу Менделя определило стечение ряда обстоятельств. Ставя опыты, Мендель придерживался ряда правил:

1. Использовал для экспериментов чистые линии,

2. Ставил одновременно опыты с несколькими родительскими парами, чтобы получить больше экспериментального материала.

3. Наблюдал за наследованием малого количества признаков. Наблюдал наследование многообразных признаков не сразу в совокупности, а лишь одной пары (или небольшого их числа пар) альтернативных признаков.

4. Вёл строгий количественный учёт потомков. Мендель был математиком, и именно эта наука помогла в расчётах. Он понимал, что при оценке результатов скрещиваний нужно оперировать большими числами. Математически обработанные данные позволили установить количественные закономерности в передаче изучаемых признаков.

Источник

Генетика. Основные понятия. Генетические законы Г.Менделя

Презентация к уроку

Цели урока: сформировать представление о генетике – науке, изучающей наследственность и изменчивость организмов, познакомить с основными понятиями науки.

Задачи:

Обеспечение занятия: компьютер, мультимедийный проектор.

Тип урока: изучение нового материала.

Метод проведения: комбинированный урок

Ход урока

I. Организационный момент.

II. Объяснение нового материала.

Раздел биологии, изучающий такие важные свойства организма, как сохранение и передача наследственной информации из поколения в поколение, а также возможность изменяться под действием окружающей среды – это генетика. Молодая наука имеет свою долгую историю, и не всегда ее открытия были понятны и восприняты в обществе.

Сегодня на уроке мы поговорим с вами об истории генетики, об ученых, внесших свой вклад в ее развитие. Мы определим место этой науки в современном мире и выясним, какое значение имеют генетические знания для человечества в целом.

Четких представлений о закономерностях наследования и наследственности вплоть до конца XIX века не было за одним существенным исключением. Этим исключением была замечательная работа Г. Менделя, установившего в опытах по гибридизации сортов гороха важнейшие законы наследования признаков, которые впоследствии легли в основу генетики.

В своих опытах он использовал горох. Причем, для опытов выбирались растения, относящиеся к чистым линиям – родственные организмы, у которых в ряду поколений проявляются одни и те же признаки.

А почему горох, а не другое растение?

Для опытов Мендель избрал несколько четко различающихся признаков:

Суть предложенного Менделем метода заключалась в следующем: он скрещивал растения, различные по одной паре признаков, а затем производил анализ результатов каждого скрещивания. Метод Менделя получил название гибридологического или метода скрещивания.

Результаты, которые получил Мендель в своих опытах, получили названия «законов Менделя». Перед тем как преступить к изучению самих законов, нужно усвоить основные генетические понятия и термины.

Ген – это участок молекулы ДНК (или хромосомы), определяющий возможность развития отдельного элементарного признака, или синтез одной белковой молекулы.

Каждый ген располагается в определенном участке хромосомы – локусе.

В гаплоидном наборе хромосом только один ген, ответственный за развитие данного признака. В диплоидном наборе хромосом (соматические клетки) содержаться две гомологичные хромосомы и соответственно два гена, определяющие развитие признака. Эти гены расположены в одинаковых локусах гомологичных хромосом и называются аллельными генами.

Аллельные гены – это пара генов, определяющая альтернативные признаки организма. Аллельные гены располагаются в одинаковых участках (локусах) гомологичных хромосом.

Альтернативные признаки – взаимоисключающие или контрастные признаки. Часто один из альтернативных признаков является доминантным, а другой рецессивным.

Для генов приняты буквенные обозначения. Если два аллельных гена полностью соответствуют по структуре, т.е. имеют одинаковую последовательность нуклеотидов, их можно обозначить так: АА или аа.

Доминантный признак (АА) – это признак проявляющийся у гибридов первого поколения при скрещивании чистых линий.

Рецессивный признак (аа) – передается по наследству при скрещивании, но не проявляется у гибридов первого поколения.

Половые клетки несут какой-либо один признак. При слиянии половых клеток образуется зигота. В соответствии от того какие аллели одного и того же гена она содержит, различают гомозиготу и гетерозиготу.

Гомозигота – это клетка или организм содержащие одинаковые аллели одного и того же гена. Гомозигота – это организм, образующий один сорт гамет, в потомстве не наблюдается расщепления, имеют одинаковые гены.

Гетерозигота – это клетка или организм, содержащие разные аллели одного и того же гена. Это организм образующий 2 сорта гамет.

Совокупность всех генов одного организма называют генотипом. Генотип это не только сумма генов. Возможность и форма проявления гена зависит от среды. В понятие среды входит не только внешние условия, но и присутствие других генов. Гены взаимодействуют друг с другом и могут повлиять на проявление действия соседних генов.

Совокупность всех признаков организма, формирующихся при взаимодействии организма с средой – фенотип. Сюда относят не только внешние признаки (цвет глаз, рост), но и биохимические (структура белка, активность фермента), гистологические (форма и размер клеток, строение тканей и органов), анатомические (строение тела и взаимное расположение органов).

Законы Менделя.

Моногибридным скрещиванием называют скрещивание двух организмов, отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных признаков. Следовательно, при таком скрещивании прослеживается закономерности наследования только двух вариантов признака, развитие которых обусловлено парой аллельных генов. Например, признак – цвет семян, альтернативные варианты – желтый или зеленый. Все остальные признаки, свойственные данным организмам во внимание не принимаются.

Первый закон Менделя (закон единообразия гибридов первого поколения). У всех особей данного поколения признак проявляется одинаково. Сформулировать этот закон можно следующим образом: при скрещивании двух гомозиготных организмов, относящихся к разным чистым линиям и отличающимся друг от друга по одной паре альтернативных признаков, все первое поколение гибридов (F₁) окажется единообразным и будет нести признак одного из родителей.

Результаты скрещивания растений гороха, различающиеся по окраске семян (желтые и зеленые):

Р.: АА (желтые) × аа (зеленые)

Единообразие гибридов первого поколения.

Второй закон Менделя (закон расщепления).

Расщепление – это распределение доминантных и рецессивных признаков среди потомков в определенном соотношении.

Если потомков первого поколения – гетерозиготных особей, одинаковых по изучаемому признаку, скрестить между собой, то во втором поколении признаки обоих родителей проявляются в определенном числовом соотношении. Рецессивный признак у гибридов первого поколения не исчезает, а только проявляется во втором гибридном поколении (F₁).

F₁. : Аа (желтые семена) × Аа (желтые семена)

F2.: АА; Аа; Аа; аа (1:2:1)

Ph.: 3 желтые семена : 1 зеленые семена (3:1)

Таким образом второй закон Менделя можно сформулировать следующим образом: при скрещивании потомков первого поколения между собой, во втором поколении наблюдается расщепление: по генотипу 1:2:1; по фенотипу 3:1.

Это означает, что среди потомков 25% организмов будут обладать доминантным признаком и являться гомозиготой, 50% потомков, также с доминантным фенотипом, окажутся гетерозиготой, а остальные 25% особей, несущих рецессивный признак, будут гомозиготны по рецессивному признаку.

Третий закон Менделя «Закон чистоты гамет».

Расщепление признаков в потомстве при скрещивании гетерозиготных особей Мендель объяснил тем, что гаметы с генетической точки зрения чисты, т.е. несут только один ген из аллельной пары.

При образовании половых клеток в каждую гамету попадает только один ген из аллельной пары.

В процессе развития гамет у гибрида гомологичные хромосомы во время первого мейотического деления попадают в разные клетки. Образуется два сорта гамет по данной аллельной паре. Цитологической основой расщепления признаков у потомства при моногибридном скрещивании является расхождение гомологичных хромосом и образование гаплоидных половых клеток в мейозе.

Для дигибридного скрещивания Мендель взял гомозиготные растения гороха, различающиеся по двум генам: окраске семян (желтые и зеленые) и форме семян (гладкие и морщинистые). При таком скрещивании признаки определяются различными парами генов: одна аллель отвечает за цвет семян, другая за форму семян. Желтая окраска горошин (А) доминирует над зеленой (а), а гладкая форма (В) над морщинистой (b).

При образовании гамет у гибрида первого поколения из каждой пары аллельных генов в гамету попадает только один.

Поскольку в организме образуется много половых клеток, у гибрида F₁ возникает четыре сорта гамет в одинаковом количестве: АВ; аВ; Аb; ab. Во время оплодотворения каждая из гамет одного организма случайно встречается с любой из гамет другого организма. Все возможные сочетания мужских и женских гамет можно легко установить с помощью решетки Пеннета.

Р.: ААВВ (желтый гладкий) × ааbb (зеленый морщинистый)

F₁.: АаВb (желтый гладкий) × АаВb

g.: АВ; аВ; Аb; ab АВ; аВ; Аb; ab

9 (жг) : 3 (жм) : 3 (зг) : 1 (зм)

Из приведенной выше решетки Пеннета видно, что при этом скрещивании возникают 9 видов генотипов: AABB, AABb, AaBB, AaBb, AAbb, Aabb, aaBB, aaBb, aabb, т.к. в 16 сочетаниях есть повторения. Эти 9 генотипов проявляются в виде 4 фенотипов: желтые – гладкие; желтые – морщинистые; зеленые – гладкие; зеленые – морщинистые.

Теперь модно сформулировать III закон Менделя: при скрещивании двух гомозиготных особей, отличающимся друг от друга по двум парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях.

III. Закрепление изученного материала

IV. Домашнее задание

У человека глухонемота наследуется как рецессивный признак, а подагра – доминантный признак. Определите вероятность рождения глухонемого ребенка с предрасположенностью к подагре, у глухонемой матери, но не страдающей подагрой, и у мужчины с нормальным слухом и речью, болеющего подагрой.

Источник

Лекция по биологии на тему:»Основные понятия генетики. Законы Грегора Менделя» (10 класс)

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

ГЕНЕТИКА. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ.

ЗАКОНЫ ГРЕГОРА МЕНДЕЛЯ

Генетика – это наука о наследственности и изменчивости организмов. Занимает ведущее место в современной биологической науке. Реализация наследственного материала осуществляется за счет обособленных, или дискретных частиц – генов.

Ген – единица наследственности, определяющая от­дельный признак организма. Характер проявления действия гена может изменяться в различных ситуациях и под вли­янием различных факторов.

дискретность в своем действии, т. е. обособлен в своей активности от других генов;

специфичность в своем проявлении, т. е. отвечает за строго определенный признак;

градуальность действия, т. е. может уси­ливать степень проявления признака при увеличении числа доминантных аллелей (дозы гена);

плейотропность, т.е. один ген может влиять на развитие разных призна­ков — это множественное, или плейотропное, действие гена;

взаимодействие с другими генами, что приводит к появлению новых признаков. Такое взаимодей­ствие генов осуществляется опосредованно — через синте­зированные под их контролем продукты реакций;

модифицированное действие, которое характеризуется измене­нием его местонахождения в хромосоме (эффект положения) или воздействием различных факторов.

Альтернативные признаки – контрастные, исключающие друг друга признаки.

Если альтернативный признак и соответствующий ему ген, проявляются у гибридов первого поколения, то его называют доминантным, а не прояв­ляющийся (подавленный) – рецессивным.

Аллельные ге­ны принято обозначать одинаковыми буквами латин­ского алфавита: доминантный — заглавной буквой ( А ), а рецессивный — строчной ( а ).

Если в обеих гомологич­ных хромосомах находятся одинаковые аллельные гены (два доминантных — АА или два рецессивных — аа ), та­кой организм называется гомозиготным, так как он обра­зует один тип гамет и не дает расщепления при скрещи­вании с таким же по генотипу организмом.

Если в гомо­логичных хромосомах локализованы разные гены одной аллельной пары ( Аа ), то такой организм называется ге­терозиготным по данному признаку. Он образует два ти­па гамет и при скрещивании с таким же по генотипу организмом дает расщепление.

Чешский ученый Грегор Мендель (1822—1884), основы­ваясь на результатах своих экспериментов по скрещиванию различных сортов гороха, сформулировал закономерности, известные в настоящее время как «законы Менделя».

Основные закономерности наследования были изложены в его книге «Опыты над растительными гибридами» (1865).

Мендель проводил скрещивание растений гороха, при котором родитель­ские формы анализировались по одной паре альтерна­тивных признаков. Такое скрещивание называется моно­гибридным. Если у родительских форм учитываются две пары альтернативных признаков, скрещивание называет­ся дигибридным, более двух признаков — полигибридным.

Прежде чем проводить опыты, Г. Мендель получил чис­тые линии гороха с альтернативными признаками, т. е. гомозиготные доминантные (АА) и гомозиготные рецес­сивные (аа) особи, которые в дальнейшем скрещивались друг с другом.

Чистая линия – это совокупность особей, происходящих от одной гомозиготы или гомозиготной пары организмов по одним и тем же аллелям.

Запись скрещивания проводится следующим образом: в первой строке пишут букву Р (родители), далее генотип женского организма, знак скрещивания х и генотип мужского организма; во второй строке записывают букву С (гаметы) и гаметы женской и мужской особей, каждая гамета берется в кружочек; в третьей строке ставят букву Р (потомки) и записывают генотипы потомков:

При анализе результатов скрещивания оказалось, что все потомки в первом поколении одинаковы по феноти­пу (проявляется доминантный признак желтой окра­ски — закон доминирования) и генотипу (гетерозигот­ны), откуда и название первого закона Менделя ( закон единообразия гибридов первого поколения, или закон доминирования). Он формулирует­ся следующим образом: при скрещивании гомозиготных особей, отличающихся по одной паре альтернативных признаков, наблюдается единообразие гибридов первого поколения как по фенотипу, так и по генотипу.

Форму­лируется следующим образом: при скрещивании гибри­дов первого поколения наблюдается расщепление в со­отношении 3 : 1 по фенотипу и 1 : 2 : 1 по генотипу.

Каждая из гетерозигот образует по два типа гамет, т. е. возможно получение четырех их сочетаний: 1) яйцеклет­ка с геном А оплодотворяется сперматозоидом с геном А — получится генотип АА, 2) яйцеклетка с геном А опло­дотворяется сперматозоидом с геном а — генотип Аа; 3) яйцеклетка с геном а оплодотворяется сперматозоидом с геном А — генотип Аа; 4) яйцеклетка с геном а оплодо­творяется сперматозоидом с геном а — генотип аа. Получаются зиготы: 1АА, 2Аа, 1аа, вероятность образования которых равная.

По фенотипу особи АА и Аа неотличимы (желтые), поэтому наблюдается расщепление в отноше­нии 3:1 (три части потомков с желтыми семенами и од­на часть — с зелеными).

По генотипу соотношение бу­дет: 1АА (одна часть — желтые гомозиготы) : 2Аа (две части — желтые гетерозиготы) : 1аа (одна часть — зеле­ные гомозиготы).

Допущение Менделя при моногибридном скрещивании: в половых клетках ген («наследственный задаток») должен находиться в единственном числе. Это положение Мендель назвал гипотезой «чистоты гамет»:

у гибридного организма гены не гибридизируются (не смешиваются) и находятся в чистом аллельном состоянии;

в процессе мейоза в гамету попадает только один ген из аллельной пары.

В некоторых случаях необходимо установить генотип особи с доминантным признаком, так как при полном доминировании гомозигота (АА) и гетерозигота (Аа) фенотипически неотличимы.

Для этого применяют анализи­рующее скрещивание, при котором данный организм с неизвестным генотипом скрещивают с гомозиготным ре­цессивным по данной аллели. Возможны два варианта результатов скрещивания:

Если в результате такого скрещивания получено еди­нообразие гибридов первого поколения, то анализируе­мый организм является гомозиготным, а если в F ₁ про­изойдет расщепление 1:1, то особь гетерозиготна. Анали­зирующее скрещивание широко применяется в селекции. Изучив наследование одной пары аллелей, Мендель установил закономерности наследования при моногиб­ридном скрещивании и явление доминирования. Однако организмы отличаются по многим парам аллелей, поэто­му Мендель решил проследить наследование двух при­знаков одновременно. С этой целью он использовал го­мозиготные растения гороха, отличающиеся по двум па­рам альтернативных признаков: семена желтые гладкие и зеленые морщинистые.

В результате такого скрещивания он получил расте­ния, у которых были желтые гладкие семена. Этот ре­зультат подтверждает, что первый закон Менделя (закон единообразия гибридов первого поколения) проявляется не только при моногибридном скрещивании, но и при ди- и полигибридном.

Полученные гибриды первого поколения (АаВЬ) будут давать четыре типа гамет в равном соотношении, так как в процессе мейоза из каждой пары генов в гамету попа­дает один ген, свободно комбинируясь с генами другой пары.

При оплодотворении каждая из четырех типов гамет одного организма случайно встречается с одной из гамет другого. Следовательно, возможно 16 вариантов их соче­тания. Для удобства записи пользуются решеткой Пеннета, в которой по горизонтали записывают женские гаме­ты, а по вертикали — мужские:

Легко подсчитать, что по фено­типу потомство делится на 4 группы: 9 частей желтых гладких (А-В-), 3 части желтых морщинистых (А-ЬЬ), 3 части зеленых гладких (ааВ-) и 1 часть зеленых мор­щинистых (ааЬЬ). (Запись А-В- обозначает, что если в генотипе есть хотя бы один доминантный ген, то независимо от второго гена в фенотипе проявится доминант­ный признак.) Если учесть расщепление по одной паре признаков (желтый и зеленый цвет, гладкая и морщини­стая поверхность), то получится: 9+3 особи с желтыми (гладкими) и 3+1 особи с зелеными (морщинистыми) семенами. Их соотношение равно 12:4, или 3:1. Следова­тельно, при дигибридном скрещивании каждая пара при­знаков в потомстве дает расщепление независимо от другой пары, как и при моногибридном скрещивании. При этом происходит случайное комбинирование генов (и соответствующих им признаков), приводящее к новым сочетаниям, которых не было у родительских форм. В нашем примере исходные формы гороха имели желтые гладкие и зеленые морщинистые семена, а во втором по­колении получено не только такое сочетание признаков, как у родителей, но и формы с желтыми морщинистыми и зелеными гладкими семенами.

Отсюда следует третий закон Менделя — закон незави­симого комбинирования признаков: при скрещивании гомо­зиготных особей, отличающихся по двум или нескольким парам альтернативных признаков, во втором поколении наблюдается независимое комбинирование генов разных аллельных пар и соответствующих им признаков.

Для проявления третьего закона Менделя необходимо соблюдение следующих условий:

доминирование должно быть полным (при неполном доминировании и других видах взаимодействия генов числовые соотношения по­томков с разными комбинациями признаков могут быть другими);

не должно быть летальных (приводящих к смерти) генов;

гены должны локализоваться в разных негомологичных хромосомах.

Опыты Менделя послужили основой для развития со­временной генетики — науки, изучающей два основных свойства организмов — наследственность и изменчивость. Ему удалось выявить закономерности наследования благо­даря принципиально новым методическим подходам.

Во-первых, Мендель удачно выбрал объект исследова­ния — горох, работая с которым он получил в течение нескольких поколений константные формы, подходящие для скрещивания.

Во-вторых, он проводил анализ наследования отдельных пар признаков в потомстве скрещиваемых растений, отли­чающихся по одной, двум и трем парам контрастных аль­тернативных признаков. В каждом поколении велся учет отдельно по каждой паре этих признаков.

В-третьих, он не просто зафиксировал полученные ре­зультаты, но и провел их математическую обработку.

Перечисленные простые приемы исследования составили принципиально новый, гибридологический метод изучения наследования. Совокупность генетических методов изучения наследования называют генетическим анализом.

Источник