Тема: „ Генетика статі. Успадкування, зчеплене зі статтю “
Мета: ознайомити учнів зі способами визначення статі на прикладі різних тварин, особливостями успадкування, зчепленого зі статтю; розкрити механізм успадкування генів, зчеплених зі статтю; сформувати поняття «гемізигота», «гомогаметна стать», «гетерогаметна стать»;
Тип уроку: урок засвоєння нових знань.
Обладнання й матеріали: мультимедійна дошка, підручники, таблиця
„ Успадкування, зчеплене зі статтю “.
Компетентності, які формуються в учнів:
1.Уміння вчитись: учні організовують свою працю для досягнення мети, відбирають та знаходять потрібні знання та способи для розв’язання задач, виконують в певній послідовності розумові та практичні дії, мають уміння й навички самоконтролю;
2.Загальнокультурна: аналізувати й оцінювати найважливіші досягнення національної та світової науки, користуватися рідною мовою, застосовувати норми відповідної мовної культури;
3.Громадянська: приймати індивідуальні та колективні рішення, враховуючи інтереси й потреби громадян;
4.Соціальна: проектувати стратегію свого життя з урахуванням інтересів і потреб інших людей;
5.Підприємницька: аналізувати й оцінювати власні професійні можливості та здібності;
6.Компетентності з інформаційних і комунікативних технологій: раціонально використовувати комп’ютер й комп’ютерні засоби для розв’язання задач, пов’язаних з опрацюванням інформації, її пошуком, систематизацією, зберіганням, поданням та передаванням;
7.Здоров’язберігаюча: розвивати життєві навички, що сприяють фізичному здоров’ю.
Міжпредметні зв'язки: основи здоров’я, фізика, хімія, економіка.
Хід уроку
І.Організаційний момент
Учитель. Урок мені хочеться почати з висловлювання „Хороший настрій притягує вдачу “. Бажаю всім хорошого настрою й відмінних результатів роботи на уроці.
ІІ. Актуалізація опорних знань учнів (5-7 хв.)
1.Використання моїх вправ з сайту.
http://learningapps.org/user/гімназія №11
ІІІ. Мотивація навчальної діяльності ( 3 хв.)
За допомогою ІКТ, вчитель мотивує учнів до вирішення поставлених перед ними завдань. Що спільного між побаченим?
- Сьогодні ми з вами з’ясуємо, чому з однієї зиготи розвивається організм чоловічої статі, а з іншої – жіночої. У чому різниця генотипів жіночих й чоловічих особин та як успадковуються ознаки зчеплені зі статтю? Чому співвідношення кількості чоловіків та жінок на планеті Земля не на користь чоловіків?
Оголошення теми, мети, завдань уроку.
ІV. Вивчення нового матеріалу (20-25 хв.)
Пояснення нового матеріалу з використанням слайдів комп’ютерної презентації за планом.
1. Базові поняття та терміни.
2. Визначення статі різних груп організмів.
3. Співвідношення статей у популяціях.
4.Успадкування зчеплене зі статтю.
5.Розв’язування задач на успадкування, зчеплене зі статтю.
В наш час, коли екологічна ситуація в світі дуже напружена, а Україна об’явлена зоною екологічного лиха на перший план виходить проблема здоров’я людини. В Україні, близько 5% народжуваних дітей страждають різноманітними генетичними аномаліями. В багатьох країнах світу вчені, медики допомагають молодій сім’ї визначити ймовірність народження здорової дитини. Людина має близько 4000 летальних генів. Вже на 16 тижні вагітності взявши на аналіз рідину, в якій знаходиться ембріон можна визначити можливі аномалії. В Україні в кожному обласному центрі вже є медико-генетична консультація. Кожна молода сім’я має можливість отримати інформацію про своїх майбутніх нащадків. В сільському господарстві визначення статі і можливість керування ним відкриває великі можливості. Наприклад, шовкопряд самець і шовкопряд самка продукують різні типи павутини, які мають різне призначення. На даний момент існує технологія отримання особин певної статі.
1.Хромосомне визначення статі. Хромосомний набір у жіночих та чоловічих особин є однаковим, за винятком однієї пари. Хромосоми поділяються на два основних типи: - аутосоми – однакові у чоловічих та жіночих особин; - статеві хромосоми, які відрізняються у організмів (у склад цих хромосом входять гени, які контролюють розвиток статевих відмінностей). У диплоїдних соматичних клітинах різностатевих організмів, аутосоми подібні між собою, а статеві хромосоми – різні: одна з них паличкоподібної форми – Х – хромосома, інша – гачкоподібної – У – хромосома. У жінок обидві статеві хромосоми однакові. У диплоїдних соматичних клітинах людини 46 хромосом, звідси каріотип жінки: 22А+ХХ, чоловіка – 22А+ХУ. Оскільки під час мейозу гомологічні хромосоми розходяться до різних гамет, то в однієї статі виникає лише один тип гамет (гомогаметна стать), в іншої – два, які розрізняються будовою статевих хромосом (гетерогаметна стать). Гомогаметна стать у більшості випадків – жіноча, а гетерогаметна – чоловіча. Але у птахів, плазунів, деяких риб, та земноводних, метеликів та ін. – навпаки. Таким чином, у більшості різностатевих видів стать майбутнього організму визначається у момент запліднення, певним поєднанням статевих хромосом у зиготі. Яким же чином статеві хромосоми впливають на стать. На ранніх етапах розвитку у зародка утворюються зачаткові репродуктивні органи, які не являються ні чоловічими, ні жіночими. Що з них буде розвиватися в подальшому залежить від статевих хромосом. У людини в У – хромосомі знаходиться ген ТДФ, під контролем якого певні клітини продукують особливий білок, який знаходиться на клітинній мембрані. При наявності цього білку із зачаткових статевих органів зародка формуються сім’яники, які на 6 тижні зародкового розвитку починають диференціюватися. Якщо ж цього не проходить, то з репродуктивних органів зародка формуються жіночі статеві органи – яєчники. На ранніх стадіях зародкового розвитку у самки ссавців функціонують обидві Х – хромосоми. Але пізніше, у всіх клітинах, крім тих, з яких будуть розвиватися яєчники і сім’яники, одна з двох Х-хромосом інактивується. Така неактивна Х – хромосома залишається в клітині в конденсованому вигляді. Під мікроскопом її легко побачити у вигляді особливої структури, яка називається тільцем Барра, або статевим хроматином. Тільце Барра є зручним генетичним маркером, який дозволяє впізнавати жіночі клітини ссавців. 2.Співвідношення статей і його регуляція. У видів, стать яких визначається в момент запліднення, кількість співвідношення чоловічих і жіночих організмів згідно із законом розщеплення становить 1:1 Р. ХХ х ХУ, Г. Х Х Х У, F1 ХХ ХУ ХУ ХХ. Але, в подальшому житті, ця рівність порушується. На кожні 100 дівчаток народжується 105-110 хлопчиків. Невже жіночий організм легше народжує чоловічих нащадків? Перевірили статеві ознаки ембріонів, які загинули – нічого подібного. В передродовий період життя хлопчиків значно більше. Якщо так зване вторинне співвідношення (частка чоловічих особин на 100 жіночих зразу після народження) в середньому 105,5, то первинне співвідношення (при заплідненні) – 125, 135 і навіть 170, по підрахунках різних авторів. Але вже в віці статевої зрілості число юнаків і дівчат однакове (хлопчики порівняно частіше гинуть в дитинстві), а серед літніх людей співвідношення на користь жінок різко зростає. Ось і отримується, що в ряді областей 85-річних жінок вдвічі більше, ніж їх однолітків- чоловіків. Жінок більше і там, де середня тривалість життя найбільша, і там, де найменша. Цікаво, що живучість особин жіночої статі вища у молюсків, ракоподібних, навіть у рослин. Цікаво, що окремі органи і тканини, які взяті від жіночих організмів, в умовах штучного культивування виявляються більш стійкими проти отрут і високих концентрацій ліків. Фізіологи стверджують: чоловічий організм живе інтенсивніше за жіночий, у нього підвищений обмін речовин, хлопчики гарячіше дівчат (не тільки темпераментом, але і температурою тіла), тому вони раніше згоряють. Деякі генетики вважають, що однорідна хромосомна структура ХХ стійкіша чоловічої ХУ формули. Імунологи вважають можливим просторовий зв’язок Х - хромосоми з генами другого класу, які відповідають за силу імунної відповіді. Останнє припускає у жіночих особин як би “подвійний імунітет” до деяких захворювань. Демографи справедливо вказують на те, що при іспиті життям “сильна” стать виявляється слабкою. Якщо відкинути такі фактори ризику, як куріння, алкоголь, схильність до авантюр, то і в цьому випадку статистика свідчить: з кожним прожитим десятиріччям співвідношення числа чоловіків і жінок змінюється. Чоловіки більш схильні до гострих респіраторних захворювань, виразки шлунку і дванадцятипалої кишки, раку легень, інфекціям, які визвані стафілококами і кишковою паличкою. Хоч є захворювання, які частіше зустрічаються у жінок – це холецистити, деякі хвороби крові. Існує і інша, більш емоційна і образна версія. Відповідно їй, жива істота, для того щоб бути врівноваженою, повинна нести в собі два начала – консервативне, яке зберігає основні ознаки виду, і мінливе, яке здатне відповідно реагувати на всі коливання зовнішнього середовища. Ці два начала відображають природне призначення двох статей. Жіноча особина в більшій мірі визначає спадковий консерватизм, стійкість, рівновагу. Чоловіча структура більш чутлива до зовнішньої дії. Чоловіки швидше приймають рішення і оцінюють обстановку. Давні мислителі говорили: ”Від батька дитина отримує волю, а від матері – характер” Журналісти пишуть, що чоловіки характеризуються всякого роду не виконанням норм, то вони забігають вперед, то відстають, то бунтують. З цих невідповідностей виникають нові норми. Він робить моду. Вона слідкує їй. Історія сучасної індустрії фасонів зачісок, одягу, обстановки відображає еволюційний розподіл ролей. Модельєри екстракласу переважно чоловіки. Хтось сформулював цю думку інакше: чоловіки вміють придумувати богів, а жінки – молитися. Біолог Геодакян вважає, що задачі, які приходиться розв’язувати вперше, краще розв’язують чоловіки, а дії, які потрібно виконувати ретельно і охайно, краще виконуються жінками. Чоловіки погано справляються з роботою по збиранню часів або транзисторів, а жінки рідко бувають винахідниками. Чоловіки – частіше композитори, а жінки – виконавці. Пристосувальний комплекс у жінок виражений краще, ніж у чоловіків. В біологічному плані Геодякан вважає, що число самок визначає кількість нащадків, а число самців – швидкість або величину зміни якості нащадків. Відповідно, самки виконують переважно функції постійної пам’яті виду, тенденції спадковості, а самці – функції оперативної пам’яті, тенденції мінливості. Спадкові захворювання (хромосомні хвороби) у людини внаслідок нерозходження статевих хромосом (групова робота учнів) Нерозходження статевих хромосом в момент утворення статевих клітин викликає у людини тяжкі фізичні та психічні порушення (синдроми). В результаті нерозходження статевих хромосом в мейозі при дозріванні яйцеклітин в них замість однієї Х – хромосоми може міститися дві або ні однієї. При заплідненні таких аномальних яйцеклітин нормальними сперматозоїдами можуть виникати зиготи, які дають початок організмам з хромосомними хворобами Яйцеклітини, утворені в результаті нерозходження статевих хромосом сперматозоїди 22+Х 22+У 22+ХХ 44+ХХХ (трисомія по Х – хромосомі) 44+ХХУ (синдром Клайнфельтера) 22 44+Х (синдром Шерешевского – Тернера) 44+У (нежиттєздатні зиготи відмирають в самому початку розвитку зародка) Статистичні дані: ХО – моносемія 1/5000 ХХХ 1/7000 ХУУ (серед злочинців в 20 разів більше) 1/1000 ХХУ ХХУУ ХХХУ 1/5000 З збільшенням кількості Х – хромосом росте вірогідність розумової відсталості. Висновок: Серед чоловічих особин гетерогаметної статі спостерігається більша смертність в зв’язку з меншими розмірами У – хромосоми, та відсутністю деяких алелей, наявних в Х – хромосомі. Тому фенотипно можуть проявлятися летальні (смертоносні) та напівлегальні (знижують життєздатність) рецесивні алелі. Наприклад, у шовкопряда від вірусного захворювання частіше гине гусінь, з якої мали розвиватися особини гетерогаметної статі (самки). Тому самців серед цих комах набагато більше.
2.Успадкування, зчеплене зі статтю. Існують деякі ознаки, на характер успадкування яких впливає стать організму. Це пояснюється неоднаковим генним складом Х - та У – хромосом. Гени, що знаходяться в статевих хромосомах. Гени, що знаходяться в статевих хромосомах називаються зчепленими зі статтю. Зчеплене з Х-хромосомою Зчеплене з У-хромосомою. Гемофілія, гіпертрихоз (волосатість вушної раковини дальтонізм, м’язова дистрофія, появи перетинки між пальцями, фенілкето-нурія, відсутність потовиділення. Наприклад, розглянемо захворювання дальтонізм, або кольорова сліпота. Це захворювання визначається рецесивним геном, що знаходиться в Х – хромосомі. Чоловіки, які мають ген дальтонізму є дальтоніки, а жінки є потенційними носіями цього захворювання.
Задача: Дочка дальтоніка одружується з чоловіком, який має нормальний зір. Який зір буде у їхніх дітей
Висновок: Особливості успадкування генів, що знаходяться в Х – хромосомі: - успадкування йде хрест навхрест - лише по материнській лінії - проявляється частіше у синів У – хромосома Гени завжди проявляються в фенотипі, навіть якщо вони рецесивні. Для генів, які містяться в У – хромосомі, характерне голандричне наслідування (тобто вони передаються тільки від батька до сина і проявляються у самців. Особливості успадкування генів, що знаходяться в У – хромосомі: - наслідуються від батька до сина - обов’язково проявиться у всіх хлопчиків в поколіннях.
Висновки. У роздільностатевих видів стать майбутньої особини визначається здебільшого в момент запліднення завдяки певній комбінації в зиготі статевих хромосом (так званих Х- та У – хромосом).
ІV. Узагальнення та корекція знань учнів (12 хв.)
Перевірка засвоєння основних понять та термінів уроку. Створення асоціативного кущу. Генетично зумовлений поділ біологічних організмів на самиць та самців - це 1 . У ссавців розрізняють два типи статі - це 2 , та 3 . Дана хромосома характерна тільки для чоловічого організму 4 . Як називається хромосома, яку можна зустріти і в чоловічому і в жіночому організмах 5 . Зигота, яка має х - та y - хромосоми це 6 . Зигота, яка отримує і від батька, і від матері однакові хромосоми - це 7 . Диплоїдний організм, який має тільки одну дозу певного гена, який завжди проявляється - це 8 . Як називається хвороба не зсідання крові - 9 . Інша назва кольорової сліпоти - 10.
