Закономерности наследования. Моногибридное скрещивание (биология 10 класс)

Данный видеоурок предназначен для самостоятельного ознакомления с темой «Закономерности наследования. Моногибридное скрещивание». На занятии вы сможете познакомиться с интереснейшими опытами Менделя, а также с выведенными на их основе закономерностями наследования. Учитель даст определение моногибридного скрещивания и расскажет о его особенностях.

БИОЛОГИЯ 10 КЛАСС

Тема: Основы генетики

Урок: Закономерности наследования. Моногибридное скрещивание

Степанова Анна Юрьевна

к. б.н., доц. МГУИЭ

Москва

2012

Здравствуйте, тема нашего сегодняшнего урока — «Закономерности наследования, моногибридное скрещивание». Как вы уже знаете, Мендель использовал 22 сорта садового гороха, которые имели 7 отличительных признаков. Например, семена — угловатые или округлые. Семядоли — желтые или зеленые. Семенная кожура — белая или серая. Окраска семян — желтая или зеленая. Семена — гладкие или морщинистые. Расположение цветков на стебле — пазушное или верхушечное. И растения — высокие или карликовые.

Естественно, перед тем как скрестить растения, Мендель получал чистые линии по интересующим его признакам. Это дело было достаточно простым, поскольку горох – самоопыляющееся растение, и этот процесс происходил автоматически. Так вот скрещивание растений по какому-либо одному признаку называется моногибридным скрещиванием. По двум — дигибридное скрещивание. Когда Мендель скрещивал растения с альтернативными признаками, он заметил, что один из этих признаков не проявляется у гибридов первого поколения. То есть при скрещивании растений с желтыми и зелеными семенами все гибриды первого поколения имели желтую окраску семян.

Признак желтой окраски, также, как и другие признаки, проявляющиеся у первого поколения, Мендель назвал доминантными. А те признаки, которые не проявлялись, — рецессивными (подавляемыми). Доминантные признаки принято обозначать прописными латинскими буквами (например, A B C), а рецессивные — строчными (маленькими) латинскими буквами (например, a b c). Полученные результаты легко трактовать, имея представления о мейозе. Но, когда Мендель проводил свои исследования, мейоз еще не был известен.

Признаки диплоидного организма определяются взаимодействиями между аллелями. Аллель — одна из двух или более альтернативных форм гена. Аллели занимают одинаковые места (локусы) в гомологических хромосомах. Рассмотрим скрещивания между растениями с белыми и красными цветками. Аллель белой окраски цветка, который является рецессивным признаком, обозначим маленькой буквой w. А аллель красной окраски — большой буквой W. В чистых линиях гороха, с которыми работал Мендель, растения с белыми цветками имели генотип ww, а растения с красными цветками имели генотип WW. Особи, у которых два гена, определяющие данный признак, — идентичные, то есть те особи, которые имеют два одинаковых аллеля, называют гомозиготными особями (гомозиготами).

       

При скрещивании растений с данными генотипами все растения в F1 (первом поколении) получают аллель W от материнского растения с красными цветками и аллель w от растения с белыми цветками. Таким образом, потомки имеют генотип Ww. Такие особи называются гетерозиготными особями (гетерозиготы) по гену окраски цветка. Другими словами, если организм содержит два одинаковых аллельных гена, оба гена определяют белую либо красную окраску цветков, то такие организмы называются гомозиготными. Если же организм содержит разные аллельные гены (например, один ген отвечает за красную окраску цветков, а другой — за белую), то такие организмы называют гетерозиготными (гетерозиготами).

На основании изученного давайте четко охарактеризуем единообразие гибридов первого поколения. Итак, Мендель начал свои исследования со скрещивания растений гороха, которые исходно отличались только цветом горошин (желтым или зеленым). В первом поколении семена у всех растений оказались исключительно желтыми, поэтому желтая окраска семян является доминантным признаком.

Когда Мендель повторил свои опыты по моногибридному скрещиванию, но использовал в них растения, которые отличались друг от друга по другому признаку (например, по форме семян — гладкие или морщинистые), то все гибриды первого поколения имели гладкие семена. Следовательно, данная форма плодов также является доминантным признаком. На основании полученных экспериментальных данных Мендель сформулировал правила единообразия гибридов первого поколения. При скрещивании двух гомозиготных особей, отличающихся друг от друга по одному признаку, все потомки перового поколения (F1) будут иметь признак одного из родителей, то есть все поколение гибридов будет единообразно по данному признаку.

Мендель продолжил свои опыты, вырастив растения из семян первого поколения. При скрещивании гибридов первого поколения, которые имели желтые семена, во втором поколении наблюдалось расщепление. ¾ растений имели желтые семена, а ¼ растений имела зеленые семена. Явление, которое приводит к образованию части потомства с доминантным признаком и части потомства с рецессивным признаком, называется расщеплением.

Конечно, Мендель подсчитывал число желтых и зеленых горошин в потомстве от многих пар скрещенных растений, чтобы добиться статистической надежности полученного результата. Затем Мендель подтвердил характер расщепления с опытами на других признаках растений гороха и обосновал правило расщепления. Правило расщепления: при скрещивании двух потомков (гибридов) первого поколения между собой во втором поколении наблюдается расщепление, и снова появляются особи с рецессивными признаками. Эти особи составляют ¼ часть от всего числа потомков второго поколения.

Таким образом, сегодня мы рассмотрели моногибридное скрещивание и обосновали правило единообразия первого поколения иправило расщепления. На этом наш урок окончен, всего вам доброго! До свидания!

Самоопыление у гороха. Как мы уже знаем, Мендель обратил внимание на четкие (альтернативные) признаки у гороха. Например, на форму и окраску семян, на форму плодов, на высоту растений и т. д. Перед тем как приступить к своим экспериментам, Мендель получал так называемые чистые линии по интересовавшему его признаку. У гороха это было получить достаточно просто, поскольку горох — самоопыляющееся растение. Давайте сейчас рассмотрим, каким образом происходит самоопыление у гороха и с чем это связано. В цветке пыльца образуется в пыльниках, а яйцеклетки – в семяпочках. В результате опыления пыльцевые зерна, нанесенные на рыльце пестика, прорастают по направлению к семяпочке, где и происходит оплодотворение.

В цветке гороха огородного рыльца и пыльники полностью скрыты лепестками. Поскольку цветок гороха, в противоположность цветкам многих других растений, не раскрывается, пока не произойдет опыление и оплодотворение, то это растение в норме самоопыляется. Мендель в своих опытах по перекрестному опылению открывал бутон до того, как созреет пыльца, и пинцетом удалял пыльники, а затем проводил искусственное опыление, нанося на рыльце пестика пыльцу, собранную с другого растения, которое обладало интересовавшими его признаками.

Значение правила расщепления. Согласно правилу расщепления, наследственные признаки определяются дискретными факторами, то есть генами, которые представлены парами. Во время мейоза пара генов разъединяется или расщепляется. Следовательно, каждая гамета, образующаяся у зрелого потомка, содержит только гены из той пары, которой обладал потомок. Данная концепция дискретности факторов объясняет, как признаки могут передаваться из поколения в поколение, не смешиваясь с другими признаками, каким образом исчезать и вновь появляться в следующих поколениях. Поэтому открытие правила расщепления имело огромное значение для понимания аспектов генетики и эволюции.

Анализ моногибридного расщепления в конце XX века. Обширные исследования, которые были проведены в начале XX века, позволили показать, что Мендель действительно установил существование генов и наследование определенных признаков. Но тем не менее опыты Менделя были перепроверены другими учеными, которые подтвердили те закономерности, которые предложил Мендель. В нашей таблице представлен материал расщепления по одной паре аллелей A и a, где A обозначает доминантную желтую окраску, а a – рецессивную зеленую окраску зерен гороха.

Обратите внимание, что результаты Менделя были проверены другими учеными, которые подтвердили их достоверность. Во всех опытах расщепление по окраске семян составляло 3:1. То есть 75% растений с желтыми семенами и 25% растений с зелеными семенами.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Рефератов нет, есть поурочные планы и разработки уроков