ЗАКОНИ Г. МЕНДЕПЯ, ЇХ СТАТИСТИЧНИЙ ХАРАКТЕР І ЦИТОЛОГІЧНІ ОСНОВИ

Тема. ЗАКОНОМІРНОСТІ СПАДКОВОСТІ

УРОК 6. ЗАКОНИ Г. МЕНДЕПЯ, ЇХ СТАТИСТИЧНИЙ ХАРАКТЕР І ЦИТОЛОГІЧНІ ОСНОВИ

Цілі уроку: ознайомити учнів із законами Г. Менделя, розглянути їх статистичний характер і цитологічні основи; розвивати вміння пов’язувати виконання функцій певни­ми структурами з особливостями їхньої будови; виховувати вміння критично й обгрунтовано сприймати наукову ін­формацію.

Обладнання й матеріали: портрет Г. Менделя, таблиці або слайди презентації чи відео-фрагменти (за на­явності), які демонструють цитологічні

основи законів Г. Менделя.

Базові поняття й терміни: закони Г. Менделя, однотипність гібри­дів, генотип, фенотип, алель, домінуван­ня, рецесивність, гамети, розщеплення, незалежне успадкування.

ХІД УРОКУ

І. Організаційний етап

II. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності учнів

Питання для бесіди

1. Які методи генетичних досліджень вам відомі?

2. Для чого і як генетики використовують гібридологічний метод?

3. Для чого і як генетики використовують генеалогічний метод?

4. Для чого і як генетики використовують близнюковий метод?

5. Для чого і як генетики

використовують біохімічний метод?

6. Чому під час генетичних досліджень бажано використовувати кілька методів?

III. Вивчення нового матеріалу

Розповідь учителя з елементами бесіди

Заповнення таблиці в ході розповіді

Закони Г. Менделя

№	Назва закону	Формулювання закону
1	Закон однотипності гібридів першого покоління	Нащадки першого покоління від схрещування стійких форм, які розрізняються за однією озна­кою, мають однаковий фенотип за цією ознакою
2	Закон розщеплення спадкових ознак у нащадків гібрида	Під час схрещування гібридів першого поко­ління між собою серед гібридів другого поко­ління у певних співвідношеннях з’являться особини з фенотипами вихідних батьківських форм і гібридів першого покоління
3	Закон незалежного комбінування спад­кових ознак	Гени, які визначають різні ознаки та знахо­дяться в різних групах зчеплення, спадкуються незалежно один від одного, внаслідок чого серед нащадків другого покоління у певних співвідношеннях з’являються особини з новими (відносно батьківських) комбінаціями ознак

Перший закон Менделя

У дослідах Менделя під час схрещування сортів гороху, які мали жовте й зелене насіння, усе потомство (тобто гібриди першо­го покоління) виявилися з жовтим насінням. При цьому не мало значення, з якого саме насіння (жовтого чи зеленого) виросли ма­теринські (батьківські) рослини. Отже, обидва батьки однаковою мірою здатні передавати свої ознаки потомству.

Аналогічні результати були виявлені й у дослідах, у яких до ува­ги бралися інші ознаки. Так, після схрещування рослин з гладень­ким і зморшкуватим насінням усе потомство мало гладеньке насін­ня. Після схрещування рослин з пурпуровими й білими квітками в усіх гібридів виявилися лише пурпурові пелюстки квітів і т. д.

Виявлена закономірність отримала назву першого закону Мен­деля, або закону однотипності гібридів першого покоління. Стан ознаки, який проявлявся в першому поколінні, отримав назву до­мінантного, а стан, який у першому поколінні гібридів не прояв­лявся, – рецесивного.

“Задатки” ознак (гени) Г. Мендель запропонував позначити лі­терами латинського алфавіту. Алелі, які належать до однієї пари станів ознаки, позначають однією й тією самою літерою, але до­мінантний алель – великою, а рецесивний – маленькою. Алель пурпурного забарвлення квітів слід позначити, наприклад, А, алель білого кольору квіток – а, алель жовтого кольору насін­ня – В, алель зеленого кольору насіння – в і т. д.

Кожна клітина тіла тварин і вищих рослин має диплоїдний на­бір хромосом. Усі хромосоми парні, алелі ж гена містяться в гомо­логічних хромосомах. Отже, у зиготі завжди є два алелі, і генотип­ну формулу за будь-якою ознакою слід записувати двома літерами.

Особину, гомозиготну за домінантним алелем, слід записува­ти АА, рецесивним – аа, гетерозиготну – Аа.

Унаслідок мейозу гомологічні хромосоми (а з ними й алелі гена) розходяться в різні гамети. Але оскільки в гомозиготи обидва алелі однакові, всі гамети несуть один і той самий алель, тобто гомози­готна особина утворює лише один тип гамет, а гетерозигота – два.

Досліди зі схрещування генетики записують у вигляді схем. Батьків позначають літерою Р, особин першого покоління – F1, особин другого покоління – F2 і т. д. Схрещування позначають зна­ком множення (х), генотипну формулу материнської особини (♀) записують першою, а батьківської (♂) – другою. У першому рядку записують генотипні формули батьків, у другому – типи їхніх га­мет, у третьому – генотипи першого покоління і т. д.

Наприклад:

Р АА х аа

Гамети А а

F1 Аа

Другий закон Менделя

Після схрещування гетерозиготних гібридів першого поколін­ня між собою (самозапилення або споріднене схрещування) у дру­гому поколінні з’являються особини як із домінантними, так і з ре­цесивними станами ознак, тобто виникає розщеплення, яке відбу­вається в певних співвідношеннях.

Узагальнюючи фактичний матеріал, Мендель дійшов висновку, що у другому поколінні 75 % особин мають домінантний стан озна­ки, а 25 % – рецесивний (розщеплення 3:1). Ця закономірність отримала назву другого закону Менделя, або закону розщеплення. Згідно з цим законом, можна зробити такі висновки:

– алелі гена, перебуваючи в гетерозиготному стані, не змінюють структури один одного;

– під час дозрівання гамет у гібридів утворюється приблизно од­накове число гамет з домінантними й рецесивними алелями;

– під час запліднення чоловічі й жіночі гамети, що несуть домі­нантні й рецесивні алелі, вільно комбінуються.

За генотипом особини нащадки двох гетерозигот розділяються у співвідношенні 1AA:2Aa:1aa. А от за зовнішнім виглядом (фено­типом особини) вони демонструють розщеплення у співвідношенні 3:1. Ці відбувається тому, що за зовнішнім проявом генотипи АА і Аа не відрізняються. Але у випадку неповного домінування фено­типові співвідношення співпадають із генотипним, бо в цьому варі­анті генотипи АА і Аа мають різний прояв.

Третій закон Менделя

Вивчаючи розщеплення в разі дигібридного схрещування, Мендель звернув увагу на те, що під час схрещування рослин із жовтим гладеньким (ААВВ) і зеленим зморшкуватим (аавв) насін­ням у другому поколінні з’явилися нові комбінації ознак: жовте зморшкувате (А-вв) і зелене гладеньке (ааВ-), які не траплялись у вихідних форм. Із цього спостереження Мендель зробив висно­вок, що розщеплення за кожною ознакою (за кожною парою алелів) відбувається незалежно від другої ознаки (других пар алелів). Ця закономірність отримала назву третього закону Менделя.

Цей закон діє тому, що під час мейозу розподіл (комбінування) хромосом з різних гомологічних пар у статевих клітинах (при їхньому дозріванні) йде незалежно й може привести до появи нащадків з ком­бінацією ознак, відмінних від батьківських і прабатьківських особин.

Якщо під час схрещування аналізується більше двох ознак, то кількість очікуваних комбінацій збільшується. Так, у разі тригібридного схрещування гетерозигот утворюються по вісім типів гамет, які дають 64 сполучення. Розщеплення за фенотипом у за­гальній формі можна виразити формулою (3+1)n де n – кількість ознак, які взяті для аналізу під час схрещування.

У разі аналізуючого схрещування (так називають схрещування особини з невідомим генотипом з особиною, яка є рецесивною гомо­зиготою за всіма ознаками, що вивчаються) число типів потомків указує на число типів гамет, що утворює особина, генотип якої ана­лізується. Це дозволяє визначити її генотип.

IV. Узагальнення, систематизація й контроль знань і вмінь учнів

Дати відповіді на питання:

1. Коли були повторно відкриті закони Г. Менделя?

2. Які цитологічні основи мають закони Г. Менделя?

3. Чому закони Г. Менделя мають статистичний характер?

4. Яке практичне значення для людини мають закони Г. Менделя?

V. Домашнє завдання