Задача "Генетические задачи Г. Менделя"

Задача «Генетические законы Менделя»

Предмет: Биология.

Класс: 10-11.

Цель задачи: Задача построена на основе материала, предложенного традиционной программой учащимся 10-11 класса, для изучения закономерностей наследования, установленных Г. Менделем.

Действия учащихся: данная задача может быть использована как обучающая для самостоятельного получения знаний по теме «Генетические законы, открытые Г. Менделем», или как контрольная задача для проверки знаний по данной теме, что предполагает обобщение и применение ранее полученных знаний учащимися.

Задача ориентирована на преодоление дефицитов, таких так:

• Находить точную информацию в тексте.

• Переводить один вид текста в другой.

• Устанавливать соответствие

• Решать задачи.

• Выявлять информацию в тексте и сопоставлять с предложенными вариантами ответов.

Использованные источники:

• Биология: 11 класс: базовый уровень: учебник. Н.И. Пономарева, О.А. Корнилова. – М.: Вентана-Граф, 2015.

• https://rosuchebnik.ru/material/geneticheskie-zakony-mendelya/

Задача «Генетические законы Менделя»

Горошину – в горшок, зеленую – в плетеную миску, снова желтую – в горшок... Нет, это не Золушка по заданию мачехи перебирает семена, чтобы, окончив работу, пойти на бал. Это монах и ученый Грегор Мендель в саду Августинского монастыря в чешском городе Брно собирает урожай с выращенных особым способом гороховых кустов, чтобы определить, как наследуется цвет у гороха.
Для своих опытов Мендель выбрал горох не случайно:

• Это неприхотливое растение легко выращивать.

• Потомство одного семени довольно многочисленно

• Сорта гороха разнообразны в своих фенотипических проявлениях, а отличительные признаки наследуются.

• Горох — самоопыляющееся растение.

• Гибриды, полученные в результате искусственного оплодотворения, способны давать свое потомство, что важно для прослеживания наследования признаков в поколениях.

Для того, чтобы оценить масштабы проделанной ученым работы, представьте, что на всех семеноводческих хозяйствах Чехии ученый заказал сорта выращиваемого там гороха. В результате ему прислали 34 образца, из которых для исследований он отобрал 22 варианта. Условием отбора было то, что все растения, выращенные из семян одного сорта, при самоопылении походили на родительские растения как две капли воды, т.е. не давали расщепления по исследуемым качествам или принадлежали к «чистым линиям». Исследуемый Менделем горох отличался по следующим признакам: цвет семян (желтый или зеленый); вид кожуры семян (гладкая или сморщенная); высота стебля (высокое растение или низкое); оттенок цветков (белые или розовые); форма бобов (простые или членистые); расположение цветов (верхушечные или пазушные).

В своих опытах Мендель учел ошибки предшественников, которые пытались сравнивать растения одновременно по разным признакам и потерпели фиаско. Исследователь решил начать с изучения наследования лишь одного признака — цвета горошин. Именно благодаря тому, что ученый сознательно сузил задачу, его ждал успех и он смог четко установить определенные закономерности наследования. Грегори Мендель начал анализ со скрещивания родителей, у которых отличались лишь одна пара признаков, такой тип скрещивания естествоиспытатель назвал моногибридным.

Мендель вручную оплодотворил растения, семена которых имели желтый цвет кожуры, пыльцой с растений с зеленой кожурой. Когда ученый собрал урожай высаженных растений, то обнаружил, что кожура у всех потомков желтая.

Повторив эксперименты с морщинистыми и гладкими горошинами, с кустами гороха разной высоты, растениями с разной окраской цветков и стручков и т.д., Мендель отметил, что все потомки в первом поколении унаследовали признак одного из родительских организмов, т.е. по фенотипу не отличаются друг от друга.

Ведущее свойство, характерное для всех семян, полученных в первом поколении, Мендель обозначил как доминантное. Свойство другого родителя, которое не проявилось у гибридов первого поколения, ученый определил как рецессивное. Закономерность получила название первого закона Менделя, или закона единообразия гибридов I-го поколения, или закона доминирования.

Мендель продолжил опыты с одинаково желтыми гибридами первого поколения. И для исследователя было большим сюрпризом увидеть примерно треть зеленых горошин в корзинке семян с новым урожаем.

Когда ученый проанализировал результаты экспериментов с гибридами второго поколения, он увидел следующую закономерность: гибриды разделились на два различных по внешнему виду, т.е. фенотипу, класса. Большая часть унаследовала доминантные признаки, меньшая — рецессивные.

При точном подсчете соотношение между семенами гороха с доминантными и рецессивными признаками составило 3 к 1 соответственно. Что позволило Менделю вывести второй закон Менделя, или закон расщепления, который звучит так: «При скрещивании двух гетерозиготных гибридов первого поколения во втором поколении отмечается расщепление в соотношении 3:1 по фенотипу, и 1:2:1 по генотипу».

Чтобы ответить на вопрос, почему происходит расщепление признака именно в таком соотношении, Мендель выдвинул гипотезу о «чистоте гамет», согласно которой аллельные гены не смешиваются у потомка, а остаются в неизмененном виде. А в размножении следующего поколения в фазе мейоза в гамету попадает только одна хромосома из пары гомологичных. Т.е. гаметы условно чисты относительно другого гена из аллельной пары.

Далее ученый начал проводить опыты с растениями, у которых отличались две пары признаков, и использовал гомозиготные семена гороха, отличающиеся цветом и формой семян. Такой тип скрещивания ученый назвал дигибридным. Для определения гомозиготности растений он использовал анализирующее скрещивание.

У потомков во втором поколении треть горошин имеет проявления доминантного фенотипа, однако при этом отличается по генотипу (Аа и АА). И чтобы определить генотип, Мендель использовал семена с проявлениями рецессивного признака. Поскольку рецессивные свойства проявляются только в гомозиготном состоянии генов (аа), потомки, в зависимости от генотипа исходной особи, будут иметь единый фенотип, если родительская особь гомозиготна, согласно 1 закону Менделя, либо произойдет расщепление в соотношении 1:1.

В результате искусственного опыления гладких (B) и желтых (A) растений с морщинистыми (b) и зелеными(a), в первом поколении все растения дали потомство с желтыми гладкими горошинами, что подтвердило первый закон Менделя о единообразии гибридов первого поколения при дигибридном скрещивании.

Замеченные Менделем закономерности о наследовании генов подтвердились при анализе итогов экспериментов со всеми семью парами признаков. В ходе анализа результатов ученый пришел к выводу об универсальности закономерностей наследования и вывел Третий закон Менделя, или закон независимого распределения признаков.

Опыты ученого, проведенные с тысячами гороховых зерен в монастырском саду, и тщательная статистическая работа по анализу признаков, проявившихся у потомков, позволили ученому доложить на заседании Общества естествоиспытателей в г. Брно в 1865 году о своих выводах.

Мендель утверждал, что:

• при размножении семян передается не само качество, а так называемые «факторы», ответственные за эти признаки (понятие ген в биологии в то время еще не существовало);

• организм наследует по одному «фактору» от каждого родителя;

• «фактор» может быть доминантным по отношению к другому, рецессивному;

• свойство, соответствующее «фактору» не смешивается с другими свойствами, как об этом в то время думали учёные. Признак может проявляться или не проявляться, но нет промежуточной ситуации.

Хотя в последнем пункте Мендель был не прав, и последующие опыты с окраской цветков ночной красавицы показали существование неполного доминирования.

Задание 1

Рассмотрите схемы, на которых изображены законы Г. Менделя. Расположите схемы в той последовательности, в которой их открыл Г. Мендель.

1)

2)

3)

Ответ:

Задание 2

Скрестили чёрных кроликов, оба кролика гетерозиготны. Какова вероятность рождения белого потомства? Напишите схему скрещивания

Задание 3

Установите соответствие между характеристикой и типом скрещивания, для которого она свойственна.

Ответ:

Задание 4

Какой закон проявляется при скрещивании двух гетерозиготных по одной паре признаков особей?

А. Расщепления.

Б. Независимого наследования.

В. Сцепленного наследования.

Г. Сцепленного с полом наследования.

Лист ответов

Задание 1

Деятельность: Перевод одной формы текста (схемы) в другую (словесный текст) и установление последовательности.

Ответ: 231

Балл: 1.

Задание 2

Деятельность: Решение задач на моногибридное скрещивание ответ.

Ответ: 25 %

А – черная окраска

А – белая окраска

Р: Аа х Аа

G: А а А а

F: АА Аа Аа аа

Критерии оценивания:

Дан ответ и написана схема скрещивания – 2 балла.

Дан ответ, но не приведена схема скрещивания – 1 балл.

Ответ не верный – 0 баллов.

Задание 3

Деятельность: Установление соответствия между характеристикой и типом скрещивания, для которого она свойственна.

Ответ: 12122

Критерии оценивания:

За правильное выполнение задания - 2 балла.

За выполнение задания с 1 ошибкой – 1 балл.

0 баллов во всех остальных случаях.

Задание 4

Деятельность: выявление информации в тексте и сопоставление ее с предложенными вариантами ответов.

Ответ: А

1 балл.