ИИП по биологии 11 класс. ИИП Свиридов Н. Создание пособия по решению генетических задач. Свердловской области итоговый индивидуальный проект Создание пособия по решению генетических задач
 Скачать 0.65 Mb.
|
|
муниципальное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа пос. Уральский» Свердловской области ИТОГОВЫЙ ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ «Создание пособия по решению генетических задач» Работу выполнил: ученик 11 класса Свиридов Николай Руководитель работы: Калита Оксана Михайловна Учитель биологии и химии п. Уральский 2022 год Содержание Введение…………………………………………………………………………...3 Основная часть………………………………………………………………...4-27 Глава 1: Основные понятия генетики…………………………………………4-6 Глава 2: Моно- и дигибридное скрещивание ……………………………….7-11 Глава 3: Кодоминирование, взаимодействие генов…………………….....12-21 Глава 4: Сцепление генов……………………………………………………22-26 Заключение………………………………………………………………….......27 Список литературы………………………………………………………………28 Приложение………………………………………………………………….29-45 Введение Актуальность: с генетическими задачами впервые я столкнулся ещё в 9 классе, и уже тогда они показались мне очень интересными, но довольно сложными. Каждая задача выглядела по-новому и вызывала множество вопросов, как у меня, так и у одноклассников. Для решения задач нужно было знать необходимую теорию, условные обозначения, требования к оформлению и многое другое. В связи с этим, уже в 11 классе я решил, что будет очень полезно создать наглядное пособие для решения генетических задач, в котором будет вся нужная теория и примеры решения заданий. Это позволит облегчить обучение другим ребятам и, прежде всего, в процессе создания пособия я сам научусь решать генетические задачи и, таким образом, подготовлюсь к заданиям ЕГЭ по этой теме. Пособием сможет пользоваться любой желающий и у него не возникнет никаких трудностей с пониманием темы. Так же этим пособием регулярно буду пользоваться я сам для повторения и закрепления изученного материала. Цель проекта: создать пособие по решению генетических задач. Задачи: 1) Найти теорию, соответствующую теме, в разных источниках. 2)Научиться решать генетические задачи с помощью учителя и дополнительной литературы. 3) Обобщить и правильно оформить теоретический материал для пособия. 4) Найти или самому придумать подходящие задачи и включить их в пособие. 5) Оформить проект и представить его аудитории. Методы исследования: поиск, анализ и синтез информации. Объект исследования: задачи по генетике. Предмет исследования: пособие по решению генетических задач. Основная часть Глава 1. Основные понятия генетики Наследственность – способность организмов передавать свои признаки и особенности развития потомству. Изменчивость – разнообразие признаков среди представителей данного вида, а также свойство потомков приобретать отличия от родительских форм. Генотип – совокупность генов данного организма. Фенотип – совокупность характеристик, присущих индивиду на определённой стадии развития. Доминантный признак - признак, проявляющийся у гибридов первого поколения при скрещивании чистых линий. Доминирование - форма взаимоотношений между аллелями одного гена, при которой один из них (доминантный) подавляет (маскирует) проявление другого (рецессивного) и таким образом определяет проявление признака как у доминантных гомозигот, так и у гетерозигот. Кодоминирование - тип взаимодействия аллелей, при котором оба аллеля в полной мере проявляют своё действие. Рецессивный признак – признак, не проявляющийся у гетерозиготных особей вследствие подавления проявления рецессивного аллеля. Гомозигота – диплоидный организм или клетка, несущий идентичные аллели гена в гомологичных хромосомах (АА или аа). Гетерозигота - диплоидные или полиплоидные ядра, клетки или многоклеточные организмы, копии генов, которые в гомологичных хромосомах представлены разными аллелями. Ген – наследственный фактор, который несёт информацию об определённом признаке или функции организма, и который является структурной и функциональной единицей наследственности. Аллели – различные формы одного и того же гена, расположенные в одинаковых участках гомологичных хромосом, определяют направление развития конкретного признака. Моногибридное скрещивание – скрещивание форм, отличающихся друг от друга по одной паре изучаемых альтернативных признаков, за которые отвечают аллели одного гена. Дигибридное скрещивание – скрещивание организмов, различающихся по двум парам альтернативных признаков, например, окраске цветков и форме семян. Полигибридное скрещивание – полигибридное скрещивание - скрещивание особей, анализируемых по нескольким парам альтернативных признаков. Анализирующее скрещивание - скрещивание особи с доминантным признаком с особью с рецессивным признаком с целью уточнения генотипа первого: если нет расщепления в потомстве, доминантный организм – гомозигота; если есть расщепление 1:1, то доминантный организм – гетерозигота. Аутосомы – это пары хромосом, которые идентичны у особей одного биологического вида, относящихся к разным полам Половые хромосомы – хромосомы, набор которых отличает мужские и женские особи у животных и растений с хромосомным определением пола. Локус - местоположение определённого гена на генетической или цитогенетической карте хромосомы. Законы Менделя 1) Закон единообразия гибридов первого поколения (первый закон Менделя) — при скрещивании двух гомозиготных организмов, относящихся к разным чистым линиям и отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных проявлений признака, всё первое поколение гибридов (F1) окажется единообразным и будет нести проявление признака одного из родителей. 2) Закон расщепления (второй закон Менделя) — при скрещивании двух гетерозиготных потомков первого поколения между собой во втором поколении наблюдается расщепление в определённом числовом отношении: по фенотипу 3:1, по генотипу 1:2:1. 3) Закон независимого наследования (третий закон Менделя) — при скрещивании двух особей, отличающихся друг от друга по двум (и более) парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях (как и при моногибридном скрещивании) Глава 2. Моно - и дигибридное скрещивание Создателем современной генетики считается австрийский биолог, ботаник и монах Грегор Мендель. Свои исследования Г. Мендель проводил на горохе. Ученый использовал гибридологический метод. Вы, наверное, сталкивались с понятием «гибрид», его часто указывают на упаковках семян. Гибрид – потомство, полученное в результате скрещивания особей, отличных по одному или нескольким признакам. На рынке можно встретить инжирный персик, а в животноводстве – мула (гибрид лошади и осла). Самцы мула стерильны и потомства не приносят. Вернемся к Грегори Менделю и гороху. Как говорилось ранее, он использовал в своих опытах горох, но не любой, а только чистые линии – группы организмов, имеющих некоторые признаки, которые полностью передаются потомству в силу генетической однородности всех особей. В качестве такого признака был выбран цвет горошин: одна линия была только зеленая во всех поколениях, а друга – желтая. Таким образом, Мендель скрещивал разные родительские особи гороха и далее подсчитывал результаты по некоторым признакам: количество гороха с желтой/зеленой кожурой, гладкие горошины и морщинистые, карликовое растение/нормальное/высокое и так далее. Ученый использовал 22 чистых линии и около 10.000 растений бобовых. Моногибридное скрещивание Такое скрещивание было выбрано первым для опытов. Моногибридное скрещивание – скрещивание особей, отличающихся друг от друга лишь одним признаком. Ген, в котором заключена информация об этом одном из признаков называется аллельным геном или аллелью. В зависимости от комбинации генов в паре, организм может быть гомозиготным или гетерозиготным. В первом случае оба гена несут одну разновидность признака, во втором – две разные. Гомозиготами будет являться горох, оба аллели которого несут окраску только желтого или только зеленого цвета. Гетерозиготами – те, у которых один ген несет желтый цвет, а другой – зеленый.  Есть доминантные и рецессивные гены. Первые преобладают, вторые – подавляются. Посмотрим на схему моногибридного скрещивания выше и разберемся в некоторых правилах записи. Здесь мы видим 2 признака: цвет и текстуру кожуры. Разные типы признаков обозначаются разными буквами. Например, желтый – А, зеленый – В. Доминантные признаки записываются заглавными буквами, а рецессивные – строчными. Один ген аллели – одна буква. Исходя из этого, монозиготы могут быть либо аа (рецессивная гомозигота), либо АА (доминантная монозигота). Запись начинается с родителей, в задачах пишется «Р:» и перечисляются предки. Между ними ставится знак скрещивания «х». Следующей строкой идут гаметы, обозначаются «G:» и перечисляются гаметы каждого из родителей. Затем пишется потомство. Если это первое поколение, то «F1», если дальше, то цифра соответствует очередности. Здесь должны быть все версии потомков. Так как при скрещивании монозигот у нас были только гаметы А и а, то вариант всего один: Аа. Это гетерозигота. Так как по условию желтый цвет доминирует над зеленым, то горошины будут желтыми. Дигибридное скрещивание Если скрещиваются организмы, отличающиеся друг от друга не по одному признаку (моногибридное), а по двум, то скрещивание называется дигибридным. Для своих опытов в этом направлении Мендель взял горох двух цветов и двух фактур. Родители были доминантной и рецессивной гомозиготами. В первом поколении горошины желтые и гладкие, гетерозиготы. Так как при скрещивании двух гетерозигот по обоим признакам от каждого родителя по 4 варианта гамет, то удобно воспользоваться решеткой Пеннета. Для этого гаметы одного родителя записывают по горизонтали, а второго – по вертикали. Затем на пересечениях заполняются ячейки решетки. Если пересчитать количество потомков каждого фенотипа, то получится следующее: 9 шт. – желтый гладкий, 3 шт. – желтый морщинистый, 3 шт. – зеленый гладкий, 1 шт. – зеленый морщинистый Так Мендель пришел кзакону независимого наследования признаков, из которого следует, что при дигибридном скрещивании гены и признаки, за которые отвечают эти гены, наследуются независимо друг от друга. Задачи на моногибридное скрещивание Задача 1. У морских свинок черная окраска шерсти доминирует над белой. Скрестили двух гетерозиготных самца и самку. Какими будут гибриды первого поколения?
F1 - ? ч ч ч б Ответ: ¾ гибридов первого поколения будут черными, ¼ - белыми. Задача 2. У томатов красная окраска плода доминирует над желтой. Переопылили два растения с красной окраской плодов: одно было гомозиготным, другое гетерозиготным. Растения с какими плодами вырастут в первом поколении?
F1 - ? к к Ответ: все растения в первом поколении будут с красными плодами. Задачи на дигибридное скрещивание Задача 1. У человека сложные формы близорукости доминируют над нормальным зрением, карий цвет глаз – над голубым. Кареглазый близорукий мужчина, мать которого имела голубые глаза и нормальное зрение, женился на голубоглазой женщине с нормальным зрением. Какова вероятность в % рождения ребенка с признаками матери?
F1 - ? Ответ: голубые глаза и нормальное зрение имеет ребенок с генотипом aabb. Вероятность рождения ребенка с такими признаками составляет 25 %. Задача 2. У человека рыжий цвет волос доминирует над русым, а веснушки – над их отсутствием. Гетерозиготный рыжеволосый без веснушек мужчина женился на русоволосой женщине с веснушками. Определить в % вероятность рождения ребенка рыжеволосого с веснушками.
F1 - ? Ответ: Рыжеволосый ребенок с веснушками имеет генотип AaBb. Вероятность рождения такого ребенка составляет 50 %. Глава 3. Кодоминирование, взаимодействие генов Ген — это участок ДНК хромосом. Различные формы одного и того же гена, расположенные в одинаковых участках (локусах) гомологичных хромосом и определяющие альтернативные варианты развития одного и того же признака называются аллелями.  Рис.3.1. Расположение гена в хромосоме. Аллельные гены бываю и доминантными, и рецессивными. Мы говорили о том, что доминантные гены подавляют рецессивные в большинстве случаев. Однако это бывает не всегда. Взаимоотношения между генами и признаками носят сложный характер (рис.1.2.).  Рис.3.2 Взаимоотношение между генами и признаками. Выяснилось: что один и тот же ген может оказывать влияние на развитие нескольких признаков. А один и тот же признак может развиваться под влиянием многих генов. Различают две основных группы взаимодействия генов: взаимодействие между аллельными генами и взаимодействие между неаллельнимы генами (рис.1.3.).  Рис.3.3.Взаимодействие между аллельными и неаллельными генами. Однако следует понимать, что это не физическое взаимодействие самих генов, а взаимодействие продуктов, которые эти гены кодируют. В цитоплазме происходит взаимодействие между белками – ферментами или между веществами, которые образовываются под влиянием этих ферментов. Рассмотрим виды взаимодействия генов в генотипе. К взаимодействиям аллельных генов относят: полное доминирование, неполное доминирование, кодоминирование и аллельное исключение. К взаимодействиям неаллельных генов относят: комплементарность, эпистаз, полимерию. К множественному действию одного гена относят ─ плейотроплость. |