БИОЛОГИЯ ЗА 11 КЛАС
Обучителна пътека по математика, биология и ИТ
Целта на този проект е да представи различни хибриди и експерименти в генетиката с подходящи анимации. Това са трудни въпроси по биология и здравно образование. Традиционните методи са интегрирани с новаторско обучение. Подходящо ИТ приложение при обучението
Съдържание Монохибридно кръстосване
Дихибридно кръстосване
Алелни взаимодействия
Неалелни взаимодействия
Унаследяване, свързано с пола
Наследствени болести при човека
За любознателните
Монохибридно кръстосване Пълно доминиране единият алел потиска проявата на другия (Aa); Проследява появата на един белег. P- parenta –родители F – filia – дъщеря поколение АА, Аа, аа –генотип гамети
Генотип съвкупността от гени, локализирани в хромозомата
Фенотип съвкупността от признаците, които даден организъм проявава в индивидуалното си развитие.
Дихибридно кръстосване
Проследява унаследяването на две двойки взаимно изклюващи се признаци. Цвят и форма на грахови семена жълти гладки и зелени грапави В F2 се получават 9жълти гладки: 3 жълти грапави: 3 зелени гладки : 1 зелени грапави, т.е. нови жълти грапави и зелени гладки
F1: всички индивиди имат доминиращия червен цвят. F2: разпадане по фенотип 3:1 поява на белия цвят с рецесивния ген (аа) F3: разпадане по фенотип 5:3 инфо
Монохибридно кръстосване
Непълно доминиране Двата алела проявяват с еднаква сила своето действие. По този начин се получава нов междинен признак; При опитите с грах с червен и бял цвят в F2 се получава нов с розов цвят.
Епистатично взаимодействие
Един ген потиска фенотипната проява на друг ген. Гените, които оказват потискащо действие, се наричат "супресори" или "инхибитори". Те могат да бъдат и доминантни, и рецесивни. Потисканите гени се наричат "хипостатични"
Унаследяване, свързано с пола
При винената мушица (дрозофилата) е установено, че броят на хромозомите в телесните клетки на женските и на мъжките индивиди е еднакъв. При женските индивиди всички хромозоми образуват хомоложни двойки, докато при мъжките остават две хромозоми, които се различават една от друга. Едната от тях се среща и при женските. Това е Ххромозомата. Другата се среща само при мъжките. Тя се означава като Yхромозома
Наследствени болести
Нека направим разлика между вродените и наследствените болести. Ако бременната прекалява с алкохола, плодът може да се роди с тежки увреждания. Те са вродени, но не наследствени. Ако бременната заболее от сифилис, заразата се предава по кръвен път на плода и детето може да се роди с признаци на сифилис, но тази болест не е наследствена. Наследствени са тези болести, които се предават чрез гените на родителите, заложени в хромозомите. Те може да не са били налице у първите хора, но през вековете да са се появили чрез мутация и след това да се предават на поколенията. Някои вродени заболявания се дължат на промяна в броя на хромозомите - в повече или в по-малко, без да са задължително наследствени. Тази промяна (мутация) настъпва спонтанно под влияние на известни и неизвестни фактори. Унаследяването на болестите може да е заложено в половите хромозоми - Х или У. Такава наследственост се нарича полово свързана. Болестите, заложени в останалите хромозоми, се предават по два начина доминантен и рецесивен. доминантен рецесивен
Доминантно унаследяване Всеки носител на болестния ген е засегнат от заболяването. Детето, което получи от този ген, също е болно. От 100 деца, на които единият родител е с дадено доминантно наследено заболяване, 50% ще бъдат болни.
Наследяване по доминантен път назад
Доминантно се унаследяват фамилната хемолитична анемия, джуджешки ръст, неврофиброматоза, синдром на Марфан и др. Това е важно, защото ако у единия от родителите се установи фамилна хемолитична анемия (с увеличена слезка и пристъпи от побледняване и пожълтяване от разпадането на червените кръвни клетки), тогава на семейството може да се даде съответна медикогенетична консултация
При рецесивното унаследяване болестта ще се прояви у детето само, когато получи болестния ген и от бащата, и от майката. Родителите могат да бъдат видимо здрави, но носители на гена. От 100 деца на родители с този ген 25% ще бъдат болни, 25% ще бъдат здрави и 50% видимо здрави, но носители на заболяването, както своите родители.
Рецесивно се унаследяват: муковисцидозата, албинизмът, таласемията, фенилкетонурията и др. При муковисцидозата секретът в бронхите е много гъст, запушва малките бронхи, което е предпоставка за развитието на пневмонии. Освен това гъстият секрет на задстомашната жлеза запушва каналчетата й, храносмилането се разстройва и децата имат хронична диария. Такива деца трудно се отглеждат и не надживяват 20-30 години.
Рецесивно унаследяване
В генетиката има въведена символика, която е универсална и общоприета: Всеки ген (наследствен фактор) се означава с буква; с главно "A" се означава доминиращия алел, а с малко "a" рецесивния алел на същия ген; Полови клетки - наричат се гамети. При мъжките животни се наричат сперматозоиди, а при женските - яйцеклетки; Зигота - сливането на сперматозоидите с яйцеклетките; P - родителска генерация (от латински Parents - родители); X - знак за кръстосване. Женският пол се поставя в ляво от знака, а мъжкият - в дясно; F - означение на поколенията (потомците) от латинското название filia - дъщерна, респективно - синовна генерация; Поредност на генерацията (на поколението) - F1, F2, F3 ... Хомозиготен индивид - този, чиито родителски гамети са внесли еднаква генетична информация АА, аа; Хетерозиготен индивид - този, на когото алелните състояния на гена при двата родителя са внесли различна информация Аа . По отношение на всеки ген организмът може да бъде хомозиготен или хетерозиготен. Генотип - съвкупността от гени на даден индивид, в който е включена генетична информация за цялостното му развитие; Фенотип - реализацията на генотипа в различни признаци на индивидите. Обуславя се от генотипа и от условията на средата, по-конкретно - от сложното взоимодействие между тях;
Монохибридно кръстосване
На анимация се наблюдава как протича монохибридно кръстосване на два организма с по един наблюдаван белег, анализ на потомството им и начинът, по който този белег се проявява в него. Примерът е с два вида грах с червени и бели цветове. Генът, отговорен за цвета на цветовете на граха има два алела – А и а, съответно доминантен и рецесивен. Родителите са хомозиготни, като единият е по доминантните (АА), а другият по рецесивните алели (аа). Получава се хетерозиготно потомство с червен цвят, защото алелът за червен цвят А доминира над този за бял –а. При самоопрашване или кръстосване на индивидите от първото поколение F1 и се наблюдава какво ще се случи в F2. В нашия случай от генотип на първото поколение Aa се получават два вида полови клетки –А и а, които се групират в 4 комбинации, като всяка от тях е вероятна 25% за генотип на потомството. В F2 генотипове са АА, Аа, аА и аа. 75% от тези индивиди ще бъдат с червен цвят, защото имат доминантен алел, а останалите 25% ще бъдат бели, бели защото са хомозиготни по рецесивните алели. Интересно е да се види, какво ще се случи в F3. Първият от генотиповете (АА) ще има потомство само от червени грахови растения, следващите два (Аа) и (аА) са с генотип като родителския и ще имат потомство като в F1, а третият генотип (аа) ще даде само бели цветове на граховите растения. Вижте това в картина като изберете Резултат.
След монохибридното кръстосване интересът му бил насочен към разбиране на механизма на унаследяване на два алтернативни белега. За експериментите си избрал грах. Белезите са цвета и формата на зърната на граховото растение с жълти гладки зърна и със зелени грапави. грапави Двата вида са хомозиготни, жълтият е по доминатните, а зеленият – по рецесивните алели. Какво означават различните алели. Имаме два гена с по два алела – един ген за цвят и втори за форма на зърната. Първият има два алела А и а, съответно за жълт и зелен цвят. Вторият ген също има два алела В и в Грегор Мендел съответно за гладка и грапава форма на зърната. “баща на Двата родителя са хомозиготни в поколение F1 се генетиката” получава хетерозиготен индивид с белезите на правил много родителя с доминантните алели жълт с гладка форма.Мендел не спира до тук. Той кръстосал два опити с грах, индивида от F1, за да види дали изчезналите белези за да открие и на вторият родител ще се проявят в следващото формулира поколение, както и станало. При дихибридно твърденията, кръстосване се получават 16 комбинации от алелите, Пънет за да се които по-късно се се използва решетката на Пънет, проследят гено- и фенотиповете. Освен като превръщат родителските фенотипове има индивиди с в закони на комбинирани белези жълти грапави и зелени генетиката. гладки зърна, от което Мендел извежда един важен закон на генетиката, генетиката че алелите на гените се разпределят независимо един от друг.
Между честотата на алелните състояния на гена, на генотипните и на фенотипните класове има връзка, която се изразява математически чрез формула, разработена през 1908 г. независимо един от друг, от английския математик Харди и немския лекар Вайнберг (закон на Харди-Вайнберг). Учените установяват, че съотношението между хомозиготните и хетерозиготните генотипове се подчинява на математическа закономерност, изразяваща коефициента на разлагане на бинома 2 2. 2
( а + b)
= a + 2ab + b
Математическият израз за връзката между честотата на алелните състояния на даден ген и честотата на генотиповете и фенотиповите има голямо значение за анализа на генотипната структура на разнообразието в популациите както в равновесие, така и в динамика.
По подобен начин сме разработили доста задачи Източници от генетика при човека, изследване на кръвни групи, Биология и здравно образование за 11 клас, цвят на очите, косата и издателство “Просвета” кожата. При решаването им се използват целите или част от вече видяните схеми и анимации. Направили сме и http://www.evolutsionataizmama.com/chapter3.php интересна кръстословица интерактивна книга с генетични понятия. Те са включени в друг проект.
Изложба Интердисциплинарни умения Математика, Биология, ИТ - 2013
По идея на Румяна Недева, учител по математика и ИТ
Благодарим на Кремена Руменова Пламена Цветанова Росица Радкова