§ 9.3. ВЗАЄМОДІЯ ГЕНІВ. ЗЧЕПЛЕНЕ УСПАДКУВАННЯ ОЗНАК

• Назад до змісту

НАВЧАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ

Які є основні види взаємодії алельних та неалельних генів? Пояснення з використанням табличної схеми «Деталізація». ВЗАЄМОДІЯ ГЕНІВ

Р Формулює визначення терміну «ВЗАЄМОДІЯ ГЕНІВ»:
Взаємодія генів — це спільна участь різних генів у формуванні певних ознак організму шляхом взаємодії їхніх функціональних продуктів — білків та молекул РНК.

В Наводить приклади різних видів взаємодії генів:

• Повне домінування: успадкування забарвлення насіння гороху (жовте пригнічує зелене), низький зріст у людини як домінантна ознака над високим.
• Неповне домінування: проміжне успадкування форми волосся людини (хвилясте у гетерозигот), забарвлення ягід суниць (рожеві ягоди), забарвлення пір’я курей (зозулясте).
• Множинний алелізм: успадкування груп крові системи $AB0$ у людини (алелі $I^0$, $I^A$, $I^B$), забарвлення очей у дрозофіли.
• Комплементарність: формування зеленого оперення у хвилястих папуг за одночасної наявності домінантних алелів жовтого ($A$) та синього ($B$) кольорів.
• Епістаз: пригнічення прояву забарвлення плодів гарбуза або забарвлення оперення у курей домінантним алелем іншого гена.
• Полімерія: пігментація шкіри в людини, яка залежить від кількості домінантних алелів шести неалельних генів.

К Конструює схему:

С Пояснює особливості взаємодії генів та формулює висновок:
Гени взаємодіють не самі по собі всередині молекули ДНК, а через синтезовані білки-ферменти, структурні поліпептиди чи регуляторні РНК на біохімічних шляхах клітини.
Висновок: генотип функціонує як єдина збалансована система, де формування будь-якої ознаки є наслідком взаємодії алельних або неалельних генів між собою та з факторами довкілля.

РОЗВИВАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ

Як відбувається зчеплене успадкування ознак? Практична вправа. Складання схем дигібридного зчепленого успадкування двох ознак у дрозофіли

Р Визначає поняття «ЗЧЕПЛЕНЕ УСПАДКУВАННЯ»:
Зчеплене успадкування — це спільне успадкування генів, які локалізовані в одній і тій самій хромосомі та утворюють єдину групу зчеплення.

В Пояснює основну причину зчепленого успадкування:
Причиною є спільне фізичне розташування множини генів в одній хромосомі (одній молекулі ДНК), внаслідок чого під час поділу клітини та утворення гамет вони передаються до нащадків разом.

К Виконує дії та конструює інфомалюнок «ЗЧЕПЛЕНЕ УСПАДКУВАННЯ»:
Розпізнання та цитологічне обґрунтування:

• Повне зчеплення виникає за повної відсутності кросинговеру між гомологічними хромосомами (наприклад, у самців дрозофіли), внаслідок чого утворюються лише вихідні батьківські типи гамет.
• Неповне зчеплення спостерігається тоді, коли в профазі мейозу I відбувається кросинговер (перехрест та обмін ділянками хроматид), що зумовлює появу невеликої частки рекомбінантних (кросоверних) нащадків.

Схема схрещування з повним зчепленням генів (самець дигетерозиготний):

• Батьки ($P$): $\ female\ \dfrac{b\ v}{b\ v}$ (чорне тіло, зачаткові крила) $\times\ \male\ \dfrac{B\ V}{b\ v}$ (сіре тіло, нормальні крила).
• Гамети ($G$): від самки — $(b\ v)$; від самця (без кросинговеру) — $(B\ V)$ та $(b\ v)$.
• Нащадки ($F_1$):
  • $\dfrac{B\ V}{b\ v}$ ($50\%$) — сіре тіло, нормальні крила;
  • $\dfrac{b\ v}{b\ v}$ ($50\%$) — чорне тіло, зачаткові крила.
• Співвідношення розщеплення за фенотипом: $1 : 1$.

Схема схрещування з неповним зчепленням генів (самка дигетерозиготна):

• Батьки ($P$): $\ female\ \dfrac{B\ V}{b\ v}$ (сіре тіло, нормальні крила) $\times\ \male\ \dfrac{b\ v}{b\ v}$ (чорне тіло, зачаткові крила).
• Гамети ($G$): від самця — $(b\ v)$; від самки — некросоверні $(B\ V)$ [$41{,}5\%$], $(b\ v)$ [$41{,}5\%$] та кросоверні $(B\ v)$ [$8{,}5\%$], $(b\ V)$ [$8{,}5\%$].
• Нащадки ($F_1$):
  • $\dfrac{B\ V}{b\ v}$ ($41{,}5\%$) — сіре тіло, нормальні крила (некросоверні);
  • $\dfrac{b\ v}{b\ v}$ ($41{,}5\%$) — чорне тіло, зачаткові крила (некросоверні);
  • $\dfrac{B\ v}{b\ v}$ ($8{,}5\%$) — сіре тіло, зачаткові крила (кросоверні);
  • $\dfrac{b\ V}{b\ v}$ ($8{,}5\%$) — чорне тіло, нормальні крила (кросоверні).
• Сумарна частка рекомбінантів: $8{,}5\% + 8{,}5\% = 17\%$ (відстань між генами — 17 морганід).

С Організовує дослідження зчепленого успадкування ознак на конкретному прикладі:

• Мета дослідження: визначити взаємне розташування генів забарвлення тіла та довжини крил у плоofficeвої мушки дрозофіли.
• Методика: схрещування чистих ліній мушок для отримання гетерозигот та наступне аналізуюче схрещування гібридної самки з рецесивним самцем.
• Фіксація фактів: підрахунок кількості нащадків за 4 фенотиповими групами.
• Інтерпретація: різке переважання батьківських фенотипів ($83\%$) над новими сполученнями ($17\%$) підтверджує локалізацію обох генів у другій хромосомі та дає змогу визначити відстань між ними в 17 морганід.

ЦІННІСНЕ ЗАВДАННЯ

Які ознаки успадковуються зчеплено зі статтю? Практична вправа. Успадкування забарвлення шерсті у кішок

Р Визначає поняття «Зчеплене зі статтю успадкування ознак»:
Зчеплене зі статтю успадкування — це передача ознак наступним поколінням через гени, які розташовані у статевих хромосомах ($X$ або $Y$).

В Ілюструє прикладами зчеплене зі статтю успадкування ознак:

• Ознаки, зчеплені з $X$-хромосомою: гемофілія, дальтонізм, гіпоплазія емалі зубів у людини, черепахове забарвлення шерсті у кішок, червоний/білий колір очей у дрозофіли.
• Ознаки, зчеплені з $Y$-хромосомою: гіпертрихоз краю вушної раковини, іхтіоз (луската шкіра) у чоловіків.

К Складає схему схрещування та конструює інфографіку:
Позначення алелів: $X^B$ — руде забарвлення, $X^b$ — чорне забарвлення, $X^B X^b$ — черепахове (мозаїчне) забарвлення.

а) Кіт чорний ($X^b Y$), кішка руда ($X^B X^B$):

• Гамети: від кота — $X^b$, $Y$; від кішки — $X^B$.
• Нащадки ($F_1$):
  • $X^B X^b$ ($50\%$) — черепахові кішки;
  • $X^B Y$ ($50\%$) — руді коти.

б) Кіт чорний ($X^b Y$), кішка черепахова ($X^B X^b$):

• Гамети: від кота — $X^b$, $Y$; від кішки — $X^B$, $X^b$.
• Нащадки ($F_1$):
  • $X^B X^b$ ($25\%$) — черепахова кішка;
  • $X^b X^b$ ($25\%$) — чорна кішка;
  • $X^B Y$ ($25\%$) — рудий кіт;
  • $X^b Y$ ($25\%$) — чорний кіт.

в) Кіт рудий ($X^B Y$), кішка чорна ($X^b X^b$):

• Гамети: від кота — $X^B$, $Y$; від кішки — $X^b$.
• Нащадки ($F_1$):
  • $X^B X^b$ ($50\%$) — черепахові кішки;
  • $X^b Y$ ($50\%$) — чорні коти.

С Виявляє ставлення на рівні реагування та пояснює НЕОБХІДНІСТЬ та ВИПАДКОВІСТЬ у зчепленому зі статтю успадкуванні ознак:

• Необхідність: передача хромосом чітко підпорядкована законам мейозу; батько обов’язково передає свою єдину $X$-хромосому всім дочкам, тому народження черепахових дочок від чорного кота і рудої кішки є біологічною закономірністю.
• Випадковість: випадковим є те, який саме сперматозоон ($X$ чи $Y$) запліднить яйцеклітину, а також яку з двох хромосом ($X^B$ чи $X^b$) передасть гетерозиготна мати своєму нащадку (ймовірність становить рівно $50\%$).

САМОРОЗВИТОК

САМОНАВЧАННЯ

Комунікаційне завдання. Творча вправа «Незвичайне використання»

Тест на креативність (варіанти нестандартного використання предметів та образів за малюнками 1–10):

• Малюнок 1 (шприц): прес для видавлювання візерунків із крему на торт; дозатор добрив під корінь розсади; міні-помпа для відкачування води з вузьких щілин.
• Малюнок 2 (циферблат / диск із секторами): палітра для змішування художніх фарб; органайзер для сортування дрібного насіння; диск для настільної гри-рулетки.
• Малюнок 3 (кісточка / еліпс з обідком): декоративна підставка під гаряче горнятко; обважнювач для штор; модель клітини для уроку біології.
• Малюнок 4 (шкарпетка / рукавиця): чохол для захисту об’єктива фотоапарата; основа для створення пальчикової іграшки; м’який полірувальник для меблів.
• Малюнок 5 (гриб / парасолька): лійка-розпилювач для дбайливого поливу моху; козирок для садового світильника; захисний навіс для годівнички птахів.
• Малюнок 6 (гудзик із двома отворами): котушка для намотування навушників; фіксатор для кріплення шнурів під столом; коліщатко для іграшкової моделі.
• Малюнок 7 (коробка з отворами): безпечна мильниця з дренажем; тренажер для розвитку моторики пальців; будиночок для корисних комах-хижаків.
• Малюнок 8 (двері з ручками): настінний органайзер для ключів; планшет для кріплення фотографій; переносна дошка для малювання крейдою.
• Малюнок 9 (лупа / коло з держаком): захисний екран під час стругання деревини; дзеркальце для огляду важкодоступних вузлів велосипеда; декоративна рамка для портрета.
• Малюнок 10 (човник / миска): годівниця для акваріумних рибок; форма для заливання гіпсових фігурок; підставка під пензлі художника.

САМООЦІНЮВАННЯ

Творча вправа. Органи рослин здатні до самоочищення…

Вибір варіантів з назвою явища та рослинного воску:

• Назва явища в біології: В ефект лотоса ✅
• Рослинний віск, що вкриває листки: Г кутин ✅

Три приклади застосування цього явища у різних галузях практичної діяльності людини:

• Виробництво самоочисних фасадних фарб і штукатурок для будинків, з яких бруд змивається звичайними краплями дощу.
• Створення ультрагідрофобних тканин для виготовлення водовідштовхувального захисного одягу, туристичного спорядження та взуття.
• Нанесення нанопокриттів на автомобільне скло, сонячні панелі та сенсорні екрани для запобігання налипанню пилу й утворенню водяних патьоків.