Полная версия

Главная arrow Прочие arrow Биология: генетика. Практический курс

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Динамика генотипов в автогамных популяциях

Цель:

  • 1) установить генетическую структуру и особенности наследования признаков в автогамной популяции;
  • 2) разработать методические рекомендации по организации учебного процесса при изучении этой темы в системе среднего образования.

Контрольные вопросы:

  • 1. Популяция — элементарная единица эволюции.
  • 2. Менделевская популяция. Особенности наследования признаков.
  • 3. Генетическая структура панмиктической популяции.
  • 4. Понятия «сорт», «порода», «штамм», «чистая линия».
  • 5. Содержание и значение работ Иогансена.
  • 6. Генетическая структура автогамной популяции.
  • 7. Процесс гомозиготизации в автогамной популяции.
  • 8. Нарушение генетической структуры автогамной популяции.

Практическая работа

Определение динамики генотипов в пяти поколениях модельной автогамной популяции

Объект исследования: модельная популяция с определенной частотой генотипов.

Пояснение к заданию

Генетическая структура популяции представлена различными генотипами в определенном соотношении. Концентрация всех генотипов принимается за 100 % или за 1, соответственно, концентрация частот отдельных генотипов и аллелей — за части от 100 % или доли 1.

При анализе генетической структуры и динамики ее в ряде поколений по одной паре аллелей, обусловливающих развитие признака, необходимо прежде всего установить способ размножения, а также помнить, что гетерозиготная родительская форма образует в равновероятном количестве два типа гамет —Л и а. Сочетание гамет при оплодотворении также равновероятно. При условии, что все особи в идеальной популяции жизнеспособны, коэффициент размножения равен 4, так как образуется 4 зиготы от одной самоопыляемой гетерозиготной особи.

Если модельная популяция представлена определенным количеством определенных генотипов, то следует рассчитать процентное их соотношение. Для этого общее число особей с разными генотипами условно принимается за 100 %, количество особей одного генотипа за х %. Затем, используя коэффициент размножения, рассчитывается число потомков в каждом последующем поколении от определенного генотипа с учетом, что каждая гетерозиготная особь образует 3 генотипических типа потомков в соотношении 1АА : 2Аа : 1аа, а две таких особи, соответственно, 2АА : 4Аа : 2аа. Каждая гомозиготная особь образует 4 себе подобных, например, две гомозиготы по рецессивной аллельной паре в следующем поколении дадут 8аа (2 х 4). В каждом поколении в итоге определяется генетическая структура в абсолютном и в процентном количестве. Например:

Поколение

Соотношение генотипов

%

гомозигот

гетерозигот

Исходное

2 аа 3Аа

40

60

Окончание таблицы

Поколение

Соотношение генотипов

%

гомозигот

гетерозигот

Fi

70

30

f2

73,9

26,1

F3

88,4

13,6

И т. д.

Ведя расчет и дальше таким же образом, уже в пятом поколении можно получить 98 % гомозиготных форм, что свидетельствует о процессе гомозиготизации. При этом фиксируется новообразование в генетической структуре модельной популяции — появление гомозиготных форм с доминантным состоянием аллельных генов, которые не входили в состав исходной популяции. Число гомозиготных форм, особенно с рецессивным фенотипом, от поколения к поколению увеличивается, а количество гетерозигот уменьшается в каждом поколении ровно вдвое по отношению к числу гомозигот.

При столь громоздких арифметических расчетах для удобства в каждом поколении можно сокращать цифры на два, например: во втором поколении зарегистрировано — 50аа, 24Аа, 18АА, при сокращении на 2, получается результат — 25аа, 12Аа, 9АА.

Правильность расчетов можно проверить по формуле с учетом коэффициентов (К), свидетельствующих о количественном составе генотипа в популяции:

где п — число поколений.

Методическая часть

Понятие «автогамная популяция» входит в состав ведущего биологического понятия — «популяция», формирование которого организуется в 9 классе на ступени предпрофильной подготовки при изучении содержания раздела «Развитие живой природы», темы «Общие закономерности развития живой природы» по программе Захарова (2000) и в разделах «Основы генетики», «Эволюционное учение» по программе под редакцией Пономаревой (2007). Анализ программных документов и учебной литературы показывает, что этому понятию (автогамные популяции) в школьном курсе биологии уделяется мало внимания. Это можно объяснить тем, что автогамные популяции в природе встречаются редко. Но тем не менее имеют большое практическое значение, так как именно ими представлены сорта культурных растений. Знание генетической структуры каждого сорта необходимо для производства, оно обеспечивает повышение урожайности культуры и ее качество.

Анализ содержания (состава признаков) понятия «автогамные популяции» указывает на невысокую сложность его. Но такие частные понятия, как «генетическая структура автогамной популяции», «механизм процесса гомозиготизации» требуют определенного методического подхода при их формировании, так как они основываются на большом объеме внутрипредметной (основы генетики и селекции) и межпредметной (математика) подготовке. Таким образом, при перечислении признаков понятия «автогамная популяция» в логической взаимосвязи обязательным элементом в учебном процессе должна стать практическая работа, направленная на формирование таких взаимосвязанных между собой признаков, как генетическая структура и процесс гомозиготизации, с указанием научно-теоретической и практической значимости.

Задание

  • 1. Проанализировать динамику генетической структуры модельной автогамной популяции в течение пяти поколений, описать характер процесса, происходящего в ней. Исходные популяции: 1А4 : 2Аа, 1Аа : 2аа, 2Аа : 1Аа. Правильность выполненной работы проверить, ответы: 63А4 : 2Аа: 31аа, 31А4 : 2Аа : 159аа, 159А4 : 2Аа : 31аа.
  • 2. Разработать методические подходы по организации практической работы, направленной по выявление смысла процесса гомозиготизации в автогамных популяциях, определив место изучения этого материала и его внутрипредметные связи.
 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>