Как просто объяснить полимерное взаимодействие генов

Как просто объяснить полимерное взаимодействие генов.

Автор: учитель биологии высшей категории Фалина Ирина Валериевна, МБОУ Школа №144, г. Самара, Самарская область.

Аннотация: Для понимания механизма кумулятивной полимерии предлагается смоделировать расщепление по фенотипу у гибридов второго поколения.

Ключевые слова: полимерия, генетика, взаимодействие генов, моделирование процесса.

        Биология как наука содержит в себе много загадок. Многие из них еще предстоит исследовать, аргументировать, разгадать… Но даже то, что известно современной науке, бывает очень сложно объяснить ученикам. Я хочу остановиться на одном из вопросов генетики, а именно на теме «Взаимодействие генов». Данную тему проходят в 10-м классе, изучение идет на углубленном уровне. Занятия посещают ребята, которые интересуются предметом и планируют выбрать профессию, связанную с биологией. Многие выбирают для поступления медицинский институт. Но даже они испытывают затруднения при решении задач по данной теме. И тогда я решила при разборе решений использовать моделирование с помощью несложных опытов.

На занятиях применяла обычную химическую посуду.

Фото 1. Химическая посуда, используемая для практических и лабораторных работ.

Моделирование полимерного взаимодействия генов

Полимерия: за формирование признака отвечает несколько генов, например, так наследуется цвет кожи человека или окраска зерен кукурузы. Полимерное взаимодействие неаллельных генов может быть кумулятивным и некумулятивным.

Кумулятивная полимерия характеризуется тем, что признак проявляется с разной интенсивностью. Если в генотипе только один доминантный ген, то признак выражен слабо. С увеличением количества доминантных генов, отвечающих за развитие данного признака, степень проявления признака усиливается. При некумулятивной полимерии признак проявляется при наличии любого количества доминантных аллелей полимерных генов. Если доминантных генов нет, то признак не проявляется. Например, наследование формы стручка у пастушьей сумки.

        Разбираем решение задачи: От скрещивания растения сорта с красными цветами и растения сорта с белыми цветами ученые получили семена, при проращивании которых всегда вырастают растения с венчиками розовой окраски. Ученые решили закрепить этот сорт и произвели самоопыление розовоцветковых растений. Но, увы: из полученных семян выросли растения, у которых цветки были разной градации цвета от белого до красного.

Сколько разных фенотипов оказалось среди растений F2? Объясните полученные результаты. Оформляем решение задачи по алгоритму:

Фото 2. Оформление решения задачи на кумулятивную полимерию, получение F1.

Фото 3. Оформление решения задачи на кумулятивную полимерию, получение F2.

        Чтобы было понятно, какое получается расщепление в потомстве по фенотипу, моделируем процесс. Предлагаю ученикам самостоятельно провести опыт.

Оборудование: мерные цилиндры или колбы, пипетка, стеклянная палочка, вода, акварельная краска.

Берем пять мерных цилиндров, наливаем одинаковое количество воды. В шестом цилиндре  разводим красную акварельную краску. С помощью пипетки производим простое действие: набираем окрашенный раствор и приливаем в подготовленные цилиндры (или колбы). Ход работы:

1) В первый сосуд 5 капель – раствор становится бледно- розовым.

2) Во второй сосуд 10 капель – раствор становится более насыщенным.

3) В третий сосуд 15 капель – раствор приобретает более интенсивную окраску.

4) В четвертый сосуд 20 капель – в этой емкости раствор будет самого насыщенного цвета.

5) В пятый цилиндр окрашенную жидкость не добавляем. Это модель растения с белыми цветами.

Последовательность производимых действий можно посмотреть на фотографии ниже.

Фото 4. Последовательность действий при моделировании результатов кумулятивной полимерии.

В тетради ученики оформляют полученные результаты в виде таблицы:

Фото 5. Оформление результатов по моделированию действия генов при кумулятивной полимерии.

В конце работы ученики пишут вывод, в котором формулируют закономерности полимерного влияния генов. Для этого сравнивают окраску полученных растворов. Сравнение лучше проводить на белом фоне.

Фото 6. Сравнение окраски растворов, моделирующих количество доминантных генов при кумулятивной полимерии.

      Самое основное, что наглядно помогает понять данное моделирование: при кумулятивной полимерии от количества доминантных генов зависит фенотипическая интенсивность проявления исследуемого признака.

Используемые источники:

1.Химическая посуда https://pixabay.com/ru/photos/%d0%bb%d0%b0%d0%b1%d0%be%d1%80%d0%b0%d1%82%d0%be%d1%80%d0%b8%d1%8f-%d1%85%d0%b8%d0%bc%d0%b8%d1%8f-%d1%85%d0%b8%d0%bc%d0%b8%d1%87%d0%b5%d1%81%d0%ba%d0%b8%d0%b9-%d1%81%d0%be%d1%8e%d0%b7%d1%8b-1009178/

2.Фото 2, фото 3, фото 4, фото 5 – автор-составитель Фалина И.В.

3.Фотография приливания раствора с помощью пипетки на фото 4 https://www.pexels.com/ru-ru/photo/8325703/

4.Колба на фото 4 https://pixabay.com/ru/vectors/%d1%84%d0%bb%d1%8f%d0%b3%d0%b0-%d0%ba%d0%be%d0%bb%d0%b1%d1%8b-%d1%85%d0%b8%d0%bc%d0%b8%d1%8f-%d1%8d%d0%ba%d1%81%d0%bf%d0%b5%d1%80%d0%b8%d0%bc%d0%b5%d0%bd%d1%82-349430/

5.Фотография добавление раствора при моделировании полимерии на фото 5 https://ru.freepik.com/free-photo/scientists-hand-with-a-medical-glove-analyzing-chemistry-samples-in-glass-chemistry-flasks_7814424.htm

6.Фото 6. Сравнение окраски растворов https://ru.freepik.com/free-photo/chemistry-flasks-in-a-row-with-different-colored-dangerous-toxic-liquid-in-them_7901177.htm