1.Προσομοίωση μείωσης 2.Η επέμβαση της τύχης στη δημιουργία γαμετών

Transcript

1 1.Προσομοίωση μείωσης 2.Η επέμβαση της τύχης στη δημιουργία γαμετών Κατά τη διάρκεια της μείωσης, από την οποία δημιουργούνται οι γαμέτες, τα χρωμοσώματα των άωρων γεννητικών κυττάρων μοιράζονται τυχαία. Πολλοί συνδυασμοί χρωμοσωμάτων είναι πιθανοί για τον σχηματισμό κάθε γαμέτη. Έτσι κάθε γαμέτης είναι διαφορετικός από τον άλλο, με αποτέλεσμα ακόμα και τα αδέλφια που έχουν τους ίδιου; γονείς και προέρχονται από την ένωση γαμετών των ίδιων ατόμων να έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά. Θα εξετάσουμε τον σχηματισμό γαμετών και κατόπιν του ζυγωτού, χρησιμοποιώντας για παράδειγμα μόνο 5 από τα 23 ζεύγη χρωμοσωμάτων που έχει ο άνθρωπος στα σωματικά του κύτταρα και μόνο από ένα γονίδιο σε κάθε χρωμόσωμα από τα χιλιάδες που υπάρχουν. Θα ξεκινήσουμε με άωρα γεννητικά κύτταρα γονέων που έχουν τον ίδιο γονότυπο άρα και φαινότυπο για 5 κοινά χαρακτηριστικά (Καστανό χρώμα ματιών, ίσια μύτη, ελεύθεροι λοβοί αυτιών, τριχοφυΐα με κορυφή, αναδίπλωση γλώσσας). Οι γονείς είναι ετερόζυγοι στα παραπάνω χαρακτηριστικά. Με την πρώτη δραστηριότητα θα δούμε πως επιτυγχάνετε η μείωση και η δημιουργία γαμετών. Στη δεύτερη δραστηριότητα θα γίνει «γονιμοποίηση», θα δημιουργήσουμε ζυγωτά και θα μελετήσουμε τον γονότυπο και τον φαινότυπο τους. Η δραστηριότητα αποκτά ενδιαφέρον στο τέλος, όταν συγκεντρώνουμε τα αποτελέσματα από όλες τις ομάδες και συζητάμε για αυτά. ΟΡΓΑΝΑ ΠΟΥ ΘΑ ΧΡΕΙΑΣΤΟΥΝ Τα προσομοιώματα μορίων χημείας.

2 ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1 ΑΣΚΗΣΗ: Προσομοίωση μείωσης Ονοματεπώνυμο: Τάξη: Ημερομηνία: Να απαντήσετε τις παρακάτω ερωτήσεις: 1. Πόσα μόρια DNA είχε το άωρο γεννητικό κύτταρο; (Σταδιο 1)... Πόσα χρωμοσώματα; Μετά το αναδιπλασιασμό πόσα μόρια DNA είχε; (Στάδιο2 )... Πόσα χρωμοσώματα;... Πόσα ζεύγη χρωμοσωμάτων; (Στάδιο 3) Ποιά αποχωρίζονται κατά την διάρκεια της 1ης μειωτικής διαίρεσης; (Στάδιο 4) Ποιές αποχωρίζονται κατά την διάρκεια της 2ης μειωτικής διαίρεσης; (Στάδιο 5) Από το αρχικό άωρο γεννητικό κύτταρο πόσοι γαμέτες δημιουργούνται; Έχουν τον ίδιο αριθμό χρωμοσωμάτων με το αρχικό;... Ποιά σχέση τα συνδέει; Οι γαμέτες έχουν όλοι τον ίδιο αριθμό χρωμοσωμάτων; Οι γαμέτες έχουν όλοι τα ίδια ακριβώς χρωμοσώματα;...

3 ΠΙΝΑΚΑΣ 1 χαρακτηριστικά Ομόλογα χρωμοσώματα (χρώμα) Επικρατές Υπολειπόμενο Γονότυπος γονέων Φαινότυπος γονέων Χρώμα ματιών ΚΟκκινο μικρό γκρι μικρό Οο Καστανά μάτια Σχήμα μύτης Άσπρο πράσινο Αα Ίσια μύτη Λοβοί αυτιών Μαύρο μοβ Μμ Ελεύθεροι λοβοί αυτιών Γραμμή τριχοφυΐας Κόκκινο μεγάλο κίτρινο Κκ Γραμμή τριχοφυΐας με κορυφή Αναδίπλωση γλώσσας Γαλάζιο γκρι μεγάλο Γγ Ικανότητα αναδίπλωσης γλώσσας

4 1 Το DNA βρίσκεται στον πυρήνα υπό μορφή νηματίων ΑΣΚΗΣΗ 1. ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΜΕΙΩΣΗΣ Πάνω στον πάγκο (πυρήνα) υπάρχουν 10 διαφορετικά σφαιρίδια, που το καθένα παριστάνει ένα μόριο DNA(χρωμόσωμα) ενός διπλοειδούς οργανισμού (δηλαδή 5 ζεύγη ομόλογων χρωμοσωμάτων) 2 3 Αντιγραφή του DNA, δημιουργία του χρωμοσώματος που αποτελείται από τις δύο αδελφές χρωματίδες ενωμένες στο κεντρομερίδιο Τα ομόλογα χρωμοσώματα διατάσσονται σε ζεύγη, το ένα απέναντι από το άλλο. Δημιουργούμε τα χρωμοσώματα ενώνοντας τα είδη υπάρχοντα σφαιρίδια με αυτά που βρίσκονται στην άκρη, φροντίζοντας να σχηματίζονται δυάδες από το ίδιο χρώμα (π.χ. άσπρο-άσπρο, μοβ-μοβ...). Για την ένωση τους χρησιμοποιούμε τους συνδέσμους που υπάρχουν. Έχουμε τώρα δέκα χρωμοσώματα, ανά δύο ομόλογα. Τοποθετούμε τα ομόλογα χρωμοσώματα σε δυάδες, την μια κάτω από την άλλη. Ας θεωρήσουμε ότι ομόλογα είναι τα εξής χρωμοσώματα: κόκκινο μικρό με γκρι μικρό, άσπρο με πράσινο, κόκκινο μεγάλο με κίτρινο, γαλάζιο με γκρι μεγάλο, μαύρο με μοβ. Η θέση των ομόλογων χρωμοσωμάτων μπορεί να είναι και αντίθετη π.χ μοβ μαύρο αντί για μαύρο μοβ. 4 Αποχωρίζονται τα ομόλογα χρωμοσώματα κάθε ζεύγους (1 η μειωτική διαίρεση) Αποχωρίζονται τα ομόλογα χρωμοσώματα κάθε ζεύγους (1 η μειωτική διαίρεση). Έχουμε τώρα δύο ομάδες (κύτταρα) των πέντε χρωμοσωμάτων η κάθε μία. 1 ο κύτταρο 2 ο κύτταρο 5 6 Σε καθένα από τα δύο κύτταρα τα χρωμοσώματα διατάσσονται σε ένα επίπεδο (το ένα κάτω από το άλλο) Σε καθένα από τα δύο κύτταρα οι αδελφές χρωματίδες κάθε χρωμοσώματος αποχωρίζονται (2 η μειωτική διαίρεση) Τοποθετούμε σε κάθε μία από τις δύο ομάδες τα χρωμοσώματα το ένα κάτω από το άλλο. Διαχωρίζω τα σφαιρίδια και δημιουργώ τέσσερις ομάδες (2Χ2) των πέντε σφαιριδίων (μόρια DNA) η κάθε μία (2 η μειωτική διαίρεση). ΔΕΝ ΠΕΙΡΑΖΟΥΜΕ ΤΙΣ ΟΜΑΔΕΣ. ΘΑ ΤΙΣ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΣΟΥΜΕ ΣΤΗΝ ΕΠΟΜΕΝΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ. 1 Ος γαμέτης 2 ος γαμέτης 3 ος γαμέτης 4 ος γαμέτης

5 ΑΣΚΗΣΗ 2. ΚΛΗΡΟΝΟΜΙΚΟΤΗΤΑ Αρχίζουμε την δραστηριότητα Μπροστά σας, στον πάγκο, έχετε τέσσερις ομάδες σφαιριδίων που παριστάνουν τους γαμέτες. Φροντίστε ώστε στη 1 η και στη 3 η ομάδα όλα τα σφαιρίδια να έχουν συνδέσμους ενώ στην 2 η και στην 4 η όχι. (Τα χρώματα είναι ενδεικτικά) Δώστε την 1 η ομάδα σφαιριδίων στον πάγκο που βρίσκεται δεξιά σας. Την 3 η ομάδα σφαιριδίων να την δώσετε στον πάγκο που βρίσκεται αριστερά σας. (Καλύτερα όμως να ακολουθήσετε σε αυτό το στάδιο τις οδηγίες του καθηγητή). Συγχρόνως θα σας δώσουν δύο ομάδες σφαιριδίων. Τώρα έχετε στον πάγκο σας ξανά τέσσερις ομάδες σφαιριδίων (γαμέτες), δύο από αυτές που είχατε στην αρχή (όχι όμως ίδιες μεταξύ τους) και δύο που σας έχουν δώσει (διαφορετικές ομάδες μαθητών). Ανά δύο ομάδες αποτελούν ένα ζυγωτό, το πρώτο κύτταρα ενός οργανισμού. Στο στάδιο αυτό θα εντοπίσετε τα ομόλογα χρωμοσώματα κάθε ζυγωτού. Για ευκολία θα ενώσετε τα ομόλογα σφαιρίδια ( χρωμοσώματα) κάθε ομάδας. Τα ζεύγη ομολόγων θα τα βρείτε από τον ΠΙΝΑΚΑ 1. Π.χ. το κίτρινο σφαιρίδιο θα το ενώσετε με κίτρινο ή με κόκκινο μεγάλο. Όχι με άλλο χρώμα γιατί δεν είναι ομόλογο με τα άλλα. Το ίδιο θα κάνετε και με τα άλλα σφαιρίδια. Όταν τελειώσετε πρέπει να έχετε μπροστά σας ταξινομημένα τα χρωμοσώματα των δύο ζυγωτών σε ζεύγη. Κατά κάποιο τρόπο έχετε τον καρυότυπο τους. Μένει να συμπληρώσετε το φύλλο εργασίας και να βρείτε τον φαινότυπο των παιδιών. 1 Ος γαμέτης 2 ος γαμέτης 3 ος γαμέτης 4 ος γαμέτης 1 ο ζυγωτό 2 ο ζυγωτό ΥΠΕΝΘΥΜΙΖΩ ΟΤΙ ΤΑ ΧΡΩΜΑΤΑ ΠΟΥ ΦΑΙΝΟΝΤΑΙ ΕΙΝΑΙ ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΑ. ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΕΙΝΑΙ ΟΠΟΙΟΣΔΗΠΟΤΕ ΣΥΝΔΥΑΣΜΟΣ

6 ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 2 ΑΣΚΗΣΗ: Η επέμβαση της τύχης στη δημιουργία των απογόνων. Ονοματεπώνυμο: Τάξη: Ημερομηνία: Να συμπληρώσετε τον παρακάτω πίνακα ακολουθώντας τις παρακάτω οδηγίες: 1. Να κυκλώσετε στην δεύτερη στήλη του πίνακα τους συνδιασμούς των χρωμάτων που αντιστοιχούν στο πρώτο θυγατρικό κύτταρο που σχηματίσατε 2. Να γράψετε στη Τρίτη στήλη του πίνακα τον γονότυπο που αντιστοιχεί σε κάθε ένα από τους συνδιασμούς που κυκλώσατε. 3. Να γράψετε στην τέταρτη στήλη τον φαινότυπο που αντιστοιχεί στον γονότυπο της τρίτης στήλης. Μπορείτε να συμβουλευτείτε τις αντιστοιχίες που υπάρχουν κάτω από τον Πίνακα. 4. Να επαναλάβετε την ίδια διαδικασία για το δεύτερο θυγατρικό κύτταρο. Χαρακτηριστικό Χρώμα ματιών Σχήμα μύτης Λοβοί αυτιών Γραμμή τριχοφυΐας Αναδίπλωση γλώσσας 1 Ος ΑΠΟΓΟΝΟΣ 2 Ος ΑΠΟΓΟΝΟΣ ΓΟΝΕΙΣ Συνδιασμός προσομοιωμάτων Γονότυπος Φαινότυπος Συνδιασμός προσομοιωμάτων ΚΟκκινο-ΚΟκκινο ΚΟκκινο-ΚΟκκινο ΚΟκκινο γκρι μικρό ΚΟκκινο γκρι μικρό γκρι μικρό- γκρι μικρό γκρι μικρό- γκρι μικρό Ασπρο Ασπρο Ασπρο Ασπρο πράσινο Ασπρο πράσινο Ασπρο πράσινο πράσινο πράσινο πράσινο Μαύρο Μαύρο Μαύρο Μαύρο Μαύρο μοβ Μαύρο μοβ μοβ μοβ μοβ μοβ Κόκκινο Κόκκινο Κόκκινο Κόκκινο Κόκκινο κίτρινο Κόκκινο κίτρινο κίτρινο κίτρινο κίτρινο κίτρινο Γαλάζιο Γαλάζιο Γαλάζιο Γαλάζιο Γαλάζιο γκρι Γαλάζιο γκρι γκρι - γκρι γκρι - γκρι Γονότυπος Φαινότυπος Γονότυπος Φαινότυπος Οο Αα Μμ Κκ Γγ Καστανά Ίσια Ελεύθεροι Με κορυφή Ναι Αντιστοιχίες: κοκκινο μικρό :Καστανό χρώμα ματιών. Επικρατές. Ο Μαύρο : Ελεύθεροι λοβοί αυτιών Επικρατές Μ Γκρι μικρό Γαλάζιο χρώμα ματιών Υπολειπόμενο ο μοβ : Προσκολλημένοι Υπολειπόμενο μ Άσπρο Ίσια μύτη Επικρατές Α Κόκκινο μεγάλο : Τριχοφυΐα με κορυφή Επικρατές Κ Πράσινο Ανασηκωμένη μύτη Υπολειπόμενο α κίτρινο : χωρίς κορυφή Υπολειπόμενο κ Γαλάζιο : Αναδιπλωση γλώσσας Επικρατές Γ γκρι μεγάλο : Μη αναδίπλωση Υπολειπόμενο γ

7 Ερωτήσεις: 1. Να συγκρίνετε τους γονότυπους των απογόνων μεταξύ τους. Είναι ίδιοι ή διαφορετικοί; 2. Να συγκρίνετε τους γονότυπους των απογόνων με τον γονότυπο των γονέων. Είναι ίδιοι ή διαφορετικοί; 3. Να συγκρίνετε τους φαινότυπους των απογόνων μεταξύ τους. Είναι ίδιοι ή διαφορετικοί; 4. Να συγκρίνετε τους φαινότυπους των απογόνων με τον φαινότυπο των γονέων. Είναι ίδιοι ή διαφορετικοί;