Оформление задач по генетике
ОГЛАВЛЕНИЕ
ГЕНЕТИКА КАК НАУКА
ГЕНЕТИКА КАК НАУКА
Генетика — это наука о законах и механизмах наследственности и изменчивости организмов.
• Наследственность — способность организмов передавать свои признаки и особенности развития потомству (рис. 1).
Рис. 1 Примеры наследственности
| Изменчивость |
| -модификацинная |
| Ненаследственная (фенотипическая) Рис.2 |
| Ненаследственная (генотипическая) Рис. 3.1, 3.2 |
| - комбинативная - мутационная |
К ненаследственной изменчивости относятся изменения изменение внешних признаков (фенотипа), которые не сохраняющиеся в поколении. К ним относятся модификации, которые возникают под действием окружающей среды.
Примеры:
у насекомых и других животных → смена окраски шерсти у некоторых млекопитающих при изменении погодных условий (например, у зайца),
у человека → увеличение уровня эритроцитов при подъёме в горы, увеличение пигментации кожи при интенсивном воздействии ультрафиолетовых лучей, развитие костно-мышечной системы в результате тренировок (рис. 2).
Рис. 2 Развитие костно-мышечной системы в результате тренировок
Наследственная изменчивость представляет собой изменения генотипа, которые сохраняются в ряду поколений. К ним относятся комбинации и мутации. Комбинационная изменчивость возникает при перекомбинации (перемешивании) генов отца и матери.
Пример:
у цветка ночная красавица есть лепестки розового цвета возникают при сочетании (комбинации) красного и белого гена (рис. 3.1).
Мутационная изменчивость - это изменения ДНК клетки (изменение строения и количества хромосом). Возникают под действием ультрафиолета, радиации (рентгеновских лучей) и т.п.
Рис. 3.1 Образование лепестков розового цвета у ночной красавицы
Примеры:
у человека → трисомия по 21-й паре (синдром Дауна),
у животных → двуглавие (рис. 3.2).
Рис.3.2. Двуглавая черепаха из Китая
ГЕНОМ
Геном — совокупность наследственного материала, находящийся в клетке организма. Большинство геномов, в том числе геном человека и геномы всех остальных клеточных форм жизни, построены из ДНК.
Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) — макромолекула обеспечивающая хранение, передачу и реализацию из поколения в поколение генетической программы развития и функционирования живых организмов.
Генотип — совокупность генов данного организма.
Итак, геном является характеристикой вида в целом, а генотип - отдельной особи.
• Ген — элементарная единица наследственностиживых организмов. Ген представляет собой участок ДНК ответственный за проявление какого-либо признака (рис. 4).
Гены есть в ядре каждой клетки живого организма рис. 5.
Рис. 4 Расположение гена в клетке
В результате взаимодействия генотипа с факторами окружающей среды формируется фенотип, то есть совокупность всех признаков и свойств организма. Примеры: рост, масса тела, цвет глаз, форма волос, группа крови, левша, правша.
К фенотипу относятся не только внешние признаки, но и внутренние: анатомические, физиологические, биохимические. Каждая особь имеет свои особенности внешнего вида, внутреннего строения, характера обмена веществ, функционирования органов, т.е. свой фенотип, который сформировался в определённых условиях среды.
| Признаки | |
| морфологические (внешние) | цвет глаз, окраска цветков |
| гистологические | форма и размеры клеток |
| биохимические | форма молекулы структурного белка или фермента |
| анатомические | строение внутренних органов и тканей |
СТРОЕНИЕ ХРОМОСОМЫ
Хромосомыявляются структурным элементом ядра в котором заключена вся наследственная информации.
Схематическое изображение хромосомы
СКРЕЩИВАНИЕ
Скрещивание — один из методов селекции растений и животных. Естественное или искусственное соединение двух наследственно различающихся генотипов посредством оплодотворения.
Скрещивание гомозиготного организма с рецессивной гомозиготой называетсяанализирующим.
Анализирующее скрещивание – скрещивание, проводящееся для определения генотипа организма. Для этого подопытный организм скрещивают с организмом, являющимся рецессивной гомозиготой по изучаемому признаку. Допустим, надо выяснить генотип растения гороха, имеющего жёлтые семена. Возможны два варианта генотипа подопытного растения: он может являться либо гетерозиготой (Аа), либо доминантной гомозиготой (Аа). Для установления его генотипа проведём анализирующее скрещивание с рецессивной гомозиготой (аа) – растением с зелёными семенами.
Таким образом, если в результате анализирующего скрещивания в F1 наблюдается расщепление в соотношении 1:1, то подопытный организм был гетерозиготен; если расщепления не наблюдается и все организмы в F1 проявляют доминантные признаки, то подопытный организм был гомозиготен.
Схрещивание
Гаметы - половые клетки животных и растений. Обеспечивает передачу признаков от родителей потомкам. Обладает уменьшенным вдвое (гаплоидным) набором хромосом по сравнению с соматической клеткой. Половые клетки несущие наследственную информацию.
Возникновение нового организма в результате оплодотворения, слияние мужской и женской гамет с гаплоидным набором хромосом. Биологическое значение: восстановление диплоидного (двойного) набора хромосом в зиготе.
Гомозигота Гомозигота - организм (зигота), имеющий одинаковые аллели одного гена в гомологичных хромосомах (ААВВ; АА).
Гетерозигота - содержание в клетках тела разных генов данной аллельной пары, например Аа, возникающее вследствие соединения гамет с разными аллелями, например А и а. Гетерозигота – особь, дающая разные типы гамет.
Доминирование Доминантность - преобладание эффекта действия определённого аллеля (гена) в процессе реализации генотипа в фенотипе, выражается в том, что доминантный аллель более или менее подавляет действия другого аллеля (рецессивного), и рассматриваемый признак "подчиняется" ему.
Кариотип - совокупность хромосом, характерная для данного вида организмов (хромосомный набор). Диплоидный набор хромосом соматической клетки организма
Кариотип – совокупность внешних признаков хромосомного набора (число, форма, размер хромосом), характерных для данного вида. Обычно описание кариотипа проводят на стадии метафазы.
Доминантный ген проявляется как в гомозиготном, так и в гетерозиготном организмах.
Рецессивность - отсутствие фенотипического проявления одного аллеля у гетерозиготной особи (у особи, несущей два различных аллеля одного гена). Подавляемый (внешне исчезающий) признак.
В состав дезоксирибонуклеиновой кислоты входят четыре азотистых основания:аденин (А), гуанин (Г), тимин (Т), цитозин (Ц).
Аутосомы - это хромосомы одинаковые у обоих полов. Генотип женского организма имеет 44 хромосомы (22 пары), одинаковые с мужскими. Их и называют аутосомами.
Чистая линия - это группа генетически однородных (гомозиготных) организмов. Чистые линии образованы только гомозиготными растениями, поэтому при самоопылении они всегда воспроизводят один вариант проявления признака.
Генные мутации не всегда проявляются в первом поколении, так как могут быть как доминантными, так и рецессивными.
Закон гомологических рядов наследственной изменчивости обнаружил сходство мутационных процессов у близких родов и видов. Это общая закономерность наследственной изменчивости.
ОФОРМЛЕНИЕ ЗАДАЧ ПО ГЕНЕТИКЕ
При оформлении задач необходимо уметь пользоваться символами, принятыми в традиционной генетике и приведенными ниже:
| ♀ | женский организм | ||||
| ♂ | мужской организм | ||||
| × | знак скрещивания | ||||
| P | родительские организмы | ||||
| F1, F2 | дочерние организмы первого и второго поколения | ||||
| А, В, С... | гены, кодирующие доминантные признаки | ||||
| а, b, с... | аллельные им гены, кодирующие рецессивные признаки | ||||
| АА, ВВ, СС... | генотипы особей, моногомозиготных по доминантному признаку | ||||
| Аа, Вb, Сс... | генотипы моногетерозиготных особей | ||||
| аа, bb, сс... | генотипы рецессивных особей | ||||
| АаВb, AaBbCc | генотипы ди- и тригетерозигот | ||||
| АB, CD, ab , cd | генотипы дигетерозигот в хромосомной форме при независимом и сцепленном наследовании | ||||
| гаметы |
Пример записи схемы скрещивания (брака)
А – желтая окраска семян, а – зеленая окраска семян.
| Запись в буквенной форме: | Запись в хромосомной форме: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|