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

• Изменчивость — способность живых организмов приобретать новые признаки и качества. Различают ненаследственную и наследственную изменчивость (схема 1).

-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 ф е н о т и п у 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

Хромосомы являются 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 называется анализирующим.

 

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
АВ сd А а	гаметы

Пример записи схемы скрещивания (брака)

А – желтая окраска семян, а – зеленая окраска семян.

Запись в буквенной форме:		Запись в хромосомной форме:
Р ♀Аа × ♂aа желтая   зеленая гаметы А а   а F1 Aa   aa желтая   зеленая 50%   50%		Р ♀ Аa × ♂ aa А а желтая а зеленая гаметы         F1 Aa   aa желтая   зеленая 50%   50%