Типы скрещивания. Законы Менделя. Понятия об аллелях гена, генотипе, фенотипе. Статистический характер расщепления

В зав-ти от того по скольким парам учитываемых призн-в различ-ся исход-е родит-е формы, скрещивания наз-т моно-, ди- или полигибридным. Моногиб-е – скрещив-е особей одного вида, различ-ся по 1 признаку. Дигиб-е - различ-ся по 2 призн., но эти признаки должны нах-ся в разных гомологичных парах хромосом. Ген – часть молекулы ДНК, продуктом, которого яв-ся транскрипт и/или полипептид.

Аллель - это альтернативное состояние гена. Доминантный аллель проявл-ся даже в гетерозиготе, арецесивный только в гомозиготе.

Генотип – совокупность наследственных задатков, которые опред-т разв-е признаков. Фенотип – внешнее проявление признака, совокупность св-в и признаков организма.

Законы Менделя. 1) З-н единообразия гибридов 1го поколения, т.е. при скрещивании гомозиготных род-х форм образующееся F₁ – всегда единообразно по генотипу и фенотипу.(если материнское растение имело пурпурные цветки, а отцовское – белые, то цветки всех гибридных растений F₁ оказываются пурпурными.) Явл-е преобладания у гибрида первого поколения признака одного из родителей Мендель назвал доминированием. Признак, проявляющийся у гибрида и подавляющий развитие другого альтернативного признака – доминантный, подавляемый – рецессивным – это явл-е Правило доминирования.

2) З-н расщепления -если при скрещивании 2х фенотопически одинаковых особей появ-ся гомозигота по рецесиву, то исходные формы гетерозиготны. Расщепление идет 3:1 ( доминантна: рецес-у) Этот З-н опирается на правило доминанты и Правило чистоты гамет (если у гибрида F1 из 2х аллельных признаков проявляется лишь один доминантный, а в F2 рецессивный признак выщепляется точно в таком же чистом, как у исходных родительских форм, виде, значит, у гетерозиготы аллели А и а не смешиваются. В результате гаметы, образуемые такой гетерозиготой, яв-ся «чистыми» в том смысле, что гамета А «чиста» и не содержит ничего от аллели а, гамета а «чиста» от А).

Для генетического анализа большой интерес представляет Анализирующее скрещивание – скрещивание неизвестной особи с гомозиготой по рецесиву.

Статистический характер расщепления: для статистической оценки случайности отклонения применяют метод Х² (хи-квадрат) - это закон соответствия полученных данных теоретически ожидаемому результату.

Х² = Е(О-Н)²/О, где О – ожидаемое, Н – наблюдаемое, Е – это я так обозначила сумму.

3) З-н независимого комбинирования генов ( применяется для ди- и полигибридного скрещивания. Расщепление по фенотипу 9:3:3:1 ) рассматривается на примере гороха – 2 признака: гладкая и морщинистая форма, желтая и зеленая окраска.

 

3.Водоросли Algae – разл-ся по набору пигментов, пр-ктам ф/с-за, по стр-ю жгутикового аппарата, стр-ре фотосинтетического аппарата. Все, кроме красных, произошли от различно окрашенных жгутиконосцев. 1) отд. Красные водоросли Rhodophyta. Хл-л А и D,окраска таллома зависит от соотнош-я фикоксантина(красн) и аллофикоциана(син). Хроматофоры 2мембранные, тилакоиды одиночные, ур-ни организации – коккоидн.,нитчат.с ризоидами. Кл.об-чка пропитана известью, 1/неск-ко ядер.Бесп.р. нпеодвиж-ми спорами, кот. разв-ся в спорангиях. Пол.р.-оогамия.Жен.пол.орган-карпогон-сост-т из брюшка и трихогины. Антеридии мелкие, образ-ся по одной нпеодвижной гамете-спермации.Антеридии током воды подплыв-т к карпогону и приклеив-ся к трихогине→оплод-е→разв-е карпоспоры.

кл.Bangiphyceae бангиевые(кл-ки с звездчат.хромотофорами, им-ся периноиды, пор м/у кл-ми нет, карпогон без трихогины, бесп.р.моноспорами). Порфира-в сев. и юж. морях, таллом листовидный, 2хслойный. Образование спор-митозом, т.е. все раст-е в ЖЦ диплоидное.Порфира-съедобное, иск-но выращ-т.

кл. Floridiophyceae флоридиевые(м/у кл-ми есть поры, карпогон с трихогиной, после оплодотворения разв-ся гонимобласты, бесп.р. тетраспорами) Предст-ли-каллитамнион, гигартина,дазия. Красные водоросли сост-т маую большую группу раст-ий в морском бентосе. Многие – сырье для получ-яагар-агара и иода.

отд.Эвгленовые Euglenophyta - однокл-чн., монадные, 1-и2жгутиковые, неподв., окр.зел., хлор-л А и В, зап.в-во – парамилон, кл.об-чки нет, кл-ка эластичная, реже одев-ся панцирем из солей Fе. Больш-во – в пресных водоемах.Размн-е делением в продольном направлении. Пол.процесса нет. Пит-е фототрофное, сапротрофное, паразиты. При достатке орг.в-в в воде эвглены переходят к сапротрофному пит-ю, теряя хлорофилл. Есть паразиты киш-ка б/позв-ных и лягушек.

отд. Криптофиты Cryptophyta -однокл., монадные, кл-ки асимметричные, 2 неравных жгутика, есть глотка на переднем конце тела, на заднем – ядро, хроматофоры;окраска сине-зеленая, бурая; хл-л А и С; каротин, ксантофиллы, фикоциан. Монадные формы с переноидами. Зап.в-ва – крахмал, у гетеротрофных форм - жиры, нет пол.р., размн-е продольным делением

отд. Золотистые Chrysophyta - пресноводные, монадные (подвижные), однокл., встреч-ся колониальные подвижн., неподв.амебоидные, кокальные, нитчатые стр-ры. Все одноядерные. Монадные стр-ры голые, нет кл.об-чки, иногда образ-т псевдоподии, у некот. кл.стенка пропитыв-ся кремнеземом, известью. 1-2 хроматофора, хл-л А, картоин, ксантофиллы, зап.в-ва – масла, лейкозин. Есть автотрофы и гетеротрофы.1,2 реже4 жгутика –разной формы. Бесп.р.-деление продольное. Пол.р.-хологамия(слив-ся целые кл-ки)

отд. Ксантофиты(Xantophyta) желто-зеленые. Однокл., колониальн., многокл, неклет. формы. В персных и соленых водах, где служат компонентом планктона или бентоса, тж в почве и на камнях. 1 или много ядер.Хромат-рф кроме хл-лла сод-т каротиноиды. Бесп.р. двужгутиков. зооспорами. 1жгутик гладки, другой перистый(изоморфный). Пол.р.-изогамный. Предст-ли вошерия, батридиум – обитатели пресных водоемов и увлажн. мест.

отд.Зеленые Chlorophyta, хл-л А и В преобл-т над каротиноидами, зеаксантином, лютеином. Хром-ры окружены 2мембр. об-чкой. Ламеллы обр-т граны. Периноид погружен в строму хром-ра. Крахмал конц-ся вокруг периноида. 2-4 жгутика – одинаков., гладк, кл-ки им-т целлюл.стенку. Размн-е бесп., пол., вегет. есть все циклы разв-я. В пресн., реже в соленой воде. Кл.равножгутиковые – бесп.р. зооспорами, пол.р.-холо-, изо-, гетеро- оогамия, все ур-ни кроме ризоподиального. Порядок Вольвоксовые род Хламидомонада –однокл., кл-ки эллипсоидные, с об-кой, 2 жг-ка, 1 ядро, чашевидный хромат-р, периноид, стигма, Сократ. вакуоли. размн-е-бесп.Есть гетеро- и оогамия. Род Вольвокс, предст-ль вольвокс шаровидный. Порядок хлорококковые как однокл., так и колониальн.. Кл-ки с крупной вакуолью, нет жг-в в вегет кл-х. Бесп.р. зоопланоспорами, автоспорами. Пол.р.-изо-гетеро- оо-.Род хлорелла - м.переходить на миксотрофное пит-е, для них хар-н эндофитум, вход-т в сос-в лишайников. Порядок Улотриксовые – таллом в виде нити, она неразветвл., сост-т из 1ядерн.кл-к, есть базальная кл-ка, кот.прикрепл-ся к субстрату. Хромат-р в виде незамкнутого кольца. много периноидов, бесп. р. зооспорами. Пол.р.-изогамия. Кл. Конъюгаты – одно/многокл., нет жгутик.стадии в ЖЦ, нет бесп.р., пол.р.-конънация(слияние 2-х амебоидных кл-к) Вегет р. разрывом нити. В почве, пресн., сол. вод-х. Кл. Харовые – таллом нитчатый, вертикальн.хар-но мутовчатое ветвл-е, наличие узлов и междоузлий. Харовые- образец высшего разв-я и соверш-ва зел. вод-лей.

отд. Диатомовые – наличие панциря из кремнезема, панцирь из 2 половинок. на одной стенке панциря им-ся швы и углубления-для передвиж-я. в панцире много отверстий. Ц/пл-зма м. проходить ч/з швы и по углубл-ям передв-ся из шва к шву. Хром-ры постенные. Хл-л А и С, каротиноиды, сантофиллы. размн-е вегет или половое. Скелетные остатки образовали осадочные породы.

отд. Бурые (Phaeophyta) – пластиды им-т 4-хмембр. об-чку, хл-ла В нет, есть β-каротин, ксантофиллы Хлоропласты им-т общую об-чку с ядром, 3хтидакоидные ламеллы. Вегет.р.участками таллома. Пол.р.-оогамия. Кл изогенераты; кл.гетерогенераты пор. ламинариевые(стебель, лист, ризоиды, высота до 100м, бесп.р. зооспорами); кл. циклоспоровые порядок фукусовые (нет бесп.р., пол.р.-оогамия, гаплоидна т/о гамета, по раз-ру ебольшие.

водросли – основные продуцентыорг. в-в в водоемах, насыщ-т воду кислородом, участв-т в биологическом круговороте в-в, в образовании горных и меловых пород, известняков, рифов, особых разновидностей угля, ряда горючих сланцев, они- родоначальники высших раст-ий. Исп-ся в пищевой, фармацевтической, косметической пром-сти.

 

 

4. Неаллельные взаимодействия генов: комплементарность, эпистаз, полимерия. Наследование количественных признаков.

1. исходя из того, что эти гены неаллельны, то гены должны находиться в разных гомологичных парах хромосом

2. оба гена определяют один признак взаимодействием

3. Взаимод-е неал-х генов – это взаимод-е 2х доминантных неаллельных генов (расположенных в разных гомологич-х парах), формирующих один признак.

Виды взаимодействия: 1) Комплементарность – это взаимод-е 2х доминант-х неал-х генов по формированию дикого типа (усиление признака). При этом происходит расщепление 9:3:3:1 или 9:3:4 или 9:6:1 или 9:7.

Например: у попугайчиков встречается голубая и желтая окраски оперения. Обе они рецессивны по отношению к зеленой окраске и доминантны – к белой. При скрещивании голубых птиц с желтыми гибриды 1го поколения оказываются зелеными, а во 2м поколении наблюдается расщепление 9 зеленых: 3голубых: 3 желтых: 1 белый.

P - AAbb (голубой) * aaBB (желтый)

F1 - AaBb (зеленый)

F2 - 9A-B-(зел.), 3 aaB- (желт), 3 A-bb(голуб), 1aabb(бел)

2) Эпистаз – это взаимодействие 2х неал-х генов, при котором один ген подавл-т действия другого. Расщепление 12:3:1 или 12:4 или 13:3.

Виды эпистаза: 1. Доминантный – подавление 1им доминантным геном действия другого гена. Например, при скрещивании лука с неокрашенной луковицей гибриды им-т неокрашенные луковицы, а в F₂ получается расщепление: 13 растений с неокрашенными луковицами и 3 – с окрашенными.

P - ААII (белая) _* ааii (белая)

F1 – AaIi

F2 - A-I-, aaI-, aaii - это белые и A-ii-окрашенные

2. Рецессивный – рецессивная аллель 1го гена, будучи в гомозиготном состоянии, не дает возможности проявится доминантной или рецессивной аллели другого гена.

3) Полимерия – это взаимод-е неал-х генов, при котором каждая аллель вносит вклад в общий признак (окраска цвета кожи, переход тембра голоса, масса тела, длина стебля – эти признаки оценивают количественно. Такие признаки называются количественными.)

Виды полимерии: 1.количественная (кумулятивная, суммирующаяся) – доза аллеля несет нагрузку.

Например: при скрещивании темно красного и белого зерен пшеницы в F1 – светло красные, а в F2 происходит расщепление и обр-ся генотипы, определяющие различную промежуточную окраску, переходную между темно красной и белой.

P - A₁A₁A₂A₂ (темно красн.) * а₁а₁а₂а₂ (бел)

F1 – A₁a₁A₂a₂ (красн)

G – A₁A₂, A₁a₂, A₂a₁, a₁a₂

F2 – расщепление 1:4:6:4:1

2. некумулятивная – расщепление 15:1

Например: от скрещивания пород кур, имеющих оперенные и неоперенные ноги, в 1м поколении появ-ся цыплята с оперенными ногами. Во втором поколении происходит расщепление по фенотипу 15(оперен): 1(неоперен).

P – a₁a₁a₂a₂ (неоперен) * A₁A₁A₂A₂ (оперен)

F1 – A₁a₁A₂a₂ (оперен)

F2 – A₁-A₂-, A₁-a₂a₂, a₁a₁A₂-, (оперен) и а₁а₁а₂а₂ (неоперен)

 

5. Варианты ЖЦ высших споровых раст-ий. ЖЦ – разв-е от зиготы до зиготы. У всех высших раст-ий (ВР) в ЖЦ правильно черед-ся бесполое и половое размн-е. Органы разм-я – многокл. Органы бесп.р.-спорангии-многокл.Им-т стерильн. стенку(защ-т стенку споры ткани), археспориальную ткань(спорогенную) 2n. В рез-те редукционного дел-я (мейоза) образ-ся тетраспоры (мейоспоры). Они гаплоидны, снаружи им-т защ. об-чку и она скульптурирована- для прикрепления, внутри есть одна кл-ка, кот. сод-т пит. в-ва – ос-но масла, споры адаптированы к наземной среде. Орг.пол.р. – гаметангии. Муж.-антеридии, им-т стерильн. стенку, сперматогенную ткань. При созревании сперматоз-дов стерильн. стенка вскрыв-ся и СП-ды выходят в водн.среду, для их перемещ-я нужна возд-капельная среда. Жен.- архегоний –дифф-н на 2 части –шейку(верхн.ч.) и брюшко (ниж)Канал заполнен слизью. Сперм-д облад-т хемотаксисом (когда я-кл-ка созрев-т, канал ослизн-ся и выдел-ся спец в-ва, кот. распозн-т сперм-д). ЖЦ спора(n)→ гаметофит n→антеридии со спрем-дами и архегонии с я-кл-кой→ оплодотв-е→ зигота 2n→ зародыш 2n→ спорофит 2n→ спорангии 2n→ мейоз→ тетраспоры n→ спора n…По ос-стям ЖЦ (и строения) ВР раздел-т на:

1) бессосудистые (не им-т сосудов) самые примитивные ВР, в ЖЦ главным явл-ся гаметофит, спорофит – покол-е подчиненное. отд.Bryophyta-моховидные

Гамет-т-многлетнее раст-е, вечнозеленое, растет медленно, - вынужденный карлик (нет сосудов,нет спец мех тканей, не м. высоко подним-ся над землей). Спорофит вып-т одну f-образ-е спор- спорогенез. Из зиготы, кот. образ-ся в архегонии(они двудомн), путем дел-я образ-ся 2 кл-ки, нижн. – ножка, верхн.-коробочка.В коробочке созрев-т споры, кот. п\м рассеив-ся и…

2)сосудистые споровые, главн. покол-е – спорофит, гамет-т – подчиненное. Отд.Eguisetophyta-хвощевидные, отд.Lycopodiophyta – плауновидные, отд. Polypodiophyta – папоротниковидные.

Равноспоровые: (Lycopodium)-плаун, Dryopteris-папортн. Волчья лапа:плывущее раст-е, на верху дихотомические колоски, гдеим-ся почковидные спорангии→ спора→ гамет-т обоеполый, он подземный, сначала обр-сяантеридии, п/м архегонии→ оплодотворение→ зигота→ спорофит.

Разноспоровые: Salvinia(папоротник), Selaginella(плаун). Селагинелла– в колосках образ-ся макро- и микроспорангии→ макро-(много пит.в-в, их мало) и микроспоры(мало пит.в-в, их много) → макорспоры дают жен, микро-муж. гаметофит, гаметофиты раздельнополый, они разв-ся внутри об-чки споры-эндоспорические-они оч. маленькие, гамет-т созрев-т т/о за счет содержимого споры, он неавтономный.

3) семенные – гаметофит сильно редуцирован, разв-ся внутри спорофита.

Отд. Pinophyta –сосновые –разноспоровые, шишки однополые, однодомные. Роль спорофита –споры не покид-т спорангиев и гамет-ты равзвив-ся внутри. Жен. - семязачаток - им-сяпыльцевход, 2 архегония, макроспорангий(нуцеллус), интегумент, женский гамет-т- в него развилась макроспора. Разв-ся т/о 1 макроспора(появилась еще у водных папоротников). Муж.-пылинка. Микроспора пыльника не покидает. Пылинка сост-т из воздушных мешков, антеридиальной кл-ки(дает спермии), кл-ки трубки (та часть, кот. разв-ся в пыльцевую трубку).Голосеменные завершают группу архегональных раст-ий.

отд. Magnoliophyta – цветковые. В завязи разв-ся семязачатки(сод-т жен.гамет-т, он им-т зародыш. мешок – новообразование- 8ядерный мешок – редуц.жен гамет-т, нет архегония) Муж. гамет-т – 2кл. пылинка(обр-ся одним митозом, у голосем-х – в рез-те 2 митозов).Оплодотворение двойное.