24.Основы генетики.
а) Сущность наследственности и изменчивости. Наследование (определение).
Наследственность — это свойство живых организмов, заключающееся в передаче наследственной (биологической) информации о своих признаках и особенностях развития последующим поколениям.
Изменчивость — это свойство живых организмов, заключающееся в изменении наследственных задатков или в изменении их произведения в процессе индивидуального развития организма.
Наследственность и изменчивость тесно связаны с эволюцией. В филогенезе – в неразрывном диалектическом единстве. Новые свойства организма появляются благодаря изменчивости, но она играет роль тогда, когда появившиеся изменения сохраняются в последующих поколениях, то есть наследуются.
Наследование — это процесс реализации наследственности, то есть это процесс передачи наследственных задатков из поколения в поколение.
б) Классификация основных типов наследования признаков.
· Аутосомно-доминантный тип наследования – наследование доминантных признаков, сцепленных с аутосомами (один из родителей гетерозиготный или гомозиготный по патологическому гену - АА, Аа, другой гомозиготен по нормальному аллелю - аа):
1) Признак встречается в каждом поколении родословной, что называют наследованием по вертикали;
2) Признак встречается с одинаковой частотой у мальчиков и девочек (1:1);
3) Мужчины и женщины одинаково передают признак своим детям — мальчикам и девочкам;
4) Если признак обнаруживается у одного из родителей, то этот признак проявится либо у половины потомства (родитель гетерозиготен), либо у всего (родитель по данному гену гомозиготен);
5) Если признак имеют оба родителя, то он проявится либо у всех детей (оба родителя гомозиготны по доминантному гену, или один родитель гомозиготен по доминантному гену, а другой гетерозиготен), либо у ¾ детей (оба родителя гетерозиготны);
6) Индивидумы без признака, родители которых обладают признаком, будут иметь всех детей без признака.
· Аутосомно-рецессивный тип наследования – наследование рецессивных признаков, сцепленными с аутосомами (заболевание проявляется только у гомозигот – аа) более тяжелый, чем аутосомно-доминантный:
1) Признак в родословной встречается достаточно редко, не во всех поколениях, что называют наследованием по горизонтали;
2) Признак встречается с одинаковой частотой у мальчиков и девочек;
3) Мужчины и женщины одинаково передают признак своим детям — мальчикам и девочкам;
4) Признак может проявиться у детей, родители которых им не обладали (оба родителя гетерозиготны и являются носителями гена, определяющего признак). При кровном родстве родителей у детей признак проявляется чаще;
5) Если признак имеет один из родителей, то он может совсем не проявиться у детей (второй родитель гомозиготен по доминантному гену) или проявиться у половины детей (второй родитель гетерозиготен);
6) Если признак имеют оба родителя, то все их дети будут обладать данным признаком.
· Х-сцепленный доминантный тип наследования – наследование доминантных признаков, детерминированных генами, сцепленными с Х-хромосомами:
1) Для признака характерно наследование по вертикали;
2) Признак встречается чаще у лиц женского пола (в 2 раза);
3) Женщины, обладающие признаком, передают ген, детерминирующий данный признак, 50% сыновей и 50% дочерей;
4) Мужчины, имеющие признак, передают ген, определяющий его, всем дочерям и не передают сыновьям (крисс-кросс наследование);
5) Индивидумы без признака, родители которых обладают признаком, будут иметь всех детей без признака.
· Х-сцепленный рецессивный тип наследования - наследование рецессивных признаков, сцепленными с Х-хромосомами:
1) Для признака характерно наследование по горизонтали;
2) Признак значительно чаще встречается у лиц мужского пола;
3) Женщины, обладающие признаком, передают ген, детерминирующий признак, всем сыновьям и дочерям. При этом у всех сыновей признак проявится. Дочери, если их отец обладает признаком, будут также иметь его, а если их отец не имеет признака, то будут гетерозиготными носителями гена, определяющего признак;
4) Мужчины, обладающие признаком, передают ген, его детерминирующий, дочерям. Проявление признака у дочерей будет зависеть от генотипа их матери:
а) Если мать имеет признак, то дочери также будут обладать им,
б) Если мать не имеет признак, но является гетерозиготой, то 50% дочерей будут обладать признаком, а 50% — нет (они являются носителями гена, детерминирующего признак).
в) Если мать не имеет признак и является гомозиготой, то дочери не будут обладать признаком и все они являются гетерозиготными носителями гена, определяющего признак;
5) При кровном родстве супругов вероятность проявления признака у детей выше.
· Y-сцепленное наследование:
1) Для признака характерно наследование по вертикали;
2) Признак встречается только у лиц мужского пола;
3) Признак передается по мужской линии: от отца всем его сыновьям (голандрическое наследование).
в) Вклад Г. Мендель в развитие биологии и генетики. Работы по изучению наследования признаков.
В 1856 году начал проводить первые опыты по гибридизации;
С 1865 года проводил опыты с горохом. Успехов добился, так как был ряд особенностей экспериментов:
1. для опыта использовал горох – он:
-легко выращивается
-легко искусственно опыляется
-гидриды не обладали нарушением плодовитости
2. использовал чистые линии;
3. анализировал альтернативные признаки - основных 7 признаков:
-цвет (желтый, зеленый)
-поверхность (гладкий, морщинистый)
-цветки (белые, фиолетовые)
-длина стебля (длинный, короткий)
-форма стручка (с перегородкой, без)
-форма боба (сферический, овальный);
4. использовал 22 сорта гороха;
5. рассматривал только альтернативные признаки – 1 или несколько пар;
6. строгий математический учет получившихся результатов (6022(ж):2001(з) или 3:1)
В результате Мендель вывел законы наследования.
г) Определение понятия моногенное наследование. Роль аллельных генов.
Моногенным называется такой тип наследования, когда наследственный признак контролируется одним геном.
Аллельные гены — гены, расположенные в одинаковых участках гомологичных хромосом и контролирующие развитие вариации одного признака.
д) Моногибридное скрещивание (определение). Закон единообразия гибридов первого поколения (примеры).
Моногибридное скрещивание — скрещивание двух организмов с учётом одной пары альтернативных признаков.
Первое правило (закон) Менделя или правило единообразия гибридов первого поколения. Оно гласит: при скрещивании гомозиготных организмов, отличающихся друг от друга по одной (или нескольким) паре альтернативных признаков, все гибриды первого поколения единообразны по генотипу и фенотипу.
При скрещивании чистых линий гороха с пурпурными цветками и гороха с белыми цветками Мендель заметил, что взошедшие потомки растений были все с пурпурными цветками, среди них не было ни одного белого. Мендель не раз повторял опыт, использовал другие признаки. Если он скрещивал горох с жёлтыми и зелёными семенами, у всех потомков семена были жёлтыми. Если он скрещивал горох с гладкими и морщинистыми семенами, у потомства были гладкие семена. Потомство от высоких и низких растений было высоким. Итак, гибриды первого поколения всегда единообразны по данному признаку и приобретают признак одного из родителей. Этот признак (более сильный, доминантный), всегда подавлял другой (рецессивный).
