Домінантні та рецесивні гени у тварин, рослин і людини

Мета: з'ясувати домінанатні та рецесивні гении у тварин, рослин і людини.

Матеріал та обладнання: підручник

Об’єкт дослідження: гени.

Хід роботи: Користуючись підручником заповнити таблиці.

Завдання: Заповнити таблиці домінантних та рецесивних генів у тварин, людини та рослини.

Питання для теоретичної підготовки:

1. Дайте визначення поняття генетична аномалія.

2. Як поділяються аномалії в залежності від причин їх виникнення?

3. Який основний метод застосовують для діагностики аномалій у тварин?

4. Як успадковуються генетичні аномалії у тварин і птиці?

5. Які існують методи профілактики поширення аномалії?

6. Наведіть приклади аномалій у тварин і птиці з аутосомно-домінантним типом успадкування.

7. Наведіть приклади аномалій у тварин і птиці з аутосомно-рецесивним типом успадкування.

8. Наведіть приклади аномалій у тварин і птиці, які успадковуються зчеплено зі статтю.

9. Наведіть типи аномалій, які можуть зустрічатися у великої рогатої худоби, та охарактеризуйте її.

10. Наведіть типи аномалій, які можуть зустрічатися у свиней, та охарактеризуйте їх.

11. Наведіть типи аномалій, які можуть зустрічатися у овець, та охарактеризуйте їх.

12. Наведіть типи аномалій, які можуть зустрічатися у птиці, та охарактеризуйте їх.

13. Яке спаровування тварин називають родинним або інбридингом?

14. Чому при родинному спаровуванні у нащадків проявляється дія рецесивних генів?

15. Яка дія генів називається летальною?

16. Наведіть приклади летальних аномалій у тварин і птиці.

17. Дайте визначення поняття пенентрантності.

18. Дайте визначення поняття експресивності.

Лабораторна робота № 7

Побудова генетичних карт

Мета: навчитись вирішувати задачі зі складання генетичних карт.

Матеріал та обладнання: методичні матеріали лекційного курсу з теми «Кон'югація та кросинговер», приклади задач.

Об’єкт дослідження: хромосоми.

Хід роботи: Розглянути методичні матеріали з теми. Встановити особливості вирішення задач зі складання генетичних карт із застосуванням знань про кросинговер і морганіду, а також хромосомної теорії спадковості, з'ясувати правила позначення у схематичному зображенні.

Теоретичне обґрунтування. Дослідженнями встановлено, що геном певних видів тварин і рослин складається із тисяч, десятків і навіть сотень тисяч генів. Проте кількість пар хромосом у різних видів порівняно невелика. Наприклад, у кукурудзи вивчено більше 500 генів, а число хромосом дорівнює 10 парам, у дрозофіли відповідно 1000 генів і тільки 4 пари хромосом, у людини 50-100 тисяч генів, а пар хромосом всього 23. Отже, в кожній хромосомі знаходяться від декілька сот до декількох тисяч генів. Гени, що знаходяться в одній хромосомі називаються зчепленими і створюють групу зчеплення. Груп зчеплення завжди стільки, скільки пар хромосом має відповідний вид, тобто кількість груп зчеплення відповідає гаплоїдному набору хромосом конкретного виду тварин чи рослин, або геному. Зчеплені гени успадковуються групами і не у відповідості з третім законом Г.Менделя, який ґрунтується на незалежному комбінуванні генів. Якщо гени зчеплені повністю, то вони успадковуються за типом моногібридного схрещування. А під поняттям повного зчеплення розуміють відсутність можливості до переміщення генів із однієї хромосоми в іншу.

Наприклад, при аналізуючому дигібридному схрещуванні у випадку повного зчепленого успадкування буде одержано:

Р ♀ х ♂

гамети АВ , аb , аb

F₁ ;

У F₁ одержимо два фенотипових класи організмів. Як видно з наведеної схеми, така закономірність пояснюється тим, що ген “А” успадковується разом, зчеплено з геном “В”, оскільки вони знаходяться в одній хромосомі.

У переважній більшості видів гени зчеплені неповністю, тому що цьому заважає кросинговер, який мов би “тасує” гени в межах кожної пари гомологічних хромосом. Це призводить до утворення в другому поколінні не двох фенотипових класів, як при повному зчепленні, а чотирьох, як при звичайному дигібридному схрещуванні.

Щоб відрізнити успадкування зчеплених генів від незчеплених і навпаки складають схему аналізуючого дигібридного схрещування.

При цьому успадкуванні дигетерозигота АаBb під час мейозу буде утворювати кросоверні гамети з новою комбінацією генів. Явище кросинговеру можна зобразити схемою:

A а а А а А

В b B b B b

Отже, в результаті кросинговеру виникли нові комбінації генів і тому батьківська особина – дигетерозигота, крім двох звичайних типів гамет АВ і аb, буде давати ще два типи кросинговерних гамет – Аb і аВ. Тому при неповному зчепленні генів успадкування буде проходити так:

Р♀ х ♂

гамети , , ,

F₁ ; ; ;

не кросовери кросовери

Отже, якщо в F₁ матиме місце рівномірне розщеплення (1 : 1 : 1 : 1), то це свідчить про незчеплені гени, тобто свідчить про те, що гени даних ознак знаходяться в різних парах хромосом. Нерівномірне розщеплення при аналізуючому схрещуванні свідчить про те, що гени досліджуваних ознак знаходяться в одній парі хромосом, тобто зчеплені, але має місце кросинговер.

Розщеплення за фенотипом залежить від кількості різних сортів гамет, які утворюються у батьків. Оскільки кількість некросоверних гамет двох сортів завжди утворюється значно більше, а кросоверних менше, то і потомства з відповідними фенотипами буде народжуватися відповідно двох фенотипів (некросоверних) більше, а інших двох (кросоверних) менше. Щоб визначити відсоток кросинговеру між двома неалельними генами (А і В) одержану суму кросоверних нащадків ділять на загальну кількість одержаних нащадків і множать на 100. Кожний відсоток кросинговеру переводять в морганіду і використовують для складання генетичних карт хромосом. Т. Морган та його учні показали, що величина кросинговеру залежить від відстані між генами і вона досить постійна. Тому після з’ясування кросинговеру можна розставити гени в хромосомі в такому порядку, в якому вони знаходяться – тобто, скласти хромосомні карти.

Складання хромосомних карт для різних тварин і рослин має велике теоретичне і практичне значення, пов’язане з можливістю проведення спрямованого індукованого мутагенезу.

Завдання: Розв’язок задач, побудування генетичних карт.

Питання для теоретичної підготовки: 1. Що таке морганіда? Які рівні структури ДНК вам відомі? 2. Як утворюються зв’язки в молекулі ДНК? 3. Що таке триплет, як він утворюється? 4. Поясніть явища кон’югації та кросинговеру. 5. Який принцип лежить в основі побудови генетичних карт? 5. Які основні положення хромосомної теорії спадковості Т.Моргана?

6. Як успадковуються ознаки, гени яких знаходяться в різних парах гомологічних хромосом?

7. Як будуть успадковуватися ознаки, гени яких знаходяться в одній парі гомологічних хромосом?

8. Що таке група зчеплення? Чим визначається число груп зчеплення в організмів?

9. Які ознаки успадковуються зчеплено?

10. Яке зчеплене успадкування називається повним?

11. Що таке неповне зчеплення генів і кросинговер як причина неповного зчеплення генів?

12. Яке генетичне значення має кросинговер в спадковій мінливості?

13. Які організми мають назву кросоверних або рекомбінованих?

14. Яка причина неповного зчепленого успадкування?

15. Яка можлива кількість груп зчеплення?

16. На основі чого визначають віддаль між генами в хромосомах?

17. Від чого залежить величина кросинговеру?

Лабораторна робота № 8