Работейки по тези теми, трябва да можете:

1. Дайте определения: ген, доминираща черта; рецесивна черта; алел; хомоложни хромозоми; монохибридно кръстосване, кръстосване, хомозиготен и хетерозиготен организъм, независимо разпределение, пълно и непълно доминиране, генотип, фенотип.
2. Използвайки решетката на Пенет, илюстрирайте кръстосването с една или две черти и посочете какви числени съотношения на генотипове и фенотипове трябва да се очакват в потомството от тези кръстоски.
3. Очертайте правилата за наследяване, разделяне и независимо разпределение на черти, откриването на които беше приносът на Мендел към генетиката.
4. Обяснете как мутациите могат да повлияят на протеин, кодиран от определен ген.
5. Посочете възможните генотипове на хора с кръвни групи А; V; AB; О.
6. Дайте примери за полигенни черти.
7. Посочете хромозомния механизъм на определяне на пола и видовете наследяване на свързаните с пола гени при бозайници и използвайте тази информация при решаване на проблеми.
8. Обяснете каква е разликата между признаци, свързани с пола, и признаци, свързани с пола; дай примери.
9. Обяснете как се наследяват такива човешки генетични заболявания като хемофилия, цветна слепота, сърповидно -клетъчна анемия.
10. Назовете особеностите на методите за отглеждане на растения и животни.
11. Посочете основните области на биотехнологиите.
12. За да можете да решавате най -простите генетични проблеми, използвайки този алгоритъм:

    Алгоритъм за решаване на задачи

    • Определете доминиращата и рецесивната черта според резултатите от кръстосването на първото поколение (F1) и второто (F2) (според постановката на проблема). Въведете буквите: А - доминираща и - рецесивна.
    • Запишете генотипа на индивид с рецесивна черта или индивид с генотипа и гаметите, известни от постановката на проблема.
    • Запишете генотипа на F1 хибридите.
    • Направете диаграма на втория кръст. Напишете гаметите на F1 хибриди хоризонтално и вертикално в решетката на Пенет.
    • Запишете генотиповете на потомството в клетките, пресичащи гаметите. Определете съотношението на фенотипите във F1.

Схема за проектиране на задачи.

Обозначения на букви:
а) доминираща характеристика _______________
б) рецесивен знак _______________

Гамети

F1(генотип от първо поколение)

гамети
	?	?

Решетка Пенет

F2	гамети ? ? ? ?

Съотношението на фенотипите във F2: _____________________________
Отговор:_________________________

Примери за решаване на проблеми за монохибридно кръстосване.

Задача."Семейство Иванови има две деца: дъщеря с кафяви очи и син със сини очи. Майката на тези деца е синеока, но родителите й имаха кафяви очи. Как се наследява цветът на човешките очи? Какви са генотипите на всички членове на семейството? Цветът на очите е моногенна автозомна черта. "

Характеристиката на цвета на очите се контролира от един ген (условно). Майката на тези деца е синеока, а родителите й имаха кафяви очи. Това е възможно само ако и двамата родители са хетерозиготни, следователно кафявите очи доминират над сините. Така баба, дядо, татко и дъщеря са имали генотипа (Аа), а мама и син са имали аа.

Задача."Петел с розов гребен се кръстосва с две кокошки, също с розов гребен. Първият даде 14 пилета, всички с розов гребен, а вторият - 9 пилета, от които 7 с розов гребен и 2 с лист гребен. Формата на гребена е моногенна автозомна черта. генотипове и на трите родители? "

Преди да се определят генотиповете на родителите, е необходимо да се установи естеството на наследяване на формата на билото при пилета. Когато кръстосан петел с втора кокошка се появиха 2 пилета с гребен, подобен на листа. Това е възможно с хетерозиготност на родителите; следователно може да се предположи, че розовият хребет при пилетата доминира над листния. Така генотипите на петела и второто пиле са Аа.

Когато същият петел беше кръстосан с първото пиле, не се наблюдава разцепване, следователно първото пиле е хомозиготно - АА.

Задача."Братските близнаци са родени в семейство на кафяви очи родители с дясна ръка, единият от които е с кафяви очи с лява ръка, а другият със сини очи с дясна ръка. Каква е вероятността следващото дете да е подобно на вашите родители ? "

Раждането на синеоко дете при родители с кафяви очи показва рецесията на синия цвят на очите, съответно, раждането на дете с лява ръка при родителите с дясна ръка показва рецесивността на по-добър контрол на лявата ръка в сравнение надясно. Нека въведем обозначенията на алелите: А - кафяви очи, а - сини очи, В - десни, б - левичари. Нека дефинираме генотиповете на родители и деца:

R	AaBv x AaBv
F,	A_bv, aaB_

A_bv е фенотипен радикал, който показва, че това дете е левичар с кафяви очи. Генотипът на това дете може да бъде - Aavv, Aavv.

По -нататъшното решение на този проблем се извършва по традиционния начин, чрез конструиране на решетка Punnet.

	AB	Av	aB	Av
AB	AABB	AABv	AaBB	AaBv
Av	AABv	AAvv	AaBv	Aavb
aB	AaBB	AaBv	aaBB	AaBv
ав	AaBv	Aavb	aaBv	Aavb

9 варианта на потомци, които ни интересуват, са подчертани. Има 16 възможни варианта, така че вероятността да имате дете, подобно на вашите родители, е 9/16.

Иванова Т.В., Калинова Г.С., Мягкова А.Н. „Обща биология“. Москва, "Образование", 2000

• Тема 10. „Монохибридно и дихибридно кръстосване“. §23-24 стр. 63-67
• Тема 11. "Генетика на пола." §28-29 стр. 71-85
• Тема 12. "Променливост на мутация и модификация." §30-31 стр. 85-90
• Тема 13. „Избор“. §32-34 стр. 90-97

Сред задачите по генетика на изпита по биология могат да се разграничат 6 основни типа. Първите две - за определяне броя на типовете гамети и монохибридно кръстосване - се срещат най -често в част А на изпита (въпроси А7, А8 и А30).

Проблемите от типове 3, 4 и 5 са ​​посветени на дихибридно кръстосване, наследяване на кръвни групи и черти, свързани с пола. Такива задачи съставляват повечето от C6 въпросите в изпита.

Шестият тип проблем е смесен. Те разглеждат наследяването на две двойки черти: една двойка е свързана с Х хромозомата (или определя човешки кръвни групи), а гените на втората двойка черти се намират в автозоми. Този клас проблеми се считат за най -трудните за кандидатите.

Тази статия излага теоретични основи на генетикатанеобходими за успешна подготовка за задача C6, както и се разглеждат решения на всички видове проблеми и се дават примери за самостоятелна работа.

Основни термини на генетиката

Гене част от молекула на ДНК, която носи информация за първичната структура на един протеин. Генът е структурна и функционална единица на наследяване.

Алелни гени (алели)- различни варианти на един и същ ген, кодиращи алтернативна проява на една и съща черта. Алтернативните признаци са признаци, които не могат да бъдат в тялото едновременно.

Хомозиготен организъм- организъм, който не се разцепва по един или друг начин. Алелните му гени влияят еднакво върху развитието на тази черта.

Хетерозиготен организъм- организъм, който се разделя според една или друга характеристика. Алелните му гени влияят върху развитието на тази черта по различни начини.

Доминиращ гене отговорен за развитието на черта, която се проявява в хетерозиготен организъм.

Рецесивен гене отговорен за чертата, чието развитие се потиска от доминантния ген. Рецесивна черта се проявява в хомозиготен организъм, съдържащ два рецесивни гена.

Генотип- набор от гени в диплоиден набор от организъм. Наборът от гени в хаплоиден набор от хромозоми се нарича геном.

Фенотип- съвкупността от всички признаци на тялото.

Законите на Г. Мендел

Първият закон на Мендел - законът за еднородността на хибридите

Този закон е получен от резултатите от монохибридно кръстосване. За експериментите бяха взети два сорта грах, които се различаваха един от друг с една двойка знаци - цвета на семената: един сорт имаше жълт цвят, вторият - зелен. Кръстосаните растения са хомозиготни.

За да запише резултатите от пресичането, Мендел предложи следната схема:

Жълт цвят на семената
- зелен цвят на семената

(родители)
(гамети)
(първо поколение)	(всички растения са имали жълти семена)

Формулиране на закона: при кръстосване на организми, които се различават по една двойка алтернативни белези, първото поколение е еднакво по фенотип и генотип.

Вторият закон на Мендел - законът за разделянето

От семена, получени чрез кръстосване на хомозиготно растение с жълт цвят на семената с растение със зелен цвят на семената, се отглеждат растения и се получават чрез самоопрашване.

	(растенията имат доминираща черта - рецесивна)

Формулировката на закона: при потомството, получено от кръстосване на хибриди от първо поколение, има разцепване според фенотипа в съотношението, а според генотипа -.

Третият закон на Мендел - законът за независимо наследяване

Този закон е изведен от данните, получени от дихибридното кръстосване. Мендел обмисля наследяването на две двойки черти в граха: цвят и форма на семената.

Мендел използва хомозиготни растения и за двете двойки белези като родителски форми: единият сорт имаше жълти семена с гладка кора, другият имаше зелени и набръчкани семена.

Жълт цвят на семената, - зелен цвят на семената,
- гладка форма, - набръчкана форма.

	(жълто гладко).

Тогава Мендел отглежда растения от семена и чрез самоопрашване получава хибриди от второ поколение.

	Пуннет мрежата се използва за записване и определяне на генотипове. Гамети

В е имало разделяне на фенотипния клас в съотношението. от всички семена имат и двете доминиращи черти (жълти и гладки), - първата доминантна и втората рецесивна (жълта и набръчкана), - първата рецесивна и втората доминантна (зелена и гладка), - и двете рецесивни черти (зелени и набръчкани) .

При анализ на наследствеността на всяка двойка черти се получават следните резултати. В части от жълти семена и части от зелени семена, т.е. съотношение. Точно същото съотношение ще бъде за втората двойка черти (форма на семе).

Формулиране на закона: когато се кръстосват организми, които се различават един от друг с две или повече двойки алтернативни черти, гените и съответните им черти се наследяват независимо един от друг и се комбинират във всички възможни комбинации.

Третият закон на Мендел е изпълнен само ако гените са в различни двойки хомоложни хромозоми.

Законът (хипотезата) за "чистотата" на гаметите

При анализ на чертите на хибридите от първо и второ поколение Мендел установи, че рецесивният ген не изчезва и не се смесва с доминиращия. Проявяват се и двата гена, което е възможно само ако хибридите образуват два вида гамети: някои носят доминиращ ген, други рецесивен. Това явление се нарича хипотеза за чистотата на гаметите: всяка гамета носи само един ген от всяка алелна двойка. Хипотезата за чистотата на гаметите е доказана след изучаване на процесите, протичащи при мейозата.

Хипотезата за „чистота“ на гаметите е цитологичната основа на първия и втория закон на Мендел. С негова помощ е възможно да се обясни сегрегацията по фенотип и генотип.

Анализ на кръст

Този метод е предложен от Мендел за изясняване на генотипите на организми с доминираща черта, които имат същия фенотип. За това те бяха кръстосани с хомозиготни рецесивни форми.

Ако в резултат на кръстосване цялото поколение се окаже същото и подобно на анализирания организъм, тогава може да се заключи, че първоначалният организъм е хомозиготен за изследваната черта.

Ако в резултат на кръстосване в поколение се наблюдава разцепване в съотношението, тогава първоначалният организъм съдържа гени в хетерозиготно състояние.

Наследяване на кръвни групи (система AB0)

Наследяването на кръвни групи в тази система е пример за множествен алелизъм (това е съществуването на повече от два алела от един и същ ген в даден вид). В човешката популация има три гена, кодиращи еритроцитни антигенни протеини, които определят кръвните групи на хората. Генотипът на всеки човек съдържа само два гена, които определят кръвната му група: първата група; втори и; трети и и четвърти.

Наследяване на черти, свързани с пола

При повечето организми полът се определя по време на оплождането и зависи от набора от хромозоми. Този метод се нарича хромозомно определяне на пола. Организмите с този тип определяне на пола имат автозоми и полови хромозоми - и.

При бозайниците (включително хората) женският пол има набор от полови хромозоми, мъжкия пол. Женският пол се нарича хомогаметичен (образува един вид гамети); и мъжът е хетерогаметичен (образува два вида гамети). При птиците и пеперудите мъжките са хомогаметични, а женските са хетерогаметични.

USE включва задачи само за герои, свързани с -хромозомата. По принцип те се отнасят до два признака на човек: съсирване на кръвта ( - норма; - хемофилия), цветно зрение ( - норма, - цветна слепота). Много по-рядко срещан е проблемът с наследяването на белези, свързани с пола, при птиците.

При хората женският пол може да бъде хомозиготен или хетерозиготен по тези гени. Помислете за възможните генетични набори при жена, използваща за пример хемофилия (подобна картина се наблюдава при цветна слепота): - здрава; - е здрав, но е носител; - болен. Мъжкият пол за тези гени е хомозиготен, защото - хромозомата няма алели на тези гени: - здрави; - е болен. Затова мъжете най -често страдат от тези заболявания, а жените са техните носители.

Типични задачи на USE в генетиката

Определяне на броя на типовете гамети

Определянето на броя на типовете гамети се извършва по формулата :, където е броят на двойките гени в хетерозиготно състояние. Например, организъм с генотип няма гени в хетерозиготно състояние, т.е. , следователно, и образува един тип гамети. Организъм с генотип има една двойка гени в хетерозиготно състояние, т.е. следователно, той също образува два типа гамети. Организъм с генотип има три двойки гени в хетерозиготно състояние, т.е. , следователно, и образува осем типа гамети.

Проблеми за моно- и дихибридно кръстосване

За монохибридно кръстосване

Задача: Бели зайци се кръстосват с черни зайци (черното е доминиращо). В бели и черни. Определете генотиповете на родителите и потомството.

Решение: Тъй като при потомството се наблюдава разделяне според изследваната черта, следователно родителят с доминираща черта е хетерозиготен.

	(черен)	(Бяло)
	(Черно бяла)

За дихибридно кръстосване

Известни са доминиращите гени

Задача: Доматите с нормален растеж с червени плодове се кръстосват с домати джуджета с червени плодове. Всички растения са с нормален растеж; - с червени плодове и - с жълти. Определете генотиповете на родителите и потомството, ако е известно, че при доматите червеният цвят на плода доминира над жълтия, а нормалният растеж над джуджетата.

Решение: Нека обозначим доминиращи и рецесивни гени: - нормален растеж, - джуджета; - червени плодове, - жълти плодове.

Нека анализираме наследството на всяка черта поотделно. Всички потомци са с нормална височина, т.е. не се наблюдава разцепване за тази черта, поради което оригиналните форми са хомозиготни. По цвета на плодовете се наблюдава разцепване, поради което оригиналните форми са хетерозиготни.

		(джуджета, червени плодове)
	(нормален растеж, червени плодове) (нормален растеж, червени плодове) (нормален растеж, червени плодове) (нормален растеж, жълти плодове)

Доминантни гени неизвестни

Задача: Две разновидности на флокс бяха кръстосани: единият има червени цветя с форма на чинийка, вторият има червени фуниевидни цветя. В потомството са получени червена чиния, червена фуниевидна, бяла чинийка и бяла фуниевидна форма. Идентифицирайте доминиращите гени и генотипове на родителските форми, както и тяхното потомство.

Решение: Нека анализираме разделянето за всеки атрибут поотделно. Сред потомците съставят растения с червени цветя, с бели цветя - т.е. ... Следователно - червено, - бяло, а родителските форми са хетерозиготни за тази черта (защото има разцепване в потомството).

Разцепването се наблюдава и във формата на цветето: половината от потомството имат цветя с форма на чинийка, половината са с форма на фуния. Въз основа на тези данни не е възможно еднозначно да се определи доминиращата характеристика. Следователно, ние ще приемем, че - цветя с форма на чинийка, - фуниевидни цветя.

	(червени цветя, форма на чинийка)	(червени цветя, с форма на фуния)
	Гамети

Червени чинийки цветя,
- червени цветя във формата на фуния,
- цветя от бяла чинийка,
- бели фуниевидни цветя.

Решаване на проблеми за кръвни групи (система AB0)

Задача: майката има втора кръвна група (тя е хетерозиготна), бащата има четвърта. Какви кръвни групи са възможни при деца?

Решение:

	(вероятността да имате дете с втора кръвна група е, с третата -, с четвъртата -).

Решаване на проблеми по наследяването на полово-свързани черти

Такива задачи може да се срещнат както в част А, така и в част В на изпита.

Задача: носител на хемофилия се ожени за здрав мъж. Какви деца могат да се раждат?

Решение:

	здраво момиче () момиче, здраво, носител () момче, здраво () момче с хемофилия ()

Смесено решаване на проблеми

Задача: Мъж с кафяви очи и кръвна група се ожени за жена с кафяви очи и кръвна група. Те имаха синеоко бебе с кръвна група. Определете генотиповете на всички лица, посочени в задачата.

Решение: Кафявите очи доминират над сините, следователно кафявите очи, - сини очи. Детето има сини очи, така че баща му и майка му са хетерозиготни по тази черта. Третата кръвна група може да има генотип или, първата - само. Тъй като детето има първата кръвна група, следователно той е получил гена както от баща си, така и от майка си, следователно баща му има генотип.

	(баща)	(майка)
	(е роден)

Задача: Мъжът е далтонизъм, десен (майка му беше лява), женен за жена с нормално зрение (баща й и майка й бяха напълно здрави), левичар. Какви деца може да има тази двойка?

Решение: При човек най-добрият контрол на дясната ръка доминира над лявата ръка, следователно-дясната, - левичар. Мъжки генотип (откакто е получил гена от майка с лява ръка), а жените -.

Далтонист има генотип, а съпругата му има генотип. родителите й бяха напълно здрави.

R
	момиче с дясна ръка, здраво, носител () момиче с лява ръка, здраво, носител () момче с дясна ръка, здраво () момче левичар, здраво ()

Задачи за независимо решение

1. Определете броя на типовете гамети в организъм с генотип.
2. Определете броя на типовете гамети в организъм с генотип.
3. Те кръстосват високи растения с ниски растения. Б - всички средни растения. Какво ще се случи?
4. Пресякохме бял заек с черен заек. Всички зайци са черни. Какво ще се случи?
5. Пресякохме два зайци със сива коса. B с черна вълна, - със сиво и бяло. Идентифицирайте генотиповете и обяснете това разделяне.
6. Те кръстосаха черен бик без рога с бяла рогата крава. Получихме черни рога, черни рога, бели рога и бели рога. Обяснете това деколте, ако черният цвят и липсата на рога са доминиращи.
7. Дрозофилите с червени очи и нормални крила бяха кръстосани с плодови мухи с бели очи и дефектни крила. В потомството всички мухи с червени очи и дефектни крила. Какво ще бъде потомството от кръстосването на тези мухи и с двамата родители?
8. Синеока брюнетка се ожени за блондинка с кафяви очи. Какви деца могат да се раждат, ако и двамата родители са хетерозиготни?
9. Мъж с дясна ръка с положителен резус фактор се ожени за левица с отрицателен резус фактор. Какви деца могат да се родят, ако мъжът е хетерозиготен само по втората черта?
10. Майката и бащата имат кръвна група (и двамата родители са хетерозиготни). Каква кръвна група е възможна при деца?
11. Майката има кръвна група, детето има кръвна група. Каква кръвна група е невъзможна за баща?
12. Бащата има първа кръвна група, майката има втора. Каква е вероятността да имате бебе с първата кръвна група?
13. Синеока жена с кръвна група (родителите й имаха трета кръвна група) се омъжи за мъж с кафяви очи с кръвна група (баща му имаше сини очи и първа кръвна група). Какви деца могат да се раждат?
14. Хемофилен мъж, десничар (майка му беше лява) се ожени за левица с нормална кръв (баща й и майка й бяха здрави). Какви деца могат да се родят от този брак?
15. Кръстосвахме ягодови растения с червени плодове и дългостеблени листа с ягодови растения с бели плодове и късостеблени листа. Какво потомство може да има, ако червеният цвят и листата с къси дръжки са доминиращи, докато и двете родителски растения са хетерозиготни?
16. Мъж с кафяви очи и кръвна група се оженил за жена с кафяви очи и кръвна група. Те имаха синеоко бебе с кръвна група. Определете генотиповете на всички лица, посочени в задачата.
17. Пъпешите с бели овални плодове се кръстосват с растения, които имат бели кълбовидни плодове. В потомството са получени следните растения: с бял овал, с бели кълбовидни, с жълт овал и с жълти кълбовидни плодове. Определете генотиповете на оригиналните растения и потомството, ако белият цвят на пъпеша доминира над жълтото, овалната форма на плода - над сферичната.

Отговори

1. тип гамети.
2. видове гамети.
3. тип гамети.
4. висока, средна и ниска (непълно доминиране).
5. Черно и бяло.
6. - черно, - бяло, - сиво. Непълно доминиране.
7. Бик :, крава -. Потомство: (чернороги), (черни рогати), (бели рогати), (бели рогови).
8. - Червени очи, - бели очи; - дефектни крила, - нормални. Начални форми - и, потомство.
   Резултати от кръстосване:
   а)
9. - Кафяви очи, - син; - тъмна коса, - светла. Баща майка - .
   

   	- кафяви очи, тъмна коса - кафяви очи, руса коса - сини очи, тъмна коса - сини очи, руса коса

10. - десняк, - левичар; - Rh положителен, - отрицателен. Баща майка - . Деца: (дясно, резус положително) и (дясно, резус отрицателно).
11. Баща и майка - . Децата могат да имат трета кръвна група (вероятност за раждане -) или първа кръвна група (вероятност за раждане -).
12. Майка, дете; от майка си е получил гена, а от баща си -. Следните кръвни групи са невъзможни за бащата: втора, трета, първа, четвърта.
13. Дете с първа кръвна група може да се роди само ако майка му е хетерозиготна. В този случай вероятността за раждане е.
14. - Кафяви очи, - син. Жена мъж . Деца: (кафяви очи, четвърта група), (кафяви очи, трета група), (сини очи, четвърта група), (сини очи, трета група).
15. - десняк, - левичар. Мъж жена . Деца (здраво момче, дясна ръка), (здраво момиче, носител, дясноръка), (здраво момче, левичар), (здраво момиче, носител, левичар).
16. - червени плодове, - бял; - къса дръжка, - дълга дръжка.
    Родители: и. Потомство: (червени плодове, къси дръжки), (червени плодове, дълги дръжки), (бели плодове, къси дръжки), (бели плодове, дълги дръжки).
    Кръстосвахме ягодови растения с червени плодове и дългостеблени листа с ягодови растения с бели плодове и късостеблени листа. Какво потомство може да има, ако червеният цвят и листата с къси дръжки са доминиращи, докато и двете родителски растения са хетерозиготни?
17. - Кафяви очи, - син. Жена мъж . Дете:
18. - бял цвят, - жълто; - овални плодове, - кръгли. Източници на растения: и. Потомство:
    с бели овални плодове,
    с бели кълбовидни плодове,
    с жълти овални плодове,
    с жълти сферични плодове.

Закономерности на наследствеността, техните цитологични основи. Закономерности на наследяване, установени от Г. Мендел, тяхната цитологична основа (моно- и дихибридно кръстосване). Законите на Т. Морган: свързано наследяване на черти, разстройство на генната връзка. Генетиката на секса. Наследяване на черти, свързани с пола. Взаимодействие на гените. Генотипът като интегрална система. Човешката генетика. Методи за изучаване на човешката генетика. Решаване на генетични проблеми. Съставяне на схеми за пресичане

Закономерности на наследствеността, техните цитологични основи

Според хромозомната теория за наследствеността всяка двойка гени е локализирана в двойка хомоложни хромозоми и всяка от хромозомите носи само един от тези фактори. Ако си представим, че гените са точкови обекти на прави линии - хромозоми, тогава схематично хомозиготни индивиди могат да бъдат записани като A || A или a || a, докато хетерозиготни - A || a. Когато по време на мейозата се образуват гамети, всеки от гените на хетерозиготна двойка ще бъде в една от зародишните клетки.

Например, ако кръстосвате два хетерозиготни индивида, тогава при условие, че във всяка от тях се образува само двойка гамети, е възможно да се получат само четири дъщерни организма, три от които ще носят поне един доминиращ ген А и само един ще бъде хомозиготен за рецесивния ген а, тоест моделите на наследственост имат статистически характер.

В случаите, когато гените са разположени в различни хромозоми, тогава по време на образуването на гамети, разпределението между тях на алели от дадена двойка хомоложни хромозоми става напълно независимо от разпределението на алелите от други двойки. Случайното подреждане на хомоложни хромозоми в екватора на вретеното в метафаза I на мейозата и последващото им разминаване в анафаза I води до различни алелни рекомбинации в гамети.

Броят на възможните комбинации от алели в мъжки или женски гамети може да се определи по общата формула 2 n, където n е броят на хромозомите, характерни за хаплоидния набор. При хората n = 23, а възможният брой комбинации е 2 23 = 8388608. Последващото обединение на гамети по време на оплождането също е случайно и следователно при потомството е възможно да се запише независимо разделяне за всяка двойка знаци.

Броят на признаците във всеки организъм е многократно по -голям от броя на неговите хромозоми, които могат да бъдат разграничени под микроскоп, следователно всяка хромозома трябва да съдържа много фактори. Ако си представим, че гаметите се образуват в някои отделни хетерозиготи за две двойки гени, разположени в хомоложни хромозоми, тогава трябва да се вземе предвид не само вероятността от образуване на гамети с оригиналните хромозоми, но и гамети, които са получили хромозоми, променени като резултат от преминаване в профаза I на мейоза. Следователно в потомството ще се появят нови комбинации от черти. Данните, получени при експерименти с дрозофила, са в основата хромозомна теория за наследствеността.

Друго фундаментално потвърждение на цитологичната основа на наследствеността е получено при изследването на различни заболявания. Така че при хората една от формите на рак се причинява от загубата на малка част от една от хромозомите.

Закономерности на наследяване, установени от Г. Мендел, тяхната цитологична основа (моно- и дихибридно кръстосване)

Основните закономерности на независимото наследяване на черти са открити от Г. Мендел, който постига успех, прилагайки в изследванията си нов хибридологичен метод по това време.

Успехът на Г. Мендел се дължи на следните фактори:

• добър избор на обекта на изследване (засяване на грах), който има кратък вегетационен период, е самоопрашващо се растение, дава значително количество семена и е представено от голям брой сортове с добре различими характеристики;
• използване само на чисти линии грах, които в продължение на няколко поколения не дават разделяне на белези в потомството;
• концентрация само върху един или два знака;
• планиране на експеримента и изготвяне на ясни схеми за пресичане;
• точно количествено изчисление на полученото потомство.

За изследването Г. Мендел избра само седем знака с алтернативни (контрастни) прояви. Още при първите кръстоски той забеляза, че при потомството от първо поколение, при кръстосване на растения с жълти и зелени семена, цялото потомство има жълти семена. Подобни резултати са получени при изследването на други признаци. Знаците, които преобладават в първото поколение, са кръстени от Г. Мендел доминантен... Бяха наречени същите, които не се появиха в първото поколение рецесивен.

Бяха посочени индивиди, които дадоха разделяне на потомството хетерозиготни, и лица, които не са дали разделяне - хомозиготен.

Характеристики на грах, наследството на които е проучено от Г. Мендел

Кръстосване, при което се изследва проявата само на една черта, се нарича монохибриден... В този случай се проследяват моделите на наследяване само на два варианта на една черта, чието развитие се дължи на двойка алелни гени. Например чертата „цвят на цветната венче“ в граха има само две проявления - червено и бяло. Всички други признаци, характерни за тези организми, не се вземат предвид и не се вземат предвид при изчисленията.

Схемата за монохибридно кръстосване е следната:

Чрез кръстосване на две грахови растения, едното от които имаше жълти семена, а другото - зелено, през първото поколение Г. Мендел получава растения изключително с жълти семена, независимо кое растение е избрано за майка и кое е бащата. Същите резултати бяха получени при кръстоски на други основания, което даде основание на Г. Мендел да формулира законът за еднородност на първо поколение хибридисъщо наричан Първият закон на Мендели законът на господството.

Първият закон на Мендел:

При кръстосване на хомозиготни родителски форми, които се различават в една двойка алтернативни белези, всички хибриди от първото поколение ще бъдат еднакви както по генотип, така и по фенотип.

А - жълти семена; а- зелени семена.

При самоопрашващи (кръстосващи) хибриди от първо поколение се оказа, че 6022 семена са жълти, а 2001 - зелени, което приблизително съответства на съотношение 3: 1. Откритият модел е кръстен разделящ закон, или Втори закон на Мендел.

Вторият закон на Мендел:

При кръстосване на хетерозиготни хибриди от първо поколение в потомството ще има преобладаване на една от чертите в съотношение 3: 1 по фенотип (1: 2: 1 по генотип).

Въпреки това, по фенотип на индивид, далеч не винаги е възможно да се установи неговият генотип, тъй като като хомозиготи за доминиращия ген ( АА) и хетерозиготи ( Аа) ще има проява на доминиращ ген във фенотипа. Следователно, за организми с кръстосано оплождане те използват анализиране на кръст- кръстосване, при което организъм с неизвестен генотип се кръстосва с хомозигот за рецесивен ген за проверка на генотипа. В същото време хомозиготните индивиди за доминиращия ген не се разделят в потомството, докато в потомството на хетерозиготни индивиди има равен брой индивиди с доминантни и рецесивни черти:

Въз основа на резултатите от собствените си експерименти, Г. Мендел предполага, че наследствените фактори по време на образуването на хибриди не се смесват, а остават непроменени. Тъй като връзката между поколенията се осъществява чрез гамети, той призна, че в процеса на тяхното образуване само един фактор от двойка попада във всяка от гаметите (тоест гаметите са генетично чисти), а по време на оплождането двойката е възстановен. Тези предположения се наричат правила за чистотата на гаметите.

Правило за чистота на гаметата:

По време на гаметогенезата гените на една двойка са разделени, тоест всяка гамета носи само един вариант на гена.

Въпреки това, организмите се различават един от друг в много отношения, следователно е възможно да се установят моделите на тяхното наследяване само чрез анализ на два или повече знака в потомството.

Кръстосването, при което се разглежда наследството и се прави точна количествена сметка на потомството според две двойки черти, се нарича дихибрид... Ако се анализира проявата на по -голям брой наследствени черти, това вече е полихибридно кръстосване.

Схема на дихибридно пресичане:

С по -голямото разнообразие на гамети става трудно да се определят генотиповете на потомството, поради което за анализ широко се използва решетката на Пенет, в която мъжки гамети се въвеждат хоризонтално, а женските - вертикално. Генотиповете на потомството се определят от комбинацията от гени в колони и редове.

$♀$/$♂$	aB	ab
AB	AaBB	AaBb
Ab	AaBb	Aabb

За дихибридното кръстосване Г. Мендел избра две черти: цвета на семената (жълто и зелено) и тяхната форма (гладка и набръчкана). В първото поколение се спазва законът за еднородност на хибридите от първо поколение, а във второто поколение има 315 жълти гладки семена, 108 зелени гладки семена, 101 жълти набръчкани и 32 зелени набръчкани семена. Изчислението показа, че разцепването е близо до 9: 3: 3: 1, но за всеки от знаците съотношението 3: 1 се запазва (жълто - зелено, гладко - набръчкано). Този модел беше кръстен законът за независимо разделяне на признаците, или Третият закон на Мендел.

Третият закон на Мендел:

При кръстосване на хомозиготни родителски форми, които се различават по две или повече двойки черти, през второто поколение ще настъпи независимо разделяне на тези черти в съотношение 3: 1 (9: 3: 3: 1 с дихибридно кръстосване).

$♀$/$♂$	AB	Ab	aB	ab
AB	AABB	AABb	AaBB	AaBb
Ab	AABb	AAbb	AaBb	Aabb
aB	AaBB	AaBb	aaBB	aaBb
ab	AaBb	Aabb	aaBb	aabb

$ F_2 (9A_B_) ↙ (\ текст "гладко жълто"): (3A_bb) ↙ (\ текст "набръчкано жълто"): (3aaB_) ↙ (\ текст "гладко зелено"): (1aabb) ↙ (\ текст "зелено набръчкана ") $

Третият закон на Мендел се прилага само за случаите на независимо наследяване, когато гените са разположени в различни двойки хомоложни хромозоми. В случаите, когато гените са разположени в една двойка хомоложни хромозоми, законите на свързаното наследяване са валидни. Моделите на независимо наследяване на черти, установени от Г. Мендел, също често се нарушават при взаимодействието на гените.

Законите на Т. Морган: свързано наследяване на черти, нарушаване на генната връзка

Новият организъм получава от родителите не разпръснати гени, а цели хромозоми, докато броят на белезите и съответно гените, които ги определят, са много по -големи от броя на хромозомите. Според хромозомната теория за наследствеността, гените, разположени на една и съща хромозома, се наследяват свързани. В резултат на това при дихибридно пресичане те не дават очакваното разделяне на 9: 3: 3: 1 и не се подчиняват на третия закон на Мендел. Може да се очаква, че свързването на гените е пълно и при кръстосване на индивиди, хомозиготни за тези гени във второто поколение, той дава първоначалните фенотипове в съотношение 3: 1, а при анализиране на кръстосването на хибриди от първо поколение, разцепването трябва да бъде 1: 1.

За да провери това предположение, американският генетик Т. Морган избра двойка гени в Drosophila, които контролират цвета на тялото (сиво -черно) и формата на крилото (дълго -елементарни), които са разположени в една двойка хомоложни хромозоми. Сиво тяло и дълги крила са доминиращи черти. При кръстосване на хомозиготна муха със сиво тяло и дълги крила и хомозиготна муха с черно тяло и елементарни крила през второто поколение всъщност се получават основно родителски фенотипове в съотношение близко до 3: 1, но има и малък брой на индивиди с нови комбинации от тези черти. ... Тези индивиди се наричат рекомбинантен.

Въпреки това, след като анализира кръстосването на хибриди от първо поколение с хомозиготи за рецесивни гени, Т. Морган установява, че 41,5% от индивидите имат сиво тяло и дълги крила, 41,5% имат черно тяло и елементарни крила, 8,5% имат сиво тяло и елементарни крила и 8,5% - черно тяло и елементарни крила. Той свързва полученото разцепване с кръстосване, което се случва в профаза I на мейозата, и предполага, че единицата за разстояние между гените в хромозомата е 1% кръстосване, което по -късно е кръстено на него. морганида.

Моделите на свързано наследяване, установени по време на експерименти с дрозофила, бяха наречени Законът на Т. Морган.

Законът на Морган:

Гените, локализирани в една хромозома, заемат определено място, наречено локус, и се наследяват свързани, а силата на връзката е обратно пропорционална на разстоянието между гените.

Гените, разположени в хромозомата директно един след друг (вероятността за пресичане е изключително малка) се наричат ​​напълно свързани и ако между тях има поне още един ген, те не са напълно свързани и тяхното свързване се нарушава по време на кръстосването в резултат на обмена на региони на хомоложни хромозоми.

Явленията на генно свързване и кръстосване правят възможно изграждането на карти на хромозоми с реда на гените, поставени върху тях. Генетични карти на хромозоми са създадени за много генетично добре проучени обекти: дрозофила, мишки, хора, царевица, пшеница, грах и др. Изследването на генетичните карти ни позволява да сравним структурата на генома в различните видове организми, които е важно за генетиката и размножаването, както и за еволюционните изследвания ...

Генетиката на пола

Етаж- Това е съвкупност от морфологични и физиологични характеристики на организъм, които осигуряват полово размножаване, чиято същност се свежда до оплождане, тоест сливане на мъжки и женски зародишни клетки в зигота, от която се развива нов организъм.

Знаците, по които един пол се различава от друг, се делят на първични и вторични. Основните полови характеристики включват гениталиите, а всички останали са вторични.

При хората вторичните полови белези са тип тяло, тон на гласа, преобладаване на мускулна или мастна тъкан, наличие на косми по лицето, ябълка на Адам и млечни жлези. Така че, при жените тазът обикновено е по -широк от раменете, преобладава мастната тъкан, млечните жлези са изразени, гласът е висок. Мъжете, от друга страна, се различават от тях по -широките рамене, преобладаването на мускулната тъкан, наличието на косми по лицето и ябълката на Адам, а също и с нисък глас. Човечеството отдавна се интересува от въпроса защо мъжете и жените се раждат в съотношение приблизително 1: 1. Обяснението за това е получено чрез изучаване на кариотипите на насекомите. Оказа се, че женските на някои буболечки, скакалци и пеперуди имат една хромозома повече от мъжките. От своя страна мъжките произвеждат гамети, които се различават по броя на хромозомите, като по този начин предварително определят пола на потомството. По -късно обаче беше установено, че при повечето организми броят на хромозомите при мъжете и жените все още не се различава, но единият от двата пола има двойка хромозоми, които не си пасват по размер, докато другият има всички хромозоми в двойки.

Подобна разлика е открита и в човешкия кариотип: мъжките имат две недвоени хромозоми. По форма тези хромозоми в началото на деленето приличат на латинските букви X и Y и затова са наречени X и Y хромозоми. Мъжката сперма може да носи една от тези хромозоми и да определи пола на нероденото дете. В тази връзка хромозомите на хората и много други организми са разделени на две групи: автозоми и хетерохромозоми, или полови хромозоми.

ДА СЕ автозомивключват хромозоми, които са еднакви за двата пола, докато полови хромозоми- Това са хромозоми, които се различават при различните полове и носят информация за половите характеристики. В случаите, когато полът носи същите полови хромозоми, например XX, се казва, че той хомозиготен, или хомогаметичен(образува същите гамети). Другият пол, който има различни полови хромозоми (XY), се нарича хемизиготен(без пълен еквивалент на алелен ген), или хетерогаметичен... При хората, повечето бозайници, мухи дрозофили и други организми, женският пол е хомогаметичен (XX), а мъжкият е хетерогаметичен (XY), докато при птиците мъжкият пол е хомогаметичен (ZZ или XX), а женският е хетерогаметичен (ZW или XY) ...

Х -хромозомата е голяма неравна хромозома, която носи над 1500 гена и много от техните мутантни алели причиняват тежки наследствени заболявания като хемофилия и цветна слепота при хората. Y хромозомата, от друга страна, е много малка, тя съдържа само около дузина гени, включително специфични гени, отговорни за мъжкото развитие.

Мъжкият кариотип е написан като $ ♂ $ 46, XY, а женският кариотип е $ ♀ $ 46, XX.

Тъй като гаметите с полови хромозоми се произвеждат при мъже с еднаква вероятност, очакваното съотношение между половете в потомството е 1: 1, което съвпада с действително наблюдаваното.

Пчелите се различават от другите организми по това, че женските се развиват от оплодени яйца, а мъжките от неоплодени. Съотношението между половете при тях се различава от посоченото по -горе, тъй като процесът на оплождане се регулира от матката, в гениталния тракт на която сперматозоидите се съхраняват от пролетта през цялата година.

В редица организми полът може да бъде определен по различен начин: преди оплождането или след него, в зависимост от условията на околната среда.

Наследяване на черти, свързани с пола

Тъй като в половите хромозоми се намират някои гени, които не са еднакви при представители на противоположните полове, естеството на наследяване на чертите, кодирани от тези гени, се различава от общото. Този вид наследство се нарича крис-кръстосано наследяване, тъй като мъжете наследяват характеристиките на майката, а жените наследяват характеристиките на бащата. Характеристиките, определени от гените, които се намират на половите хромозоми, се наричат ​​свързани с пола. Примери за знаци свързани с пола, са рецесивни признаци на хемофилия и цветна слепота, които се проявяват главно при мъжете, тъй като в Y хромозомата няма алелни гени. Жените страдат от такива заболявания само ако са получили такива симптоми както от баща си, така и от майка си.

Например, ако майката е била хетерозиготен носител на хемофилия, тогава половината от нейните синове ще имат нарушено съсирване на кръвта:

X H - нормално съсирване на кръвта

X h - кръвосъсирване (хемофилия)

Чертите, кодирани в гените на Y хромозомата, се предават чисто по мъжка линия и се наричат Холандски(наличието на мембрана между пръстите на краката, повишена окосменост на ръба на ушната мида).

Взаимодействие на гените

Проверката на моделите на независимо наследяване върху различни обекти още в началото на 20 -ти век показа, че например при нощна красавица при кръстосване на растения с червено -бяла венче, хибридите от първо поколение имат венчета, боядисани в розово, докато в второ поколение има индивиди с червени, розови и бели цветя в съотношение 1: 2: 1. Това доведе изследователите до идеята, че алелните гени могат да имат определен ефект един върху друг. Впоследствие беше установено също, че неалелните гени допринасят за проявата на черти на други гени или ги потискат. Тези наблюдения станаха основа за концепцията за генотипа като система от взаимодействащи гени. В момента се разграничава взаимодействието на алелни и неалелни гени.

Взаимодействието на алелните гени включва пълно и непълно доминиране, кодоминиране и свръхдоминиране. Пълно господстворазгледайте всички случаи на взаимодействие на алелни гени, при които в хетерозиготата се наблюдава проява на изключително доминираща черта, като например цвета и формата на семената в граха.

Непълно доминиране- това е вид взаимодействие на алелни гени, при което проявата на рецесивен алел в по -голяма или по -малка степен отслабва проявата на доминиращия, както в случая с цвета на венчето на нощна красавица (бяло + червено = розово) и вълна при говеда.

Кодоминираненаричат ​​този тип взаимодействие на алелни гени, при което и двата алела се проявяват, без да отслабват ефектите един на друг. Типичен пример за кодоминиране е наследяването на кръвни групи според системата AB0.

Както може да се види от таблицата, кръвни групи I, II и III се наследяват според типа на пълно господство, докато група IV (AB) (генотип - I A I B) е случай на кодоминантност.

Превъзходство- това е явление, при което в хетерозиготно състояние доминиращата черта се проявява много по -силно, отколкото в хомозиготна; свръхдоминирането често се използва в развъждането и се счита за причина хетерозис- явления с хибридна мощ.

Специален случай на взаимодействие на алелни гени може да се счита за т.нар смъртоносни гени, които в хомозиготно състояние водят до смърт на организма най -често в ембрионалния период. Причината за смъртта на потомството е плейотропният ефект на гените за сив цвят на козината при астраханските овце, платинен цвят при лисиците и липсата на люспи при огледалните шарани. Когато се кръстосват два индивида, хетерозиготни по тези гени, разделянето според изследваната черта в потомството ще бъде равно на 2: 1 поради смъртта на 1/4 от потомството.

Основните видове взаимодействие на неалелните гени са комплементарност, епистаза и полимерия. Допълване- Това е вид взаимодействие на неалелни гени, при което наличието на поне два доминантни алела от различни двойки е необходимо за проявата на определено състояние на черта. Например, когато тиквата се кръстосва със сферични (AAbb) и дълги (aaBB) плодове, в първото поколение се появяват растения с дисковидни плодове (AaBb).

ДА СЕ епистазавключват такива явления на взаимодействие на неалелни гени, при които един неалелен ген потиска развитието на друга черта. Например при пилета цветът на оперението се определя от един доминиращ ген, докато друг доминиращ ген потиска развитието на цвета, в резултат на което повечето пилета имат бяло оперение.

Полимерсе нарича явление, при което неалелните гени имат същия ефект върху развитието на черта. По този начин най -често се кодират количествени характеристики. Например, цветът на кожата на човек се определя от най -малко четири двойки неалелни гени - колкото по -доминиращи алели в генотип, толкова по -тъмна е кожата.

Генотипът като интегрална система

Генотипът не е механична сума от гени, тъй като възможността за проява на ген и формата на неговото проявление зависят от условията на околната среда. В този случай околната среда означава не само околната среда, но и генотипната среда - други гени.

Проявлението на качествени признаци рядко зависи от условията на околната среда, въпреки че ако обръснете част от тялото с бяла коса и нанесете върху нея леден мехур при хермелинов заек, с течение на времето на това място ще порасне черна вълна.

Развитието на количествени характеристики е много по -зависимо от условията на околната среда. Например, ако съвременните сортове пшеница се отглеждат без използване на минерални торове, тогава неговият добив ще се различава значително от генетично програмираните 100 или повече центнера на хектар.

Така в генотипа са записани само „способностите“ на организма, но те се проявяват само при взаимодействие с условията на околната среда.

В допълнение, гените взаимодействат помежду си и, бидейки в един и същ генотип, могат да повлияят силно върху проявлението на действието на съседните гени. Така за всеки отделен ген съществува генотипна среда. Възможно е развитието на всяка черта да е свързано с действието на много гени. Освен това е разкрита зависимостта на няколко черти от един ген. Например при овеса цветът на цветните люспи и дължината на тента им се определят от един ген. При Drosophila генът за белия цвят на окото едновременно влияе върху цвета на тялото и вътрешните органи, дължината на крилата, намаляване на плодовитостта и намаляване на продължителността на живота. Възможно е всеки ген да е едновременно ген на основното действие за "своята" черта и модификатор за други черти. По този начин фенотипът е резултат от взаимодействието на гените на целия генотип с околната среда в онтогенеза на индивид.

В тази връзка известният руски генетик М. Е. Лобашев определи генотипа като система от взаимодействащи гени... Тази интегрална система се формира в процеса на еволюция на органичния свят, докато оцеляват само онези организми, при които взаимодействието на гените дава най -благоприятната реакция в онтогенезата.

Човешката генетика

За хората като биологичен вид генетичните закони на наследствеността и променливостта, установени за растенията и животните, са напълно валидни. В същото време човешката генетика, която изучава моделите на наследственост и променливост при хората на всички нива на своята организация и съществуване, заема специално място сред другите клонове на генетиката.

Човешката генетика е едновременно фундаментална и приложна наука, тъй като изучава наследствени човешки болести, от които вече са описани повече от 4 хил. Стимулира развитието на съвременните тенденции в общата и молекулярната генетика, молекулярната биология и клиничната медицина. В зависимост от проблематиката, човешката генетика е разделена на няколко области, които са се развили в независими науки: генетика на нормалните човешки черти, медицинска генетика, генетика на поведението и интелигентността, генетика на човешката популация. В тази връзка в наше време човек като генетичен обект е изследван почти по -добре от основните моделни обекти на генетиката: Drosophila, Arabidopsis и др.

Биосоциалната природа на човека оставя значителен отпечатък върху изследванията в областта на неговата генетика поради късния пубертет и големите времеви разлики между поколенията, малкия брой потомство, невъзможността за насочени кръстоски за генетичен анализ, липсата на чисти линии, недостатъчните точност на регистриране на наследствени черти и малки родословия, невъзможност за създаване на идентични и строго контролирани условия за развитие на потомство от различни бракове, относително голям брой слабо разграничени хромозоми и невъзможност за получаване на експериментални мутации.

Методи за изучаване на човешката генетика

Методите, използвани в човешката генетика, не се различават фундаментално от общоприетите за други обекти - това са генеалогични, близнаци, цитогенетични, дерматоглифни, молекулярно -биологични и популационни статистически методи, метод на хибридизация на соматични клетки и метод на моделиране... Използването им в човешката генетика отчита спецификата на човек като генетичен обект.

Метод на близнаципомага да се определи приносът на наследствеността и влиянието на условията на околната среда върху проявата на черта въз основа на анализа на съвпадението на тези черти при еднояйчни и братски близнаци. Така че повечето еднояйчни близнаци имат еднакви кръвни групи, цвят на очите и косата, както и редица други признаци, докато и двата вида близнаци се разболяват едновременно.

Дерматоглифичен методвъз основа на изучаването на индивидуалните характеристики на кожните шарки на пръстите (пръстови отпечатъци), дланите и стъпалата. Въз основа на тези характеристики, това често прави възможно своевременното идентифициране на наследствени заболявания, по-специално хромозомни аномалии, като синдром на Даун, синдром на Шерешевски-Търнър и др.

Генеалогичен метод- Това е метод за съставяне на родословия, с помощта на който се определя характера на наследяване на изследваните черти, включително наследствени заболявания, и се прогнозира раждането на потомство със съответните черти. Това даде възможност да се разкрие наследствената природа на такива заболявания като хемофилия, цветна слепота, хорея на Хънтингтън и др. Още преди откриването на основните закони на наследствеността. Когато съставят родословия, те водят записи за всеки от членовете на семейството и вземат предвид степента на родство между тях. Освен това въз основа на получените данни се създава родословно дърво с помощта на специални символи.

Генеалогичният метод може да се използва за едно семейство, ако има информация за достатъчен брой преки роднини на лице, чието родословие е съставено - пробанд, - по бащина и майчина линия, в противен случай те събират информация за няколко семейства, в които се проявява тази особеност. Генеалогичният метод дава възможност да се установи не само наследствеността на чертата, но и естеството на наследяване: доминиращо или рецесивно, автозомно или свързано с пола и т. Н. Така, според портретите на австрийските монарси от Хабсбургите, наследството на прогнатия (силно изпъкнала долна устна) и „кралска хемофилия“ е установено от потомците на британската кралица Виктория.

Решаване на генетични проблеми. Съставяне на схеми за пресичане

Цялото разнообразие от генетични проблеми може да бъде сведено до три типа:

1. Изчислителни задачи.
2. Задачи за определяне на генотип.
3. Задачи за установяване на типа наследяване на черта.

Отличителен белег изчислителни задачие наличието на информация за наследяването на чертата и фенотиповете на родителите, чрез които е лесно да се установят генотипите на родителите. Те трябва да установят генотипите и фенотиповете на потомството.

Цел 1.Какъв цвят ще имат семената на соргото, получени чрез кръстосване на чисти линии на това растение с тъмен и светъл цвят на семената, ако се знае, че тъмният цвят доминира над светлия цвят? Какъв цвят ще имат семената на растенията, получени от самоопрашването на тези хибриди?

Решение.

1. Нека определим гени:

А - тъмен цвят на семената, а- светъл цвят на семената.

2. Съставяме схема за пресичане:

а) първо записваме генотиповете на родителите, които са хомозиготни по условието на проблема:

$ Р (♀АА) ↙ (\ текст „тъмни семена“) × (♂аа) ↙ (\ текст „светли семена“) $

б) след това пишем гаметите в съответствие с правилото за чистотата на гаметите:

ГаметиА а

в) обединяват гамети по двойки и записват генотипите на потомците:

F 1 A. а

г) според закона на господството, всички хибриди от първо поколение ще имат тъмен цвят, поради което подписваме фенотипа под генотипа.

Фенотиптъмни семена

3. Записваме схемата на следното пресичане:

Отговор:в първото поколение всички растения ще имат тъмен цвят на семената, а във второто поколение 3/4 от растенията ще имат тъмни семена, а 1/4 ще имат светли семена.

Цел 2.При плъхове черният цвят на козината доминира над кафявото, а нормалната дължина на опашката над скъсената опашка. Колко потомци от второ поколение от кръстосване на хомозиготни плъхове с черна коса и нормална опашка с хомозиготни плъхове с кафява коса и скъсена опашка са имали черна коса и скъсена опашка, ако са родени общо 80 плъха?

Решение.

1. Записваме условието на проблема:

А - черна вълна, а- кафява вълна;

B е нормалната дължина на опашката, б- скъсена опашка.

F 2 A_ бб ?

2. Записваме схемата за пресичане:

Забележка.Трябва да се помни, че буквените обозначения на гените са написани по азбучен ред, докато в генотипите главната буква винаги ще идва преди малките: A - преди а, Напред би т.н.

От решетката на Пенет следва, че делът на малките с черна коса и скъсена опашка е 3/16.

3. Изчисляваме броя на малките с посочения фенотип в потомството на второто поколение:

80 × 3/16 × 15.

Отговор: 15 малки са имали черна коса и скъсена опашка.

V задачи за определяне на генотипае даден и естеството на наследяване на чертата и задачата е да се определят генотиповете на потомството по генотипите на родителите или обратното.

Цел 3.В семейство, където бащата е имал кръвна група III (B) съгласно системата AB0, а майката е имала група II (A), се е родило дете с кръвна група I (0). Определете генотиповете на родителите.

Решение.

1. Припомняме естеството на наследяването на кръвни групи:

Наследяване на кръвни групи по системата AB0

2. Тъй като са възможни два варианта на генотипове с II и III кръвна група, записваме схемата за кръстосване, както следва:

3. От горната схема на кръстосване виждаме, че детето е получило рецесивни алели i от всеки от родителите, следователно родителите са били хетерозиготни за гените на кръвната група.

4. Ние допълваме схемата за пресичане и проверяваме нашите предположения:

Така нашите предположения бяха потвърдени.

Отговор:родителите са хетерозиготни по гени на кръвни групи: генотип на майката - I A i, генотип на бащата - I B i.

Задача 4.Далтонизмът (цветна слепота) се наследява като свързана с пола рецесивна черта. Какви деца могат да се родят на мъж и жена, които могат да различават цветовете нормално, въпреки че родителите им са далтонисти, а майките и техните роднини са здрави?

Решение.

1. Нека определим гени:

X D - нормално цветно виждане;

X d - цветна слепота.

2. Установяваме генотипите на мъже и жени, чиито бащи са били далтонисти.

3. Записваме схемата за кръстосване, за да определим възможните генотипове на деца:

Отговор:всички момичета ще имат нормално цветно зрение (но 1/2 от момичетата ще носят гена за цветна слепота), 1/2 от момчетата ще бъдат здрави, а 1/2 ще бъде далтонист.

V задачи за определяне на естеството на наследяване на чертаса дадени само фенотиповете на родители и потомство. Въпросите на такива задачи са именно изясняването на естеството на наследяване на черта.

Задача 5.От кръстосване на пилета с къси крака са получени 240 пилета, 161 от които са късокраки, а останалите са с дълги крака. Как се наследява тази черта?

Решение.

1. Определете разделянето в потомството:

161: 79 $≈$ 2: 1.

Това разделяне е типично за кръстоски в случай на смъртоносни гени.

2. Тъй като е имало два пъти повече пилета с къси крака, отколкото с дълги, нека приемем, че това е доминираща черта и именно този алел има смъртоносен ефект. Тогава оригиналните пилета са хетерозиготни. Ние обозначаваме гени:

С - къси крака, в - дълги крака.

3. Записваме схемата за пресичане:

Нашите предположения бяха потвърдени.

Отговор:късокраките доминират над дългокраките, този алел има смъртоносен ефект.

В предишната статия говорихме за задачите на линията C6 като цяло. Като се започне от този пост, ще бъдат разгледани специфични проблеми в генетиката, които бяха включени в тестовите задачи през последните години.

Доброто разбиране на такава биологична дисциплина като генетиката - науката за наследствеността и променливостта - е от съществено значение за живота. Нещо повече, генетиката у нас има толкова многострадална история ...

Само си помислете, Русия от водеща страна в изследването на генетиката в началото на ХХ век се превръща в плътно чудовище, като изтръгва от съзнанието на хората дори само генетична терминология от края на 30 -те до средата на 50 -те години.

Възможно ли е да се прости на режима за смъртта чрез изтезания и глад на най -големия генетик, най -благородния слуга на народа и науката, основателя на Всесъюзния институт по растителна промишленост в Ленинград, академик (1887 - 1943) .

Нека започнем анализа на реални задачи от линията C6 със задачи за дихибридно кръстосванекоито изискват знания чрез наследяване на чертите на две двойки алелни гени (но които не са алелни един към друг), разположени в различни двойки хомоложни хромозоми, следователно наследени .

Най -удивителното е, че нивото на трудност на тези задачи е много различно. , какво сме с вас сега и вижте примери за решаване на няколко задачи.

Изучавайки допълнително материала на тази статия, благодарение на моите подробни обяснения, се надявам, че по -сложните задачи ще бъдат ясни за вас. И за по -успешно развитие на проблемите на дихибридното кръстосване предлагам на вашето внимание моята книга:

Задача 1. За прасетатаза дихибридно кръстосване(най -простият)

При прасетата черният цвят на козината (А) доминира над червената коса (а), дългата четина (В) - над късата (в). Гените не са свързани. Направете схема за решаване на проблема. Определете генотиповете на родителите, потомството, фенотиповете на потомството и тяхното съотношение.

Първо, искам да ви обърна малко внимание на такива моменти. :

Първо, защо този проблем е за дихибридно кръстосване? В задачата е необходимо да се определи разпределението по наследство на две черти: цвят на козината (А или а) и дължина (В или б). Освен това е посочено, че гените не са свързани, тоест изследваните характери са в различни двойки хомоложни хромозоми и се наследяват независимо един от друг според закона на Мендел. Това означава, че потомството ще се формира от всички възможни случайни комбинации от гамети, образувани от мъжкия и женския.

Второ, този проблем с дихибридното пресичане е най -простият от този тип задачи. Той предвижда предварително, че изследваните характеристики не са свързани. Освен това можем незабавно (без да анализираме всички възможни комбинации от раждането на потомството) за даден фенотип на родителите да запишем техния генотип.

Решение:

1) генотипове на родители :

мъжки AaBb - тъй като се казва за мъжкия в условието на проблема, че той е дихетерозиготен, тоест хетерозиготен и за двете изследвани черти, тогава записът на неговия генотип за всяка черта съдържа : А - доминиращ черен цвят на козината и а - рецесивен червен цвят на козината; В - доминираща дълга четина и б - рецесивна къса;

женски пол AAbb- тъй като за нея се казва, че тя хомозиготичен за цвета на козината, който също е черен, затова записваме само АА, но за дължината на козината не се казва хомотя зиготична ли е или Гьоте rozygous, защото тази информация би било излишно !!!(и така е ясно, че ако женската има къса коса, това може да бъде само хомозиготичен за това рецесивензнак бб ).

Разбира се, толкова дълги разсъждения относно писането генотипродителите според даденото в състоянието на проблема техен фенотипне е необходимо да предоставяте. Основното е, че първият елемент трябва посочете правилно,по никакъв начин не грешат, генотиповете и на двамата родители.

2) гамети :

дигетерозиготичен мъж ще произведе с еднаква вероятност четирисортове сперматозоиди AB, Ab, aB, ab(според закона за чистотата на гаметите в резултат на това всяка гамета може да има само един алел от който и да е ген. И тъй като наследството на две черти се изучава наведнъж, ние вписваме по един алелен ген на всяка изследвана черта във всяка гамета );

дигомозиготична жена (AAbb- как разбрахме, че тя има точно такъв генотип ) ще има всичко същотояйца - Ab.

3) потомство :

тъй като всички еднотипни женски яйца Abмогат да бъдат оплодени от всякакви четири вида сперматозоиди AB, Ab, aB и abс еднаква вероятност, тогава е възможно раждането на потомци с такива

четиригенотипове : AABb, AAbb, AaBbи Aabbвъв връзка с 1: 1: 1: 1 (25%, 25%, 25%, 25%)

и двефенотипове : A-B-- черни дълги коси - 50% и А-бб- черна късокосместа - 50% (пространства се пишат там, където няма абсолютно никаква разлика за проявифенотип, който втори доминиращ или рецесивен ген в тези двойки алелни гени може да присъства ).

Така,отговорихме напълно на въпросите на заданието : разтворът е съставен по стандартната схема (родители, гамети, потомство), определени са генотиповете на родителите и потомството, определени са фенотиповете на потомството и е възможното съотношение на генотипите и фенотиповете на потомството решен.

Задача 2. За растението Datura за дихибридно кръстосване, но с по -сложенсъстояние.

Растение от Datura с лилави цветя (А) и гладки буци (б) се кръстосва с растение с лилави цветя и бодливи болки. При потомството са получени следните фенотипове: с лилави цветя и бодливи костилки, с лилави цветя и гладки букли, с бели цветя и бодливи болки, с лилави цветя и гладки бучки. Направете схема за решаване на проблема. Определете генотиповете на родителите, потомството и възможното съотношение на фенотипове. Установете характера на наследствените черти.

Забележка,че в тази задача вече не можем веднага недвусмисленоотговори на въпроса за генотипа на родителите и следователно незабавнонапишете пълна информация за гамети,произведени от тях. Това може да стане само чрез внимателен анализ на информацията. О фенотиповепотомство.

В отговора все още трябва да запомните, за да сте сигурни, че сте посочили характернаследяване на черти (чертите са независимо наследени или свързани). Това беше дадено в предишната задача.

Решение:

1) първо дефинираме let и двусмисленвъзможни генотипове на родителите

R: A - bb (лилаво, гладко) и A - B - (лилаво, бодливо)

2) ние също записваме информация за гаметите, които произвеждат, двусмислено

G: Ab, - b и AB, A -, - B, - -

3) ние записваме въз основа на известния фенотип на потомството, техните възможни генотипове

F1 A - B - (лилаво, бодливо) A - bb (лилаво, гладко)

……. aaB - (бял, бодлив) aabb (бял, гладък)

Сега най -важната информация, която можем да научим от всичко по -горе:

а) тъй като сред потомството има растения с гладки буци (и това е рецесивна черта), генотипите и дветеродители задължителнотрябва да има ген б.Тоест вече можем да напишем в генотипа на втория родител б(малък): A-B b;

б) тъй като сред потомството има растения с бели цветя (и това е рецесивна черта), то генотипите и дветеродителите трябва да имат ген а(малък);

4) едва сега можем напълно да изпишем генотиповете и на двамата родители : .. … ………………….. Aabbи AaBbи техния ………………………………………….

гамети : …. Ab, abи AB, Ab, aB, ab

5) тъй като според състоянието на проблема всички възможни комбинации от растителни белези са открити в потомството :

…………. „С лилави цветя и бодливи къдрици,

………… .. с лилави цветя и гладки къдрици,

………… .. с бели цветя и бодливи къдрици,

………… .. с бели цветя и гладки къдрици ",

тогава това е възможно само с независимо наследяванезнаци;

6) тъй като сме установили, че героите не са свързани и се наследяват независимо един от друг, е необходимо да се създадат всички възможни комбинации от кръстове на съществуващи гамети. Най -удобният начин за запис е използването на мрежата Punnett. В нашия проблем той ще бъде, слава Богу, не класически (4 x 4 = 16), а само 2 x 4 = 8 :

G : AB Ab aB ab

Ab AABb AAbb AaBb Aabb

………… .. лилав бод лилав глад лилав бод лилав гладък

ав AaBb Aabb aaBb aabb

…………. лилаво бодливо лилаво гладко бяло бодливо бяло гладко

7) ще бъде разпределение в потомството

по генотип: 1 AABb: 1 AAbb: 2 AaBb: 2 Aabb: 1 aaBb: 1 aabb

по фенотип: 3/8 - лилаво бодливо (A -Bb);

………………… .. 3/8 - лилаво гладко (A -bb);

………………… .. 1/8 - бял бодлив (aaBb);

………………… .. 1/8 - гладко бяло (aabb).

Задача 3. Доста просто, ако разбирате смисъла на генетичната терминология

От кръстосването на 2 сорта ечемик, единият от които е с плътен двуредов шип, а другият с хлабаво, многоредово ухо, получихме F 1 хибриди, с хлабав двуредов шип. Какви резултати във фенотипа и генотипа ще бъдат получени при обратното кръстосване, ако наследяването на чертите е независимо? Направете схеми за пресичане.

Тъй като се казва, че са преминали сортовеечемик (да, каквото и да е, думата сорт "се появява"), така че говорим за хомозиготенорганизми и за двете изследвани характеристики. И какви признаци се разглеждат тук:

а) формата на ухото и б) качеството му. Освен това се казва, че наследяването на черти е независимо, което означава, че можем да приложим изчисленията, следващи от третия закон на Мендел за дихибридно кръстосване.

Казва се също какви характеристики притежават хибридите във F 1. Те бяха с двуредово хлабаво ухо, което означава, че тези признаци са доминиращи над разнообразието и плътността на ухото. Следователно, сега можем да въведем обозначенията на алелите на гените на тези два изследвани знака и няма да сбъркаме при правилното използване на главни и малки букви в азбуката.

Нека обозначим:

алелен ген на двуредов шип А,и многоредови - а;
разхлабен алелен ген V, и плътна - б,
тогава генотипите на първоначалните два сорта ечемик ще изглеждат така: AAbbи aaBB... От кръстосването им във F1 ще се получат хибриди: AaBb.

Е, сега да извършим обратно кръстосване на хибриди AaBbс всяка от оригиналните родителски форми поотделно с AAbb, а след това с aaBBСигурен съм, че няма да е трудно за никого, нали?

Задача 4. "Не червено, изобщо не съм червено, не съм червено, а злато"

Жена с кафяви очи и червена коса се омъжи за мъж с нечервена коса и сини очи. Известно е, че бащата на жената е имал кафяви очи, а сините на майката и двамата са били с червена коса. Бащата на мъжа нямаше червена коса и сини очи, майката имаше кафяви очи и червена коса. Какви са генотиповете на всички тези хора? Какви могат да бъдат очите и косата на децата на тези съпрузи?

Обозначава се алелен ген, отговорен за проявата на кафяв цвят на очите А(на всички е добре известно, че кафявият цвят на очите доминира над синьото) и алелният ген за сините очи, съответно, ще бъде а... Буквата на азбуката трябва да е една и съща, тъй като това е един знак - цветът на очите.

Алелният ген на нечервената коса (цветът на косата е втората изследвана черта) се обозначава V, тъй като той доминира алела, отговорен за проявата на червен цвят на косата - b.

Можем да запишем генотипа на жена с кафяви очи и червена коса отначало непълно и т.н. А-бб... Но тъй като се казва, че баща й е бил с кафяви очи с червена коса, тоест с генотипа А-бб, а майка й беше със сини очи и също с червена коса ( aabb), след това вторият алел на жена в Аможе да бъде само а, тоест неговият генотип ще бъде Aabb.

Генотипът на мъж със сини очи с нечервена коса първо може да бъде записан по следния начин : aaB-... Но тъй като майка му имаше червена коса, т.е. бб, след това вторият алелен ген при Vедин човек може само да има б... По този начин ще бъде изписан генотипът на мъж aaBb... Генотипове на родителите му: баща - aaB-; майки - А-бб.

Деца от брака на анализираните съпрузи Aab x aaBb(и съответно гамети : Ab, ab и aB, ab) ще бъдат с еднакво вероятни генотипове AaBb, Aabb, aaBb, aabbили по фенотип: кафяви очи не червени, кафяви очи червени, синеоки не червени, синеоки червени в съотношение 1:1:1:1 .

*************************************************************************

Да, сега можете сами да видите какви задачи с неравна сложност могат да бъдат. Несправедливо е, но несправедливо, отговарям, като преподавател за изпита по биология. Имате нужда от късмет, но имате нужда от късмет!

Но трябва да се съгласите, че късметът ще бъде полезен само за тези, които наистина са „в темата“. Без познаване на законите на наследствеността Грегор Мендел е невъзможно да се реши първата задача, така че може да има само едно заключение : .

В следващата статия от преподавател по биология в Skype ще анализираме задачите за наследство, което дори по -малко ученици решават правилно.

За тези, които искат да разберат добре как да решават проблеми в генетиката за дихибридно кръстосване, мога да предложа своята книга: „“

***************************************

За кого ще има въпроси преподавател по биология чрез Skype, свържете се в коментарите. В моя блог можете да си купите отговори на всички тестове OBZ FIPIза всички години на прегледи и др.

Дихибридно пресичане. Примери за решаване на типични задачи

Цел 1.При хората сложните форми на късогледство доминират над нормалното зрение, кафявият цвят на очите над синия. Късоок мъж с кафяви очи, чиято майка имаше сини очи и нормално зрение, се ожени за синеока жена с нормално зрение. Каква е% вероятността да имате бебе с признаци на майка?

Решение

Знак на гена

Аразвитие на късогледство

анормално зрение

Бкафяви очи

бсини очи

P ♀ aabb x ♂ AaBb

G ab, AB, Ab aB, ab

F 1 AaBb; Aabb; aaBb; aabb

Отговор: дете с генотип aabb има сини очи и нормално зрение. Вероятността да имате бебе с тези признаци е 25%.

Задача 2... При хората червеният цвят на косата доминира светлокафявият, а луничките - над тяхното отсъствие. Хетерозиготен червенокос мъж без лунички се оженил за светлокоса жена с лунички. Определете в% вероятността да имате червенокосо дете с лунички.

Решение

Знак на гена

Червена коса

светлокафява коса

Лунички

б липса на лунички

P ♀ Aabb x ♂ aaBB

F 1 AaBb; aaBb

Червенокосото дете с лунички има генотип AaBb. Вероятността да имате такова дете е 50%.

Отговор: Има 50% шанс да имате червенокоса с лунички.

Задача 3... Хетерозиготна жена с нормална ръка и лунички се омъжи за хетерозиготен мъж с шест пръсти, който няма лунички. Каква е вероятността да имате бебе с нормална ръка и без лунички?

Решение

Знак на гена

Ашестопръсти (полидактилия),

анормална четка

Бналичието на лунички

ббез лунички

P ♀ aaBb x ♂ Aаbb

G aB, ab, Ab, ab

F 1 AaBb; Aabb; aaBb; aabb

Отговор: Вероятността да имате бебе с генотип aabb (с нормална ръка, без лунички) е 25%.

Задача 4... Гените, които определят предразположеността към катаракта и червената коса, се намират върху различни двойки хромозоми. Червенокоса жена с нормално зрение се омъжи за светлокос мъж с катаракта. С какви фенотипове могат да имат деца, ако майката на мъжа има същия фенотип като съпругата му?

Решение

Знак на гена

Аруса коса,

ачервена коса

Бразвитие на катаракта

бнормално зрение

P ♀ aabb x ♂ AaBb

G ab, AB, Ab, aB, ab

F 1 AaBb; Aabb; aaBb; aabb

Отговор: фенотипове на деца - блондинка с катаракта (AaBb); блондинка без катаракта (Aabb); червенокоса с катаракта (aaBb); червенокоса без катаракта (aabb).

Задача 5.Каква е процентната вероятност да имате дете със захарен диабет, ако и двамата родители са носители на рецесивния ген за захарен диабет? В същото време резус факторът в кръвта на майката е положителен, а на бащата - отрицателен. И двамата родители са хомозиготни по гена, който определя развитието на Rh фактора. Кръв, с какъв Rh фактор ще имат децата на тази семейна двойка?

Решение

Знак на гена

Анормален метаболизъм на въглехидратите

аразвитие на захарен диабет

Rh+ Rh положителна кръв

rh - Rh отрицателна кръв.

P♀ AaRh + Rh + x ♂ Aarh - rh -

G ARh +, aRh +, Arh - , арх -

F 1 AARh + rh - ; AaRh + rh - ; AaRh + rh - ; aaRh + rh -

Отговор:вероятността да имате дете със захарен диабет е 25%, всички деца в това семейство ще имат положителен резус фактор.

Задача 6... Нормалният растеж на овеса доминира над гигантизма, ранната зрялост над късната зрялост. Гените за двете черти са на различни двойки хромозоми. Какъв процент от къснозреещите растения с нормален растеж може да се очаква от кръстосване на хетерозиготни растения и за двете белези?

Решение

P ♀ AaBb x ♂ AaBb

G AB, Ab, AB, Ab,