2885

Гибридологический метод Г. Менделя как основа генетического анализа

Контрольная

Биология и генетика

Гибридологический метод Г. Менделя как основа генетического анализа Почему же закономерности наследования, выявленные Менделем, не были приняты к рассмотрению научным сообществом того времени, хотя его работа с 1865 по 1900 год цитировалась не менее...

Русский

2012-10-21

42 KB

47 чел.

Гибридологический метод Г. Менделя как основа генетического анализа

Почему же закономерности наследования, выявленные Менделем, не были приняты к рассмотрению научным сообществом того времени, хотя его работа с 1865 по 1900 год цитировалась не менее 6 раз, в том числе и в Британской энциклопедии за 1881-1885 гг. в статье о «гибридизме»?

Биология того времени не была готова к восприятию его идей. За последующие после 1865 года 35 лет сформировалась и развилась клеточная теория, в общих чертах было выяснено поведение хромосом в митозе и мейозе и при оплодотворении у растений и животных, установлено постоянство хромосомных наборов. Возникла ядерная гипотеза наследственности. Все эти открытия подготовили умы к восприятию основных законов, сформулированных Менделем.

У Г. Менделя были предшественники, которые наблюдали особенности наследования признаков у живых организмов: факты доминирования, расщепления признаков родителей в потомстве (О. Сажре, И.Г. Кельрейтер, Т.Э. Найт, Ш. Ноден, Дж. Госс), но ни один из них даже не пытался проанализировать свои результаты количественно, их опыты не отличались той глубокой продуманностью и целенаправленностью, которые были характерны для исследований Менделя.

Г. Мендель в основу изучения наследственности положил новые принципы.

Во-первых, он анализировал наследование отдельных признаков, а не растения в целом и впервые обратил внимание, что признак может находиться в нескольких альтернативных состояниях. Например: признак – цвет цветка, альтернативные состояния – красный и белый.

Во-вторых, разработал совершенно новый для тех лет метод скрещиваний. Очень простой на первый взгляд, но требующий особой сосредоточенности и тщательности выполнения. Это гибридологический метод.

Схема скрещивания:

1 этап – выбор партнеров по альтернативным признакам с предварительной проверкой на чистосортность или чистопородность (чёткое наследование признака в течение 2-3 поколений). Красный и белый цветок, зеленая или жёлтая горошина.

2 этап – скрещивание родительских форм.

3 этап – получение потомства первого поколения и анализ наследования признака (признаков).

4 этап – получение потомства второго поколения путем скрещивания потомков первого поколения (или самоопыления).

В опытах Менделя первое поколение всегда было единообразным, причём наследовался признак только одного из родителей. Этот признак Мендель назвал господствующим, или доминирующим (лат. dominans – господствование). Во втором поколении происходило расщепление признаков. Признак, который, наряду с доминантным, появлялся во втором поколении, Мендель назвал рецессивным (лат. recessus – отступление).

В-третьих, исходя из полученных результатов, Мендель сделал основополагающий вывод: наследуются не сами признаки, а некие наследственные факторы (гены, в современной интерпретации), определяющие те или иные признаки (рецессивный признак никуда не исчезает, т.к. обнаруживается во втором поколении). Наследственные факторы могут быть двух типов: доминантные и рецессивные. Гибриды (потомство) сочетают в себе и доминантный и рецессивный факторы, а чистые линии (родители) либо два доминантных, либо два рецессивных фактора.

Каждый живой организм содержит по два наследственных задатка по любому признаку. Значит, гаметы (половые клетки) должны нести по одному наследственному задатку из пары. Наследственные факторы в зиготе, а, следовательно, и у взрослого организма парные. Наследственный вклад матери и отца равнозначен. В течение всей жизни задатки не смешиваются друг с другом. При образовании гамет они разделяются, и парность их вновь восстанавливается при оплодотворении.

В-четвёртых, Мендель сам придумал буквенное обозначение схемы гибридологического скрещивания.

Доминантный фактор – прописные латинские (А, В…)

Рецессивный – строчные (а, b…)

Родительские формы – Р (parenta), ГаметыG 

ПотомствоF (filii) (F1, F2 – индексы обозначают поколения)

Скрещивание – ×, Женский организм♀, Мужской организм

В-пятых, впервые был использован количественный учёт расщеплений, введены в биологию математические методы статистической обработки результатов. Мендель проводил анализ всего полученного потомства, а не отдельной его части. И получил расщепление во втором поколении в соотношении 3:1 (доминантные к рецессивным).

Именно эти заключения легли в основу теории современной генетики

Основные понятия генетики

Ген – это элементарная структурная единица наследственности, определяющая развитие отдельного признака или свойства организма; с точки зрения молекулярного строения, определённая нуклеотидная последовательность в ДНК или РНК со строго специфическими свойствами.

Признаки существуют в двух или нескольких альтернативных формах. Окраска: белая, красная, поверхность семядолей – гладкая морщинистая. А, значит, и ген, определяющий данный признак будет существовать в двух или нескольких альтернативных состояниях. Каждая из этих форм называется аллелью. Различные аллели одного гены обычно распознаются визуально.

Гены располагаются в ДНК (или РНК), у большинства живых организмов ДНК вместе с сопутствующими белками образует хромосомы. Хромосомы находятся в парах, разные пары отличаются своим строением, размером, окраской, числом генов. Парные хромосомы называют гомологичными (одинаковыми, похожими), а у каждого гена есть определённое место в структуре хромосом – это локус.

Организм, содержащий две одинаковые аллели в данном локусе гомологичных хромосом, называется гомозиготой, разные аллели – гетерозиготой по данному признаку. Организм может быть гомозиготным по доминантному признаку – АА, или гомозиготным по рецессивному признаку – аа.

Гены, расположенные в гомологичных хромосомах (парных) в одинаковых локусах, коньюгирующие при мейозе и детерминирующие одни и те же признаки, называются аллельными.

Генотип – совокупность генов данного организма.

Фенотип – совокупность признаков и свойств, которые формируются в результате взаимодействия генотипа и факторов внешней среды.

Геном – совокупность генов, локализованных в одиночном (гаплоидном) наборе хромосом. В гаметах диплоидных организмов, а также в клетках гаплоидных организмов содержится один геном; в соматических клетках диплоидных организмов — два генома. С увеличением степени плоидности клеток растет число геномов. При оплодотворении происходит объединение геномов отцовских и материнских гамет.

Кариотип – совокупность хромосом соматической клетки определённого числа, формы и размера, типичного для данного вида.

Моногибридное скрещивание – это скрещивание, в котором родительские формы различаются по аллелям одного гена. Скрещивание, при котором родительские организмы будут отличаться по аллелям двух, трёх или многих генов, называются ди-, три- и полигибридными.

Гибрид – потомок скрещивания между двумя генетически неоднородными организмами.

Законы Г. Менделя

1-й закон Менделя – закон единообразия первого поколения,

 или закон доминирования.

При скрещивании особей чистых линий, т.е. гомозигот по альтернативным аллелям одного гена, все первое поколение оказывается единообразным с проявлением только доминантного признака.

Справедлив для любого количества признаков.

2-й закон Менделя – закон расщепления.

У гибридных форм гены, определяющие альтернативные проявления признака, при формировании гамет расходятся в разные гаметы. Поэтому во втором поколении происходит расщепление признаков (появление признаков обоих родителей) в определённом количественном соотношении. При моногибридном скрещивании: 3:1 – по фенотипу, 1:2:1 – по генотипу; при дигибридном: 9:3:3:1 – по фенотипу, 1:2:1:2:4:2:1:2:1 – по генотипу.

3-й закон Менделя – закон независимого наследования признаков.

При ди- и полигибридном скрещивании каждый признак наследуется самостоятельно, не зависимо от других, расщепляясь в соотношении 3:1 и давая при этом различные комбинации с другими признаками.

Правило чистоты гамет:

Альтернативные гены в гибридном организме не смешиваются, не сливаются, не теряют своей индивидуальности. Гамета «чиста», т. к. в норме несёт либо доминантную, либо рецессивную аллель данного гена в силу своей гаплоидности.

Менделирующие признаки – признаки, проявление которых определяется деятельностью одного гена. Есть признаки, которые детерминируются деятельностью сразу нескольких генов.

1 ген – 1 фен

несколько генов – 1 фен


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

20607. Методы формирования речевых сигналов в слуховой системе 103 KB
  В некоторых восточных языках например в китайском изменение частоты основного тона важный информативный параметр речи. Звуки речи в которых присутствует основной тон называются вокализованными. Темп – характеризует скорость речи количество слов произнесённых в определённый временной промежуток. Темп речи в норме по своим временным и пространственным характеристикам соответствует органическим темповым и ритмическим параметрам присущим речевому и зрительному потоку информации человека.
20608. Слуховое восприятие речевых сигналов и оценка качества их звучания 335.5 KB
  Как правило слуховое восприятие речи у пожилых людей нарушается в большей степени чем чистых тонов. Среди существующих методов не утратили своего значения камертональные опыты или пробы и установление восприятия разговорной и шепотной речи. Наиболее распространенными способами оценки слуха в диагностики тугоухости являются измерение порогов слышимости чистых тонов и разборчивость записанной на ленте магнитофона и воспроизводимой через аудиометр речи определенной интенсивности см. являются гиперакузия заключающаяся в повышенной...
20609. Простой генератор кода 37 KB
  Данные вычисленные результаты находятся в регистрах как можно дальше и перенос их в память осуществляется только при необходимости использовать этот регистр. a:= bc b в регистр Ri c в регистр Rj. 2 b в регистр Ri c в памяти ADD Ri с.
20610. Распределение и назначение регистров. Счетчики использования регистров 52.5 KB
  Пример: Переменная Регистр b R0 d R1 a R2 e R3 B0: MOV R0b MOV R1d MOV R2a MOV R3e B1: MOV R2 R0 ADD R2c SUB R1 R0 MOV R3 R2 ADD R3f B2: SUB R2 R1 MOV f R2 B3: MOV R0 R1 ADD R0f MOV R3 R2 SUB R3c B4: MOV R0 R1 ADD R0c.
20611. Оптимизация базовых блоков c помощью дагов 88 KB
  1 t1:=4i t2:=a[t1] t3:=4i t4:=b[t3] t5:=t2t4 t6:=prodt5 prod:=t6 t7:=i1 i:=t7 i =20 goto1 Поочередно рассматривается каждая инструкция блока. e:=ab f:=ec g:=fd n:=ab i:=ic j:=ig = e:=ab f:=ec g:=fd i:=ic j:=ig Локальная оптимизация устранение лишних инструкций MOV R0a MOV a R0 устранение недостижимого кода if а = 1 goto L1 goto L2 L1: L2: = if а = 1 goto L2 goto L1 L1: goto L2 = goto L2 3.
20612. Использование динамического программирования при генерации кода 137.5 KB
  Пример: Пусть дана инструкция вида: add R1 R0 она может быть представлена в виде: R1:= R1 R0 Алгоритм динамического программирования разделяет задачу генерации оптимального кода для некоторого выражения на подзадачи генерации оптимального кода для подвыражений из которых состоит выражение Ei. Если E:=E1 E2 то генерация кода E разбивается на генерацию кода E1 и генерацию кода E2. Композиция получаемых элементов кода осуществляется в зависимости от типа вхождения подвыражений в основное выражение.
20613. Устранение общих подвыражений 92 KB
  2 Удаление бесполезного кода Допустим имеем следующую последовательность инструкций 3 Оптимизация циклов Пример 1: Пусть имеем цикл while i n2 Возможно модернизировать в следующую последовательность инструкций t:=n2 while i t Пример 2: while i t a:=b2 при условии что b не изменяется в теле цикла данную последовательность инструкций можно заменить на: a:=b2 while i t Метод перемещения кода заключается в выносе перед циклом выражений не изменяющихся в процессе его выполнения. 4 Переменные индукции и снижение стоимости 5 Оптимизация...
20614. Разработка компилятора 208.5 KB
  Параметры: S – исходный язык I – язык реализации компилятора на котором написан T – целевой язык генерация кода для целевой машины Т. Если взять связку 3х компиляторов то получим еще один компилятор: Использование возможностей языка для компиляции его самого называется раскруткой. Кросскомпилятор LSN создан для нового языка Lна языке реализации S с генерацией кода для машины N.
20615. Анализ потока 121.5 KB
  Управление распределением памяти и сборка мусора Задачи решаемые компиляторами: выделение памяти инициализация выделенной памяти некоторыми начальными значениями предоставление возможности программисту использования этой памяти при прекращении использования памяти ее освобождение обеспечение повторного использования освобождающей памяти. Проблемы управления памятью: ограниченность памяти ошибки явного управления памятью особенности возникновения ошибок при работе с памятью труднонаходимость проблема освобождения ресурсов...