загрузка...

5199

Основні поняття генетики. Закономірності спадковості. Закони Г. Менделя, їх статистичний характер і цитологічні основи

Реферат

Биология и генетика

Основні поняття генетики. Закономірності спадковості. Закони Г. Менделя, їх статистичний характер і цитологічні основи. Генетика. Історія виникнення науки про спадковість і мінливість. Генетика – наука про закономірності спадковості та мі...

Украинкский

2012-12-04

105.5 KB

131 чел.

Основні поняття генетики. Закономірності спадковості.

Закони Г. Менделя, їх статистичний характер і цитологічні основи.

  1.  Генетика. Історія виникнення науки про спадковість і мінливість.

Генетиканаука про закономірності спадковості та мінливості організмів.

Це відносно молода галузь біології. Датою її народження вважають 1900 рік, коли три ботаніки, які проводили досліди по гібридизації рослин – голландець  Г.де Фріз, німець К.Корренс та австрієць Е.Чермак, незалежно один від одного знайшли забуту працю чеського дослідника Грегора Менделя «Досліди над рослинними гібридами», видану в 1865 році. Вчені були вражені тим, наскільки наслідки їхніх дослідів наближались до отриманих Г.Менделем. Згодом закони спадковості, встановлені Г.Менделем, сприйняли науковці різних країн, а ретельні дослідження довели їхній універсальний характер.

Назву «генетика» запропонував англійський учений У.Бетсон у 1906 році. Новий етап у розвитку генетики пов'язаний з ім'ям видатного американського генетика Т.Х.Моргана та його учнів. Підсумком їхніх досліджень стало створення хромосомної теорії спадковості, яка вплинула на подальший розвиток не лише генетики, але й біології у цілому.

  1.  Основні генетичні поняття.

Як відомо, елементарною одиницею спадковості є ген. Ген – це ділянка молекули нуклеїнової кислоти, яка визначає спадкові ознаки організмів. Він кодує первинну структуру молекул поліпептиду, білка, певного типу РНК або ж взаємодіє з регуляторним білком. Гени, які несуть спадкову інформацію про певні ознаки (наприклад, розміри організмів, колір волосся, очей, форму плодів), можуть перебувати у різних станах (алелях). Алельні гени – це  гени, що перебувають у різних станах, але займають одне й те саме місце (локус) в хромосомах однієї пари (гомологічних хромосомах) та визначають різні стани певної ознаки (високий чи низький зріст, руде чи чорне волосся, блакитні чи карі очі, овальна чи куляста форма плоду тощо).

Гомозиготною (від грец. гомос — рівний, однаковий та зиготос – сполучений разом) називають диплоїдну або поліплоїдну клітину (особину), гомологічні хромосоми якої несуть однакові алелі певного гена.

Гетерозиготною (від грец. гетерос — інший) називають диплоїдну або поліплоїдну клітину (особину), гомологічні хромосоми якої містять різні алелі певного гена.

Сукупність генетичної інформації, закодованої в генах клітини або організму, називається генотипом (від грец. генос – рід, походження і типос – відбиток). Унаслідок взаємодії генотипу з чинниками довкілля формується фенотип (від грец. Фаіно – являю) – сукупність усіх ознак і властивостей організму.

Отже, предметом генетичних досліджень є явища спадковості й мінливості організмів. Спадковість – це властивість живих організмів передавати свої ознаки й особливості онтогенезу потомкам, забезпечуючи спадкоємність поколінь організмів. Мінливість – здатність живих організмів набувати нових ознак та їхніх станів у процесі індивідуального розвитку. Спадковість і мінливість є протилежними властивостями живих організмів. Завдяки спадковості нащадки подібні до батьків, тобто зберігається стабільність біологічних видів. Мінливість забезпечує появу нових ознак та їхніх станів, завдяки чому відбуваються видоутворення та історичний розвиток біосфери в цілому.

При розв'язуванні задач з генетики частіше використовується гібридологічний метод, суть якого полягає в схрещуванні (гібридизації) організмів, які відрізнябться за певними станамиоднієї чи кількох спадкових ознак. Нащадків, одержаних від такого схрещування, називають гібридами.

Схрещування буває:

моногібридним – це поєднання батьківських форм, які відрізняються різними станами лише однієї спадкової ознаки;

дигібридним – двох ознак;

полігібридним – трьох і більше ознак.

  1.  Закономірності спадковості, встановлені Г. Менделем при моногібридному схрещуванні.

Г.Мендель та його дослідження. Як відомо, основні закономірності спадковості встановив видатний чеський учений Грегор Мендель. Успіху його роботи сприяв вдалий вибір об'єкта досліджень – гороху посівного. Відомо багато сортів цієї культурної рослини, які відрізняються різними станами певних спадкових ознак (забарвленням насіння, квіток, довжиною стебла, поверхнею насіння тощо). Її  життєвий цикл короткий, що дає змогу прослідкувати передачу спадкової інформації потомкам протягом багатьох поколінь. Горох посівний – самозапильна рослина, тому нащадки кожної особини є чистими лініями, оскільки унеможливлюється неконтрольоване перехресне запилення. Чисті лінії – це генотипно однорідні нащадки однієї особини, гомозиготні за більшістю генів й одержані у результаті самозапліднення.

Таким чином, Г.Мендель застосував гібридологічний метод досліджень. На відміну від своїх попередників він чітко визначав умови експерименту: серед різноманітних спадкових ознак виділяв одну (моногібридне схрещування), дві (дигібридне) чи більшу кількість (полігібридне) і простежував прояв різних станів цих ознак у фенотипах кількох послідовних поколінь. Результати досліджень були оброблені математично, що дало можливість встановити закономірності передачі спадкових ознак у ряді поколінь при статевому розмноженні (його попередники намагалися прослідкувати успадкування всіх ознак організмів, тому їм не вдалося виявити його закономірності).

Закон одноманітності гібридів першого покоління (закон домінування). Свої дослідження Г.Мендель розпочав з моногібридного схрещування: він схрестив дві чисті лінії гороху, що давали насіння жовтого та зеленого кольорів (батьківські особини умовно позначаються латинською літерою Р – від лат. парентес – батьки). Насіння рослин, одержаних від такого схрещування (гібриди першого покоління F – від лат. філіі – сини) виявилося одноманітним – жовтого кольору. Тож у фенотипі гібридів першого покоління проявився лише один із двох станів ознаки, який називають  домінантний, що і дало назву виявленій закономірності. А той стан ознаки, який не проявився у першому поколінні (зелений колір насіння у данному випадку), називають рецесивним. Домінантні алелі позначають великими латинськими літерами (А, В, С  тощо), а відповідні їм рецесивні малими (а, Ь, с тощо).

Р (батьки)                        АА    Х      аа

                                  жовтий колір                зелений

гамети                                       А              а

F1 (перше покоління)          Аа – жовтий колір насіння гороху

Закон одноманітності гібридів першого покоління:  при схрещуванні двох гомозиготних особин усі нащадки у першому поколінні будуть одноманітні за генотипом і фенотипом.

Закон розщеплення ознак. У подальшому Г.Мендель схрещував гібриди першого покоління. їхні нащадки (гібриди другого покоління - F2) дали зокрема 8023 насінини, з яких 6022 мали жовтий колір, а 2001 – зелений. Отже, серед насіння гібридів другого покоління знову з'явилися насінини зеленого кольору (рецесивний стан ознаки), які становили приблизно 1/4 загальної кількості насіння, тоді як частка насінин жовтого кольору (домінантний стан ознаки) була близько 3/4.

Р                                                      Аа       Х      Аа

                                                                                 жовтий                   жовтий

гамети                               А     а        А     а

F2  (друге покоління)   

    ♂

А

а

А

АА

Аа

А

Аа

аа

за генотипом: 1АА: 2Аа: 1аа

                                            жовтий    жовтий   зелений

за фенотипом: 3А _: 1аа

Ця закономірність дістала назву закону розщеплення (явище прояву обох станів ознаки): при схрещуванні гібридів першого покоління між собою серед їхніх нащадків спостерігається явище розщеплення станів ознак за генотипом 1:2:1, а за фенотипом 3:1.

  1.  Закономірності спадковості, встановлені Г. Менделем при дигібридному схрещуванні.

Закон незалежного комбінування станів ознак. У подальших дослідах Г.Мендель ускладнив умови їх проведення – використав рослини, які відрізнялися різними станами двох (дигібридне схрещування) чи більшої кількості (полігібридне схрещування) спадкових ознак. Він схрестив між собою чисті лінії гороху посівного, особини яких відповідно мали гладеньке жовте та зморшкувате зелене насіння. Гібриди першого покоління (F1) утворювали лише жовте гладеньке насіння (домінантні стани ознак), тобто проявився закон одноманітності гібридів першого покоління.

А – жовтий колір насіння,   а – зелений колір насіння;

В – гладенька форма насіння,   в – зморшкувата форма насіння.

Р                ААВВ   X   аавв

                         жовте, гладеньке     зелене, зморшкувате

гамети          АВ            ав

F1                          АаВв – жовте, гладеньке насіння гороху

Серед насіння гібридів другого покоління (F2) виявилися чотири фенотипні групи у співвідношеннях: дев'ять частин насіння мало жовтий колір і гладеньку поверхню (315 насінин), три частини – жовтий колір і зморшкувату поверхню (101 насінина), ще три частини – зелений колір і гладеньку поверхню (108 насінин), одна частина – зелений колір і зморшкувату поверхню (32 насінини). Отже, кількість фенотипних груп насінин, які утворювали гібриди другого покоління, удвічі перевищувала їхню кількість у вихідних батьківських форм. Крім насінин, що мали комбінації станів ознак, притаманні бітьківським особинам (жовтий колір – гладенька поверхня та зелений колір – зморшкувата поверхня), з'явилися ще дві групи з новими комбінаціями (жовтий колір – зморшкувата поверхня та зелений колір – гладенька поверхня).

Р                               АаВв          Х             АаВв

гамети              АВ  Ав  аВ  ав         АВ  Ав  аВ  ав

F2          

АВ

Ав

аВ

ав

АВ

ААВВ

ААВв

АаВВ

АаВв

Ав

ААВв

ААвв

АаВв

Аавв

аВ

АаВВ

АаВв

ааВВ

ааВв

ав

АаВв

Аавв

ааВв

аавв

за генотипом: 1ААВВ: 2ААВв: 2АаВВ: 4АаВв: 1ААвв: 2Аавв: 1ааВВ: 2ааВв: 1аавв

                                                                                 жовте, гладеньке                                       жовте, зморшкувате           зелене, гладеньке         зелене,                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              зморшкувате

за фенотипом: 9А _В _: 3А _вв: 3ааВ _: 1аавв

Г.Мендель простежив успадкування різних станів кожної ознаки окремо і дійшов висновку, що розщеплення за кожною ознакою відбувається незалежно від інших. Так, підрахувавши гібриди другого покоління за ознакою кольору насіння, дістанемо таке співвідношення: 12 частин насіння буде жовтого, а 4 - зеленого кольору, тобто розщеплення, як і при моногібридному схрещуванні, становитиме 3:1. Така сама картина спостерігатиметься у разі розщеплення за ознакою структури поверхні насіння: 12 частин насіння матиме гладеньку поверхню і 4 – зморшкувату, тобто співвідношення між ними становить 3:1.

На підставі одержаних результатів Г.Мендель сформулював закон незалежного комбінування станів ознак: при ди- чи полігібридному схрещуванні розщеплення станів кожної ознаки у нащадків відбувається незалежно від інших.

Отже, дигібридне схрещування – це по суті два моногібридних, які ніби накладаються одне на друге, тригібридне – три моногібридних і т.п.

  1.  Закон чистоти гамет.

Коли Г.Мендель проводив свої дослідження із горохом, ще нічого не було відомо про гени, будову хромосом та процес мейозу, але він запропонував закон (спочатку як гіпотезу) чистоти гамет, який експериментально підтверджено у подальших дослідженнях.

Закон чистоти гамет стверджує, що у гібридного (гетерозиготного) організму гамети «чисті».

Тобто, кожна з гамет не може одночасно нести два алельних гени (наприклад, алельні гени зеленого та жовтого кольорів), а несе лише один із певної їх сукупності.

Цей закон справедливий як при моногібридному схрещуванні, так і при дигібридному.

Основні поняття генетики. Закономірності спадковості.  

Закони  Г. Менделя, їх статистичний характер і цитологічні основи.

Основні генетичні поняття:

Генетика (Бетсон, 1906) – наука  про закономірності спадковості та мінливості.

Спадковість – загальна властивість живих організмів зберігати і передавати особливості будови та функцій від предків до потомства.

Мінливість – загальна властивість живих організмів набувати нових ознак – відмінностей між особинами в межах виду.

Елементарною одиницею спадковості є ген – ділянка молекули ДНК, яка кодує первинну структуру білка.

Кожен ген може існувати в кількох формах – алелях. Алелі гена розташовані в гомологічних хромосомах в одних і тих самих місцях (локусах).

Якщо в гомологічних хромосомах знаходяться однакові алелі, то така зигота називається – гомозиготою, а якщо різні – гетерозиготою.

Генотип – сукупність спадкових факторів (генів) організму.

Фенотип – сукупність усіх ознак і властивостей організму, які є результатом взаємодії генотипу і зовнішнього середовища.

Моногібридне схрещування – тип схрещування, коли батьківські організми відрізняються за альтернативним проявом однієї ознаки.

Дигібридне схрещування – тип схрещування, коли батьківські організми відрізняються за альтернативним проявом двох ознак.

Закономірності спадковості, встановлені Г. Менделем при моногібридному схрещуванні.

Основні закономірності спадковості відкриті Г. Менделем у 1865 році, але вони залишилися невідомими і були перевідкриті у 1900 році Г. де Фрізом у Голландії, Коренсом у Німеччині, Чермаком в Австрії.

Об'єктом досліджень Мендель узяв горох посівний – це самозапильна рослина, тому нащадки являються чистими лініями – генотипно однорідні нащадки однієї особини, гомозиготні за більшістю генів й одержані в результаті самозапліднення.

Мендель схрестив дві чисті лінії гороху, що давали насіння жовтого та зеленого кольорів. Насіння рослин, одержаних від такого схрещування виявилось одноманітним – жовтого кольору. Отже, жовтий колір насіння – домінантний стан ознаки (який проявляється у першому поколінні),  а зелений – рецесивний (який не проявляється у першому поколінні).

А - жовтий колір насіння  (домінантний)

а - зелений колір насіння  (рецесивний)

Р (батьки)                        АА    Х      аа

                                  жовтий колір                зелений

гамети                                       А              а

F1 (перше покоління)          Аа – жовтий колір насіння гороху

АА, аа – гомозиготи, Аа - гетерозиготи

Ι закон Менделя – закон одноманітності гібридів першого покоління:  при схрещуванні двох гомозиготних особин усі нащадки у першому поколінні будуть одноманітні за генотипом і фенотипом.

Далі Мендель схрестив гібридів F1:

Р                                                      Аа       Х      Аа

                                                                                 жовтий                   жовтий

гамети                               А     а        А     а

F2  (друге покоління)   

    ♂

А

а

А

АА

Аа

А

Аа

аа

за генотипом: 1АА: 2Аа: 1аа

                                            жовтий    жовтий   зелений

за фенотипом: 3А _: 1аа

ΙΙ закон Менделя – закон розщеплення ознак (явище прояву обох станів ознаки): при схрещуванні гібридів першого покоління між собою серед їхніх нащадків спостерігається явище розщеплення станів ознак за генотипом у співвідношенні 1:2:1, а за фенотипом 3:1.

Закономірності спадковості, встановлені Г. Менделем при дигібридному схрещуванні.

Мендель ускладнивумови проведення дослідів і взяв рослини, які відрізняються різними станами двох і більше генів.

А – жовтий колір насіння,   а – зелений колір насіння;

В – гладенька форма насіння,   в – зморшкувата форма насіння.

Р                ААВВ   X   аавв

                         жовте, гладеньке     зелене, зморшкувате

гамети          АВ            ав

F1                          АаВв – жовте, гладеньке насіння гороху

Перший закон Менделя справедливий і при дигібридному схрещуванні.

Р                               АаВв          Х             АаВв

гамети              АВ  Ав  аВ  ав         АВ  Ав  аВ  ав

F2          

АВ

Ав

аВ

ав

АВ

ААВВ

ААВв

АаВВ

АаВв

Ав

ААВв

ААвв

АаВв

Аавв

аВ

АаВВ

АаВв

ааВВ

ааВв

ав

АаВв

Аавв

ааВв

аавв

за генотипом: 1ААВВ: 2ААВв: 2АаВВ: 4АаВв: 1ААвв: 2Аавв: 1ааВВ: 2ааВв: 1аавв

                                                                                 жовте, гладеньке                                       жовте, зморшкувате           зелене, гладеньке         зелене,                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              зморшкувате

за фенотипом: 9А _В _: 3А _вв: 3ааВ _: 1аавв

Співвідношення за кольором:    12А _: 4аа   або   3:1

                            за формою:       12В _: 4вв   або   3:1

ΙΙΙ закон Менделя – закон незалежного комбінування станів ознак: при ди- чи полігібридному схрещуванні розщеплення станів кожної ознаки у нащадків відбувається незалежно від інших.

Закон чистоти гамет.

Мендель також сформулював закон (спочатку як гіпотезу), який справедливий як при моногібридному схрещуванні, так і при дигібридному:

закон чистоти гамет: у гібридного (гетерозиготного) організму гамети «чисті».

Тобто, кожна з гамет не може одночасно нести два алельних гени (наприклад, алельні гени зеленого та жовтого кольорів)


Данной работой Вы можете всегда поделиться с другими людьми, они вам буду только благодарны!!!
Кнопки "поделиться работой":

 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

12771. Форматирование в текстовом редакторе Word 16.27 KB
  Практическая работа N14.Форматирование в текстовом редакторе Word. Шрифт Настройка формата выделенных символов осуществляется в диалоге и включает такие характеристики: шрифтArial Times Courier; начертаниеОбычный Курсив Полужир
12772. Системы статистического учета (статистическая обработка социальных исследований) 596.83 KB
  Информатика и ИКТ Практическая работа № 17 Системы статистического учета статистическая обработка социальных исследований. Цель: Изучение технологии организации расчетов с использованием встроенных функций в таблицах MS Excel. Оборудование: ПК Программное об
12773. Практикум по программированию на JavaScript 728.5 KB
  Практикум по программированию на JavaScript Введение Цель этих 30 уроков состоит в том чтобы научить читателя самостоятельно создавать сценарии JavaScript. Если вы пытались ознакомиться с JavaScript с помощью книг или Интернет то почти наверняка это оказалось не просто. Изучение J...
12774. КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ САЙТА 36.58 KB
  КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ САЙТА Назначение этого типа оценки сайта определить основные характеристики Webсайта чтобы выявить очевидные проблемы связанные с удобством использования и исполнением. Для обнаружения недостатков в исполнении сайта которые не могут быть замечены ...
12775. Основные принципы дизайна Web-caйтa 57.86 KB
  Основные принципы дизайна Webcaйтa Введение в Webдизайн Некоторые необходимые для эффективного Webдизайна концепции. Девиз WYSIWYW What Уоu See Is What Уоu Want То что вы видите это то что вы хотите представлен в качестве возможной модификации принципа традиционного дизайна GUI ...
12776. Введение в HTML 711 KB
  Введение в HTML История развития HTML В 1989 году Тим БернерсЛи предложил проект распределенной гипертекстовой системы которую он назвал World Wide Web WWW Всемирная паутина. Первоначально идея системы состояла в том чтобы при помощи гипертекстовой навигационной системы объед...
12777. Теги тела документа 648 KB
  Теги тела документа Теги тела документа предназначены для управления отображением информации в программе интерфейса пользователя. Они описывают гипертекстовую структуру базы данных при помощи встроенных в текст контекстных гипертекстовых ссылок. Тело документа сос
12778. Использование графики в HTML 568 KB
  Использование графики в HTML Для того чтобы вставить в Webстраницу изображение необходимо либо нарисовать его либо взять уже готовое. В любой программе рисования можно создать простое изображение и сохранить его в нужном формате. Если программа этот формат не поддержива...
12779. Создание таблиц в HTML 830.5 KB
  Создание таблиц в HTML Для описания таблиц используется тег ТАВLЕ. Тег ТАВLЕ как и многие другие автоматически переводит строку до и после таблицы. Создание строки таблицы тег ТR Тег ТR Таble Row строка таблицы создает строку таблицы. Весь текст другие теги и атрибу