Генетика - это наука о закономерностях наследственности и изменчивости организмов.

ТЕРМИНЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Ген Участок молекулы ДНК, ответственный за проявление одного признака и синтез определенной молекулы белка.
Ген » белок » признак
Гомологичные хромосомы Парные хромосомы, одинаковые по форме, величине и характеру наследственной информации.
Аллельные гены Гены, расположенные в одних и тех же местах (локусах) гомологичных хромосом.
Альтернативные признаки Противоположные качества одного признака, гена (карие и голубые глаза, темные и светлые волосы).
Доминантный признак (А) Преобладающий признак, проявляющийся всегда в потомстве, в гомо и гетерозиготном состоянии.
Рецессивный признак (а) Подавляемый признак, проявляющийся только в гомозиготном состоянии.
Гомозигота Зигота, имеющая одинаковые аллели одного гена (АА, аа).
Гетерозигота Зигота, имеющая противоположные аллели одного гена (Аа).
Фенотип Совокупность признаков и свойств организма, проявляющаяся при взаимодействии генотипа со средой и меняющаяся в процессе жизни в зависимости от среды обитания.
Генотип Совокупность наследственных признаков, полученных от родителей. Набор генов.


ЗАКОНОМЕРНОСТИ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ

Условные обозначения: Р - родители, F - поколение (дети), г - гаметы, А, В - доминантные признаки; а, в - рецессивные признаки

ТИП СКРЕЩИВАНИЯ СХЕМА СКРЕЩИВАНИЯ ЗАКОН. АВТОР
I. Моногибридное скрещивание по одной паре признаков.

1. При полном доминировании проявляется только доминантный признак.

2. При неполном доминировании признак имеет среднее (промежуточное) значение между доминантным и рецессивным

Скрещивание гибридов


при полном доминировании.


при неполном доминировании.

I. Закон единообразия первого поколения. (Г. Мендель).

При скрещивании двух особей с противоположными признаками в первом поколении все гибриды одинаковы и похожи на одного из родителей.

II. Закон расщепления. (Г.Мендель).

При скрещивании гибридов I поколения во втором поколении наблюдается расщепление в соотношении 3:1 по фенотипу.
II. Дигибридное - это скрещивание по двум парам признаков

Скрещивание гибридов

Закон единообразия I поколения соблюдается.

III. Закон независимого наследования признаков (Г. Мендель).

При скрещивании гибридов I поколения по двум парам признаков наследование по каждой паре признаков идет независимо друг от друга и образуются четыре фенотипические группы с новыми сочетаниями.
Расщепление по фенотипу 9:3:3:1
III. Анализирующее - это скрещивание особи с доминантным фенотипом с особью с рециссивными признаками (гомозиготой) для определения генотипа особи с доминантным признаком

I вариант



II вариант

Если при скрещивании особи с доминантным признаком с рецессивной гомозиготной особью полученное потомство единообразно, то анализируемая особь с доминантным признаком гомозиготна (АА).

Если при скрещивании особи с доминантным признаком с рецессивной гомозиготой полученное потомство дает расщепление 1 : 1 , то анализируемая особь с доминантным признаком гетерозиготна (Аа).
IV. Сцепленное наследование - это наследование признаков, расположенных в одной хромосоме

Без кроссинговера



При кроссинговере

Закон сцепленного наследования генов, находящихся в одной хромосоме (Т. Морган).

Гены, находящиеся в одной хромосоме, наследуются совместно, сцепленно.

Сцепление генов может нарушаться в результате кроссинговера. Количество кроссверных особей всегда значительно меньше, чем количество основных особей (Т. Морган).
V. Генетика пола

Пол определяется наличием пары половых хромосом.Все остальные пары хромосом в кариотипе называются аутосомами.

I вариант



Соотношение полов 1:1

II вариант



Соотношение полов 1:1

III вариант



Соотношение полов 1:1

Пол организма определяется сочетанием половых хромосом.

Пол, содержащий одинаковые половые хроммосомы (XX), называется гомогаметным, а различные половые хромосомы (XY) - гетерогаметным.

Гетерогаметные особи образуют два типа гамет. У большинства организмов (млекопитающих, амфибий, рептилий, многих беспозвоночных) женский пол гомогаметный, а мужской - гетерогаметный (I вариант)

У птиц, некоторых рыб, бабочек гетерогаметны самки, а гомогаметны самцы (II вариант)

У прямокрылых, пауков, жуков самцы не имеют Y хромосому из пары. Тип ХО.
VI. Наследование признаков, сцепленных с полом.

Признаки, гены которых локализованы в половых хромосомах, называются сцепленными с полом
Если одна из X хромосом содержит рецессивный ген, определяющий проявления аномального признака, то носителем признака является женщина, а признак проявляется у мужчин.

Рецессивный признак от матерей передается сыновьям и проявляется, а от отцов передается дочерям.

Примером наследования признаков, сцепленных с полом у человека, является гемофилия и дальтонизм.

Рекомендации к теме

Проработав эти темы, Вы должны уметь:

  1. Дать определения: ген, доминантный признак; рецессивный признак; аллель; гомологичные хромосомы; моногибридное скрещивание, кроссинговер, гомозиготный и гетерозиготный организм, независимое распределение, полное и неполное доминирование, генотип, фенотип.
  2. С помощью решетки Пеннета проиллюстрировать скрещивание по одному или двум признакам и указать, каких численных отношений генотипов и фенотипов следует ожидать в потомстве от этих скрещиваний.
  3. Изложить правила наследования, расщепления и независимого распределения признаков, открытие которых было вкладом Менделя в генетику.
  4. Объяснить как мутации могут повлиять на белок, кодируемым тем или иным геном.
  5. Указать возможные генотипы людей с группами крови А; В; АВ; О.
  6. Привести примеры полигенных признаков.
  7. Указать хромосомный механизм определения пола и типы наследования сцепленных с полом генов млекопитающих, использовать эти сведения при решении задач.
  8. Объяснить, в чем заключается различие между признаками, сцепленными с полом и признаками, зависимыми от пола; привести примеры.
  9. Объяснить, как наследуются такие генетические заболевания человека как гемофилия, дальтонизм, серповидно-клеточная анемия.
  10. Назвать особенности методов селекции растений, животных.
  11. Указать основные направления биотехнологии.
  12. Уметь решать по данному алгоритму простейшие генетические задачи:

    Алгоритм решения задач
    • Определите доминантный и рецессивный признак по результатам скрещивания первого поколения (F1) и второго (F2) (по условию задачи). Введите буквенные обозначения: А - доминантный а - рецессивный.
    • Запишите генотип особи с рецессивным признаком или особи с известным по условию задачи генотипом и гаметы.
    • Запишите генотип гибридов F1.
    • Составьте схему второго скрещивания. Запишите гаметы гибридов F1 в решетку Пеннета по горизонтали и по вертикали.
    • Запишите генотипы потомства в клетках пересечения гамет. Определите соотношения фенотипов в F1.

Схема оформления задач.

Буквенные обозначения:
а) доминантный признак _______________
б) рецессивный признак _______________

генотип особи с доминантным признаком генотип особи с рецессивным признаком
Р
(генотипы родителей)
? X
(знак скрещивания)
?

Гаметы

F1 (генотип первого поколения)

гаметы
? ?

Решетка Пеннета

F2
гаметы ? ?
?    
?    

Соотношение фенотипов в F2:_____________________________
Ответ:_________________________



Примеры решения задач на моногибридное скрещивание.

Задача. "В семье Ивановых двое детей: кареглазая дочь и голубоглазый сын. Мама этих детей голубоглазая, но ее родители имели карие глаза. Как наследуется окраска глаз у человека? Каковы генотипы всех членов семьи? Окраска глаз - моногенный аутосомный признак".

Признак окраски глаз контролируется одним геном (по условию). Мама этих детей голубоглазая, а ее родители имели карие глаза. Это возможно только в ТОМслучае, если оба родителя были гетерозиготны, следовательно, карие глаза доминируют над голубыми. Таким образом, бабушка, дедушка, папа и дочь имели генотип (Аа), а мама и сын - аа.

Задача. "Петух с розовидным гребнем скрещен с двумя курицами, тоже имеющими розовидный гребень. Первая дала 14 цыплят, все с розовидным гребнем, а вторая - 9 цыплят, из них 7 с розовидным и 2 с листовидным гребнем. Форма гребня - моногенный аутосомный признак. Каковы генотипы всех трех родителей?"

До определения генотипов родителей необходимо выяснить характер наследования формы гребня у кур. При скрещивании петуха со второй курицей появились 2 цыпленка с листовидным гребнем. Это возможно при гетерозиготности родителей, следовательно, можно предположить, что розовидный гребень у кур доминирует над листовидным. Таким образом, генотипы петуха и второй курицы - Аа.

При скрещивании этого же петуха с первой курицей расщепления не наблюдалось, следовательно, первая курица была гомозиготной - АА.

Задача. "В семье кареглазых праворуких родителей родились разнояйцевые близнецы, один из которых кареглазый левша, а другой голубоглазый правша. Какова вероятность рождения следующего ребенка, похожим на своих родителей?"

Рождение у кареглазых родителей голубоглазого ребенка свидетельствует о рецессивности голубой окраски глаз, соответственно рождение у праворуких родителей леворукого ребенка указывает на рецессивность лучшего владения левой рукой по сравнению с правой. Введем обознанения аллелей: А - карие глаза, а - голубые глаза, В - правша, в - левша. Определим генотипы родителей и детей:

РАаВв х АаВв
F,А_вв, ааВ_


А_вв - фенотипический радикал, который показывает, что данный ребенок с левша с карими глазами. Генотип этого ребенка может быть - Аавв, ААвв.

Дальнейшее решение этой задачи осуществляется традиционным способом, путем построения решетки Пеннета.

АВАваВАв
АВААВВААВвАаВВАаВв
АвААВвААввАаВвАавв
аВАаВВАаВвааВВАаВв
авАаВвАаввааВвАавв

Подчеркнуты 9 вариантов потомков, которые нас интересуют. Всего возможных вариантов 16, поэтому вероятность рождения ребенка, похожим на своих родителей равна 9/16.



Рекомендованная литература:

Иванова Т.В., Калинова Г.С., Мягкова А.Н. "Общая биология". Москва, "Просвещение", 2000
  • Тема 10. "Моногибридное и дигибридное скрещивание." §23-24 стр. 63-67
  • Тема 11. "Генетика пола." §28-29 стр. 71-85
  • Тема 12. "Мутационная и модификационная изменчивость." §30-31 стр. 85-90
  • Тема 13. "Селекция." §32-34 стр. 90-97