ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЧИВОСТИ

НЕНАСЛЕДСТВЕННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ НАСЛЕДСТВЕННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ
1. Изменение фенотипа 1. Изменение генотипа
2. Изменения не наследуются 2. Изменения наследуются
3. Носят массовый характер 3. Носят индивидуальный характер
4. Приспособительны 4. Независимы или вредны
5. Носят постепенный характер 5. Скачкообразны
6. Способствуют выживанию, повышают жизнестойкость 6. Могут привести к образованию новых популяций, признаков или гибели организмов
7. Изменения адекватны условиям среды 7. Изменения не адекватны условиям среды
8. Приводит к образованию модификаций 8. Приводит к образованию
а) комбинаций, б) мутаций
9. Модификационная изменчивость - это изменение фенотипа, как реакция на изменение среды, происходящее в пределах нормы реакции. Норма реакции - это предел изменчивости признака, обусловленный генотипом. Норма реакции признака может быть широкой (пластичный признак) и узкой. Модификации образуют вариационный ряд - ряд изменчивости признака в пределах нормы реакции от наименьшей до наибольшей величины 9. Комбинативная изменчивость - это появление новых комбинаций генов и признаков. Источник - половой процесс, случайные комбинации негомологичных хромосом, кроссинговер.
Графическое выражение характера изменчивости признака называется вариационной кривой. Она показывает размах вариации и частоту встречаемости признака. 10. Мутации - это наследственные изменения генотипа. Типы мутаций:
а) Генные - изменения нуклеотида в молекуле ДНК, приводящие к образованию аномального гена - признака.Пример: гемофилия, серповидноклеточная анемия.
б) Хромосомные - изменение структуры хромосом.
1. Делеция - потеря участка хромосомы.
2. Транслокация - перенос части хромосомы на другую.
3. Инверсия - поворот участка хромосомы на 180°.
4. Дуп ликация - удвоение генов в определенном участке хромосомы.
в) Геномные мутации - изменения числа хромосом.
Полиплоидия - кратное увеличение гаплоидного набора (Зn, 4n и т.д.). Чаще встречается у растений.
Анеуплоидия (гетероплоидия - изменение хромосомного набора на 1, 2 хромосомы - 2n + 1, 2n - 1). Встречается у растений и животных.Пример: у человека встречается 47 хромосом в половой паре (XXX, XXY) или в 21 паре - синдром Дауна.


ХРОМОСОМНАЯ ТЕОРИЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ (МОРГАН)

1. Единицей наследственной информации является ген, локализованный в хромосоме.
2. Гены в хромосомах располагаются линейно. Гены в пределах одной хромосомы образуют группу сцепления и наследуются совместно.
3. Сцепление генов может нарушаться в результате кроссинговера.
4. Гены, расположенные в негомологичных хромосомах, наследуются независимо друг от друга и образуют различные комбинации.

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