Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ОСНОВЫ ГЕНЕТИКИ .
Генетика, как наука, ее методы. Основные генетические понятия. Законы Менделя.
Генетика – это наука, изучающая закономерности наследственности и изменчивости организмов. Основоположником науки генетики является Грегор Мендель, который в 1865 г. впервые открыл основные законы наследственности.
Наследственность – это свойство живых организмов сохранять и передавать признаки потомству. Благодаря наследственности обеспечивается преемственность поколений.
Изменчивость - это свойство организмов приобретать новые признаки под воздействием различных факторов. Изменчивость заключается в изменении фенотипических (ненаследственных) и генотипических (наследственных) признаков. Изменчивость дает материал для естественного отбора, делая особей разнородными. Наследственность и изменчивость тесно взаимосвязаны. Благодаря изменчивости организмы приспосабливаются к изменяющимся условиям окружающей среды, а благодаря наследственности эти изменения передаются потомству и закрепляются.
Основные генетические понятия
Ген – участок ДНК, где находится информация о составе одного белка (т. е. об одном признаке).
Доминантный ген – сильный, подавляющий ген, проявляющийся у гибридов первого поколения (F1) т.е. у гетерозиготных особей ( обозначаются заглавными буквами А, В, С и т.д.)
Рецессивный ген - слабый, подавляемый ген, проявляющийся только в гомозиготном состоянии (а, в, с и т.д.)
Локус – место расположения гена в ДНК.
Аллели (аллельные гены) –парные гены, расположенные на одинаковых участках гомологичных хромосом, отвечающие за развитие одного признака (например, А и а; В и в)
Генотип – совокупность генов, полученных от родителей (генотип, рассматриваемый по одному признаку может быть АА, аа, Аа; по двум признакам – АаВВ, ААВВ, ааВВ, аавв, АаВв, ААвв, Аавв, ААВв)
Фенотип – совокупность внешних и внутренних признаков, полученных от родителей (например, окраска, форма, наличие или отсутствие признаков и т.д.)
Гомозиготные особи – особи, имеющие одинаковые аллели по данному признаку (признакам) (например, ААвв; аа; ВВ; аавв; ааВВ; вв; АА; ААВВ) и не дающие расщепления признаков у потомства.
Гетерозиготные особи – особи, имеющие разные аллели по данному признаку (признакам) (например, Аа; Вв; АаВв) и дающие расщепление признаков у потомства.
Гибридизация (гибридологический метод) – метод скрещивания родительских форм, отличающихся между собой по признакам (признаку), с последующим учетом и анализом результатов скрещивания у потомства.
Гибрид – потомство, полученное о скрещивания (F1 – гибриды первого поколения; F2 - второго поколения и т.д.)
Моногибридное скрещивание – это скрещивание родительских форм, отличающихся между собой по одному признаку (например, окраска – белая и красная)
Дигибридное скрещивание – это скрещивание родительских форм, отличающихся по двум признакам (например, окраска и длина шерсти).
Чистая линия - потомство, полученное от общих предков, где все особи по данному признаку гомозиготны. (чистые линии получают применяя близкородственное скрещивание- самоопыление у растений и близкородственное скрещивание у животных)
Расщепление признака – это явление, при котором часть гибридов второго поколения несет доминантный признак, а часть — рецессивный проявление
Кариотип – набор хромосом, специфичный для каждого вида (является генетическим критерием вида).
Диплоидный набор хромосом – двойной набор хромосом в соматических клетках (в клетках, образующих ткани и органы).
Гаплоидный набор хромосом – одинарный набор хромосом в половых клетках – гаметах.
Гомологичные хромосомы – парные, одинаковые хромосомы в соматических клетках.
Аутосомы – хромосомы, одинаковые и у самок, и у самцов. Гены, находящиеся в аутосомах, наследуются независимо от пола. Доминантный ген наследуется по аутосомно-доминантному типу, рецессивный – по аутососмно-рецессивному типу.
Половые хромосомы– хромосомы, определяющие пол особи.
Гомогаметный пол – пол, у которого половые хромосомы одинаковые (ХХ, ZZ). У людей женский пол – гомогаметный, а у птиц пресмыкающихся, бабочек – мужской.
Гетерогаметный пол – пол, имеющий разные половые хромосомы (ХУ, ХО, ZW)
Цитоплазматическая наследственность (материнская) – наследственность обусловленная ДНК митохондрий и хлоропластов, находящихся в цитоплазме. Передается только от цитоплазмы материнского организма.
Конъюгация – объединение гомологичных хромосом в профазе 1 мейоза.
Кроссинговер – обмен участками между гомологичными хромосомами (происходит в результате конъюгации). Из-за кроссинговера, материнские гены могут оказаться в отцовских хромосомах, а отцовские – в материнских, т.е. это увеличивает перекомбинацию родительских генов в потомстве. Кроссинговер является причиной неполного сцепления, когда гены, находящиеся в одной хромосоме, оказываются в разных хромосомах, и это приводит к появлению перекомбинации родительских генов у части потомства.
Полное сцепление генов – это когда, гены одной хромосомы всегда наследуются вместе. Причина полного сцепления генов заключается в том, что гены очень близко расположены в ДНК друг к другу и вероятность кроссинговера между ними практически равна нулю.
Морганида - единица расстояния между генами. 1мор. = 1% кроссинговера (частота перекреста между генами, % перекомбинированных родительских признаков в потомстве). Чем больше расстояние между генами, тем больше % перекомбинации генов в потомстве.
Карта хромосом– линейное расположение генов в хромосоме с указанием примерного расстояния между ними ( составляется по % перекомбинации генов в потомстве).
Группа сцепления – это все гены, расположенные в одной хромосоме! Количество групп сцепления равно гаплоидному числу хромосом ( т.е. у человека – 23 группы сцепления).
Геном – совокупность всех генов в гаплоидном наборе хромосом.
Генофонд – совокупность всех генов у всех особей популяции или вида.
МЕТОДЫ ГЕНЕТИКИ
1. Гибридологический метод - метод скрещивания. Открыт Менделем, позволил определить законы наследования генов.
2. Генеалогический метод – метод составления и анализа родословных. Позволяет определять характер наследования признаков (доминантность, рецессивность, сцепленность с полом и т д.).
3. Близнецовый метод – метод исследования развития однояйцовых близнецов (у которых генотип одинаковый), с целью определения влияния среды на развитие признаков.
2. Цитогенетический метод – метод изучения хромосом с помощью микроскопа.
ЗАКОНЫ МЕНДЕЛЯ
ЗАКОН ДОМИНИРОВАНИЯ или ЕДИНООБРАЗИЯ (первый закон Менделя) – при скрещивании гомозиготных особей, все гибриды F1 единообразны (одинаковы) и имеют доминантный признак.
ЗАКОН РАСЩЕПЛЕНИЯ (второй закон Менделя) – при скрещивании гетерозиготных особей (гибридов F1) между собой, во втором поколении наблюдается расщепление признаков: 3:1 – по фенотипу, 1:2:1 – по генотипу.
ЗАКОН НЕЗАВИСИМОГО НАСЛЕДОВАНИЯ (третий закон Менделя) - закон независимого комбинирования признаков– гены, находящиеся в разных хромосомах (т.е. разные аллели), передаются потомству независимо друг от друга, перекомбинируясь в разных сочетаниях. Данное правило не распространяется для генов, находящихся в одной хромосоме!
ЗАКОН ЧИСТОТЫ ГАМЕТ ( правило, гипотеза) – при образовании гамет из каждой аллельной пары попадает только один ген. Допустим, генотип матери - Аа, значит, 50% яйцеклеток содержит ген А, 50% - ген а.
Моногибридное скрещивание. Неполное доминирование. Анализирующее скрещивание. Дигибридное скрещивание.
Основным методом исследования наследственности является метод гибридизации, основанный на скрещивании. Скрещивание, при котором анализируется наследование одной пары признаков называют моногибридным. Для скрещивания Г. Мендель брал чистые линии, где все особи гомозиготны (АА, аа). Мендель заметил, что у гибридов первого поколения всегда проявляется только один- доминантный ген, а второй – рецессивный не развивается.
Первый закон Менделя – закон единообразия или доминирования: при скрещивании гомозиготных особей все первое поколение гибридов (F1) единообразно и имеет доминантный признак.
Семена гибридов первого поколения использовались Менделем для получения второго гибридного поколения. Во втором поколении (F2) три четвертых от всех семян имели желтую окраску, одна четвертая — зеленую. Такое же соотношение 3:1 были получены при скрещивании и с другими анализируемыми признаками.
Явление, при котором часть гибридов второго поколения несет доминантный признак, а часть — рецессивный, называют расщеплением. Причем наблюдающееся у гибридов расщепление не случайное, а подчиняется определенным количественным закономерностям. На основе скрещивания гибридов первого поколения и анализа второго был сформулирован второй закон Менделя – закон расщепления: при скрещивании гибридов первого поколения (двух гетерозиготных особей Аа) в потомстве происходит расщепление признаков в соотношении – 1:2:1 по генотипу и 3:1 по фенотипу.
Цитологические основы. Обозначим ген, определяющий желтую окраску, буквой А, а зеленую — а. Поскольку Мендель работал с чистыми линиями, оба организма — гомозиготны, то есть несут два одинаковых гена окраски семян (соответственно, АА и аа). Во время мейоза число хромосом уменьшается в два раза и в каждую гамету попадает только одна хромосома. Но так как обе хромосомы несут одинаковые гены, все гаметы одного организмы будут содержать одну хромосому с геном А, а другого — с геном а. Генетическая запись осуществляется следующим образом:
Для удобства расчета сочетания гамет при оплодотворении английский генетик Р.Пеннет предложил проводить запись в виде решетки, которую так и назвали — решетка Пеннета. По вертикали указываются женские гаметы, по горизонтали — мужские. В клетки решетки вписываются генотипы зигот, образовавшихся при слиянии гамет. Из приведенной схемы видно, что образуется три типа зигот. Половина из них — гетерозиготы (несут гены А и а), 1/4 — гомозиготы по доминантному признаку (несут два гена А) и 1/4 — гомозиготы по рецессивному признаку (несут два гена а). Причем желтосеменные растения одинаковы по фенотипу, но различны по генотипу: 1/3 являются гомозиготными по доминантному признаку и 2/3 — гетерозиготны.
Явление доминирования и расщепления гибридов второго поколения Мендель объяснил выдвигая гипотезу чистоты гамет - у гибридов половые клетки содержат только один ген из аллельной пары.
Неполное доминирование (промежуточное наследование)– явление неполного подавления доминантным геном рецессивного.
При неполном доминировании гетерозиготные особи всегда имеют промежуточный признак (например, у ночной красавицы при скрещивании особей с красной(АА) и белой окраской(аа) цветка, гибриды (Аа) имеют розовую окраску цветка). При неполном доминировании гибриды 1 поколения (F1) всегда гетерозиготны, имеют промежуточный признак, а во втором поколении (F2) всегда наблюдается расщепление 1:2:1 и по генотипу и по фенотипу.
Анализирующее скрещивание – это скрещивание особей с неизвестным генотипом с особью, имеющей рецессивный признак (аа), с целью выявления генотипа родителя. Так как гомозиготные и гетерозиготные особи фенотипически одинаковы, определить генотип можно только путем скрещивания с особью, имеющей генотип аа. Если в результате скрещивания у F1 не произошло расщепления признаков, значит, родитель был гомозиготным. Если у гибридов (F1) произошло расщепление 1:1 (50% к 50%), значит, родитель был гетерозиготным. Нужно запомнить, что при анализирующем скрещивании, расщепление всегда 1:1 (если Аа х аа), или 1: 1:1:1 (если АаВа х аавв)
Генетическая символика:
Для записи результатов скрещиваний в генетике используются специальная символика, предложенная Г.Менделем:
Р — родители;
F — потомство, число внизу или сразу после буквы указывает на порядковый номер поколения (F1 — гибриды первого поколения — прямые потомки родителей, F2 — гибриды второго поколения — возникают в результате скрещивания между собой гибридов F1);
х — значок скрещивания;
♂ — мужская особь;
♀ — женская особь
A, a, B, b, C, c — буквами латинского алфавита обозначаются отдельно взятые наследственные признаки.
PAGE 3