كم مرة يحدث التهجين أحادي الهجين في الطبيعة؟ هجين أحادي الخلة. هل التعديلات موروثة؟
كانت إحدى ميزات طريقة مندل أنه استخدم خطوطًا نقية للتجارب ، أي النباتات في نسلها ، أثناء التلقيح الذاتي ، لم يكن هناك تنوع في السمة المدروسة. (في كل من الخطوط النقية ، تم الحفاظ على مجموعة متجانسة من الجينات). ميزة أخرى مهمة للطريقة الهجينة هي أن G.Mendel لاحظ وراثة السمات البديلة (المتناقضة ، المتناقضة). على سبيل المثال ، النباتات منخفضة وطويلة ؛ الزهور بيضاء وبنفسجية. شكل البذور ناعم ومتجعد ، إلخ. ميزة لا تقل أهمية في هذه الطريقة هي المحاسبة الكمية الدقيقة لكل زوج من السمات البديلة في عدد من الأجيال. سمحت المعالجة الرياضية للبيانات التجريبية لـ G.Mendel بإنشاء أنماط كمية في نقل السمات المدروسة. كان من المهم جدًا أن يتبع G.Mendel في تجاربه مسارًا تحليليًا: فقد لاحظ وراثة سمات متنوعة ليس على الفور في المجموع ، ولكن زوجًا واحدًا فقط من السمات البديلة.
الطريقة الهجينة هي أساس علم الوراثة الحديث.
التوحيد من الجيل الأول. حكم الهيمنة. أجرى G.Mendel تجارب مع البازلاء - نبات التلقيح الذاتي. اختار للتجربة نباتين يختلفان في سمة واحدة: كانت بذور نوع واحد من البازلاء صفراء ، والأخرى خضراء. نظرًا لأن البازلاء تميل إلى التلقيح الذاتي ، فلا يوجد اختلاف في لون البذور ضمن مجموعة متنوعة. بالنظر إلى هذه الخاصية ، قام G.Mendel بتلقيح هذا النبات صناعيًا عن طريق تهجين الأصناف التي تختلف في لون البذور. بغض النظر عن الطبقة التي ينتمون إليها النباتات الأم، تبين أن البذور المهجنة من الجيل الأول (Fi) صفراء فقط. وبالتالي ، تظهر سمة واحدة فقط في الهجينة ، ويبدو أن سمة الوالد الآخر تختفي. دعا G.Mendel مثل هذه الغلبة لخاصية واحدة من هيمنة الوالدين ، والسمات المقابلة هي المهيمنة. ووصف السمات التي لم تظهر في الهجينة من الجيل الأول بأنها متنحية ، وفي التجارب على البازلاء ، سادت صفة لون الحبة الصفراء على اللون الأخضر. وهكذا ، اكتشف G.Mendel التوحيد في اللون في الهجينة من الجيل الأول ، أي جميع البذور المهجنة لها نفس اللون. في التجارب التي اختلفت فيها أصناف الهجين في سمات أخرى ، تم الحصول على نفس النتائج: توحيد الجيل الأول وهيمنة سمة على أخرى.
فصل الصفات في الهجينة من الجيل الثاني. من بذور البازلاء الهجينة ، قام G.Mendel بزراعة نباتات ، عن طريق التلقيح الذاتي ، تنتج بذور الجيل الثاني. من بينها ليس فقط بذور صفراء ، ولكن أيضًا بذور خضراء. في المجموع ، في الجيل الثاني ، حصل على 6022 بذرة صفراء و 2001 خضراء ، أي 3/4 من الهجينة كانت صفراء و 1/4 كانت خضراء. وبالتالي ، فإن نسبة عدد أحفاد الجيل الثاني الذين يتمتعون بسمة سائدة إلى عدد الأحفاد الذين لديهم سمة متنحية تبين أنها قريبة من 3: 1 . ووصف هذه الظاهرة بالانقسام. لم يشعر G.Mendel بالحرج من أن نسب النسل التي اكتشفها بالفعل انحرفت قليلاً عن نسبة 3: 1. علاوة على ذلك ، عند دراسة الطبيعة الإحصائية لقوانين الميراث ، سنقتنع بصحة مندل.
تم إعطاء نتائج مماثلة في الجيل الثاني من خلال العديد من التجارب على التحليل الجيني لأزواج أخرى من السمات. بناءً على النتائج التي تم الحصول عليها ، صاغ G.Mendel القانون الأول - قانون الانقسام. في النسل الذي تم الحصول عليه من تهجين الجيل الأول ، لوحظت ظاهرة الانقسام: ربع الأفراد من الجيل الثاني الهجينة لديهم سمة متنحية ، وثلاثة أرباع لديهم سمة سائدة.
تحليل الصليب.مع الهيمنة الكاملة بين الأفراد ذوي السمات المهيمنة ، من المستحيل التمييز بين متجانسات الزيجوت من متغايرة الزيجوت ، وغالبًا ما يصبح هذا ضروريًا (على سبيل المثال ، لتحديد ما إذا كان فرد معين أصيلًا أم هجينًا). لهذا الغرض ، يتم إجراء تحليل تقاطع ، حيث يتم تهجين الفرد المدروس ذو السمات السائدة مع شخص متنحي متماثل الزيجوت. إذا اتضح أن النسل من هذا التهجين متجانس ، فإن الفرد متماثل (نمطه الوراثي هو AA). إذا كان في النسل 50 ٪ من الأفراد ذوي الصفات المهيمنة ، و 50 ٪ من الصفات المتنحية ، فإن الفرد متغاير الزيجوت.
الطبيعة الوسيطة للميراث. في بعض الأحيان ، لا تتمتع هجينة Fi بالسيطرة الكاملة ، وتكون شخصياتها متوسطة (Aa). يسمى هذا النمط من الوراثة بالهيمنة الوسيطة أو غير المكتملة.
أظهرت قاعدة نقاء الأمشاج ، التي وضعها مندل ، لأول مرة خاصية عدم توافق الجين ، وعدم توافق الأليلات مع بعضها البعض ومع الجينات الأخرى. أظهر مندل لأول مرة أن العوامل الوراثية في الأمشاج من الجيل الأول الهجين تظل تمامًا كما هي في الوالدين. لا يختلطون ، ولا يخضعون للتغييرات بعد أن يكونوا معًا في كائن حي هجين.
السؤال 2. الهدف.
التذكرة رقم 20
السؤال رقم 1.
صليب ثنائي الهجين.بعد تحديد أنماط وراثة سمة واحدة (عبور أحادي الهجين) ، بدأ مندل في دراسة وراثة السمات التي يكون زوجان من الجينات الأليلية مسؤولين عنها. تقاطع يشارك فيه زوجان. الأليلات تسمى صليب ثنائي الهجين. أجرى مندل صليبًا ثنائي الهجين ، حيث اختلف الآباء المتماثلون عن بعضهم البعض بطريقتين: لون البذور (الأصفر والأخضر) وشكل البذور (ناعم ومتجعد). يشير ظهور الأفراد ذوي البذور الصفراء الملساء إلى هيمنة هذه الصفات ومظهر من مظاهر قاعدة التوحيد في الهجينة Fi. أثناء تكوين الأمشاج في الأفراد Fi ، يمكن إجراء أربع مجموعات من زوجين من الأليلات. دائمًا ما تنتهي أليلات جين واحد في أمشاج مختلفة. لا يؤثر تباعد زوج واحد من الجينات على تباعد جينات الزوج الآخر.
إذا انتقل الكروموسوم مع الجين A في الانقسام الاختزالي إلى قطب واحد ، ثم إلى نفس القطب ، أي في نفس الأمشاج ، يمكن الحصول على كروموسوم به كل من الجين B والجين b. لذلك ، مع نفس الاحتمال ، يمكن أن يكون الجين A في نفس الأمشاج مع كل من الجين B والجين B. كلا الحدثين متساويين في الاحتمال. لذلك ، كم سيكون عدد الأمشاج AB ، نفس عدد الأمشاج AB. نفس المنطق صالح للجين أ ، أي عدد الأمشاج ab يساوي دائمًا عدد الأمشاج ab. نتيجة للتوزيع المستقل للكروموسومات في الانقسام الاختزالي ، يشكل الهجين أربعة أنواع من الأمشاج: AB و AB و AB و AB بكميات متساوية. أسس هذه الظاهرة جي مندل وسميت بقانون الانقسام المستقل ، أو قانون مندل الثاني. تتم صياغته على النحو التالي: الانقسام لكل زوج من الجينات يحدث بشكل مستقل عن أزواج أخرى من الجينات.
بونيت شعرية. يمكن تمثيل الانقسام المستقل كجدول. يسمى اسم عالم الوراثة الذي اقترح هذا الجدول لأول مرة بشبكة Punnett. نظرًا لأن أربعة أنواع من الأمشاج تتشكل في تهجين ثنائي الهجين أثناء الوراثة المستقلة ، فإن عدد أنواع الزيجوتات التي تشكلت عن طريق الاندماج العشوائي لهذه الأمشاج هو 4x4 ، أي 16. بالضبط الكثير من الخلايا في شعرية بونت. بسبب هيمنة A على a و B على b ، فإن الأنماط الجينية المختلفة لها نفس النمط الظاهري. لذلك ، فإن عدد الصفات المظهرية هو أربعة فقط. على سبيل المثال ، في 9 خلايا من شبكة Punnett من بين 16 مجموعة ممكنة ، توجد مجموعات لها نفس النمط الظاهري - بذور ملساء صفراء. الأنماط الجينية التي تحدد هذا النمط الظاهري هي: 1AABB: 2AAB: 2AaBB: 4AaB ،
عدد الأنماط الجينية المختلفة التي تشكلت أثناء التهجين ثنائي الهجين هو 9. عدد الأنماط الظاهرية في Fa مع السيادة الكاملة هو 4. ومن ثم ، فإن التهجين ثنائي الهجين عبارة عن تهجين أحادي الهجين يعملان بشكل مستقل ، ويبدو أن نتائجهما متداخلة مع بعضهما البعض. على عكس القانون الأول ، والذي يكون دائمًا صالحًا ، ينطبق القانون الثاني فقط على حالات الميراث المستقل ، عندما تقع الجينات المدروسة في أزواج مختلفة من الكروموسومات المتجانسة.
الصفحة الحالية: 8 (إجمالي الكتاب يحتوي على 16 صفحة) [مقتطفات للقراءة متوفرة: 11 صفحة]
الخط:
100% +
§ 30. معبر ثنائي الهجين. قانون الميراث المستقل للصفات
1. هل يمكن أن يختلف كائنان من نفس النوع في سمة واحدة فقط؟
عادة ما تختلف جميع الكائنات الحية من نفس النوع عن بعضها البعض في نواح كثيرة.
إذا اختلف شخصان عن بعضهما البعض بطريقتين ، فيُطلق على المعبر بينهما ثنائي الهجين، إذا كان ثلاثة - ثلاثي الهجينالخ. عبور الأفراد التي تختلف في نواح كثيرة يسمى متعدد الهجين.
بعد تحديد أنماط وراثة سمة واحدة ، درس ج. مع مثل هذا العبور ، يتم تحديد السمات من خلال أزواج مختلفة من الجينات: أحد الأليل مسؤول عن لون البذور والآخر عن الشكل. تلوين البازلاء الصفراء ( أ) يسيطر على الشكل الأخضر (أ) والشكل الأملس ( في) التجاعيد الزائدة ( ب).
في الجيل الأول (F 1) ، كان لدى جميع الأفراد ، كما يجب أن يكون وفقًا لقاعدة توحيد الهجينة من الجيل الأول ، بازلاء صفراء ناعمة. من أجل فهم كيفية دمج جميع الأنواع الممكنة من الأمشاج عند عبور نوعين هجينين من الجيل الأول ، اقترح ما يسمى عالم الوراثة الأمريكي بينيت ما يسمى بونيت شعرية، والذي يسمح لك بتصور جميع أنواع التوليفات الجينية في الأمشاج ونتائج اندماجها. نظرًا لأن التهجين ثنائي الهجين ينتج 4 أنواع من الأمشاج: أب ، أب ، أ بو أب، فإن عدد أنواع الحيوانات الملقحة التي يمكن أن تنشأ من اندماج عشوائي لهذه الأمشاج هو 4 × 4 ، أي 16. هذا هو عدد الخلايا الموجودة في شبكة بونت (الشكل 58). يتضح من الشكل أن الأنواع التسعة التالية من الأنماط الجينية تنشأ خلال هذا العبور: AABB، AABb، AaBB، AaBb، AAbb، Aabb، aaBB، aaBbو عاب، حيث يوجد تكرار في 16 مجموعة. تظهر هذه الأنماط التسعة الجينية في 4 أنماط ظاهرية: أصفر ناعم ، أصفر متجعد ، أخضر أملس وأخضر متجعد. النسبة العددية لهذه المتغيرات المظهرية هي كما يلي:
9 جم: 3 جم: 3 جم: 1 جم.
ومع ذلك ، إذا تم النظر في النتائج التي حصل عليها G.Mendel بشكل منفصل لكل من الخصائص (اللون والشكل) ، فسيتم الحفاظ على نسبة 3: 1 ، المميزة للتهجين أحادي الهجين. ومن ثم ، خلص G.Mendel إلى أنه أثناء التهجين ثنائي الهجين ، يتم الجمع بين الجينات والسمات المسؤولة عن هذه الجينات وتورثها بشكل مستقل عن بعضها البعض. هذا الاستنتاج يسمى قانون الوراثة المستقلة للصفات، وهو صالح لتلك الحالات التي تقع فيها جينات السمات قيد الدراسة على كروموسومات مختلفة.
أرز. 58. مخطط وراثة السمات في معبر ثنائي الهجين
صليب ثنائي الهجين. صليب متعدد الهجين. شعرية بينيت. قانون الميراث المستقل للصفات
حل مشاكل معبر ثنائي الهجين
1 . نقل (إعادة رسم) إلى دفتر الملاحظات الخوارزمية لحل المشكلة الجينية المعروضة أدناه. تحليل مخطط وراثة السمات المقدمة في الكتاب المدرسي للخلطات ثنائية الهجين وملء الفجوات في الخوارزمية.
خوارزمية لحل مشكلة التهجين الهجين
2. تحديد الأنماط الجينية للوالدين وأنواع الأمشاج وكتابة مخطط العبور.
3. يؤلف Punnett شعرية F 2 :.
2. بناءً على تحليل النتائج ، أجب عن الأسئلة.
1) كم عدد أنواع الأمشاج التي يتكون منها النبات الأم ببذور صفراء ملساء ؛ بالبذور الخضراء المجعدة؟
2) ما هو احتمال ظهور نباتات F 1 ببذور صفراء نتيجة التهجين الأول ؛ بالبذور الخضراء
3) ما هو احتمال ظهور نباتات F 1 ذات بذور صفراء ناعمة نتيجة التهجين ؛ مع التجاعيد الصفراء. ناعم أخضر التجاعيد الخضراء؟
4) كم عدد الأنماط الجينية المختلفة التي يمكن أن توجد بين الهجينة من الجيل الأول؟
5) كم عدد الأنماط الظاهرية المختلفة التي يمكن أن تكون بين الهجينة من الجيل الأول؟
6) كم عدد أنواع الأمشاج التي يتكون منها نبات F1 ببذور صفراء ملساء؟
7) ما هو احتمال ظهور نباتات F2 ببذور صفراء نتيجة التلقيح الذاتي؟ بالبذور الخضراء
8) ما هو احتمال ظهور نباتات F 2 ذات بذور صفراء ناعمة نتيجة التهجين ؛ مع التجاعيد الصفراء. مع الأخضر السلس. مع التجاعيد الخضراء؟
9) ما عدد الأنماط الجينية المختلفة التي يمكن أن توجد بين الجيل الثاني الهجينة؟
10) كم عدد الأنماط الظاهرية المختلفة التي يمكن أن توجد بين الجيل الثاني الهجينة؟
3. حل مشاكل تقاطع ثنائي الهجين.
1. في البشر ، يهيمن استخدام اليد اليمنى على اليد اليسرى ، ويغلب لون العين البني على اللون الأزرق. يتزوج رجل بني العينين أيمن ، والدته زرقاء العينين يسرى ، وامرأة زرقاء العينين يمين ، والدها أعسر. 1) كم عدد الأنماط الظاهرية المختلفة التي يمكن أن يمتلكها أطفالهم؟ 2) كم عدد الأنماط الجينية المختلفة التي يمكن أن تكون بين أطفالهم؟ 3) ما هو احتمال أن يكون لهذا الزوجين طفل أعسر (معبرًا عنه بالنسبة المئوية)؟
2. لون المعطف الأسود والأذن المعلقة عند الكلاب يسيطران على اللون البني والأذن المنتصبة. تم عبور الكلاب السوداء الأصيلة ذات الأذنين المرنة مع كلاب ذات معطف بني اللون وآذان منتصبة. الهجينة تقاطعت مع بعضها البعض. 1) ما هي نسبة كلاب الجراء F2 التي يجب أن تكون متشابهة ظاهريًا مع الهجين F 1؟ 2) أي جزء من الهجينة F 2 يجب أن يكون متماثل الزيجوت بالكامل؟ 3) ما هي نسبة الجراء F 2 التي يجب أن تكون بنمط وراثي مشابه للنمط الجيني لهجن F 1؟
3. اللون الأسود في القطط يسيطر على التزلف ، والشعر القصير - على المدى الطويل. قطط فارسية أصيلة متقاطعة (سوداء ذات شعر طويل) مع سيامي (تزلف قصير الشعر). تم تهجين الهجينة الناتجة مع بعضها البعض. ما هو احتمال الحصول على F 2: أ) قط سيامي أصيل ؛ ب) قطة تشبه ظاهريًا الفارسية ؛ ج) قطة مزيفة طويلة الشعر (صريحة في أجزاء)؟
أسئلة
1. ما رأيك ، هل يوجد التهجين أحادي الهجين غالبًا في الطبيعة؟
2. كم عدد أنواع الأمشاج التي تتشكل في الهجينة من الجيل الأول أثناء التهجين ثنائي الهجين؟
§ 31. علم الوراثة من الجنس. الميراث المرتبط بالجنس
1. أعط أمثلة على الحيوانات المخنثين.
2. ما هي الكروموسومات تسمى الجنس؟
يتم تمثيل الغالبية العظمى من الحيوانات من قبل أفراد من نوعين - ذكر وأنثى ، ويحدث الانقسام حسب الجنس بنسبة 1: 1. لوحظ هذا الانقسام في النسل في الحالات التي يكون فيها متغاير الزيجوت ( آه) ومتماثلة اللواقح ( أأ) أفراد الوالدين.
اقترح G.Mendel أن أحد الجنسين متغاير الزيجوت ، والثاني متماثل الزيجوت بالنسبة للجين الذي يحدد جنس الكائن الحي.
تم تأكيد هذا الافتراض في بداية القرن العشرين ، عندما تمكن T.Morgan وزملاؤه من إثبات أن الذكور والإناث يختلفون في مجموعة الكروموسومات. جميع الكروموسومات ، باستثناء زوج واحد ، في الذكور و الكائنات الأنثويةهي نفسها ويتم استدعاؤها جسيمات جسمية. لكن في زوج واحد من الكروموسومات ، يختلف الذكور عن الإناث. تسمى هذه الكروموسومات الأعضاء التناسلية. على سبيل المثال ، تحتوي أنثى ذبابة الفاكهة في كل خلية على ثلاثة أزواج من الصبغيات الجسدية وزوج واحد من الكروموسومات الجنسية المتطابقة ، أو ما يسمى بالكروموسومات X ، بينما لدى الذكور نفس الأزواج الثلاثة من الجسيمات الذاتية واثنين من الكروموسومات الجنسية المختلفة - Xو ص(الشكل 59). أثناء تكوين الأمشاج أثناء الانقسام الاختزالي ، ستشكل الإناث نوعًا واحدًا من الأمشاج: 3 جسميات + Xكروموسوم الجنس. في الذكور ، سيتم تكوين نوعين من الأمشاج بنفس المقدار: 3 جسميات + Xكروموسوم جنسي أو 3 جسميات + صكروموسوم الجنس.
أرز. 59- نظام الفصل بين الجنسين
إذا اندمج حيوان منوي به كروموسوم X مع بويضة أثناء الإخصاب ، فإن الأنثى سوف تتطور من البيضة الملقحة ، وإذا كان مع كروموسوم Y ، فإن الذكر. وبالتالي ، يتم تحديد جنس الفرد المستقبلي أثناء الإخصاب ويعتمد على مجموعة الكروموسومات الجنسية التي سيتم تشكيلها في تلك اللحظة.
نظرًا لأن إناث ذبابة الفاكهة قادرة على إنتاج نوع واحد فقط من الأمشاج (مع Xكروموسوم الجنس) ، يطلق عليهم الجنس مثلي الجنس. تنتج ذكور ذبابة الفاكهة نوعين من الأمشاج (ذات Xأو صالكروموسومات الجنسية) وتسمى الجنس غير المتجانسة. في العديد من الثدييات (بما في ذلك البشر) والديدان والقشريات والعديد من البرمائيات والأسماك ومعظم الحشرات ، يكون الجنس الأنثوي أيضًا متماثلًا ( XX) ، في حين أن الذكر غير متجانس ( س ص). لدى النساء 22 زوجًا من الجسيمات الذاتية في كل خلية واثنين Xالكروموسومات الجنسية ، وفي الرجال نفس 22 زوجًا من الجسيمات الذاتية ، وكذلك Xو صالكروموسومات الجنسية. ومع ذلك ، في العديد من الأنواع ، يبدو تحديد جنس الكروموسومات مختلفًا. الطيور والزواحف وبعض الأسماك لها ذكور متجانسة ( XX) ، في حين أن الإناث غير متجانسات ( س ص). في بعض الحشرات (النحل ، الجنادب) تكون الإناث متجانسة ( XX) ، في حين أن الذكور لديهم كروموسوم جنسي واحد فقط في مجموعة الكروموسوم ( XO).
وراثة الصفات المرتبطة بالجنس.هناك العديد من الجينات المختلفة على الكروموسومات الجنسية ، ولا تحدد جميعها العلامات المرتبطة بالجنس. إذا كانت الجينات المسؤولة عن إحدى السمات موجودة في الجينات الذاتية ، فإن الوراثة تحدث بغض النظر عن من هو حامل الجين - الأب أو الأم. بعد كل شيء ، الجسيمات الذاتية هي نفسها عند الذكور والإناث. يسمى موقع الجين على الكروموسوم الجنسي ارتباط الجينات بالجنس، والجين نفسه مرتبط بالجنس.
على سبيل المثال ، عند البشر ، يقع الجين السائد في الكروموسوم X ( ح) ، والذي يحدد التخثر الطبيعي للدم. البديل المتنحي لهذا الجين ح) يؤدي إلى انخفاض في تخثر الدم يسمى الهيموفيليا. لا يحتوي الكروموسوم Y على زوج أليلي لهذا الجين ، وتظهر السمة (عدم التخثر) عند الرجال على الرغم من أن الجين حالصفة الوراثية النادرة.
وبنفس الطريقة ، فإن عمى الألوان موروث - عدم القدرة على التمييز بين اللونين الأحمر والأخضر.
جسميات. الكروموسومات الجنسية. الجنس المتماثل وغير المتجانسة. ربط الجين بالجنس
قم بعمل عملي.
حل مشاكل وراثة الصفات المرتبطة بالجنس
1 . انقل إلى دفتر الملاحظات خوارزمية حل المشكلة الجينية الموضحة أدناه. اقرأ شروط مشكلة وراثة السمات المرتبطة بالجنس وسد الثغرات في الخوارزمية.
في البشر ، يكون الجين المسبب للهيموفيليا متنحيًا ويقع على الكروموسوم X ، بينما ينتج المهق عن جين متنحي صبغي جسدي متنحي. الآباء والأمهات ، طبيعيين في هذه الخصائص ، لديهم ابن مصاب بالمهق والهيموفيليا. ما هو احتمال أن يظهر ابنهما التالي هاتين السمتين الشاذتين؟ ما هو احتمال إنجاب بنات سليمات؟
خوارزمية لحل مشكلة وراثة الصفات المرتبطة بالجنس
1. اكتب موضوع الدراسة وتسمية الجينات.
2. وفقًا لظروف المشكلة ، فإن التركيب الوراثي للابن هو aaX b Y. لذلك ، وفقًا للسمات الأولى ، يجب أن يكون الوالدان متغاير الزيجوت ، لأن الابن يتلقى كروموسوم X الخاص به من الأم ، مما يعني أنها كذلك متغاير الزيجوت للسمة الثانية. دعونا نكتب مخطط العبور (الزواج) ونشكل شبكة بونيت.
3. اكتب الإجابة. احتمالية ظهور علامات الألبينو والهيموفيليا (النمط الجيني ________) في الابن التالي ______ ؛ احتمالية إنجاب بنات سليمات (التركيب الوراثي) _________.
2. يحل مشاكل وراثة السمات المرتبطة بالجنس.
1. في البشر ، يعتمد غياب الغدد العرقية على جين متنحي مرتبط بالجنس. في الأسرة ، يعاني الأب والابن من هذا الشذوذ ، والأم بصحة جيدة. 1) ما هو احتمال أن يرث الابن الصفة المذكورة أعلاه من أبيه؟ 2) ما هو احتمال ولادة بنت بدون غدد عرقية في هذه العائلة (٪)؟
2. في القطط ، الجينات الحمراء والسوداء أليلية وتقع على كروموسوم X. تنتقل بشكل مستقل ، وبالتالي فإن الزيجوت المتغايرة لها لون متنوع (ثلاثي الألوان). 1) كم عدد الأنماط الظاهرية المختلفة التي يمكن الحصول عليها عن طريق تهجين قطة ثلاثية الشعر مع قطة سوداء؟ 2) ما هو احتمال ظهور قطة ثلاثية الألوان (٪)؟
أسئلة
1. كم عدد الكروموسومات الجنسية في الخلايا الجسدية البشرية؟ القطط. جمل؟
2. كم عدد الكروموسومات الجنسية الموجودة في البويضة؟ في الحيوانات المنوية؟
3. ما الذي يحدد جنس الطفل عند الإنسان: من كروموسومات البويضة أم صبغيات الحيوانات المنوية؟
4. كم عدد الجسيمات الذاتية التي تمتلكها ذبابة الفاكهة ؛ في شخص؟
5. ما هي العلامات التي تسمى مرتبطة بالجنس؟
§ 32. أنماط التباين: تغيرات التعديل. معدل التفاعل
1. ما يسمى الوراثة؟
2. ما هو التباين؟
واحدة من خصائص الكائنات الحية هي تقلب. إذا تم الحصول على العديد من شجيرات الكشمش من شجيرة واحدة بوسائل نباتية (على سبيل المثال ، نشر السيقان عن طريق القطع) ، فسيكون النمط الجيني لجميع الشجيرات الجديدة هو نفسه بشكل طبيعي. ومع ذلك ، يمكن أن تختلف الأنماط الظاهرية لهذه الشجيرات اختلافًا كبيرًا عن بعضها البعض - من حيث حجم وعدد الفروع والأوراق والمحصول وما إلى ذلك. هذه الاختلافات في عدد من الصفات في النباتات التي لها نفس التركيب الوراثي ترجع إلى حقيقة أن يعتمد مظهر عمل الجينات الفردية والنمط الجيني الكامل للكائن الحي على الظروف البيئية. على سبيل المثال ، تبين أن إضاءة إحدى هذه الشجيرات أكبر من إضاءة أخرى. إما أن تكون التربة الموجودة تحت إحداها مخصبة بشكل أفضل ، أو أن إحدى الشجيرات تتلقى المزيد من الرطوبة ، وما إلى ذلك. تسمى هذه التغييرات في الجسم التي لا تؤثر على جيناتها وبالتالي لا تنتقل من جيل إلى جيل. التعديلات، وهذا التباين تعديل.
أرز. 60. تعديل التغير
في أغلب الأحيان ، تخضع الخصائص الكمية للتغييرات: الطول والوزن والخصوبة وما إلى ذلك (الشكل 60).
بالنسبة للعلامات والخصائص المختلفة للكائنات الحية ، فإن الاعتماد الأكبر أو الأقل على الظروف البيئية هو سمة مميزة. على سبيل المثال ، في البشر ، يتم تحديد لون القزحية وفصيلة الدم عن طريق الجينات فقط ، ولا يمكن أن تؤثر الظروف المعيشية على هذه العلامات بأي شكل من الأشكال. لكن الطول والوزن والقوة البدنية والقدرة على التحمل تعتمد بشكل كبير على الظروف الخارجية ، على سبيل المثال ، على كمية ونوعية التغذية ، والنشاط البدني ، وما إلى ذلك. تسمى حدود تغير التعديل لأي سمة معدل التفاعل. أحيانًا ما يكون تباين سمة ما كبيرًا جدًا ، لكنه لا يمكن أبدًا تجاوز حدود معيار التفاعل. على سبيل المثال ، يمكن لأي شخص الركض لمسافة 100 متر في 11 ثانية ، 10 ثوانٍ ، 9 ثوانٍ ، لكن لا يمكنه الركض في 5 ثوانٍ مطلقًا. في بعض الصفات ، يكون معدل التفاعل واسعًا جدًا (على سبيل المثال ، قص الصوف من الأغنام ، ووزن الثيران ، وحليب الأبقار) ، بينما تتميز الصفات الأخرى بمعدل تفاعل ضيق (على سبيل المثال ، لون المعطف في الأرانب).
يتبع ما قيل نتيجة مهمة للغاية. ليست السمة نفسها موروثة ، ولكن القدرة على إظهار هذه السمة في ظل ظروف معينة ، أو يمكننا القول أن معيار رد فعل الكائن الحي للظروف الخارجية موروث.
لذلك ، يمكننا سرد الخصائص الرئيسية التالية لتغير التعديل.
1. لا تنتقل تغييرات التعديل من جيل إلى جيل.
2. تتجلى تغييرات التعديل في العديد من الأفراد من النوع وتعتمد على تأثير الظروف البيئية عليهم.
3. تغييرات التعديل ممكنة فقط ضمن حدود معيار التفاعل ، أي أنه يتم تحديدها في النهاية بواسطة النمط الجيني.
تقلب. التعديلات. تقلب التعديل. معدل التفاعل
أكمل المعمل.
الكشف عن تنوع الكائنات الحية
الهدف من العمل: التعرف على مظاهر التغير المتغير في الكائنات الحية.
تقدم
1. النظر في الأشياء المعروضة عليك.
2. استكشف مظهر(النمط الظاهري) لكل كائن (لاحظ الاختلافات في الحجم والشكل واللون وما إلى ذلك).
3. أدخل النتائج في الجدول.
4. رسم استنتاج.
أسئلة
1. ما هي أنواع التباين المتأصلة في الكائنات الحية؟
2. ما التباين يسمى التعديل؟ أعط أمثلة.
3. ما هي علامات الكائن الحي التي تخضع للتعديل ، والتي لا تخضع للتغيير؟
4. ما هو معدل التفاعل؟
5. ما هي الأسباب الرئيسية لتعديل تقلبية الكائنات الحية؟
6. ما هي الخصائص الرئيسية لتعديل التغير؟
مهام
فكر في الكائن الحي الذي يتكيف بشكل أفضل مع ظروف الوجود - بمعدل تفاعل واسع أو ضيق. ادعم افتراضك بأمثلة محددة.
§ 33. أنماط التباين: التغير الطفري
1. هل التعديلات موروثة؟
2. ما هو التركيب الجيني والنمط الظاهري؟
التباين الطفري.لذلك ، لا يتم توريث تغييرات التعديل. السبب الرئيسي لظهور ميزات وخصائص جديدة في الكائنات الحية هو مظهر من مظاهر الطفرات - التباين الطفري. الطفرات- هذه تغييرات في التركيب الوراثي تحدث تحت تأثير عوامل البيئة الخارجية أو الداخلية (الشكل 61).
الطفرات.تم اقتراح مصطلح "طفرة" لأول مرة في عام 1901 من قبل العالم الهولندي هوغو دي فريس ، الذي وصف الطفرات العفوية في النباتات. الطفرات نادرة ولكنها تؤدي إلى قفزات مفاجئة في السمات التي تنتقل من جيل إلى جيل.
يمكن أن تؤثر الطفرات على التركيب الوراثي بدرجات متفاوتة ، وبالتالي تنقسم إلى جينات وكروموسومات وجينومية.
وراثي، أو طفرة نقطةتحدث بشكل متكرر. تنشأ عندما يتم استبدال واحد أو أكثر من النيوكليوتيدات داخل جين بآخر. نتيجة لذلك ، تحدث تغيرات في نشاط الجين ، حيث يتم تصنيع البروتين مع تغير تسلسل الأحماض الأمينية ، وبالتالي ، مع تغيير الخصائص ، ونتيجة لذلك ، سيتم تغيير أو فقدان بعض سمات الكائن الحي. على سبيل المثال ، بسبب الطفرات الجينية ، يمكن للبكتيريا أن تكتسب مقاومة للمضادات الحيوية أو الأدوية الأخرى ، وتغير شكل الجسم ، ولون المستعمرات ، وما إلى ذلك.
أرز. 61. الطفرات في ذبابة الفاكهة ذبابة الفاكهة
الطفرات الصبغيةتسمى التغييرات الكبيرة في بنية الكروموسومات التي تؤثر على عدة جينات. على سبيل المثال ، قد يكون هناك ما يسمى ب خسارةعندما تنكسر نهاية الكروموسوم وتفقد بعض الجينات. تؤدي هذه الطفرة الصبغية في الكروموسوم الحادي والعشرين في البشر إلى الإصابة بسرطان الدم الحاد - اللوكيميا ، مما يؤدي إلى الوفاة. في بعض الأحيان يتم "قطع" الجزء الأوسط من الكروموسوم وتدميره. تسمى هذه الطفرة الصبغية حذف. يمكن أن تكون عواقب الحذف مختلفة: من الموت أو الإصابة بمرض وراثي خطير (في حالة فقد هذا الجزء من الكروموسوم الذي يحتوي على جينات مهمة) إلى عدم وجود أي اضطرابات (في حالة فقد هذا الجزء من الحمض النووي الذي لا يوجد فيه الجينات التي تحدد خصائص الكائن الحي).
نوع آخر من طفرات الكروموسومات هو مضاعفة بعض أجزائه. في هذه الحالة ، ستحدث بعض الجينات عدة مرات في الكروموسوم. على سبيل المثال ، في ذبابة الفاكهة ، تم العثور على جين متكرر ثمانية أضعاف في أحد الكروموسومات. هذا النوع من الطفرات الازدواجية- أقل خطورة على الجسم من الضياع أو الحذف.
في انقلاباتينكسر الكروموسوم في مكانين ، والجزء الناتج ، بعد الدوران 180 درجة ، يتم بناؤه مرة أخرى في مكان الكسر. على سبيل المثال ، يحتوي جزء من الكروموسوم الجينات A-B-C-D-E-F. كانت هناك فجوات بين B و C و D و F ، وتم قلب جزء من IOP ودمجها في الفجوة. نتيجة لذلك ، فإن منطقة الكروموسوم سيكون لها هيكل A-B-D-D-C-E-F. أخيرًا ، من الممكن نقل جزء من كروموسوم إلى آخر ، غير متماثل معه.
في طفرة جينيةيتغير عدد الكروموسومات. في أغلب الأحيان ، تحدث مثل هذه الطفرات ، أثناء تكوين الأمشاج في الانقسام الاختزالي ، إذا تباعدت كروموسومات الزوج وسقط كلاهما في مشيج واحد ، وفي الأمشاج الأخرى ، لن يكون كروموسوم واحدًا كافيًا. غالبًا ما يؤدي وجود كروموسوم إضافي وغيابه إلى تغييرات سلبية في النمط الظاهري. على سبيل المثال ، عندما لا تنفصل الكروموسومات ، يمكن للمرأة تكوين بيض يحتوي على اثنين من الكروموسومات 21. إذا تم تخصيب هذه البويضة ، فسيولد طفل متلازمة داون. هؤلاء الأطفال لديهم مظهر مميز للغاية ، وأمراض الأعضاء الداخلية ، واضطرابات عقلية شديدة. لسوء الحظ ، يولد الأطفال المصابون بمتلازمة داون كثيرًا.
حالة خاصة من الطفرات الجينومية تعدد الصبغيات، أي زيادة متعددة في عدد الكروموسومات في الخلايا نتيجة لانتهاك اختلافها في الانقسام أو الانقسام الاختزالي. تحتوي الخلايا الجسدية لهذه الكائنات على 3 ن, 4ن, 8نإلخ ، الكروموسومات ، اعتمادًا على عدد الكروموسومات الموجودة في الأمشاج التي شكلت هذا الكائن الحي. تعدد الصبغيات شائع في البكتيريا والنباتات ، ولكنه نادر جدًا في الحيوانات. أنواع كثيرة من النباتات المزروعة متعدد الصيغ الصبغيات(الشكل 62). إذن ، ثلاثة أرباع جميع الحبوب التي يزرعها الإنسان متعددة الصيغ الصبغية. إذا كانت مجموعة الكروموسومات أحادية العدد ( ن) بالنسبة للقمح هو 7 ، فإن الصنف الرئيسي الذي يتم تربيته في ظروفنا هو قمح طري- يحتوي على 42 كروموسوم ، أي 6 ن. البنجر المزروع ، الحنطة السوداء ، إلخ هي عديدات الصبغيات ، وكقاعدة عامة ، زادت النباتات متعددة الصبغيات من قابليتها للحياة ، والحجم ، والخصوبة ، وما إلى ذلك. في الوقت الحاضر ، تم تطوير طرق خاصة للحصول على polyploids. على سبيل المثال ، يمكن للسم النباتي من زعفران الخريف - الكولشيسين - تدمير مغزل الانقسام أثناء تكوين الأمشاج ، مما يؤدي إلى احتواء الأمشاج على 2 نالكروموسومات. مع اندماج هذه الأمشاج في البيضة الملقحة سيكون 4 نالكروموسومات.
العدد الهائل من الطفرات غير مواتية أو حتى قاتلة للكائن الحي ، لأنها تدمر الجسم ، الذي تم تنظيمه على مدى ملايين السنين. الانتقاء الطبيعيالنمط الجيني الكامل.
أسباب الطفرات.جميع الكائنات الحية لديها القدرة على التحور. كل طفرة محددة لها سبب ما ، على الرغم من أننا في معظم الحالات لا نعرفها. ومع ذلك ، يمكن زيادة العدد الإجمالي للطفرات بشكل كبير باستخدام طرق مختلفةتأثير على الجسم. تسمى العوامل التي تسبب الطفرات مطفر.
أرز. 62. مظهر تعدد الصبغيات في العنب
أولاً ، للإشعاع المؤين أقوى تأثير مطفر. يزيد الإشعاع من عدد الطفرات مئات المرات.
ثانيًا ، تسبب الطفرات مواد مطفرة، التي تعمل ، على سبيل المثال ، على الحمض النووي ، وتكسر سلسلة النيوكليوتيدات. هناك مواد تعمل على جزيئات أخرى ، ولكنها تسبب أيضًا طفرات. سبق ذكره أعلاه الكولشيسين، مما يؤدي إلى أحد أنواع الطفرات - تعدد الصبغيات.
ثالثًا ، تؤدي التأثيرات الفيزيائية المختلفة أيضًا إلى حدوث طفرات ، على سبيل المثال ، زيادة في درجة الحرارة المحيطة.
مما قيل ، يتضح مدى أهمية أننا في الحياة محاطون بأقل عدد ممكن من العوامل التي تسبب الطفرات. ومن غير المعقول على الإطلاق تدمير أطفالك في المستقبل باستخدام المطفرات القوية. على سبيل المثال ، مدمنو المخدرات ، لفقدان الإحساس بالواقع على المدى القصير ، يأخذون المواد التي تسبب ضررًا لا يمكن إصلاحه للعديد من خلايا الجسم ، بما في ذلك تلك الخلايا الجرثومية الأولية ، والتي يجب أن تتطور منها البويضات أو الحيوانات المنوية.
وبالتالي ، فإن التباين الطفري له الخصائص الرئيسية التالية.
1. تحدث التغيرات الطفرية فجأة ، ونتيجة لذلك ، يمتلك الجسم خصائص جديدة.
2. يتم توريث الطفرات وتنتقل من جيل إلى جيل.
3. الطفرات ليست اتجاهية ، أي أنه من المستحيل التنبؤ على وجه اليقين بأي جين معين يتحور تحت تأثير عامل الطفرات.
4. يمكن أن تكون الطفرات مفيدة أو ضارة للكائن الحي ، سائدة أو متنحية.
الطفرات الجينية والكروموسومية والجينومية. خسارة. حذف. الازدواجية. انعكاس. متلازمة داون. تعدد الصبغيات. كولشيسين. المواد المطفرة
أسئلة
1. ما هي الاختلافات الرئيسية بين التعديلات والطفرات؟
2. ما أنواع الطفرات التي تعرفها؟
3. ما الذي يمكن أن يزيد بشكل مصطنع من عدد الطفرات؟
4. ما هي الطفرات الأكثر شيوعًا - مفيدة أم ضارة؟
مهام
ضع في اعتبارك ما قد يكون قيمة عمليةالبحث في أسباب الطفرات. ناقش هذه المشكلة في الفصل.
التهجين الأحادي الهجين هو تهجين يتميز بالاختلاف بين الأشكال الأبوية عن بعضها البعض وفقًا للزوج الموجود من الصفات البديلة المتناقضة. العلامة هي أي سمة من سمات الكائن الحي ، أي خاصية أو صفة يمكن من خلالها التمييز بين الأفراد. في النباتات ، تكون هذه الخاصية ، على سبيل المثال ، شكل كورولا (غير متماثل أو متماثل) ، ولونها (أبيض أو أرجواني) ، إلخ. وتشمل الخصائص أيضًا معدل النضج (النضج المتأخر أو النضج المبكر) ، أيضًا كمقاومة أو قابلية للإصابة بأمراض معينة.
جميع الخصائص في المجموع ، بدءًا من الخصائص الخارجية وانتهاءً بسمات معينة في عمل أو بنية الخلايا والأعضاء والأنسجة ، تسمى النمط الظاهري. يمكن أيضًا استخدام هذا المفهوم فيما يتعلق بإحدى العلامات البديلة المتاحة.
يتم تنفيذ مظاهر الخصائص والسمات تحت سيطرة العوامل الوراثية الموجودة - بمعنى آخر ، الجينات. معا ، تشكل الجينات النمط الجيني.
يتم تمثيل عبور أحادي الهجين وفقًا لمندل بعبور البازلاء. في الوقت نفسه ، هناك خصائص بديلة مميزة إلى حد ما مثل اللون الأبيض والأخضر والأصفر للفاصوليا غير الناضجة ، وسطح البذور المتجعد والناعم ، وغيرها.
أثناء إجراء معبر أحادي الهجين ، اكتشف عالم النبات النمساوي ج. لذلك تم تربية أول واحد حول توحيد عينات الجيل الأول. بالإضافة إلى ذلك ، وجد العالم أنه في الجيل الأول ، كانت جميع العينات متجانسة في جميع الميزات السبع التي درسها.
وبالتالي ، يشير التهجين أحادي الهجين للأفراد من الجيل الأول إلى وجود ميزات بديلة لأحد الوالدين فقط ، بينما يبدو أن خصائص الوالد الآخر تختفي. دعا G.Mendel غلبة الخصائص المهيمنة ، والعلامات نفسها - المهيمنة. دعا العالم الصفات التي لا تبدو متنحية.
من خلال إجراء معبر أحادي الهجين ، أخضع G.Mendel الهجينة المزروعة من الجيل الأول للتلقيح الذاتي. زرع العالم البذور التي تشكلت فيها مرة أخرى. نتيجة لذلك ، حصل على الجيل الثاني (F2) الهجينة. في العينات التي تم الحصول عليها ، لوحظ التقسيم وفقًا للسمات البديلة بنسبة تقريبية 3: 1. بعبارة أخرى ، كان ثلاثة أرباع أفراد الجيل الثاني هم المسيطرون وربعهم كانوا متنحيين. نتيجة لهذه التجارب ، خلص G.Mendel إلى أن السمة المتنحية في العينات قد تم قمعها ، لكنها لم تختف ، تظهر في الجيل الثاني. يسمى هذا التعميم "قانون الانقسام" (قانون مندل الثاني).
أجرى العالم مزيدًا من التهجين أحادي الهجين من أجل تحديد كيفية حدوث الميراث في الأجيال الثالثة والرابعة والقادمة. نما عينات باستخدام التلقيح الذاتي. نتيجة للتجارب ، وجد أن النباتات التي تكون سماتها متنحية (الزهور البيضاء ، على سبيل المثال) ، في الأجيال اللاحقة تتكاثر فقط مع هذه الخصائص (المتنحية).
تصرفت نباتات الجيل الثاني بشكل مختلف نوعًا ما ، وقد وصف G.Mendel خصائصها بأنها مهيمنة (أصحاب الزهور الأرجوانية على سبيل المثال). من بين هذه العينات ، حدد العالم ، الذي قام بتحليل النسل ، مجموعتين لهما اختلافات خارجية مطلقة لكل منهما صفة معينة.
بالنسبة للأفراد الذين يختلفون في خاصيتين ، فإن المهام ، بحكم تعريفها ، بسيطة نسبيًا ، ويتم تطبيق قوانين مندل في حلهم.
