Koliko često se monohibridno ukrštanje dešava u prirodi? Monohibridno ukrštanje. Da li se modifikacije nasljeđuju?

Jedna od karakteristika Mendelove metode bila je da je za eksperimente koristio čiste linije, odnosno biljke u čijem potomstvu prilikom samooprašivanja nije bilo raznolikosti u proučavanom svojstvu. (U svakoj od čistih linija sačuvan je homogeni skup gena). Druga važna karakteristika hibridološke metode je da je G. Mendel uočio nasljeđivanje alternativnih (međusobno isključivih, kontrastnih) osobina. Na primjer, biljke su niske i visoke; cvjetovi su bijeli i ljubičasti; oblik sjemena je gladak i naboran itd. Jednako važna karakteristika metode je tačno kvantitativno obračunavanje svakog para alternativnih osobina u nizu generacija. Matematička obrada eksperimentalnih podataka omogućila je G. Mendelu da uspostavi kvantitativne obrasce u prijenosu proučavanih karakteristika. Veoma je značajno što je G. Mendel u svojim eksperimentima išao analitičkim putem: posmatrao je nasleđivanje različitih osobina ne odmah u agregatu, već samo jedan par alternativnih osobina.

Hibridološka metoda je u osnovi moderne genetike.

Ujednačenost prve generacije. pravilo dominacije. G. Mendel je proveo eksperimente sa graškom - samooprašujućom biljkom. Za eksperiment je odabrao dvije biljke koje se razlikuju po jednoj osobini: sjemenke jedne sorte graška bile su žute, a druge zelene. Budući da grašak ima tendenciju samooprašivanja, ne postoji varijabilnost u boji sjemena unutar sorte. S obzirom na ovo svojstvo, G. Mendel je umjetno oprašio ovu biljku ukrštanjem sorti koje se razlikuju po boji sjemena. Bez obzira kojoj klasi pripadali matične biljke, ispostavilo se da je hibridno sjeme prve generacije (Fi) samo žuto. Shodno tome, kod hibrida se pojavljuje samo jedna osobina, a čini se da nestaje osobina drugog roditelja. G. Mendel je takvu prevagu osobine jednog od roditelja nazvao dominacijom, a odgovarajuće osobine su dominantne. Osobine koje se nisu javljale kod hibrida prve generacije nazvao je recesivnim.U ogledima sa graškom, osobina žute boje sjemena je dominirala nad zelenom bojom. Tako je G. Mendel otkrio ujednačenost boje kod hibrida prve generacije, tj. sva hibridna semena su imala istu boju. U eksperimentima u kojima su se sorte ukrštanja razlikovale po drugim osobinama, dobijeni su isti rezultati: ujednačenost prve generacije i dominacija jednog svojstva nad drugom.

Segregacija osobina kod hibrida druge generacije. Od hibridnog sjemena graška G. Mendel je uzgajao biljke koje su samooprašivanjem dale sjemenke druge generacije. Među njima nije bilo samo žutih sjemenki, već i zelenih. Ukupno je u drugoj generaciji dobio 6022 žute i 2001 zelene sjemenke, tj. 3/4 hibrida je bilo žuto, a 1/4 zeleno. Slijedom toga, ispostavilo se da je omjer broja potomaka druge generacije s dominantnim svojstvom prema broju potomaka s recesivnim svojstvom blizu 3:1. . On je ovu pojavu nazvao cijepanjem karakteristika. G. Mendela nije bilo neugodno što su omjeri potomaka koje je on zapravo otkrio neznatno odstupali od omjera 3:1. Dalje, proučavajući statističku prirodu zakona nasljeđivanja, uvjerit ćemo se u ispravnost Mendela.

Slične rezultate u drugoj generaciji dali su brojni eksperimenti na genetskoj analizi drugih parova osobina. Na osnovu dobijenih rezultata G. Mendel je formulisao prvi zakon - zakon cepanja. U potomstvu dobijenom ukrštanjem hibrida prve generacije, uočen je fenomen cijepanja: četvrtina jedinki iz hibrida druge generacije ima recesivnu osobinu, tri četvrtine ima dominantnu.

Analiziranje krsta. Sa potpunom dominacijom među individuama s dominantnim osobinama, nemoguće je razlikovati homozigote od heterozigota, a to često postaje neophodno (na primjer, da se utvrdi da li je određena jedinka čistokrvna ili hibridna). U tu svrhu se provodi analizno ukrštanje, u kojem se proučavana jedinka s dominantnim osobinama ukršta s recesivno homozigotnom. Ako se potomstvo iz takvog ukrštanja pokaže homogenim, onda je jedinka homozigotna (njegov genotip je AA). Ako u potomstvu ima 50% jedinki sa dominantnim osobinama, a 50% sa recesivnim, onda je jedinka heterozigotna.

Intermedijarna priroda nasljeđivanja. Ponekad Fi hibridi nemaju potpunu dominaciju, njihovi karakteri su srednji (Aa). Ovaj obrazac nasljeđivanja naziva se posredna ili nepotpuna dominacija.

Pravilo o čistoći gameta, koje je uspostavio Mendel, po prvi put je pokazalo svojstvo diskretnosti gena, nekompatibilnost alela međusobno i drugih gena. Mendel je po prvi put pokazao da nasljedni faktori u gametama prve generacije hibrida ostaju potpuno isti kao i kod roditelja. Ne miješaju se, ne prolaze kroz promjene nakon što su zajedno u hibridnom organizmu.

PITANJE 2. CILJ.

TICKET#20

PITANJE 1.

Dihibridno ukrštanje. Nakon što je ustanovio obrasce nasljeđivanja jedne osobine (monohibridno ukrštanje), Mendel je počeo proučavati nasljeđivanje osobina za koje su odgovorna dva para alelnih gena. Ukrštanje u kojem učestvuju dva para. alela nazivamo dihibridnim ukrštanjem. Mendel je izvršio dihibridno ukrštanje, u kojem su se homozigotni roditelji međusobno razlikovali na dva načina: boju sjemena (žuta i zelena) i oblik sjemena (glatka i naborana). Pojava jedinki sa glatkim žutim sjemenkama ukazuje na dominaciju ovih osobina i ispoljavanje pravila uniformnosti kod Fi hibrida. Tokom formiranja gameta kod Fi jedinki moguće su četiri kombinacije dva para alela. Aleli jednog gena uvijek završe u različitim gametama. Divergencija jednog para gena ne utiče na divergenciju gena drugog para.

Ako se u mejozi hromozom sa genom A preselio na jedan pol, onda na isti pol, tj. u istoj gameti može doći i hromozom sa genom B i genom b. Stoga, sa istom vjerovatnoćom, gen A može biti u istoj gameti sa genom B i genom B. Oba događaja su podjednako verovatna. Dakle, koliko će biti AB gameta, isti broj AB gameta. Isto razmišljanje vrijedi i za gen a, tj. broj gameta ab je uvijek jednak broju gameta ab. Kao rezultat nezavisne distribucije hromozoma u mejozi, hibrid formira četiri tipa gameta: AB, AB, AB i AB u jednakim količinama. Ovu pojavu je ustanovio G. Mendel i nazvao ju je zakonom nezavisnog cijepanja, ili Mendelovim drugim zakonom. Formulisan je na sledeći način: cepanje za svaki par gena se odvija nezavisno od drugih parova gena.

Punnettova rešetka. Nezavisno cijepanje se može predstaviti kao tabela. Ime genetičara koji je prvi predložio ovu tablicu zove se Punnettova rešetka. Kako se u dihibridnom ukrštanju tokom nezavisnog nasljeđivanja formiraju četiri tipa gameta, broj tipova zigota nastalih slučajnim spajanjem ovih gameta je 4x4, tj. 16. Tačno toliko ćelija u Punnettovoj rešetki. Zbog dominacije A nad a i B nad b, različiti genotipovi imaju isti fenotip. Dakle, broj fenotipova je samo četiri. Na primjer, u 9 ćelija Punnettove mreže od 16 mogućih kombinacija nalaze se kombinacije koje imaju isti fenotip - žute glatke sjemenke. Genotipovi koji određuju ovaj fenotip su: 1AABB: 2AAB: 2AaBB: 4AaB,

Broj različitih genotipova formiranih tokom dihibridnog ukrštanja je 9. Broj fenotipova u Fa sa potpunom dominacijom je 4. Dakle, dihibridno ukrštanje su dva nezavisno tekuća monohibridna ukrštanja, čiji rezultati izgleda da se preklapaju. Za razliku od prvog zakona, koji uvijek važi, drugi zakon se odnosi samo na slučajeve nezavisnog nasljeđivanja, kada se proučavani geni nalaze u različitim parovima homolognih hromozoma.

Trenutna stranica: 8 (ukupno knjiga ima 16 stranica) [dostupan izvod iz čitanja: 11 stranica]

Font:

100% +

§ 30. Dihibridno ukrštanje. Zakon nezavisnog nasljeđivanja osobina

1. Mogu li se dva organizma iste vrste razlikovati samo po jednom svojstvu?

Svi organizmi iste vrste obično se razlikuju jedni od drugih na mnogo načina.

Ako se dvije individue razlikuju jedna od druge na dva načina, tada se ukrštanje između njih naziva dihibrid, ako tri - trihibrid itd. Ukrštanje jedinki koje se razlikuju na mnogo načina naziva se polihibrid.

Ustanovivši obrasce nasljeđivanja jedne osobine, G. Mendel je proučavao prirodu cijepanja pri ukrštanju dvije čiste linije graška koje se razlikuju po dvije osobine: boji sjemena (žuto ili zeleno) i obliku sjemena (glatko ili naborano). Kod takvog ukrštanja osobine su određene različitim parovima gena: jedan alel je odgovoran za boju sjemena, drugi za oblik. Žuta boja graška ( A) dominira zelenim (a), a glatkim oblikom ( IN) preko naborana ( b).

U prvoj generaciji (F 1) sve jedinke, kako i treba po pravilu ujednačenosti hibrida prve generacije, imale su žuti glatki grašak. Kako bi shvatio kako će se sve moguće vrste gameta kombinirati pri ukrštanju dva hibrida prve generacije, takozvani američki genetičar Pennett predložio je tzv. Punnettova rešetka, koji vam omogućava da vizualizirate sve vrste kombinacija gena u gametama i rezultate njihove fuzije. Pošto dihibridno ukrštanje proizvodi 4 vrste gameta: AB, Ab, aB I ab, tada je broj tipova zigota koji mogu nastati slučajnom fuzijom ovih gameta 4 × 4, tj. 16. Toliko je ćelija u Punnettovoj rešetki (slika 58). Slika pokazuje da ovim ukrštanjem nastaje sljedećih 9 tipova genotipova: AABB, AABb, AaBB, AaBb, AAbb, Aabb, aaBB, aaBb I aabb, pošto ima ponavljanja u 16 kombinacija. Ovih 9 genotipova se pojavljuju kao 4 fenotipa: žuti glatki, žuti naborani, zeleni glatki i zeleno naborani. Brojčani omjer ovih fenotipskih varijanti je sljedeći:

9g:3gm:3g:1gm.

Međutim, ako se rezultati koje je dobio G. Mendel razmatraju zasebno za svaku od karakteristika (boju i oblik), tada će se za svaku od njih zadržati omjer od 3:1, karakterističan za monohibridno ukrštanje. Otuda je G. Mendel zaključio da se tokom dihibridnog ukrštanja geni i osobine za koje su ti geni odgovorni kombinuju i nasljeđuju nezavisno jedan od drugog. Ovaj zaključak se zove zakon nezavisnog nasljeđivanja osobina, što vrijedi za one slučajeve kada geni razmatranih osobina leže na različitim hromozomima.

Rice. 58. Šema nasljeđivanja osobina kod dihibridnog ukrštanja

Dihibridno ukrštanje. Polihibridno ukrštanje. Pennet rešetka. Zakon nezavisnog nasljeđivanja osobina

Rješavanje problema za dihibridno ukrštanje

1 . Prenesite (precrtajte) u svesku algoritam za rješavanje genetskog problema predstavljenog u nastavku. Analizirajte shemu nasljeđivanja osobina prikazanu u udžbeniku za dihibridna ukrštanja i popunite praznine u algoritmu.

Algoritam za rješavanje problema dihibridnog ukrštanja

2. Odredite genotipove roditelja, tipove gameta i zapišite obrazac ukrštanja.

3. Sastavite Punnettovu rešetku F 2:.

2. Na osnovu analize rezultata odgovorite na pitanja.

1) Koliko vrsta gameta formira matična biljka sa žutim glatkim sjemenkama; sa zelenim naboranim sjemenkama?

2) Kolika je vjerovatnoća pojave F 1 biljaka sa žutim sjemenkama kao rezultat prvog ukrštanja; sa zelenim sjemenkama

3) Kolika je vjerovatnoća pojave F 1 biljaka sa žutim glatkim sjemenom kao rezultat ukrštanja; sa žutim naboranim; zelena glatka; naborano zeleno?

4) Koliko različitih genotipova može biti među hibridima prve generacije?

5) Koliko različitih fenotipova može biti među hibridima prve generacije?

6) Koliko vrsta gameta formira F1 biljka sa žutim glatkim sjemenkama?

7) Kolika je verovatnoća pojave F 2 biljaka sa žutim semenom kao rezultat samooprašivanja; sa zelenim sjemenkama

8) Kolika je vjerovatnoća pojave F 2 biljaka sa žutim glatkim sjemenom kao rezultat ukrštanja; sa žutim naboranim; sa zelenom glatkom; sa zelenim naboranim?

9) Koliko različitih genotipova može biti među hibridima druge generacije?

10) Koliko različitih fenotipova može biti među hibridima druge generacije?

3. Riješite probleme dihibridnog ukrštanja.

1. Kod ljudi dešnjak dominira nad levorukom, a smeđa boja očiju dominira plavom. U brak stupaju smeđooki dešnjak, čija je majka bila plavooka ljevičarka, i plavooka dešnjaka, čiji je otac bio ljevak. 1) Koliko različitih fenotipova njihova djeca mogu imati? 2) Koliko različitih genotipova može biti među njihovom djecom? 3) Kolika je vjerovatnoća da će ovaj par imati ljevoruko dijete (izraženo u %)?

2. Crna boja dlake i viseće uho kod pasa dominiraju nad smeđom bojom i uspravnim uhom. Čistokrvni crni psi sa klapavim ušima ukrštani su sa psima koji su imali smeđu boju dlake i uspravne uši. Hibridi su se ukrštali jedni s drugima. 1) Koji udio F 2 štenaca bi trebao biti fenotipski sličan F 1 hibridu? 2) Koji dio F 2 hibrida bi trebao biti potpuno homozigotan? 3) Koliki bi udio F 2 štenaca trebao biti sa genotipom sličnim genotipu F 1 hibrida?

3. Crna boja kod mačaka dominira nad smeđom, a kratka dlaka - nad dugom. Ukrštene čistokrvne perzijske mačke (crne dugodlake) sa sijamskim (smeđe kratkodlake). Dobijeni hibridi su ukršteni jedni s drugima. Kolika je vjerovatnoća da dobijete u F 2: a) čistokrvno sijamsko mače; b) mače fenotipski slično perzijskom; c) dugodlako smeđe mače (izrazito u dijelovima)?

Pitanja

1. Šta mislite, da li se monohibridno ukrštanje često sreće u prirodi?

2. Koliko tipova gameta nastaje kod hibrida prve generacije prilikom dihibridnog ukrštanja?

§ 31. Genetika pola. naslijeđe vezano za spol

1. Navedite primjere biseksualnih životinja.

2. Koji se hromozomi nazivaju polni?

Ogromnu većinu životinja predstavljaju jedinke dvije vrste - mužjak i ženka, a podjela prema spolu događa se u omjeru 1: 1. Takvo cijepanje u potomstvu se uočava u slučajevima kada su heterozigoti ( Ah) i homozigot ( aa) roditeljske osobe.

G. Mendel je sugerirao da je jedan od polova heterozigotan, a drugi homozigotan za gen koji određuje spol organizma.

Ova pretpostavka je potvrđena početkom 20. veka, kada su T. Morgan i njegove kolege uspeli da utvrde da se muškarci i žene razlikuju po setu hromozoma. Svi hromozomi, osim jednog para, kod muškaraca i ženski organizmi su isti i zovu se autozomi. Ali u jednom paru hromozoma muškarci i žene se razlikuju. Ovi hromozomi se nazivaju genitalija. Na primjer, ženka Drosophila u svakoj ćeliji ima tri para autosoma i jedan par identičnih polnih hromozoma, takozvanih X hromozoma, dok mužjaci imaju ista tri para autosoma i dva različita polna hromozoma - X I Y(Sl. 59). Tokom formiranja gameta tokom mejoze, ženke će formirati jednu vrstu gameta: 3 autosoma + X polni hromozom. Kod muškaraca će se formirati dvije vrste gameta u istoj količini: 3 autosoma + X polni hromozom ili 3 autosoma + Y polni hromozom.

Rice. 59. Šema spolne segregacije

Ako se tokom oplodnje spermatozoid sa X hromozomom spoji sa jajetom, iz zigota će se razviti ženka, a ako je sa Y hromozomom onda mužjak. Dakle, pol buduće jedinke se određuje tokom oplodnje i zavisi od toga koji će se set polnih hromozoma formirati u tom trenutku.

Budući da ženke Drosophile mogu proizvesti samo jednu vrstu gameta (s X polni hromozom), nazivaju se homogametski seks. Mužjaci drozofile proizvode dvije vrste gameta (s X ili Y polni hromozomi) i oni se nazivaju heterogametni seks. Kod mnogih sisara (uključujući ljude), crva, rakova, mnogih vodozemaca, riba i većine insekata, ženski spol je također homogametičan ( XX), dok je mužjak heterogametan ( XY). Žene imaju 22 para autosoma u svakoj ćeliji i dva X polnih hromozoma, a kod muškaraca istih 22 para autosoma, kao i X I Y polni hromozomi. Međutim, kod mnogih vrsta kromosomsko određivanje spola izgleda drugačije. Ptice, gmizavci i neke ribe imaju homogametne mužjake ( XX), dok su ženke heterogametne ( XY). Kod nekih insekata (pčele, skakavci) ženke su homogametne ( XX), dok muškarci imaju samo jedan polni hromozom u hromozomskom setu ( XO).

Nasljeđivanje spolno vezanih osobina. Postoji mnogo različitih gena na polnim hromozomima i ne određuju svi znakove koji su povezani sa seksom. Ako se geni odgovorni za neku osobinu nalaze na autosomima, tada dolazi do nasljeđivanja bez obzira na to ko je nosilac gena - otac ili majka. Na kraju krajeva, autozomi su isti kod muškaraca i žena. Lokacija gena na spolnom hromozomu naziva se vezu gena sa seksom, a sam gen je vezan za spol.

Na primjer, kod ljudi dominantni gen se nalazi na X hromozomu ( H), koji određuje normalno zgrušavanje krvi. recesivna varijanta ovog gena h) dovodi do smanjenja zgrušavanja krvi, što se naziva hemofilija. Y hromozom nema alelni par za ovaj gen, a osobina (nezgrušavanje) se pojavljuje kod muškaraca iako gen h recesivan.

Na isti način se nasljeđuje daltonizam – nemogućnost razlikovanja crvene i zelene boje.

Autosome. polni hromozomi. Homogametni i heterogametni pol. Povezivanje gena sa seksom

Radite praktičan rad.

Rješavanje problema o nasljeđivanju spolno vezanih osobina

1 . Prenesite u bilježnicu algoritam za rješavanje genetskog problema predstavljenog u nastavku. Pročitajte uslove zadatka za nasljeđivanje spolno vezanih osobina i popunite praznine u algoritmu.

Kod ljudi je gen koji uzrokuje hemofiliju recesivan i nalazi se na X hromozomu, dok je albinizam uzrokovan autosomno recesivnim genom. Roditelji, normalni po ovim karakteristikama, imali su sina albina i hemofiličara. Koja je vjerovatnoća da će njihov sljedeći sin pokazati ove dvije abnormalne osobine? Kolika je vjerovatnoća da ćete imati zdrave kćeri?

Algoritam za rješavanje problema nasljeđivanja spolno vezanih osobina

1. Zapišite predmet proučavanja i oznaku gena.

2. Prema stanju zadatka, genotip sina je aaX b Y. Dakle, prema prvoj osobini roditelji moraju biti heterozigoti, jer sin dobija svoj X hromozom od majke, što znači da je ona heterozigot za drugu osobinu. Zapišimo shemu križanja (brak) i napravimo Punnettovu rešetku.

3. Zapišite odgovor. Verovatnoća ispoljavanja znakova albino i hemofilije (genotip ________) kod sledećeg sina ______; vjerovatnoća rađanja zdravih kćeri (genotip) _________.

2. Riješite probleme o nasljeđivanju osobina povezanih sa spolom.

1. Kod ljudi, odsustvo znojnih žlezda zavisi od recesivnog gena vezanog za pol. U porodici otac i sin imaju ovu anomaliju, a majka je zdrava. 1) Kolika je vjerovatnoća da će sin naslijediti gornju osobinu od oca? 2) Kolika je vjerovatnoća da će se u ovoj porodici roditi ćerka bez znojnih žlezda (u %)?

2. Kod mačaka, crveni i crni geni su alelni i nalaze se na X hromozomu. Prenose se nezavisno, pa stoga heterozigoti imaju šarenu (trobojnu) boju. 1) Koliko se različitih fenotipova može dobiti ukrštanjem trodlake mačke s crnom mačkom? 2) Kolika je vjerovatnoća da se pojavi trobojna mačka (u %)?

Pitanja

1. Koliko polnih hromozoma ima u ljudskim somatskim ćelijama; mačke; kamila?

2. Koliko polnih hromozoma se nalazi u jajetu; u spermi?

3. Šta određuje spol djeteta kod ljudi: od hromozoma jajeta ili hromozoma sperme?

4. Koliko autosoma ima Drosophila; u osobi?

5. Koji znakovi se nazivaju spolno vezani?

§ 32. Obrasci varijabilnosti: varijabilnost modifikacije. brzina reakcije

1. Šta se naziva naslijeđe?

2. Šta je varijabilnost?

Jedno od svojstava živih organizama je njihovo varijabilnost. Ako se vegetativnim putem (na primjer, razmnožavanjem stabljika reznicama) dobije nekoliko grmova ribizle iz jednog grma, onda će, naravno, genotip svih novih grmova biti isti. Međutim, fenotipovi ovih grmova mogu se međusobno uvelike razlikovati - po veličini i broju grana, listova, prinosu itd. Ove razlike u nizu svojstava kod biljaka istog genotipa proizlaze iz činjenice da Ispoljavanje delovanja pojedinih gena i celokupnog genotipa organizma zavisi od uslova sredine. Na primjer, ispostavilo se da je osvjetljenje za jedan od ovih grmova veće nego za druge. Ili je tlo ispod jednog od njih bolje oplođeno, ili jedan od grmova dobija više vlage, itd. Takve promjene u tijelu koje ne utječu na njegove gene i stoga se ne prenose s generacije na generaciju nazivaju se modifikacije, i ovu varijabilnost modifikacija.

Rice. 60. Promjenjivost modifikacije

Najčešće su kvantitativne karakteristike podložne modifikacijama: visina, težina, plodnost itd. (Sl. 60).

Za različite znakove i svojstva organizama karakteristična je veća ili manja ovisnost o uvjetima okoline. Na primjer, kod ljudi boju šarenice i krvnu grupu određuju samo geni, a životni uvjeti ni na koji način ne mogu utjecati na ove znakove. Ali visina, težina, fizička snaga i izdržljivost u velikoj mjeri ovise o vanjskim uvjetima, na primjer, o količini i kvaliteti hrane, fizička aktivnost i dr. Granice varijabilnosti modifikacije bilo koje osobine nazivaju se brzina reakcije. Promjenjivost neke osobine je ponekad vrlo velika, ali nikada ne može preći granice norme reakcije. Na primjer, osoba može trčati 100 m za 11 s, 10 s, 9 s, ali nikada ne može trčati za 5 s. Kod nekih osobina brzina reakcije je vrlo široka (na primjer, šišanje vune s ovaca, težina bikova, mliječnost krava), dok druge osobine karakterizira uska brzina reakcije (na primjer, boja dlake kod kunića).

Iz rečenog proizilazi veoma važan zaključak. Nije naslijeđena sama osobina, već sposobnost ispoljavanja ove osobine pod određenim uslovima, ili možemo reći da se nasljeđuje norma reakcije organizma na vanjske uslove.

Dakle, možemo navesti sljedeće glavne karakteristike varijabilnosti modifikacije.

1. Promjene modifikacija se ne prenose s generacije na generaciju.

2. Modifikacione promene se manifestuju kod mnogih jedinki neke vrste i zavise od uticaja uslova sredine na njih.

3. Promjene modifikacije su moguće samo u granicama reakcione norme, odnosno one su u konačnici određene genotipom.

Varijabilnost. Modifikacije. varijabilnost modifikacije. brzina reakcije

Završite laboratoriju.

Otkrivanje varijabilnosti organizama

Cilj rada: identificirati manifestacije modifikacijske varijabilnosti u organizmima.

Napredak

1. Razmotrite predmete koji vam se nude.

2. Istražite izgled(fenotip) svakog objekta (zabilježite razlike u veličini, obliku, boji, itd.).

3. Unesite rezultate u tabelu.

4. Izvucite zaključak.

Pitanja

1. Koje vrste varijabilnosti su svojstvene organizmima?

2. Koja se varijabilnost naziva modifikacija? Navedite primjere.

3. Koji znakovi organizma su podložni modifikacijama, a koji ne?

4. Kolika je brzina reakcije?

5. Koji su glavni razlozi modifikacijske varijabilnosti organizama?

6. Koje su glavne karakteristike varijabilnosti modifikacije?

Zadaci

Razmislite koji je organizam bolje prilagođen uvjetima postojanja - sa širokom ili uskom stopom reakcije. Potkrijepite svoju pretpostavku konkretnim primjerima.

§ 33. Obrasci varijabilnosti: mutaciona varijabilnost

1. Da li se modifikacije nasljeđuju?

2. Šta je genotip i fenotip?

mutaciona varijabilnost. Dakle, promjene modifikacije se ne nasljeđuju. Glavni razlog za pojavu novih osobina i svojstava u živim organizmima je manifestacija mutacija - mutaciona varijabilnost. Mutacije- to su promene u genotipu koje nastaju pod uticajem faktora spoljašnje ili unutrašnje sredine (Sl. 61).

Mutacije. Termin "mutacija" je prvi put predložio 1901. godine holandski naučnik Hugo de Vries, koji je opisao spontane mutacije u biljkama. Mutacije su rijetke, ali dovode do naglih skokova u osobinama koje se prenose s generacije na generaciju.

Mutacije mogu utjecati na genotip u različitom stupnju, pa se stoga dijele na genske, hromozomske i genomske.

Genetski, ili tačka, mutacija javljaju najčešće. Oni nastaju kada se jedan ili više nukleotida unutar jednog gena zamijeni drugim. Kao rezultat toga, dolazi do promjena u aktivnosti gena, protein se sintetiše sa izmijenjenom sekvencom aminokiselina i, posljedično, sa izmijenjenim svojstvima, a kao rezultat toga će se promijeniti ili izgubiti neka svojstva organizma. Na primjer, zbog mutacije gena, bakterije mogu steći otpornost na antibiotike ili druge lijekove, promijeniti oblik tijela, boju kolonija itd.

Rice. 61. Mutacije u voćnoj mušici Drosophila

Hromozomske mutacije nazivaju se značajne promjene u strukturi hromozoma koje utiču na nekoliko gena. Na primjer, može postojati tzv gubitak kada se kraj hromozoma odvoji i neki od gena se izgube. Takva hromozomska mutacija u 21. hromozomu kod ljudi dovodi do razvoja akutne leukemije - leukemije, što dovodi do smrti. Ponekad je srednji dio hromozoma "izrezan" i uništen. Ova hromozomska mutacija se zove brisanje. Posljedice delecije mogu biti različite: od smrti ili teške nasljedne bolesti (ako se izgubi onaj dio hromozoma koji je sadržavao važne gene) do odsustva bilo kakvih poremećaja (ako se izgubi onaj dio DNK u kojem nema geni koji određuju svojstva organizma).

Druga vrsta hromozomske mutacije je udvostručenje nekih njenih delova. U ovom slučaju, neki od gena će se pojaviti nekoliko puta u hromozomu. Na primjer, kod Drosophile, u jednom od hromozoma pronađen je osmostruko ponavljajući gen. Ova vrsta mutacije je umnožavanje- manje opasno za organizam od gubitka ili brisanja.

At inverzije hromozom se lomi na dva mjesta, a nastali fragment se nakon okretanja za 180° ponovo ugrađuje u mjesto loma. Na primjer, segment hromozoma sadrži geni A-B-C-D-E-F. Postojale su praznine između B i C, D i F, fragment IOP-a se prevrnuo i ugradio u jaz. Kao rezultat toga, regija hromozoma će imati struktura A-B-D-D-C-E-F. Konačno, moguće je prenijeti dio jednog hromozoma u drugi, koji mu nije homologan.

At genomska mutacija mijenja se broj hromozoma. Najčešće se takve mutacije javljaju ako se tijekom formiranja gameta u mejozi hromozomi jednog para raziđu i oba padaju u jednu gametu, a u drugoj gameti jedan kromosom neće biti dovoljan. I prisustvo dodatnog hromozoma i njegovo odsustvo najčešće dovode do štetnih promjena u fenotipu. Na primjer, kada se hromozomi ne razdvoje, žene mogu formirati jajašca koja sadrže dva 21. hromozoma. Ako je takvo jaje oplođeno, tada će se roditi dijete down sindrom. Ova djeca imaju vrlo karakterističan izgled, patologiju unutrašnjih organa i teške psihičke smetnje. Nažalost, djeca sa Downovim sindromom se rađaju prilično često.

Poseban slučaj genomskih mutacija je poliploidija Višestruko povećanje broja kromosoma u stanicama kao rezultat kršenja njihove divergencije u mitozi ili mejozi. Somatske ćelije takvih organizama sadrže 3 n, 4n, 8n itd. hromozoma, u zavisnosti od toga koliko je hromozoma bilo u gametama koje su formirale ovaj organizam. Poliploidija je česta kod bakterija i biljaka, ali vrlo rijetka kod životinja. Mnoge vrste gajenih biljaka poliploidi(Sl. 62). Dakle, tri četvrtine svih žitarica koje čovjek uzgaja su poliploidne. Ako je haploidni skup hromozoma ( n) za pšenicu je 7, tada je glavna sorta koja se uzgaja u našim uslovima meka pšenica- ima 42 hromozoma, odnosno 6 n. Poliploidi su kultivisana repa, heljda itd. Poliploidne biljke po pravilu imaju povećanu vitalnost, veličinu, plodnost itd. Trenutno su razvijene posebne metode za dobijanje poliploida. Na primjer, biljni otrov iz jesenjeg krokusa - kolhicin - može uništiti vreteno diobe tokom formiranja gameta, što rezultira gametama koje sadrže 2 n hromozoma. Sa fuzijom takvih gameta u zigoti će biti 4 n hromozoma.

Ogroman broj mutacija je nepovoljan ili čak fatalan za organizam, jer uništava tijelo koje je regulirano milionima godina. prirodna selekcija kompletan genotip.

Razlozi za mutacije. Svi živi organizmi imaju sposobnost mutacije. Svaka konkretna mutacija ima neki razlog, iako ga u većini slučajeva ne znamo. Međutim, ukupan broj mutacija može se dramatično povećati upotrebom razne načine uticaj na organizam. Faktori koji uzrokuju mutacije nazivaju se mutageno.

Rice. 62. Manifestacija poliploidije u grožđu

Prvo, jonizujuće zračenje ima najjače mutageno dejstvo. Zračenje povećava broj mutacija stotinama puta.

Drugo, mutacije uzrokuju mutagene supstance, koji djeluju, na primjer, na DNK, razbijajući lanac nukleotida. Postoje tvari koje djeluju na druge molekule, ali i daju mutacije. Već gore spomenuto kolhicin, što dovodi do jedne od vrsta mutacija - poliploidije.

Treće, različiti fizički utjecaji također dovode do mutacija, na primjer, do povećanja temperature okoline.

Iz rečenog postaje jasno koliko je važno da smo u životu okruženi sa što manje faktora koji izazivaju mutacije. I apsolutno je nerazumno uništavati svoju buduću djecu upotrebom jakih mutagena. Na primjer, ovisnici o drogama, za kratkotrajni gubitak osjećaja za stvarnost, uzimaju supstance koje uzrokuju nepopravljivu štetu mnogim stanicama tijela, uključujući i one primarne zametne stanice, iz kojih bi se potom trebala razviti jajašca ili sperma.

Dakle, mutacijska varijabilnost ima sljedeće glavne karakteristike.

1. Mutacijske promjene nastaju iznenada, a kao rezultat, tijelo ima nova svojstva.

2. Mutacije se nasljeđuju i prenose s generacije na generaciju.

3. Mutacije nisu usmerene, odnosno nemoguće je sa sigurnošću predvideti koji gen mutira pod uticajem nekog mutagenog faktora.

4. Mutacije mogu biti korisne ili štetne za organizam, dominantne ili recesivne.

Genske, hromozomske i genomske mutacije. Gubitak. brisanje. umnožavanje. Inverzija. Downov sindrom. Poliploidija. Kolhicin. Mutagene supstance

Pitanja

1. Koje su glavne razlike između modifikacija i mutacija?

2. Koje vrste mutacija poznajete?

3. Šta može umjetno povećati broj mutacija?

4. Koje su mutacije češće – korisne ili štetne?

Zadaci

Razmislite šta bi moglo biti praktična vrijednost istraživanje uzroka mutacija. Razgovarajte o ovom problemu u razredu.

Monohibridno ukrštanje je ukrštanje koje karakteriše razlika između roditeljskih oblika jedan od drugog prema postojećem jednom paru alternativnih, kontrastnih osobina. Znak je svaka osobina organizma, bilo koje svojstvo ili kvaliteta po kojoj je moguće razlikovati pojedince. Kod biljaka je takvo svojstvo, na primjer, oblik vjenčića (asimetričan ili simetričan), njegova boja (bijela ili ljubičasta) itd. Karakteristike uključuju i brzinu sazrijevanja (kasno sazrevanje ili rano sazrijevanje), kao i kao otpornost ili podložnost određenim bolestima.

Sva svojstva u agregatu, počevši od vanjskih i završavajući određenim osobinama u funkcioniranju ili strukturi stanica, organa, tkiva, nazivaju se fenotipom. Ovaj koncept se također može koristiti u odnosu na jednu od dostupnih alternativnih karakteristika.

Manifestacija svojstava i osobina odvija se pod kontrolom postojećih nasljednih faktora - drugim riječima, gena. Zajedno, geni formiraju genotip.

Monohibridno ukrštanje prema Mendelu je predstavljeno ukrštanjem graška. Istovremeno, postoje prilično dobro izražena alternativna svojstva kao što su bijela i zelena i žuta boja nezrelog pasulja, naborana i glatka površina sjemena i dr.

Obavljajući monohibridno ukrštanje, G. Mendel, austrijski botaničar iz 11. vijeka, otkrio je da su u prvoj generaciji (F1) sve hibridne biljke imale ljubičaste cvjetove, dok se bijela boja nije pojavljivala. Tako je uzgojen prvi o ujednačenosti uzoraka prve generacije. Osim toga, naučnik je otkrio da su u prvoj generaciji svi uzorci bili homogeni u svih sedam karakteristika koje je proučavao.

Dakle, monohibridno ukrštanje implicira za jedinke prve generacije prisustvo alternativnih osobina samo jednog roditelja, dok svojstva drugog roditelja kao da nestaju. G. Mendel je prevlast svojstava nazvao dominacijom, a same znakove - dominantnim. Naučnik je kvalitete koji se ne čine recesivnim nazvao.

Provodeći monohibridno ukrštanje, G. Mendel je podvrgao uzgojene hibride prve generacije samooprašivanju. Naučnik je ponovo posejao seme koje se u njima formiralo. Kao rezultat toga, dobio je sljedeću, drugu generaciju (F2) hibrida. U dobijenim uzorcima uočeno je cijepanje prema alternativnim karakteristikama u približnom omjeru 3:1. Drugim riječima, tri četvrtine jedinki druge generacije bile su dominantne, a jedna četvrtina recesivne. Kao rezultat ovih eksperimenata, G. Mendel je zaključio da je recesivna osobina u uzorcima potisnuta, ali nije nestala, pojavivši se u drugoj generaciji. Ova generalizacija se naziva "Zakon cijepanja" (Mendelov drugi zakon).

Naučnik je izvršio dalje monohibridno ukrštanje kako bi utvrdio kako će se nasljeđivanje odvijati u trećoj, četvrtoj i narednoj generaciji. Uzgajao je primjerke koristeći samooprašivanje. Kao rezultat eksperimenata, ustanovljeno je da biljke čije su osobine recesivne (bijeli cvjetovi, na primjer), u narednim generacijama reproduciraju potomstvo samo s tim (recesivnim) svojstvima.

Biljke druge generacije ponašale su se nešto drugačije, čija svojstva je G. Mendel nazvao dominantnim (posjednici, na primjer, ljubičastih cvjetova). Među ovim uzorcima, naučnik je, analizirajući potomstvo, identificirao dvije grupe koje imaju apsolutne vanjske razlike za svaku određeni atribut.

Za pojedince koji se razlikuju po dvije karakteristike, zadaci su, po definiciji, relativno jednostavni i u njihovom rješavanju se primjenjuju Mendelovi zakoni.