تلاقی تک هیبریدی چند بار در طبیعت اتفاق می افتد؟ تقاطع تک هیبریدی. آیا تغییرات ارثی هستند؟
یکی از ویژگی های روش مندل این بود که او از خطوط خالص برای آزمایش استفاده می کرد، یعنی گیاهانی که در فرزندان آنها در هنگام خود گرده افشانی، تنوعی در صفت مورد مطالعه وجود نداشت. (در هر یک از خطوط خالص، مجموعه ای همگن از ژن ها حفظ شد). یکی دیگر از ویژگی های مهم روش هیبریدولوژیکی این بود که جی. مندل وراثت شخصیت های جایگزین (متقابل، متضاد) را مشاهده کرد. به عنوان مثال، گیاهان کوتاه و بلند هستند. گلها سفید و بنفش هستند. شکل دانه صاف و چروکیده و غیره است. یکی از ویژگی های به همان اندازه مهم روش، حسابداری کمی دقیق از هر جفت صفت جایگزین در یک سری از نسل ها است. پردازش ریاضی داده های تجربی به جی. مندل اجازه داد تا الگوهای کمی را در انتقال ویژگی های مورد مطالعه ایجاد کند. بسیار مهم بود که جی. مندل یک مسیر تحلیلی را در آزمایش‌های خود دنبال کرد: او وراثت صفات متنوع را نه بلافاصله در مجموع، بلکه فقط یک جفت از صفات جایگزین را مشاهده کرد.
روش هیبریدولوژیک زیربنای ژنتیک مدرن است.
یکنواختی نسل اول. قاعده سلطه. جی. مندل آزمایشاتی را با نخود، یک گیاه خود گرده افشان انجام داد. او برای آزمایش دو گیاه را انتخاب کرد که در یک ویژگی متفاوت بودند: دانه‌های یک نوع نخود زرد و دیگری سبز بود. از آنجایی که نخود فرنگی، به عنوان یک قاعده، با گرده افشانی خود تولید مثل می کند، هیچ گونه تغییری در رنگ دانه در انواع مختلف وجود ندارد. با در نظر گرفتن این خاصیت، G. Mendel به طور مصنوعی این گیاه را با تلاقی واریته هایی که از نظر رنگ دانه ها متفاوت بودند گرده افشانی کرد. فرقی نمی کند به چه طبقه ای تعلق داشته باشید گیاهان مادر، دانه های هیبریدی نسل اول (Fi) فقط زرد بودند. در نتیجه، در هیبریدها فقط یک صفت ظاهر می شود؛ به نظر می رسد که صفت والد دیگر ناپدید می شود. جی مندل چنین غلبه‌ای صفت یکی از والدین را تسلط و صفات مربوطه را غالب نامید. وی صفاتی را که در هیبریدهای نسل اول ظاهر نمی شد مغلوب نامید.در آزمایشات با نخودفرنگی، صفت رنگ دانه زرد بر رنگ سبز غالب بود. بنابراین، جی مندل یکنواختی در رنگ را در هیبریدهای نسل اول کشف کرد، i.e. همه دانه های هیبرید یک رنگ داشتند. در آزمایش‌هایی که واریته‌های تلاقی‌شده در سایر صفات متفاوت بودند، نتایج یکسانی به دست آمد: یکنواختی نسل اول و غلبه یک صفت بر صفت دیگر.
تقسیم کاراکترها در هیبریدهای نسل دوم. G. Mendel از دانه های نخود هیبرید گیاهانی را پرورش داد که از طریق خود گرده افشانی، بذرهای نسل دوم را تولید کردند. در میان آنها نه تنها دانه های زرد، بلکه دانه های سبز نیز وجود داشت. در مجموع در نسل دوم 6022 دانه زرد و 2001 دانه سبز دریافت کرد. 3/4 از هیبریدها زرد و 1/4 سبز بودند. در نتیجه، نسبت تعداد فرزندان نسل دوم با صفت غالب به تعداد فرزندان دارای صفت مغلوب نزدیک به 3:1 بود. . او این پدیده را تقسیم ویژگی ها نامید. جی. مندل خجالت نمی کشید که نسبت فرزندانی که او واقعاً کشف کرد از نسبت 3:1 کمی منحرف شد. علاوه بر این، با مطالعه ماهیت آماری الگوهای وراثت، متقاعد خواهیم شد که مندل درست می گوید.
آزمایش‌های متعدد بر روی آنالیز ژنتیکی سایر جفت‌ها نتایج مشابهی را در نسل دوم نشان داد. بر اساس نتایج به دست آمده، جی. مندل قانون اول - قانون شکاف را فرموله کرد. در فرزندان حاصل از تلاقی هیبریدهای نسل اول، پدیده شکافتن مشاهده می شود: یک چهارم افراد از هیبریدهای نسل دوم دارای یک صفت مغلوب، سه چهارم دارای یک ویژگی غالب هستند.
تجزیه و تحلیل عبور.با تسلط کامل در میان افراد با ویژگی های غالب، تشخیص هموزیگوت ها از هتروزیگوت ها غیرممکن است و این اغلب ضروری می شود (مثلاً برای تعیین اینکه آیا یک فرد معین اصیل است یا دورگه). برای این منظور، یک تلاقی تحلیلی انجام می شود که در آن فرد مورد مطالعه با ویژگی های غالب با یک هموزیگوت مغلوب تلاقی داده می شود. اگر فرزندان حاصل از چنین تلاقی همگن باشند، آنگاه فرد هموزیگوت است (ژنوتیپ آن AA است). اگر فرزندان دارای 50 درصد افراد با صفات غالب و 50 درصد با صفات مغلوب باشند، آنگاه فرد هتروزیگوت است.
ماهیت متوسط وراثت. گاهی اوقات هیبریدهای Fi تسلط کامل نشان نمی دهند، ویژگی های آنها متوسط است (Aa). به این نوع ارث، سلطه متوسط یا ناقص می گویند.
قاعده خلوص گامت که توسط مندل ایجاد شد، اولین کسی بود که خاصیت گسستگی ژن، اختلاط ناپذیری آلل ها را با یکدیگر و با ژن های دیگر نشان داد. مندل اولین کسی بود که نشان داد عوامل ارثی در گامت های یک هیبرید نسل اول دقیقاً مانند والدین باقی می ماند. آنها پس از قرار گرفتن در یک ارگانیسم دورگه با هم مخلوط نمی شوند و تغییری نمی کنند.
سوال 2. وظیفه.
بلیط شماره 20
سوال 1.
تقاطع دو هیبریدیمندل با ایجاد الگوهای وراثت یک صفت (تقاطع تک هیبریدی)، شروع به مطالعه وراثت صفاتی کرد که دو جفت ژن آللی مسئول آن هستند. صلیب شامل دو جفت. آلل ها را تلاقی دو هیبریدی می نامند. مندل یک تلاقی دو هیبریدی انجام داد که در آن والدین هموزیگوت در دو ویژگی با یکدیگر متفاوت بودند: رنگ دانه (زرد و سبز) و شکل دانه (صاف و چروکیده). ظهور افراد با دانه های صاف زرد نشان دهنده غلبه این شخصیت ها و تجلی قاعده یکنواختی در هیبریدهای فی است. در طی تشکیل گامت در افراد Fi، چهار ترکیب از دو جفت آلل امکان پذیر است. آلل های یک ژن همیشه به گامت های مختلف ختم می شوند. واگرایی یک جفت ژن تاثیری بر واگرایی ژن های جفت دیگر ندارد.
اگر در میوز کروموزوم با ژن A به یک قطب منتقل شود، سپس به همان قطب، یعنی. همان گامت می تواند حاوی یک کروموزوم با ژن B و ژن B باشد. بنابراین، با احتمال مساوی، ژن A می تواند در یک گامت هم با ژن B و هم ژن B ظاهر شود. هر دو رویداد به یک اندازه محتمل هستند. بنابراین، هر چقدر گامت AB وجود داشته باشد، به همان تعداد گامت AB وجود خواهد داشت. همین استدلال برای ژن a معتبر است. تعداد گامت های aB همیشه برابر با تعداد گامت های ab است. در نتیجه توزیع مستقل کروموزوم ها در میوز، هیبرید چهار نوع گامت را تشکیل می دهد: AB، AB، aB و ab در مقادیر مساوی. این پدیده توسط جی مندل پایه گذاری شد و قانون شکافتن مستقل یا قانون دوم مندل نام گرفت. این فرمول بندی به صورت زیر است: تقسیم برای هر جفت ژن مستقل از جفت های دیگر ژن اتفاق می افتد.
شبکه Punnett. تقسیم مستقل می تواند به عنوان یک جدول به تصویر کشیده شود. پس از ژنتیکی که اولین بار این جدول را پیشنهاد کرد، آن را شبکه Punnett می نامند. از آنجایی که در یک تلاقی دو هیبریدی با وراثت مستقل، چهار نوع گامت تشکیل می‌شود، تعداد انواع زیگوت‌هایی که از همجوشی تصادفی این گامت‌ها تشکیل می‌شوند 4×4 است، یعنی. 16. دقیقاً تعداد زیادی سلول در شبکه Punnett. به دلیل غلبه A بر a و B بر b، ژنوتیپ های مختلف دارای فنوتیپ یکسان هستند. بنابراین، تعداد فنوتیپ ها تنها چهار است. به عنوان مثال، در 9 سلول شبکه Punnett از 16 ترکیب ممکن، ترکیباتی وجود دارد که دارای فنوتیپ یکسان هستند - دانه های صاف زرد. ژنوتیپ هایی که این فنوتیپ را تعیین می کنند عبارتند از: 1AAVV: 2AABB: 2AaVV: 4AaBB،
تعداد ژنوتیپ‌های مختلف تشکیل‌شده در طول تلاقی دو هیبریدی 9 است. تعداد فنوتیپ‌ها در فا با غالبیت کامل 4 عدد است. برخلاف قانون اول که همیشه معتبر است، قانون دوم فقط در مورد موارد توارث مستقل اعمال می شود، زمانی که ژن های مورد مطالعه در جفت های مختلف کروموزوم همولوگ قرار دارند.
صفحه فعلی: 8 (کتاب در مجموع 16 صفحه دارد) [بخش خواندنی موجود: 11 صفحه]
فونت:
100% +
§ 30. تقاطع دو هیبریدی. قانون توارث مستقل خصوصیات
1. آیا دو موجود از یک گونه می توانند تنها در یک ویژگی متفاوت باشند؟
همه موجودات یک گونه معمولاً از بسیاری جهات با یکدیگر متفاوت هستند.
اگر دو فرد در دو ویژگی با یکدیگر تفاوت داشته باشند، تلاقی بین آنها نامیده می شود دو هیبرید، اگر سه - سه هیبریدیعبور از افراد که در بسیاری از ویژگی ها با هم متفاوت هستند نامیده می شود چند هیبریدی.
مندل با ایجاد الگوهای وراثت یک صفت، ماهیت شکافتن را هنگام عبور از دو خط خالص نخود، که در دو ویژگی متفاوت بود، مورد مطالعه قرار داد: رنگ دانه ها (زرد یا سبز) و شکل دانه ها (صاف یا صاف). چروکیده). در چنین تلاقی، صفات توسط جفت های مختلف ژن مشخص می شود: یک آلل مسئول رنگ دانه ها، دیگری برای شکل است. رنگ زرد نخود فرنگی ( آ) بر رنگ سبز (a) و فرم صاف ( که در) بیش از حد چروکیده ( ب).
در نسل اول (F 1) همه افراد، همانطور که باید طبق قانون یکنواختی هیبریدهای نسل اول باشد، نخود زرد صاف داشتند. به منظور درک چگونگی ترکیب همه انواع گامت های ممکن هنگام تلاقی دو هیبرید نسل اول، ژنتیک آمریکایی پونت به اصطلاح پیشنهاد کرد. شبکه Punnett، که به شما امکان می دهد انواع ترکیبات ژن را در گامت ها و نتایج حاصل از همجوشی آنها را تجسم کنید. از آنجایی که تلاقی دو هیبریدی 4 نوع گامت تولید می کند: AB، Ab، aBو abسپس تعداد انواع زیگوت‌هایی که می‌توانند از همجوشی تصادفی این گامت‌ها به وجود بیایند 4 × 4، یعنی 16 است. این تعداد سلول‌های شبکه Punnett است (شکل 58). شکل نشان می دهد که با این تلاقی 9 نوع ژنوتیپ زیر ایجاد می شود: AABB، AABb، AaBB، AaBb، AAbb، Aabb، aaBB، aaBbو aabb، از آنجایی که تکرارها در 16 ترکیب وجود دارد. این 9 ژنوتیپ به صورت 4 فنوتیپ ظاهر می شوند: صاف زرد، زرد چروکیده، صاف سبز و چروکیده سبز. نسبت عددی این گونه های فنوتیپی به شرح زیر است:
9zh:3zhm:3zg:1zm.
اگر نتایج به دست آمده توسط G. Mendel برای هر یک از مشخصه ها (رنگ و شکل) به طور جداگانه در نظر گرفته شود، در این صورت برای هر یک از آنها نسبت 3:1 مشخصه تلاقی تک هیبریدی حفظ خواهد شد. از این رو، جی. مندل به این نتیجه رسید که در طول تلاقی دو هیبریدی، ژن ها و صفاتی که این ژن ها مسئول آن هستند، مستقل از یکدیگر ترکیب شده و به ارث می رسند. این نتیجه گیری نامیده می شود قانون توارث مستقل خصوصیات، که برای مواردی معتبر است که ژن های صفات مورد بررسی روی کروموزوم های مختلف قرار دارند.
برنج. 58. الگوی وراثت شخصیت ها در تلاقی دو هیبریدی
تقاطع دو هیبریدی تقاطع پلی هیبریدی. شبکه Punnett. قانون توارث مستقل خصوصیات
حل مشکلات تقاطع دی هیبریدی
1 . الگوریتم حل مسئله ژنتیکی که در زیر ارائه شده است را به دفترچه یادداشت خود انتقال دهید. الگوی وراثت صفات را در هنگام تلاقی دو هیبریدی که در کتاب درسی ارائه شده است، تجزیه و تحلیل کنید و شکاف های موجود در الگوریتم را پر کنید.
الگوریتم حل مسئله تقاطع دو هیبریدی
2. ژنوتیپ والدین، انواع گامت ها را تعیین کنید و طرح تلاقی را یادداشت کنید.
3. بیایید یک شبکه Punnett F 2: ایجاد کنیم.
2. بر اساس تجزیه و تحلیل نتایج به دست آمده به سوالات پاسخ دهید.
1) چند نوع گامت توسط گیاه مادر با دانه های صاف زرد تشکیل می شود. با دانه های چروکیده سبز؟
2) احتمال ظهور گیاهان F 1 با دانه های زرد در نتیجه اولین تلاقی چقدر است. با دانه های سبز؟
3) احتمال ظهور گیاهان F 1 با دانه های صاف زرد در اثر تلاقی چقدر است. با چروک های زرد؛ سبز صاف؛ سبز چروک شده؟
4) در بین هیبریدهای نسل اول چند ژنوتیپ مختلف می تواند وجود داشته باشد؟
5) در بین هیبریدهای نسل اول چند فنوتیپ مختلف می تواند وجود داشته باشد؟
6) گیاه F 1 با دانه های صاف زرد چند نوع گامت تشکیل می دهد؟
7) احتمال ظهور گیاهان F 2 با دانه های زرد در نتیجه خود گرده افشانی چقدر است؟ با دانه های سبز؟
8) احتمال ظهور گیاهان F 2 با دانه های صاف زرد در اثر تلاقی چقدر است. با چروک های زرد؛ با صاف سبز؛ با چروک های سبز؟
9) در بین هیبریدهای نسل دوم چند ژنوتیپ مختلف می تواند وجود داشته باشد؟
10) در بین هیبریدهای نسل دوم چند فنوتیپ مختلف می تواند وجود داشته باشد؟
3. حل مشکلات تقاطع دی هیبریدی.
1. در انسان، راست دستی بر چپ دستی و رنگ چشم قهوه ای بر آبی غالب است. یک مرد راست دست و چشم قهوه ای که مادرش یک چپ دست چشم آبی بود و یک زن راست دست و چشم آبی که پدرش چپ دست بود ازدواج کردند. 1) فرزندانشان چند فنوتیپ مختلف می توانند داشته باشند؟ 2) چند ژنوتیپ مختلف در بین فرزندان آنها می تواند وجود داشته باشد؟ 3) احتمال اینکه این زوج صاحب فرزند چپ دست شوند چقدر است؟
2. رنگ کت سیاه و گوش فلاپی در سگ ها بر رنگ قهوه ای و گوش راست غالب است. سگ‌های اصیل سیاه‌رنگ با گوش‌های فلاپی با سگ‌هایی با رنگ پوشش قهوه‌ای و گوش‌های ایستاده تلاقی کردند. هیبریدها با یکدیگر تلاقی کردند. 1) چه نسبتی از توله سگ های F 2 باید از نظر فنوتیپی مشابه هیبرید F 1 باشد؟ 2) کدام قسمت از هیبریدهای F 2 باید کاملا هموزیگوت باشد؟ 3) چه نسبتی از توله سگ های F 2 باید ژنوتیپ مشابه هیبریدهای F 1 داشته باشند؟
3. رنگ سیاه در گربه ها بر حنایی و موهای کوتاه بر موهای بلند غالب است. گربه های ایرانی اصیل (مو بلند سیاه) با سیامی (مو کوتاه حنایی) تلاقی کردند. هیبریدهای حاصل با یکدیگر تلاقی کردند. احتمال دریافت در F 2 چقدر است: الف) یک بچه گربه سیامی اصیل. ب) یک بچه گربه از نظر فنوتیپی شبیه به یک بچه گربه. ج) بچه گربه حنایی مو بلند (در قسمتی بیان می شود)؟
سوالات
1. به نظر شما تلاقی های تک هیبریدی اغلب در طبیعت رخ می دهد؟
2- چند نوع گامت در هیبریدهای نسل اول در هنگام تلاقی دو هیبریدی تشکیل می شود؟
§ 31. ژنتیک جنسی. ارث مرتبط با جنسیت
1. نمونه هایی از حیوانات دوجنسه بیاورید.
2. به کدام کروموزوم ها کروموزوم جنسی می گویند؟
اکثریت قریب به اتفاق حیوانات توسط افراد دو گونه - نر و ماده - نشان داده می شوند و تقسیم جنسیت در نسبت 1:1 رخ می دهد. چنین شکافتگی در فرزندان در مواردی مشاهده می شود که هتروزیگوت ( آهان) و هموزیگوت ( آه) افراد والدین.
G. Mendel پیشنهاد کرد که یکی از جنس ها هتروزیگوت است و دومی برای ژنی که جنسیت ارگانیسم را تعیین می کند هموزیگوت است.
این فرض در آغاز قرن بیستم تأیید شد، زمانی که تی مورگان و همکارانش توانستند ثابت کنند که نرها و ماده ها در مجموعه کروموزوم ها متفاوت هستند. همه کروموزوم ها، به جز یک جفت، در مردان و موجودات زنیکسان هستند و نامیده می شوند اتوزوم ها. اما در یک جفت کروموزوم، نر و ماده متفاوت است. این کروموزوم ها نامیده می شوند جنسی. به عنوان مثال، مگس سرکه ماده در هر سلول دارای سه جفت اتوزوم و یک جفت کروموزوم جنسی یکسان، به اصطلاح کروموزوم X، و مردان دارای سه جفت اتوزوم و دو کروموزوم جنسی متفاوت هستند. ایکسو Y(شکل 59). هنگامی که گامت ها در طول میوز تشکیل می شوند، ماده ها یک نوع گامت تولید می کنند: 3 اتوزوم + ایکسکروموزوم جنسی در نرها دو نوع گامت به مقدار مساوی تشکیل می شود: 3 اتوزوم + ایکسکروموزوم جنسی یا 3 اتوزوم + Yکروموزوم جنسی
برنج. 59. طرح تفکیک جنسیتی
اگر در حین لقاح، یک اسپرم با کروموزوم X با یک تخمک ادغام شود، یک ماده از زیگوت رشد می کند و اگر دارای کروموزوم Y باشد، یک مرد. بنابراین، جنسیت فرد آینده در طول لقاح تعیین می شود و بستگی به این دارد که کدام مجموعه از کروموزوم های جنسی در این لحظه تشکیل می شود.
از آنجایی که مگس سرکه ماده تنها قادر به تولید یک نوع گامت (با ایکسکروموزوم جنسی)، نامیده می شوند جنس همگامتیک. مگس های میوه نر دو نوع گامت تولید می کنند (با ایکسیا Yکروموزوم های جنسی) و به آنها می گویند جنسیت هتروگامتیک. در بسیاری از پستانداران (از جمله انسان)، کرم ها، سخت پوستان، بسیاری از دوزیستان، ماهی ها و بیشتر حشرات، جنس ماده نیز همگامی است. XX) و مرد هتروگامتیک است ( XY). در زنان، هر سلول دارای 22 جفت اتوزوم و دو جفت است ایکسکروموزوم های جنسی، و در مردان همان 22 جفت اتوزوم، و همچنین ایکسو Yکروموزوم های جنسی با این حال، در بسیاری از گونه ها، تعیین جنسیت کروموزومی متفاوت به نظر می رسد. در پرندگان، خزندگان و برخی از ماهی ها، نرها همگام هستند ( XX) و ماده ها هتروگامی هستند ( XY). در برخی از حشرات (زنبورها، ملخ ها)، ماده ها همگام هستند. XX، و مردان فقط یک کروموزوم جنسی در مجموعه کروموزوم خود دارند ( XO).
به ارث بردن صفات مرتبط با جنسیتژن های مختلفی روی کروموزوم های جنسی قرار دارند و همه آنها صفات مربوط به جنسیت را تعیین نمی کنند. اگر ژن‌های مسئول یک صفت خاص روی اتوزوم‌ها قرار داشته باشند، بدون در نظر گرفتن اینکه چه کسی حامل ژن است - پدر یا مادر، وراثت اتفاق می‌افتد. به هر حال، اتوزوم ها در مردان و زنان یکسان است. محل یک ژن در کروموزوم جنسی نامیده می شود پیوند ژن-جنسو خود ژن وابسته به جنس است.
به عنوان مثال، در انسان، یک ژن غالب بر روی کروموزوم X قرار دارد. ن) که لخته شدن خون طبیعی را تعیین می کند. یک نوع مغلوب این ژن ( ساعت) منجر به کاهش لخته شدن خون می شود که به آن هموفیلی می گویند. کروموزوم Y یک جفت آللی برای این ژن ندارد و خصیصه (عدم لخته شدن خون) در مردان ظاهر می شود حتی اگر ژن ساعتمغلوب
به همین ترتیب، کور رنگی به ارث می رسد - ناتوانی در تشخیص رنگ قرمز و سبز.
اتوزوم ها کروموزوم های جنسی جنسیت همگام و هتروگامتیک. پیوند ژن-جنس
کار عملی انجام دهید.
حل مشکلات مربوط به وراثت صفات مرتبط با جنسیت
1 . الگوریتم حل مسئله ژنتیکی که در زیر ارائه شده است را در دفترچه یادداشت خود کپی کنید. شرایط مسئله را در مورد وراثت صفات مرتبط با جنسیت بخوانید و شکاف های الگوریتم را پر کنید.
در انسان، ژن عامل هموفیلی مغلوب است و در کروموزوم X قرار دارد، در حالی که آلبینیسم توسط یک ژن اتوزومال مغلوب ایجاد می شود. والدین عادی با توجه به این خصوصیات یک پسر آلبینو و هموفیلی به دنیا آوردند. احتمال اینکه پسر بعدی آنها این دو ویژگی غیرعادی را نشان دهد چقدر است؟ احتمال داشتن دختران سالم چقدر است؟
الگوریتم حل مشکل وراثت صفات وابسته به جنس
1. موضوع مطالعه و تعیین ژن ها را بنویسید.
2. با توجه به شرایط مشکل، ژنوتیپ پسر aaX b Y است. بنابراین، طبق ویژگی اول، والدین باید هتروزیگوت باشند، زیرا پسر کروموزوم X خود را از مادر دریافت می کند، به این معنی که او برای هتروزیگوت است. ویژگی دوم بیایید طرح تقاطع (ازدواج) را بنویسیم و یک شبکه Punnett ایجاد کنیم.
3. پاسخ را یادداشت کنید. احتمال بروز علائم آلبینو و هموفیلی (ژنوتیپ ________) در پسر بعدی ______؛ احتمال داشتن دختران سالم (ژنوتیپ) _________.
2. مشکلات مربوط به وراثت صفات مرتبط با جنسیت را حل کنید.
1. در انسان، فقدان غدد عرق به یک ژن وابسته به جنسی مغلوب بستگی دارد. در یک خانواده پدر و پسر این ناهنجاری را دارند اما مادر سالم است. 1) احتمال اینکه پسر صفت فوق را از پدرش به ارث ببرد چقدر است؟ 2) احتمال داشتن دختری بدون غدد عرق در این خانواده چقدر است (در درصد)؟
2. در گربه ها، ژن های قرمز و سیاه آللی هستند و روی کروموزوم X قرار دارند. آنها به طور مستقل منتقل می شوند و بنابراین هتروزیگوت ها رنگی متنوع (سه رنگ) دارند. 1) با تلاقی یک گربه سه مو با یک گربه سیاه چند فنوتیپ مختلف می توان به دست آورد؟ 2) احتمال ظهور گربه کالیکو چقدر است (در درصد)؟
سوالات
1. چند کروموزوم جنسی در سلول های جسمی انسان وجود دارد. گربه ها؛ شتر؟
2. چند کروموزوم جنسی در تخمک وجود دارد. در اسپرم؟
3. چه چیزی جنسیت کودک انسان را تعیین می کند: کروموزوم های تخمک یا کروموزوم های اسپرم؟
4. مگس سرکه چند اتوزوم دارد؟ در یک شخص؟
5. به چه علائمی وابسته به جنسی می گویند؟
§ 32. الگوهای تغییرپذیری: تغییرپذیری اصلاح. هنجار واکنش
1. به چه چیزی وراثت گفته می شود؟
2. تنوع چیست؟
یکی از خواص موجودات زنده آنهاست تغییرپذیری. اگر چندین بوته مویز را از یک بوته با روش های رویشی (مثلاً با تکثیر ساقه ها با قلمه) بدست آورید، طبیعتاً ژنوتیپ همه بوته های جدید یکسان خواهد بود. با این حال، فنوتیپ‌های این بوته‌ها می‌توانند تا حد زیادی با یکدیگر متفاوت باشند - از نظر اندازه و تعداد شاخه‌ها، برگ‌ها، عملکرد و غیره. عملکرد هر ژن و کل ژنوتیپ ارگانیسم به شرایط محیطی بستگی دارد. به عنوان مثال، روشنایی یکی از این بوته ها بیشتر از بقیه بود. یا خاک زیر یکی از آنها کوددهی بهتری دارد یا یکی از بوته ها رطوبت بیشتری دریافت می کند و ... به این گونه تغییرات در بدن که بر ژن های آن تأثیری نمی گذارد و بنابراین از نسلی به نسل دیگر منتقل نمی شود، می گویند. اصلاحات، و این تنوع است تغییر.
برنج. 60. تغییرپذیری اصلاح
اغلب، صفات کمی در معرض تغییر هستند: قد، وزن، باروری و غیره (شکل 60).
صفات و خواص مختلف موجودات با وابستگی کم یا زیاد به شرایط محیطی مشخص می شود. به عنوان مثال، در انسان رنگ عنبیه و گروه خونی فقط توسط ژن ها تعیین می شود و شرایط زندگی به هیچ وجه نمی تواند بر این علائم تأثیر بگذارد. اما قد، وزن، قدرت بدنی و استقامت به شدت به شرایط خارجی بستگی دارد، به عنوان مثال به کمیت و کیفیت تغذیه، فعالیت بدنیو غیره محدودیت تغییرپذیری اصلاح هر صفت نامیده می شود هنجار واکنش. تغییرپذیری یک صفت گاهی بسیار زیاد است، اما هرگز نمی تواند از محدوده هنجار واکنش فراتر رود. برای مثال، یک نفر می تواند 100 متر را در 11 ثانیه، 10 ثانیه، 9 ثانیه بدود، اما هرگز نمی تواند در 5 ثانیه بدود. برای برخی از صفات، هنجار واکنش بسیار گسترده است (به عنوان مثال، بریدن پشم از گوسفند، وزن گاو نر، تولید شیر گاو)، در حالی که سایر صفات با یک هنجار واکنش باریک مشخص می شوند (به عنوان مثال، رنگ خز خرگوش).
از آنچه گفته شد نتیجه بسیار مهمی حاصل می شود. این خود ویژگی نیست که به ارث می رسد، بلکه توانایی بروز این ویژگی در شرایط خاص است، یا می توان گفت که هنجار واکنش بدن به شرایط خارجی ارثی است.
بنابراین، می‌توانیم ویژگی‌های اصلی تغییرپذیری اصلاح را فهرست کنیم.
1. تغییرات اصلاحی از نسلی به نسل دیگر منتقل نمی شود.
2. تغییرات اصلاحی در بسیاری از افراد گونه رخ می دهد و به تأثیر شرایط محیطی بر آنها بستگی دارد.
3. تغییرات اصلاحی فقط در محدوده هنجار واکنش امکان پذیر است، یعنی در نهایت توسط ژنوتیپ تعیین می شود.
تغییرپذیری اصلاحات تغییرپذیری اصلاح هنجار واکنش
کارهای آزمایشگاهی را انجام دهید.
آشکارسازی تنوع موجودات
هدف کار: شناسایی تظاهرات تغییرپذیری تغییر در موجودات.
پیش رفتن
1. اشیایی که به شما پیشنهاد می شود را در نظر بگیرید.
2. کاوش کنید ظاهر(فنوتیپ) هر شی (به تفاوت در اندازه، شکل، رنگ و غیره توجه کنید).
3. نتایج را در جدول وارد کنید.
4. نتیجه گیری کنید.
سوالات
1. چه نوع تنوعی در موجودات ذاتی وجود دارد؟
2. به چه تغییری می گویند اصلاح؟ مثال بزن.
3. کدام نشانه های بدن قابل تعدیل است و کدام نه؟
4. هنجار واکنش چیست؟
5. دلایل اصلی تغییرپذیری اصلاح موجودات چیست؟
6. ویژگی های اصلی تغییرپذیری اصلاح چیست؟
وظایف
به این فکر کنید که کدام ارگانیسم با شرایط وجودی سازگارتر است - با یک هنجار واکنش گسترده یا باریک. فرض خود را با مثال های خاص پشتیبانی کنید.
§ 33. الگوهای تغییرپذیری: تغییرپذیری جهشی
1. آیا تغییرات ارثی هستند؟
2. ژنوتیپ و فنوتیپ چیست؟
تنوع جهشیبنابراین، تغییرات اصلاحی ارثی نیستند. دلیل اصلی پیدایش ویژگی ها و ویژگی های جدید در موجودات زنده، تجلی جهش ها است - تنوع جهشی جهش ها- این تغییرات در ژنوتیپ است که تحت تأثیر عوامل محیطی خارجی یا داخلی رخ می دهد (شکل 61).
جهش هااصطلاح "جهش" برای اولین بار در سال 1901 توسط دانشمند هلندی Hugo de Vries پیشنهاد شد که جهش های خود به خودی در گیاهان را توصیف کرد. جهش به ندرت اتفاق می افتد، اما منجر به تغییرات ناگهانی و ناگهانی در صفات می شود که از نسلی به نسل دیگر منتقل می شود.
جهش‌ها می‌توانند ژنوتیپ را به درجات مختلفی تحت تأثیر قرار دهند و بنابراین به ژن، کروموزومی و ژنومی تقسیم می‌شوند.
ژنتیکی، یا جهش های نقطه ایاغلب رخ می دهد. آنها زمانی رخ می دهند که یک یا چند نوکلئوتید در یک ژن با سایرین جایگزین شوند. در نتیجه تغییراتی در فعالیت ژن ایجاد می‌شود، پروتئینی با توالی اسیدهای آمینه تغییر یافته و در نتیجه با تغییر خواص سنتز می‌شود و در نتیجه نشانه‌ای از ارگانیسم تغییر می‌کند یا از بین می‌رود. به عنوان مثال، به لطف جهش های ژنی، باکتری ها می توانند به آنتی بیوتیک ها یا سایر داروها مقاوم شوند، شکل بدن، رنگ کلنی ها و غیره را تغییر دهند.
برنج. 61. جهش در مگس میوه مگس سرکه
جهش های کروموزومیتغییرات قابل توجهی در ساختار کروموزوم است که بر چندین ژن تأثیر می گذارد. به عنوان مثال، ممکن است به اصطلاح وجود داشته باشد ضرر - زیانزمانی که انتهای یک کروموزوم شکسته می شود و برخی از ژن ها از بین می روند. چنین جهش کروموزومی در کروموزوم 21 در انسان منجر به ایجاد لوسمی حاد - لوسمی می شود که منجر به مرگ می شود. گاهی اوقات قسمت میانی کروموزوم "بریده" و از بین می رود. این جهش کروموزومی نامیده می شود حذف. پیامدهای حذف می تواند متفاوت باشد: از مرگ یا یک بیماری ارثی شدید (اگر آن قسمت از کروموزوم که حاوی ژن های مهم از بین رفته باشد) تا عدم وجود هر گونه اختلال (اگر آن قسمت از DNA از بین رفته باشد که در آن هیچ وجود نداشته باشد. ژن هایی که خواص ارگانیسم را تعیین می کنند).
نوع دیگری از جهش کروموزومی دو برابر شدن بخشی از آن است. در این صورت، برخی از ژن ها چندین بار در کروموزوم ایجاد می شوند. به عنوان مثال، یک ژن تکرار شونده هشت برابری در یکی از کروموزوم های مگس سرکه یافت شد. این نوع جهش است تکثیر. مضاعف شدن- خطر کمتری نسبت به از دست دادن یا حذف برای بدن دارد.
در وارونگی هاکروموزوم در دو مکان شکسته می شود و قطعه حاصل که 180 درجه می چرخد، دوباره در محل شکست قرار می گیرد. به عنوان مثال، بخشی از یک کروموزوم شامل ژن های A-B-C-D-E-F. بین B و C، D و E شکاف وجود داشت و قطعه IOP برگشت و در شکاف جاسازی شد. در نتیجه، منطقه کروموزوم خواهد بود ساختار A-B-D-D-C-E-F. در نهایت، امکان انتقال بخشی از یک کروموزوم به کروموزوم دیگر غیر همولوگ وجود دارد.
در جهش ژنومیتعداد کروموزوم ها تغییر می کند. اغلب، چنین جهش‌هایی رخ می‌دهد که در طول تشکیل گامت‌ها در میوز، کروموزوم‌های هر جفت از هم جدا شوند و هر دو به یک گامت ختم شوند، در حالی که در گامت دیگر یک کروموزوم از دست رفته باشد. هم وجود یک کروموزوم اضافی و هم عدم وجود آن اغلب منجر به تغییرات نامطلوب در فنوتیپ می شود. به عنوان مثال، با عدم تفکیک کروموزوم ها در زنان، تخمک هایی می توانند حاوی دو کروموزوم 21 باشند. اگر چنین تخمکی بارور شود، کودکی با آن متولد می شود سندرم داون. این کودکان ظاهر بسیار مشخص، آسیب شناسی اندام های داخلی و اختلالات روانی شدید دارند. متأسفانه کودکان مبتلا به سندرم داون اغلب به دنیا می آیند.
یک مورد خاص از جهش ژنومی است پلی پلوئیدی، یعنی افزایش چند برابری در تعداد کروموزوم ها در سلول ها در نتیجه نقض واگرایی آنها در میتوز یا میوز. سلول های سوماتیک چنین موجوداتی حاوی 3 n, 4n, 8nو غیره کروموزوم ها، بسته به اینکه چه تعداد کروموزوم در گامت هایی که این ارگانیسم را تشکیل داده اند، وجود دارد. پلی پلوئیدی در باکتری ها و گیاهان شایع است، اما در حیوانات بسیار نادر است. بسیاری از انواع گیاهان کشت شده - پلی پلوئیدها(شکل 62). بنابراین، سه چهارم غلات کشت شده توسط انسان پلی پلوئید هستند. اگر مجموعه کروموزوم هاپلوئید ( n) برای گندم 7 است، سپس واریته اصلی پرورش یافته در شرایط ما می باشد گندم نرم- دارای 42 کروموزوم، یعنی 6 n. پلی پلوئیدها عبارتند از چغندر، گندم سیاه و غیره کشت می شود. به عنوان یک قاعده، گیاهان پلی پلوئید قابلیت زنده ماندن، اندازه، باروری و غیره را افزایش می دهند. روش های خاصی برای به دست آوردن پلی پلوئید در حال حاضر توسعه یافته است. به عنوان مثال، یک سم گیاهی از کروکوس پاییزی - کلشی سین - می تواند دوک را در حین تشکیل گامت از بین ببرد و در نتیجه گامت های حاوی 2 گامت ایجاد شود. nکروموزوم ها هنگامی که چنین گامت هایی با هم ترکیب می شوند، زیگوت حاوی 4 خواهد بود nکروموزوم ها
تعداد قابل توجهی از جهش ها برای بدن نامطلوب یا حتی کشنده هستند، زیرا آنها آنچه را که در طول میلیون ها سال تنظیم شده است، از بین می برند. انتخاب طبیعیژنوتیپ کامل
علل جهشهمه موجودات زنده توانایی جهش را دارند. هر جهش خاص دلایلی دارد، اگرچه در بیشتر موارد ما آن را نمی دانیم. با این حال، تعداد کل جهش ها را می توان به طور چشمگیری با استفاده افزایش داد راه های مختلفاثرات بر روی بدن عوامل ایجاد جهش نامیده می شوند جهش زا.
برنج. 62. بروز پلی پلوئیدی در انگور
اولاً، پرتوهای یونیزان قوی ترین اثر جهش زا را دارند. تابش تعداد جهش ها را صدها برابر افزایش می دهد.
ثانیا، جهش باعث ایجاد مواد جهش زاکه به عنوان مثال روی DNA عمل می کنند و زنجیره نوکلئوتیدها را می شکند. موادی وجود دارند که روی مولکول های دیگر اثر می گذارند، اما جهش ایجاد می کنند. قبلاً در بالا ذکر شد کلشی سین، منجر به یکی از انواع جهش - پلی پلوئیدی می شود.
ثالثاً، تأثیرات فیزیکی مختلف مانند افزایش دمای محیط نیز منجر به جهش می شود.
با توجه به آنچه گفته شد، مشخص می شود که چقدر مهم است که در زندگی ما توسط کمترین عوامل ممکن که باعث جهش می شوند احاطه شده باشیم. و کاملاً غیر منطقی است که فرزندان آینده خود را با استفاده از جهش زاهای قوی نابود کنید. به عنوان مثال، معتادان به مواد مخدر، برای از دست دادن کوتاه مدت احساس واقعیت، موادی را مصرف می کنند که به بسیاری از سلول های بدن آسیب جبران ناپذیری وارد می کند، از جمله آن سلول های زایای اولیه که تخمک یا اسپرم باید از آنها رشد کند.
بنابراین، تنوع جهش دارای ویژگی های اصلی زیر است.
1. تغییرات جهشی به طور ناگهانی رخ می دهد و در نتیجه بدن خواص جدیدی پیدا می کند.
2. جهش ها ارثی هستند و از نسلی به نسل دیگر منتقل می شوند.
3. جهش ها جهت دار نیستند، یعنی نمی توان به طور قابل اعتماد پیش بینی کرد که کدام ژن تحت تأثیر یک عامل جهش زا در حال جهش است.
4. جهش ها می توانند برای بدن مفید یا مضر، غالب یا مغلوب باشند.
جهش های ژنی، کروموزومی و ژنومی. ضرر - زیان. حذف. تکثیر. مضاعف شدن. وارونگی. سندرم داون پلی پلوئیدی. کلشی سین. مواد جهش زا
سوالات
1. تفاوت های اصلی بین تغییرات و جهش ها چیست؟
2. چه نوع جهش هایی را می شناسید؟
3. چگونه می توان به طور مصنوعی تعداد جهش ها را افزایش داد؟
4. کدام جهش شایع تر است - مفید یا مضر؟
وظایف
به این فکر کنید که چه چیزی ممکن است باشد اهمیت عملیتحقیق در مورد علل جهش این مشکل را در کلاس مطرح کنید.
تقاطع تک هیبریدی یک تقاطع است که با تفاوت بین اشکال مادر از یکدیگر در حضور یک جفت ویژگی متضاد جایگزین مشخص می شود. نشانه عبارت است از هر ویژگی یک موجود زنده، هر یک از ویژگی ها یا کیفیت های آن که با آن می توان افراد را تشخیص داد. در گیاهان، چنین خاصیتی به عنوان مثال شکل تاج (نامتقارن یا متقارن)، رنگ آن (سفید یا بنفش) و غیره است. این ویژگی ها همچنین شامل سرعت بلوغ (دیر رسیدن یا زودرس) نیز می شود. به عنوان مقاومت یا حساسیت به بیماری های خاص.
تمام خصوصیات به طور کلی، از خصوصیات خارجی شروع می شود و به ویژگی های خاصی در عملکرد یا ساختار سلول ها، اندام ها و بافت ها ختم می شود، فنوتیپ نامیده می شود. این مفهوم همچنین می تواند در رابطه با یکی از ویژگی های جایگزین موجود استفاده شود.
تجلی خواص و ویژگی ها تحت کنترل عوامل ارثی موجود - به عبارت دیگر، ژن ها - انجام می شود. ژن ها با هم یک ژنوتیپ را تشکیل می دهند.
تلاقی تک هیبریدی طبق مندل با تلاقی نخود نشان داده می شود. در این مورد، خواص جایگزین کاملاً واضحی مانند رنگ آمیزی سفید و سبز و زرد لوبیا نارس، سطح چروکیده و صاف دانه ها و غیره وجود دارد.
G. Mendel، گیاه شناس اتریشی قرن یازدهم، با انجام یک تلاقی تک هیبریدی، متوجه شد که در نسل اول (F1) همه گیاهان هیبریدی دارای گل هایی با رنگ بنفش بودند، اما رنگ سفید ظاهر نشد. به این ترتیب اولین نتیجه گیری در مورد یکنواختی نمونه های نسل اول گرفته شد. علاوه بر این، دانشمند دریافت که در نسل اول همه نمونه‌ها از نظر هر هفت ویژگی که مورد مطالعه قرار گرفت، همگن بودند.
بنابراین، تلاقی تک هیبریدی برای افراد نسل اول وجود ویژگی های جایگزین تنها یکی از والدین را فرض می کند، در حالی که به نظر می رسد ویژگی های والد دیگر ناپدید می شود. جی مندل غلبه خواص را غالب نامید و خود ویژگی ها را غالب نامید. این دانشمند ویژگی هایی را که خود را نشان نمی دهند مغلوب نامید.
G. Mendel با انجام تلاقی تک هیبریدی، هیبریدهای رشد یافته نسل اول را خود گرده افشانی کرد. دانشمند دوباره بذرهایی را که در آنها تشکیل شده بود کاشت. در نتیجه، او نسل دوم (F2) هیبریدها را دریافت کرد. در نمونه‌های به‌دست‌آمده، برش بر اساس ویژگی‌های جایگزین در نسبت تقریبی 3:1 مشاهده شد. به عبارت دیگر، سه چهارم افراد نسل دوم دارای خواص غالب و یک چهارم دارای خواص مغلوب بودند. در نتیجه این آزمایش‌ها، جی. مندل به این نتیجه رسید که صفت مغلوب در نمونه‌ها سرکوب شد، اما ناپدید نشد و در نسل دوم ظاهر شد. این تعمیم "قانون تفکیک" (قانون دوم مندل) نامیده می شود.
این دانشمند به منظور شناسایی چگونگی وراثت در نسل های سوم، چهارم و بعدی، تلاقی تک هیبریدی بیشتری انجام داد. او با استفاده از خود گرده افشانی نمونه ها را پرورش داد. در نتیجه آزمایش‌ها، مشخص شد که گیاهانی که ویژگی‌های آنها مغلوب است (مثلاً گل‌های سفید)، در نسل‌های بعدی فقط با این ویژگی‌ها (غیرطبیعی) فرزندان تولید مثل می‌کنند.
گیاهان نسل دوم تا حدودی متفاوت رفتار می کردند، خواصی که توسط G. Mendel (صاحبان، به عنوان مثال، گل های بنفش) غالب نامیده می شدند. در میان این نمونه ها، دانشمند با تجزیه و تحلیل فرزندان، دو گروه را با تفاوت های خارجی مطلق در هر یک شناسایی کرد. یک علامت خاص.
برای افرادی که در دو ویژگی متفاوت هستند، مسائل، طبق تعریف، نسبتاً ساده هستند؛ هنگام حل آنها، قوانین مندل اعمال می شود.
