Kuinka usein monohybridiristeytys tapahtuu luonnossa? Monohybridi risti. Ovatko muutokset periytyviä?

Yksi Mendelin menetelmän piirteistä oli se, että hän käytti kokeisiin puhtaita linjoja, eli kasveja, joiden jälkeläisissä itsepölyttämisen aikana tutkittavassa ominaisuudessa ei ollut monimuotoisuutta. (Jokaisessa puhtaassa linjassa säilyi homogeeninen geenisarja). Toinen tärkeä hybridologisen menetelmän piirre oli, että G. Mendel havaitsi vaihtoehtoisten (toisensa poissulkevien, vastakkaisten) ominaisuuksien periytymistä. Esimerkiksi kasvit ovat matalia ja korkeita; kukat ovat valkoisia ja violetteja; siementen muoto on sileä ja ryppyinen jne. Yhtä tärkeä menetelmän ominaisuus on kunkin vaihtoehtoisen ominaisuusparin tarkka kvantitatiivinen kirjanpito useiden sukupolvien aikana. Kokeellisten tietojen matemaattinen käsittely antoi G. Mendelille mahdollisuuden luoda kvantitatiivisia malleja tutkittujen piirteiden siirtämisessä. Oli erittäin merkittävää, että G. Mendel seurasi kokeissaan analyyttistä polkua: hän havaitsi erilaisten ominaisuuksien periytymistä ei heti kokonaisuutena, vaan vain yhden vaihtoehtoisten ominaisuuksien parin.

Hybridologinen menetelmä on modernin genetiikan perusta.

Ensimmäisen sukupolven yhtenäisyys. ylivallan sääntö. G. Mendel suoritti kokeita herneillä - itsepölyttävällä kasvilla. Hän valitsi kokeeseen kaksi kasvia, jotka eroavat yhdellä ominaisuudella: yhden hernelajikkeen siemenet olivat keltaisia ja toisen vihreitä. Koska herneet pyrkivät pölyttämään itseään, lajikkeen siementen värissä ei ole vaihtelua. Tämän ominaisuuden vuoksi G. Mendel pölytti tämän kasvin keinotekoisesti risteyttämällä lajikkeita, jotka eroavat siementen väristä. Riippumatta siitä, mihin luokkaan he kuuluivat emokasveja, ensimmäisen sukupolven hybridi-siemenet (Fi) osoittautuivat vain keltaisiksi. Näin ollen hybrideissä esiintyy vain yksi ominaisuus, toisen vanhemman ominaisuus näyttää katoavan. G. Mendel kutsui tällaista toisen vanhemman piirteen ylivaltaa hallitsevaksi, ja vastaavat piirteet ovat hallitsevia. Ominaisuuksia, jotka eivät ilmenneet ensimmäisen sukupolven hybrideissä, hän kutsui resessiivisiksi, herneillä tehdyissä kokeissa keltainen siemenväri hallitsee vihreää väriä. Siten G. Mendel havaitsi ensimmäisen sukupolven hybrideissä värien yhtenäisyyden, ts. kaikki hybridin siemenet olivat samanvärisiä. Kokeissa, joissa risteytyslajikkeet erosivat muista ominaisuuksista, saatiin samat tulokset: ensimmäisen sukupolven tasaisuus ja yhden ominaisuuden dominanssi toiseen nähden.

Ominaisuuksien erottelu toisen sukupolven hybrideissä. G. Mendel kasvatti hybridiherneen siemenistä kasveja, jotka itsepölyttämällä tuottivat toisen sukupolven siemeniä. Niiden joukossa ei ollut vain keltaisia, vaan myös vihreitä siemeniä. Yhteensä hän sai toisessa sukupolvessa 6022 keltaista ja 2001 vihreää siementä, ts. Hybrideistä 3/4 oli keltaisia ja 1/4 vihreitä. Näin ollen toisen sukupolven dominoivan piirteen omaavien jälkeläisten lukumäärän suhde resessiivisesti omaavien jälkeläisten lukumäärään osoittautui olevan lähellä 3:1 . Hän kutsui tätä ilmiötä ominaisuuden jakautumiseksi. G. Mendel ei ollut nolostunut siitä, että hänen todella löytämiensä jälkeläisten suhteet poikkesivat hieman suhteesta 3:1. Lisäksi tutkimalla perinnön lakien tilastollista luonnetta tulemme vakuuttuneiksi Mendelin oikeellisuudesta.

Samanlaisia tuloksia toisessa sukupolvessa saatiin lukuisissa kokeissa muiden ominaisuusparien geneettisestä analyysistä. Saatujen tulosten perusteella G. Mendel muotoili ensimmäisen lain - halkaisun lain. Ensimmäisen sukupolven hybridien risteyttämisestä saaduissa jälkeläisissä havaitaan halkeamisilmiö: neljänneksellä toisen sukupolven hybridien yksilöistä on resessiivinen ominaisuus, kolmella neljäsosalla hallitseva ominaisuus.

Analysoi ristiä. Täydellisen dominanssin vallitessa hallitsevia piirteitä omaavien yksilöiden välillä on mahdotonta erottaa homotsygootteja heterotsygooteista, ja tämä on usein välttämätöntä (esimerkiksi sen määrittämiseksi, onko tietty yksilö puhdasrotuinen vai hybridi). Tätä tarkoitusta varten suoritetaan analysoiva risteys, jossa tutkittu yksilö, jolla on hallitsevia piirteitä, risteytetään resessiivisen homotsygoottisen kanssa. Jos tällaisesta risteyksestä saatu jälkeläinen osoittautuu homogeeniseksi, yksilö on homotsygoottinen (sen genotyyppi on AA). Jos jälkeläisissä on 50 % yksilöitä, joilla on hallitsevia piirteitä ja 50 % resessiivisiä, yksilö on heterotsygoottinen.

Perinnön keskitaso. Joskus Fi-hybrideillä ei ole täydellistä dominanssia, niiden hahmot ovat keskitason (Aa). Tätä periytymismallia kutsutaan keskimääräiseksi tai epätäydelliseksi dominanssiksi.

Mendelin laatima sukusolujen puhtaussääntö osoitti ensimmäistä kertaa geenin diskreettisyyden ominaisuuden, alleelien yhteensopimattomuuden toistensa ja muiden geenien kanssa. Mendel osoitti ensimmäistä kertaa, että perinnölliset tekijät ensimmäisen sukupolven hybridin sukusoluissa pysyvät täsmälleen samoina kuin vanhemmilla. Ne eivät sekoitu, eivät muutu, kun ne ovat yhdessä hybridiorganismissa.

KYSYMYS 2. TAVOITE.

LIPPU #20

KYSYMYS 1.

Dihybridiristi. Määritettyään yhden piirteen periytymismallit (monohybridiristeytys), Mendel alkoi tutkia sellaisten ominaisuuksien periytymistä, joista kaksi alleelisten geenien paria on vastuussa. Risti, johon osallistuu kaksi paria. alleeleja kutsutaan dihybridiristeytykseksi. Mendel suoritti dihybridiristityksen, jossa homotsygoottiset vanhemmat erosivat toisistaan kahdella tavalla: siementen väri (keltainen ja vihreä) ja siemenen muoto (sileä ja ryppyinen). Yksilöiden esiintyminen sileillä keltaisilla siemenillä osoittaa näiden ominaisuuksien dominanssin ja tasaisuussäännön ilmenemisen Fi-hybrideissä. Fi-yksilöiden sukusolujen muodostumisen aikana on mahdollista neljä kahden alleeliparin yhdistelmää. Yhden geenin alleelit päätyvät aina eri sukusoluihin. Yhden geeniparin poikkeavuus ei vaikuta toisen parin geenien eroon.

Jos meioosissa kromosomi geenillä A siirtyi yhteen napaan, niin samaan napaan, ts. samaan sukusoluun voi saada kromosomi, jossa on sekä B- että b-geeni. Siksi geeni A voi samalla todennäköisyydellä olla samassa sukusolussa sekä geenin B:n että geenin B kanssa. Molemmat tapahtumat ovat yhtä todennäköisiä. Näin ollen kuinka monta AB-sugusolua on, sama määrä AB-suomeja. Sama päättely pätee geenille a, ts. sukusolujen ab määrä on aina yhtä suuri kuin sukusolujen ab määrä. Kromosomien itsenäisen jakautumisen seurauksena meioosissa hybridi muodostaa neljän tyyppisiä sukusoluja: AB, AB, AB ja AB yhtä suurena määränä. Tämän ilmiön perusti G. Mendel, ja sitä kutsuttiin itsenäisen splittingin laiksi tai Mendelin toiseksi laiksi. Se on muotoiltu seuraavasti: jakaminen kullekin geeniparille etenee muista geenipareista riippumatta.

Punnettin ristikko. Itsenäinen jakaminen voidaan esittää taulukkona. Tämän taulukon ensimmäisenä ehdottaneen geneetikon nimeä kutsutaan Punnettin hilaksi. Koska itsenäisen periytymisen aikana muodostuu dihybridiristeytyksissä neljän tyyppisiä sukusoluja, näiden sukusolujen satunnaisessa fuusiossa muodostuvien tsygoottityyppien lukumäärä on 4x4, ts. 16. Täsmälleen niin monta solua Punnettin hilassa. Koska A hallitsee a:ta ja B yli b, eri genotyypeillä on sama fenotyyppi. Siksi fenotyyppien lukumäärä on vain neljä. Esimerkiksi Punnett-ruudukon 9 solussa 16 mahdollisesta yhdistelmästä on yhdistelmiä, joilla on sama fenotyyppi - keltaiset sileät siemenet. Tämän fenotyypin määrittävät genotyypit ovat: 1AABB: 2AAB: 2AaBB: 4AaB,

Dihybridiristeytyksen aikana muodostuneita eri genotyyppejä on 9. Täydellisen dominanssin Fa:n fenotyyppien määrä on 4. Näin ollen dihybridiristeytys on kaksi itsenäisesti kulkevaa monohybridiristeytymistä, joiden tulokset näyttävät menevän päällekkäin. Toisin kuin ensimmäinen laki, joka on aina voimassa, toinen laki koskee vain itsenäisen periytymisen tapauksia, kun tutkitut geenit sijaitsevat eri homologisten kromosomien pareissa.

Nykyinen sivu: 8 (kirjassa on yhteensä 16 sivua) [saatavana lukuote: 11 sivua]

Fontti:

100% +

§ 30. Dihybridiristeys. Ominaisuuksien itsenäisen periytymisen laki

1. Voivatko kaksi saman lajin organismia erota vain yhden ominaisuuden osalta?

Kaikki saman lajin organismit eroavat yleensä toisistaan monin tavoin.

Jos kaksi yksilöä eroavat toisistaan kahdella tavalla, niin niiden välistä risteystä kutsutaan dihybridi, jos kolme - kolmihybridi jne. Monin tavoin eroavien yksilöiden risteyttämistä kutsutaan polyhybridi.

Saatuaan selville yhden piirteen periytymismallit G. Mendel tutki halkeamisen luonnetta ylittäessään kaksi puhdasta hernelinjaa, jotka eroavat kahdesta ominaisuudesta: siemenen väri (keltainen tai vihreä) ja siemenen muoto (sileä tai ryppyinen). Tällaisella risteytyksellä ominaisuudet määrittävät eri geeniparit: yksi alleeli vastaa siementen väristä, toinen muodosta. Herneiden keltainen väri ( A) hallitsee vihreää (a) ja sileää muotoa ( SISÄÄN) yli ryppyinen ( b).

Ensimmäisessä sukupolvessa (F 1) kaikilla yksilöillä, kuten ensimmäisen sukupolven hybridien yhtenäisyyssäännön mukaan pitäisi olla, oli keltaisia sileitä herneitä. Ymmärtääkseen, kuinka kaikki mahdolliset sukusolut yhdistetään kahden ensimmäisen sukupolven hybridin risteyttämisessä, niin sanottu amerikkalainen geneetikko Pennett ehdotti ns. Punnettin ristikko, jonka avulla voit visualisoida kaikentyyppisiä geeniyhdistelmiä sukusoluissa ja niiden fuusion tuloksia. Koska dihybridiristeytys tuottaa 4 tyyppisiä sukusoluja: AB, Ab, aB Ja ab, silloin näiden sukusolujen satunnaisesta fuusiosta syntyvien tsygoottityyppien lukumäärä on 4 × 4 eli 16. Näin monta solua on Punnettin hilassa (kuva 58). Kuva osoittaa, että tällä risteytyksellä syntyy seuraavat 9 genotyyppiä: AABB, AABb, AaBB, AaBb, AAbb, Aabb, aaBB, aaBb Ja aabb, koska toistoja on 16 yhdistelmässä. Nämä 9 genotyyppiä esiintyvät neljänä fenotyyppinä: keltainen sileä, keltainen ryppyinen, vihreä sileä ja vihreä ryppyinen. Näiden fenotyyppisten muunnelmien numeerinen suhde on seuraava:

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

Jos kuitenkin G. Mendelin saamia tuloksia tarkastellaan erikseen kunkin ominaisuuden (värin ja muodon) osalta, niin jokaisen kohdalla säilytetään monohybridiristeytykselle tyypillinen suhde 3:1. Tästä syystä G. Mendel päätteli, että dihybridiristityksen aikana geenit ja ominaisuudet, joista nämä geenit ovat vastuussa, yhdistyvät ja periytyvät toisistaan riippumatta. Tätä johtopäätöstä kutsutaan ominaisuuksien itsenäisen periytymisen laki, joka koskee niitä tapauksia, joissa tarkasteltavien ominaisuuksien geenit sijaitsevat eri kromosomeissa.

Riisi. 58. Ominaisuuksien periytymiskaavio dihybridiristeyksessä

Dihybridiristi. Polyybridiristi. Pennet-hila. Ominaisuuksien itsenäisen periytymisen laki

Dihybridiristeytysten ongelmien ratkaiseminen

1 . Siirrä (piirrä uudelleen) muistikirjaan alla esitetty algoritmi geneettisen ongelman ratkaisemiseksi. Analysoi dihybridiristeyksien oppikirjassa esitetty ominaisuuksien periytymiskaavio ja täytä algoritmin aukot.

Algoritmi dihybridiristeyksen ongelman ratkaisemiseksi

2. Selvitä vanhempien genotyypit, sukusolujen tyypit ja kirjoita risteytyskaavio.

3. Muodosta Punnettin hila F 2:.

2. Vastaa kysymyksiin tulosanalyysin perusteella.

1) Kuinka monta sukusolutyyppiä emokasvi, jossa on keltaiset sileät siemenet, muodostaa; vihreillä ryppyisillä siemenillä?

2) Millä todennäköisyydellä F 1 -kasveja ilmaantuu keltaisilla siemenillä ensimmäisen risteyksen seurauksena? vihreillä siemenillä

3) Millä todennäköisyydellä F 1 -kasveja ilmaantuu keltaisilla sileillä siemenillä risteyttämisen seurauksena? keltainen ryppyinen; vihreä sileä; ryppyinen vihreä?

4) Kuinka monta eri genotyyppiä ensimmäisen sukupolven hybrideissä voi olla?

5) Kuinka monta eri fenotyyppiä ensimmäisen sukupolven hybrideissä voi olla?

6) Kuinka monta sukusolutyyppiä F1-kasvi, jossa on keltaiset sileät siemenet, muodostaa?

7) Mikä on todennäköisyys, että F 2 -kasveja ilmaantuu keltaisilla siemenillä itsepölytyksen seurauksena? vihreillä siemenillä

8) Millä todennäköisyydellä F 2 -kasveja ilmaantuu risteytyksen seurauksena keltaisilla sileillä siemenillä? keltainen ryppyinen; vihreä sileä; jolla on vihreä ryppyinen?

9) Kuinka monta eri genotyyppiä toisen sukupolven hybrideillä voi olla?

10) Kuinka monta eri fenotyyppiä toisen sukupolven hybrideissä voi olla?

3. Ratkaise dihybridiristiongelmat.

1. Ihmisillä oikeakätisyys hallitsee vasenkätisyys, ja ruskea silmien väri hallitsee sinistä. Ruskeasilmäinen oikeakätinen mies, jonka äiti oli sinisilmäinen vasenkätinen, ja sinisilmäinen oikeakätinen nainen, jonka isä oli vasenkätinen, solmivat avioliiton. 1) Kuinka monta eri fenotyyppiä heidän lapsillaan voi olla? 2) Kuinka monta eri genotyyppiä heidän lapsillaan voi olla? 3) Millä todennäköisyydellä tälle parille tulee vasenkätinen lapsi (prosentteina ilmaistuna)?

2. Musta turkin väri ja riippuva korva hallitsevat koirilla ruskean värin ja pystysuoran korvan. Puhdasrotuiset mustat koirat, joilla oli floppy korvat, risteytettiin koirien kanssa, joilla oli ruskea turkki ja pystyt korvat. Hybridit risteytyvät keskenään. 1) Kuinka suuren osuuden F 2 -pennuista tulisi olla fenotyyppisesti samanlaisia kuin F 1 -hybridi? 2) Minkä osan F 2 -hybrideistä tulisi olla täysin homotsygoottisia? 3) Millä osuudella F 2 -pentuja tulisi olla samankaltaisia genotyyppejä kuin F 1 -hybridien genotyyppi?

3. Kissojen musta väri hallitsee kellanruskeaa, ja lyhyt karva - pitkiä. Risteytettiin puhdasrotuiset persialaiset kissat (musta pitkäkarvainen) siamilaisten kanssa (fawn lyhytkarvainen). Tuloksena saadut hybridit risteytettiin keskenään. Mikä on todennäköisyys saada F 2:een: a) puhdasrotuinen siamilainen kissanpentu; b) kissanpentu, joka on fenotyyppisesti samanlainen kuin persialainen; c) pitkäkarvainen fawn kissanpentu (ilmaista osissa)?

Kysymyksiä

1. Mitä mieltä olet, esiintyykö monohybridiristeytymistä usein luonnossa?

2. Kuinka monta sukusolutyyppiä muodostuu ensimmäisen sukupolven hybrideissä dihybridiristeytyksen aikana?

§ 31. Sukupuolen genetiikka. sukupuoleen liittyvä perintö

1. Anna esimerkkejä biseksuaalisista eläimistä.

2. Mitä kromosomeja kutsutaan sukupuoliksi?

Suurin osa eläimistä on kahden lajin yksilöitä - uros ja naaras, ja sukupuolen mukaan jakautuminen tapahtuu suhteessa 1: 1. Tällainen jakautuminen jälkeläisissä havaitaan tapauksissa, joissa heterotsygoottinen ( Ah) ja homotsygoottinen ( aa) vanhemmat.

G. Mendel ehdotti, että toinen sukupuolista on heterotsygoottinen ja toinen on homotsygoottinen organismin sukupuolen määräävän geenin suhteen.

Tämä oletus vahvistettiin 1900-luvun alussa, kun T. Morgan ja hänen kollegansa onnistuivat toteamaan, että miehet ja naiset eroavat kromosomijoukossa. Kaikki kromosomit yhtä paria lukuun ottamatta miehillä ja naisorganismeja ovat samat ja niitä kutsutaan autosomit. Mutta yhdessä kromosomiparissa miehet ja naiset ovat erilaisia. Näitä kromosomeja kutsutaan sukupuolielinten. Esimerkiksi naaraspuolisella Drosophilassa on kussakin solussa kolme paria autosomeja ja yksi pari identtisiä sukupuolikromosomeja, niin sanotut X-kromosomit, kun taas miehillä on samat kolme paria autosomeja ja kaksi erilaista sukupuolikromosomia - X Ja Y(Kuva 59). Sukusolujen muodostumisen aikana meioosin aikana naaraat muodostavat yhden tyyppisiä sukusoluja: 3 autosomia + X sukupuolikromosomi. Miehillä muodostuu kahden tyyppisiä sukusoluja samassa määrässä: 3 autosomia + X sukupuolikromosomi tai 3 autosomia + Y sukupuolikromosomi.

Riisi. 59. Sukupuolen erottelujärjestelmä

Jos hedelmöityksen aikana siittiösolu, jossa on X-kromosomi, sulautuu munan kanssa, tsygootista kehittyy naaras, ja jos Y-kromosomilla, niin uros. Siten tulevan yksilön sukupuoli määräytyy hedelmöityksen aikana ja riippuu siitä, mikä sukupuolikromosomisarja muodostuu sillä hetkellä.

Koska Drosophila-naaraat pystyvät tuottamaan vain yhden tyyppisiä sukusoluja (ja X sukupuolikromosomi), niitä kutsutaan homogameettista seksiä. Drosophila-urokset tuottavat kahdenlaisia sukusoluja (ja X tai Y sukupuolikromosomit) ja niitä kutsutaan heterogameettinen seksi. Monissa nisäkkäissä (mukaan lukien ihmiset), matoissa, äyriäisissä, monissa sammakkoeläimissä, kaloissa ja useimmissa hyönteisissä naissukupuoli on myös homogameettinen ( XX), kun taas uros on heterogameettinen ( XY). Naisilla on 22 paria autosomeja kussakin solussa ja kaksi X sukupuolikromosomit ja miehillä samat 22 paria autosomeja sekä X Ja Y sukupuolikromosomit. Monissa lajeissa kromosomaalisen sukupuolen määritys näyttää kuitenkin erilaiselta. Lintuilla, matelijoilla ja joillakin kaloilla on homogameettisia uroksia ( XX), kun taas naiset ovat heterogameettisia ( XY). Joissakin hyönteisissä (mehiläiset, heinäsirkat) naaraat ovat homogameettisia ( XX), kun taas miehillä on vain yksi sukupuolikromosomi kromosomisarjassa ( XO).

Sukupuoleen liittyvien ominaisuuksien periytyminen. Sukupuolikromosomeissa on monia erilaisia geenejä, eivätkä ne kaikki määritä sukupuoleen liittyviä merkkejä. Jos ominaisuudesta vastaavat geenit sijaitsevat autosomeissa, periytyminen tapahtuu riippumatta siitä, kuka on geenin kantaja - isä vai äiti. Loppujen lopuksi autosomit ovat samat miehillä ja naisilla. Geenin sijaintia sukupuolikromosomissa kutsutaan geenien yhteys seksiin, ja itse geeni on sukupuolisidonnainen.

Esimerkiksi ihmisillä hallitseva geeni sijaitsee X-kromosomissa ( H), joka määrittää normaalin veren hyytymisen. Tämän geenin resessiivinen variantti h) johtaa veren hyytymisen vähenemiseen, jota kutsutaan hemofiliaksi. Y-kromosomissa ei ole alleeliparia tälle geenille, ja ominaisuus (hyytymätön) esiintyy miehillä, vaikka geeni h resessiivinen.

Samalla tavalla värisokeus periytyy - kyvyttömyys erottaa punaisia ja vihreitä värejä.

Autosomit. sukupuolikromosomit. Homogameettinen ja heterogameettinen sukupuoli. Geenin yhdistäminen seksiin

Tee käytännön töitä.

Sukupuoleen liittyvien piirteiden periytymiseen liittyvien ongelmien ratkaiseminen

1 . Siirrä muistikirjaan alla esitetty algoritmi geneettisen ongelman ratkaisemiseksi. Lue ongelman ehdot sukupuoleen liittyvien piirteiden periytymiselle ja täytä algoritmin aukot.

Ihmisillä hemofiliaa aiheuttava geeni on resessiivinen ja sijaitsee X-kromosomissa, kun taas albinismi johtuu autosomaalisesta resessiivisestä geenistä. Vanhemmilla, jotka olivat normaaleja näiltä ominaisuuksiltaan, oli poika, jolla oli albiino ja hemofilia. Millä todennäköisyydellä heidän seuraava poikansa paljastaa nämä kaksi epänormaalia piirrettä? Mikä on todennäköisyys saada terveitä tyttäriä?

Algoritmi sukupuoleen liittyvien piirteiden periytymisongelman ratkaisemiseksi

1. Kirjoita muistiin tutkimuksen kohde ja geenien nimitys.

2. Ongelmatilanteen mukaan pojan genotyyppi on aaX b Y. Ensimmäisen piirteen mukaan vanhempien tulee siis olla heterotsygoottisia, koska poika saa X-kromosominsa äidiltä, mikä tarkoittaa, että hän on myös heterotsygoottinen toisen ominaisuuden suhteen. Kirjataan ylös risteyksen (avioliiton) kaavio ja muodostetaan Punnettin hila.

3. Kirjoita vastaus muistiin. Albiino- ja hemofiilisen (genotyyppi ________) merkkien ilmenemisen todennäköisyys seuraavassa pojassa ______; todennäköisyys saada terveitä tyttäriä (genotyyppi) _________.

2. Ratkaise ongelmia sukupuoleen liittyvien piirteiden periytymisestä.

1. Ihmisillä hikirauhasten puuttuminen riippuu resessiivisestä sukupuoleen liittyvästä geenistä. Perheessä isällä ja pojalla on tämä poikkeama, ja äiti on terve. 1) Millä todennäköisyydellä poika perii yllä olevan piirteen isältään? 2) Millä todennäköisyydellä tässä perheessä syntyy hikirauhaseton tytär (%)?

2. Kissoilla punaiset ja mustat geenit ovat alleelisia ja sijaitsevat X-kromosomissa. Ne välittyvät itsenäisesti, ja siksi heterotsygooteilla on kirjava (kolmiväri) väri. 1) Kuinka monta eri fenotyyppiä voidaan saada risteyttämällä kolmikarvainen kissa mustaan kissaan? 2) Millä todennäköisyydellä kolmivärinen kissa ilmaantuu (%)?

Kysymyksiä

1. Kuinka monta sukupuolikromosomia on ihmisen somaattisissa soluissa; kissat; kameli?

2. Kuinka monta sukupuolikromosomia muna sisältää; siittiöissä?

3. Mikä määrittää lapsen sukupuolen ihmisellä: munasolun kromosomeista vai siittiöiden kromosomeista?

4. Kuinka monta autosomia Drosophilassa on; ihmisessä?

5. Mitä merkkejä kutsutaan sukupuoleen liittyviksi?

§ 32. Vaihtuvuusmallit: modifikaatiovaihtelu. reaktionopeus

1. Mitä kutsutaan perinnöllisyydeksi?

2. Mitä on vaihtelu?

Yksi elävien organismien ominaisuuksista on niiden vaihtelua. Jos vegetatiivisesti (esimerkiksi varsien lisääminen pistokkailla) saadaan yhdestä pensaasta useita herukkapensaita, niin luonnollisesti kaikkien uusien pensaiden genotyyppi on sama. Näiden pensaiden fenotyypit voivat kuitenkin poiketa suuresti toisistaan - oksien koon ja lukumäärän, lehtien, sadon jne. suhteen. Nämä erot useissa ominaisuuksissa kasveissa, joilla on sama genotyyppi, johtuvat siitä, että Yksittäisten geenien toiminnan ilmeneminen ja organismin koko genotyyppi riippuu ympäristöolosuhteista. Esimerkiksi yhden näistä pensaista valaistus osoittautui paremmaksi kuin muiden. Joko niiden alla oleva maaperä on paremmin lannoitettu tai toinen pensaista saa enemmän kosteutta jne. Sellaisia kehon muutoksia, jotka eivät vaikuta sen geeneihin ja jotka eivät siksi siirry sukupolvelta toiselle, kutsutaan nimellä muutoksia, ja tämä vaihtelu muutos.

Riisi. 60. Muokkauksen vaihtelu

Useimmiten voidaan muuttaa määrällisiä ominaisuuksia: pituus, paino, hedelmällisyys jne. (Kuva 60).

Organismien erilaisille merkeille ja ominaisuuksille on ominaista suurempi tai pienempi riippuvuus ympäristöolosuhteista. Esimerkiksi ihmisillä iiriksen väri ja veriryhmä määräytyvät vain geenien avulla, eivätkä elinolosuhteet voi vaikuttaa näihin merkkeihin millään tavalla. Mutta pituus, paino, fyysinen voima ja kestävyys riippuvat suuresti ulkoisista olosuhteista, esimerkiksi ruuan määrästä ja laadusta, liikunta ja muut. Minkä tahansa ominaisuuden modifikaatiovaihtelurajoja kutsutaan reaktionopeus. Ominaisuuden vaihtelevuus on joskus hyvin suuri, mutta se ei voi koskaan ylittää reaktionormin rajoja. Esimerkiksi ihminen voi juosta 100 m 11 s, 10 s, 9 s, mutta hän ei voi koskaan juosta 5 sekunnissa. Joissakin ominaisuuksissa reaktionopeus on erittäin laaja (esimerkiksi lampaiden villan leikkaaminen, sonnien paino, lehmien maitoisuus), kun taas toisille ominaisuuksille on ominaista kapea reaktionopeus (esimerkiksi kanien turkin väri).

Sanomasta seuraa erittäin tärkeä johtopäätös. Itse ominaisuus ei ole peritty, vaan kyky ilmentää tämä ominaisuus tietyissä olosuhteissa, tai voimme sanoa, että organismin reaktio ulkoisiin olosuhteisiin periytyy.

Joten voimme luetella seuraavat modifikaatiovaihteluiden pääominaisuudet.

1. Muutokset eivät siirry sukupolvelta toiselle.

2. Modifikaatiomuutokset ilmenevät monissa lajin yksilöissä ja riippuvat ympäristöolosuhteiden vaikutuksesta heihin.

3. Modifikaatiomuutokset ovat mahdollisia vain reaktionormin rajoissa, eli ne määräytyvät lopulta genotyypin mukaan.

Vaihtuvuus. Muutokset. modifikaatiovaihtelu. reaktionopeus

Suorita laboratorio loppuun.

Eliöiden vaihtelevuuden paljastaminen

Työn tavoite: tunnistaa organismien modifikaatiovaihteluiden ilmenemismuotoja.

Edistyminen

1. Harkitse sinulle tarjottuja esineitä.

2. Tutki ulkomuoto(fenotyyppi) kunkin kohteen (huomaa erot koossa, muodossa, värissä jne.).

3. Syötä tulokset taulukkoon.

4. Tee johtopäätös.

Kysymyksiä

1. Millaisia vaihtelutyyppejä organismeille on ominaista?

2. Mitä vaihtelua kutsutaan modifikaatioksi? Antaa esimerkkejä.

3. Mitkä organismin merkit ovat alttiita modifikaatioille ja mitkä eivät?

4. Mikä on reaktionopeus?

5. Mitkä ovat tärkeimmät syyt organismien modifikaatiovaihtelulle?

6. Mitkä ovat modifikaatiovaihteluiden pääominaisuudet?

Tehtävät

Ajattele, mikä organismi on paremmin sopeutunut olemassaolon olosuhteisiin - leveällä tai kapealla reaktionopeudella. Tue oletustasi konkreettisilla esimerkeillä.

§ 33. Vaihtelevuusmallit: mutaatiovaihtelu

1. Ovatko muutokset periytyviä?

2. Mikä on genotyyppi ja fenotyyppi?

mutaatioiden vaihtelu. Muutokset eivät siis periydy. Pääsyy uusien ominaisuuksien ja ominaisuuksien syntymiseen elävissä organismeissa on mutaatioiden ilmentyminen - mutaatioiden vaihtelu. Mutaatiot- nämä ovat genotyypin muutoksia, jotka tapahtuvat ulkoisen tai sisäisen ympäristön tekijöiden vaikutuksesta (kuva 61).

Mutaatiot. Termiä "mutaatio" ehdotti ensimmäisen kerran vuonna 1901 hollantilainen tiedemies Hugo de Vries, joka kuvasi spontaaneja mutaatioita kasveissa. Mutaatiot ovat harvinaisia, mutta johtavat äkillisiin ominaisuuksien hyppyihin, jotka siirtyvät sukupolvelta toiselle.

Mutaatiot voivat vaikuttaa genotyyppiin eriasteisesti, ja siksi ne jaetaan geeni-, kromosomaalisiin ja genomiin.

Geneettinen, tai piste, mutaatio esiintyy useimmin. Ne syntyvät, kun yksi tai useampi nukleotidi yhdessä geenissä korvataan muilla. Tämän seurauksena geenin aktiivisuudessa tapahtuu muutoksia, proteiini syntetisoituu muuttuneella aminohapposekvenssillä ja sen seurauksena muuttuneilla ominaisuuksilla, ja seurauksena jokin organismin piirre muuttuu tai katoaa. Esimerkiksi geenimutaatioiden vuoksi bakteerit voivat saada vastustuskykyä antibiooteille tai muille lääkkeille, muuttaa kehon muotoa, pesäkkeiden väriä jne.

Riisi. 61. Mutaatiot Drosophila-hedelmäkärpäsessä

Kromosomimutaatiot Merkittäviä muutoksia kromosomien rakenteessa, jotka vaikuttavat useisiin geeneihin, kutsutaan. Siellä voi olla esimerkiksi ns menetys kun kromosomin pää katkeaa ja osa geeneistä katoaa. Tällainen kromosomaalinen mutaatio 21. kromosomissa ihmisillä johtaa akuutin leukemian kehittymiseen - leukemiaan, joka johtaa kuolemaan. Joskus kromosomin keskiosa "leikataan" ja tuhoutuu. Tätä kromosomimutaatiota kutsutaan poisto. Deleetion seuraukset voivat olla erilaisia: kuolemasta tai vakavasta perinnöllisestä sairaudesta (jos se kromosomin osa, joka sisälsi tärkeitä geenejä, menetetään) häiriöiden puuttumiseen (jos se osa DNA:sta katoaa, jossa ei ole geenit, jotka määräävät organismin ominaisuudet).

Toinen kromosomimutaatiotyyppi on joidenkin sen osien kaksinkertaistuminen. Tässä tapauksessa jotkut geeneistä esiintyvät useita kertoja kromosomissa. Esimerkiksi Drosophilassa kahdeksan kertaa toistuva geeni löydettiin yhdestä kromosomista. Tämän tyyppinen mutaatio on päällekkäisyyttä- vähemmän vaarallinen keholle kuin häviäminen tai poistaminen.

klo käännöksiä kromosomi katkeaa kahdesta kohdasta ja syntyvä fragmentti 180° kääntymisen jälkeen rakennetaan jälleen murtumiskohtaan. Esimerkiksi kromosomin segmentti sisältää geenit A-B-C-D-E-F. B:n ja C:n, D:n ja F:n välissä oli aukkoja, IOP:n fragmentti käännettiin ympäri ja rakennettiin rakoon. Tämän seurauksena kromosomin alueella on rakenne A-B-D-D-C-E-F. Lopuksi on mahdollista siirtää osa yhdestä kromosomista toiseen, ei-homologinen sille.

klo genominen mutaatio kromosomien määrä muuttuu. Useimmiten tällaisia mutaatioita esiintyy, jos meioosissa olevien sukusolujen muodostumisen aikana parin kromosomit eroavat ja molemmat putoavat yhteen sukusoluun, ja toisessa sukusolussa yksi kromosomi ei riitä. Sekä ylimääräisen kromosomin läsnäolo että sen puuttuminen johtavat useimmiten haitallisiin muutoksiin fenotyypissä. Esimerkiksi kun kromosomit eivät eroa, naiset voivat muodostaa munasoluja, jotka sisältävät kaksi 21. kromosomia. Jos tällainen muna hedelmöitetään, lapsi syntyy Downin oireyhtymä. Näillä lapsilla on hyvin tyypillinen ulkonäkö, sisäelinten patologia ja vakavia mielenterveyshäiriöitä. Valitettavasti Downin syndroomaa sairastavia lapsia syntyy melko usein.

Erityinen genomimutaatioiden tapaus on polyploidia ts. solujen kromosomien lukumäärän moninkertainen lisääntyminen niiden mitoosissa tai meioosissa tapahtuvan eron rikkomisen seurauksena. Tällaisten organismien somaattiset solut sisältävät 3 n, 4n, 8n jne. kromosomeja riippuen siitä, kuinka monta kromosomia oli tämän organismin muodostaneissa sukusoluissa. Polyploidia on yleistä bakteereissa ja kasveissa, mutta erittäin harvinainen eläimissä. Monenlaisia viljelykasveja polyploidit(Kuva 62). Joten kolme neljäsosaa kaikista ihmisen viljelmistä viljoista on polyploideja. Jos haploidi kromosomisarja ( n) vehnällä on 7, niin tärkein olosuhteissamme kasvatettu lajike on pehmeä vehnä- sillä on 42 kromosomia, eli 6 n. Viljellyt punajuuret, tattari jne. ovat polyploideja.. Yleensä polyploidisilla kasveilla on lisääntynyt elinkyky, koko, hedelmällisyys jne. Tällä hetkellä polyploidien saamiseksi on kehitetty erityisiä menetelmiä. Esimerkiksi syyskrokuksen kasvimyrkky - kolkisiini - pystyy tuhoamaan jakautumiskaran sukusolujen muodostumisen aikana, jolloin sukusolut sisältävät 2 n kromosomit. Tällaisten sukusolujen fuusiossa tsygootissa on 4 n kromosomit.

Valtaosa mutaatioista on elimistölle epäsuotuisia tai jopa kohtalokkaita, koska ne tuhoavat miljoonien vuosien aikana säädellyn kehon. luonnonvalinta täydellinen genotyyppi.

Syitä mutaatioille. Kaikilla elävillä organismeilla on kyky muuntua. Jokaisella tietyllä mutaatiolla on jokin syy, vaikka emme useimmissa tapauksissa tiedä sitä. Mutaatioiden kokonaismäärää voidaan kuitenkin lisätä dramaattisesti käyttämällä eri tavoilla vaikutusta kehoon. Mutaatioita aiheuttavia tekijöitä kutsutaan mutageeninen.

Riisi. 62. Rypäleiden polyploidian ilmentyminen

Ensinnäkin ionisoivalla säteilyllä on voimakkain mutageeninen vaikutus. Säteily lisää mutaatioiden määrää satoja kertoja.

Toiseksi, mutaatiot aiheuttavat mutageeniset aineet, jotka vaikuttavat esimerkiksi DNA:han katkaisemalla nukleotidiketjun. On aineita, jotka vaikuttavat muihin molekyyleihin, mutta myös aiheuttavat mutaatioita. Edellä jo mainittu kolkisiinia, joka johtaa yhteen mutaatiotyypeistä - polyploidiaan.

Kolmanneksi erilaiset fysikaaliset vaikutukset johtavat myös mutaatioihin, esimerkiksi ympäristön lämpötilan nousuun.

Sanomasta tulee selväksi, kuinka tärkeää on, että elämässämme on mahdollisimman vähän mutaatioita aiheuttavia tekijöitä. Ja on täysin kohtuutonta tuhota tulevia lapsiasi käyttämällä vahvoja mutageeneja. Esimerkiksi huumeriippuvaiset ottavat lyhytaikaista todellisuudentajua menettäessään aineita, jotka aiheuttavat korjaamatonta vahinkoa monille kehon soluille, mukaan lukien primaariset sukusolut, joista munasolujen tai siittiöiden pitäisi sitten kehittyä.

Siten mutaatiovaihtelulla on seuraavat pääominaisuudet.

1. Mutaatiomuutokset tapahtuvat äkillisesti, ja sen seurauksena keholla on uusia ominaisuuksia.

2. Mutaatiot periytyvät ja siirtyvät sukupolvelta toiselle.

3. Mutaatiot eivät ole suuntaavia, eli on mahdotonta ennustaa varmuudella, mikä tietty geeni mutatoituu mutageenisen tekijän vaikutuksesta.

4. Mutaatiot voivat olla hyödyllisiä tai haitallisia organismille, hallitsevia tai resessiivisiä.

Geeni-, kromosomi- ja genomimutaatiot. Menetys. poisto. päällekkäisyyttä. Inversio. Downin oireyhtymä. Polyploidia. Kolkisiini. Mutageeniset aineet

Kysymyksiä

1. Mitkä ovat tärkeimmät erot modifikaatioiden ja mutaatioiden välillä?

2. Minkä tyyppisiä mutaatioita tiedät?

3. Mikä voi keinotekoisesti lisätä mutaatioiden määrää?

4. Mitkä mutaatiot ovat yleisempiä - hyödyllisiä vai haitallisia?

Tehtävät

Mieti mikä voisi olla käytännön arvoa mutaatioiden syiden tutkimus. Keskustele tästä ongelmasta luokassa.

Monohybridiristeytys on risteytys, jolle on tunnusomaista vanhempainmuotojen välinen ero olemassa olevan yhden vaihtoehtoisen, vastakkaisen ominaisuuden parin mukaan. Merkki on mikä tahansa organismin piirre, mikä tahansa ominaisuus tai ominaisuus, jonka avulla on mahdollista erottaa yksilöt. Kasveissa tällainen ominaisuus on esimerkiksi terien muoto (epäsymmetrinen tai symmetrinen), sen väri (valkoinen tai violetti) jne. Ominaisuuksiin kuuluu myös kypsymisnopeus (myöhäinen kypsyminen tai varhainen kypsyminen) vastustuskykynä tai herkkyytenä tietyille sairauksille.

Kaikkia aggregaatin ominaisuuksia, alkaen ulkoisista ja päättyen tiettyihin ominaisuuksiin solujen, elinten, kudosten toiminnassa tai rakenteessa, kutsutaan fenotyypiksi. Tätä käsitettä voidaan käyttää myös jonkin käytettävissä olevan vaihtoehtoisen merkin yhteydessä.

Ominaisuuksien ja piirteiden ilmentyminen tapahtuu olemassa olevien perinnöllisten tekijöiden - toisin sanoen geenien - hallinnassa. Yhdessä geenit muodostavat genotyypin.

Monohybridiristeytystä Mendelin mukaan edustaa herneiden risteytys. Samaan aikaan on olemassa sellaisia melko hyvin merkittyjä vaihtoehtoisia ominaisuuksia, kuten kypsymättömien papujen valkoinen ja vihreä ja keltainen väri, siementen ryppyinen ja sileä pinta ja muut.

1000-luvun itävaltalainen kasvitieteilijä G. Mendel havaitsi monohybridiristeytyksessä, että ensimmäisessä sukupolvessa (F1) kaikilla hybridikasveilla oli violetit kukat, kun taas valkoista väriä ei näkynyt. Joten ensimmäinen ensimmäisen sukupolven näytteiden yhtenäisyydestä jalostettiin. Lisäksi tiedemies havaitsi, että ensimmäisessä sukupolvessa kaikki näytteet olivat homogeenisia kaikissa seitsemässä hänen tutkimassaan ominaisuudessa.

Siten monohybridiristeytys merkitsee ensimmäisen sukupolven yksilöille vain yhden vanhemman vaihtoehtoisten ominaisuuksien läsnäoloa, kun taas toisen vanhemman ominaisuudet näyttävät katoavan. G. Mendel kutsui ominaisuuksien valta-asemaa hallitsevaksi ja itse merkit - hallitsevaksi. Tiedemies kutsui ominaisuuksia, jotka eivät näytä resessiivisiltä.

Suorittamalla monohybridiristeyttämisen G. Mendel altisti ensimmäisen sukupolven kasvatetut hybridit itsepölytyksellä. Tiedemies kylvi niihin muodostuneet siemenet uudelleen. Tämän seurauksena hän sai seuraavan, toisen sukupolven (F2) hybridit. Saaduissa näytteissä havaittiin halkeilua vaihtoehtoisten piirteiden mukaan likimäärin suhteessa 3:1. Toisin sanoen kolme neljäsosaa toisen sukupolven yksilöistä oli hallitsevia ja neljäsosa oli resessiivisiä. Näiden kokeiden tuloksena G. Mendel päätteli, että näytteiden resessiivinen ominaisuus vaimeni, mutta ei kadonnut, vaan ilmaantui toisessa sukupolvessa. Tätä yleistystä kutsutaan "jakamisen laiksi" (Mendelin toinen laki).

Tiedemies suoritti lisää monohybridiristeyttämistä määrittääkseen, kuinka perinnöllisyys tapahtuu kolmannessa, neljännessä ja seuraavassa sukupolvessa. Hän kasvatti yksilöitä itsepölytyksellä. Kokeiden tuloksena havaittiin, että kasvit, joiden ominaisuudet ovat resessiivisiä (esimerkiksi valkoiset kukat), tuottavat myöhemmissä sukupolvissa jälkeläisiä vain näillä (resessiivisillä) ominaisuuksilla.

Toisen sukupolven kasvit käyttäytyivät hieman eri tavalla, joiden ominaisuuksia G. Mendel kutsui hallitseviksi (esim. purppuraisten kukkien haltijat). Näistä näytteistä tutkija, analysoimalla jälkeläisiä, tunnisti kaksi ryhmää, joilla on absoluuttiset ulkoiset erot kummassakin. tietty attribuutti.

Yksilöille, jotka eroavat kahdesta ominaisuudesta, tehtävät ovat määritelmän mukaan suhteellisen yksinkertaisia ja niiden ratkaisussa sovelletaan Mendelin lakeja.