Koliko često se u prirodi događa monohibridno križanje? Monohibridno križanje. Jesu li modifikacije naslijeđene?

Jedna od značajki Mendelove metode bila je da je za pokuse koristio čiste linije, odnosno biljke u čijim potomcima, tijekom samooprašivanja, nije bilo raznolikosti proučavanog svojstva. (U svakoj od čistih linija sačuvan je homogen skup gena). Drugo važno obilježje hibridološke metode bilo je to što je G. Mendel promatrao nasljeđivanje alternativnih (međusobno isključivih, kontrastnih) svojstava. Na primjer, biljke su niske i visoke; cvjetovi su bijeli i ljubičasti; oblik sjemena je gladak i naboran itd. Jednako važna značajka metode je točan kvantitativni obračun svakog para alternativnih svojstava u nizu generacija. Matematička obrada eksperimentalnih podataka omogućila je G. Mendelu da uspostavi kvantitativne obrasce u prijenosu proučavanih značajki. Vrlo je značajno da je G. Mendel u svojim eksperimentima slijedio analitički put: promatrao je nasljeđivanje različitih svojstava ne odmah u agregatu, već samo jednog para alternativnih svojstava.

Hibridološka metoda je temelj moderne genetike.

Ujednačenost prve generacije. pravilo dominacije. G. Mendel je proveo pokuse s graškom - biljkom koja se sama oprašuje. Za pokus je odabrao dvije biljke koje se razlikuju po jednoj osobini: sjemenke jedne vrste graška bile su žute, a druge zelene. Budući da je grašak sklon samooprašivanju, nema varijabilnosti u boji sjemena unutar sorte. S obzirom na to svojstvo, G. Mendel je umjetno oprašio ovu biljku križanjem sorti koje se razlikuju po boji sjemena. Bez obzira kojoj klasi pripadali matične biljke, pokazalo se da je hibridno sjeme prve generacije (Fi) samo žuto. Posljedično, kod hibrida se pojavljuje samo jedno svojstvo, svojstvo drugog roditelja kao da nestaje. G. Mendel je takvu prevlast osobine jednog od roditelja nazvao dominacijom, a odgovarajuće osobine su dominantne. Svojstva koja se nisu pojavila kod hibrida prve generacije nazvao je recesivnim.U pokusima s graškom dominirala je osobina žute boje sjemena nad zelenom bojom. Tako je G. Mendel otkrio ujednačenost u boji kod hibrida prve generacije, t.j. sve hibridne sjemenke imale su istu boju. U pokusima gdje su se sorte križanja razlikovale po drugim svojstvima, dobiveni su isti rezultati: ujednačenost prve generacije i dominacija jednog svojstva nad drugim.

Razdvajanje svojstava kod hibrida druge generacije. Iz hibridnog sjemena graška G. Mendel je uzgojio biljke koje su samooprašivanjem dale sjeme druge generacije. Među njima nisu bile samo žute sjemenke, već i zelene. Ukupno je u drugoj generaciji dobio 6022 žute i 2001 zelenu sjemenku, tj. 3/4 hibrida su bili žuti, a 1/4 zeleni. Posljedično, omjer broja potomaka druge generacije s dominantnim svojstvom prema broju potomaka s recesivnim svojstvom pokazao se blizu 3:1. . Taj je fenomen nazvao cijepanjem značajki. G. Mendelu nije bilo neugodno što su omjeri potomaka koje je on zapravo otkrio malo odstupali od omjera 3:1. Nadalje, proučavajući statističku prirodu zakona nasljeđivanja, uvjerit ćemo se u ispravnost Mendela.

Slične rezultate u drugoj generaciji dali su brojni pokusi genetske analize drugih parova svojstava. Na temelju dobivenih rezultata G. Mendel je formulirao prvi zakon - zakon cijepanja. U potomcima dobivenim križanjem hibrida prve generacije uočava se fenomen cijepanja: četvrtina jedinki iz hibrida druge generacije ima recesivnu osobinu, tri četvrtine ima dominantnu.

Analizirajući križ. Uz potpunu dominaciju među jedinkama s dominantnim osobinama, nemoguće je razlikovati homozigote od heterozigota, a to često postaje nužno (na primjer, da se utvrdi je li određena jedinka čistokrvna ili hibridna). U tu svrhu provodi se analizirajuće križanje, u kojem se proučavana jedinka s dominantnim svojstvima križa s recesivnim homozigotom. Ako se potomak od takvog križanja pokaže homogenim, tada je jedinka homozigotna (njegov genotip je AA). Ako u potomstvu ima 50% jedinki s dominantnim osobinama, a 50% s recesivnim, tada je jedinka heterozigot.

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

Pravilo čistoće gameta, koje je uspostavio Mendel, prvi je put pokazalo svojstvo diskretnosti gena, nekompatibilnost alela međusobno i drugih gena. Mendel je po prvi put pokazao da nasljedni čimbenici u spolnim stanicama hibrida prve generacije ostaju potpuno isti kao i kod roditelja. Oni se ne miješaju, ne podliježu promjenama nakon što su bili zajedno u hibridnom organizmu.

PITANJE 2. CILJ.

ULAZNICA#20

PITANJE 1.

Dihibridno križanje. Utvrdivši obrasce nasljeđivanja jedne osobine (monohibridno križanje), Mendel je počeo proučavati nasljeđivanje osobina za koje su odgovorna dva para alelnih gena. Križ u kojem sudjeluju dva para. alela naziva se dihibridno križanje. Mendel je proveo dihibridno križanje, u kojem su se homozigotni roditelji razlikovali jedni od drugih na dva načina: boja sjemena (žuta i zelena) i oblik sjemena (glatko i naborano). Pojava jedinki s glatkim žutim sjemenkama ukazuje na dominaciju ovih svojstava i ispoljavanje pravila uniformnosti kod Fi hibrida. Tijekom 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 utječe na divergenciju gena drugog para.

Ako se u mejozi kromosom s genom A pomaknuo na jedan pol, onda na isti pol, t.j. u istoj gameti može doći kromosom i s genom B i s genom b. Stoga, s istom vjerojatnošću, gen A može biti u istoj gameti s genom B i genom B. Oba događaja su jednako vjerojatna. Prema tome, koliko će biti AB gameta, toliko će biti i AB gameta. Isto razmišljanje vrijedi i za gen a, tj. broj gameta ab uvijek je jednak broju gameta ab. Kao rezultat neovisne raspodjele kromosoma u mejozi, hibrid tvori četiri vrste spolnih stanica: AB, AB, AB i AB u jednakim količinama. Ovu je pojavu ustanovio G. Mendel i nazvao je zakon neovisnog cijepanja ili drugi Mendelov zakon. Formulira se na sljedeći način: cijepanje za svaki par gena odvija se neovisno o drugim parovima gena.

Punnettova rešetka. Neovisno cijepanje može se prikazati kao tablica. Ime genetičara koji je prvi predložio ovu tablicu zove se Punnettova rešetka. Budući da u dihibridnom križanju tijekom neovisnog nasljeđivanja nastaju četiri tipa gameta, broj tipova zigota nastalih nasumičnim stapanjem ovih gameta je 4x4, tj. 16. Točno toliko stanica u Punnettovoj rešetki. Zbog dominacije A nad a i B nad b, različiti genotipovi imaju isti fenotip. Stoga je broj fenotipova samo četiri. Na primjer, u 9 stanica 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 nastalih tijekom dihibridnog križanja je 9. Broj fenotipova u Fa s potpunom dominacijom je 4. Dakle, dihibridno križanje su dva neovisna monohibridna križanja, čiji se rezultati međusobno preklapaju. Za razliku od prvog zakona, koji uvijek vrijedi, drugi zakon vrijedi samo za slučajeve neovisnog nasljeđivanja, kada se proučavani geni nalaze u različitim parovima homolognih kromosoma.

Trenutna stranica: 8 (ukupna knjiga ima 16 stranica) [dostupan ulomak za čitanje: 11 stranica]

Font:

100% +

§ 30. Dihibridno križanje. Zakon nezavisnog nasljeđivanja svojstava

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 jedinke razlikuju jedna od druge na dva načina, tada se križanje između njih naziva dvohibridni, ako tri - trohibridni itd. Križanje jedinki koje se po mnogo čemu razlikuju naziva se polihibridni.

Utvrdivši obrasce nasljeđivanja jedne osobine, G. Mendel je proučavao prirodu cijepanja pri križanju dviju čistih linija graška koje se razlikuju po dva svojstva: boji sjemena (žuta ili zelena) i obliku sjemena (glatko ili naborano). S takvim križanjem, osobine su određene različitim parovima gena: jedan je alel odgovoran za boju sjemena, drugi za oblik. Žuta boja graška ( A) dominira zelenim (a), a glatki oblik ( U) preko naborana ( b).

U prvoj generaciji (F 1) sve jedinke, kako bi i trebalo biti prema pravilu ujednačenosti hibrida prve generacije, imale su žute glatke zrnce. Da bi shvatio kako će se pri križanju dvaju hibrida prve generacije spojiti sve moguće vrste gameta, tzv. američki genetičar Pennett predložio je tzv. Punnettova rešetka, koji vam omogućuje vizualizaciju svih vrsta kombinacija gena u spolnim stanicama i rezultate njihove fuzije. Budući da dihibridno križanje proizvodi 4 vrste gameta: AB, Ab, aB I ab, tada je broj vrsta zigota koje mogu nastati slučajnim stapanjem ovih gameta 4 × 4, tj. 16. Toliko je stanica u Punnettovoj rešetki (slika 58). Iz slike se može vidjeti da se tijekom ovog križanja pojavljuje sljedećih 9 tipova genotipova: AABB, AABb, AaBB, AaBb, AAbb, Aabb, aaBB, aaBb I aabb, budući da ima ponavljanja u 16 kombinacija. Ovih 9 genotipova pojavljuju se kao 4 fenotipa: žuti glatki, žuti naborani, zeleni glatki i zeleni naborani. Brojčani omjer ovih fenotipskih varijanti je sljedeći:

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

Ako se, međutim, rezultati koje je dobio G. Mendel razmatraju zasebno za svaku od karakteristika (boja i oblik), tada će se za svaku od njih zadržati omjer 3: 1, karakterističan za monohibridno križanje. Stoga je G. Mendel zaključio da se tijekom dihibridnog križanja geni i osobine za koje su ti geni odgovorni kombiniraju i nasljeđuju neovisno jedni o drugima. Ovaj zaključak se zove zakon nezavisnog nasljeđivanja svojstava, što vrijedi za one slučajeve kada geni osobina koje se razmatraju leže na različitim kromosomima.

Riža. 58. Shema nasljeđivanja svojstava kod dihibridnog križanja

Dihibridno križanje. Polihibridno križanje. Pennetova rešetka. Zakon nezavisnog nasljeđivanja svojstava

Rješavanje problema dihibridnog križanja

1 . Prenesite (precrtajte) u bilježnicu algoritam za rješavanje genetskog problema prikazan u nastavku. Analizirati shemu nasljeđivanja svojstava prikazanu u udžbeniku za dihibridna križanja i popuniti praznine u algoritmu.

Algoritam za rješavanje problema dihibridnog križanja

2. Odredite genotipove roditelja, tipove gameta i zapišite shemu križanja.

3. Sastavite Punnettovu rešetku F 2:.

2. Na temelju analize rezultata odgovoriti na pitanja.

1) Koliko tipova gameta tvori matična biljka sa žutim glatkim sjemenkama; sa zelenim naboranim sjemenkama?

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

3) Kolika je vjerojatnost pojave biljaka F 1 sa žutim glatkim sjemenom kao rezultat križanja; 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 tipova gameta formira F1 biljka sa žutim glatkim sjemenkama?

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

8) Kolika je vjerojatnost pojave biljaka F 2 sa žutim glatkim sjemenom kao rezultat križanja; 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. Rješavanje problema dihibridnog križanja.

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

2. Crna boja dlake i viseće uho kod pasa dominiraju u odnosu na smeđu boju i uspravno uho. Čistokrvni crni psi s visećim ušima križani su s psima koji su imali smeđu boju dlake i uspravne uši. Hibridi međusobno križani. 1) Koliki bi udio F 2 štenaca trebao biti fenotipski sličan F 1 hibridu? 2) Koji bi dio F 2 hibrida trebao biti potpuno homozigotan? 3) Koliki bi udio F 2 štenaca trebao biti s genotipom sličnim genotipu F 1 hibrida?

3. Crna boja kod mačaka dominira nad smeđom, a kratka dlaka - nad dugom. Križali čistokrvne perzijske mačke (crne dugodlake) sa sijamskim (smeđe kratkodlake). Dobiveni hibridi međusobno su križani. Kolika je vjerojatnost da u F 2 dobijemo: a) čistokrvno sijamsko mače; b) mače fenotipski slično perzijskom; c) dugodlako smeđe mače (izrazito u dijelovima)?

Pitanja

1. Što mislite, je li monohibridno križanje često u prirodi?

2. Koliko vrsta gameta nastaje kod hibrida prve generacije tijekom dihibridnog križanja?

§ 31. Genetika spola. spolno vezano nasljeđe

1. Navedite primjere dvospolnih životinja.

2. Koji se kromosomi nazivaju spolnim?

Veliku većinu životinja predstavljaju jedinke dvije vrste - muške i ženske, a podjela prema spolu događa se u omjeru 1: 1. Takvo cijepanje u potomstvu opaženo je u slučajevima gdje su heterozigoti ( Ah) i homozigot ( aa) matične jedinke.

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

Ova je pretpostavka potvrđena početkom 20. stoljeća, kada su T. Morgan i njegovi kolege uspjeli utvrditi da se muškarci i žene razlikuju u skupu kromosoma. Svi kromosomi, osim jednog para, kod muškaraca i ženski organizmi su isti i zovu se autosomi. Ali u jednom paru kromosoma mužjaci i ženke se razlikuju. Ti se kromosomi nazivaju genitalni. Na primjer, ženka Drosophila u svakoj stanici ima tri para autosoma i jedan par istospolnih kromosoma, takozvani X kromosomi, dok mužjaci imaju ista tri para autosoma i dva različita spolna kromosoma - x I Y(Sl. 59). Tijekom stvaranja gameta tijekom mejoze ženke će formirati jednu vrstu gameta: 3 autosoma + x spolni kromosom. U muškaraca će se formirati dvije vrste gameta u istoj količini: 3 autosoma + x spolni kromosom ili 3 autosoma + Y spolni kromosom.

Riža. 59. Shema spolne segregacije

Ako se tijekom oplodnje spermatozoid s X kromosomom spoji s jajnom stanicom, iz zigote će se razviti ženka, a ako s Y kromosomom onda mužjak. Dakle, spol buduće jedinke određuje se tijekom oplodnje i ovisi o tome koji će se set spolnih kromosoma u tom trenutku formirati.

Budući da ženke Drosophila mogu proizvesti samo jednu vrstu gameta (sa x spolni kromosom), nazivaju se homogametni spol. Mužjaci Drosophila proizvode dvije vrste gameta (sa x ili Y spolni kromosomi) i nazivaju se heterogametni spol. Kod mnogih sisavaca (uključujući ljude), crva, rakova, mnogih vodozemaca, riba i većine insekata, ženski spol također je homogametičan ( XX), dok je mužjak heterogametan ( XY). Žene imaju 22 para autosoma u svakoj stanici i dva x spolnih kromosoma, a kod muškaraca ista 22 para autosoma, kao i x I Y spolni kromosomi. Međutim, kod mnogih vrsta kromosomsko određivanje spola izgleda drugačije. Ptice, gmazovi 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 spolni kromosom u kromosomskoj garnituri ( XO).

Nasljeđivanje svojstava vezanih za spol. Postoji mnogo različitih gena na spolnim kromosomima i ne određuju svi znakove koji su povezani sa spolom. Ako se geni odgovorni za neko svojstvo nalaze na autosomima, tada do nasljeđivanja dolazi bez obzira na to tko je nositelj gena – otac ili majka. Uostalom, autosomi su isti kod muškaraca i žena. Položaj gena na spolnom kromosomu naziva se povezanost gena sa spolom, a sam gen je vezan za spol.

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

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

Autosomi. spolni kromosomi. Homogametni i heterogametni spol. Povezivanje gena sa spolom

Raditi praktičan rad.

Rješavanje zadataka o nasljeđivanju svojstava vezanih za spol

1 . Prenesite u bilježnicu algoritam za rješavanje genetskog problema prikazanog u nastavku. Pročitajte uvjete zadatka za nasljeđivanje spolno vezanih svojstava i popunite praznine u algoritmu.

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

Algoritam za rješavanje problema nasljeđivanja spolno vezanih svojstava

1. Napišite predmet proučavanja i oznaku gena.

2. Prema uvjetu zadatka genotip sina je aaX b Y. Dakle, prema prvom svojstvu roditelji moraju biti heterozigoti, budući da sin dobiva svoj X kromosom od majke, što znači da je ona heterozigot za drugu osobinu. Zapišimo shemu križanja (braka) i sastavimo Punnettovu rešetku.

3. Zapišite odgovor. Vjerojatnost manifestacije znakova albina i hemofilije (genotip ________) kod sljedećeg sina ______; vjerojatnost rađanja zdravih kćeri (genotip) _________.

2. Rješavati zadatke o nasljeđivanju svojstava vezanih uz spol.

1. Kod ljudi odsutnost žlijezda znojnica ovisi o recesivnom genu vezanom za spol. U obitelji otac i sin imaju ovu anomaliju, a majka je zdrava. 1) Kolika je vjerojatnost da će sin naslijediti gornju osobinu od oca? 2) Kolika je vjerojatnost rođenja kćeri bez žlijezda znojnica u ovoj obitelji (u %)?

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

Pitanja

1. Koliko spolnih kromosoma ima u ljudskim somatskim stanicama; mačke; deva?

2. Koliko spolnih kromosoma sadrži jaje; u spermi?

3. Što određuje spol djeteta kod čovjeka: od kromosoma jajne stanice ili od kromosoma spermija?

4. Koliko autosoma ima Drosophila; u osobi?

5. Koji se znakovi nazivaju spolno povezanima?

§ 32. Obrasci varijabilnosti: modifikacijska varijabilnost. brzina reakcije

1. Što se naziva nasljeđem?

2. Što je varijabilnost?

Jedno od svojstava živih organizama je njihovo varijabilnost. Ako vegetativnim putem (na primjer, razmnožavanjem stabljika reznicama) iz jednog grma dobijete nekoliko grmova ribiza, tada će, naravno, genotip svih novih grmova biti isti. Međutim, fenotipovi ovih grmova mogu se međusobno jako razlikovati - u pogledu veličine i broja grana, lišća, prinosa itd. Ove razlike u nizu svojstava kod biljaka s istim genotipom posljedica su činjenice da manifestacija djelovanja pojedinih gena i cjelokupnog genotipa organizma ovisi o okolišnim uvjetima. Na primjer, osvjetljenje za jedan od ovih grmova pokazalo se većim nego za druge. Ili je tlo pod jednim od njih bolje pognojeno, ili jedan od grmova dobiva više vlage itd. Takve promjene u tijelu koje ne utječu na njegove gene i stoga se ne prenose s koljena na koljeno nazivaju se preinake, i ova varijabilnost izmjena.

Riža. 60. Varijabilnost modifikacije

Najčešće su modificirane kvantitativne karakteristike: visina, težina, plodnost itd. (slika 60).

Za različite znakove i svojstva organizama karakteristična je veća ili manja ovisnost o uvjetima okoliša. Primjerice, kod ljudi boju šarenice i krvnu grupu određuju samo geni, a životni uvjeti ni na koji način ne mogu utjecati na te znakove. Ali visina, težina, fizička snaga i izdržljivost jako ovise o vanjskim uvjetima, na primjer, o količini i kvaliteti prehrane, tjelesnoj aktivnosti itd. Granice modifikacijske varijabilnosti bilo koje osobine nazivaju se brzina reakcije. Varijabilnost neke osobine ponekad je vrlo velika, ali nikada ne može prijeći granice norme reakcije. Na primjer, osoba može pretrčati 100 m za 11 s, 10 s, 9 s, ali nikada ne može pretrčati za 5 s. Kod nekih je svojstava brzina reakcije vrlo široka (primjerice, striženje vune ovaca, težina bikova, mliječnost krava), dok se za druga svojstva odlikuje uskom brzinom reakcije (primjerice, boja dlake kod kunića).

Iz rečenog proizlazi vrlo važan zaključak. Ne nasljeđuje se sama osobina, već sposobnost ispoljavanja ove osobine pod određenim uvjetima, ili možemo reći da se nasljeđuje norma reakcije organizma na vanjske uvjete.

Dakle, možemo navesti sljedeće glavne karakteristike modifikacijske varijabilnosti.

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

2. Modifikacijske promjene očituju se u mnogim jedinkama vrste i ovise o djelovanju okolišnih uvjeta na njih.

3. Modifikacijske promjene moguće su samo u granicama norme reakcije, tj. u konačnici su određene genotipom.

Varijabilnost. Izmjene. modifikacijska varijabilnost. brzina reakcije

Završi laboratorij.

Otkrivanje varijabilnosti organizama

Cilj rada: identificirati manifestacije modifikacijske varijabilnosti u organizmima.

Napredak

1. Razmotrite predmete koji vam se nude.

2. Istražujte izgled(fenotip) svakog predmeta (uočite razlike u veličini, obliku, boji itd.).

3. Rezultate upiši u tablicu.

4. Izvedite zaključak.

Pitanja

1. Koje su vrste varijabilnosti svojstvene organizmima?

2. Koja se varijabilnost naziva modifikacija? Navedite primjere.

3. Koji su znakovi organizma podložni promjenama, a koji nisu?

4. Koja je brzina reakcije?

5. Koji su glavni razlozi modifikacijske varijabilnosti organizama?

6. Koje su glavne karakteristike modifikacijske varijabilnosti?

Zadaci

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

§ 33. Obrasci varijabilnosti: mutacijska varijabilnost

1. Nasljeđuju li se modifikacije?

2. Što je genotip i fenotip?

mutacijska varijabilnost. Dakle, modifikacijske promjene se ne nasljeđuju. Glavni razlog za pojavu novih svojstava i svojstava u živim organizmima je manifestacija mutacija - mutacijska varijabilnost. Mutacije- to su promjene u genotipu koje nastaju pod utjecajem čimbenika vanjske ili unutarnje sredine (slika 61).

Mutacije. Pojam "mutacija" prvi je predložio 1901. godine nizozemski znanstvenik Hugo de Vries, koji je opisao spontane mutacije u biljkama. Mutacije su rijetke, ali dovode do naglih skokova u osobinama koje se prenose s koljena na koljeno.

Mutacije mogu utjecati na genotip u različitim stupnjevima, pa se stoga dijele na genske, kromosomske i genomske.

Genetski, ili točka, mutacija javljaju najčešće. Nastaju kada se jedan ili više nukleotida unutar jednog gena zamijene drugim. Uslijed toga dolazi do promjena u aktivnosti gena, sintetizira se protein s promijenjenim slijedom aminokiselina i, posljedično, s promijenjenim svojstvima, te će se kao rezultat toga promijeniti ili izgubiti neka značajka organizma. Na primjer, zbog genskih mutacija, bakterije mogu steći otpornost na antibiotike ili druge lijekove, promijeniti oblik tijela, boju kolonija itd.

Riža. 61. Mutacije kod vinske mušice Drosophila

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

Druga vrsta kromosomske mutacije je udvostručenje nekih njegovih dijelova. U tom će se slučaju neki od gena pojaviti nekoliko puta u kromosomu. Na primjer, kod Drosophile je u jednom od kromosoma pronađen osmerostruko ponavljajući gen. Ova vrsta mutacije je dupliciranje- manje opasno za tijelo od gubitka ili brisanja.

Na inverzije kromosom pukne na dva mjesta, a nastali fragment se nakon okretanja za 180° ponovno ugrađuje u mjesto prijeloma. Na primjer, segment kromosoma sadrži geni A-B-C-D-E-F. Postojale su praznine između B i C, D i F, fragment IOP-a okrenut je i ugrađen u prazninu. Kao rezultat toga, regija kromosoma će imati struktura A-B-D-D-C-E-F. Konačno, moguće je prenijeti dio jednog kromosoma na drugi, koji mu nije homologan.

Na genomska mutacija mijenja se broj kromosoma. Najčešće se takve mutacije događaju ako se tijekom stvaranja gameta u mejozi kromosomi para raziđu i oba padnu u jednu gametu, au drugoj gameti jedan kromosom neće biti dovoljan. I prisutnost dodatnog kromosoma i njegova odsutnost najčešće dovode do nepovoljnih promjena u fenotipu. Na primjer, kada se kromosomi ne odvoje, žene mogu formirati jajašca koja sadrže dva 21. kromosoma. Ako se takvo jaje oplodi, tada će se s njim roditi dijete Downov sindrom. Ova djeca imaju vrlo karakterističan izgled, patologiju unutarnjih organa i teške mentalne poremećaje. Nažalost, djeca s Downovim sindromom rađaju se vrlo često.

Poseban slučaj genomskih mutacija je poliploidija, tj. višestruko povećanje broja kromosoma u stanicama kao rezultat kršenja njihove divergencije u mitozi ili mejozi. Somatske stanice takvih organizama sadrže 3 n, 4n, 8n itd. kromosoma, ovisno o tome koliko je kromosoma bilo u spolnim stanicama koje su tvorile ovaj organizam. Poliploidija je česta kod bakterija i biljaka, ali vrlo rijetka kod životinja. Mnoge vrste kultiviranih biljaka poliploidi(Slika 62). Dakle, tri četvrtine svih žitarica koje čovjek uzgaja su poliploidne. Ako je haploidni set kromosoma ( n) za pšenicu je 7, onda je glavna sorta koja se uzgaja u našim uvjetima meka pšenica- ima 42 kromosoma, tj. 6 n. Poliploidi su kultivirana repa, heljda itd. Poliploidne biljke u pravilu imaju povećanu održivost, veličinu, plodnost itd. Trenutno su razvijene posebne metode za dobivanje poliploida. Na primjer, biljni otrov iz jesenskog šafrana - kolhicin - može uništiti vreteno diobe tijekom stvaranja gameta, što rezultira gametama koje sadrže 2 n kromosoma. Spajanjem takvih gameta u zigoti će biti 4 n kromosoma.

Ogroman broj mutacija je nepovoljan ili čak poguban za organizam, jer razara tijelo koje je regulirano milijunima godina. prirodni odabir potpuni genotip.

Razlozi mutacija. Svi živi organizmi imaju sposobnost mutacije. Svaka specifična mutacija ima neki razlog, iako ga u većini slučajeva ne znamo. Međutim, ukupni broj mutacija može se dramatično povećati korištenjem razne načine utjecaj na tijelo. Čimbenici koji uzrokuju mutacije nazivaju se mutagena.

Riža. 62. Manifestacija poliploidije u grožđu

Prvo, ionizirajuće zračenje ima najjače mutageno djelovanje. Zračenje povećava broj mutacija stotinama puta.

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

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

Iz rečenog postaje jasno koliko je važno da u životu budemo okruženi sa što manje faktora koji uzrokuju mutacije. I apsolutno je nerazumno uništavati svoju buduću djecu korištenjem jakih mutagena. Na primjer, ovisnici o drogama za kratkotrajni gubitak osjećaja za stvarnost uzimaju tvari koje uzrokuju nepopravljivu štetu mnogim stanicama tijela, pa tako i onim primarnim zametnim stanicama iz kojih bi se potom trebale razviti jajne stanice ili spermij.

Dakle, mutacijska varijabilnost ima sljedeće glavne karakteristike.

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

2. Mutacije su naslijeđene i prenose se s koljena na koljeno.

3. Mutacije nisu usmjerene, odnosno nemoguće je sa sigurnošću predvidjeti koji točno gen mutira pod utjecajem mutagenog faktora.

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

Genske, kromosomske i genomske mutacije. Gubitak. brisanje. dupliciranje. Inverzija. Downov sindrom. Poliploidija. Kolhicin. Mutagene tvari

Pitanja

1. Koje su glavne razlike između modifikacija i mutacija?

2. Koje vrste mutacija poznajete?

3. Što može umjetno povećati broj mutacija?

4. Koje su mutacije češće – korisne ili štetne?

Zadaci

Razmotrite što bi moglo biti praktična vrijednost istraživanje uzroka mutacija. Raspravite o ovom problemu u razredu.

Monohibridno križanje je križanje koje karakterizira razlika između roditeljskih oblika jedan od drugog prema postojećem paru alternativnih, kontrastnih svojstava. Znak je svako obilježje organizma, svako svojstvo ili kvaliteta po kojem je moguće razlikovati jedinke. Kod biljaka je takvo svojstvo, na primjer, oblik vjenčića (asimetričan ili simetričan), njegova boja (bijela ili ljubičasta) itd. Karakteristike također uključuju brzinu sazrijevanja (kasno sazrijevanje ili rano sazrijevanje), kao i kao otpornost ili osjetljivost na određene bolesti .

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

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

Monohibridno križanje po Mendelu predstavljeno je križanjem graška. U isto vrijeme, postoje tako dobro izražena alternativna svojstva kao što su bijela i zelena i žuta boja nezrelih zrna graha, naborana i glatka površina sjemena i druga.

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

Dakle, monohibridno križanje podrazumijeva za jedinke prve generacije prisutnost alternativnih značajki samo jednog roditelja, dok svojstva drugog roditelja izgleda nestaju. G. Mendel je prevlast svojstava nazvao dominacijom, a same znakove - dominantnim. Znanstvenik je nazvao kvalitete koje se ne pojavljuju recesivno.

Provodeći monohibridno križanje, G. Mendel podvrgao je uzgojene hibride prve generacije samooprašivanju. Znanstvenik je ponovno posijao sjeme formirano u njima. Kao rezultat toga, dobio je sljedeću, drugu generaciju (F2) hibrida. U dobivenim uzorcima zabilježena je podjela prema alternativnim značajkama 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, pojavljujući se u drugoj generaciji. Ova se generalizacija naziva "Zakon cijepanja" (drugi Mendelov zakon).

Znanstvenik je proveo daljnje monohibridno križanje kako bi utvrdio kako će se nasljeđivanje odvijati u trećoj, četvrtoj i sljedećim generacijama. Uzgajao je primjerke samooprašivanjem. Kao rezultat pokusa, utvrđeno je da biljke čija su svojstva recesivna (bijeli cvjetovi, na primjer), u sljedećim generacijama reproduciraju potomstvo samo s tim (recesivnim) svojstvima.

Nešto drugačije ponašale su se biljke druge generacije, čija je svojstva G. Mendel nazvao dominantnima (posjednici, na primjer, ljubičastih cvjetova). Među tim uzorcima, znanstvenik je, analizirajući potomstvo, identificirao dvije skupine koje imaju apsolutne vanjske razlike za svaku određeni atribut.

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